Kombinované použití frekvenčních měničů (VFD) a programovatelných logických automatů (PLC) je velmi běžné v systémech průmyslové automatizace. Existují různé způsoby propojování a komunikace mezi nimi. Níže jsou uvedeny některé primární metody pro jejich kombinované použití:
I. Způsoby připojení
1. Ovládání analogového výstupu
● PLC poskytuje napěťový signál 0–5 V nebo proudový signál 4–20 mA do VFD prostřednictvím svého analogového výstupního modulu. Ten slouží jako analogový vstup VFD, čímž řídí jeho výstupní frekvenci.
● Výhody: Jednoduché zapojení, plynulá a plynulá křivka rychlosti, stabilní provoz a jednoduché programování PLC.
● Nevýhody: Vyžaduje přizpůsobení impedance mezi výstupním modulem PLC a vstupem VFD; relativně vysoké náklady; opatření pro rozdělení napětí jsou potřebná pro přizpůsobení rozsahu napěťového signálu PLC; dlouhé ovládací kabely mohou způsobit pokles napětí a ovlivnit stabilitu systému.
2. Řízení digitálního výstupu
● Digitální výstupy PLC mohou být přímo připojeny k digitálním vstupům VFD pro realizaci řídicích funkcí, jako je start/stop, vpřed/vzad, jog, rychlost a časování zrychlení/zpomalení.
● Výhody: Jednoduché zapojení a vysoká odolnost proti rušení.
● Nevýhody: Podporuje pouze stupňovitou regulaci rychlosti; spojení reléových kontaktů vyžadují pozornost, aby nedocházelo k případné chybné činnosti způsobené špatným kontaktem; připojení tranzistorů vyžaduje zohlednění napěťové a proudové kapacity.
3. Připojení komunikačního rozhraní RS-485
● Využívá sériové rozhraní RS-485 na PLC i VFD (některé VFD nabízejí také rozhraní RS-232) pro komunikaci prostřednictvím dvoudrátového připojení.
● Výhody: Jednoduchý hardware, nižší cena, schopnost řídit více měničů (např. až 30 jednotek) a dokáže přesně lokalizovat cílový měnič pro komunikaci prostřednictvím adresy nebo zpráv vysílání.
● Poznámka: Je třeba vzít v úvahu kompatibilitu komunikačního protokolu. Pokud PLC a měnič sdílejí stejný protokol, přímé zapojení umožňuje čtení/zápis registrů měniče. Pokud se liší, PLC programy musí být napsány tak, aby zvládly komunikační formát VFD.
II. Komunikační metody
Kromě způsobů komunikace uvedených ve výše uvedených typech připojení existují následující běžné způsoby komunikace:
1. Řízení komunikace Modbus-RTU: Některé VFD podporují protokol Modbus-RTU, komunikující s PLC prostřednictvím terminálů RS-485. Tato metoda zjednodušuje programování PLC ve srovnání s bezprotokolovým přístupem RS-485.
2. Fieldbus Control: PLC se připojují k VFD přes fieldbus (např. CC-Link, Profibus DP, DeviceNet) pro vysokou-rychlost, na dlouhé-vzdálenosti a efektivní komunikaci. Tato metoda nabízí rychlost, prodloužený dosah a stabilní provoz, ale vyžaduje vyšší náklady.
3. Řízení rozšířené paměti: Vhodné pro systémy s maximálně 8 měniči, tato metoda využívá pro řízení rozšířenou paměť. Je to nízké-náklady, snadno se učí a používá, ale má omezený rozsah použití.
III. Úvahy v praktických aplikacích
V praktických aplikacích vyžaduje volba způsobu připojení a komunikace komplexní zvážení konkrétních aplikačních scénářů, požadavků na řízení a rozpočtů nákladů. Například: - Řízení analogového výstupu je vhodné pro aplikace vyžadující plynulou regulaci rychlosti a vysokou přesnost řízení. - Řízení digitálního výstupu je vhodné pro scénáře s relativně jednoduchými požadavky na řízení a omezenými náklady. - Komunikační rozhraní RS-485 nebo řízení pomocí fieldbus jsou ideální pro připojení více měničů na delší vzdálenosti.
Stručně řečeno, metody integrace mezi VFD a PLC jsou různé. Inženýři by měli zvolit vhodné způsoby připojení a komunikace založené na skutečných požadavcích, aby zajistili stabilní a efektivní provoz průmyslových automatizačních systémů.