I. Úvod
V oblasti průmyslové automatizace jsou dvě kritická řídicí zařízení frekvenční měniče (VFD) a programovatelné logické řídicí jednotky (PLC). Každý z nich má jedinečné funkce a vlastnosti a hraje nepostradatelnou roli v systémech průmyslové automatizace. Tento článek poskytne podrobnou analýzu a srovnání pohonů s proměnnou-frekvenční frekvencí a programovatelných logických ovladačů z různých úhlů pohledu, včetně definic, provozních principů, konstrukčního složení, funkčních funkcí a scénářů aplikací, aby čtenářům pomohl lépe porozumět rozdílům mezi nimi.
II. Definice a provozní principy
Pohon proměnných-frekvence (VFD)
Měnič s proměnnou{0}}frekvencí (VFD) je zařízení pro řízení výkonu, které využívá technologii proměnných-frekvenčních prvků a mikroelektroniku k řízení střídavých motorů změnou frekvence napájecího zdroje motoru. VFD se primárně skládá z usměrnění (AC na DC), filtrování, inverze (DC na AC), brzdových jednotek, hnacích jednotek, detekčních jednotek a mikroprocesorových jednotek. Přepínáním interních IGBT modulů VFD upravuje výstupní napětí a frekvenci a dodává motoru takové napájecí napětí, které skutečně potřebuje, čímž se dosahuje úspor energie a regulace otáček. Kromě toho mají VFD různé ochranné funkce, včetně ochrany proti nadproudu, přepětí a přetížení.
Programmable Logic Controller (PLC)
Programmable Logic Controller (PLC) je digitální elektronický systém navržený speciálně pro průmyslová prostředí. Využívá programovatelnou paměť k ukládání instrukcí pro provádění logických operací, sekvenčního řízení, časování, počítání a aritmetických operací a řídí různé typy mechanických zařízení nebo výrobních procesů prostřednictvím digitálních nebo analogových vstupů a výstupů. PLC je digitální řídicí jednotka s mikroprocesorem pro automatizační řízení, která je schopna načíst řídicí instrukce do paměti pro uložení a provedení kdykoli. Programovatelný řadič se skládá z funkčních jednotek, jako je CPU, instrukční a datová paměť, vstupní/výstupní rozhraní, napájecí zdroj a digitální -na{4}}analogový převod.
III. Konstrukční složení a funkční charakteristiky
Strukturální složení
Pohon s proměnnou frekvencí: Primárně se skládá z usměrňovače, filtru, měniče, brzdové jednotky, pohonné jednotky, detekční jednotky a mikroprocesorové jednotky. Mezi nimi usměrňovač převádí střídavý proud na stejnosměrný proud; filtr slouží k vyhlazení stejnosměrného napětí; měnič převádí stejnosměrný proud na střídavý proud pro pohon motoru; brzdná jednotka poskytuje brzdný moment, když motor zpomaluje nebo se zastaví; pohonná jednotka, detekční jednotka a mikroprocesorová jednotka jsou zodpovědné za řízení a řízení provozu celého frekvenčního měniče.
Programmable Logic Controller (PLC): Primárně se skládá z funkčních jednotek, jako je CPU, instrukční a datová paměť, vstupní/výstupní rozhraní, napájecí zdroj a digitální -na{1}}analogový převod. Mezi nimi je CPU základní komponentou PLC, která je zodpovědná za provádění uživatelských programů a řízení provozu celého systému; paměť instrukcí a dat se používá k ukládání uživatelských programů a dat; I/O rozhraní se používají pro připojení k externím zařízením a výměnu dat; napájecí zdroj poskytuje stabilní zdroj energie pro PLC; a digitální-na{4}}převodní jednotka je zodpovědná za převod analogových signálů na digitální signály nebo digitálních signálů na analogové signály.
Vlastnosti
Variable Frequency Drive (VFD): Jeho primární funkcí je řídit otáčky a točivý moment motoru změnou frekvence napájení motoru, čímž se dosáhne úspory energie a regulace otáček. Kromě toho mají VFD různé ochranné funkce, jako je ochrana proti nadproudu, přepětí a přetížení, které zajišťují bezpečný provoz motoru.
Programmable Logic Controller (PLC): Jeho primární funkcí je implementovat logické řízení, sekvenční řízení a řízení časování mechanických zařízení prováděním uživatelských programů. PLC nabízejí vysokou flexibilitu a škálovatelnost; lze je naprogramovat a nakonfigurovat tak, aby splňovaly různé požadavky a přizpůsobily se různým komplexním řídicím systémům průmyslové automatizace.
IV. Aplikační scénáře
Pohony s proměnnou frekvencí: Široce se používají v aplikacích vyžadujících úpravu rychlosti a točivého momentu motoru, jako jsou energeticky-úsporné modernizace a regulace otáček zařízení, jako jsou ventilátory, čerpadla a kompresory. Kromě toho lze pohony s proměnnou frekvencí použít v oblastech, jako je řízení pohonu elektrických vozidel.
Programovatelné logické automaty: Široce používané v různých řídicích systémech průmyslové automatizace, například ve strojírenství, chemickém inženýrství, výrobě energie a dopravě. PLC lze naprogramovat a nakonfigurovat tak, aby splňovaly specifické požadavky, což umožňuje přesné řízení a řízení mechanického zařízení.
V. Souhrn
Měniče s proměnnou frekvencí a programovatelné logické řídicí jednotky hrají v oblasti průmyslové automatizace zásadní roli. Přestože jsou obě řídicí zařízení, vykazují výrazné rozdíly, pokud jde o definici, provozní principy, konstrukční složení, funkční charakteristiky a scénáře použití. Frekvenční měniče se primárně používají k regulaci otáček motoru a točivého momentu k dosažení úspory energie a řízení otáček; na druhé straně programovatelné logické automaty se používají hlavně k implementaci funkcí logického řízení, sekvenčního řízení a řízení časování pro mechanická zařízení. V praktických aplikacích je pro dosažení optimálních výsledků regulace nutné zvolit vhodné regulační zařízení na základě konkrétních požadavků na řízení.