Комбіноване використання приводів із змінною частотою (VFD) і програмованих логічних контролерів (PLC) дуже поширене в системах промислової автоматизації. Існують різні способи підключення та спілкування між ними. Нижче наведено кілька основних методів їх спільного використання:
I. Способи підключення
1. Контроль аналогового виходу
● ПЛК подає сигнал напруги 0–5 В або сигнал струму 4–20 мА на VFD через модуль аналогового виведення. Він служить аналоговим входом VFD, тим самим керуючи його вихідною частотою.
● Переваги: просте підключення, гладка та безперервна крива швидкості, стабільна робота та просте програмування ПЛК.
● Недоліки: Вимагає узгодження імпедансу між модулем виходу ПЛК і входом VFD; відносно висока вартість; необхідні заходи поділу напруги, щоб відповідати діапазону сигналу напруги ПЛК; довгі кабелі керування можуть спричинити падіння напруги, що вплине на стабільність системи.
2. Контроль цифрового виходу
● Цифрові виходи ПЛК можуть бути безпосередньо підключені до цифрових входів VFD для реалізації таких функцій керування, як старт/зупинка, вперед/назад, біг, швидкість і час прискорення/уповільнення.
● Переваги: просте підключення та сильна стійкість до перешкод.
● Недоліки: підтримується лише ступінчасте регулювання швидкості; контактні з'єднання реле вимагають уваги до можливої неправильної роботи через поганий контакт; з'єднання транзисторів вимагає врахування напруги та струму.
3. Підключення інтерфейсу зв'язку RS-485
● Використовує послідовний інтерфейс RS-485 як на ПЛК, так і на VFD (деякі VFD також пропонують інтерфейси RS-232) для зв’язку через двопровідне з’єднання.
● Переваги: просте апаратне забезпечення, нижча вартість, здатність контролювати декілька інверторів (наприклад, до 30 одиниць) і може точно визначити місцезнаходження цільового інвертора для зв’язку через адресу або широкомовні повідомлення.
● Примітка. Слід враховувати сумісність протоколу зв’язку. Якщо ПЛК і інвертор використовують однаковий протокол, пряме підключення дає змогу читати/записувати регістри інвертора. Якщо вони відрізняються, необхідно написати програми ПЛК для обробки формату зв’язку VFD.
II. Методи спілкування
Окрім методів зв’язку, згаданих у типах підключення вище, існують такі загальні методи зв’язку:
1. Контроль зв’язку Modbus-RTU: деякі VFD підтримують протокол Modbus-RTU, зв’язуючись із ПЛК через термінали RS-485. Цей метод спрощує програмування ПЛК порівняно з безпротоколним підходом RS-485.
2. Контроль польової шини: ПЛК підключаються до VFD через польові шини (наприклад, CC-Link, Profibus DP, DeviceNet) для високо-швидкісного,-міського-відстаней та ефективного зв’язку. Цей метод забезпечує швидкість, розширений радіус дії та стабільну роботу, але вимагає більших витрат.
3. Розширене керування пам’яттю: підходить для систем з не більше ніж 8 інверторами, цей метод використовує розширену пам’ять для керування. Це низька-вартість, простий у вивченні та використанні, але має обмежену область застосування.
III. Міркування щодо практичного застосування
У практичних застосуваннях вибір методу з’єднання та зв’язку вимагає комплексного розгляду конкретних сценаріїв застосування, вимог до контролю та бюджету витрат. Наприклад: - Контроль аналогового виходу підходить для застосувань, які вимагають плавного регулювання швидкості та високої точності керування. - Керування цифровим виходом підходить для сценаріїв із відносно простими вимогами до керування та обмеженнями вартості. - Інтерфейси зв’язку RS-485 або керування польовою шиною ідеально підходять для підключення кількох інверторів на великих відстанях.
Таким чином, методи інтеграції між VFD і ПЛК різноманітні. Інженери повинні вибрати відповідні методи підключення та зв’язку на основі фактичних вимог, щоб забезпечити стабільну та ефективну роботу систем промислової автоматизації.