I. Вступ
У сфері промислової автоматизації частотно-приводи (VFD) і програмовані логічні контролери (PLC) є двома критично важливими пристроями керування. Кожен із них має унікальні функції та характеристики та відіграє незамінну роль у системах промислової автоматизації. Ця стаття надасть детальний аналіз і порівняння-частотних приводів і програмованих логічних контролерів з різних точок зору, включаючи визначення, принципи роботи, структурний склад, функціональні особливості та сценарії застосування, щоб допомогти читачам краще зрозуміти відмінності між ними.
II. Визначення та принципи роботи
Привід-частоти (VFD)
Частотний-привод (VFD) — це пристрій керування потужністю, який використовує-технологію змінної частоти та мікроелектроніку для керування двигунами змінного струму шляхом зміни частоти джерела живлення двигуна. VFD в основному складається з випрямлення (з змінного струму на постійний), фільтрації, інверсії (з постійного на змінний струм), гальмівних блоків, блоків приводу, блоків виявлення та мікропроцесорних блоків. Перемикаючи внутрішні IGBT, VFD регулює вихідну напругу та частоту, забезпечуючи двигун фактично необхідною напругою живлення, таким чином досягаючи економії енергії та контролю швидкості. Крім того, VFD мають різні функції захисту, включаючи захист від надточного струму, перенапруги та перевантаження.
Програмований логічний контролер (PLC)
Програмований логічний контролер (ПЛК) — це цифрова електронна система, розроблена спеціально для промислових середовищ. Він використовує програмовану пам’ять для зберігання інструкцій для виконання логічних операцій, послідовного керування, синхронізації, підрахунку та арифметичних операцій, а також керує різними типами механічного обладнання або виробничими процесами через цифрові або аналогові входи та виходи. ПЛК — це цифровий блок керування з мікропроцесором для автоматизованого керування, здатний завантажувати керуючі інструкції в пам’ять для зберігання та виконання в будь-який час. Програмований контролер складається з функціональних блоків, таких як центральний процесор, пам’ять інструкцій і даних, інтерфейси вводу/виводу, джерело живлення та цифрово--аналогове перетворення.
III. Структурний склад і функціональна характеристика
Структурний склад
Частотний-привод: головним чином складається з випрямляча, фільтра, інвертора, блоку гальмування, приводу, блоку виявлення та мікропроцесора. Серед них випрямляч перетворює змінний струм на постійний; фільтр використовується для згладжування постійної напруги; інвертор перетворює потужність постійного струму в потужність змінного струму для приводу двигуна; блок гальмування забезпечує гальмівний момент при сповільненні або зупинці двигуна; блок приводу, блок виявлення та блок мікропроцесора відповідають за контроль і керування роботою всього приводу змінної частоти.
Програмований логічний контролер (ПЛК): головним чином складається з функціональних блоків, таких як центральний процесор, пам’ять інструкцій і даних, інтерфейси вводу/виводу, джерело живлення та цифрово-{1}}аналогове перетворення. Серед них центральний процесор є основним компонентом ПЛК, відповідальним за виконання програм користувача та керування роботою всієї системи; пам'ять інструкцій і даних використовується для зберігання програм і даних користувача; інтерфейси введення/виведення використовуються для підключення до зовнішніх пристроїв і обміну даними; джерело живлення забезпечує стабільне джерело живлення для ПЛК; а блок--цифроаналогового перетворення відповідає за перетворення аналогових сигналів у цифрові або цифрових сигналів у аналогові.
особливості
Привід із змінною частотою (VFD): його основною функцією є керування швидкістю та крутним моментом двигуна шляхом зміни частоти живлення двигуна, завдяки чому досягається економія енергії та регулювання швидкості. Крім того, VFD мають різні захисні функції, такі як захист від перевантаження по струму, перенапруги та перевантаження, щоб забезпечити безпечну роботу двигуна.
Програмований логічний контролер (ПЛК): його основною функцією є реалізація логічного керування, послідовного керування та керування за часом механічного обладнання шляхом виконання програм користувача. ПЛК пропонують високу гнучкість і масштабованість; їх можна програмувати та налаштовувати відповідно до різних вимог, адаптуючи до різноманітних складних систем промислової автоматизації.
IV. Сценарії застосування
Приводи із змінною частотою: широко використовуються в програмах, які потребують регулювання швидкості та крутного моменту двигуна, як-енергозберігаючі модернізації та керування швидкістю для такого обладнання, як вентилятори, насоси та компресори. Крім того, приводи зі змінною частотою можна використовувати в таких сферах, як керування приводом для електромобілів.
Програмовані логічні контролери: широко використовуються в різних системах керування промисловою автоматизацією, наприклад у машинобудуванні, хімічному машинобудуванні, виробництві електроенергії та транспорті. ПЛК можна запрограмувати та налаштувати відповідно до конкретних вимог, забезпечуючи точний контроль та керування механічним обладнанням.
V. Підсумок
Приводи змінної частоти та програмовані логічні контролери відіграють життєво важливу роль у сфері промислової автоматизації. Хоча обидва пристрої є пристроями керування, вони демонструють чіткі відмінності щодо визначення, принципів роботи, структурного складу, функціональних характеристик і сценаріїв застосування. Приводи змінної частоти в основному використовуються для регулювання швидкості двигуна та крутного моменту для досягнення економії енергії та контролю швидкості; програмовані логічні контролери, з іншого боку, в основному використовуються для реалізації логічного керування, послідовного керування та функцій керування за часом для механічного обладнання. У практичних застосуваннях для досягнення оптимальних результатів керування необхідно вибрати відповідний пристрій керування на основі конкретних вимог керування.