Kombinirana uporaba pogonov s spremenljivo frekvenco (VFD) in programabilnih logičnih krmilnikov (PLC) je zelo pogosta v sistemih industrijske avtomatizacije. Za povezovanje in komunikacijo med njimi obstajajo različni načini. Spodaj je navedenih nekaj osnovnih metod za njihovo kombinirano uporabo:
I. Načini povezave
1. Analogni izhodni nadzor
● PLC zagotavlja napetostni signal 0–5 V ali tokovni signal 4–20 mA v VFD prek svojega analognega izhodnega modula. Ta služi kot analogni vhod VFD-ja in tako nadzira njegovo izhodno frekvenco.
● Prednosti: Enostavno ožičenje, gladka in neprekinjena krivulja hitrosti, stabilno delovanje in preprosto programiranje PLC.
● Slabosti: zahteva ujemanje impedance med izhodnim modulom PLC in vhodom VFD; relativno visoki stroški; potrebni so ukrepi delitve napetosti, da se prilagodi območju signala napetosti PLC-ja; dolgi krmilni kabli lahko povzročijo padec napetosti, kar vpliva na stabilnost sistema.
2. Digitalni izhodni nadzor
● Digitalne izhode PLC-ja je mogoče neposredno povezati z digitalnimi vhodi VFD-ja za izvajanje nadzornih funkcij, kot so zagon/ustavitev, naprej/nazaj, jog, hitrost in čas pospeševanja/pojemka.
● Prednosti: Enostavno ožičenje in močna odpornost na motnje.
● Slabosti: podpira le stopenjsko regulacijo hitrosti; kontaktne povezave releja zahtevajo pozornost na morebitno napačno delovanje zaradi slabega kontakta; tranzistorske povezave zahtevajo upoštevanje napetosti in tokovne zmogljivosti.
3. Povezava komunikacijskega vmesnika RS-485
● Uporablja serijski vmesnik RS-485 na PLC-ju in VFD-ju (nekateri VFD-ji ponujajo tudi vmesnike RS-232) za komunikacijo prek dvožilne povezave.
● Prednosti: Enostavna strojna oprema, nižja cena, zmožnost krmiljenja več pretvornikov (npr. do 30 enot) in lahko natančno locira ciljni pretvornik za komunikacijo prek naslova ali oddanih sporočil.
● Opomba: upoštevati je treba združljivost komunikacijskega protokola. Če imata PLC in pretvornik isti protokol, neposredno ožičenje omogoča branje/pisanje registrov pretvornika. Če se razlikujejo, morajo biti programi PLC napisani za upravljanje komunikacijskega formata VFD.
II. Komunikacijske metode
Poleg komunikacijskih metod, omenjenih v zgornjih vrstah povezav, obstajajo naslednje pogoste komunikacijske metode:
1. Komunikacijski nadzor Modbus-RTU: Nekateri VFD-ji podpirajo protokol Modbus-RTU, ki komunicirajo s PLC-ji prek terminalov RS-485. Ta metoda poenostavi programiranje PLC v primerjavi s pristopom RS-485 brez protokola.
2. Nadzor Fieldbus: PLC-ji se povezujejo z VFD-ji prek fieldbusov (npr. CC-Link, Profibus DP, DeviceNet) za visoko-hitrost,-dolgo-razdaljo in učinkovito komunikacijo. Ta metoda ponuja hitrost, razširjen doseg in stabilno delovanje, vendar povzroča višje stroške.
3. Nadzor razširjenega pomnilnika: Ta metoda je primerna za sisteme z največ 8 pretvorniki, za krmiljenje pa uporablja razširjeni pomnilnik. Je nizek-strošek, enostaven za učenje in uporabo, vendar ima omejen obseg uporabe.
III. Premisleki pri praktičnih aplikacijah
V praktičnih aplikacijah izbira načina povezovanja in komunikacije zahteva celovito preučitev specifičnih scenarijev uporabe, zahtev glede nadzora in proračuna stroškov. Na primer: - Analogni izhodni nadzor je primeren za aplikacije, ki zahtevajo gladko regulacijo hitrosti in visoko natančnost krmiljenja. - Digitalni izhodni nadzor je primeren za scenarije z razmeroma enostavnimi nadzornimi zahtevami in stroškovnimi omejitvami. - Komunikacijski vmesniki RS-485 ali krmiljenje fieldbus so idealni za povezovanje več razsmernikov na večjih razdaljah.
Če povzamemo, so metode integracije med VFD in PLC-ji različne. Inženirji bi morali izbrati ustrezne načine povezave in komunikacije na podlagi dejanskih zahtev, da zagotovijo stabilno in učinkovito delovanje sistemov industrijske avtomatizacije.