I. Uvod
Na področju industrijske avtomatizacije sta-frekvenčni pretvorniki (VFD) in programabilni logični krmilniki (PLC) dve kritični krmilni napravi. Vsak ima edinstvene funkcije in lastnosti ter igra nepogrešljivo vlogo v sistemih industrijske avtomatizacije. Ta članek bo zagotovil podrobno analizo in primerjavo-frekvenčnih pretvornikov in programabilnih logičnih krmilnikov z različnih vidikov, vključno z definicijami, načeli delovanja, strukturno sestavo, funkcionalnimi značilnostmi in scenariji uporabe, da bi bralcem pomagal bolje razumeti razlike med njimi.
II. Definicije in načela delovanja
Frekvenčni-pregon (VFD)
Frekvenčni-pregon (VFD) je naprava za krmiljenje moči, ki uporablja-tehnologijo spremenljive frekvence in mikroelektroniko za krmiljenje AC motorjev s spreminjanjem frekvence napajanja motorja. VFD je v prvi vrsti sestavljen iz usmerjevanja (AC v DC), filtriranja, inverzije (DC v AC), zavornih enot, pogonskih enot, enot za zaznavanje in mikroprocesorskih enot. S preklapljanjem notranjih IGBT-jev VFD prilagodi izhodno napetost in frekvenco, s čimer motorju zagotovi napetost, ki jo dejansko potrebuje, s čimer doseže prihranek energije in nadzor hitrosti. Poleg tega imajo VFD različne zaščitne funkcije, vključno z zaščito pred prevelikim tokom, prenapetostjo in preobremenitvijo.
Programabilni logični krmilnik (PLC)
Programabilni logični krmilnik (PLC) je digitalni elektronski sistem, zasnovan posebej za industrijska okolja. Uporablja programabilni pomnilnik za shranjevanje navodil za izvajanje logičnih operacij, zaporednega nadzora, časovnega merjenja, štetja in aritmetičnih operacij ter krmili različne vrste mehanske opreme ali proizvodnih procesov prek digitalnih ali analognih vhodov in izhodov. PLC je digitalna krmilna enota z mikroprocesorjem za avtomatiziran nadzor, ki je sposobna naložiti krmilna navodila v pomnilnik za shranjevanje in izvajanje kadar koli. Programabilni krmilnik je sestavljen iz funkcionalnih enot, kot so CPE, pomnilnik navodil in podatkov, vhodno/izhodni vmesniki, napajanje in digitalno-v-analogno pretvorbo.
III. Strukturna sestava in funkcionalne značilnosti
Strukturna sestava
Frekvenčni-pregon: sestoji predvsem iz usmernika, filtra, pretvornika, zavorne enote, pogonske enote, detekcijske enote in mikroprocesorske enote. Med temi usmernik pretvarja izmenični tok v enosmerni; filter se uporablja za glajenje enosmerne napetosti; pretvornik pretvarja enosmerno napajanje v izmenični tok za pogon motorja; zavorna enota zagotavlja zavorni moment, ko motor upočasni ali se ustavi; pogonska enota, enota za zaznavanje in mikroprocesorska enota so odgovorne za nadzor in upravljanje delovanja celotnega frekvenčnega pretvornika.
Programabilni logični krmilnik (PLC): Sestavljen je predvsem iz funkcionalnih enot, kot so CPE, pomnilnik navodil in podatkov, vhodno/izhodni vmesniki, napajanje in digitalno-v-analogno pretvorbo. Med temi je CPE osrednja komponenta PLC-ja, odgovorna za izvajanje uporabniških programov in nadzor delovanja celotnega sistema; pomnilnik ukazov in podatkov se uporablja za shranjevanje uporabniških programov in podatkov; I/O vmesniki se uporabljajo za povezavo z zunanjimi napravami in izmenjavo podatkov; napajalnik zagotavlja stabilen vir napajanja za PLC; enota za pretvorbo digitalno-v-analogno pa je odgovorna za pretvorbo analognih signalov v digitalne signale ali digitalnih signalov v analogne signale.
Lastnosti
Pogon s spremenljivo frekvenco (VFD): Njegova primarna funkcija je nadzor hitrosti in navora motorja s spreminjanjem frekvence napajanja motorja, s čimer se doseže prihranek energije in regulacija hitrosti. Poleg tega imajo VFD-ji različne zaščitne funkcije, kot so prenapetostna, prenapetostna in preobremenitvena zaščita, da se zagotovi varno delovanje motorja.
Programabilni logični krmilnik (PLC): Njegova primarna funkcija je izvajanje logičnega nadzora, zaporednega nadzora in časovnega nadzora mehanske opreme z izvajanjem uporabniških programov. PLC-ji ponujajo visoko prilagodljivost in razširljivost; jih je mogoče programirati in konfigurirati za izpolnjevanje različnih zahtev, prilagajanje različnim kompleksnim industrijskim krmilnim sistemom avtomatizacije.
IV. Scenariji uporabe
Pogoni s spremenljivo frekvenco: pogosto se uporabljajo v aplikacijah, ki zahtevajo prilagajanje hitrosti in navora motorja, kot so-varčne naknadne vgradnje in nadzor hitrosti za opremo, kot so ventilatorji, črpalke in kompresorji. Poleg tega se frekvenčni pogoni lahko uporabljajo na področjih, kot je krmiljenje pogona za električna vozila.
Programabilni logični krmilniki: pogosto se uporabljajo v različnih krmilnih sistemih za industrijsko avtomatizacijo, na primer v mehanski proizvodnji, kemijskem inženirstvu, proizvodnji električne energije in transportu. PLC-je je mogoče programirati in konfigurirati za izpolnjevanje posebnih zahtev, kar omogoča natančen nadzor in upravljanje mehanske opreme.
V. Povzetek
Frekvenčni pogoni in programabilni logični krmilniki igrajo ključno vlogo na področju industrijske avtomatizacije. Čeprav sta obe krmilni napravi, se razlikujeta v definiciji, načelih delovanja, strukturni sestavi, funkcionalnih značilnostih in scenarijih uporabe. Frekvenčni pogoni se uporabljajo predvsem za uravnavanje hitrosti motorja in navora za doseganje prihrankov energije in nadzora hitrosti; programabilni logični krmilniki pa se v glavnem uporabljajo za izvajanje funkcij logičnega krmiljenja, zaporednega krmiljenja in krmiljenja časa za mehansko opremo. V praktičnih aplikacijah je treba izbrati ustrezno krmilno napravo, ki temelji na posebnih zahtevah krmiljenja, da se dosežejo optimalni rezultati krmiljenja.