چگونه یک VFD با یک PLC تعامل دارد؟

در حوزه اتوماسیون صنعتی، تعامل بین درایوهای فرکانس متغیر (VFD) و کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) به عنوان سنگ بنای دستیابی به کنترل دقیق، بهره‌وری انرژی و عملکرد بدون درز ماشین‌آلات می‌باشد. به عنوان یک تامین کننده VFD، من به طور مستقیم شاهد تاثیر تحول آفرین این هم افزایی بر فرآیندهای مختلف صنعتی بوده ام. در این وبلاگ، نحوه تعامل VFD با PLC، بررسی اصول اساسی، روش‌های ارتباطی و کاربردهای دنیای واقعی را بررسی خواهم کرد.

درک اصول اولیه: VFD و PLC

قبل از اینکه به تعامل آنها بپردازیم، اجازه دهید به طور خلاصه بفهمیم که VFD و PLC چیست. درایو فرکانس متغیر، همچنین به عنوان درایو سرعت متغیر شناخته می شود، یک دستگاه الکترونیکی است که برای کنترل سرعت موتور الکتریکی با تنظیم فرکانس و ولتاژ ارائه شده به آن استفاده می شود. این امکان کنترل دقیق سرعت، گشتاور و شتاب موتور را فراهم می کند که منجر به صرفه جویی در انرژی و افزایش کنترل فرآیند می شود. برای کسانی که علاقه مند به انواع خاصی از VFD هستند، ما یکدرایو سرعت متغیر برای موتور تک فازودرایو اینورتر تک فازکه برای کاربردهای مختلف موتور تک فاز مناسب هستند.

از سوی دیگر، یک کنترل کننده منطقی برنامه پذیر یک کامپیوتر صنعتی ناهموار است که برای کنترل طیف گسترده ای از فرآیندهای صنعتی طراحی شده است. PLC ها برای انجام وظایف خاص، مانند نظارت بر سیگنال های ورودی از سنسورها، تصمیم گیری منطقی بر اساس قوانین از پیش تعریف شده و ارسال سیگنال های خروجی به محرک ها برنامه ریزی شده اند. آنها بسیار قابل اعتماد، منعطف هستند و به راحتی می توان آنها را برای انطباق با نیازهای در حال تغییر فرآیند دوباره برنامه ریزی کرد.

نحوه تعامل VFD ها و PLC ها

تعامل بین VFD و PLC معمولاً شامل دو جنبه اصلی است: کنترل و نظارت.

کنترل کنید

PLC می تواند سیگنال های کنترلی را به VFD ارسال کند تا سرعت، جهت و سایر پارامترهای عملکرد موتور را تنظیم کند. چندین راه برای رسیدن به این هدف وجود دارد:

سیگنال های آنالوگ

یکی از رایج ترین روش ها از طریق سیگنال های آنالوگ است. PLC می تواند یک سیگنال ولتاژ یا جریان آنالوگ (مثلاً 0 - 10 ولت یا 4 - 20 میلی آمپر) را به VFD ارسال کند. سپس VFD این سیگنال را به عنوان مرجع سرعت تفسیر می کند. به عنوان مثال، سیگنال 0 ولت ممکن است با 0٪ سرعت مطابقت داشته باشد، در حالی که سیگنال 10 ولت می تواند نشان دهنده 100٪ سرعت نامی موتور باشد. این روش نسبتا ساده و پرکاربرد است، اما از نظر دقت و تعداد پارامترهای قابل کنترل دارای محدودیت هایی است.

سیگنال های دیجیتال

سیگنال های دیجیتال همچنین می توانند برای عملکردهای اصلی کنترل استفاده شوند. PLC می‌تواند سیگنال‌های روشن/خاموش گسسته را برای راه‌اندازی، توقف، معکوس کردن موتور یا انتخاب محدوده‌های مختلف سرعت به VFD ارسال کند. به عنوان مثال، یک سیگنال دیجیتال سطح بالا می تواند برای راه اندازی موتور استفاده شود، در حالی که سیگنال سطح پایین آن را متوقف می کند. سیگنال های دیجیتال در محیط های صنعتی پر سر و صدا قابل اعتمادتر هستند و می توان از آنها برای اقدامات کنترلی سریع و ساده استفاده کرد.

پروتکل های ارتباطی

VFD ها و PLC های مدرن اغلب از پروتکل های ارتباطی مختلفی مانند Modbus، Profibus، Ethernet/IP و غیره پشتیبانی می کنند. این پروتکل ها امکان برقراری ارتباط دو طرفه بین دو دستگاه را فراهم می کند و PLC را قادر می سازد تا دستورات کنترل پیچیده ای را ارسال کند و بازخورد دقیق از VFD دریافت کند. با پروتکل‌های ارتباطی، PLC نه تنها می‌تواند سرعت موتور را کنترل کند، بلکه پارامترهایی مانند زمان‌های شتاب و کاهش سرعت، محدودیت‌های گشتاور و غیره را نیز تنظیم می‌کند. به عنوان مثال، با استفاده از Modbus، PLC می تواند مقادیر رجیستر خاصی را در VFD بنویسد تا سرعت مورد نظر را تنظیم کند و سایر ثبات ها را بخواند تا اطلاعاتی در مورد وضعیت VFD مانند جریان موتور، دما و کدهای خطا به دست آورد.

نظارت

علاوه بر کنترل، PLC می تواند وضعیت VFD و موتور را نیز کنترل کند. این برای تشخیص عیوب، اطمینان از عملکرد ایمن و بهینه سازی فرآیند بسیار مهم است.

سیگنال های بازخورد

VFD می تواند سیگنال های بازخورد را به PLC ارسال کند. این سیگنال ها می تواند شامل سرعت موتور، جریان، ولتاژ و دما باشد. PLC می تواند از این اطلاعات برای تصمیم گیری استفاده کند، مانند تنظیم سرعت موتور بر اساس بار یا خاموش کردن موتور در صورت جریان بیش از حد.

تشخیص عیب

VFD به طور مداوم بر عملکرد خود نظارت می کند و می تواند خطاهای مختلف مانند ولتاژ بیش از حد، ولتاژ کمتر، جریان بیش از حد و دمای بیش از حد را تشخیص دهد. هنگامی که یک خطا رخ می دهد، VFD می تواند یک سیگنال خطا به PLC ارسال کند. سپس PLC می تواند اقدامات مناسبی مانند توقف موتور، فعال کردن زنگ هشدار یا ثبت خطا برای تجزیه و تحلیل بیشتر انجام دهد.

واقعی - برنامه های کاربردی جهان

تعامل بین VFD و PLC به طور گسترده در بسیاری از کاربردهای صنعتی استفاده می شود:

سیستم های HVAC

در سیستم های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) از VFD ها برای کنترل سرعت فن ها و پمپ ها استفاده می شود. PLC می تواند دما، رطوبت و فشار ساختمان را کنترل کند و VFD ها را بر این اساس تنظیم کند تا محیطی راحت را حفظ کند و مصرف انرژی را به حداقل برساند. به عنوان مثال، اگر دمای یک اتاق کمتر از نقطه تنظیم باشد، PLC می تواند با ارسال یک سیگنال کنترل به VFD، سرعت پمپ گرمایش را افزایش دهد.

سیستم های نوار نقاله

سیستم های نقاله در کارخانه های تولیدی اغلب از VFD برای کنترل سرعت تسمه نقاله استفاده می کنند. PLC می تواند جریان مواد را روی نوار نقاله نظارت کند و VFD ها را برای اطمینان از عملکرد روان و کارآمد تنظیم کند. در صورت انسداد روی نوار نقاله، PLC می تواند با ارسال سیگنال توقف به VFD، تسمه نقاله مربوطه را متوقف کند.

تصفیه خانه های آب

در تصفیه خانه ها از VFD ها برای کنترل سرعت پمپ ها و دمنده ها استفاده می شود. PLC می تواند سطح آب، نرخ جریان و غلظت مواد شیمیایی را کنترل کند و VFD ها را برای بهینه سازی فرآیند تصفیه تنظیم کند. به عنوان مثال، اگر سطح آب در یک مخزن پایین باشد، PLC می تواند با کنترل VFD سرعت پمپ تامین آب را افزایش دهد.

مزایای تعامل VFD - PLC

ترکیب VFD و PLC چندین مزیت دارد:

بهره وری انرژی

با کنترل دقیق سرعت موتور بر اساس نیاز بار واقعی، VFD ها می توانند مصرف انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. PLC می تواند اطمینان حاصل کند که VFD موتور را با کارآمدترین سرعت کار می کند، که منجر به صرفه جویی در هزینه و کاهش اثرات زیست محیطی می شود.

بهینه سازی فرآیند

توانایی نظارت و کنترل موتور در زمان واقعی امکان بهینه سازی فرآیند بهتر را فراهم می کند. PLC می تواند پارامترهای VFD را برای بهبود کیفیت محصول، افزایش راندمان تولید و کاهش ضایعات تنظیم کند.

انعطاف پذیری و سازگاری

PLC ها را می توان به راحتی برای انطباق با نیازهای فرآیندی در حال تغییر برنامه ریزی مجدد کرد. این بدان معنی است که یک سیستم VFD - PLC می تواند در برنامه های مختلف استفاده شود یا برای رسیدگی به محصولات جدید یا فرآیندهای تولید اصلاح شود.

عیب یابی و تعمیر و نگهداری

قابلیت های نظارتی ترکیب PLC و VFD امکان تشخیص زودهنگام عیوب را فراهم می کند. این اجازه می دهد تا تعمیر و نگهداری فعال، کاهش زمان خرابی و هزینه های تعمیر و نگهداری.

نتیجه گیری

تعامل بین VFD و PLC یک ابزار قدرتمند در اتوماسیون صنعتی است. این کنترل دقیق، بهره وری انرژی و قابلیت اطمینان فرآیند را افزایش می دهد. به عنوان یک تامین کننده VFD، ما طیف گسترده ای ازدرایوهای اینورترکه با PLC ها و پروتکل های ارتباطی مختلف سازگار هستند. اگر به دنبال پیاده سازی سیستم VFD - PLC در فرآیند صنعتی خود هستید یا نیاز به ارتقاء تنظیمات موجود خود دارید، ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم. تیم کارشناسان ما می توانند راه حل ها و پشتیبانی مناسب VFD را برای اطمینان از یکپارچگی یکپارچه به شما ارائه دهند. برای شروع بحث در مورد نیازهای خاص خود و بررسی اینکه چگونه محصولات ما می توانند برای عملیات شما مفید باشند، با ما تماس بگیرید.

مراجع

• کتاب راهنمای اتوماسیون صنعتی نوشته پیتر ولبورن
• "درایوهای فرکانس متغیر: انتخاب، کاربرد و نگهداری" نوشته دن جونز
• کتابچه راهنمای فنی سازندگان مختلف VFD و PLC