L'ús combinat de variadors de freqüència (VFD) i controladors lògics programables (PLC) és molt comú en els sistemes d'automatització industrial. Hi ha diversos mètodes per connectar-se i comunicar-se entre ells. A continuació es mostren alguns mètodes principals per al seu ús combinat:
I. Mètodes de connexió
1. Control de sortida analògica
● El PLC proporciona un senyal de tensió de 0–5 V o un senyal de corrent de 4–20 mA al VFD mitjançant el seu mòdul de sortida analògic. Això serveix com a entrada analògica del VFD, controlant així la seva freqüència de sortida.
● Avantatges: cablejat senzill, corba de velocitat suau i contínua, funcionament estable i programació senzilla de PLC.
● Inconvenients: requereix una concordança d'impedància entre el mòdul de sortida del PLC i l'entrada del VFD; cost relativament alt; Es necessiten mesures de divisió de tensió per adaptar-se al rang de senyal de tensió del PLC; cables de control llargs poden causar caiguda de tensió, afectant l'estabilitat del sistema.
2. Control de sortida digital
● Les sortides digitals del PLC es poden connectar directament a les entrades digitals del VFD per implementar funcions de control com ara arrencada/parada, endavant/marrere, jog, velocitat i temporització d'acceleració/desacceleració.
● Avantatges: cablejat senzill i forta resistència a les interferències.
● Desavantatges: només admet la regulació de velocitat escalonada; les connexions de contacte de relé requereixen atenció al possible mal funcionament d'un mal contacte; Les connexions de transistors necessiten tenir en compte la tensió i la capacitat de corrent.
3. Connexió d'interfície de comunicació RS-485
● Utilitza la interfície sèrie RS-485 tant al PLC com al VFD (alguns VFD també ofereixen interfícies RS-232) per a la comunicació mitjançant una connexió de dos cables.
● Avantatges: Maquinari senzill, de baix cost, capaç de controlar diversos inversors (per exemple, fins a 30 unitats) i pot localitzar amb precisió l'inversor de destinació per a la comunicació mitjançant adreces o missatges de difusió.
● Nota: s'ha de tenir en compte la compatibilitat del protocol de comunicació. Si el PLC i l'inversor comparteixen el mateix protocol, el cablejat directe permet llegir/escriure registres de l'inversor. Si són diferents, els programes PLC s'han d'escriure per gestionar el format de comunicació del VFD.
II. Mètodes de comunicació
Més enllà dels mètodes de comunicació esmentats als tipus de connexió anteriors, existeixen els següents mètodes de comunicació comuns:
1. Control de comunicació Modbus-RTU: alguns VFD admeten el protocol Modbus-RTU, comunicant-se amb PLC mitjançant terminals RS{-485. Aquest mètode simplifica la programació de PLC en comparació amb l'enfocament RS-485 sense protocols.
2. Control de bus de camp: els PLC es connecten als VFD mitjançant busos de camp (p. ex., CC-Link, Profibus DP, DeviceNet) per a una comunicació eficient d'alta-velocitat, llarga-distància i. Aquest mètode ofereix velocitat, abast estès i un funcionament estable, però comporta costos més elevats.
3. Control de memòria ampliada: apte per a sistemes amb no més de 8 inversors, aquest mètode utilitza memòria ampliada per al control. És de baix-cost, fàcil d'aprendre i d'utilitzar, però té un àmbit d'aplicació limitat.
III. Consideracions en aplicacions pràctiques
En aplicacions pràctiques, l'elecció del mètode de connexió i comunicació requereix una consideració exhaustiva d'escenaris d'aplicació específics, requisits de control i pressupostos de costos. Per exemple: - El control de sortida analògic és adequat per a aplicacions que requereixen una regulació de velocitat suau i una alta precisió de control. - El control de sortida digital és adequat per a escenaris amb requisits de control relativament senzills i limitacions de costos. - Les interfícies de comunicació RS-485 o el control de bus de camp són ideals per connectar diversos inversors a distàncies esteses.
En resum, els mètodes d'integració entre VFD i PLC són diversos. Els enginyers han de seleccionar mètodes de connexió i comunicació adequats basats en els requisits reals per garantir un funcionament estable i eficient dels sistemes d'automatització industrial.