La capacidad de control incorporada del VFD lleva la inteligencia de la máquina al límite.
Jeff Payne, gerente de producto de AutomationDirect, escribió un artículo para la edición de marzo de 2019 de Design World, titulado: Vfd para PLC integrados para control de movimiento y máquinas: consideraciones de programación y configuración. Payne explicó cómo los variadores de CA pueden controlarse mediante PLC internos o externos y cómo integrarlos.
Aunque los variadores de velocidad pueden funcionar de forma independiente, a menudo se integran en sistemas de automatización para controlar la velocidad de los motores de CA trifásicos que normalmente hacen funcionar transportadores, ventiladores y bombas. Para este tipo de control de velocidad, los variadores de velocidad generalmente se combinan con un PLC. Pero los convertidores de frecuencia son cada vez más inteligentes... Algunos ahora incluyen un PLC integrado como convertidor de frecuencia inteligente.
1. Descripción general de los convertidores de frecuencia
Payne explicó que los variadores de velocidad a menudo se denominan variadores de frecuencia (VFD), variadores de frecuencia ajustable (AFD) o convertidores de frecuencia.
Usamos el término regulación de velocidad de frecuencia variable porque su función principal es cambiar la velocidad de un motor de inducción de CA trifásico. Además de prevenir sobrecargas, arranques y paradas que no sean de emergencia, y aceleración y desaceleración, el VFD también proporciona protección contra sobrecargas del motor. El principio de funcionamiento del VFD es rectificar la fuente de alimentación de CA de entrada a una fuente de alimentación de CC y luego invertir la CC. fuente de alimentación nuevamente a una fuente de alimentación de salida de CA trifásica. El controlador controla el voltaje y la frecuencia de esta potencia de salida inversa para cambiar la velocidad del motor de inducción de CA trifásico.
Los VFD se pueden controlar de forma discreta (control de dos o tres cables), de forma analógica o digital. Una configuración de control de dos cables proporciona una entrada de comando de marcha y una entrada de dirección al variador. El variador se controla con tres cables y el comando de parada se agrega a la entrada de control del variador.
El método de control del variador de dos o tres cables puede realizarse mediante un botón manual, una salida de relé de activación de PLC o una salida de señal discreta de PLC. También se pueden programar otras funciones, como jogging, velocidades variables, control de aceleración y control de desaceleración. Muchos VFD, como los variadores de CA de la serie durpulse GS4 de AutomationDirect, pueden controlarse y monitorearse mediante un PLC externo.
2. Comunicación digital entre plc y vfd.
Además de las entradas discretas y analógicas, los PLC suelen utilizar comunicaciones digitales como Modbus ASCII y Modbus RTU o mediante protocolos Ethernet industriales creados específicamente para el control en tiempo real para controlar el vfd. Payne dijo que esta comunicación digital bidireccional generalmente permite que el PLC controle todos los comandos del variador, monitoree todos los parámetros del variador al mismo tiempo y lea las variables, el estado y los códigos de falla del variador. Esto puede incluir más de 100 comandos, parámetros, estados y códigos de falla.
Las funciones de monitoreo y control del variador preprogramado (a través de comunicación discreta) hacen que el sistema sea más inteligente. Se requiere un enlace serie o Ethernet entre el PLC y el variador; para Ethernet, también se requiere un concentrador o conmutador. La capacidad de configurar, controlar y monitorear unidades PLC a través de comunicación digital contribuye a los futuros sistemas de automatización.
3. Variador de CA con PLC incorporado
El control PLC de vfd está muy desarrollado, existen muchas opciones de control, configuración y monitorización. Sin embargo, los dispositivos periféricos son cada vez más inteligentes, al igual que los VFD con PLC incorporado. Estos VFD proporcionan todas las funciones precisas de control de velocidad variable proporcionadas por un variador de control PLC independiente, pero en un paquete compacto, no hay necesidad de integrar el PLC y el variador.
Este tipo de unidad inteligente generalmente tiene un panel de interfaz de operación incorporado y un PLC suave. A través del panel de interfaz, puede controlar el VFD y ver (y ajustar) sus parámetros.
Estos variadores de CA WEG-CFW300 de AutomationDirect brindan un alto rendimiento en un tamaño compacto, así como una interfaz de operación integrada y un software plc. Eliminan la necesidad de comprar, instalar e integrar unidades y PLC externos.
El software se puede descargar desde una PC al puerto de un variador a través de una conexión USB para crear esquemas de control personalizados, que se pueden programar en la parte SoftPLC del variador.
4. Aplicación de conducción
Las cintas transportadoras inteligentes se utilizan en amasadoras, mezcladoras y máquinas de embalaje. Payne dijo que otras aplicaciones típicas incluyen ventiladores, extractores, bombas centrífugas, peletizadores, paletizadores, agitadores y control de cintas transportadoras.
Para operar correctamente un VFD y activar una salida de solenoide, muchas aplicaciones de transportadores y compuertas requieren monitorear la entrada de varios sensores.
Un VFD con un PLC de software incorporado puede monitorear sensores y ejecutar lógica de programación para entregar productos de manera adecuada.
Un controlador inteligente con un PLC incorporado, cuidadosamente seleccionado para cumplir con los requisitos de temperatura, sobrecarga y corriente de carga completa, puede monitorear sensores, tomar decisiones de programas y controlar el controlador y los dispositivos de campo.
En una variedad de aplicaciones, los variadores inteligentes generalmente pueden controlar toda la máquina o el sistema, lo que ayuda a eliminar la necesidad de comprar, instalar e integrar PLC e interfaces de operador separados.
