La capacité de contrôle intégrée de vfd pousse l’intelligence machine à l’extrême.
Jeff Payne, chef de produit d'AutomationDirect, a écrit un article pour le numéro de mars 2019 de Design World, intitulé : vfd pour les automates intégrés pour le contrôle du mouvement et des machines : considérations de programmation et de configuration. Payne a expliqué comment les variateurs CA peuvent être contrôlés par des API externes ou internes, et comment intégrer ces variateurs.
Bien que les variateurs CA puissent fonctionner de manière indépendante, ils sont souvent intégrés dans des systèmes d'automatisation pour contrôler la vitesse des moteurs CA triphasés qui font normalement fonctionner les convoyeurs, les ventilateurs et les pompes. Pour ce type de contrôle de vitesse, les variateurs CA sont généralement associés à un API. Mais les variateurs AC deviennent de plus en plus intelligents… Certains incluent désormais un API intégré en tant que variateurs intelligents.
1. Présentation des variateurs AC
Payne a expliqué que les variateurs CA sont souvent appelés variateurs de fréquence (VFD), variateurs de fréquence (AFD) ou convertisseurs de fréquence.
Nous utilisons le terme régulation de vitesse à fréquence variable car sa fonction principale est de modifier la vitesse d'un moteur à induction triphasé. En plus d'empêcher les surcharges, les démarrages et arrêts non urgents, ainsi que l'accélération et la décélération, le VFD fournit également une protection contre les surcharges du moteur. Le principe de fonctionnement du VFD est de rectifier l'alimentation CA d'entrée en une alimentation CC, puis d'inverser le courant CC. alimentation à une alimentation de sortie CA triphasée. La tension et la fréquence de cette puissance de sortie inverse sont contrôlées par le pilote pour modifier la vitesse du moteur à induction triphasé.
Les VFD peuvent être contrôlés discrètement (commande à deux ou trois fils), analogiquement ou numériquement. Un réglage de commande à deux fils fournit une entrée de commande de marche et une entrée de direction au variateur. Le variateur est contrôlé par trois fils et la commande d'arrêt est ajoutée à l'entrée de commande du variateur.
La méthode de contrôle d'entraînement à deux ou trois fils peut s'effectuer via un bouton manuel, une sortie de relais d'activation PLC ou une sortie de signal discret PLC. D'autres fonctions, telles que le jogging, les vitesses variables, le contrôle de l'accélération et le contrôle de la décélération, peuvent également être programmables. De nombreux vfd, tels que les variateurs CA AutomationDirect durpulse série GS4, peuvent être contrôlés et surveillés par un API externe.
2. Communication numérique entre PLC et VFD
En plus des entrées discrètes et analogiques, les automates utilisent généralement des communications numériques telles que Modbus ASCII et Modbus RTU ou via des protocoles Ethernet industriels créés spécifiquement pour le contrôle en temps réel pour contrôler le vfd. Payne a déclaré que cette communication numérique bidirectionnelle permet généralement à l'API de contrôler toutes les commandes du variateur, de surveiller tous les paramètres du variateur en même temps et de lire les variables du variateur, l'état et les codes d'erreur. Cela peut inclure plus de 100 commandes, paramètres, états et codes d'erreur.
Les fonctions de surveillance et de contrôle du variateur préprogrammé (par communication discrète) rendent le système plus intelligent. Une liaison série ou Ethernet est nécessaire entre l'automate et le variateur ; pour Ethernet, un hub ou un commutateur est également requis. La possibilité de configurer, contrôler et surveiller les variateurs API via la communication numérique contribue aux futurs systèmes d'automatisation.
3. Variateur AC avec PLC intégré
Le contrôle PLC du vfd est très développé, il existe de nombreuses options de contrôle, de configuration et de surveillance. Cependant, les appareils de pointe deviennent de plus en plus intelligents, tout comme les VFD avec PLC intégré. Ces VFD fournissent toutes les fonctions précises de contrôle de vitesse variable fournies par un variateur de commande PLC séparé, mais dans un boîtier compact, il n'est pas nécessaire d'intégrer le PLC et le variateur.
Ce type de lecteur intelligent dispose généralement d'un panneau d'interface de fonctionnement intégré et d'un automate logiciel. Grâce au panneau d'interface, vous pouvez contrôler le VFD et afficher (et ajuster) ses paramètres.
Ces variateurs CA WEG-CFW300 d'AutomationDirect offrent des performances élevées dans un format compact, ainsi qu'une interface de commande intégrée et un API logiciel. Ils éliminent le besoin d’acheter, d’installer et d’intégrer des automates et des lecteurs externes.
Le logiciel peut être téléchargé depuis un PC vers le port d'un lecteur via une connexion USB pour créer des schémas de contrôle personnalisés, qui peuvent être programmés dans la partie SoftPLC du lecteur.
4. Application de conduite
Des bandes transporteuses intelligentes sont utilisées dans les pétrins, les mélangeurs et machines d'emballage. Payne a déclaré que d'autres applications typiques incluent les ventilateurs, les échappements, les pompes centrifuges, les granulateurs, les palettiseurs, les agitateurs et le contrôle des bandes transporteuses.
Pour faire fonctionner correctement un VFD et déclencher une sortie solénoïde, de nombreuses applications de convoyeurs et de portes nécessitent de surveiller l'entrée de plusieurs capteurs.
Un VFD avec un API logiciel intégré peut surveiller les capteurs et exécuter une logique de programmation pour livrer les produits de manière appropriée.
Un pilote intelligent avec un API intégré, soigneusement sélectionné pour répondre aux exigences de courant à pleine charge, de surcharge et de température, peut surveiller les capteurs, prendre des décisions de programme et contrôler le pilote et les appareils de terrain.
Dans une gamme d'applications, les variateurs intelligents peuvent généralement contrôler l'ensemble de la machine ou du système, contribuant ainsi à éliminer le besoin d'acheter, d'installer et d'intégrer des automates et des interfaces opérateur séparés.
