יכולת הבקרה המובנית של vfd דוחפת את אינטליגנציה של המכונה לקצה.
ג'ף פיין, מנהל המוצר של AutomationDirect, כתב מאמר לגיליון מרץ 2019 של Design World, שכותרתו: vfd עבור PLCs משולבים לבקרת תנועה ומכונה: שיקולי תכנות והגדרה. פיין הסביר כיצד ניתן לשלוט בכונני AC על ידי PLC חיצוניים או פנימיים, וכיצד לשלב כוננים אלו.
למרות שכונני AC יכולים לפעול באופן עצמאי, לרוב הם משולבים במערכות אוטומציה כדי לשלוט במהירות של מנועי AC תלת פאזיים המפעילים בדרך כלל מסועים, מאווררים ומשאבות. עבור סוג זה של בקרת מהירות, כונני AC משויכים בדרך כלל עם plc. אבל כונני AC הופכים ליותר ויותר חכמים... חלקם כוללים כעת plc מובנה ככוננים חכמים.
1. סקירה כללית של כונני AC
פיין הסביר כי כונני AC נקראים לעתים קרובות כונני תדר משתנה (VFD), כונני תדר מתכוונן (AFD) או ממירי תדרים.
אנו משתמשים במונח ויסות מהירות תדר משתנה מכיוון שתפקידו העיקרי הוא לשנות את המהירות של מנוע אינדוקציה AC תלת פאזי. בנוסף למניעת עומסי יתר, התנעה ועצירה ללא חירום והאצה והאטה, ה-VFD מספק גם הגנה מפני עומס יתר של המנוע. עקרון העבודה של VFD הוא לתקן את אספקת החשמל המבוא AC לספק כוח DC, ולאחר מכן להפוך את DC אספקת הכוח חזרה לאספקת חשמל תלת פאזית במוצא AC. המתח והתדירות של הספק פלט הפוך זה נשלטים על ידי הנהג כדי לשנות את המהירות של מנוע אינדוקציה AC תלת פאזי.
ניתן לשלוט ב-VFD באופן דיסקרטי (בקרת שני חוטים או שלושה חוטים), אנלוגית או דיגיטלית. הגדרת בקרה דו-חוטית מספקת קלט פקודת הפעלה וקלט כיוון לכונן. הכונן נשלט באמצעות שלושה חוטים, ופקודת העצירה מתווספת לכניסת בקרת הכונן.
שיטת בקרת כונן דו-חוטי או תלת-חוטי יכולה להיות באמצעות כפתור ידני, פלט ממסר הפעלת PLC או פלט אות בדיד PLC. פונקציות אחרות, כגון ריצה, מהירויות משתנות, בקרת תאוצה ובקרת האטה, עשויות להיות ניתנות לתכנות. Vfd רבים, כגון כונני AC מסדרת AutomationDirect durpulse GS4, ניתנים לשליטה ובקרה על ידי PLC חיצוני.
2. תקשורת דיגיטלית בין plc ל-vfd
בנוסף לכניסות בדידות ואנלוגיות, PLCs בדרך כלל משתמשים בתקשורת דיגיטלית כגון Modbus ASCII ו- Modbus RTU או באמצעות פרוטוקולי Ethernet תעשייתיים שנוצרו במיוחד עבור בקרה בזמן אמת לשליטה ב-vfd. פיין אמר שהתקשורת הדיגיטלית הדו-כיוונית הזו מאפשרת בדרך כלל ל-PLC לשלוט בכל פקודות הכונן, לנטר את כל פרמטרי הכונן בו-זמנית ולקרוא משתני כונן, מצב וקודי תקלות. זה עשוי לכלול יותר מ-100 פקודות, פרמטרים, מצב וקודי תקלות.
פונקציות הניטור והבקרה של הכונן המתוכנת מראש (באמצעות תקשורת בדידה) הופכות את המערכת לחכמה יותר. נדרש קישור טורי או Ethernet בין ה-PLC לבין הכונן; עבור Ethernet, נדרש גם רכזת או מתג. היכולת להגדיר, לשלוט ולנטר כונני PLC באמצעות תקשורת דיגיטלית תורמת למערכות אוטומציה עתידיות.
3. כונן AC עם PLC מובנה
בקרת ה-PLC של vfd מאוד מפותחת, יש הרבה אפשרויות בקרה, תצורה וניטור. עם זאת, מכשירי קצה הופכים ליותר ויותר אינטליגנטיים, וכך גם ה-vfd עם plc מובנה. VFDs אלה מספקים את כל פונקציות בקרת המהירות המשתנה המדויקות המסופקות על ידי כונן בקרת PLC נפרד, אך בחבילה קומפקטית, אין צורך לשלב את ה-PLC והכונן.
כונן אינטליגנטי מסוג זה כולל בדרך כלל פאנל ממשק תפעול מובנה ו-PLC רך. דרך פאנל הממשק, אתה יכול לשלוט ב-VFD ולהציג (ולכוונן) את הפרמטרים שלו.
כונני AC אלה WEG-CFW300 מבית AutomationDirect מספקים ביצועים גבוהים בגודל קומפקטי, כמו גם ממשק תפעול מובנה ו-plc soft. הם מבטלים את הצורך ברכישה, התקנה ושילוב של PLC וכוננים חיצוניים.
ניתן להוריד את התוכנה ממחשב אישי ליציאת הכונן באמצעות חיבור USB ליצירת סכימות בקרה מותאמות אישית, אותן ניתן לתכנת בחלק ה-SoftPLC של הכונן.
4. אפליקציית כונן
מסוע אינטליגנטי משמשים בלישה, מיקסרים ו מכונות אריזה. פיין אמר שיישומים טיפוסיים אחרים כוללים מאווררים, פליטה, משאבות צנטריפוגליות, פלטיזרים, משטחי משטחים, מערבלים ובקרת מסוע.
כדי להפעיל כראוי VFD ולהפעיל פלט סולנואיד, יישומי מסוע ושער רבים דורשים ניטור הקלט ממספר חיישנים.
VFD עם PLC רך מובנה יכול לנטר חיישנים ולהפעיל היגיון תכנות כדי לספק מוצרים כראוי.
דרייבר חכם עם PLC מובנה, שנבחר בקפידה כדי לעמוד בדרישות זרם עומס מלא, עומס יתר וטמפרטורה, יכול לנטר חיישנים, לקבל החלטות תוכנית ולשלוט בנהג ובמכשירי השטח.
במגוון יישומים, כוננים חכמים יכולים בדרך כלל לשלוט על המכונה או המערכת כולה, ולעזור למנוע את הצורך ברכישה, התקנה ושילוב של PLC נפרדים וממשקי מפעיל.
