A capacidade de controle integrada do vfd leva a inteligência da máquina ao limite.
Jeff Payne, gerente de produto da AutomationDirect, escreveu um artigo para a edição de março de 2019 da Design World, intitulado: vfd para PLCs integrados para controle de movimento e máquina: considerações de programação e configuração. Payne explicou como os inversores CA podem ser controlados por CLPs externos ou internos e como integrar esses inversores.
Embora os inversores CA possam operar de forma independente, eles são frequentemente integrados em sistemas de automação para controlar a velocidade de motores CA trifásicos que normalmente acionam transportadores, ventiladores e bombas. Para este tipo de controle de velocidade, os inversores CA geralmente são emparelhados com CLP. Mas os drives AC estão se tornando cada vez mais inteligentes... Alguns agora incluem PLC integrados como drives inteligentes.
1. Visão geral dos inversores CA
Payne explicou que os inversores CA são frequentemente chamados de inversores de frequência variável (VFD), conversores de frequência ajustáveis (AFD) ou conversores de frequência.
Usamos o termo regulação de velocidade por frequência variável porque sua principal função é alterar a velocidade de um motor de indução CA trifásico. Além de evitar sobrecargas, partida e parada não emergencial e aceleração e desaceleração, o VFD também fornece proteção contra sobrecarga do motor. O princípio de funcionamento do vfd é retificar a fonte de alimentação CA de entrada para uma fonte de alimentação CC e, em seguida, reverter a CC fonte de alimentação de volta para uma fonte de alimentação de saída CA trifásica. A tensão e a frequência desta potência de saída reversa são controladas pelo driver para alterar a velocidade do motor de indução CA trifásico.
Os VFDs podem ser controlados discretamente (controle de dois ou três fios), analógico ou digital. Uma configuração de controle de dois fios fornece uma entrada de comando de operação e uma entrada de direção para o inversor. O inversor é controlado com três fios e o comando de parada é adicionado à entrada de controle do inversor.
O método de controle de acionamento de dois ou três fios pode ser por meio de botão manual, saída de relé de ativação do PLC ou saída de sinal discreto do PLC. Outras funções, como jogging, velocidades variáveis, controle de aceleração e controle de desaceleração, também podem ser programáveis. Muitos vfd, como os inversores AC da série AutomationDirect durpulse GS4, podem ser controlados e monitorados por um PLC externo.
2. Comunicação digital entre plc e vfd
Além de entradas discretas e analógicas, os CLPs geralmente utilizam comunicações digitais como Modbus ASCII e Modbus RTU ou através de protocolos Ethernet industriais criados especificamente para controle em tempo real para controlar vfd. Payne disse que essa comunicação digital bidirecional geralmente permite que o PLC controle todos os comandos do inversor, monitore todos os parâmetros do inversor ao mesmo tempo e leia variáveis, status e códigos de falha do inversor. Isto pode incluir mais de 100 comandos, parâmetros, status e códigos de falha.
As funções de monitoramento e controle do drive pré-programado (através de comunicação discreta) tornam o sistema mais inteligente. É necessário um link serial ou Ethernet entre o CLP e o inversor; para Ethernet, também é necessário um hub ou switch. A capacidade de configurar, controlar e monitorar drives PLC por meio de comunicação digital contribui para futuros sistemas de automação.
3. Inversor CA com PLC integrado
O controle PLC do vfd é muito desenvolvido, existem muitas opções de controle, configuração e monitoramento. No entanto, os dispositivos de ponta estão se tornando cada vez mais inteligentes, assim como o vfd com PLC integrado. Esses VFDs fornecem todas as funções precisas de controle de velocidade variável fornecidas por um drive de controle PLC separado, mas em um pacote compacto, não há necessidade de integrar o PLC e o drive.
Este tipo de drive inteligente geralmente possui um painel de interface de operação integrado e um soft plc. Através do painel de interface, você pode controlar o VFD e visualizar (e ajustar) seus parâmetros.
Esses inversores WEG-CFW300 da AutomationDirect oferecem alto desempenho em um tamanho compacto, além de interface de operação integrada e soft plc. Eles eliminam a necessidade de adquirir, instalar e integrar PLCs e drives externos.
O software pode ser baixado de um PC para a porta do inversor através de uma conexão USB para criar esquemas de controle personalizados, que podem ser programados na parte SoftPLC do inversor.
4. Aplicativo de direção
Correias transportadoras inteligentes são usadas em amassadeiras, misturadores e máquinas de embalagem. Payne disse que outras aplicações típicas incluem ventiladores, exaustores, bombas centrífugas, peletizadores, paletizadores, agitadores e controle de correia transportadora.
Para operar adequadamente um VFD e acionar uma saída solenóide, muitas aplicações de transportadores e portões exigem o monitoramento da entrada de vários sensores.
Um VFD com um soft PLC integrado pode monitorar sensores e executar lógica de programação para entregar produtos de forma adequada.
Um driver inteligente com um PLC integrado, cuidadosamente selecionado para atender aos requisitos de corrente de carga total, sobrecarga e temperatura, pode monitorar sensores, tomar decisões de programa e controlar o driver e os dispositivos de campo.
Em diversas aplicações, os drives inteligentes geralmente podem controlar toda a máquina ou sistema, ajudando a eliminar a necessidade de adquirir, instalar e integrar CLPs e interfaces de operação separados.
