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變頻驅(qū)動器 (VFD) 的控制線路

發(fā)布時間:2024-07-12 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】幾乎每個變頻器 (VFD) 都包含一組指定具有模擬和數(shù)字 I/O 功能的螺絲端子或針頭。即使在當(dāng)今先進的網(wǎng)絡(luò)功能世界中,許多變頻器,尤其是在較小或較遠的應(yīng)用中調(diào)試的變頻器,都依賴于數(shù)字輸入設(shè)備來驅(qū)動操作。


幾乎每個變頻器 (VFD) 都包含一組指定具有模擬和數(shù)字 I/O 功能的螺絲端子或針頭。即使在當(dāng)今先進的網(wǎng)絡(luò)功能世界中,許多變頻器,尤其是在較小或較遠的應(yīng)用中調(diào)試的變頻器,都依賴于數(shù)字輸入設(shè)備來驅(qū)動操作。

通常,數(shù)字輸入是通用 I/O,而不是具有專門列出的功能(如啟動和停止)。但為了將這些功能分配給信號,我們依賴可編程參數(shù)。在這里,我們探討了一些常見的數(shù)字輸入接線控制方案,并解釋了如何連接和排除接線故障。

VFD 上的數(shù)字 I/O 終端

首先,讓我們介紹一下這些控制信號接頭的基本原理。并非每個螺絲端子或引腳都被指定為數(shù)字輸入——許多 VFD僅有 2-4 個數(shù)字輸入。其余端子提供電壓和公共參考,以連接數(shù)字和模擬設(shè)備。

例如,Rockwell VFD Powerflex 523 是一個常見的現(xiàn)代示例,與大多數(shù)其他 Rockwell VFD 相似。在此型號中,I/O 端子塊包含可編程繼電器、數(shù)字輸入和模擬/通信信號。端子 01-06 和 11 上的數(shù)字信號對我們今天來說是重要的。

Rockwell PowerFlex 523 I/O 接線端子示例


變頻驅(qū)動器 (VFD) 的控制線路圖 1. Rockwell PowerFlex 523 I/O 接線端子示例。圖片(修改版)由Rockwell Automation提供


根據(jù)列出的功能,端子 02、03、05 和 06 均顯示“DigIn TermBlk xx”,這意味著它們是數(shù)字輸入并且可以進行編程。默認(rèn)情況下,它們確實具有一些標(biāo)準(zhǔn)功能,但調(diào)試后,這些功能可能不再是默認(rèn)功能。

另外兩個端子對于理解大接線圖非常重要。端子 04 是接地的公共回路。如果數(shù)字輸入端子為開關(guān)提供電壓(源極),則必須將開關(guān)連接到端子 04 以完成接地回路 。另一方面,如果開關(guān)連接到端子 11,為其提供 24 伏電壓,則數(shù)字輸入端子將電路接地(吸收)。這就是這些 VFD 提供開關(guān)以在功能之間切換的原因。

如果此供應(yīng)和吸收術(shù)語令人困惑,我們建議您并閱讀我們的電子書,其中為控制工程師解釋了這些術(shù)語。

2 線啟停電路接線

2 線電路用于通過一個信號運行某個功能,如果移除該信號,該功能將停止。這與啟動/停止鎖存功能不同,后者稱為 3 線電路,稍后將進行探討。

在 VFD 中,這種 2 線功能有兩種形式:單向和雙向。由于 VFD 可以輕松驅(qū)動正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)電機,因此我們可以選擇使用一個輸入來驅(qū)動正轉(zhuǎn)或使用一個輸入來驅(qū)動反轉(zhuǎn)。,我們可以有兩個輸入來選擇正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。所有這些都是瞬時輸入(如點動功能),被視為 2 線。

雖然具體端子因型號而異,但基本接線概念是相同的。對于 2 線正向控制,單個數(shù)字輸入設(shè)備連接到其中一個數(shù)字輸入,通常是的 I/O 端子之一。

對于 2 線反向控制,單個數(shù)字設(shè)備連接到相同的輸入或另一個輸入。它可能看起來與 2 線正向控制完全相同。不同之處在于設(shè)置參數(shù)值以在給出運行命令時選擇運動方向。

對于終的雙向 2 線控制,我們必須使用兩個不同的數(shù)字輸入設(shè)備,連接到驅(qū)動單元上的兩個數(shù)字輸入。與之前一樣,參數(shù)控制操作方法以及電線的放置位置。

2 線控制示例

作為此控制的一個例子,讓我們來看看 Control Techniques 的 Commander S100 驅(qū)動器。此驅(qū)動器有 5 個數(shù)字輸入,每個輸入都有一個特定于因素的默認(rèn)功能。下圖 2 顯示了默認(rèn)配置。連接到 Dig Ins 2 和 3 的數(shù)字設(shè)備將允許 2 線雙向控制。

Control Techniques 的 Commander S100 I/O


變頻驅(qū)動器 (VFD) 的控制線路圖 2. Control Techniques 的 Commander S100 I/O。圖片(修改版)由Control Techniques提供


許多 VFD(包括上述變頻器)還需要向“啟用”或“停止”輸入發(fā)送恒定信號,該輸入必須接收持續(xù)的活動控制信號,否則驅(qū)動器將停止,從而提供超越數(shù)字輸入的安全性。

ABB 的下一個示例顯示了默認(rèn)的數(shù)字輸入分配,其中個輸入用作啟動/運行輸入,第二個輸入用作方向控制。

ABB ACS150 VFD 的默認(rèn)數(shù)字輸入分配

 變頻驅(qū)動器 (VFD) 的控制線路圖 3. ABB ACS150 VFD 的默認(rèn)數(shù)字輸入分配。圖片(已修改)由ABB提供


何時使用兩線控制?

當(dāng) VFD 應(yīng)用于使用基本正向和反向的簡單情況時,此方案很方便。在基本的層面上,輸入可以是控制面板上的選擇器開關(guān),也可以是傳感器,甚至是可能沒有現(xiàn)代通信信號的外部控制器。我已成功以這種方式將 VFD 連接到?jīng)]有網(wǎng)絡(luò)功能的微型 PLC(如Allen-Bradley MicroLogix)。

三線啟停電路接線

在討論了 2 線控制之后,這種 3 線策略非常相似。除了 3 線之外,該方案還源自一種稱為“鎖存”或“密封”的常見電路。為方便鎖存控制,提供了啟動和停止按鈕 - 信號不需要持續(xù),例如 2 線。

對于 3 線單向控制,常閉“停止”信號連接到啟用/停止數(shù)字輸入。第二個設(shè)備連接到下一個數(shù)字輸入,用作“啟動”信號。它們的操作方式與發(fā)音完全相同 - 按“啟動”啟動,按“停止”停止。

3 線雙向控制非常相似,但增加了一個切換信號來在前進和后退方向之間進行選擇。

3 線控制示例

下圖說明了如何使用 Omron MX2 VFD 進行 3 線控制。在此驅(qū)動器中,有七個可編程數(shù)字輸入,標(biāo)記為 S1-S7。選擇任意三個輸入,并使用參數(shù) C001-C007 為這些輸入分配 STA(啟動)、STP(停止)和 F/R(方向)。請注意,STP 輸入必須具有持續(xù)的控制信號,否則驅(qū)動器將停止。

Omron MX2 VFD 3 線輸入和參數(shù)


變頻驅(qū)動器 (VFD) 的控制線路圖 4. Omron MX2 VFD 3 線輸入和參數(shù)。圖片(修改版)由Omron Automation提供


何時使用三線控制?

這種方案在應(yīng)用上也非常類似于 2 線控制。但是,鎖存功能的主要區(qū)別在于允許使用短脈沖來激活和停止驅(qū)動器。也許必須觸發(fā)開關(guān)或傳感器才能啟動傳送帶,直到單獨的輸入觸發(fā)停止。當(dāng)無法使用網(wǎng)絡(luò)信號時,這是 3 線控制的理想選擇。

VFD 幾乎可以用于所有工業(yè)感應(yīng)電動機驅(qū)動場景。


變頻驅(qū)動器 (VFD) 的控制線路圖 5. VFD 幾乎可用于所有工業(yè)感應(yīng)電動機驅(qū)動場景。


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