VT3024S35 变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信技术于一体的高科技技术。它以很好的调速、节能性能,在各行业中获得了广泛的应用。
可编程控制器(PLC)是近年来发展极为迅速、应用面极广的工业控制装置。它是一种专为工业环境应用而设计的数字运行电子系统,它采用可编程序的存储器,用来存储用户指令,通过数字或模拟的输入/输出,完成确定的逻辑、顺序、定时、计数、运算和一些确定的功能,来控制各种类型的机械或生产过程。它具有体积小,组装灵活,编程简单抗干扰能力强和可靠性高等优点。现代工业生产的许多领域将变频器与PLC相结合使用,对此在设计安装运行时应注意如下问题。
VT3024S35变频器的输入输出电路2.1运行信号的输入变频器的输入信号包括:运行/停止、正转/反转、微动等数字量输入信号。变频器通常利用继电器接点或晶体管集电极开路形式与上位机连接,并得到运行信号。如所示。
在使用继电器接点的场合,为了防止出现因接触不良而带来的误动作,需要使用高可靠性的控制继电器。而当使用晶体管集电极开路形式进行连接时,也同样需要考虑晶体管本身的耐压容量和额变频器电点运行信垮的违孩方式定电流等因素,使所构成的接口电路具有一定的裕量,以达到提高系统可靠性的目的,如所示。
在设计变频器的输入信号电路时还应注意到,当输入信号电路连接不当也会造成变频器的误动作。例如:当输入信号电路采用如所示的连接方式时,由于存在和运行电压信号并联的继电器等感性负载,继电器合分时产生的浪涌电流所带来的噪声干扰有可能引起变频器的误动作,应该尽量避免这种接法。
此外,当变频器一侧和继电器一侧存在电位差时,电源电路本身可能遭到破坏,所以也应加以注意,并采取相应的措施。
2.2频率指令信号输入如所示,频率指令信号可以通过电压信号输入。使用时必须依据输入信号的类型正确选择PLC的输出模块。
当变频器和PLC的电压信号范围不同时,可以通过变频器的内部参数进行调节,如所示。当需要使用变频器高速区域时,可以通过调节PIC参数或电阻的方式将输出电压降低。
通用变频器通常都还备有作为选件的数字信号输入接口卡,可以直接利用BCD信号或二进制信号设定频率指令,如所示。其特点是避免模拟信号电压降和温度变化带来的误差,保证频率设定的精度。
变频器也可将脉冲序列作为频率指令,如所示。当利用这种方式进行精密的转速控制时,必须考虑转换器电路和变频器内部A/)转换电路的零漂,温度变化带来的漂移以及分辨率等问题。
当不需要进行无级调速时,可以通过节点组合使变频器按照事先设定的频率进行调速运行,而运行频率则可以通过变频器内部参数进行设定。同利用模拟信号进行速度给定的方式相比,这种方式的设定精度高,也不存在由于漂移和噪声带来的各种问题。如所示为一个多级调速的例子。
2.3接点输出信号在变频器的工作过程中,经常需要通过继电器接点或晶体管集电极开路的形式将变频器的内部状态(运行状态)通知外部。如所示。而在连接这些送给外部的信号时,也必须考虑继电器和晶体管的允许电压、允许电流等因素。此外,在连线时还应该考虑噪声的影响。同时变频器跳闸后的保护触点应接至PLC的一个输入口和COM之间,这样一旦变频器发生故障,PLC将立即做出反映,使系统停止工作,还应在PLC上设置一个按钮开关,在处理完故障后用它使系统复位。例如:当主电路(AC200V)的开闭是继电器执行,而控制信号(DC12~24V)的开闭是晶体管执行时,应注意分开布线,以保证主电路一侧的噪声不传至控制电路。
接点输出信号的连接此外,在对带有线圈的继电器等感性负载进行开闭时,必须以和感性负载并联的方式接上浪涌吸收器或续流二极管。如0所示。而在对容性负载进行开闭时,则应以串联的方式接入限流电阻,以保证进行开闭时的浪涌值不超过继电器和晶体管的允许电流值。
变频器输出的监测用模拟信号如1所示,主要分为以下几种类型:变频器输出频率监测信号:0~10,0~5/变频器输出电流监测信号:0变频器输出频率脉冲信号:输出频率的1~这些监测信号和变频器内部并不绝缘,在电线较长或噪声较大的场合,最好在途中设置绝缘放大器。
3变频器与PLC配合应用应注意的问题3.1瞬时停电后的恢复运行在系统连接正确的条件下,利用变频器在瞬时停电后能恢复运行的功能,使变频器在系统恢复供电后进入自寻速过程,并根据电动机的实际转速自动设置相应的输出频率重新启动。如果变频器出现运行指令丢失的情况,则重新恢复供电后也可能出现不能进入自寻速模式,仍然处于停止输出状态,甚至会出现过流的情况。因此可以通过保持继电器,如2所示,在保持运行信号的同时将频率指令信号自动保持在变频器内部或者为PIC本身准备不间断电源将变频器的运行信号保存下来,以保证恢复供电后系统能进入正常的工作状态。
3.2PLC扫描时间对变频器的影响由于CPU进行处理时需要时间,因此使用PLC进行顺序控制时,总是存在一定时间(扫描时间)的延迟。在设计控制系统时必须考虑上述扫描时间的影响。尤其在某些场合下,当变频器运行信号投入的时刻不确定时,变频器不能正常运行,在构成系统时必须加以注意。
3.3通过数据传输进行控制在某些情况下,变频器的控制(包括各种内部参数的设定)是通过PIC或其它上位机进行的。在这种情况下,必须注意信号线的连接以及所传数据顺序格式等是否正确,否则将不能得到预期的结果。此外,在需要对数据进行高速处理时,则往往需要利用专用总线构成系统。
3.4接地和电源系统为了保证PIC不因变频器主电路断路器产生的噪声而出现误动作,在将变频器和PIC等与上位机配合使用必须注意以下问题。
对PLC本体按照规定的标准和接地条件进行接地。应避免和变频器使用共同的接地线,并在接地时尽可能使二者分开。
当电源条件不太好时,应在PLC的电源模块以及输入输出模块的电源线上接入噪声滤波器和降低噪音用的变压器等。此外,如有必要,在变频器一侧也应采取相应措施,来大线路在干扰频率下的阻抗,使得在基频下的阻抗极小,但对于频率较高的谐波电流,却能呈现出很高的阻抗,起到有效的抑制作用。如3所示。
对于通过辐射传播的干扰信号,主要通过吸收的方法来削弱,如4所示。但必须注意在变频器的输出侧,是绝对不允许用电容器来吸收谐波电流的。否则容易使逆变管损坏。
当把变频器和PLC安装在同一操作柜中时,应尽可能使与变频器有关的电缆和与PLC有关的电缆分开。
通过使用屏蔽线和双绞线达到提高抗噪声水平的目的。此外,当配线距离较长时,对于模拟信号来说采取4~20mA的电流信号或在途中加入放大电路等措施提高抗噪声水平。
4结论变频器与PLC配合使用时,应特别注意系统的可靠性问题。尤其是变频器所产生的高次谐波,可以通过多种方式对PIC产生影响。本文通过分析,提出了一些解决问题的方法。随着新技术和新理论在变频器及PIC上的不断应用,它们本身存在的这些问题有望通过本身的功能和补偿来解决。
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