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在将变频器与PLC进行连接时我们要注意哪些问题?

本文介绍了可编程控制器(以下简称-PLC)与变频器(以下简称-VFD )的连接及应注意的问题,以避免PLC或VFD的误操作或损坏。 PLC是一种数字操作和运行控制装置。

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PLC作为传统继电器的替代品,广泛应用于工业控制的各个领域。由于PLC可以通过软件改变控制过程,具有体积小、装配灵活、编程简单、抗干扰能力强、可靠性高等特点,特别适合在恶劣环境下运行。

用VFD组成自动控制系统进行控制时,很多情况下是PLC和VFD一起使用,比如我厂的二催化转化器自动吹灰系统。PLC可以提供控制信号和指令的开关信号。PLC系统由三部分组成,即中央处理器、输入输出模块和编程单元。本文介绍了VFD与PLC配合使用时的注意事项。

1.开关命令信号的输入

VFD的输入信号包括用于运行/停止、正转/反转、点动等运行状态操作的开关型命令信号。VFD通常情况下,具有继电器触点开关特性的继电器触点或元件(如晶体管)连接到PLC上,以获取运行状态指令,如图1所示。

使用继电器触点时,常因接触不良造成误动作;当使用晶体管进行连接时,应考虑晶体管本身的电压和电流容量,以确保系统的可靠性。

在设计VFD的输入信号电路时,还需要注意的是,输入信号电路连接不当有时可能会造成VFD的误动作。比如在输入信号回路中使用继电器等感性负载时,继电器分合闸产生的浪涌电流产生的噪声可能会引起VFD的误动作,应尽量避免。图2和图3给出了正确和错误接线的例子。

当输入开关信号进入VFD时,有时会出现外接电源与VFD控制电源(DC24V)之间的串扰。正确的连接是用PLC电源通过二极管将外接晶体管的集电极接到PLC上。如图4所示。

在VFD中,还有一些数值(如频率、电压等。)命令信号,可分为数字输入和模拟输入。数字输入多由VFD panel上的键盘操作和串口给出;模拟输入由外部通过端子给出,通常是通过0 ~ 10V/5V的电压信号或0/4 ~ 20mA的电流信号。由于接口电路随输入信号而变化,因此必须根据VFD的输入阻抗来选择PLC的输出模块。图5是PLC和VFD之间的信号连接图。

当VFD和PLC的电压信号范围不同时,例如VFD的输入信号为0 ~ 10V,而PLC的输出电压信号范围为0 ~ 5V或者当PLC一侧的输出信号电压范围为0 ~ 10V而VFD的输入电压信号范围为0 ~ 5V时,由于VFD和晶体管的允许电压电流的限制,需要串联限流电阻和分压方式,以保证开断不会超过PLC和VFD的相应容量。另外,接线时要注意分开接线,保证主电路一侧的噪音不会传到控制电路。

通常VFD也会通过端子向外部输出相应的监控模拟信号。电信号的范围通常是0 ~ 10V/5V和0/4 ~ 20mA电流信号。在任何情况下,都要注意PLC侧的输入阻抗要保证电路中的电压和电流不超过电路的允许值,这样才能保证系统的可靠性,减少误差。此外,由于这些监控系统的组件互不相同,如有任何不清楚的地方,应咨询制造商。另外,使用PLC进行顺序控制时,CPU处理数据需要时间,有一定的时间延迟,在更精确的控制中要考虑。由于VFD在运行中会产生很强的电磁干扰,为了保证PLC不会因为VFD主断路器和开关器件产生的噪声而出现故障,在将VFD与PLC连接时需要注意以下几点。

(PLC本身应按规定的接线标准和接地条件接地,并注意避免与VFD共用接地线,接地时两者尽量分开。

(2)当电源条件不是很好时,噪声滤波器和用于降低噪声的变压器应连接到PLC的电源模块和输入/输出模块的电源线上。另外,如有必要,在VFD侧也要采取相应的措施。

(3)当VFD和PLC安装在同一操作柜内时,与VFD和PLC相关的导线应尽可能分开。

(4)采用屏蔽线和双绞线,提高噪声干扰水平。

2.结束语

在连接PLC和VFD时,由于两者都涉及到用弱电控制强电,所以要注意连接时的干扰,避免VFD误操作或因连接不当而损坏PLC或VFD。

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