I. Wprowadzenie
W systemach sterowania automatyki przemysłowej łączne zastosowanie sterowników PLC (programowalnych sterowników logicznych) i napędów o zmiennej częstotliwości stało się kluczową metodą osiągnięcia wydajnego i precyzyjnego sterowania. Sterowniki PLC Mitsubishi stały się liderami w dziedzinie automatyki przemysłowej ze względu na ich wyjątkową wydajność i szeroki zakres zastosowań. W tym artykule przedstawiono szczegółowy przegląd różnych metod sterowania przemiennikami częstotliwości za pomocą sterowników PLC Mitsubishi, w tym sterowanie sygnałem cyfrowym, sterowanie sygnałem analogowym, sterowanie swobodną komunikacją za pomocą protokołu RS-485-, sterowanie komunikacją Modbus-RTU oraz sterowanie magistralą polową, wsparte odpowiednimi danymi i informacjami.
II. Cyfrowa kontrola sygnału
Sterowanie sygnałem cyfrowym to podstawowa metoda sterowania napędami o zmiennej częstotliwości (VFD) przy użyciu sterowników PLC Mitsubishi. Ta metoda łączy wyjście sterownika PLC i zaciski COM z portami STF (start do przodu), RH (wysoka prędkość), RM (średnia prędkość) i RL (niska prędkość) falownika VFD w celu sterowania uruchamianiem, zatrzymywaniem, resetowaniem i pracą wielu-prędkości VFD. Ponieważ jednak metoda ta opiera się na sterowaniu sygnałem cyfrowym, krzywa sterowania prędkością nie jest krzywą ciągłą i gładką. W rezultacie nie można uzyskać-precyzyjnej regulacji prędkości, a dokładność kontroli prędkości jest stosunkowo niska.
Jeśli chodzi o połączenia sprzętowe, punkty wyjściowe i punkty COM sterownika PLC Mitsubishi (seria MR lub MT) są bezpośrednio podłączone do odpowiednich portów VFD. Jeśli chodzi o programowanie, sterownik PLC steruje różnymi kombinacjami terminali VFD poprzez programowanie w celu uzyskania pracy z wieloma-prędkościami. Na przykład, gdy zostanie aktywowany punkt wyjściowy PLC Y0, zacisk STF falownika otrzyma sygnał i silnik zacznie obracać się do przodu; gdy Y1 jest aktywowane, zacisk RH falownika odbiera sygnał i silnik pracuje z dużą prędkością; itd., uzyskując w ten sposób kontrolę nad wieloma-prędkościami.
III. Sterowanie sygnałem analogowym
Sterowanie sygnałem analogowym to kolejna powszechnie stosowana metoda sterowania falownikami za pomocą sterowników PLC Mitsubishi. Metoda ta polega na skonfigurowaniu analogowych modułów wyjściowych sterownika PLC (takich jak FX1N-1DA-BD, FX0N-3A, FX2N-2DA, FX2N-4DA itp.) w celu konwersji cyfrowych wyjść sterownika PLC na sygnały analogowe (takie jak napięcie lub prąd), które następnie są wprowadzane na analogowe zaciski wejściowe falownika, umożliwiając w ten sposób ciągłą i płynną regulację prędkości falownika.
Pod względem połączeń sprzętowych sterownik PLC musi być wyposażony w odpowiednie moduły wyjść analogowych, a zaciski wyjściowe modułu muszą być połączone z zaciskami wejść analogowych falownika. Jeśli chodzi o oprogramowanie, sterownik PLC steruje wartościami wyjściowymi analogowych modułów wyjściowych za pomocą programu, uzyskując w ten sposób ciągłą regulację prędkości VFD. Na przykład, gdy silnik musi pracować z określoną prędkością, sterownik PLC może obliczyć odpowiednią wartość wyjścia analogowego i wysłać ją do falownika za pośrednictwem modułu wyjść analogowych, powodując pracę silnika z określoną prędkością.
Należy zauważyć, że w przypadku dużych-lini produkcyjnych, ze względu na długość kabli sterujących, spadki napięcia na linii mogą mieć wpływ na sterowanie sygnałem analogowym, co może mieć wpływ na stabilność i niezawodność systemu. Dodatkowo, z ekonomicznego punktu widzenia, sterowanie sygnałem analogowym jest stosunkowo kosztowne.
IV. Sterowanie komunikacją RS-485 bez protokołu
Sterowanie komunikacją bez protokołu RS-485 to powszechnie stosowana metoda sterowania falownikami za pomocą sterowników PLC Mitsubishi. Metoda ta łączy interfejs komunikacyjny RS-485 sterownika PLC z interfejsem komunikacyjnym RS-485 falownika, aby ułatwić wymianę danych i przesyłanie poleceń pomiędzy sterownikiem PLC a falownikiem. Metoda ta oferuje zalety prostego sprzętu i niskiego kosztu oraz umożliwia sterowanie maksymalnie 32 falownikami.
Jeśli chodzi o połączenie sprzętowe, wystarczy podłączyć interfejs komunikacyjny RS-485 sterownika PLC do interfejsu komunikacyjnego RS-485 falownika. Do programowania oprogramowania sterownik PLC wykorzystuje instrukcje komunikacji szeregowej RS do programowania systemu, umożliwiając wymianę danych i przesyłanie poleceń z falownikiem. Na przykład sterownik PLC może wysyłać do falownika polecenia takie jak start, stop i ustawienie prędkości. Po otrzymaniu tych poleceń falownik wykonuje odpowiednie operacje i przekazuje sterownikowi PLC swój stan pracy.
V. Sterowanie komunikacją-RTU poprzez Modbus
Sterowanie komunikacją Modbus-RTU to nowa metoda sterowania falownikami za pomocą sterownika PLC Mitsubishi. Ta metoda łączy interfejs komunikacyjny RS-485 sterownika PLC z interfejsem komunikacyjnym RS-485 falownika i wykorzystuje do komunikacji protokół Modbus-RTU. Chociaż metoda ta oferuje zaletę prostego i wygodnego programowania, obciążenie programowaniem sterownika PLC pozostaje znaczne.
Jeśli chodzi o połączenie sprzętowe, konfiguracja jest identyczna jak w przypadku sterowania komunikacją-bezpłatnego protokołu RS-485; wystarczy podłączyć interfejs komunikacyjny RS-485 sterownika PLC do interfejsu komunikacyjnego RS-485 falownika. Jeśli chodzi o programowanie, sterownik PLC jest programowany przy użyciu protokołu Modbus-RTU, aby ułatwić wymianę danych i przesyłanie poleceń z falownikiem. Na przykład sterownik PLC może wysyłać polecenia do falownika w celu odczytania jego stanu pracy lub ustawienia parametrów. Po otrzymaniu tych poleceń falownik wykonuje odpowiednie operacje i zwraca dane odpowiedzi do sterownika PLC.
VI. Sterowanie magistralą polową
Sterowanie poprzez magistralę polową to zaawansowana metoda sterowania falownikami za pomocą sterowników PLC Mitsubishi. Metoda ta wykorzystuje technologię magistrali polowej, aby ułatwić wymianę danych i przesyłanie poleceń pomiędzy sterownikiem PLC a falownikiem. Falowniki Mitsubishi mogą być wyposażone w różne typy opcji komunikacyjnych, takie jak opcja FR-A5NC dla magistrali CC-Link i opcja FR-A5AP(A) dla magistrali obiektowej Profibus DP. Metoda ta oferuje takie zalety, jak duża prędkość komunikacji, duża przepustowość transmisji danych i duża odporność na zakłócenia.
Jeśli chodzi o połączenia sprzętowe, sterownik PLC i falownik muszą być wyposażone w odpowiednie interfejsy komunikacyjne i opcje komunikacyjne magistrali polowej. Jeśli chodzi o programowanie, sterownik PLC jest programowany przy użyciu protokołu magistrali polowej, aby ułatwić wymianę danych z falownikiem.