I. บทนำ
ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่ PLC (Programmable Logic Controllers) และไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD) เป็นองค์ประกอบหลักสองอย่างที่ขาดไม่ได้ PLC จะจัดการการควบคุมลอจิกและการประมวลผลข้อมูล ในขณะที่ VFD จะควบคุมความเร็วของมอเตอร์เพื่อให้ได้รับการควบคุมที่แม่นยำ เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างทั้งสอง การแลกเปลี่ยนข้อมูลและการส่งคำสั่งควบคุมระหว่าง PLC และ VFD จะต้องเกิดขึ้นผ่านวิธีการสื่อสารเฉพาะ บทความนี้จะให้รายละเอียดเกี่ยวกับหลักการสื่อสาร วิธีการ ขั้นตอน และข้อควรพิจารณาในทางปฏิบัติสำหรับการสื่อสาร PLC-VFD โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับวิศวกรและช่างเทคนิคในสาขาระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม
ครั้งที่สอง หลักการของ PLC-การสื่อสาร VFD
การสื่อสารระหว่าง PLC และ VFD ทำได้ผ่านโปรโตคอลการสื่อสารและอินเทอร์เฟซเฉพาะ โปรโตคอลการสื่อสารทั่วไป ได้แก่ Modbus, Profibus และ Profinet ในขณะที่อินเทอร์เฟซการสื่อสารประกอบด้วย RS485, RS232 และ Ethernet การเลือกโปรโตคอลและอินเทอร์เฟซเหล่านี้ขึ้นอยู่กับสถานการณ์และข้อกำหนดของแอปพลิเคชันเฉพาะ
ในระหว่างกระบวนการสื่อสาร PLC จะทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมหลัก (สถานีหลัก) โดยส่งคำสั่งควบคุมและข้อมูลไปยัง VFD ผ่านทางพอร์ตการสื่อสารแบบอนุกรมหรืออินเทอร์เฟซอีเทอร์เน็ต VFD ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ทาส (สเตชั่นสเลฟ); เมื่อได้รับคำสั่งจาก PLC ก็จะดำเนินการดำเนินการที่เกี่ยวข้องและส่งข้อมูลสถานะกลับไปยัง PLC ด้วยการสื่อสารแบบสองทิศทางนี้ PLC สามารถตรวจสอบสถานะการทำงานของ VFD แบบเรียลไทม์และควบคุมได้อย่างแม่นยำ
ที่สาม วิธีการสื่อสารระหว่าง PLC และไดรฟ์ความถี่แบบแปรผัน
วิธีการสื่อสารระหว่าง PLC และไดรฟ์ความถี่แบบแปรผันมีสามวิธีต่อไปนี้เป็นหลัก:
การเชื่อมต่อ I/O ดิจิตอล
การเชื่อมต่อ I/O ดิจิตอลเป็นหนึ่งในวิธีการสื่อสารที่ง่ายที่สุด ในวิธีนี้ เอาต์พุตดิจิทัลของ PLC จะเชื่อมต่อโดยตรงกับอินพุตดิจิทัลของอินเวอร์เตอร์ ด้วยการควบคุมเอาท์พุตดิจิทัลของ PLC ทำให้ได้ฟังก์ชันต่างๆ เช่น การเริ่ม/หยุดอินเวอร์เตอร์ การหมุนไปข้างหน้า/ถอยหลัง โหมด Jog การทำงานหลาย-ความเร็ว และเวลาเร่งความเร็ว/ลดความเร็ว ข้อดีของวิธีนี้ ได้แก่ การเดินสายที่เรียบง่ายและความต้านทานการรบกวนที่แข็งแกร่ง อย่างไรก็ตาม รองรับเฉพาะการควบคุมความเร็วเป็นขั้น-เท่านั้น และไม่สามารถบรรลุเส้นโค้งความเร็วที่ต่อเนื่องและราบรื่นได้
การเชื่อมต่อแบบอะนาล็อก
วิธีการเชื่อมต่อแบบอะนาล็อกใช้โมดูลเอาต์พุตแบบอะนาล็อกของ PLC เพื่อควบคุม VFD โมดูลเอาต์พุตแบบอะนาล็อกของ PLC จะส่งสัญญาณแรงดันไฟฟ้า 0–10 V หรือสัญญาณกระแส 4–20 mA ซึ่งทำหน้าที่เป็นสัญญาณอินพุตแบบอะนาล็อกของ VFD เพื่อควบคุมความถี่เอาต์พุตของ VFD ข้อดีของวิธีนี้ ได้แก่ เส้นโค้งควบคุมความเร็วที่ราบรื่นและต่อเนื่องและการทำงานที่มั่นคง อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องเลือกโมดูลเอาท์พุต PLC ที่มีอิมพีแดนซ์อินพุตที่ตรงกับของ VFD และโมดูลเอาท์พุตอะนาล็อก PLC มักจะมีราคาค่อนข้างแพง
การเชื่อมต่อการสื่อสาร
วิธีการเชื่อมต่อการสื่อสารเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อพอร์ตการสื่อสารแบบอนุกรมของ PLC หรืออินเทอร์เฟซอีเทอร์เน็ตเข้ากับอินเทอร์เฟซ RS-485 หรืออีเทอร์เน็ตของ VFD ในวิธีนี้ PLC สามารถส่งคำสั่งควบคุมไปยังอินเวอร์เตอร์และอ่านข้อมูลสถานะผ่านโปรโตคอลการสื่อสาร ข้อดีของวิธีนี้ ได้แก่ ลดปริมาณการเดินสายไฟลงอย่างมาก ความสามารถในการปรับเปลี่ยนฟังก์ชันควบคุมโดยไม่ต้องเดินสายใหม่ ความสามารถในการตั้งค่าและแก้ไขพารามิเตอร์อินเวอร์เตอร์ผ่านทางอินเทอร์เฟซแบบอนุกรม และความสามารถในการตรวจสอบและควบคุมประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์อย่างต่อเนื่อง
IV. ขั้นตอนสำหรับ PLC-การสื่อสารแบบอินเวอร์เตอร์
ขั้นตอนในการสื่อสารระหว่าง PLC และอินเวอร์เตอร์ประกอบด้วยหกประเด็นต่อไปนี้:
กำหนดโปรโตคอลการสื่อสารและอินเทอร์เฟซ: เลือกโปรโตคอลการสื่อสารและอินเทอร์เฟซที่เหมาะสมตามความต้องการจริงและสถานการณ์การใช้งาน
กำหนดค่าพารามิเตอร์การสื่อสาร: กำหนดค่าพารามิเตอร์การสื่อสารที่สอดคล้องกันทั้งใน PLC และอินเวอร์เตอร์ เช่น ที่อยู่การสื่อสาร อัตรารับส่งข้อมูล บิตข้อมูล และบิตหยุด
การเขียนโปรแกรม PLC: เขียนโปรแกรมใน PLC เพื่อใช้ฟังก์ชันการสื่อสารและการควบคุมกับอินเวอร์เตอร์
การกำหนดค่าพารามิเตอร์อินเวอร์เตอร์: กำหนดค่าพารามิเตอร์ควบคุมที่สอดคล้องกันในอินเวอร์เตอร์ตามความต้องการที่แท้จริง
การทดสอบและการดีบัก: ดำเนินการการสื่อสารและการทดสอบการทำงานเพื่อให้แน่ใจว่าการสื่อสารระหว่าง PLC และอินเวอร์เตอร์เป็นปกติ และฟังก์ชันการควบคุมตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ
การรวมระบบและการใช้งาน: รวม PLC และอินเวอร์เตอร์เข้ากับระบบอัตโนมัติโดยรวม เพื่อให้เกิดการควบคุมและการตรวจสอบอัตโนมัติที่ครอบคลุม
V. ข้อควรระวังสำหรับการใช้งานจริง
ในการใช้งานจริง ต้องปฏิบัติตามข้อควรระวังต่อไปนี้เพื่อให้แน่ใจว่าการสื่อสารมีความเสถียรและเชื่อถือได้ระหว่าง PLC และอินเวอร์เตอร์:
เลือกโปรโตคอลการสื่อสารและอินเทอร์เฟซที่เหมาะสม
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพารามิเตอร์การสื่อสารของ PLC และอินเวอร์เตอร์สอดคล้องกัน
พิจารณาคุณลักษณะและข้อกำหนดของ VFD อย่างถี่ถ้วนเมื่อเขียนโปรแกรม PLC
ปฏิบัติตามคู่มือการใช้งานและข้อกำหนดทางเทคนิคของ VFD เมื่อกำหนดค่าพารามิเตอร์
ดำเนินการบำรุงรักษาและตรวจสอบ PLC และ VFD เป็นประจำเพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานถูกต้อง
วี. บทสรุป
การสื่อสารระหว่าง PLC และไดรฟ์ความถี่แปรผันเป็นหนึ่งในองค์ประกอบสำคัญในการบรรลุการควบคุมอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ด้วยการเลือกโปรโตคอลการสื่อสารและอินเทอร์เฟซที่เหมาะสม การกำหนดค่าพารามิเตอร์การสื่อสารที่ถูกต้อง การเขียน-โปรแกรม PLC ที่ออกแบบมาอย่างดี และการกำหนดค่าพารามิเตอร์ไดรฟ์ความถี่แบบแปรผันอย่างเหมาะสม จึงสามารถมั่นใจได้ถึงการสื่อสารที่เสถียรและเชื่อถือได้ระหว่าง PLC และไดรฟ์ความถี่แบบแปรผัน ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมมอเตอร์ได้อย่างแม่นยำ ในเวลาเดียวกัน จะต้องให้ความสนใจกับรายละเอียดบางอย่างในการใช้งานจริงเพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานปกติและความปลอดภัยของระบบ