Mitsubishi FX PLC-ін FR-D700 жиілік түрлендіргішімен біріктіру және HMI арқылы басқару

Ықшам PLC-VFD интеграциясы неге әлі де маңызды

Өнеркәсіптік автоматтандыру жүйелері өзара байланысқан әрі бағдарламалық жасақтамаға негізделген бола түскенімен, қарапайым қозғалтқышты басқару өндіріс орындарындағы ең маңызды функциялардың бірі болып қала береді. Басқарылатын үдетуді, механикалық жүктемені азайтуды және энергия тиімділігін арттыруды қамтамасыз ететін айнымалы жиілікті жетектер конвейер жүйелерінде, сорғыларда, желдеткіштерде, орау желілерінде және материалдарды тасымалдау қолданбаларында әлі де басым қолданылады.

Шағын автоматтандыру жобаларында Mitsubishi FX-Series PLC құрылғысын FR-D700 VFD-мен бірге пайдалану тиімді әрі кең таралған архитектура болып қала береді. HMI қосу жүйені қарапайым қозғалтқыш іске қосқышынан бағытты басқаруды, мониторингті және болашақ кеңейтуді қолдайтын, операторға ыңғайлы басқару станциясына айналдырады.

HMI көмегімен басқарылатын VFD жүйесі операторларға қозғалтқыш бағыты мен күйін орталықтандырылған интерфейс арқылы басқаруға мүмкіндік береді.

VFD қуаты мен басқару құрылымын түсіну

FR-D700 жетек сериясы техникалық қызмет көрсету мамандары мен жүйе интеграторлары үшін іске қосуды жеңілдететін қарапайым терминал құрылымын пайдаланады. Сымдарды қосуды бастамас бұрын қуат бөлігі мен басқару бөлігін дұрыс ажырату өте маңызды.

Қуат сымдарын қосу кезінде жерге тұйықтауға мұқият назар аудару қажет

Бір фазалы кірісі бар модельдерде R/L1 және S/L2 терминалдары айнымалы токты автоматты ажыратқыштан тікелей қабылдайды. Содан кейін жетектің U, V және W шығыс терминалдары үш фазалы қуатты қозғалтқышқа таратады.

Жиі ескерілмей қалатын маңызды жайттардың бірі — жерге тұйықтау стратегиясы. Бірнеше жетек, сенсор және байланыс құрылғысы бар өнеркәсіптік ортада ортақ жерге тұйықтау жолдары электрлік шу мен басқарудың тұрақсыз әрекетін тудыруы мүмкін. Көптеген инженерлер кедергі әсерінің қаупін азайту үшін VFD жерге тұйықтау жолдарын мүмкіндігінше оқшаулайды.

Sink және source логикасы контроллермен сәйкес болуы тиіс

Басқару сымдарын қосудың ең маңызды бөлігі — VFD кіріс логикасы мен PLC шығыс конфигурациясының үйлесімділігін сақтау. FR-D700 таңдалатын секіргіш конфигурациялары арқылы source және sink логикасының екеуін де қолдайды.

Sink логикасын пайдаланғанда, SD терминалы ортақ тірек ретінде қызмет етеді. Source логикасы режимінде PC терминалы бағытты басқару сигналдары үшін ортақ оң тірекке айналады.

Дұрыс sink/source конфигурациясы тұрақсыз ауысу әрекетінің алдын алып, цифрлық басқару кірістерін қорғайды.

PLC шығыстары мен VFD логикасын таңдау арасындағы сәйкессіздік шағын қозғалтқышты басқару жобаларын іске қосу кезіндегі ең көп кездесетін қателердің бірі болып қала береді.

FR-D700 параметрлер жүйесінің ішкі құрылымы

Mitsubishi компаниясы FR-D700 сериясын икемділік пен қарапайымдылық арасындағы теңгерімді сақтайтын, параметрлер арқылы басқарылатын конфигурация құрылымымен жобалаған. Жетек жүздеген реттелетін функцияны қамтығанымен, стандартты автоматтандыру қолданбаларының көпшілігі негізгі параметрлердің шағын тобына ғана сүйенеді.

Жиілік параметрлері қозғалтқыш әрекетін қалыптастырады

Максималды жиілік, минималды жиілік және базалық жиілік сияқты параметрлер қозғалтқыштың жұмыс ауқымын анықтайды. Тұрақты айналдыру моменті мен жылулық сипаттамаларды қамтамасыз ету үшін базалық жиілік қозғалтқыштың зауыттық тақтайшасындағы көрсеткішке сәйкес келуі тиіс.

Көптеген Азия және Еуропа нысандарында 50 Гц қозғалтқыштар әлі де кең таралған, ал Солтүстік Америка жүйелерінде көбіне әдепкі бойынша 60 Гц қолданылады. Жиілікті дұрыс баптамау қозғалтқыштың қызуына және шығыс тиімділігіне әсер етуі мүмкін.

FR-D700 клеммаларының орналасуы PLC және HMI интеграциясы жобаларындағы сыртқы сымдауды жеңілдетеді.

Үдеу мен баяулаудың механикалық кернеуге әсері

Үдеу мен баяулау баптаулары машинаның сенімділігіне тікелей әсер етеді. Қарқынды рампа баптаулары муфталарға, редукторларға және конвейерлерге түсетін күшті арттыруы мүмкін, әсіресе айнымалы жүктемелермен жұмыс істейтін жүйелерде.

Ықшам автоматтандыру жүйелерінде бес секундтық үдеу және баяулау профильдері жедел әрекет ету мен механикалық қорғаныс арасындағы теңгерімді бастапқы нұсқа ретінде жиі қамтамасыз етеді.

Дұрыс жұмыс режимін таңдау

79-параметр VFD-нің пәрмендерді қалай қабылдайтынын анықтайды. Бұл бір ғана баптау жетектің сыртқы құрылғылармен өзара әрекеттесу тәсілін түбегейлі өзгертеді.

Сыртқы PLC платформаларымен немесе HMI жүйелерімен интеграциялау кезінде режимді таңдау ерекше маңызды болады. Бұл оқу мысалында 3-режим жетек пернетақтасы арқылы жиілікті жергілікті реттеуді сақтай отырып, сыртқы іске қосу және тоқтату пәрмендеріне мүмкіндік береді.

Mitsubishi Electric автоматтандыру жүйелері сияқты ықшам контроллер платформаларымен немесе таратылған машина архитектураларымен жұмыс істейтін инженерлер сынақтан өткізу және іске қосу кезеңдерінде бұл гибридті тәсілді жиі қолданады.

Нақты қолданбаларда PLC логикасын интеграциялау

Mitsubishi FX PLC сенімділігі, ықшам өлшемі және қарапайым релейлік логика ортасы арқасында танымал болып қала береді. Жаңа PAC платформалары кеңейтілген желілік мүмкіндіктер ұсынғанымен, FX контроллерлері автономды қозғалтқыш қолданбаларында әлі де жақсы жұмыс істейді.

Бағыт пәрмендерін цифрлық шығыстар береді

Бұл жобада PLC-нің Y000 және Y001 шығыстары VFD-нің STF және STR клеммаларына тікелей қосылып, алға және кері айналу пәрмендерін береді. Кіріс құрылғыларына алға, кері, тоқтату және апаттық тоқтату батырмалары кіреді.

Басқару логикасы бір уақытта тек бір қозғалыс бағытының жұмыс істеуін қамтамасыз етіп, алға және кері қозғалыс пәрмендерінің қатар берілуінен туындайтын қақтығыстардың алдын алады.

PLC арқылы басқарылатын VFD жүйелері қозғалтқыштарды тікелей батырмалы сымдауға қарағанда қауіпсіз әрі реттелген басқаруды қамтамасыз етеді.

Релейлік логика неге негізгі қозғалысты басқаруда әлі де басым

Автоматтандыруда құрылымдалған мәтін мен объектіге бағытталған бағдарламалау кеңінен қолданылғанына қарамастан, дискретті қозғалтқыштарды басқару жүйелерінде релейлік логика әлі де жоғары тиімділігін сақтап отыр. Техникалық қызмет көрсету мамандары ақауларды тез анықтап, басқару реттілігін логикалық диаграммадан тікелей тексере алады.

Қаптама жабдықтарындағы, конвейерлердегі және инженерлік жүйелердегі ықшам PLC қондырғылары түсініктілігі мен болжамды жұмысына байланысты релелік логикаға әлі де көп сүйенеді.

Блокировкаланған ladder логикасы жетекке немесе қозғалтқышқа зақым келтіруі мүмкін бағыттардың бір мезгілде берілуіне жол бермейді.

HMI қосу оператор тәжірибесін өзгертеді

HMI қабатын қосу пайдалану ыңғайлылығын едәуір арттырады. Операторлар орталықтандырылған көрініске ие болып, бүкіл машинаға таралған физикалық батырмаларға тәуелділікті азайтады.

Осы жобада пайдаланылған Inovance IT6000 HMI Mitsubishi FX PLC құрылғысымен RS-232 протоколын қолдау арқылы байланысады. Байланыс әдістері өндірушілерге қарай әртүрлі болғанымен, қазіргі HMI жүйелері әдетте бірнеше өндірушінің PLC тұқымдастарымен кең үйлесімділікті сақтайды.

Бұрынғы жабдықты жаңғыртатын нысандар бүкіл басқару жүйесін ауыстырмай-ақ, пайдалану ыңғайлылығын жақсарту үшін ескі PLC жабдығын жаңа сенсорлық интерфейстермен жиі біріктіреді.

Оператор интерфейстерін масштабтау және үлестірілген желілерді қажет ететін ірі жобалар үшін инженерлер көбіне өнеркәсіптік HMI платформаларынан және жетілдірілген VFD жетек жүйелерінен қосымша шешімдер іздейді.

Қарапайым қозғалтқышты басқарудың болашағы

Шағын алға/артқа айналу VFD жобасы ретінде басталған жүйе көбіне автоматтандырудың неғұрлым озық стратегияларының негізіне айналады. PLC мен HMI енгізілгеннен кейін аналогтық жылдамдық мәндерін, ақаулар диагностикасын, қашықтан бақылауды немесе Ethernet байланысын қосу айтарлықтай жеңілдейді.

Өнеркәсіп нысандары ықшам жүйелердің өзінен болжамды техникалық қызмет көрсетуді, қашықтан ақауларды жоюды және деректер жинауды қолдауды барған сайын жиі күтеді. Соның нәтижесінде дәстүрлі VFD-PLC үйлесімі желіге қосылған шеткі басқару платформасына айналып келеді.

Қозғалтқышты автоматтандыруды бастауға арналған практикалық нұсқаулық

Mitsubishi FX және FR-D700 жүйелерінің мұндай интеграциясы әлі де құнды, себебі ол өнеркәсіптік қозғалтқыштарды басқарудың инженерлік негіздерін үйретеді. Sink/source логикасын, параметрлерді конфигурациялауды, блокировкалауды және жетектің жұмысын түсіну ауқымдырақ үлестірілген басқару орталарына көшпес бұрын берік негіз қалыптастырады.

Көптеген озық автоматтандыру инженерлері осы жүйеге өте ұқсас жүйелерден бастаған. Жабдық ықшам болуы мүмкін, бірақ оның негізінде жатқан қағидалар қазіргі PLC, DCS және қозғалысты басқару архитектураларына тікелей қолданылады.

Автор: Натан Коул | Өнеркәсіптік автоматтандыру жүйелері бойынша тілші

Натан Коулдың өнеркәсіптік қозғалысты басқару, PLC интеграциясы және зауытты автоматтандыру технологиялары саласында 12 жылдан астам тәжірибесі бар. Оның жобалық тәжірибесіне қаптама жасау, материалдарды өңдеу және технологиялық өндіріс нысандарында қолданылатын Mitsubishi Electric, Siemens, Delta Electronics және Rockwell Automation жүйелері кіреді.