Dùng PLC điều khiển biến tần như thế nào? Trong bài viết này, osuairportpart150.com và bạn sẽ cùng nhau đi làm rõ hơn về vấn đề này.
PLC là gì?
PLC với tên đầy đủ của PLC là Programmable Logic Controller có nghĩa là bộ điều khiển logic lập trình được. Khác với các bộ điều khiển truyền thống, PLC có khả năng thay đổi thuật toán điều khiển theo ý người lập trình nên mọi bài toán điều khiển đều có thể thực hiện một cách linh hoạt.
Hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất PLC như Siemens, Rockwell, Omron, Mitsubishi, INVT, Delta… Các ngôn ngữ lập trình bao gồm LAD (sơ đồ logic bậc thang), FBD (sơ đồ khối chức năng), STL (câu lệnh ). List – liệt kê các lệnh), trong đó Ladder Logic là ngôn ngữ lập trình PLC phổ biến được sử dụng ngày nay.
Cấu trúc và nguyên lý làm việc của PLC
Các bộ phận chính của PLC
- Nguồn điện: điện áp sử dụng bình thường 24VDC, 120-240VAC
- Bộ nhớ chương trình: RAM, ROM
- Bộ xử lý trung tâm CPU được sử dụng làm bộ não của PLC để xử lý các hoạt động logic và thông tin điều khiển giữa các mô-đun.
- Module đầu vào: Nhận tín hiệu trong quá trình điều khiển và đưa về bộ xử lý trung tâm, đầu vào có thể là các nút bấm, công tắc, cảm biến áp suất…
- Mô-đun đầu ra: Là thiết bị để PLC gửi tín hiệu điều chỉnh quá trình, động cơ, rơle và các thay đổi khác đến bộ truyền động.
- Lập trình viên: Được sử dụng để nhập chương trình cần thiết vào bộ nhớ của CPU. Đó có thể là một chiếc máy tính, laptop chỉ cần kết nối với PLC khi soạn thảo, thay đổi chương trình.
Nguyên lý làm việc của PLC
Nguyên lý dùng PLC điều khiển biến tần như thế nào. Tức là thông qua module tín hiệu, PLC sẽ nhận tất cả các tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi. Bao gồm cảm biến, công tắc hành trình, tín hiệu rơle, v.v.
Theo chương trình lập trình, PLC xử lý các tín hiệu nhận được theo thuật toán đã được lập trình sẵn và xuất ra các tín hiệu điều khiển cơ cấu chấp hành như công tắc tơ, đèn báo, tải, tín hiệu analog, HSC…
Chu kỳ quét của PLC bao gồm nhận tín hiệu đầu vào, thực hiện chương trình, kiểm tra lỗi và xuất tín hiệu điều khiển.
Thời gian thực hiện quét phụ thuộc vào các yếu tố như tốc độ xử lý của PLC, dung lượng chương trình lập trình, độ trễ tín hiệu đầu vào từ thiết bị ngoại vi.
Lợi ích của PLC điều khiển biến tần như thế nào ?
Lợi ích của việc dùng PLC điều khiển biến tần như thế nào? Trong hệ thống giám sát và điều khiển tự động, PLC đóng vai trò điều khiển trung tâm và bộ biến tần đóng vai trò cơ cấu chấp hành. Khi dùng PLC để điều khiển bộ biến tần 1 pha AC hoặc biến tần 3 pha AC thì bộ biến tần đóng vai trò chạy theo chương trình điều khiển của PLC.
Ngoài ra, PLC còn có thể điều khiển trạng thái của biến tần, đưa ra các thuật toán điều khiển phù hợp nhằm nâng cao chất lượng điều khiển và ổn định thiết bị. Sử dụng PLC để điều khiển biến tần nhằm thay đổi tốc độ động cơ cũng sẽ dễ dàng hơn trong việc bảo trì, sửa chữa và thay thế.
Ngoài ra, khi sử dụng PLC để điều khiển bộ biến tần, việc điều khiển và giám sát từ xa các thông số liên quan như bộ biến tần và động cơ cũng rất thuận tiện.
»»» Tìm hiểu thêm: Cách đấu điện trở xả cho biến tần
Dùng PLC điều khiển biến tần như thế nào ?
Dùng PLC để kết nối với biến tần bằng đấu nối dây điều khiển
Phần cứng I/O của Đường điều khiển cho phép các hệ thống bên ngoài ra lệnh và giám sát VFD bằng tín hiệu kỹ thuật số hoặc tín hiệu tương tự. Ví dụ, sơ đồ mô phỏng sau đây
- PLC xuất tín hiệu kỹ thuật số để điều khiển trạng thái, chẳng hạn như các chức năng điều khiển dừng, đảo chiều hoặc đa tốc độ. Đồng thời biến áp sẽ phản hồi tín hiệu số và báo trạng thái (hoạt động), lỗi (lỗi) của động cơ… về PLC.
- Đối với tín hiệu analog, PLC có thể xuất ra 0…10V, 1…5V, 4…20mA, 0…20mA và các tín hiệu khác để điều khiển tốc độ của biến tần. Đồng thời, bộ biến tần có thể xuất tín hiệu tương tự về PLC để phản hồi tốc độ.
- PLC có thể đọc tín hiệu HSC từ bộ mã hóa để tính toán tốc độ của động cơ hoặc xuất tín hiệu HSC để điều khiển bộ biến tần.
»»» Có thể bạn quan tâm: Cài đặt biến tần danfoss vlt 2800 chuẩn chi tiết nhất
Dùng PLC điều khiển biến tần thông qua mạng truyền thông
Trước hết, chúng ta cần chú ý đến một thực tế là các PLC của các công ty khác nhau không nhất thiết phải hỗ trợ cùng một giao thức truyền thông.
Ví dụ: hầu hết các PLC của Siemens sẽ hỗ trợ PROFINET, PLC của Rockwell sẽ hỗ trợ truyền tải EtherNet/IP và PLC của Schneider sẽ hỗ trợ Modbus TCP.
Còn rất nhiều giao thức khác, tùy theo ứng dụng và đặc điểm của từng mạng mà ta có thể lựa chọn mạng truyền thông phù hợp với yêu cầu của từng hệ thống.
Đối với mỗi giao thức truyền thông sẽ sử dụng các loại cáp và cổng vật lý phù hợp khác nhau (RS232, RS485, RJ45, v.v.). Hệ thống dây mạng truyền thông phải được tách biệt với bất kỳ đường dây điện cao thế nào để tránh nhiễu ảnh hưởng đến chất lượng truyền dẫn và cấu tạo của dây thường có lớp che chắn chống nhiễu.
Ưu điểm của việc sử dụng mạng truyền thông là dễ cài đặt và độ tin cậy cao. Người dùng sẽ tiết kiệm được số lượng dây trong hệ thống điện.
Nhược điểm của việc sử dụng mạng truyền thông PLC là chi phí cao và tính linh hoạt hạn chế.
Trên thực tế, giao thức Modbus RTU là giao thức được sử dụng phổ biến nhất bởi hầu hết các nhà sản xuất. Bằng cách sử dụng giao thức Rtu modbus, chúng ta có thể sử dụng các lệnh tương tự như đi dây điều khiển để điều khiển biến tần, chẳng hạn như: dừng, tiến, lùi, điều khiển tốc độ, v.v., nhưng ít dây hơn (2 dây RS485).
Ngoài ra, PLC còn có thể đọc dữ liệu của bộ biến tần, điều mà hệ thống dây thông thường trước đây không thể làm được, chẳng hạn bộ biến tần sẽ cung cấp một vùng lưu trữ để lưu các mã lỗi như quá dòng, thấp áp.
»»» Có thể bạn quan tâm: Biến tần 3 pha yaskawa v1000
Ngoài ra, một ưu điểm khác của chuẩn modbus là nó có thể hỗ trợ kết nối PLC và điều khiển 247 thiết bị phụ cụ thể, tức là biến tần chỉ cần sử dụng 2 dây (RS485), như trong hình bên dưới:
Nhược điểm của việc sử dụng mạng modbus so với hệ thống dây truyền thống là:
Tốc độ đáp ứng của mạng modbus sẽ chậm hơn, do PLC không thể đưa ra nhiều lệnh khác nhau cùng lúc trên đường mạng. Ví dụ, khi điều khiển biến tần quay thuận với tốc độ 1000v/p, hai tín hiệu cần được gửi riêng biệt.
Trên một đường truyền modbus, nếu một dây bị hỏng (lỏng vít, đứt dây) thì toàn bộ mạng sẽ bị vô hiệu hóa.
Trên đây là hướng dẫn cách dùng PLC điều khiển biến tần như thế nào. Cũng như đã chỉ ra ưu nhược điểm của nó. Hy vọng bài viết này đã mang lại thông tin hữu ích dành cho bạn.