每个变频驱动器 (VFD) 都包含一组螺丝端子或排针,这些端子或排针指定具有模拟和数字 I/O 功能。即使在具有先进网络功能的现代世界中,许多变频器,尤其是那些在较小或更远程应用中调试的变频器,也依靠数字输入设备来驱动操作。
通常,数字输入是通用的 I/O,而不是具有专用的列出功能(如启动和停止)。但是,为了将这些功能分配给信号,我们依赖于可编程参数。在这里,我们探讨了一些常见的数字输入接线控制方案,并解释了如何连接和排除接线故障。
VFD 上的数字 I/O 端子
首先,我们来介绍一下这些控制信号头的基本原理。并非每个螺丝端子或引脚都被指定为数字输入,许多 VFD 只有 2-4 个数字输入。其余的端子提供电压和公共基准,以连接数字和模拟设备。
例如,罗克韦尔变频器Powerflex 523是一个常见的现代示例,与大多数其他洛氏变频器相似。在该型号中,I/O 接线端子包含可编程继电器、数字输入和模拟/通信信号。终端 01-06 和 11 上的数字信号对我们今天来说是重要的。
罗克韦尔 PowerFlex 523 I/O 接线端子示例
图 1. 罗克韦尔 PowerFlex 523 I/O 接线端子示例。
根据列出的功能,端子 02、03、05 和 06 都显示“DigIn TermBlk xx”,这意味着它们是数字输入,可以编程。默认情况下,它们确实具有一些标准功能,但在调试后,这些功能可能不再是默认功能。
另外两个端子对于了解大的接线图非常重要。术语 04 是地面的常见回报。如果 Dig In 端子为开关(源极)提供电压,则开关必须连接到术语 04 才能完成接地返回。另一方面,如果开关连接到项 11,为其提供 24 伏电压,则 Dig Input 端子将电路接地(灌入)。这就是为什么这些 VFD 提供在功能之间切换的开关的原因。
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2线启停电路接线
2 线电路旨在让一个信号运行一个功能,如果该信号被移除,该功能将停止。这与启动/停止闭锁功能不同,后者称为 3 线,稍后将进行探讨。
在 VFD 中,这种 2 线功能有两种形式:单向和双向。由于 VFD 可以很容易地以 Fwd 或 Rev 驱动电机,因此我们可以选择使用单个输入来驱动 Fwd 或一个来驱动 Rev.,我们可能有两个输入来选择 Fwd 或 Rev.所有这些都是瞬时输入(如点动功能),被认为是 2 线。
虽然具体端子因型号而异,但基本接线概念是相同的。对于 2 线正向控制,单个数字输入设备连接到其中一个数字输入,通常是早的 I/O 端子之一。
对于 2 线反向控制,单个数字设备连接到同一输入或另一个输入。它可能看起来与 2 线正向控制完全相同。区别在于设置参数值以在给出运行命令时选择运动方向。
对于终的双向 2 线控制,我们必须使用两个不同的数字输入设备连接到驱动单元上的两个数字输入。和以前一样,参数控制操作方法以及电线的放置位置。
2线控制实例
作为此控制的示例,让我们通过控制技术检查 Commander S100 驱动器。该驱动器具有 5 个数字输入,每个输入都具有特定于因子的默认功能。下面的图 2 显示了默认配置。连接到 Dig Ins 2 和 3 的数字设备将允许 2 线双向控制。
Control Techniques 的 Commander S100 I/O
图2. Control Techniques 的 Commander S100 I/O。
许多变频器(包括上述变频器)还需要一个恒定的信号到“启用”或“停止”输入,该输入必须接收持续的主动控制信号,否则驱动器将停止,从而提供覆盖数字输入的安全性。
ABB的下一个示例显示了默认的数字输入分配,个输入用作启动/运行输入,第二个输入用作方向控制。
ABB ACS150 VFD的默认数字输入分配
图3.ABB ACS150 VFD的默认数字输入分配。
何时使用2线控制?
当 VFD 应用于使用这种基本正反向的简单情况时,此方案非常方便。在基本的层面上,输入可以是控制面板上的选择开关,也可以是传感器,甚至是可能没有现代通信信号的外部控制器。我已经成功地以这种方式将 VFD 连接到没有网络功能的 Allen-Bradley MicroLogix 等微型 PLC。
3线怠速停止电路接线
在讨论了 2 线控制之后,这种 3 线策略非常相似。该方案源自 3 线之外的称为“闭锁”或“密封”的通用电路。同时提供启动和停止按钮,以便于闭锁控制 - 信号不需要持续,例如 2 线。
对于 3 线单向控制,常闭“停止”信号连接到使能/停止数字输入。第二个设备连接到下一个数字输入,用作“启动”信号。它们的运行方式与声音完全相同--按“开始”开始,按“停止”停止。
3线双向控制非常相似,增加了一个拨动信号,用于在前轮驱动和转速方向之间进行选择。
3线控制示例
下图说明了如何在 Omron MX2 VFD 上使用 3 线控制。在该驱动器中,有七个标记为 S1-S7 的可编程数字输入。选择任意三个输入,并使用参数 C001-C007 为 STA(启动)、STP(停止)和 F/R(方向)分配这些输入。请注意,STP 输入必须具有持续的控制信号,否则驱动器将停止。
Omron MX2 VFD 3 线输入和参数
图4.Omron MX2 VFD 3 线输入和参数。
何时使用三线控制?
该方案在应用中也与2线控制非常相似。然而,闭锁功能的主要区别在于允许短脉冲激活和停止驱动器。也许必须跳闸开关或传感器才能启动传送带,直到单独的输入触发停止。当无法选择网络信令时,这是 3 线控制的理想选择。
VFD 可用于几乎所有工业感应电机驱动场景。
图5.VFD 可用于几乎所有工业感应电机驱动场景。
VFD数字控制信号
这些启动接线策略仅代表变频器中众多控制信号功能的一小部分。有可选的速度、加速度、故障复位以及许多其他无法在一篇文章中涵盖的内容。驱动器的一个可以理解的设计考虑因素是易于设置,这在接线图中得到了清晰的说明,用于简单的接线和启动。