I. Giới thiệu
Trong các hệ thống điều khiển tự động hóa công nghiệp, việc sử dụng kết hợp PLC (Bộ điều khiển logic lập trình) và bộ điều khiển tần số thay đổi đã trở thành phương pháp chính để đạt được khả năng điều khiển hiệu quả và chính xác. PLC Mitsubishi đã nổi lên dẫn đầu trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp nhờ hiệu suất vượt trội và phạm vi ứng dụng rộng rãi. Bài viết này sẽ cung cấp thông tin tổng quan chi tiết về các phương pháp khác nhau để điều khiển bộ truyền động xoay chiều bằng PLC Mitsubishi, bao gồm điều khiển tín hiệu số, điều khiển tín hiệu tương tự, điều khiển giao tiếp không cần giao thức RS-485-, điều khiển giao tiếp Modbus-RTU và điều khiển bus trường, được hỗ trợ bởi dữ liệu và thông tin liên quan.
II. Kiểm soát tín hiệu số
Điều khiển tín hiệu số là phương pháp cơ bản để điều khiển các biến tần (VFD) sử dụng PLC Mitsubishi. Phương pháp này kết nối đầu ra và đầu cuối COM của PLC với các cổng STF (Khởi động chuyển tiếp), RH (Tốc độ cao), RM (Tốc độ trung bình) và RL (Tốc độ thấp) của VFD để điều khiển hoạt động khởi động, dừng, đặt lại và nhiều{1}}tốc độ của VFD. Tuy nhiên, do phương pháp này dựa vào điều khiển tín hiệu số nên đường cong điều khiển tốc độ không phải là đường cong liên tục và trơn tru. Do đó, nó không thể đạt được-khả năng điều chỉnh tốc độ chi tiết và độ chính xác của việc kiểm soát tốc độ tương đối thấp.
Về kết nối phần cứng, các điểm đầu ra và điểm COM của PLC Mitsubishi (dòng MR hoặc MT) được kết nối trực tiếp với các cổng tương ứng trên VFD. Về mặt lập trình phần mềm, PLC điều khiển các tổ hợp khác nhau của thiết bị đầu cuối VFD thông qua lập trình để đạt được khả năng vận hành nhiều{1}}tốc độ. Ví dụ, khi điểm đầu ra PLC Y0 được kích hoạt, đầu cuối STF của biến tần nhận được tín hiệu và động cơ bắt đầu quay về phía trước; khi Y1 được kích hoạt, cực RH của biến tần sẽ nhận được tín hiệu và động cơ chạy ở tốc độ cao; v.v., từ đó đạt được khả năng kiểm soát nhiều{5}}tốc độ.
III. Điều khiển tín hiệu tương tự
Điều khiển tín hiệu tương tự là một phương pháp thường được sử dụng khác để điều khiển bộ biến tần với PLC Mitsubishi. Phương pháp này liên quan đến việc định cấu hình các mô-đun đầu ra tương tự của PLC (chẳng hạn như FX1N-1DA-BD, FX0N-3A, FX2N-2DA, FX2N-4DA, v.v.) để chuyển đổi đầu ra kỹ thuật số của PLC thành tín hiệu tương tự (chẳng hạn như điện áp hoặc dòng điện), sau đó được đưa vào các đầu cuối đầu vào tương tự của biến tần, nhờ đó cho phép điều chỉnh liên tục và trơn tru tốc độ của biến tần.
Về kết nối phần cứng, PLC phải được trang bị các mô-đun đầu ra tương tự thích hợp và các đầu nối đầu ra của mô-đun phải được kết nối với các đầu nối đầu vào tương tự của biến tần. Về mặt lập trình phần mềm, PLC điều khiển các giá trị đầu ra của các mô-đun đầu ra analog thông qua một chương trình, từ đó đạt được khả năng điều chỉnh tốc độ liên tục của VFD. Ví dụ, khi động cơ cần chạy ở một tốc độ cụ thể, PLC có thể tính toán giá trị đầu ra analog tương ứng và gửi đến VFD thông qua mô-đun đầu ra analog, khiến động cơ hoạt động ở tốc độ xác định.
Cần lưu ý rằng trong-các dây chuyền sản xuất quy mô lớn, do độ dài của cáp điều khiển, việc điều khiển tín hiệu analog có thể bị ảnh hưởng do sụt áp dọc đường dây, do đó ảnh hưởng đến độ ổn định và độ tin cậy của hệ thống. Ngoài ra, từ góc độ kinh tế, việc điều khiển tín hiệu analog tương đối tốn kém.
IV. RS-485 Kiểm soát giao tiếp không cần giao thức
Điều khiển giao tiếp không cần giao thức RS-485 là phương pháp được sử dụng rộng rãi để điều khiển bộ biến tần bằng PLC Mitsubishi. Phương pháp này kết nối giao diện truyền thông RS-485 của PLC với giao diện truyền thông RS-485 của biến tần để tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi dữ liệu và truyền lệnh giữa PLC và biến tần. Phương pháp này có ưu điểm là phần cứng đơn giản, chi phí thấp và có thể điều khiển tới 32 bộ biến tần.
Về kết nối phần cứng, chỉ cần kết nối giao diện truyền thông RS-485 của PLC với giao diện truyền thông RS-485 của biến tần. Để lập trình phần mềm, PLC sử dụng các lệnh giao tiếp nối tiếp RS để lập trình hệ thống, cho phép trao đổi dữ liệu và truyền lệnh bằng biến tần. Ví dụ: PLC có thể gửi các lệnh như khởi động, dừng và cài đặt tốc độ tới biến tần. Khi nhận được các lệnh này, biến tần sẽ thực hiện các hoạt động tương ứng và phản hồi trạng thái hoạt động của nó cho PLC.
V. Modbus-Điều khiển giao tiếp RTU
Điều khiển giao tiếp Modbus-RTU là phương pháp mới để điều khiển bộ biến tần sử dụng PLC Mitsubishi. Phương pháp này kết nối giao diện truyền thông RS{4}}485 của PLC với giao diện truyền thông RS-485 của biến tần và sử dụng giao thức Modbus-RTU để liên lạc. Mặc dù phương pháp này mang lại lợi thế về lập trình đơn giản và thuận tiện nhưng khối lượng công việc lập trình PLC vẫn còn đáng kể.
Về mặt kết nối phần cứng, thiết lập này giống hệt với thiết lập của điều khiển giao tiếp-RS-485 không có giao thức; chỉ cần kết nối giao diện truyền thông RS-485 của PLC với giao diện truyền thông RS-485 của biến tần. Về lập trình phần mềm, PLC được lập trình sử dụng giao thức Modbus-RTU để thuận tiện cho việc trao đổi dữ liệu và truyền lệnh với biến tần. Ví dụ, PLC có thể gửi lệnh đến biến tần để đọc trạng thái hoạt động hoặc cài đặt các thông số. Khi nhận được các lệnh này, biến tần sẽ thực hiện các hoạt động tương ứng và trả về dữ liệu phản hồi cho PLC.
VI. Kiểm soát xe buýt trường
Điều khiển Fieldbus là một phương pháp tiên tiến để điều khiển bộ biến tần sử dụng PLC Mitsubishi. Phương pháp này sử dụng công nghệ fieldbus để hỗ trợ trao đổi dữ liệu và truyền lệnh giữa PLC và biến tần. Bộ biến tần Mitsubishi có thể được trang bị nhiều loại tùy chọn giao tiếp khác nhau, chẳng hạn như tùy chọn FR-A5NC cho CC-Link fieldbus và tùy chọn FR-A5AP(A) cho Profibus DP fieldbus. Phương pháp này mang lại những ưu điểm như tốc độ truyền thông cao, dung lượng truyền dữ liệu lớn và khả năng chống nhiễu mạnh.
Về kết nối phần cứng, PLC và biến tần phải được trang bị các giao diện truyền thông fieldbus tương ứng và các tùy chọn truyền thông. Về lập trình phần mềm, PLC được lập trình bằng giao thức fieldbus để thuận tiện cho việc trao đổi dữ liệu với biến tần.