تفاوت بین درایوهای فرکانس متغیر و کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی

I. مقدمه

در زمینه اتوماسیون صنعتی، {0}درایوهای فرکانس متغیر (VFD) و کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) دو دستگاه کنترل حیاتی هستند. هر کدام دارای عملکردها و ویژگی های منحصر به فردی هستند و نقشی ضروری در سیستم های اتوماسیون صنعتی ایفا می کنند. این مقاله تجزیه و تحلیل دقیق و مقایسه درایوهای فرکانس متغیر- و کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی را از منظرهای متعدد، از جمله تعاریف، اصول عملیاتی، ترکیب ساختاری، ویژگی‌های عملکردی و سناریوهای کاربردی ارائه می‌کند تا به خوانندگان کمک کند تفاوت‌های بین آنها را بهتر درک کنند.

II. تعاریف و اصول عملیاتی

متغیر-درایو فرکانس (VFD)

درایو فرکانس متغیر (VFD) یک دستگاه کنترل توان است که از فناوری فرکانس متغیر{{1} و میکروالکترونیک برای کنترل موتورهای AC با تغییر فرکانس منبع تغذیه موتور استفاده می‌کند. یک VFD عمدتاً شامل یکسوسازی (AC به DC)، فیلتر کردن، وارونگی (DC به AC)، واحدهای ترمز، واحدهای محرک، واحدهای تشخیص و واحدهای ریزپردازنده است. با سوئیچ کردن IGBT های داخلی، VFD ولتاژ و فرکانس خروجی را تنظیم می کند و ولتاژ برق مورد نیاز موتور را فراهم می کند و در نتیجه به صرفه جویی در انرژی و کنترل سرعت می رسد. علاوه بر این، VFD ها دارای عملکردهای حفاظتی مختلفی از جمله حفاظت در برابر جریان اضافه، اضافه ولتاژ و اضافه بار هستند.

کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC)

یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) یک سیستم الکترونیکی دیجیتال است که به طور خاص برای محیط های صنعتی طراحی شده است. از حافظه قابل برنامه ریزی برای ذخیره دستورالعمل ها برای انجام عملیات منطقی، کنترل متوالی، زمان بندی، شمارش و عملیات حسابی استفاده می کند و انواع تجهیزات مکانیکی یا فرآیندهای تولید را از طریق ورودی ها و خروجی های دیجیتال یا آنالوگ کنترل می کند. PLC یک واحد کنترل دیجیتال با یک ریزپردازنده برای کنترل اتوماسیون است که قادر است دستورالعمل های کنترلی را در حافظه برای ذخیره و اجرا در هر زمان بارگذاری کند. یک کنترل کننده قابل برنامه ریزی از واحدهای کاربردی مانند CPU، حافظه دستورالعمل و داده، رابط های ورودی/خروجی، منبع تغذیه و تبدیل-دیجیتال به-آنالوگ تشکیل شده است.

III. ترکیب سازه و ویژگی های عملکردی

ترکیب سازه

درایو فرکانس متغیر-: اساساً از یکسو کننده، فیلتر، اینورتر، واحد ترمز، واحد درایو، واحد تشخیص و واحد ریزپردازنده تشکیل شده است. در این میان، یکسو کننده برق AC را به برق DC تبدیل می کند. فیلتر برای صاف کردن ولتاژ DC استفاده می شود. اینورتر برق DC را به برق AC تبدیل می کند تا موتور را به حرکت درآورد. واحد ترمز هنگام کاهش سرعت یا توقف موتور، گشتاور ترمز را فراهم می کند. واحد درایو، واحد تشخیص و واحد ریزپردازنده مسئول کنترل و مدیریت عملکرد کل درایو فرکانس متغیر هستند.

کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC): عمدتاً از واحدهای کاربردی مانند CPU، حافظه دستورالعمل و داده، رابط های ورودی/خروجی، منبع تغذیه و تبدیل-به{{1} دیجیتال به آنالوگ تشکیل شده است. در این میان، CPU جزء اصلی PLC است که مسئول اجرای برنامه های کاربر و کنترل عملکرد کل سیستم است. دستورالعمل و حافظه داده برای ذخیره برنامه ها و داده های کاربر استفاده می شود. رابط های I/O برای اتصال با دستگاه های خارجی و تبادل داده ها استفاده می شود. منبع تغذیه یک منبع تغذیه پایدار برای PLC فراهم می کند. و واحد تبدیل دیجیتال به

ویژگی ها

درایو فرکانس متغیر (VFD): وظیفه اصلی آن کنترل سرعت و گشتاور موتور با تغییر فرکانس منبع تغذیه موتور است و در نتیجه به صرفه جویی در مصرف انرژی و تنظیم سرعت دست می یابد. علاوه بر این، VFD ها دارای عملکردهای حفاظتی مختلفی مانند حفاظت از جریان اضافه، اضافه ولتاژ و اضافه بار هستند تا از عملکرد ایمن موتور اطمینان حاصل کنند.

کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC): وظیفه اصلی آن اجرای کنترل منطقی، کنترل متوالی و کنترل زمان بندی تجهیزات مکانیکی با اجرای برنامه های کاربر است. PLC ها انعطاف پذیری و مقیاس پذیری بالایی را ارائه می دهند. آنها را می توان برنامه ریزی و پیکربندی کرد تا نیازهای مختلف را برآورده کنند و با سیستم های کنترل اتوماسیون صنعتی پیچیده سازگار شوند.

IV. سناریوهای کاربردی

درایوهای فرکانس متغیر: به طور گسترده در برنامه‌هایی که نیاز به تنظیم سرعت و گشتاور موتور دارند، مانند بازسازی‌های{0}}صرفه‌جویی در انرژی و کنترل سرعت برای تجهیزاتی مانند فن‌ها، پمپ‌ها و کمپرسورها استفاده می‌شود. علاوه بر این، درایوهای فرکانس متغیر را می توان در زمینه هایی مانند کنترل درایو برای وسایل نقلیه الکتریکی استفاده کرد.

کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی: به طور گسترده در سیستم های کنترل اتوماسیون صنعتی مختلف مانند ساخت مکانیک، مهندسی شیمی، تولید برق و حمل و نقل استفاده می شود. PLC ها را می توان برای برآوردن نیازهای خاص برنامه ریزی و پیکربندی کرد و کنترل و مدیریت دقیق تجهیزات مکانیکی را امکان پذیر می کند.

V. خلاصه

درایوهای فرکانس متغیر و کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی هر کدام نقش حیاتی در زمینه اتوماسیون صنعتی دارند. اگرچه هر دو دستگاه کنترل هستند، اما از نظر تعریف، اصول عملیاتی، ترکیب ساختاری، ویژگی های عملکردی و سناریوهای کاربردی تفاوت های متمایزی را نشان می دهند. درایوهای فرکانس متغیر در درجه اول برای تنظیم سرعت و گشتاور موتور برای دستیابی به صرفه جویی در انرژی و کنترل سرعت استفاده می شوند. از سوی دیگر، کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی، عمدتاً برای اجرای کنترل منطقی، کنترل متوالی و کنترل زمان‌بندی برای تجهیزات مکانیکی استفاده می‌شوند. در کاربردهای عملی، برای دستیابی به نتایج کنترلی بهینه، لازم است دستگاه کنترلی مناسب بر اساس الزامات کنترلی خاص انتخاب شود.