Biến tần kết nối với plc như thế nào

Truyền thông RS485 hiện vẫn đang là 1 trong những phương kết nối phổ biến nhất giữa các thiết bị trong công nghiệp. Với những ưu điểm như: dễ thực hiện; kết nối đa điểm; truyền đi khoảng cách xa với tốc độ cao… nên nó gần như được coi là công nghệ truyền thông mặc định trên các thiết bị công nghiệp. Trong đó, truyền thông giữa PLC và biến tần bằng RS485 được sử dụng rộng rãi. Bài viết này sẽ hướng dẫn quý khách cách kết nối chúng với nhau để có ứng dụng vào trong thực tế.

Thiết bị sử dụng trong ví dụ: PLC Delta DVP14SS211R và Biến tần Chinsc S350-G0.75-T4B

Sơ đồ kết nối truyền thông giữa PLC và Biến tần

Truyền thông RS485 sử dụng 2 dây để truyền tín hiệu, thông thường được kí hiệu là A+ , B- hoặc RS485+, RS485- tùy thiết bị và cách đặt tên của nhà sản xuất. Người sử dụng chỉ cần nối đúng 2 dây tương ứng trên 2 thiết bị; không cần cấp thêm nguồn.
Trong ví dụ dưới đây, chúng ta dùng PLC điều khiển biến tần chạy dừng và chỉnh tốc độ nhanh chậm.

                                      Sơ đồ kết nối truyền thông plc và biến tần

Có thể thấy rằng việc kết nối RS485 vô cùng đơn giản và gọn gàng. Trên lý thuyết thì khoảng cách kéo xa tối đa lên tới 1km. Nếu môi trường có nhiều thiết bị gây nhiễu thì sử dụng dây chống nhiễu, nối tiếp địa hoặc lắp bộ lọc để giảm thiểu tối đa ảnh hưởng của nhiễu đến việc truyền tín hiệu.

Cài đặt truyền thông giữa PLC và biến tần

Để có thể kết nối được 2 thiết bị với nhau thì ta cần tiến hành cài đặt cấu hình truyền thông trên cả PLC và biến tần phải như nhau; đồng thời đặt địa chỉ cho biến tần.
Có nhiều cấu hình truyền thông khác nhau; dưới đây là ví dụ minh họa cấu hình RS485 chuẩn Modbus RTU:
+ Tốc đô truyền (Baud rate): 19200bps
+ Độ dài dữ liệu (Data length): 8 bit
+ Bit dừng (Stop bit): 2 bit
+ Ưu tiên ( Parity): Không ưu tiên (None)

                                    Cấu hình truyền thông giữa PLC và biến tần

Chương trình truyền thông giữa PLC và biến tần

Sau khi thực hiện đấu nối và cài đặt xong, chúng ta cần viết chương trình để có thể điều khiển chạy dừng và đặt tần số cho biến tần thông qua PLC. Ví dụ dưới đây minh họa cách viết đoạn chương trình để ra lệnh cho biến tần chạy thuận với tần số là 30Hz.

Trên biến tần mặc định thường có chân chạy tới lùi( thường ký hiệu ở chân là FWD REV) và chân chung thường được ký hiệu là chân “COM”, đối với PLC có ngõ ra relay thì ta chỉ cần nối chung chân này từ biến tần lên plc sau đó dùng relay để kích nối chân chung lần lượt với các chân Run/Stop để điều khiển biến tần. Bạn cũng có thể hình dung là thay vì dùng công tắc ngoài thì các bạn sử dụng relay trên biến tần thay thế.

Còn đối với plc có ngõ ra dạng transistor hoặc điện áp thì các bạn cần phải xem kỹ chân điều khiển của biến tần ở dạng sink hay source sau đó kết nối plc với biến tần theo đúng hướng dẫn của hãng công bố trong manual. Lưu ý có một số loại biến tần có sẵn nguồn 24v thì các bạn có thể tận dụng, nếu không có sẵn thì các bạn phải dùng nguồn ngoài để cấp nguồn điều khiển cho những chân tới lùi này.

Đặc biệt khi sử dụng transitor trên plc để điều khiển biến tần các bạn cần phải kiểm tra cẩn thận vì nếu đấu sai gây chập nguồn trên biến tần sẽ khiến cho biến tần bị báo lỗi hay hư chân điều khiển trên plc.

Kết nối chân điều khiển tốc độ – tần số giữa plc và biến tần

Điều khiển tốc độ biến tần bằng ngõ ra analog của plc

Để plc có thể điều khiển được tần số của biến tần thì ta thường dùng phương pháp điều khiển bằng analog. Trên plc bắt buộc phải tích hợp module analog dạng (0-10V hoặc 4-20mA) sau đó ta kết nối chân này vào chân nhận analog của biến tần. Đối với một số môi trường dễ bị nhiễu và khoảng cách từ biến tần tới plc xa thì các bạn nên chọn phương án sử dụng analog 4-20 mA sẽ tốt hơn.

Lưu ý đối với một số loại biến tần chân nhận tín hiệu analog có công tắc gạt chọn chế độ nhận dòng hay áp nên các bạn cần lưu ý công tắc này để kết nối cho đúng. Tránh kết nối áp và dòng lẫn lộn dễ gây hư hỏng chân tín hiệu analog. Có nhiều loại biến tần cần phải cài đặt tính năng chân cũng như chọn nhận dòng hay áp.

Điều khiển tốc độ biến tần trên plc bằng chế độ đa cấp tốc độ

Nếu bạn không sử dụng loại plc có hỗ trợ ngõ ra analog thì bạn có thể sử dụng kiểu nhận tốc độ bằng chân đa cấp tốc độ. Ví dụ như khi xuất ngõ ra nào thì biến tần sẽ chạy ở tốc dộ đó. Tốc độ này bạn có thể cài trên biến tần và thường gọi là chế độ multi speed.

Giải pháp điều khiển đa cấp tốc độ này thường được sử dụng trên một số loại máy thường chạy cố định tốc độ như thang máy, cầu trục, máy cán sóng tôn.

Một số cách điều khiển tốc độ biến tần khác trên plc

Nếu trên biến tần có hỗ trợ chuẩn truyền thông rs485 thì các bạn xem kỹ thử nó hỗ trợ loại truyền thông nào ? thường là modus RTU. Sau đó bạn kiểm tra xem plc mình đang dùng có hỗ trợ chuẩn truyền thông modbus ở dạng master không ? nếu có thì tìm thêm địa chỉ thanh ghi tần số để thực hiện truyền tần số từ plc sang biến tần bằng phương pháp kết nối truyền thông.

Trong trường hợp một số dòng biến tần cao cấp có tích hợp chân nhận xung thì các bạn có thể sử dụng một số loại plc có tích hợp chân phát xung tốc độ cao như Siemens Mitsubishi Omron hay Delta để phát xung điều khiển biến tần.

Tìm hiểu cách lập trình PLC điều khiển biến tần

PLC điều khiển biến tần bằng analog

Cách đầu tiên khá phổ biến để lập trình plc điều khiển biến tần là sử dụng ngõ out analog của plc để xuất tốc độ cho biến tần. Ở cách này thì biến tần thường hỗ trợ cả 2 dạng analog là dòng và áp, các bạn nên chọn analog dạng dòng để tránh bị nhiễu trong quá trình hoạt động. Ngoài ra tín hiệu chạy tới lui của biến tần thì các bạn cùng ngõ ra số của plc điều khiển là được( lưu ý về cách đấu sink/source trên biến tần).

Cách này là cách đơn giản nhất và dễ thực hiện chỉ cần chọn plc có tích hợp sẵn analog hoặc mua thêm module analog gắn rời cho plc. Nhược điểm của cách này trong một số trường hợp chạy biến tần công suất lớn có thể bị nhiễu và giá thành cho ngõ ra analog thường khá cao.

PLC điều khiển biến tần bằng truyền thông

Đa số các loại biến tần hiện nay đều được tích hợp truyền thông Modbus RTU qua kiểu kết nối RS485 nên các bạn có thể chọn một số loại plc có tích hợp chuẩn này để thực hiện việc truyền thông dễ dạng hơn. Ở chế độ truyền thông này thì biến tần sẽ slave và plc là master. Khi lập trình plc ta sẽ thực hiện việc đọc và ghi giá trị vào ô nhớ tần số cũng như lệnh chạy cho biến tần qua truyền thông.

Lưu ý ở chế độ chạy truyền thông này thì bạn cũng có thể đọc nhiều tham số khác như dòng, áp, tần số ngõ ra của biến tần một cách rất đơn giản.

Việc sử dụng truyền thông cho plc và biến tần khó ở chỗ đòi hỏi người lập trình phải có kiến thức và config được truyền thông, bù lại sẽ giúp ta tiết kiệm được chi phí cho việc mua cpu hoặc module có analog.

PLC điều khiển biến tần bằng đa cấp tốc độ

Một số hệ thống cầu trục nâng hạ có tích hợp plc thường được lập trình điều khiển biến tần bằng phương pháp chạy đa cấp tốc độ. Sẽ có nhiều cấp tốc độ được cài đặt sẵn trong biến tần và được kích hoạt bằng cách dùng một tổ hợp các ngõ ra.

Ví dụ biến tần chạy 8 cấp tốc độ sẽ được tổ hợp từ 3 chân, người lập trình plc chỉ cần đóng kích 3 chân này để đạt được tốc độ mong muốn.

Việc sử dụng đa cấp tốc độ giúp ta không cần sử dụng analog và truyền thông trên plc giúp ta điều khiển biến tần bằng loại plc cơ bản nhất, tuy nhiên nhược điểm là ta chỉ điều khiển được giới hạn một số cấp tốc độ nhất định.