【導讀】幾乎每個(gè)變頻器 (VFD) 都包含一組指定具有模擬和數字 I/O 功能的螺絲端子或針頭。即使在當今先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )功能世界中，許多變頻器，尤其是在較小或較遠的應用中調試的變頻器，都依賴(lài)于數字輸入設備來(lái)驅動(dòng)操作。
幾乎每個(gè)變頻器 (VFD) 都包含一組指定具有模擬和數字 I/O 功能的螺絲端子或針頭。即使在當今先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )功能世界中，許多變頻器，尤其是在較小或較遠的應用中調試的變頻器，都依賴(lài)于數字輸入設備來(lái)驅動(dòng)操作。
通常，數字輸入是通用 I/O，而不是具有專(zhuān)門(mén)列出的功能（如啟動(dòng)和停止）。但為了將這些功能分配給信號，我們依賴(lài)可編程參數。在這里，我們探討了一些常見(jiàn)的數字輸入接線(xiàn)控制方案，并解釋了如何連接和排除接線(xiàn)故障。
VFD 上的數字 I/O 終端
首先，讓我們介紹一下這些控制信號接頭的基本原理。并非每個(gè)螺絲端子或引腳都被指定為數字輸入——許多 VFD僅有 2-4 個(gè)數字輸入。其余端子提供電壓和公共參考，以連接數字和模擬設備。
例如，Rockwell VFD Powerflex 523 是一個(gè)常見(jiàn)的現代示例，與大多數其他 Rockwell VFD 相似。在此型號中，I/O 端子塊包含可編程繼電器、數字輸入和模擬/通信信號。端子 01-06 和 11 上的數字信號對我們今天來(lái)說(shuō)是重要的。
Rockwell PowerFlex 523 I/O 接線(xiàn)端子示例
圖 1. Rockwell PowerFlex 523 I/O 接線(xiàn)端子示例。圖片（修改版）由Rockwell Automation提供
根據列出的功能，端子 02、03、05 和 06 均顯示“DigIn TermBlk xx”，這意味著(zhù)它們是數字輸入并且可以進(jìn)行編程。默認情況下，它們確實(shí)具有一些標準功能，但調試后，這些功能可能不再是默認功能。
另外兩個(gè)端子對于理解大接線(xiàn)圖非常重要。端子 04 是接地的公共回路。如果數字輸入端子為開(kāi)關(guān)提供電壓（源極），則必須將開(kāi)關(guān)連接到端子 04 以完成接地回路 。另一方面，如果開(kāi)關(guān)連接到端子 11，為其提供 24 伏電壓，則數字輸入端子將電路接地（吸收）。這就是這些 VFD 提供開(kāi)關(guān)以在功能之間切換的原因。
如果此供應和吸收術(shù)語(yǔ)令人困惑，我們建議您并閱讀我們的電子書(shū)，其中為控制工程師解釋了這些術(shù)語(yǔ)。
2 線(xiàn)啟停電路接線(xiàn)
2 線(xiàn)電路用于通過(guò)一個(gè)信號運行某個(gè)功能，如果移除該信號，該功能將停止。這與啟動(dòng)/停止鎖存功能不同，后者稱(chēng)為 3 線(xiàn)電路，稍后將進(jìn)行探討。
在 VFD 中，這種 2 線(xiàn)功能有兩種形式：?jiǎn)蜗蚝碗p向。由于 VFD 可以輕松驅動(dòng)正轉或反轉電機，因此我們可以選擇使用一個(gè)輸入來(lái)驅動(dòng)正轉或使用一個(gè)輸入來(lái)驅動(dòng)反轉。，我們可以有兩個(gè)輸入來(lái)選擇正轉或反轉。所有這些都是瞬時(shí)輸入（如點(diǎn)動(dòng)功能），被視為 2 線(xiàn)。
雖然具體端子因型號而異，但基本接線(xiàn)概念是相同的。對于 2 線(xiàn)正向控制，單個(gè)數字輸入設備連接到其中一個(gè)數字輸入，通常是的 I/O 端子之一。
對于 2 線(xiàn)反向控制，單個(gè)數字設備連接到相同的輸入或另一個(gè)輸入。它可能看起來(lái)與 2 線(xiàn)正向控制完全相同。不同之處在于設置參數值以在給出運行命令時(shí)選擇運動(dòng)方向。
對于終的雙向 2 線(xiàn)控制，我們必須使用兩個(gè)不同的數字輸入設備，連接到驅動(dòng)單元上的兩個(gè)數字輸入。與之前一樣，參數控制操作方法以及電線(xiàn)的放置位置。
2 線(xiàn)控制示例
作為此控制的一個(gè)例子，讓我們來(lái)看看 Control Techniques 的 Commander S100 驅動(dòng)器。此驅動(dòng)器有 5 個(gè)數字輸入，每個(gè)輸入都有一個(gè)特定于因素的默認功能。下圖 2 顯示了默認配置。連接到 Dig Ins 2 和 3 的數字設備將允許 2 線(xiàn)雙向控制。
Control Techniques 的 Commander S100 I/O
圖 2. Control Techniques 的 Commander S100 I/O。圖片（修改版）由Control Techniques提供
許多 VFD（包括上述變頻器）還需要向“啟用”或“停止”輸入發(fā)送恒定信號，該輸入必須接收持續的活動(dòng)控制信號，否則驅動(dòng)器將停止，從而提供超越數字輸入的安全性。
ABB 的下一個(gè)示例顯示了默認的數字輸入分配，其中個(gè)輸入用作啟動(dòng)/運行輸入，第二個(gè)輸入用作方向控制。
ABB ACS150 VFD 的默認數字輸入分配
圖 3. ABB ACS150 VFD 的默認數字輸入分配。圖片（已修改）由ABB提供
何時(shí)使用兩線(xiàn)控制？
當 VFD 應用于使用基本正向和反向的簡(jiǎn)單情況時(shí)，此方案很方便。在基本的層面上，輸入可以是控制面板上的選擇器開(kāi)關(guān)，也可以是傳感器，甚至是可能沒(méi)有現代通信信號的外部控制器。我已成功以這種方式將 VFD 連接到?jīng)]有網(wǎng)絡(luò )功能的微型 PLC（如Allen-Bradley MicroLogix）。
三線(xiàn)啟停電路接線(xiàn)
在討論了 2 線(xiàn)控制之后，這種 3 線(xiàn)策略非常相似。除了 3 線(xiàn)之外，該方案還源自一種稱(chēng)為“鎖存”或“密封”的常見(jiàn)電路。為方便鎖存控制，提供了啟動(dòng)和停止按鈕 - 信號不需要持續，例如 2 線(xiàn)。
對于 3 線(xiàn)單向控制，常閉“停止”信號連接到啟用/停止數字輸入。第二個(gè)設備連接到下一個(gè)數字輸入，用作“啟動(dòng)”信號。它們的操作方式與發(fā)音完全相同 - 按“啟動(dòng)”啟動(dòng)，按“停止”停止。
3 線(xiàn)雙向控制非常相似，但增加了一個(gè)切換信號來(lái)在前進(jìn)和后退方向之間進(jìn)行選擇。
3 線(xiàn)控制示例
下圖說(shuō)明了如何使用 Omron MX2 VFD 進(jìn)行 3 線(xiàn)控制。在此驅動(dòng)器中，有七個(gè)可編程數字輸入，標記為 S1-S7。選擇任意三個(gè)輸入，并使用參數 C001-C007 為這些輸入分配 STA（啟動(dòng)）、STP（停止）和 F/R（方向）。請注意，STP 輸入必須具有持續的控制信號，否則驅動(dòng)器將停止。
Omron MX2 VFD 3 線(xiàn)輸入和參數
圖 4. Omron MX2 VFD 3 線(xiàn)輸入和參數。圖片（修改版）由Omron Automation提供
何時(shí)使用三線(xiàn)控制？
這種方案在應用上也非常類(lèi)似于 2 線(xiàn)控制。但是，鎖存功能的主要區別在于允許使用短脈沖來(lái)激活和停止驅動(dòng)器。也許必須觸發(fā)開(kāi)關(guān)或傳感器才能啟動(dòng)傳送帶，直到單獨的輸入觸發(fā)停止。當無(wú)法使用網(wǎng)絡(luò )信號時(shí)，這是 3 線(xiàn)控制的理想選擇。
VFD 幾乎可以用于所有工業(yè)感應電動(dòng)機驅動(dòng)場(chǎng)景。
圖 5. VFD 幾乎可用于所有工業(yè)感應電動(dòng)機驅動(dòng)場(chǎng)景。
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