الکترونیک قدرت صنعتی

در خطوط تولید مدرن، کنترل دقیق سرعت موتور (پمپ، فن، نوار نقاله، اکسترودر) بدون اینورتر (VFD) و PLC تقریباً غیرممکن است. ترکیب این دو دستگاه، انعطاف‌پذیری، صرفه‌جویی انرژی و اتوماسیون کامل را فراهم می‌کند.

در این مقاله کاملاً عملی و گام‌به‌گام، از صفر تا صد اتصال اینورتر به PLC را پوشش می‌دهیم:

• سیم‌کشی ایمن
• تنظیمات پارامترها
• کنترل آنالوگ و دیجیتال
• عیب‌یابی رایج

اگر مهندس اتوماسیون، تکنسین برق صنعتی یا طراح تابلو هستید، این راهنما دفترچه راهنمای شخصی شما خواهد بود.

اینورتر (VFD) چیست و چرا به PLC وصل می‌شود؟

اینورتر (Variable Frequency Drive) فرکانس و ولتاژ ورودی به موتور را تغییر می‌دهد → سرعت موتور = (120 × f) / P

PLC مغز متفکر سیستم است که:

• دستور استارت/استپ می‌دهد
• سرعت مطلوب را تنظیم می‌کند
• فیدبک (جریان، دما، فشار) را پردازش می‌کند

مزیت اتصال: کنترل PID، رمپ شتاب/کاهش سرعت، حفاظت هوشمند و مانیتورینگ آنلاین

انواع روش‌های کنترل اینورتر توسط PLC

گام ۱: انتخاب سخت‌افزار مناسب

گام ۲: سیم‌کشی ایمن (دیاگرام کامل)

الف) کنترل دیجیتال (رله)

text

PLC Digital Output (DO)
   ┌──────┐
   │ Q0.0 ├──────┐
   └──────┘      │
                 │
   ┌─────────────▼─────────────┐
   │ اینورتر - ترمینال DI1    │ → Forward Run
   └──────────────────────────┘

   ┌──────┐
   │ Q0.1 ├──────┐
   └──────┘      │
                 │
   ┌─────────────▼─────────────┐
   │ اینورتر - ترمینال DI2    │ → Reverse Run
   └──────────────────────────┘

ب) کنترل آنالوگ (4-20 mA)

text

PLC Analog Output (AO)
   ┌──────┐
   │ AO0+ ├──────┐
   └──────┘      │
                 │
   ┌─────────────▼─────────────┐
   │ اینورتر - AI1+ (4-20 mA)  │ → تنظیم فرکانس
   └──────────────────────────┘
                 │
   ┌─────────────▼─────────────┐
   │ اینورتر - AI1- (COM)      │
   └──────────────────────────┘
   │
   └───── شیلد به زمین (یک طرف)

ج) فیدبک وضعیت (از اینورتر به PLC)

text

اینورتر DO (Fault)
   ┌──────────────────────┐
   │ Relay Output (NO)     ├──────┐
   └──────────────────────┘      │
                                 │
   ┌───────────────────────────▼───┐
   │ PLC Digital Input (DI0)         │ → خطا
   └───────────────────────────────┘

گام ۳: تنظیمات اینورتر (پارامترهای ضروری)

نکته: همیشه Factory Reset کنید سپس تنظیمات را اعمال کنید.

گام ۴: برنامه‌نویسی PLC (نمونه کد)

مثال: Siemens TIA Portal (LAD)

ladder

I0.0 : Start Button I0.1 : Stop Button AI0  : Speed Setpoint (0-27648 = 0-100%) Q0.0 : Forward Run Q0.1 : Reverse Run AO0  : Analog Speed (4-20 mA) --| I0.0 |----| I0.1 |!|----( Q0.0 )--   --| I0.1 |----!|----( Q0.0 )--           MOVE    IN := REAL#AI0 * 0.003125      OUT := REAL#Speed SCALE    IN := Speed    OUT := AO0    MIN := 0    MAX := 27648

گام ۵: کنترل PID سرعت (حلقه بسته)

اگر فیدبک انکودر یا تاکوژنراتور دارید:

text

PLC PID Block
   Setpoint → سرعت مطلوب (از HMI)
   Process Value → فیدبک سرعت (از اینورتر AO یا انکودر)
   Output → AO به اینورتر

پارامتر PID پیشنهادی: Kp=1.0, Ki=0.1, Kd=0.0 (تنظیم بر اساس تست)

عیب‌یابی رایج (Troubleshooting)

چک‌لیست راه‌اندازی نهایی

نکات ایمنی حیاتی

⚠️ هشدار:

• قبل از سیم‌کشی، برق اصلی قطع و LOTO اعمال شود
• از ولتاژ 24V DC برای کنترل استفاده کنید (نه 220V)
• زمین شیلد فقط یک طرف (ترجیحاً در PLC)
• از فیوز و رله حفاظتی در مسیر موتور استفاده کنید

نتیجه‌گیری: کنترل سرعت = کنترل فرآیند

اتصال اینورتر به PLC فقط یک سیم‌کشی نیست — یک سیستم هوشمند کنترل است که:

• 30-50% صرفه‌جویی انرژی
• افزایش عمر موتور
• کاهش توقفات غیربرنامه‌ریزی

پیشنهاد عملی: یک دفترچه پارامترهای اینورتر داشته باشید و هر بار تنظیمات را بکاپ بگیرید (با نرم‌افزار Drive Composer یا VFD Software).

اگر در حال راه‌اندازی خط جدیدی هستید و دیاگرام یا کد خاصی نیاز دارید، در کامنت‌ها بنویسید — فایل TIA یا Studio 5000 آماده براتون می‌فرستم! ⚙️