Metody zadawania częstotliwości falownika przez wejścia analogowe

Temat łączenia zarówno wejść analogowych jak i cyfrowych falownika wraca co jakiś czas w rozmowach z nowymi Klientami. Postaram się w tym poście pokazać jak należy łączyć wejścia analogowe z różnego rodzaju urządzeniami które mogą być zadajnikami częstotliwości wyjściowej falownika.
Obecnie produkowane falowniki mają przynajmniej jedno uniwersalne wejście analogowe obsługujące dwa podstawowe standardy poziomów analogówych używanych w automatyce przemysłowej. Pierwszy z nich to standard napięciowy poziomu 0...10V, standard ten pozwala na zadawanie częstotliwości np. przez potencjometr. Drugi to standard prądowy z poziomem 0...20mA (rzadko obecnie używany) lub 4...20mA inaczej nazywany pętlą prądową. Pętla 4...20mA ma tę przewagę nad 0...20mA że urządzenie (w tym przypadku falownik) może wykrywać przerwę w obwodzie np. przetwornika ciśnienia lub jego uszkodzenie. Prosto mówiąc falownik "wie" że minimum na wejściu prądowym to 4mA, jeśli pętla zostanie przerwana - prąd zmaleje do zera i falownik powinien odpowiednio zareagować. Niesłychanie pomocne może to być w przypadku zastosowania regulatora PID gdzie może zaistnieć sytuacja uszkodzenia przetwornika czy przerwanie jego obwodu i falownik mógłby wówczas pracować cały czas z częstotliwością maksymalną !

Na rysunku przedstawiam podstawowe możliwości zastosowania wejść analogowych.

1 - Regulacja potencjometrem zewnętrznym (wejście napięciowe)
2 - Regulacja z zadajnika lub sterownika PLC (wejście napięciowe)
3 - Regulacja z zadajnika, czujnika, etc.. (wejście prądowe aktywne)
4 - Regulacja z zadajnika, czujnika, etc.. (wejście prądowe pasywne).

1 - Najprostsza regulacja to zastosowanie potencjometru obrotowego o odpowiedniej wartości (sprawdzić w instrukcji falownika jaka wartość!). Po podłączeniu skrajnych zacisków potencjometru do zasilania napięcia referencyjnego +10V a z drugiej strony do "masy" falownika (oznaczenia mogą być różne: COM, CM, GND...) suwak potencjomtera łączymy z wejściem analogowym napięciowym. Jeśli falownik został zaprogramowany na zakres częstotliwości 0...50Hz to odpowiednio poziom napięcia na wejściu analogowym IA, będzie przekładany na częstotliwość wyjściową 0V=0Hz, 10V=50Hz.

2 - Bardzo podobnie podłączamy do wejścia IA - napięciowego podłączamy zewnętrzne urządzenie w postaci np. przetwornik ciśnienia, wyjście napięciowe (AO) sterownika PLC, zadajnik napięciowy, etc.. Istotne jest przy tym połączenie napięcia odniesienia (zazwyczaj minus zasilacza) do "masy" falownika.

3 - Urządzenia z wyjściem prądowym aktywnym łączymy identycznie jak napięciowe do wejścia analogowego, prądowego falownika.

4 - Bardzo często spotykamy urządzenia z wyjściem analogowym prądowym które wymagają zewnętrznego zasilania, są to urządzenie posiadające wyjście pasywne. W takim przypadku albo wykorzystujemy zewnętrzny zasilacz lub możemy wykorzystać napięcie falownika (np. falownik iG5A - zacisk 24) pamiętać należy o tym że napięcie z falownika ma zazwyczaj niezbyt dużą wydajność prądową.

Konfiguracja wejścia napięciowe - prądowe

W zależności od: typu, producenta, budowy falownika - możemy spotkać się z różnymi metodami konfiguracji wejść analogowych.

Na rysunku przedstawione są dwa rozwiązania z którymi można się często spotkać. Pierwszy z nich do wbudowany w falowniku przełącznik, U - oznacza konfigurację napięciową, I - konfigurację pętli prądowej. Inną metodą konfiguracji wejść analogowych, są zworki w postaci złączek lub wyjmowanych małych wtyczek które przekładamy do odpowiednich pinów gniazd.
Oczywiście możemy też spotkać falowniki w których konfigurację wejść określamy programowo w takim przypadku należy tylko w dokonać zmian w odpowiednim parametrze falownika.
Wszystkie wejścia analogowe należy łączyć z urządzeniami przewodami ekranowanymi !
Pozdrawiam, Przemek.