اتصال سافت استارتر به پی ال سی

موتورهای الکتریکی کاربرد بسیار گسترده ای در صنایع مختلف دارند. اما به همان میزان که استفاده از موتورها اجرای فرآیندها را ساده کرده است، چالش های مختلفی نیز برای صنایع به ارمغان آورده است. موتورها در لحظه راه اندازی رفتار متفاوتی دارند. جریان هجومی ناشی از شروع به کار موتور از یک سو و تنش های مکانیکی شدیدی که در صورت راه اندازی مستقیم موتور شاهد آن هستیم از سوی دیگر باید برطرف شوند.

برای غلبه بر این چالش ها راهکارهای متفاوتی ارائه شده است. سافت استارتر از جمله تجهیزات پرکاربرد در صنایع مختلف است که چالش های راه اندازی موتور را برطرف می کند. اتصال سافت استارتر به پی ال سی امکان راه اندازی و توقف موتور در راستای اجرای فرآیندها را فراهم می کند. سافت استارتر و پی ال سی انواع مختلفی دارند. اما روش های اتصال آن ها به یکدیگر تقریبا یکسان است. در ادامه به بررسی روش های مختلف اتصال سافت استارتر به پی ال سی خواهیم پرداخت. با من همراه باشید.

مقدمه ای بر سافت استارتر

موتورهای الکتریکی در لحظه راه اندازی رفتار متفاوتی دارند که برای صنایع مختلف چالش زا بوده است. برای غلبه بر این چالش ها روش های مختلفی پیشنهاد شده است. روش های مختلف راه اندازی موتور سه فاز هر کدام تا حدودی این چالش ها را برطرف می کنند. در این بین سافت استارتر و درایو بیشترین کاربرد را به ویژه در توان های بالا دارند.

سافت استارترها از تکنیک کاهش ولتاژ برای غلبه بر چالش راه اندازی موتور بهره می برند. در این روش ابتدا موتور با ولتاژی کوچک شروع به کار می کند و سپس ولتاژ موتور به صورت پلکانی تا رسیدن به مقدار نامی افزایش پیدا می کند. راه اندازی موتور با سافت استارتر تنش های جریانی و مکانیکی ناشی از شروع به کار ناگهانی را از بین می برد.

در مقاله سافت استارتر چیست و چه کاربردهایی دارد جزئیات بیشتری در این زمینه بیان کرده ایم.

ولتاژ تحویل شده به موتور توسط قطعات نیمه هادی به نام تریستور تنظیم می شود. تریستورها با توجه به فرمانی که از مدار کنترل سافت استارتر به آن ها می رسد، سطح ولتاژ را تنظیم می کنند. نکته مهمی که در مورد سافت استارترها باید به آن توجه کنیم، عدم توانایی آن ها در کنترل عملکرد موتور است. به بیان دیگر سافت استارترها تنها قادر به راه اندازی و در برخی از نمونه های توقف نرم موتور هستند.

بنابراین وقتی صحبت از اتصال سافت استارتر به پی ال سی می شود، تنها روشن و خاموش شدن موتورها مورد نظر ماست. چنانچه به کنترل دقیق عملکرد موتور نیاز دارید، درایو فرکانس متغیر یا VFD را باید مورد استفاده قرار دهید. با توجه به تفاوت عملکرد درایو و سافت استارتر، ارتباط آن ها با سایر بخش های سیستم نیز متفاوت است.

در مقاله اتصال درایو V20 به پی ال سی این فرآیند را به صورت دقیق ارزیابی کرده ایم.

پی ال سی و کنترل فرآیندها

رشد تکنولوژی سبب همه گیری استفاده از اتوماسیون در صنایع مختلف شده است. مزایای اتوماسیون صنعتی شامل کاهش هزینه ها، بهبود بهره وری و کاهش وابستگی به نیروی انسانی سبب مهاجرت صنایع به این تکنولوژی شده است. مغز متفکر هر سیستم اتوماسیون، یک کنترل کننده صنعتی یا پی ال سی است. پی ال سی ها انواع متفاوتی دارند و متناسب با پیچیدگی فرآیندها انتخاب می شوند.

به عنوان مثال پی ال سی 1200 زیمنس یک گزینه ایده آل برای پروژه های کوچک تا متوسط است. در پروژه های بزرگتر می توان از پی ال سی S7 – 300 استفاده کرد. همچنین برای فرآیندهای منفرد اتوماسیون، لوگو 8 زیمنس یک انتخاب ویژه است. قبل از بررسی اتصال سافت استارتر به پی ال سی، لازم است نحوه تعامل پی ال سی با سایر دستگاه ها را بدانیم.

اتصال پی ال سی با محیط پیرامون از دو طریق امکانپذیر است. روش اول ارتباط از طریق پروتکل های ارتباطی استاندارد است. این روش برای ارتباط تجهیزات پیشرفته مورد استفاده قرار می گیرد. نودهای زیادی در این روش متوانند با هم تبادل داده کنند. تعداد نود متناسب با پروتکل ارتباطی متفاوت است. همچنین لازم به ذکر است نودهای هر شبکه باید از پروتکل مورد نظر پشتیبانی کنند.

روش دوم اتصال به پی ال سی از طریق ورودی و خروجی ها است. ورودی / خروجی درگاه ارتباطی پی ال سی با جهان پیرامون است. ورودی ها به منظور دریافت داده از محیط مورد استفاده قرار می گیرند و دو نوع آنالوگ و دیجیتال دارند. نوع ترمینال متناسب با داده ای که قرار است دریافت کند تعیین می شود. خروجی ها وظیفه انتقال تصمیمات اتخاذ شده توسط پی ال سی به عمل کننده ها را بر عهده دارند. این ترمینال ها نیز در دو نوع آنالوگ و دیجیتال تبادل داده می کنند.

اتصال سافت استارتر به پی ال سی

سافت استارترها برای راه اندازی نرم موتورهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند. کاربرد اصلی این تجهیزات در مواردی است که موتور با سرعت ثابت به کار ادامه می دهد. به عنوان مثال راه اندازی یک فن خنک کننده (یا تهویه) نمونه ای از کاربرد این تجهیزات است. راه انداز نرم تنها در شروع به کار و توقف موتور کاربرد دارد. بنابراین پی ال سی با ارسال یک سیگنال کنترلی زمان روشن یا خاموش شدن موتور را به سافت استارتر اعلام می کند. این سیگنال کنترلی از دو طریق می تواند بین پی ال سی و سافت استارتر تبادل شود.

اتصال سافت استارتر به پی ال سی با پروتکل های استاندارد

این روش ارتباطی عموما برای سافت استارترهای دیجیتال قابل دسترس است. نمونه های مختلف سافت استارتر دیجیتال از پروتکل های ارتباطی استاندارد مختلفی پشتیبانی می کنند. برند تولید کننده و همچنین سری محصولات تعیین کننده این تفاوت های ساختاری است. به عنوان مثال سافت استارتر 3RW44 زیمنس از پروتکل های پروفی باس و پروفی نت پشتیبانی می کند. اما خانواده 3RW5 زیمنس از پروتکل های مدباس و اترنت نیز پشتیبانی می کنند.

مزیت اصلی این روش ارتباطی، پایداری بالا و امکان تبادل داده های متنوع روی یک بستر ارتباطی است. به عنوان مثال دستورات اجرایی پی ال سی و فیربک های عملکردی سافت استارتر بر روی یک بستر واحد جابجا می شوند. اما باید توجه داشت این روش ارتباطی نیاز به برنامه نویسی دارد و پیاده سازی آن نسبتا پیچیده است. همچنین تنها برای برخی از نمونه های سافت استارتر قابل استفاده است.

اتصال مستقیم سافت استارتر به پی ال سی

در این روش ارتباطی نیازی به پروتکل ارتباطی نیست و خروجی های پی ال سی مستقیما به ورودی ها دیجیتال (یا آنالوگ) سافت استارتر متصل می شوند. این ارتباط عموما برای سافت استارتر آنالوگ مورد استفاده قرار می گیرد. بسته به نوع و برند سافت استارتر، ترمینال های ورودی آن متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال سری های 3RW30  و 3RW40 سافت استارتر زیمنس دارای ترمینال ویژه ای برای این منظور هستند.

در این سری ها ترمینالی با مشخصه 24  ولت DC جهت اتصال مستقیم به پی ال سی در نظر گرفته شده است. چنانچه اتصال سافت استارتر به پی ال سی با این روش انجام شود، فرآیند کنترلی به شکل زیر خواهد بود:

تا زمانی که تغذیه 24 ولت توسط پی ال سی برای ترمینال تامین شود، موتور به کار خود ادامه می دهد. قطع ولتاژ تغذیه توسط پی ال سی به معنای خاموش شدن موتور است. نکته مهمی که باید به آن توجه شود، راه اندازی و توقف نرم موتور در این حالت است. به بیان دیگر پس از صدور فرمان روشن یا خاموش شدن موتور توسط پی ال سی،  سافت استارتر موتور را به نرمی راه اندازی و متوقف می کند. البته به شرطی که زمان راه اندازی و توقف به درستی تنظیم شده باشد.

در مقاله پارامترهای عملیاتی سافت استارتر زیمنس به بیان جزئیات راه اندازی سافت استارتر پرداخته ایم.

جمع بندی

سافت استارترها کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف دارند. قابلیت راه اندازی ایمن موتور با سافت استارتر و کاهش هزینه های نگهداری و انرژی سبب گسترش استفاده از این تجهیزات شده است. در برخی کاربردها تنها نیاز به کنترل عملکرد یک موتور داریم. این نیازها با استفاده از یک راه انداز نرم و انجام صحیح تنظیمات مرتفع می شود.

اما در اغلب موارد سافت استارترها به عنوان بخشی از یک سیستم اتوماسیون مورد استفاده قرار می گیرند. در این کاربردها اتصال سافت استارتر به پی ال سی ضروری است. این ارتباط به روش مستقیم و یا روی یک پروتکل ارتباطی استاندارد انجام می شود. نوع سافت استارتر و قابلیت های آن تعیین کننده روش ارتباطی است که می توانید انجام دهید.