变频驱动器 （VFD） 的控制接线

几乎每个变频驱动器 （VFD） 都包含一组螺丝端子或排针，这些端子或排针指定具有模拟和数字 I/O 功能。即使在具有先进网络功能的现代世界中，许多 VFD，尤其是那些在较小或更远程应用中调试的 VFD，也依赖数字输入设备来驱动操作。

通常，数字输入是通用 I/O，而不是具有专用的列出功能（如启动和停止）。但是，为了将这些功能分配给信号，我们依赖于可编程参数。在这里，我们探讨了几种常见的数字输入接线控制方案，并解释了如何连接和排除接线故障。

VFD 上的数字 I/O 端子模块

首先，让我们介绍一下这些控制信号头的基本原理。并非每个螺丝端子或引脚都被指定为数字输入 - 许多 VFD 只有 2-4 个数字输入。其余端子提供电压和公共基准，用于连接数字和模拟设备。

例如，罗克韦尔变频器 Powerflex 523 就是一个常见的现代示例，与大多数其他罗克韦尔变频器相似。在此模型中，I/O 接线端子包含一个可编程继电器、数字输入和模拟/通信信号。01-06 和 11 号航站楼上的数字信号对于我们今天来说是重要的。

图 1. 罗克韦尔 PowerFlex 523 I/O 接线端子示例。图片（已修改）由罗克韦尔自动化提供

根据列出的功能，端子 02、03、05 和 06 都显示“DigIn TermBlk xx”，这意味着它们是数字输入并且可以编程。默认情况下，它们确实具有一些标准功能，但在调试后，这些功能可能不再是默认功能。

另外两个端子对于理解大布线图非常重要。术语 04 是地面的常见回报。如果 Dig In 端子为开关（源极）提供电压，则必须将开关连接到术语 04 以完成接地。另一方面，如果开关连接到术语 11，该术语为它们提供 24 伏电压，则 Dig Input 端子将电路返回到地（灌电流）。这就是为什么这些 VFD 提供一个开关来在功能之间切换的原因。

如果这个采购和沉没术语令人困惑，我们建议您并阅读我们的电子书，该书为控制工程师解释了这些术语。

2线制启停电路接线

2 线电路用于一个信号运行功能，如果该信号被移除，则功能将停止。这与启动/停止闭锁功能不同，后者被称为 3 线，稍后将进行探讨。

在 VFD 中，这种 2 线功能有两种形式：单向和双向。由于 VFD 可以轻松地以 Fwd 或 Rev 驱动电机，因此我们可以选择有一个输入来驱动 Fwd 或一个来驱动 Rev。 ，我们可能有两个输入来选择 Fwd 或 Rev。 所有这些作为瞬时输入（如点动功能），都被认为是 2 线。

虽然具体端子因型号而异，但基本接线概念是相同的。对于 2 线正向控制，单个数字输入设备连接到其中一个数字输入，通常是早的 I/O 端子之一。

对于 2 线反向控制，单个数字设备连接到同一输入或另一个输入。它可能看起来与 2 线正向控制完全相同。区别在于设置参数值以在给出运行命令时选择运动方向。

对于终的双向 2 线控制，我们必须使用两个不同的数字输入设备，它们连接到驱动单元上的两个数字输入。和以前一样，参数控制操作方法以及电线的放置位置。

2 线控制示例

作为此控制的一个例子，让我们通过 Control Techniques 检查一下 Commander S100 驱动器。该驱动器有 5 个数字输入，每个输入都有一个特定于因子的默认功能。下面的图 2 显示了默认配置。连接到 Dig Ins 2 和 3 的数字设备将允许 2 线双向控制。

图2. Commander S100 I/O，来自 Control Techniques。图片（已修改）由Control Techniques提供

许多 VFD（包括上述 VFD）还需要向“启用”或“停止”输入提供恒定信号，该信号必须接收持续的有源控制信号，否则驱动器将停止，从而提供覆盖数字输入的安全性。

ABB的下一个示例显示了默认的数字输入分配，个输入用作启动/运行输入，第二个输入用作方向控制。

图3.ABB ACS150 VFD 的默认数字输入分配。图片（修改）由ABB提供

什么时候使用2线控制？

当 VFD 应用于使用这种基本正向和反向的简单情况时，此方案非常方便。在基本的层面上，输入可以是控制面板上的选择开关，也可以是传感器，甚至是可能没有现代通信信号的外部控制器。我已经成功地以这种方式将 VFD 连接到没有网络功能的 Allen-Bradley MicroLogix 等微型 PLC。

3线启停电路接线

在讨论了 2 线控制之后，这种 3 线策略非常相似。该方案源自一种称为“闭锁”或“密封”的通用电路以及 3 线。该器件均提供启动和停止按钮，以实现便捷的闭锁控制 — 信号无需持续，例如 2 线。

对于 3 线单向控制，常闭“停止”信号连接到启用/停止数字输入。第二个设备连接到下一个数字输入，用作“开始”信号。它们完全按照声音运行——按“开始”开始，按“停止”停止。

3 线双向控制非常相似，增加了一个切换信号以在 FWD 和 REV 方向之间进行选择。

3线控制示例

下图说明了如何将 3 线控制与 Omron MX2 VFD 一起使用。在该驱动器中，有七个标记为 S1-S7 的可编程数字输入。选择任意三个输入，并使用参数 C001-C007 为 STA（开始）、STP（停止）和 F/R（方向）分配这些输入。请注意，STP 输入必须具有持续的控制信号，否则驱动器将停止。

图4.欧姆龙 MX2 VFD 3 线输入和参数。图片（已修改）由 Omron Automation 提供

什么时候使用3线控制？

该方案在应用中也与2线控制非常相似。然而，锁存功能的主要区别在于允许短脉冲激活和停止驱动器。也许必须使开关或传感器跳闸才能启动输送机，直到单独的输入触发停止。当网络信令不是一种选择时，这是 3 线控制的理想选择。

VFD数字控制信号

这些启动接线策略仅代表VFD中众多控制信号功能的一小部分。有可选择的速度、加速度、故障重置和许多其他功能，这些无法在一篇文章中介绍。对于驱动器来说，一个可以理解的设计考虑因素是易于设置，这在接线图中清楚地说明了这一点，以实现简单的接线和启动。