RS-485-Probleme in VFD-Systemen: 3 Ursachen und 4 Lösungen
Heute werden wir die drei Hauptursachen und vier Lösungen für RS-485-Kommunikationsanomalien besprechen, die durch Antrieb mit variabler Frequenz (VFD) Betrieb.
Kürzlich berichtete ein Kunde, dass die RS-485-Kommunikation immer dann unterbrochen wird, wenn sein Frequenzumrichter in Betrieb geht, und dass ein Spannungsprüfer bei der Prüfung im Schaltschrank des Frequenzumrichters aufleuchtet.
Dies ist eine 90kW(121HP) VFD einen 70kW-Motor antreibt. Sowohl auf der Eingangs- als auch auf der Ausgangsseite des VFD sind Drosseln installiert. Jedes Mal, wenn der VFD gestartet wird, wird die RS-485-Kommunikation unterbrochen, und der Spannungsprüfer im Schaltschrank leuchtet auf.
Vorläufige Analyse des Themas
Sobald der VFD anläuft, wird die RS-485-Kommunikation sofort unterbrochen, was ein weiteres Zeichen ist:
Auf den Schaltschrank wirkt eine hohe induzierte elektromotorische Kraft, die ein starkes elektrisches Feld im Schaltschrank erzeugt. Solange das starke elektrische Feld besteht, leuchtet der Spannungsprüfer auf.
VFD-Störungsanalyse
Obwohl Drosseln sowohl auf der Eingangs- als auch auf der Ausgangsseite des Frequenzumrichters installiert sind:
- Eingangsdrosseln verhindern, dass der VFD in das Stromnetz eingreift
- Ausgangsdrosseln unterdrücken die Ausbreitung von Oberschwingungen in den Motorkabeln und dämpfen Spannungsspitzen
Diese unterdrücken jedoch nur Störungen auf den Leitungen. Wenn der Frequenzumrichter selbst oder der Schaltschrank nicht geerdet ist oder eine schlechte Erdung aufweist, liegen weiterhin starke induzierte Spannungen vor.
Richtige Erdung ist entscheidend
Stellen Sie einfach sicher, dass das VFD-Gehäuse und der Schaltschrank ordnungsgemäß geerdet sind.
- Nach der Erdung ist das Potential des VFD-Gehäuses gleich Null.
- Das Potential des Schaltschrankgehäuses ist ebenfalls Null
- Bei der Prüfung mit einem Spannungsprüfer leuchtet es nicht mehr auf, was darauf hindeutet, dass es im Inneren kein induziertes elektrisches Feld gibt, und die Interferenzen werden erheblich reduziert.
RS-485-Kommunikationsspezifikationen
- Es müssen abgeschirmte Kabel verwendet werden. Wenn keine abgeschirmten Kabel verwendet werden, kann sich das RS-485-Ausgangssignal von einem Standard-Differenzsignal zu einer Rechteckwelle ändern, was zu erheblichen Oberwellenstörungen führt
- Die Abschirmschicht muss ordnungsgemäß geerdet sein. Dadurch werden elektromagnetische Störungen oder induzierte elektromotorische Kräfte von umliegenden Geräten wirksam unterdrückt.
- Wenn die RS-485-Kommunikation über große Entfernungen mit Stromkabeln übertragen werden muss: Auch bei abgeschirmten Kabeln können Störungen nicht vollständig beseitigt werden. In solchen Fällen wird die Verwendung eines optischer Wandler das RS-485-Signal für die Übertragung in ein optisches Signal umzuwandeln und dann wieder zurückzuwandeln, wodurch das Interferenzproblem grundlegend gelöst wird
Eine weitere häufige Ursache - falsche Parametereinstellungen
Wenn die Kommunikationsparameter des Frequenzumrichters falsch eingestellt sind, kann dies ebenfalls zu Störungen in der RS-485-Kommunikation führen.
Die drei Hauptursachen von RS-485-Kommunikationsstörungen, die durch den Wechselrichterbetrieb verursacht werden
1.Signalstörungen
Wenn das RS-485-Kommunikationsmodul nicht geerdet ist, kann es zu Ladungsansammlungen kommen, die Störungen verstärken und möglicherweise zu Kommunikationsunterbrechungen führen.
Lösung:
Verbinden Sie den Abschirmungsdraht des RS-485-Kommunikationskabels mit der Erdungsklemme des Wechselrichters, um eine unsymmetrische Erdung, Dadurch werden Interferenzen wirksam reduziert.
2.Verdrahtungsfehler
Fehler in der Hardware-Verkabelung sind ebenfalls häufige Ursachen
Stellen Sie sicher, dass die PE-Klemme jedes Frequenzumrichters an einem einzigen Punkt in der Nähe geerdet ist, und verbinden Sie die Erdungsdrähte miteinander. Für RS-485-Kommunikationskabel sollten abgeschirmte Kabel verwendet und eine einseitige Erdungsmethode angewandt werden.
Wenn das Problem weiterhin besteht, versuchen Sie, ein RS-485-Modul mit Isolationsfunktion zu verwenden.
3.Falsche Parametereinstellungen
Inkonsistente Kommunikationsparameter (Baudrate, Datenbits, Stoppbits, Paritätsbits usw.) führen zu einem Kommunikationsfehler.
Stellen Sie sicher, dass die Parameter des Frequenzumrichters und des Host-Computers übereinstimmen; falls das Problem weiterhin besteht, versuchen Sie die Aktualisierung der Firmware oder andere Debugging-Tools zur Fehlersuche verwenden.
Vier Präventionsmaßnahmen
- Geschirmte Kabel verwenden um elektromagnetische Störungen in der Umgebung zu reduzieren.
- Sicherstellen einer ordnungsgemäßen Erdung um durch Ladungsansammlungen verursachte Signalstörungen zu vermeiden.
- Regelmäßige Überprüfung der Kommunikationsleitungen um Alterung, schlechten Kontakt und andere mögliche Probleme zu vermeiden.
- Ordnungsgemäße Konfiguration der Kommunikationsparameter um die Konsistenz mit den Kommunikationsprotokollen anderer Geräte zu gewährleisten.
Typische Anwendungsszenarien
Schauplatz | Empfohlene Lösung |
|---|---|
Hochinteressante Workshops | Glasfaserumsetzung + vollständig geschirmte Verkabelung + unabhängige Erdung (Erdungswiderstand ≤ 2Ω) |
Multi-Device-Vernetzung | Isoliertes RS-485-Modul (z.B., BH-485G) + optimierte Bustopologie |
Upgrades von Altsystemen | Installation von magnetischen Ringfiltern (Netzkabel mit 3-4 Windungen umwickeln) + isolierter Netztransformator |
