Problemi RS-485 nei sistemi VFD: 3 cause e 4 soluzioni
Oggi discuteremo le tre cause principali e le quattro soluzioni per le anomalie della comunicazione RS-485 causate da azionamento a frequenza variabile (VFD) operazione.
Recentemente, un cliente ha segnalato che ogni volta che il suo VFD entra in funzione, la comunicazione RS-485 si interrompe e un tester di tensione mostra una luce quando viene testato all'interno dell'armadio di controllo del VFD.
Questo è un 90kW (121HP) VFD che aziona un motore da 70 kW. Le reattanze sono installate sia sul lato di ingresso che su quello di uscita del VFD. Tuttavia, ogni volta che il VFD viene avviato, la comunicazione RS-485 viene interrotta e il tester di tensione nell'armadio di controllo si accende.
Analisi preliminare del problema
Una volta avviato il VFD, la comunicazione RS-485 si interrompe immediatamente, indicando ulteriormente:
Sull'armadio di comando è presente un'elevata forza elettromotrice indotta, che forma un forte campo elettrico all'interno dell'armadio. Finché esiste questo forte campo elettrico, il tester di tensione si accende.
Analisi delle interferenze VFD
Anche se le reattanze sono installate sia sul lato di ingresso che su quello di uscita del VFD:
- Le reattanze di ingresso impediscono che il VFD interferisca con la rete elettrica
- Le reattanze di uscita sopprimono la propagazione delle armoniche nei cavi di alimentazione del motore e attenuano i picchi di tensione.
Tuttavia, queste sopprimono solo le interferenze sulle linee. Se il VFD stesso o l'armadio di controllo non sono collegati a terra o hanno una messa a terra insufficiente, continueranno ad esistere forti tensioni indotte.
Una corretta messa a terra è fondamentale
È sufficiente assicurarsi che l'alloggiamento del VFD e l'armadio di comando siano correttamente collegati a terra.
- Dopo la messa a terra, il potenziale dell'alloggiamento del VFD è pari a zero.
- Anche il potenziale dell'alloggiamento dell'armadio elettrico è pari a zero.
- Quando viene testato con un tester di tensione, non si accende più, indicando l'assenza di campo elettrico indotto all'interno, e l'interferenza è notevolmente ridotta.
Specifiche di comunicazione RS-485
- È necessario utilizzare cavi schermati. Se non si utilizzano cavi schermati, il segnale di uscita RS-485 può passare da un segnale differenziale standard a un'onda rettangolare, causando significative interferenze armoniche.
- Lo strato di schermatura deve essere adeguatamente collegato a terra. In questo modo si sopprimono efficacemente le interferenze elettromagnetiche o la forza elettromotrice indotta dalle apparecchiature circostanti.
- Se la comunicazione RS-485 deve essere trasmessa su lunghe distanze con cavi di alimentazione: Anche con i cavi schermati non è possibile eliminare completamente le interferenze. In questi casi, si consiglia di utilizzare un cavo di alimentazione convertitore ottico per convertire il segnale RS-485 in un segnale ottico per la trasmissione e poi riconvertirlo, risolvendo così in modo sostanziale il problema dell'interferenza.
Un'altra causa comune: l'impostazione errata dei parametri
Se i parametri di comunicazione del convertitore di frequenza sono impostati in modo errato, possono verificarsi anomalie nella comunicazione RS-485.
Il tre cause principali di anomalie di comunicazione RS-485 causate dal funzionamento dell'inverter
1.Interferenze di segnale
Se il modulo di comunicazione RS-485 non è collegato a terra, può causare un accumulo di carica, aumentare le interferenze e potenzialmente causare interruzioni della comunicazione.
Soluzione:
Collegare il filo di schermatura del cavo di comunicazione RS-485 al morsetto di messa a terra dell'inverter per ottenere messa a terra single-ended, riducendo efficacemente le interferenze.
2.Errori di cablaggio
Anche gli errori di cablaggio hardware sono cause comuni
Assicurarsi che il terminale PE di ciascun convertitore di frequenza variabile sia collegato a terra in un unico punto nelle vicinanze e interconnettere i cavi di messa a terra. I cavi di comunicazione RS-485 devono utilizzare cavi schermati e adottare un metodo di messa a terra single-ended.
Se il problema persiste, provare a utilizzare un modulo RS-485 con funzionalità di isolamento.
3.Impostazioni dei parametri non corrette
Parametri di comunicazione non coerenti (velocità di trasmissione, bit di dati, bit di stop, bit di parità, ecc.
Accertarsi che i parametri del variatore e del computer host siano coerenti; se il problema persiste, provare a aggiornamento del firmware o utilizzando altri strumenti di debug per la risoluzione dei problemi.
Quattro misure preventive
- Utilizzare cavi schermati per ridurre le interferenze elettromagnetiche ambientali.
- Assicurare una messa a terra adeguata per evitare interferenze di segnale causate dall'accumulo di carica.
- Ispezione regolare delle linee di comunicazione per prevenire l'invecchiamento, il cattivo contatto e altri potenziali problemi.
- Configurare correttamente i parametri di comunicazione per garantire la coerenza con i protocolli di comunicazione di altri dispositivi.
Scenari applicativi tipici
Scena | Soluzione consigliata |
|---|---|
Workshop ad alta interferenza | Conversione in fibra ottica + cablaggio completamente schermato + messa a terra indipendente (resistenza di terra ≤ 2Ω) |
Collegamento in rete di più dispositivi | Modulo RS-485 isolato (ad es, BH-485G) + topologia bus ottimizzata |
Aggiornamenti del sistema legacy | Installare filtri ad anello magnetico (avvolgere il cavo di alimentazione per 3-4 giri) + trasformatore di alimentazione isolato |
