VFDシステムにおけるRS-485の問題:3つの原因と4つの解決策

本日は、RS-485の通信異常について、以下の3つの主な原因と4つの解決策について説明する。 可変周波数ドライブ(VFD) オペレーションを行う。.

最近、ある顧客から、VFDが運転を開始するたびにRS-485通信が中断され、VFD制御キャビネット内でテストすると電圧テスターが点灯するとの報告がありました。.

これは 90kW(121HP) VFD 70kWのモーターを駆動する。リアクターはVFDの入力側と出力側の両方に設置されています。しかし、VFDが起動するたびにRS-485通信が遮断され、制御盤内の電圧テスターが点灯する。.

VFDシステムにおけるRS-485通信障害と接地ソリューションを示す図

問題の予備的分析

制御盤内の電圧テスターの点灯は、盤内に高誘導電圧の場が存在することを示す。.
VFDが始動すると、RS-485通信は即座に中断され、さらに次のようになります:
制御盤には高い誘導起電力が発生し、盤内に強い電界が形成されます。強い電界が存在する限り、電圧テスターは点灯します。.

VFD干渉解析

RS-485通信は電磁干渉に非常に敏感です。.
リアクターはVFDの入力側と出力側の両方に設置されるが:
  • 入力リアクターは、VFDが電力網に干渉するのを防ぎます。
  • 出力リアクターはモーター電源ケーブルの高調波伝搬を抑制し、電圧スパイクを緩和します。

しかし、これらはライン上の干渉を抑制するだけです。VFD本体や制御盤が接地されていなかったり、接地が不十分だったりすると、強い誘導電圧が依然として存在することになります。.

適切な接地が重要

解決策は、実はとても簡単だ:
VFDのハウジングと制御盤が適切に接地されていることを確認してください。.
  • 接地後、VFDハウジングの電位はゼロになります。
  • コントロールキャビネットの電位もゼロ
  • 電圧テスターでテストすると、内部に誘導電界がないことを示すランプが点灯しなくなり、干渉が大幅に減少する。

RS-485 通信仕様

  • シールドケーブルは必ず使用してください。シールドケーブルを使用しない場合、RS-485出力信号が標準的な差動信号から矩形波に変化し、著しい高調波干渉を引き起こす可能性があります。
  • シールド層は適切に接地されなければならない。これにより、周囲の機器からの電磁干渉や誘導起電力を効果的に抑制することができる。
  • RS-485通信を電源ケーブルで長距離伝送する必要がある場合:シールドケーブルでも干渉を完全に排除することはできません。このような場合は、電源ケーブルに 光コンバーター RS-485信号を光信号に変換して送信し、再び光信号に変換することで、干渉の問題を根本的に解決する。

もう一つの一般的な原因 - パラメータ設定の誤り

可変周波数ドライブの通信パラメータの設定を誤ると、RS-485 通信異常の原因にもなります。.

について 三大原因 インバータ動作によるRS-485通信異常の場合

1.信号干渉

RS-485通信モジュールが接地されていない場合、電荷が蓄積され、干渉が強まり、通信が中断される可能性があります。

解決策
RS-485通信ケーブルのシールド線をインバータの接地端子に接続してください。 シングルエンド接地, 効果的に干渉を減らすことができる。.

2.配線エラー

ハードウェアの配線ミスもよくある原因

解決策
各可変周波数ドライブの PE 端子が近くの一点で接地されていることを確認し、接地線を相互接続する。RS-485 通信ケーブルはシールドケーブルを使用し、シングルエンド接地方式を採用する。.
それでも問題が解決しない場合は、絶縁機能を持つRS-485モジュールを使用してみてください。.

3.誤ったパラメータ設定

通信パラメータ(ボーレート、データビット、ストップビット、パリティビットなど)に矛盾があると、通信に失敗する。.

解決策
可変周波数ドライブとホストコンピュータのパラメータが一致していることを確認します。 ファームウェアのアップグレード またはトラブルシューティングのために他のデバッグツールを使用する。.

4つの予防策

  • シールドケーブルの使用 環境電磁干渉を低減する。.
  • 適切なアースの確保 電荷蓄積による信号干渉を防ぐため.
  • 通信回線の定期点検 経年劣化や接触不良、その他の潜在的な問題を防ぐために。.
  • 通信パラメータの適切な設定 他のデバイスの通信プロトコルとの整合性を確保するため。.

代表的なアプリケーション・シナリオ

シーン

推奨ソリューション

高干渉ワークショップ

光ファイバー変換+完全シールドケーブル+独立アース(アース抵抗≦2Ω)

マルチデバイス・ネットワーキング

絶縁RS-485モジュール(例., BH-485G)+ バス・トポロジーの最適化

レガシーシステムのアップグレード

磁気リングフィルター(電源ケーブルを3~4回転巻く)+絶縁電源トランスの設置