3가지 일반적인 PLC-VFD 연결 방법 설명
PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러)와 컨트롤러 사이에는 종속 관계가 있습니다. VFD(가변 주파수 드라이브). 둘 다 모터 작동을 제어하는 데 사용할 수 있지만 역할은 다릅니다. PLC는 프로그래밍 가능한 제어 장치인 반면, VFD는 일반적으로 PLC에서 관리하는 장치 중 하나입니다.
VFD에 비해 PLC는 더 광범위한 기능을 제공합니다. 모터뿐만 아니라 다양한 다른 유형의 장비도 제어할 수 있습니다. 더 넓은 애플리케이션 범위와 더 높은 제어 정밀도를 제공합니다. VFD는 프로그래밍할 수 없으며 전원 공급 장치의 주파수와 전압을 변경하여 모터 속도를 조정할 뿐입니다. VFD의 출력 주파수는 PLC에 의해 고정되거나 동적으로 조절될 수 있습니다.
PLC는 전기 장치를 제어하고, 논리 연산을 수행하고, 데이터를 처리하고, 통신 작업을 처리하도록 프로그래밍할 수 있습니다.
PLC와 VFD 간의 통신은 일반적으로 마스터-슬레이브 원칙으로 작동하는 USS 직렬 통신 프로토콜을 따릅니다. 단일 버스에서 하나의 마스터 장치와 최대 31개의 슬레이브 장치를 연결할 수 있습니다. 마스터는 통신할 슬레이브를 선택하기 위해 메시지를 보냅니다. 슬레이브는 통신을 시작하거나 서로 직접 대화할 수 없습니다.
일반적으로 PLC를 VFD에 연결하는 세 가지 일반적인 방법이 있습니다:
1. 아날로그 신호 제어
PLC는 아날로그 출력 모듈을 통해 아날로그 전압(0~5V) 또는 전류(4~20mA)를 출력합니다. 이 신호는 출력 주파수를 제어하기 위해 VFD에 입력으로 공급됩니다. 이 방법은 배선하기 쉽지만 PLC의 출력 임피던스를 VFD의 입력과 일치시켜야 합니다. 아날로그 모듈은 일반적으로 더 비싸며 신호 호환성을 보장하기 위해 전압 분배기가 필요할 수 있습니다. 또한 전기 노이즈를 최소화하기 위해 전원 및 제어 배선을 별도로 배선해야 합니다.
2. 디지털 신호(개별 I/O) 제어
PLC의 디지털 출력은 VFD의 디지털 입력 단자를 직접 제어할 수 있습니다. 이 방식은 간단하고 강력한 노이즈 내성을 제공합니다. 시작/정지, 정/역 회전, 조그 작동, 속도 레벨 선택, 가속/감속 시간을 제어하는 데 사용할 수 있습니다. 그러나 연속이 아닌 단계별 속도 제어만 지원합니다. 릴레이를 사용하는 경우 접촉 불량으로 인해 오작동이 발생할 수 있습니다. 트랜지스터를 사용하는 경우 시스템 안정성을 보장하기 위해 전압 및 전류 정격을 고려해야 합니다. 또한 릴레이와 같은 유도성 부하를 사용하는 경우 스위칭으로 인해 서지 전류가 발생하여 VFD가 오작동할 수 있으므로 VFD 입력 회로 설계 시 특별한 주의를 기울여야 합니다.
3. RS-485 직렬 통신
대부분의 Siemens VFD에는 RS-485 인터페이스가 장착되어 있습니다(일부는 RS-232도 지원). RS-485는 2선식 설정을 사용하며 산업 환경을 위해 설계되었습니다. 단일 RS-485 버스는 최대 30개까지 연결할 수 있습니다.
VFD. PLC는 주소 또는 브로드캐스트 명령을 통해 특정 드라이브와 통신할 수 있습니다. 이 설정에서 PLC는 마스터 역할을 하고 VFD는 명령에 응답하는 슬레이브 장치로 작동합니다.
세 가지 PLC-VFD 연결 방법의 장단점
제어 방법 | 장점 | 단점 | 일반적인 애플리케이션 시나리오 |
|---|---|---|---|
아날로그 제어 | ✅ 연속 무단 속도 제어 ✅ 높은 제어 정확도(±0.1%) ✅ 복잡한 폐쇄 루프 제어(PID) 지원 | 불량한 간섭 저항(신호 감쇠) ❌ 신호 감쇠 ❌ 높은 배선 비용(차폐 케이블 필요) 느린 응답 시간(50~100ms) | 정압 급수, 온도 조절, 정밀 장력 제어 |
스위칭 제어 | ✅ 강력한 간섭 방지 ✅ 빠른 응답(50ms 미만) ✅ 저렴한 비용(표준 케이블) | ❌ 개별 속도 제어만 가능(속도 설정 제한) ❌ 미세 조정이 불가능합니다. ❌ 확장성 부족(단말기 수에 따라 제한됨) | 다단 팬 제어, 컨베이어 벨트 시작/정지, 간단한 펌프 제어 |
통신 제어 | ✅ 초정밀(±0.01%) ✅ 장비 상태 실시간 모니터링 ✅ 여러 디바이스의 중앙 집중식 제어 ✅ 최소한의 배선(단일 네트워크 케이블) | ❌ 높은 비용(모듈 + 프로토콜 라이선싱) 높은 기술 장벽(프로토콜 구성 필요) ❌ 높은 기술 장벽 네트워크 장애로 인해 시스템 전체가 종료되는 경우 | 스마트 팩토리, 멀티 머신 협업 생산 라인, 빅데이터 모니터링 플랫폼 |
요약: PLC와 VFD를 연결하는 가장 좋은 방법
- 아날로그→“높은 정밀도, 섬세함”: 정밀한 연속 조절에 적합하지만 간섭 및 장거리 사용에 취약합니다;
- 디지털→“견고하고 비용 효율적”: 간섭 저항의 왕, 저렴한 비용의 첫 번째 선택이지만 정밀한 제어를 기대하지는 마세요;
- 커뮤니케이션→“스마트하지만 비싸다”: 미래 공장의 핵심, 효율성과 정밀성을 위해 돈을 거래합니다.
선택의 황금률:
- 간단한 시나리오(장치 3개 미만) → 제어 전환;
- 정밀 규제(온도/압력 폐쇄 루프) → 아날로그 제어;
- 시스템 통합(5개 이상의 디바이스 + 모니터링 필요) → 통신 제어로 이동합니다.
