Problemas RS-485 em sistemas VFD: 3 Causas e 4 Soluções
Hoje, vamos discutir as três principais causas e quatro soluções para as anomalias de comunicação RS-485 causadas por acionamento de frequência variável (VFD) operação.
Recentemente, um cliente informou que sempre que o seu VFD começa a funcionar, a comunicação RS-485 é interrompida e um testador de tensão mostra uma luz quando testado dentro do armário de controlo do VFD.
Este é um VFD de 90kW (121HP) accionando um motor de 70kW. Os reactores estão instalados nos lados de entrada e saída do VFD. No entanto, sempre que o VFD é ligado, a comunicação RS-485 é interrompida e o verificador de tensão no quadro de controlo acende-se.
Análise preliminar da questão
Quando o VFD arranca, a comunicação RS-485 é imediatamente interrompida, indicando ainda que:
Existe uma elevada força eletromotriz induzida no armário de controlo, formando um forte campo elétrico no interior do armário. Enquanto o campo elétrico forte existir, o verificador de tensão acende-se.
Análise de interferência de VFD
Embora os reactores sejam instalados tanto no lado de entrada como no lado de saída do VFD:
- Os reactores de entrada impedem que o VFD interfira com a rede eléctrica
- Os reactores de saída suprimem a propagação de harmónicas nos cabos de alimentação do motor e também atenuam os picos de tensão
No entanto, estes apenas suprimem a interferência nas linhas. Se o próprio VFD ou o armário de controlo não estiver ligado à terra ou tiver uma ligação à terra deficiente, continuarão a existir fortes tensões induzidas.
A ligação à terra correta é fundamental
Basta assegurar que a caixa do VFD e o armário de controlo estão devidamente ligados à terra.
- Após a ligação à terra, o potencial da caixa do VFD é zero
- O potencial da caixa do armário de distribuição também é zero
- Quando testado com um aparelho de teste de tensão, deixa de acender, indicando que não há campo elétrico induzido no interior, e a interferência é significativamente reduzida
Especificações de comunicação RS-485
- Devem ser utilizados cabos blindados. Se não forem utilizados cabos blindados, o sinal de saída RS-485 pode mudar de um sinal diferencial padrão para uma onda retangular, causando interferências harmónicas significativas
- A camada de proteção deve ser devidamente ligada à terra. Isto suprime eficazmente a interferência electromagnética ou a força eletromotriz induzida pelo equipamento circundante
- Se a comunicação RS-485 tiver de ser transmitida a longas distâncias com cabos de alimentação: Mesmo com cabos blindados, as interferências não podem ser completamente eliminadas. Nestes casos, recomenda-se a utilização de um conversor ótico para converter o sinal RS-485 num sinal ótico para transmissão e, em seguida, convertê-lo de novo, resolvendo assim fundamentalmente o problema das interferências
Outra causa comum - definições incorrectas dos parâmetros
Se os parâmetros de comunicação da unidade de frequência variável forem definidos incorretamente, também podem causar anomalias na comunicação RS-485.
O três causas principais de anomalias de comunicação RS-485 causadas pelo funcionamento do inversor
1.Interferência de sinal
Se o módulo de comunicação RS-485 não estiver ligado à terra, pode provocar a acumulação de carga, aumentar as interferências e conduzir potencialmente a interrupções de comunicação
Solução:
Ligue o fio de proteção do cabo de comunicação RS-485 ao terminal de ligação à terra do inversor para obter ligação à terra de uma extremidade, reduzindo efetivamente as interferências.
2.Erros de cablagem
Os erros de cablagem do hardware também são causas comuns
Certifique-se de que o terminal PE de cada variador de frequência está ligado à terra num único ponto próximo e interligue os fios de ligação à terra. Os cabos de comunicação RS-485 devem utilizar cabos blindados e adotar um método de ligação à terra de extremidade única.
Se o problema persistir, tente utilizar um módulo RS-485 com funcionalidade de isolamento.
3.Definições de parâmetros incorrectas
Parâmetros de comunicação inconsistentes (taxa de transmissão, bits de dados, bits de paragem, bits de paridade, etc.) resultarão em falhas de comunicação.
Certifique-se de que os parâmetros da unidade de frequência variável e do computador anfitrião são consistentes; se o problema persistir, tente atualização do firmware ou utilizando outras ferramentas de depuração para a resolução de problemas.
Quatro medidas preventivas
- Utilizar cabos blindados para reduzir as interferências electromagnéticas ambientais.
- Assegurar uma ligação à terra adequada para evitar interferências de sinal causadas pela acumulação de carga.
- Inspecionar regularmente as linhas de comunicação para evitar o envelhecimento, o mau contacto e outros problemas potenciais.
- Configurar corretamente os parâmetros de comunicação para garantir a coerência com os protocolos de comunicação de outros dispositivos.
Cenários de aplicação típicos
Cena | Solução recomendada |
|---|---|
Workshops de alta interferência | Conversão de fibra ótica + cablagem totalmente blindada + ligação à terra independente (resistência à terra ≤ 2Ω) |
Redes com vários dispositivos | Módulo RS-485 isolado (por exemplo, BH-485G) + topologia de barramento optimizada |
Actualizações de sistemas antigos | Instalar filtros de anel magnético (enrolar o cabo de alimentação 3-4 voltas) + transformador de alimentação isolado |
