三相可変周波数ドライブ (VFD) のベテラン サプライヤーとして、私はこれらの重要な機器で利用できるさまざまな通信インターフェイスについてよく質問されます。三相 VFD は、三相電気モーターの速度とトルクを制御するために不可欠であり、三相 VFD が提供する通信インターフェイスは、三相電気モーターをさまざまな産業システムに統合する際に重要な役割を果たします。このブログでは、三相 VFD で使用される最も一般的な通信インターフェイス、その機能、およびアプリケーションについて詳しく説明します。
RS-232およびRS-485
RS-232 と RS-485 は、産業オートメーションで最も古く、最も広く使用されているシリアル通信インターフェイスの 2 つです。これらは比較的シンプルでコスト効率が高く、VFD と PLC や PC などの制御デバイス間の基本的な通信によく使用されます。
RS-232
RS-232 は、データの送信に 1 本のワイヤを使用し、データの受信に 1 本のワイヤを使用するシングルエンド通信インターフェイスです。通常は最大 15 メートルの短距離通信に使用されます。 RS-232 は実装が簡単で、ほとんどのコンピュータおよび産業用制御装置でサポートされています。ただし、データ転送速度が限られており、電気ノイズの影響を受けやすいため、通信の信頼性に影響を与える可能性があります。
RS-485
RS-485 は、データの送受信に 2 本のワイヤを使用する差動通信インターフェイスです。最大 1200 メートルの長距離通信用に設計されており、同じバス上の複数のデバイスをサポートできます。 RS-485 は RS-232 よりもデータ転送速度が高く、電気ノイズに対する耐性が高いため、産業用アプリケーションにとってより信頼性の高い選択肢となります。ただし、より複雑な配線方式が必要であり、適切な通信を確保するために追加の終端抵抗が必要になる場合があります。
Modbus
Modbus は、VFD、PLC、センサーなどのデバイス間の通信に産業オートメーションで広く使用されているオープン通信プロトコルです。これはマスター/スレーブ プロトコルであり、1 つのデバイス (マスター) が 1 つ以上の他のデバイス (スレーブ) との通信を開始します。 Modbus は、RS-232、RS-485、イーサネットなどのさまざまな物理層で使用できます。
Modbus RTU
Modbus RTU (リモート ターミナル ユニット) は、データ送信にバイナリ形式を使用するシリアル通信プロトコルです。通常、RS-232 または RS-485 経由で使用され、短距離から中距離の通信に適しています。 Modbus RTU は実装が簡単で、ほとんどの産業用デバイスでサポートされています。データ転送速度が比較的高く、産業用途で広く使用されています。
Modbus TCP
Modbus TCP は、データ送信に TCP/IP プロトコル スタックを使用するイーサネット ベースの通信プロトコルです。ローカル エリア ネットワーク (LAN) 上の高速通信用に設計されており、多数のデバイスをサポートできます。 Modbus TCP は既存のイーサネット ネットワークと簡単に統合でき、産業オートメーション システムで広く使用されています。 Modbus RTU よりも高いデータ転送速度を備えており、リアルタイムのデータ交換が必要なアプリケーションにより適しています。
CANopen
CANopen は、コントローラー エリア ネットワーク (CAN) バスに基づく高レベルの通信プロトコルです。産業オートメーション システムで使用するように設計されており、VFD、センサー、アクチュエーターなどのデバイス間で通信する標準化された方法を提供します。 CANopen はピアツーピア プロトコルであり、バス上のすべてのデバイスがマスター デバイスを必要とせずに相互に通信できます。
CANopen は、高い信頼性とリアルタイム パフォーマンスを必要とするアプリケーションに適しています。データ転送速度が高く、同じバス上で多数のデバイスをサポートできます。 CANopen は、デバイスの設定、監視、制御のための幅広いサービスも提供し、産業アプリケーション向けの多用途な通信インターフェイスとなっています。
プロフィバス
Profibus は、産業オートメーション システムで広く使用されている通信プロトコル ファミリです。これには、さまざまな種類のアプリケーション向けに設計された Profibus DP (分散型ペリフェラル) および Profibus PA (プロセス オートメーション) が含まれています。
プロフィバスDP
Profibus DP は、マスター デバイス (PLC など) と複数のスレーブ デバイス (VFD やセンサーなど) 間の通信に使用される高速通信プロトコルです。短距離から中距離の通信用に設計されており、同じバス上で多数のデバイスをサポートできます。 Profibus DP は高いデータ転送速度を備えており、リアルタイム制御を必要とする産業用アプリケーションで広く使用されています。
プロフィバス PA
Profibus PA は、プロセス オートメーション アプリケーションに使用される通信プロトコルです。危険な環境で使用できるように設計されており、高いレベルの安全性と信頼性を提供します。 Profibus PA は Profibus DP とは異なる物理層を使用し、通常はセンサーやアクチュエーターなどのフィールド デバイス間の通信に使用されます。
イーサネット/IP
Ethernet/IP は、Common Industrial Protocol (CIP) に基づいた産業用 Ethernet 通信プロトコルです。産業オートメーション システムで使用するように設計されており、VFD、PLC、センサーなどのデバイス間で通信する標準化された方法を提供します。
Ethernet/IPは、高速通信とリアルタイム性能を必要とするアプリケーションに適しています。データ転送速度が高く、同じネットワーク上で多数のデバイスをサポートできます。 Ethernet/IP は、デバイスの構成、監視、制御のための幅広いサービスも提供し、産業用アプリケーションの多用途な通信インターフェイスとなっています。
適切な通信インターフェイスの選択
三相 VFD の通信インターフェイスを選択する場合、VFD と制御デバイスの間の距離、接続する必要があるデバイスの数、必要なデータ転送速度、必要な信頼性とリアルタイム パフォーマンスのレベルなど、いくつかの要素を考慮する必要があります。
短距離通信および基本的な制御アプリケーションには、Modbus RTU を備えた RS-232 または RS-485 で十分な場合があります。長距離通信や、高速データ転送とリアルタイム パフォーマンスが必要なアプリケーションには、Modbus TCP や Ethernet/IP などの Ethernet ベースのプロトコルがより適している場合があります。産業オートメーション システムで高い信頼性とリアルタイム パフォーマンスが必要なアプリケーションには、CANopen または Profibus が最適な選択肢となる可能性があります。
当社の三相 VFD 製品
当社では、さまざまな産業用途のニーズを満たすために、さまざまな通信インターフェースを備えた幅広い三相 VFD を提供しています。当社の VFD は、信頼性が高く効率的なモーター制御を提供するように設計されており、過負荷保護、過電圧保護、不足電圧保護などの高度な機能が装備されています。
我々は持っています単相モーター用可変速ドライブ単相モーターの速度制御に使用できるほか、37KW VFDそして1.5KW VFDさまざまな電力要件に対応します。当社の VFD は、RS-232、RS-485、Modbus、CANopen、Profibus、Ethernet/IP などのさまざまな通信インターフェイスをサポートしており、さまざまな産業システムに簡単に統合できます。
調達に関するお問い合わせ
当社の三相VFDにご興味がございましたら、または利用可能な通信インターフェースについてご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください。当社の専門家チームは、お客様の特定のアプリケーションに適した VFD および通信インターフェイスの選択をお手伝いいたします。また、弊社製品を最大限に活用していただくための技術サポートやトレーニングも提供いたします。
参考文献
- 『産業用通信技術ハンドブック』ピーター・ハームズ著
- シュナイダーエレクトリック社の「Modbus プロトコル仕様」
- CiA (CAN in Automation) による「CANopen 通信プロファイル仕様」
- 「プロフィバス ユーザー組織 (PNO) 仕様」