VFD如何替代PLC：具有嵌入式泵功能的驱动器的优点

变频驱动器（VFD）和可编程逻辑控制器（PLC）都得益于处理器技术和存储器容量的进步。在PLCs的情况下，这导致了更容易的编程、更小的组件和处理更复杂的数学和逻辑应用的能力。

这些相同的进步也有利于VFDS，提供更好的电机控制、简化的用户界面和执行更复杂的应用的能力。具有嵌入式泵专用应用的VFDS的能力现在正取代PLCs在泵应用中对终端用户具有的许多优点。

PLC选项的主要问题是PLC编程的专有性质。除非最终用户在职员上有梯形逻辑程序设计器，运行PLC的源代码的创建是由外部公司或独立承包商编写的。这种必要性使最终用户与程序员进行初始编程。任何后续的修改、添加或故障排除都要付出额外的代价。程序员可能不想释放源代码，因为它代表程序员使用和拥有的商业秘密。

图1 四泵与三滞后泵系统的样品示意图（图像由安川提供）

因此，尽管PLCs有一些优点，例如在功能和输入/输出（I/O）方面的可伸缩性，以及执行复杂逻辑和数学功能的能力，但也存在一些缺点，缺点包括：

1、源代码是程序员专有的。

2、终用户需要编写程序员使用的详细规范来开发所请求的PLC功能。

3、在规范中可能已经省略的变更要求终用户以成本改变订单。

4、终用户对PLC代码中可能存在的问题能力有限。

5、终用户并不总是能获得PLC操作的功能文档。

6、程序员可以退出业务，留下的终用户却没有改变或检查代码的能力。

虽然VFDS对于某些复杂的泵浦应用来讲可能无法替代PLCs，但在大多数简单的泵浦应用中，甚至是一些更复杂的应用中，如泵浦复用，都可以使用VFDS来代替PLC。即使在使用PLC时，适当编程的抽运VFD的添加也可以减少PLC所需的I/O，从而减少硬件和编程成本。

图2 用三个VFDS串行通信的增援站与无PLC复用

包括嵌入式泵功能的VFDS的优点是：

1、由VFD制造商列出的标准编程功能是现成可用的文档。

2、终用户可以使用VFD编程。

3、VFD制造商为终用户的员工提供编程培训课程。

4、终端用户有能力根据需要进行编程更改。

5、终用户的技术援助可由VFD制造商以多种形式提供，如知识渊博的销售人员、授权的服务提供商和电话技术支持。成本将由制造商和一些免费提供的技术支持，因此，用户提问什么类型的帮助是可用的这是很明智的。

具有嵌入式泵功能的VFD可以执行什么类型的操作？

1、线填充或预充电功能，以减少空线填充速度，以防止水锤线填充时完成

2、诸如恒压、水平或流量等重要变量的自动调节

3、多个传感器输入允许自动响应系统变化，例如恒压系统的抽吸控制

4、复用泵允许在需求变化的同时保持效率

5、泵损失检测

6、具有动作、故障或报警的高、低反馈检测

7、无流量检测，或睡眠，自动重新启动的需求

8、助力器应用中润滑油泵、油罐液位或低城市压力的辅助控制

9、流量控制或限制和积累

10、多个设置点和多个不同制造商的功能

图3 用三个VFDS串行通信的增援站与无PLC复用

图4 两个泵系统，一个在VFD上，一个在线路上运行，并由VFD控制。

在过去的几年中，PLC最为复杂的应用之一是多路复用泵，并随着需求的变化而使它们打开或关闭。

这是优选的泵在预期的最大需求上的尺寸，这可能导致泵在性能曲线的左边运行。这是一个可以加速泵磨损的情况，也会导致导线对水效率的损失。在某些情况下，终端用户过大地预期了未来对泵的需求，导致泵在低效率模式下长时间运行。如果这一增长没有实现，结果就是浪费了资本投资。

一个更好的选择是将多个泵组合在一起，排放到一个共同的歧管中。

使用能够复用的VFD允许终端用户购买与当前需求匹配的泵，并且如果需求需要额外的流量，则在以后的日期添加额外的泵。所有需要的是附加泵中的垂直歧管。这种技术已成功应用于农业和建筑增压站十多年。

图5 150惠普垂直涡轮与一个运行在VFD和三运行跨线多路复用

图6 四个泵在一个VFD上运行一个泵，另一个在三线上运行

这些系统的大小从多个10马力（HP）泵在建筑增压器的应用到多个500 HP提升站提供的大的枢轴农场。目前，美国有数百个这样的系统运行。

即使最大需求是已知的，并且如果在任何一点上的实际需要是可变的，则最大需求可以与多个泵分开以更好地匹配它们的性能曲线。

任何形式的多路复用都为用户提供了多种选择，而失去一个泵不会导致整个系统下降。如果任何泵发生故障，还有其他泵仍在运行，如果VFD故障，其余的泵可以在旁路运行。快速更换一个VFD比在短时间内得到一个可替换的PLC更好。

在所有应用中，VFDS可能无法取代PLC。然而，VFDs现在能够以降低采购成本、加强安装控制、可用技术支持、员工培训和全面标准化的形式来取代终端用户的优势。VFD制造商一直在努力增加特性，因此未来将属于更多的VFDS与嵌入式泵专用固件。