虹科案例 | 低成本监控变频器控制信号以提高系统安全性

01：案例背景

变频器

变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

随着工业自动化程度的不断提高，以及高效节能的市场需求与鼓励政策，变频驱动技术深受医药、纺织、机械、电力、轻工、建材、造纸、自来水等行业的欢迎，从一般的工业部门到物流设施等应用领域，变频器都在发挥着重要作用。变频器依靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，从而可以改善工艺，延长设备使用寿命，提高工作效率，达到节能降耗的目的。

实际应用中，变频器通常受到来自PLC传递过来的4~20mA的信号控制，变频器接收到这个可调节范围的信号后，根据这个信号范围对应的频率进行相应调节使变频器对电动机输出一个频率可调的电源，来改变电机转动速度。在控制信号进行长线传输时，可能由于外界环境干扰或者线缆断裂等故障因素影响，产生低于4mA或高于20mA的信号，导致变频器未能接收到正确信号，而产生异常动作。因此，可以在传输过程中增加信号监控的设备，及时检测到故障，停止变频器动作或反馈故障信号给到PLC，以便工程人员可以尽快排查异常问题。

02：虹科方案

为防止变频器控制信号的丢失和及时进行断线检测，可以在PLC与变频器信号传输中间安装虹科HK-G2IM5AL20的电流监控继电器。HK-G2IM5AL20继电器可以通过设定“欠流监控”功能检测当前电流是否低于设定的阈值，如果传输线缆出现断线，检测到电流低于阈值，输出继电器在设定的延迟时间达到后切换到关断位置，停止变频器动作，或反馈一个开关信号给到PLC。通过这种可靠的线缆断线检测方式以及冗余结构，提供了整个系统的安全性。

HK-G2IM5AL20是一款适用于单相电流检测的监控继电器，具有可调整的阈值，启动抑制时间和跳闸延迟时间也分别可调。支持OVER-过流监控，UNDER-欠流监控，WIN-窗口电流监控功能，电流监控范围20mA、1A、5A三个范围可选。

在欠流监控中，如果测量的电流低于MIN调节器的调整值时，跳闸延迟（DELAY）的设定间隔开始（红色LED MIN闪烁）。间隔期结束后（红色LED MIN亮起），输出继电器切换到关闭位置（黄色LED不亮）。当测量的电流超过了在最大调节器上调整的值时，输出继电器再次切换到接通位置（黄色LED灯亮起）。如果故障锁定被激活（UNDER+LATCH），并且测量电流保持在MIN值以下的时间超过了跳闸延迟的设定间隔，即使测量电流超过了在MAX调节器上的调整值，输出继电器仍然处于断开位置。复位后（中断并重新施加电源电压），输出继电器切换到导通位置，新的测量周期从启动抑制（START）的设定时间间隔开始。时序图如下：

特性参数

HK- G2IM5AL20

1

1相AC/DC电流监测

2

3个测量范围(20mA-1A-5A)

3

故障锁存

4

电源电压24-240V AC/DC

5

2个转换触点

6

具备启动抑制与跳闸延迟时间可调节

7

工业设计，结构宽度仅22.5mm

虹科已推出多款继电器产品，其中虹科监控继电器系列支持对电流、电压、温度、频率、水位、功率因数、有功功率等的监测，广泛应用于控制技术、工业系统、机械和建筑中；而虹科时间继电器系列支持超过29种的时间继电器功能，支持多种时间范围可调，并具有多种尺寸与安装方式、电源电压输入广、2个时间段可设置等特点，尺寸紧凑，能够使系统和机器操作更加高效，从而节省生产成本。若需了解更多信息，欢迎联系虹科智能自动化团队！

虹科智能自动化

虹科是一家在工业自动化领域，特别是工业总线通讯行业经验超过15年的高科技公司。虹科智能自动化事业部与欧洲和美国的世界知名工业自动化、能源管理与楼宇自动化专家展开深度合作，提供业内顶尖水平的通信协议的软硬件解决方案，通信技术类型涉及工业自动化通讯协议【CAN、CANopen、EtherCAT、PROFINET、EtherNet/IP、IO-Link、OPC UA、MQTT、TSN】等，能源管理与楼宇自动化通讯协议【ASCII、BACnet、KNX、Modbus】等，解决方案包含：代码、芯片/模块、板卡、网关、IO、工控机、继电器、测试方案、培训和开发服务等。因此，虹科是国内为数极少的在OT领域深耕多年并技术经验全面的供应商。

虹科智能自动化事业部以客户需求为导向，以技术能力为基础，为国内企业提供最适合的产品和最满意的服务。作为链条最全、方案最丰富、且兼备技术服务落地的通信技术资源整合商，虹科服务的客户已经超过1000家，虹科工程师们一直在万物互联的潮流中扮演着如高速公路般的连接作用，这是我们的使命也是我们的自豪。