嵌入越来越多设备的高级计算能力的增长正在改变自动化的面貌，而变频驱动器(vfd)是这一趋势的重要组成部分。vfd能够通过改变电源的频率和电压来控制电机，从而提高能源效率;减少不必要的机械应变;并校准扭矩，速度和功率，以最适合工艺要求。此外，随着智能从集中式可编程逻辑控制器(plc)转移到分散的vfd，新的功能，如网络和诊断，使它们成为无价的资产。
据克雷格·尼尔森，高级产品经理西门子数字工业软件运动控制单元，在20世纪90年代首先转向智慧VFDS首先开始，当PLC所需的投资和驱动器和控制器之间的通信局限性创造了延迟和性能问题时，将在20世纪90年代开始。从那时起，PLC的价格 - 这越来越多地被视为商品产品 - 和更快的通信能力已经逆转了某种程度的趋势，但VFD的智能能力仍然存在，并且提供了大量价值。
来自GE Power Conversion的MV7000驱动器可以在所有速度范围内为感应和同步电机提供高性能矢量控制。
然而，与任何业务决策一样，选择使用带有嵌入式控制的去中心化VFD或集中式PLC需要权衡每种方法的利弊。
“人们不再在岛上设计资产了。这都是关于系统，以及可以做什么来让企业更有效地运行，而不是我选择什么驱动器或控制器。通用电气公司全球研究．“这不是关于我得到的产品，但我如何使用它更有效地运行我的业务。”
遮阳连接盒可以连接到所有GE Power Conversion的驱动器和现场自动化控制系统。
分散的节能应用
vfd允许操作人员限制故障点，减少停机时间。虽然它们可能仍然连接到网络以进行监控，但即使电缆或其他外部系统发生故障，它们仍能继续运行，这意味着它们的运行最终可以不受阻碍地继续下去。
如果你用来控制设备的网线发生了什么事。这是你添加的一个故障点因为你使用的是控制器。现在，设备停止了，你必须去固定电缆，但如果它只是一个监测点，驱动器将继续运行，并执行其功能，”罗克韦尔自动化公司的动力和运动高级商业工程师迈克·哈里斯说。“当我读工程学院的时候，有一件事深深烙印在我的脑海里，‘如果没有它，它就不会失败。’所以，保持简单和使用更少的组件会让产品更可靠。”
罗克韦尔自动化的PowerFlex 755T驱动器有助于优化生产率和应用灵活性。
但是，虽然在这些简单、独立的应用程序中，决策是明确的，但评估一个线场景的选项(其中工作流的每个步骤都依赖于其他设备)却变得相当复杂。例如，嵌入式控制的VFD可能对瓶子灌装应用有用，在这种应用中，即使灌装停止，也可以继续处理传送带上的产品堆积，但在连续流操作中，如造纸，其效率会较低。其中，每个步骤必须与前后的步骤保持同步。
“通常，如果它是一个系统或事物在一起的行，您将希望PLC协调。大区别是驱动器是否被捆绑在一起或者可以单独站立，“哈里斯说。“如果一条线的一部分不依赖于该行的其他部分，我们也希望保留运行，即使这意味着我们必须延迟另一个控制器的上游设备。”
西门子Simatic S7-1500的cpu提供了生产力和效率。
潜在的缺点
理论上，由工业物联网(IIoT)实现的驱动器之间更强的互联互通可以缓解这些挑战，但随之而来的问题是，这种方法是否有必要、实用或成本效益。
对于一个，作为驱动智能，控制能力和互连增长，价格也将。因此，考虑分散控制选项的人需要决定前述PLC是否提供足够的益处，以抵消购买高级驱动器的更高前期成本。
at .的过程测量和控制全球营销主管安德鲁•布罗迪表示:“没有人免费销售高级驱动器。霍尼韦尔过程解决方案．“总是有这样的问题，‘我应该买一个基本的驱动器和一个小的PLC吗?，或者“我是否有更高级的驱动器?”’因为当你深入研究它的具体细节时，无论是驱动器供应商还是PLC供应商，总会有人为额外的处理能力买单。”
此外，通用电气全球研究(GE Global Research)嵌入式计算小组的工程师兰德尔•劳施(Randal Rausch)表示，来自不同供应商的驱动器之间的互操作性问题可能会对集成构成障碍。当采用集中式PLC时，通信协议是标准化的，编程在一个位置进行。然而，在多供应商设置中，划分控制逻辑并将其分布到使用不同标准的元素中可能是一个挑战。
“如果我有一个由30个vfd组成的网络，我可以通过一个软件管理所有30个vfd吗?还是需要逐个管理它们?””布罗迪说。“PLC供应商已经做了20或30年，但对于驱动器供应商，可能需要把它们当作30个小控制器，从而管理30个小应用程序。”
罗克韦尔自动化的PowerFlex 6000适用于新的和改进的可变扭矩应用。
行业共识
撇开障碍不谈，去中心化控制可以带来无数好处。带有嵌入式控制的vfd可以显著节省空间，并降低与控制柜连接电缆相关的材料和劳动力成本。不仅如此，它们还可以很好地应用于某些高精度应用，如机器人运动控制，这些应用需要极快的响应时间。即使是使用自动引导车辆或自动移动机器人，也需要保持较小的占地面积，这可能会鼓励使用更智能的vfd。
当涉及到互操作性问题时，业界已经开始有了一些答案。opc基金会例如，统一的架构承诺创建一个共享和开放标准，通过哪些设备可以更容易地进行通信。
不过，Schnore表示，对于终端用户是否应该致力于减少对集中控制的依赖，目前还没有明确的答案。更重要的是检查个别供应商的独特产品，以及考虑生命周期，如集成的挑战或重新培训员工使用新设备的潜在成本。此外，随着我们向前推进，集中式PLC控制和分散式VFD控制之间的划分可能代表着一种日益过时的二分法。相反，在工业物联网(IIoT)时代，更谨慎的做法可能是询问如何最好地利用所有类型的智能设备来提取价值并改善整体业务运营。
“它真正归结为您需要具有集中和分散控制的能力，”纳尔逊说。“我会说最近一直是在PLC中更聪明的趋势，而且在驱动器中少，但仍有很多应用程序，其中具有自己智能的驱动器将成为首选解决方案。”
类似地，即使在维持PLC以进行控制时，可以通过具有更大的嵌入式处理能力的VFD提供监控设备健康和执行其他分析的智能。
考虑到当前的行业状况，技术供应商面临的问题是:VFD的制造商将控制逻辑放入设备的动机是什么?
“我们说，嘿，我们有能力控制这个项目，但我们还有另一个核心。我们拥有强大的处理能力，但可能不会带来任何价值。”“为什么不把它转化成某种形式的价值呢?”额外的控制功能是一种方法，但我们也可以(使用它)进行分析、互联网网关、日志记录和其他可以提供额外安全层的功能。”
因此，虽然vfds中的计算能力的增加肯定使它们能够更加分散控制，但在几个利基应用之外，更广泛的行业的份额将无法随时使用中央PLC大脑。即便如此，VFDS的扩大能力将从数据中提供价值将继续成为制造业的福音。
