S7-200PLC的变频器.ppt

第9章 S7-200PLC的变频器控制技术 n MM420系列变频器简介及调试操作 n PLC和变频器的联机控制及训练 n PLC的变频器控制指令USS应用及实训 9.1 MICROMASTER420变频器简介 nMICROMASTER420（MM420）是用于控制三相交流电动 机速度的变频器系列。该系列有多种型号，从单相电源电 压AC200240V，额定功率120W 到三相电源电压 AC200240V/AC380480V，额定功率11KW。 n变频器由微处理器控制，并采用具有现代先进技术水平的 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为功率输出器件。因此 ，它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽 度调制的开关频率是可选的，因而降低了电动机运行的噪 声。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好 的保护。 nMM 420 既可用于单机驱动系统，也可集成到自动化系统 中。MM 420有多种可选件供用户选用：用于与PC通讯的 通讯模块，基本操作面板（BOP），高级操作面板（AOP ），用于进行现场总线通讯的 PROFIBUS通讯模块。 9.1.1 MM420系列变频器的配线 变频器可以通过外部模拟 量输入接口（3、4）， 3点开关量输入信号（5、 6、7） 1点开关量输出信号（10 、11）进行控制； 12、13端子为模拟量输出 020 mA信号，其功能也 是可编程的，用于输出显 示运行频率、电流等。 变频器有两路频率设定通 道，开环控制时只用 AIN1通道，闭环控制时 使用AIN2通道作为反馈 输入，两路模拟设定进行 叠加。 14、15为通信接口端子， 是一个标准的RS-485接口 。S7-200系列PLC通过此 通信接口，可以实现对变 频器的远程控制， 模拟输入回路可以另行组态，用以提供一个附加的数字输入（DIN4 ） 9.1.2 MM420变频器的调试及参数简介 n1. MM420变频器操作面板的介绍 利用 SDP 和制造厂的默认设置值，就可以使变频器成功地投入运行 如果工厂的默认设置值不适合用户的设备情况，可以利用基本操作板（ BOP），或高级操作板（AOP）修改参数。 2.BOP面板基本操作方法 显示/ 按钮 功能功能的说明 状态显 示LCD显示变频 器当前的设定值 起动变频 器 按此键起动变频 器。默认值 运行时此键是被封锁的。为 了使此键的操作有效，应设 定P0700 = 1。 停止变频 器 OFF1：按此键，变频 器将按选定的斜坡下降速率减速停 车。默认值 运行时此键禁用的；为了允许此键操作，应 设定 P0700 = 1。 OFF2：按此键两次（或一次，但时间较长 ）电动 机将在 惯性作用下自由停车。 此功能总是“使能”的。 改变电动 机 的转动 方向 按此键可以改变电动 机的转动 方向。电动 机的反向用负 号（）表示或用闪烁 的小数点表示。默认值 运行时此 键是禁用的，为了使此键的操作有效，应设 定 P0700 = 1 。 电动 机点动 在变频 器无输出的情况下按此键，将使电动 机起动，并 按预设 定的点动频 率运行。释放此键时 ，变频 器停车。 如果变频 器/电动 机正在运行，按此键将不起作用。 2.BOP面板基本操作方法 功能 1.此键用于浏览辅 助信息。变频 器运行过程中， 在显示任何一个参数时按下此键并保持不动 2秒 钟，将显示以下参数值（在变频 器运行中，从任 何一个参数开始）： （1） 直流回路电压 （用 d 表示， 单位：V） （2） 输出电流（A） （3） 输出频率（Hz） （4） 输出电压 （用 o 表示 ， 单位：V） （5） 由 P0005 选定的数值（如果 P0005 选择显 示上述参数中的任何一个（3，4，或 5），这里 将不再显示）。连续 多次按下此键，将轮流显示 以上参数。 2. 跳转功能 在显示任何一个参数（rXXXX 或PXXXX）时短 时间 按下此键，将立即跳转到r0000，如果需要的 话，可以接着修改其他的参数。跳转到 r0000后 ，按此键将返回原来的显示点 2.BOP面板基本操作方法 访问 参数按此键即可访问 参数 增加数值按此键即可增加面板上显示的参数数值 减少数值按此键即可减少面板上显示的参数数值 3.MM420变频器参数简介 n（1）MM420变频器参数分类。 nMM420变频器参数可以分为显示参数和设定参数两大类。 n显示参数为只读参数，以r表示，典型的显示参数为 频率给定值、实际输出电压、实际输出电流等。 n设定参数为可读写的参数，以p表示。 n设定参数可以用基本操作面板、高级操作面板或通过串行 通信接口进行修改，使变频器实现一定的控制功能。 n变频器的参数有三个用户访问级，“1”标准级、“2”扩展级 和“3”专家级。 n访问的等级由参数P0003来选择，对于大多数应用对象， 只要访问标准级（P0003=1)和扩展级（P0003=2)参数就足 够了。 第四级的参数只是用于内部的系统设置，是不能修 改的。第四访问级参数只有得到授权的人员才能修改。 （2）变频器常用的设定参数 nP0003：用于定义用户访问级，P0003的设定 值如下： n P0003=1：标准级，可以访问最经常使用 的参数。 n P0003=2：扩展级，允许扩展访问参数的 范围。 n P0003=3：专家级，只供专家使用。 n P0003=4：维修级，只供授权的维修人员 使用，具有密码保护。 （2）变频器常用的设定参数 n P0004：参数过滤器，用于过滤参数，按功能的要求筛选 （过滤）出与该功能相关的参数，这样可以更方便地进行 调试。P0004的访问级为1。参数过滤器P0004的设定值如 下： nP00040 全部参数。 nP00042 变频器参数。 nP00043 电动机参数。 nP00047 命令，二进制 I/O nP00048 ADC（模 - 数转换）和 DAC（数 - 模转换）。 nP000410 设定值通道 / RFG（斜坡函数发生器）。 nP000412 驱动装置的特征。 nP000413 电动机的控制 。 nP000420 通讯。 nP000421 报警 / 警告 / 监控。 nP000422 工艺参量控制器（例如 PID）。 （2）变频器常用的设定参数 nP0010：变频器工作方式的选择，P0010的访问级为P0003=1。 nP0010=0为运行， nP0010=1为快速调试， nP0010=30恢复工厂默认的的设置值。 n在P0010 = 1时，变频器的调试可以非常快速和方便地完成。 这时，只可以设置一些重要的参数（例如P0304，P0305 等） 。这些参数设置完成时，当P3900设定为 13时，快速调试结 束后立即开始变频器参数的内部计算。然后自动把参数P0010 复位为0。 （2）变频器常用的设定参数 nP0100：本参数用于确定功率设定值的单位是“kW” 还是 “hp”以及电动机铭牌的额定频率。P0100只有在快速调试 P0010=1时才能被修改，参数的访问级为P0003=1。可能的 设定值： nP0100=0 功率设定值的单位为kW， 频率默认值50 Hz。（ 我国适用）。 nP0100=1 功率设定值的单位为hp， 频率默认值60 Hz。 nP0100=2 功率设定值的单位为kW 频率缺省值 60 Hz。 （2）变频器常用的设定参数 nP0300： 选择电动机的类型，P0100只有在快速调试P0010=1时才能被 修改，参数的访问级为P0003=2。可能的设定值： nP0300=1 异步电动机。 nP0300=2 同步电动机。 nP0304：电动机的额定电压（V），应根据所选用电动机铭牌上的额定 电压设定。本参数的访问级为1，只有在快速调试P0010=1时才能被修 改。 nP0305：电动机额定电流（A），根据电动机铭牌数据的额定电流设定 ，本参数只能在 P0010= 1（快速调试）时进行修改，访问级为1。 nP0307：电动机额定功率，应根据电动机铭牌数据的额定功率（kW / hp）设定。 P0100 = 0（功率的单位为KW，频率缺省值 50 Hz）时， 本参数的单位为KW 。本参数只能在 P0010= 1（快速调试）时才可以 修改。访问级为1。 （2）变频器常用的设定参数 nP0308：电动机的额定功率因数，根据电动机铭牌数据的额定功率因 数设定， 本参数只能在 P0010= 1（快速调试）时进行修改，而且只能 在 P0100= 0 或 2（输入的功率以kW为单位）时才能见到。但参数的 设定值为0时，将由变频器内部来计算功率因数（见 r0332）。本参数 的访问级为2。 nP0310：电动机的额定频率，设定值的范围为12650Hz，默认值是 50Hz, 根据电动机铭牌数据的额定频率设定。本参数只能在 P0010= 1 （快速调试）时进行修改。访问级为1。 nP0311：电动机的额定速度（r/min），本参数只能在 P0010= 1（快速 调试）时进行修改。参数的设定值为 0 时，将由变频器内部来计算电 动机的额定速度。 对于带有速度控制器的矢量控制和 V/f 控制方式， 必须有这一参数值。如果这一参数进行了修改，变频器将自动重新计 算电动机的极对数。访问级为1。 （2）变频器常用的设定参数 nP0700：选择命令源，即变频器运行控制指令的输入方式。访问级为1。可能 的设定值： nP0700=0 工厂的缺省设置 nP0700=1 由变频器的基本面板BOP设置 nP0700=2 由变频器的开关量输入端（DIN1DIN4）进行控制，DIN1DIN4 的控制功能通过参数P0701P0704定义。 nP0700=4 通过 BOP 链路的USS 设置 nP0700=5 通过 COM 链路的USS 设置 nP0700=6 通过 COM 链路的通讯板（CB）设置 n改变这一参数时，同时也使所选项目的全部设置值复位为工厂的缺省设置值 。例如：把它的设定值由 1 改为 2 时，所有的数字输入都将复位为缺省的设 置值。 nP0701：数字输入DIN 1的功能 nP0702：数字输入DIN 2的功能 nP0703：数字输入DIN 3的功能 nP0704：数字输入DIN 4的功能 （2）变频器常用的设定参数 nP0701P0704的访问级为2，设定值如下： n0：禁止数字输入即不使用该端子。 n1：ON/OFF1（接通正转 / 停车命令 1）。 n2：ON reverse /OFF1（接通反转 / 停车命令1）。 n3：OFF2（停车命令2），电动机按惯性自由停车。 n4：OFF3（停车命令3），电动机快速停车。 n9：故障确认。 n10：正向点动。 n11：反向点动。 n12：反转。 n13：MOP（电动电位计）升速 （增加频率）。 n14：MOP 降速（减少频率）。 n15：固定频率设定值（直接选择）。 n16：固定频率设定值（直接选择 + ON命令）。 n17：固定频率设定值（二进制编码的十进制数（BCD 码）选择 + ON 命令） 。 n21：机旁/远程控制。 n25：直流注入制动。 n29：由外部信号触发跳闸。 n33：禁止附加频率设定值。 n99：使能 BICO 参数化（仅用于特殊用途）。 （2）变频器常用的设定参数 nP0970：工厂复位。P0970 = 1 时所有的参数都复位 到它们的缺省值。工厂复位前，首先要设定 P0010= 30（工厂设定值），且变频器停车。访问 级为1。 n可能的设定值： nP0970 = 0 禁止复位 nP0970 = 1 参数复位 （2）变频器常用的设定参数 nP1000：频率设定值的选择 。访问级为1。常用的设定值： nP1000=1 MOP 设定值 nP1000=2 模拟设定值 nP1000=3 固定频率 nP1000=4 通过BOP 控制面板，由连接总线以USS串行通信 协议设定 nP1000=5 通过 COM 链路的USS 设定，即由RS485接口通 过连接总线以USS串行通信协议，由PLC设定。 nP1000=6 通过COM链路的CB设定，即由通信接口模块通 过连接总线进行设定。 （2）变频器常用的设定参数 nP1001P1007：定义固定频率17 的设定值。访问 级为2。为了使用固定频率功能，需要用 P1000=3 选择固定频率的操作方式。 n有三种选择固定频率的方法： （1）直接选择（P0701 - P0703 = 15） （2）直接选择 + ON 命令（P0701 - P0703 = 16） （3）二进制编码的十进制数（BCD码）选择 + ON 命令（P0701 - P0703 = 17） （2）变频器常用的设定参数 n直接选择 （1）直接选择（P0701 - P0703 = 15） （2）在这种操作方式下，一个数字输入选择 一个固定频率，还需要一个ON命令才能使 变频器投入运行。 （3）如果有几个固定频率输入同时被激活即 ：数字输入端接通，为1，选定的频率是它 们的总和。 例如： FF1 + FF2 + FF3 （2）变频器常用的设定参数 n直接选择 + ON 命令（P0701 - P0703 = 16） （1）选择固定频率时，既有选定的固定频率 ，又带有 ON 命令，把它们组合在一起。 （2）在这种操作方式下，一个数字输入选择 一个固定频率。如果有几个固定频率输入 同时被激活，选定的频率是它们的总和。 例如： FF1 + FF2 + FF3 （2）变频器常用的设定参数 n二进制编码的十进制数（BCD码）选择 + ON 命令（ P0701 - P0703 = 17） 使用这种方法最多可以选择7 个固定 频率。 表9-2 二进制编码的十进制数（BCD码）选择 + ON 命令的七段频率设定 DIN3DIN2DIN1 OFF000 P1001FF1001 P1002FF2010 P1003FF3011 P1004FF4100 P1005FF5101 P1006FF6110 P1007FF7111 （2）变频器常用的设定参数 nP1080：变频器输出的最低频率（Hz）。其范围为 0.00650.00 Hz，工厂默认值为0 Hz。本参数访问级为1。 nP1082：变频器输出的最高频率（Hz）。其范围为 0.00650.00 Hz，工厂默认值为50 Hz。本参数访问级为1。 nP1120：斜坡上升时间（即电动机从静止状态加速到最高 频率P1082设定值所用的时间），其设定范围0650s，工 厂默认值是10s，本参数的用户访问级为1。 nP1121：斜坡下降时间（即电动机从最高频率P1082设定值 减速到静止状态所用的时间），其设定范围0650s，工厂 默认值是10s，如果设定的斜坡下降时间太短，就有可能 导致变频器跳闸。本参数访问级为1。 （2）变频器常用的设定参数 nP1300：变频器的控制方式，控制电动机的速度和变频器 的输出电压之间的相对关系，当p1300=0时为线性特性的 V/f 控制。本参数访问级为2。 nP3900：结束快速调试，本参数只是在 P0010= 1（快速调 试）时才能改变。本参数访问级为2。可能的设定值： nP3900=0 不用快速调试 nP3900=1 结束快速调试，并按工厂设置使参数复位 nP3900=2 结束快速调试 nP3900=3 结束快速调试，只进行电动机数据的计算 （3）变频器的参数恢复为出厂默认参数。 n当变频器的参数设定错误，将影响变频器 的正常运行，可以使用基本面板或高级面 板操作，将变频器的所有参数恢复到工厂 默认值，步骤如下： n设定 P0010 = 30 ， n设定 P0970 = 1， n完成复位过程至少要3 分钟。 n1.实训目的 （1）掌握MM420变频器基本参数输入的方法。 （2）掌握MM420变频器参数恢复为出厂默认值的方 法。 （3）掌握快速调试的内容及方法。 n2.实训内容 （1）用基本操作面板（BOP）更改参数的数值。下 面说明如何改变P0003“访问级”的数值。操作步骤 见表9-3。 9.1.3 变频器的调试实训 表9-3 修改访问级参数P0003的步骤 操作步骤 显示结果 1.按 访问 参数 2. 按 键，直到显示出 P0003 3.按 键，进入参数访问级 4. 或 键，达到所要求的数值 （例如：3） 键，确认并存储参数的数值 6 现在已设定访问级为 3，使用者可以看到第 1 至 第3级的全部参数 （2）改变参数数值的操作 n为了快速修改参数的数值，可以一个个地单独修 改显示出的每个数字，操作步骤如下： n当已处于某一参数数值的访问级（参看“用 BOP 修改参数”）。 n1）按 （功能键），最右边的一个数字闪烁。 n2）按 / ，修改这位数字的数值。 n3）再按 （功能键），相邻的下一位数字闪烁 。 n4）执行 2 至 4 步，直到显示出所要求的数值。 n5）按 ，退出参数数值的访问级。 （3） 快速调试（P0010=1） n利用快速调试功能使变频器与实际使用的电动机参数相匹 配，并对重要的技术参数进行设定。 n在快速调试的各个步骤都完成以后，应选定 P3900，如果 它置 1，将执行必要的电动机计算，并使其他所有的参数 （P0010=1 不包括在内）恢复为出厂默认设置值。 n只有在快速调试方式下才进行这一操作。 n快速调试的操作步骤如表9-4所示。 表9-4 快速调试步骤 P0100的设定值 0应该用DIP关来更改，使 其设定的值固定 不变。 步 骤 参数号 及说明 参数设置值及 说明 出厂 默认 值 备注 1P0003选 择访问级 1 第1 访问级1 2P0010开 始快速调 试 1 快速调试 0在电动机投入运行之前，P0010 必须回到 0。但是，如果调试结 束后选定P3900=1 ，那么，P0010 回零的操作是自动进行的。 3P0100选 择工作地 区是欧洲/ 北美 0 功率单位为 kW；f 的缺省值 为 50 Hz 0 4P0304 电动 机的额定电压 根据电动 机铭牌键入 的电动 机的额定电 压（V） 5P0305 电动 机的额定电流根据电动 机铭牌键入 的电动 机额定电流 （A） 6P0307 电动 机的额定功率根据电动 机铭牌键入 的电动 机额定功率 （KW） 7P0310电动 机的额定频率根据电动 机铭牌键入 的电动 机额定频率 （Hz） 8P0311 电动 机的额定速度根据铭牌键入的电动 机额定速度（ rpm） 表9-4 快速调试步骤 步 骤 参数号 及说明 参数设置值及说明出厂默认值备注 表9-4 快速调试步骤 步 骤 参数号 及说明 参数设置值及说明出厂默认值备注 9P0700 选择命 令源 1 BOP基本操作面板2选择命令信号源 0 出厂时的缺省设置 1 BOP (变频器键盘) 2 由端子排输入 4 通过BOP 链路的 USS 设置 5 通过 COM 链路的 USS设置 6 通过 COM 链路的 CB 设置 表9-4 快速调试步骤 步 骤 参数号 及说明 参数设置值及说明出厂默认值备注 10P1000 选择频 率设定 值 1 用BOP 控制频率的 升降 2选择频 率设定值 1 MOP (电动电 位计) 设定值 2 模拟设定值 3 固定频率设定值 4 通过BOP 链路的 USS 设置 5 通过COM 链路的 USS 设置 6 通过COM 链路的 CB 设置 表9-4 快速调试步骤 步 骤 参数号 及说明 参数设置值及说明出厂默认值备注 11P1080 电动机 最小频 率 键入电动机的最低频 率，单位： Hz 0输入电动机的最低频率 ，达到这一频率时，电 动机的运行速度将与频 率的设定值无关。这里 设置的值对电动 机的正 转和反转都是适用的。 12P1082 电动机 最大频 率 最大频率 (键入电动机的最高频 率，单位： Hz) 50输入电动机的最高频率 ，达到这一频率时，电 动机的运行速度将与频 率的设定值无关。这里 设置的值对电动 机的正 转和反转都是适用的。 13P1120 斜坡上 升时间 电动机从静止停车加 速到最大电动机频率 所需的时间。 10s 表9-4 快速调试步骤 步 骤 参数号 及说明 参数设置值及说明出厂默认值备注 14P1121 斜坡下 降时间 电动机从其最大频率 减速到静止停车所需的 时间。 10s 15P3900 结束快 速调试 1 结束快速调试，进行 电动机计算和复位为 工厂缺省设置值（推荐 的方式）。 0快速调试结 束 0 不进行快速调试 (不 进行电动机数据计算) 1 开始进行快速调试， 并复位为出厂时的缺省 设置值 2 开始进行快速调试 3 仅对电动 机数据开始 进行快速调试 9.1.4用变频器的输入端子 实现电动机的正反转控制实训 （1）1.实训目的 学会MM420变频器基本参数的设置。 （2）学会用MM420变频器输入端子DIN1、DIN2对 电动机正反转控制。 （3）通过BOP面板观察变频器的运行过程。 n2.实训内容 用开关S1和S2，控制MM420变频器，实现电动机正转和反 转功能，电动机加减速时间为5S。DIN1端口设为正转控 制，DIN2端口设为反转控制。 （1）电路接线如图所示。检查无误后合上QS。 9.1.4用变频器的输入端子 实现电动机的正反转控制实训 n（2）恢复变频器工厂默认值。设定P0010=30和P0970=1，按下P键， 开始复位，复位过程大约为3min，这样就保证了变频器的参数恢复到 工厂默认值。 n（3）设置电动机的参数。为了使电动机与变频器相匹配 ，需要设置电动机的参数。电动机用型号WDJ24（实验室 配置），其额定参数如下： n额定功率为40瓦，额定电压380V，额定电流0.2A，额定频 率50Hz，转速1430r/min，三角型接法。 n电动机参数设置见表9-5。 n电动机参数设置完成后，设P0010=0，变频器当前处于准 备状态，可正常运行。 9.1.4用变频器的输入端子 实现电动机的正反转控制实训 9.1.4用变频器的输入端子 实现电动机的正反转控制实训 表9-5 电动机参数设置 参数号出厂值设置值说明 P000311设用户访问级为标 准级 P001001快速调试 P010000工作地区：功率以KW表示，频率为50Hz P0304230380电动机的额定电压（V） P03053.250.2电动机的额定电流（A） P03070.750.04电动机的额定功率（KW） P030800电动机额定功率因数（由变频器内部计算电机 的功率因数） P03105050电动机额定频率（Hz） P031101430电动机的额定1430r/min n（4）设置数字输入控制端口参数，如表9-6所示。 参数号出厂值设置值说明 P000311 设用户访问级为标 准级 P000407 命令和数字I/O P070022 命令源选择 由端子排输入 P000312 设用户访问级为扩 展级 P000407 命令和数字I/O P070111 ON接通正转，OFF停止 P070212 ON接通反转，OFF停止 P000311 设用户访问级为标 准级 P0004010 设定值通道和斜坡函数发生器 P100021 由MOP（电动电 位计）输入设定值 P108000 电动 机的最低运行频率（Hz） P10825050 电动 机运行的最高频率（Hz） P1120105 斜坡上升时间 （s） P1121105 斜坡下降时间 （s） P000312 设用户访问级为扩 展级 P0004010 设定通道和斜坡函数发生器 P1040540 设定键盘 控制频率 n（5）操作控制 1）电动机正向运行。当接通S1时，变频器数字输入端口DIN1为“ON”， 电动机按P1120所设置的15s斜坡上升时间正向启动，经5s后稳定运行 在1144r/min的转速上。此转速与P1040所设置的40Hz频率对应。断开 开关S1，数字输入端口DIN1为“OFF”，电动机按P1121所设置的5s斜 坡下降时间停车，经5s后电动机停止运行。 2）电动机反向运行。接通开关S2，变频器输入端口DIN2为“ON”，电动 机按P1120所设置的5s斜坡上升时间反向启动，经过5s后稳定运行在 1144r/min的转速上。此转速与P1040所设置的40Hz频率相对应。断开 开关S2，数字输入端口DIN2为“OFF”，电动机按P1121所设置的 5s斜 坡下降时间停车，经15s后电动机停止运行。 3）在上述的操作中通过BOP面板，操作功能键 观察电动机运行的频 率。 9.1.4用变频器的输入端子 实现电动机的正反转控制实训 n3.训练题 （1）利用变频器外部端子实现电动机的正反转及点动控制 ，设置DIN1为点动控制，DIN2为正转，DIN3为反转，加 减速时间为5s。要求点动运行的频率为10Hz,正转频率为 20Hz，反转频率为30Hz,。画出外部接线图，写出参数设 置。 （2）利用变频器的基本操作面板（BOP）实现电动机的正 反转及电动的控制，按BOP面板上的 或 键控制电动机运 行的频率。写出参数设置。 9.1.4用变频器的输入端子 实现电动机的正反转控制实训 9.1.5变频器的模拟信号操作控制实训 n1.实训目的 （1）学会用MM420变频器的模拟信号输入端对电动 机转速的控制。 （2）掌握MM420变频器基本参数的设置的方法。 （3）通过BOP面板观察变频器频率的变化。 n2.实训内容 用开关S1和S2控制MM420变频器，实现 电动机正转和反转功能，由模拟输入 端控制电动机转速的大小。DIN1端口 设为正转控制，DIN2端口设为反转控 制。 （1）电路接线如图9-4所示。MM420变 频器的“1”（+10V）、“2”（0V）输出 端为用户的给定单元提供了一个高精 度的+10V直流稳压电源。转速调节电 位器RPl串接在电路中，调节RPl时， 输入端口AINI+给定的模拟输入电压 改变，变频器的箱出量紧紧限踪给定 量的变化，从而平滑无级地调节电动 机转速的大小。MM420变频器为用户 提供了一对模拟输入端口AINl+、 AINl-，即端口“3”、“4”，如图9-4所示 。 按图9-4所示连接电路。检查电路正确 无误后，合上主电源开关QS。 9.1.5变频器的模拟信号操作控制实训 n（2）恢复变频器工厂默认值。设定P0010=30和 P0970 =1，按下P健，开始复位，复位过程大约为 3min，这样就保证了变频器的参数恢复到工厂默 认值。 n（3）设置电动机参数。电动机参数设置同表9-5 。设置完成后，设P0010 =0，变频器当前处于准 备状态，可正常运行。 n（4）按表9-7设置模拟信号操作控制参数。 9.1.5变频器的模拟信号操作控制实训 9.1.5变频器的模拟信号操作控制实训 表9-7 模拟信号操作控制参数 参数号出厂值设置值说明 P000311 设用户访问级为标 准级 P000407 命令和数字I/O P070022 命令源选择由端子排输入 P000312 设用户访问级为扩 展级 P000407 命令和数字I/O P070111 ON接通正转，OFF停止 P070212 ON接通反转，OFF停止 P000311 设用户访问级为标 准级 P0004010 设定值通道和斜坡函数发生器 P100022 频率设定值由模拟量输入 P108000 电动机的最低运行频率（Hz） P10825050 电动机运行的最高频率（Hz） n（5）操作控制图9-4 模拟信号输入端对电动机转速的控制 1）电动机正转。按下电动机正转开关S1，数字输入端口 DIN1为“ON”，电动机正转运行，转速由外接电位器RP1 来控制，模拟电压信号在010V之间变化，对应变频器的 频率在050Hz之间变化（通过BOP面板观察），对应电动 机的转速在0额定转速之间变化。当松开Sl时，电动机停 止运转。 2）电动机反转。按下电动机反转开关S2，数字输入端口 DIN2为“ON”，电动机反转运行，其他操作与电动机正转 相同。 9.1.5变频器的模拟信号操作控制实训 n1.实训目的 （1）学会变频器多段速频率控制方式。 （2）熟练掌握变频器的运行操作过程。 n2.实训内容 利用MM420变频器控制实现电动机三段速频率运转。 DIN3端口设为电动机起停控制， DIN1和DIN2端口设为三段速频率输入选择， 三段速度设置如下： 第一段：输出频率为20Hz； 第二段：输出频率为30 Hz； 第三段：输出频率为50 Hz。 9.1.6变频器的多段速频率控制实训 （1）电路接线如图所示。检查电路正确无误后，合上主电 源开关QS。 9.1.6变频器的多段速频率控制实训 n（2）参数设置。 1）恢复变频器工厂默认值。设定P0010=30和P0970=1，按下P键,开始复位, 复位过程大约为3min,这样就保证了变频器的参数恢复到工厂默认值。 2）设置电动机参数。电动机参数设置完成后，设P0010=0，变频器当前处 于准备状态,可正常运行。 3）设置三段固定频率控制参数，如表9-8。 MM420变频器的三个数字输入端口（DIN1DIN3），可以通过 P0701P0703设置实现多频段控制。 每一频段的频率可分别由P1001P1007设置，最多可实现7段频率控制 。 在多段频率控制中，电动机的转速方向是由P1001P1007参数所设置的 频率正负决定的。 三个数字输入端口，哪一个作为电动机运行、停止控制，哪些作为多 段频率控制，是可以由用户任意确定的。 一旦确定了某一数字输入端口的控制功能，其内部参数的设置值必须 与端口的控制功能相对应。 9.1.6变频器的多段速频率控制实训 9.1.6变频器的多段速频率控制实训 表9-8 三段固定频率控制参数表 参数号 出厂值设置值说明 P000311设用户访问级为标 准级 P000407命令和数字I/O P070022命令源选择由端子排输入 P000312设用户访问级为扩 展级 P000407命令和数字I/O P0701117选择固定频率 P0702117选择固定频率 P070311ON接通正转,OFF接通停止 P000311设用户访问级为标 准级 P0004010设定值通道和斜坡函数发生器 P100023选择固定频率设定值 P000312设用户访问级为扩 展级 P0004010设定值通道和斜坡函数发生器 P1001020设置固定频率 1(Hz) P1002530设置固定频率 2(Hz) P10031050设置固定频率 3(Hz) n（3）操作控制。当按下开关S3时，数字输入端口DIN3为“ON”，允许 电动机运行。 1）第1段控制。当开关S1接通、S2断开时，变频器数字输入端口DIN1为 “ON”，端口DIN2为“OFF”，变频器工作在由P1001参数所设定的频率 为20Hz的第1段上，电动机运行在与此频率对应的转速上。 2）第2段控制。当开关S1断开、S2接通时，变频器数字输入端口DIN1为 “OFF”，端口DIN2为“ON”，变频器工作在由P1002参数所设定的频率 为30Hz的第2段上，电动机运行在与此频率对应的转速上。 3）第3段控制。当按钮S1接通、按钮S2接通时，变频器数字输入端口 DIN1为“ON”，端口DIN2为“ON”，变频器工作在由P1003参数所设定 的频率为50Hz的第3段上，电动机以额定转速运行。 4） 电动机停车。当按钮SB1、SB2都断开时，变频器数字输入端口DIN1 、DIN2均为“OFF”，电动机停止运行。或在电动机正常运行的任何频 段，将SB3断开使数字输入端口DIN3为“OFF”，电动机也能停止运行 。 9.1.6变频器的多段速频率控制实训 n3.训练题 n用开关变频器实现电动机7段速频率运转。7段速 设置分别为:第1段输出频率为5Hz；第段输出频 率为-10Hz；第3段输出频率为15Hz；第段输出 频率为10Hz；第段输出频率为-5Hz；第6段输出 频率为-20Hz;第7段输出频率为50Hz。画出变频器 外部接线图，写出参数设置。 9.1.6变频器的多段速频率控制实训 9.2 PLC和变频器的联机控制 n9.2.1 PLC与变频器的联机方式和要求 n1.PLC对变频器的控制方式 PLC对变频器的控制方式可以分为两大类， （1）外部端子控制； （2）是通信控制方式。 9.2 PLC和变频器的联机控制 n2. PLC和变频器的联机注意事项 1）对PLC本身应按规定的接线标准和接地条件进行接地，而 且应注意避免和变频器使用共同的接地线，且在接地时使 两者尽可能分开。 2）当电源条件不太好时，应在PLC的电源模块及输入、输出 模块的电源线上接入噪声滤波器和降低噪声用的变压器等 。另外，若有必要，在变频器一侧也应采取相应的措施。 3）当把变频器和PLC安装于同一操作柜中时，应尽可能使与 变频器有关的电线和与PLC有关的电线分开。 4）通过使用屏蔽线和双绞线以提高抗嗓声干扰水平。 9.2.2 PLC和变频器的联机正反转控制实例及训练 n1.实训目的 （1）熟练掌握PLC和变频器联机操作方法。 （2）熟练掌握PLC和变频器联机调试方法。 n2.实训内容 通过S7-224型PLC和MM420变频器联机，实现电动 机正反转控制运转，按下正转按钮SB2，电动机起 动并运行，频率为35Hz。按下反转按钮SB3，电 动机反向运行，频率为35Hz。按下停止按钮SB1 ，电动机停止运行。电动机加减速时间为10s。 9.2.2 PLC和变频器的联机正反转控制实例及训练 n（1）IO分配 nI0.0 电动机停止按钮 Q0.0 电动机正转 nI0.1 电动机正转按钮 Q0.1 电动机反转 nI0.2 电动机反转按钮 n（2）电路接线图及程序如图9-6所示。 表9-9 变频器参数设置表 参数号出厂值设置值说明 P000311设用户访问级为标 准级 P000407命令，二进制I/O P070022由端子排输入 P000312设用户访问级为扩 展级 P000407命令,二进制I/O P070111ON接通正转,OFF接通停止 P070212ON接通反转,OFF接通停止 P0703910正向点动 P07041511反向点动 P000311设用户访问级为标 准级 P0004010设定值通道和斜坡函数发生器 P100021频率设定值为键盘 (MOP)设定值 P108000电动机运行的最低频率(Hz) P10825050电动机运行的最高频率(Hz) P11201010斜坡上升时间(S) P11211010斜坡下降时间(S) P000312设用户访问级为扩 展级 P0004010设定值通道和斜坡函数发生器 P1040535设定键盘控制的频率值(Hz) n3.训练题 利用PLC和变频器联机控制实现电动机的延时控 制，按下正转按钮，电动机延时10s后正向启动， 运行频率为25Hz，电动机加速时间为8s。电动机 正向运行30s后，自动反向运行，运行频率为25Hz ，电动机反向运行50s，电动机再正向运行，如此 反复。在任何时刻按下反转按钮电动机都会反转 ，按下停止按钮电动机停止。画出PLC和变频器 联机接线图，写出PLC程序和变频器参数设置。 9.2.2 PLC和变频器的联机正反转控制实例及训练 9.2.3 PLC联机多段速频率控制实例及训练 n1.实训目的 （1）掌握PLC和变频器多段速频率联机操作方法。 （2）熟练掌握PLC和变频器联机调试方法。 n2.实训内容 通过S7-224型PLC和MM420变频器联机，实现电动机三段速频率运转控 制，按下起动按钮SB1，电动机起动并运行在第一段，频率为10Hz， 延时20s后电动机运行在第二段，频率为20Hz，再延时10s后电动机反 向运行在第三段，频率为50Hz，。按下停车按钮，电动机停止运行。 （1）IO分配表 变频器数字输入DIN1、DIN2端口通过P0701、P0702参数设为三段固 定频率控制端，每一频段的频率可分别由P1001、P1002和P1003参数设 置。变频器数字输入DIN3端口设为电动机运行、停止控制端，可由 P0703参数设置。 I0.0 电动机停止按钮 Q0.0 DIN1 I0.1 电动机启动按钮 Q0.1 DIN2 Q0.3 DIN3 （2）电路接线图及程序如图所示。 表9-10 变频器参数设置表 参数号出厂值设置值说明 P000311设用户访问级为标 准级 P000407命令和数字I/O P070022命令源选择 由端子排输入 P000312设用户访问级扩 展级 P000407命令和数字I/O P0701117选择 固定频率 P0702117选择 固定频率 P070311ON接通正转,OFF停止 P000311设用户访问级为标 准级 P0004010设定值通道和斜坡函数发生器 P100023选择 固定频率设定值 P000312设用户访问级扩 展级 P0004010设定值通道和斜坡函数发生器 P1001010设置固定频率1（Hz） P1002520设置固定频率2（Hz） P100310-50设置固定频率3（Hz） n3.训练题 n联机控制实现电动机7段速频率运转。7段速设置分别为： 第1段输出频率为5Hz； 第2段输出频率为-10Hz； 第3段输出频率为15Hz； 第4段输出频率为20Hz； 第5段输出频率为-30Hz； 第6段输出频率为-10Hz； 第7段输出频率为25Hz； n画出PLC和变频器联机接线图，写出PLC程序和变频器参 数设置。 9.3PLC的变频器控制指令USS n通过USS协议与变频器通讯，使用USS指令库中已有的子 程序和中断程序使变频器的控制更加简便。可以用USS指 令控制变频器和读取写入变频器的参数。 n用于变频器控制的编程软件需要安装STEP 7-Micro/WIN指 令库（Libraries），库中的USS Protocol提供变频器控制指 令。如图9-8所示。 USS指令使用S7-200中的下列资源： n（1）初始化USS协议将端口0指定用于USS通讯。 使用USS_INIT指令为端口0选择USS。选择USS协议与变频器通讯后，不 能将端口0再用于其他用途，也不能再用端口0与STEP 7-Micro/WIN通讯 。 n（2）在使用USS协议控制变频器时，可以选用CPU 226、CPU 226XM或 EM277 PROFIBUS与计算机中PROFIBUS CP连接的DP模块，这样端口 0用于与变频器的通信，端口2用于连接STEP 7-Micro/WIN，以便于运行 时监控程序的运行。 n（3）与端口0自由端口通讯相关的所有特殊内部标志位存储器SM位，被 用于变频器的控制。 n（4）USS指令使用14个子程序和3个中断程序对变频器进行控制。 n（5）USS指令的变量要求一个400个字节V内存块。该内存块的起始地址 由用户指定，保留用于USS变量。 n（6）某些USS指令也要求有一个16个字节的通讯缓冲器。 n（7）执行计算时，USS指令使用累加器AC0至AC3。 9.3.1 USS指令介绍 nUSS_INIT变频器初始化指令用于启用和初始化与变频器的通讯。在使用任何 其他USS指令之前，必须执行USS_INIT指令，且无错。该指令完成才能继续执 行下一条指令。指令格式如图9-8所示。 EN：“使能”输入端，应使用边沿脉冲信号调用指令。输入 数据类型为“BOOL”型数据。 Mode：输入值为“1”时，端口0启用USS协议；输入值为“0” ，端口0用作PPI通信，并禁用USS协议。数据类型为字节型 数据。 Baud（波特率）：PLC与变频器通信波特率的设定。将波 特率设为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或 115200。双字型的数据。 Active：现用变频器的地址（站点号）。双字型的数据，双 字的每一位控制一台变频器，位为“1”时，该位对应的变频 器为现用。bit0为第1台，bit31为第32台。例如输入0008H， 则bit3位的对应的变频器D3为现用。 Done：当USS_INIT指令完成时，Done输出为“1”。BOOL型数 据。 Error：指令执行错误代码输出，字节型数据。 D31D30D29D28D19D18D17D16D3D2D1D0 000000001000 nUSS_INIT变频器初始化子程序是一个加密的带参数的子程 序，如图9-9所示。程序中使用的都是局部变量，在使用该 子程序时，需要根据图9-9所示的局部变量表L，按照指示 的数据类型对输入（IN）/输出（OUT）变量进行赋值。 2. USS_CTRL变频器控制指令 nUSS_CTRL指令用于控制现用的变频器。指令格式如图9- 10所示。已在USS_INIT指令的Acive（现用）参数中选择 变频器可以使用USS_CTRL指令。每台变频器只能用一条 USS_CTRL指令。指令格式如图9-10所示。 变频器控制指令需要用调用已经加密的子程序的形式进行编程，如图9-11所示， 子程序中全部使用局部变量，需要用变频器控制指令USS_CTRL对其进行赋值， 各变量的作用和数据类型参看图9-11。 EN：指令“使能”输入端，EN=1时，启用USS_CTRL指令 。USS_CTRL指令应当一直启用，所以EN端应一直为“1” 。 RUN（运行）：变频器运行/停止控制端。 当RUN（运行）位=1时，变频器按指定的速度和方向开始 运行。为了使变频器运行，该变频器在USS_INIT中必须被 选为Active（现用）。OFF2和OFF3必须被设为0。Fault（ 故障）和Inhibit（禁止）必须为0。当RUN（运行）=0时， 会变频器减速直至停止。 OFF2：用于变频器自由停车。 OFF3：用于变频器迅速（带电气制动）停止。 F_ACK（故障确认）：用于确认变频器中的故障。当变频 器已经清除故障，F_ACK从0转为1时，通过该信号清除变 频器报警。 DIR（方向）：电机转向控制信号，通过控制该信号为“1” 或“0”来改变电机的转向。 Drive：输入变频器的地址。向该地址发送USS_CTRL命令 。有效地址：0至31。 Type：输入变频器的类型。将MM 3（或更早版本）变频 器的类型设为0。将MM 4变频器类型设为1。 Speed_SP（速度定点）：以百分比形式给出速度（频率） 的给定输入。Speed_SP的负值会使变频器逆转旋转方向。 范围：-200.0%至200.0%。 Resp_R（收到应答）：确认从变频器收到应答。每 次S7-200从变频器收到应答时，Resp_R位接通后，进 行一次扫描，USS_CTRL的输出状态被更新。 Error（错误）：指令执行错误代码输出。 Stion（状态）：是变频器工作状态输出。 Speed（速度）：以百分比形式给出变频器的实际输 出速度（频率）。范围：-200.0%至200.0%。 Ru