江苏城市职业学院实训指导书(西门子MM440变频器).doc

江苏城市职业学院变频器实训指导书（西门子MM440）项目一 正确使用电路图检查修改变频器的接线一、 实验目的1. 了解mm440变频器系统电气图组成2. 了解变频器的接线方法3. 学会使用电气图检查变频器系统接线4. 学会按照实际要求修改电气图，对照电气图修改系统接线二、实验设备及仪器1. SIEMENS MM440变频器2SIEMENS S7-300PLC2. 三相异步交流电机3. 数字三用表4. 导线、螺丝刀、剥线钳等工具三、实验内容1.对照电气图，了解mm440变频器系统的组成，一般电气图由元器件明细表、接线图、端子图（接线表）组成。了解西门子电气图纸的特点。2.使用数字三用表，检查mm440变频器系统接线是否联通，是否与接线图一致，电源线是否短路。3.按要求修改mm440变频器系统电气图，去掉KM1交流接触器，380v交流电通过开关后直接联到变频器上。4.按照改动后的电气图，完成系统改线。四、实验报告1.画出去掉KM1，修改后的电气图。2.修改接线表，将接线表与实物标识不一致的地方，按实际标识修改接线表，并在电气图上反映出来。项目二 变频器的参数设置与操作一、实验目的1. 了解变频器的类型2. 掌握变频器的接线方法3. 掌握使用操作面板修改变频器的参数4. 熟悉操作面板的使用二、实验设备及仪器1. SIEMENS MM440变频器2. 基本操作面板（BOP）3. 三相异步交流电机三、实验内容MicroMaster440是全新一代可以广泛应用的多功能标准变频器。它采用高性能的矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备超强的过载能力，以满足广泛的应用场合。创新的BiCo（内部功能互联）功能有无可比拟的灵活性。MM440主要技术参数如下： 电源电压：200V-240V 10%，单相输入，三相输出； 额定功率：0.12kW-0.75kW； 频率：输入4763Hz，输出0650Hz； 功率因数：0.98； 过载能力：150%，60s； 固定频率：15个； 数字输入：6个； 模拟输入：2个； 继电器输出：3个； 模拟输出：2个； 串行接口：RS-485；1电路设计MM440变频器的工作电路由两个部分组成：一部分是完成整流、逆变转换的主电路；另一部分是状态和控制信息的收集、转换和传输的控制电路。本次实验只要求掌握主电路设计方法，首先拆卸MM440变频器的盖板，如图1-2所示，接线端子如图1-3所示，按要求设计MM440变频器的主电路，如图1-4所示。 2参数设计变频器的参数只能用基本操作面板（BOP），高级操作面板（AOP）或者通过串行通讯接口进行修改。用BOP 可以修改和设定系统参数，使变频器具有期望的特性，例如，斜坡时间，最小和最大频率等。选择的参数号和设定的参数值在五位数字的LCD（可选件）上显示。 只读参数用 r xxxx 表示，Pxxxx 表示设置的参数。 P0010 起动“快速调试”，如果P0010 被访问以后没有设定为0，变频器将不运行。如果P39000，这一功能是自动完成的。 P0004 的作用是过滤参数，据此可以按照功能去访问不同的参数。如果试图修改一个参数，而在当前状态下此参数不能修改，例如，不能在运行时修改该参数或者该参数只能在快速调试时才能修改，那么将显示忙碌信息。变频器的参数有4 个用户访问级；即标准访问级，扩展访问级，专家访问级和维修级。访问的等级由参数P0003 来选择。3运行操作利用基本操作面板（BOP）可以改变变频器的各个参数，安装基本操作面板（BOP）如图1-5所示。基本操作面板（BOP）的功能键如图1-6所示。BOP具有7 段显示的五位数字，可以显示参数的序号和数值，报警和故障信息，以及设定值和实际值。操作面板上按钮说明如表1-1所示。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。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；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。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。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。增加数值按此键即可增加面板上显示的数值。减少数值按此键即可减少面板上显示的数值.功能键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（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。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，您可以接着修改其它的参数。跳转到 r0000 后，按此键将返回原来的显示点。访问参数按此键即可访问参数。下面通过将参数P1000的第0组参数，即设置P10000=1的过程为例，介绍一下通过操作BOP面板修改一个参数的流程：注意“功能键”和“访问参数键”的使用方法。实验1 MM440参数设置基本操作使用“BOP”改变参数和设置值，以下内容将介绍如何改变参数P1082,按照同样的步骤可以利用“BOP”设置任意参数。步骤显示结果1）按下“访问参数” 2）按下“增减”直到显示P10823）按下“访问参数”显示P1082数值级 4）按下“功能”选择需要修改的数字位并按“增减”进行修改 5）按下“访问参数”存储并退出数值级6）按下“功能”返回到r0000 7）按下“访问参数”退出参数设置8）LCD 将交替显示实际频率和需要的频率设置值，此时已经存储了所需的最大频率。实验2 MM440参数复位操作参数复位，将变频器的参数恢复到出厂时的参数默认值。在变频器初次调试，或者参数设置混乱时，需要执行该操作，以便于将变频器的参数值恢复到一个确定的默认状态。1）将参数“P0003”设置为1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。2）将参数“P0010”设置为30本参数设定值能对于与调试相关的参数进行过滤，只筛选出那些与特定功能组有关的参数。3）将参数“P0970”设置为1本参数只有在快速调试参数P0010=1时才能改变，用于结束快速调试。将本参数设定为1，表示结束快速调试并按工厂设置使参数复位。实验3 利用操作面板上的启停按钮和增/减数值按钮控制电机的启停和转速在缺省设置时，用BOP 控制电动机的功能是被禁止的。如果要用BOP 进行控制，参数P0700应设置为1，参数P1000 也应设置为1。测试BOP是否有效，按下“RUN”按钮启动变频器，按下“增减”按钮修改运行频率。如果要停止变频器，按下“STOP”按钮。实验4 MM440快速调试快速调试指通过设置电机参数和变频器的命令源及频率给定源，从而达到简单快速运转电机的一种操作模式。操作步骤如下：11主电路连接好并设置完MM440参数以后就可以调试运行了。四、实验报告1.MM440变频器属于什么类型的变频器？2.描述出MM440的主要性能及应用。3.画出MM440变频器主电路。4.描述出MM440变频器的常用参数，并列出表格。5.描述用BOP进行MM440变频器参数设定和操作的过程。项目三 变频器的外部运行操作任务目的：1掌握MM440变频器基本参数的输入方法。2掌握MM440变频器输入端子的操作控制方式。3熟练掌握MM440变频器的运行操作过程。任务引入：变频器在实际使用中，电动机经常要根据各类机械的某种状态而进行正转、反转、点动等运行，变频器的给定频率信号、电动机的起动信号等都是通过变频器控制端子给出，即变频器的外部运行操作，大大提高了生产过程的自动化程度。下面就来学习变频器的外部运行操作相关知识。相关知识点：一MM440变频器的数字输入端口MM440变频器有6个数字输入端口，具体如图2-2所示。图2-2 MM440变频器的数字输入端口二数字输入端口功能MM440变频器的6个数字输入端口（DIN1DIN6），即端口“5”、“6”、“7”、“8”、“16”和“17”，每一个数字输入端口功能很多，用户可根据需要进行设置。参数号P0701P0706为与端口数字输入1功能至数字输入6功能，每一个数字输入功能设置参数值范围均为099，出厂默认值均为1。以下列出其中几个常用的参数值，各数值的具体含义见表2-5。表2-5 MM440数字输入端口功能设置表参数值功能说明0禁止数字输入1ON/OFF1（接通正转、停车命令1）2ON/OFF1(接通反转、停车命令1)3OFF2（停车命令2），按惯性自由停车4OFF3（停车命令3），按斜坡函数曲线快速降速9故障确认10正向点动11反向点动12反转13MOP（电动电位计）升速（增加频率）14MOP降速（减少频率）15固定频率设定值（直接选择）16固定频率设定值（直接选择+ON命令）17固定频率设定值（二进制编码选择+ON命令）25直流注入制动任务训练：一、训练内容用自锁按钮SB1和SB2，外部线路控制MM440变频器的运行，实现电动机正转和反转控制。其中端口“5”（DIN1）设为正转控制，端口“6”（DIN1）设为反转控制。对应的功能分别由P0701和P0702的参数值设置。二、训练工具、材料和设备西门子MM440变频器一台、三相异步电动机一台、断路器一个、熔断器三个、自锁按钮二个、导线若干、通用电工工具一套等。三、操作方法和步骤1按要求接线变频器外部运行操作接线图如图2-2所示。图2-2 外部运行操作接线图2参数设置接通断路器QS，在变频器在通电的情况下，完成相关参数设置，具体设置见表2-6。表2-6 变频器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P000407命令和数字I/OP070022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*P070111ON接通正转，OFF停止*P070212ON接通反转，OFF停止*P0703910正向点动*P07041511反转点动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由键盘（电动电位计）输入设定值*P108000电动机运行的最低频率(Hz)*P10825050电动机运行的最高频率(Hz)*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设定值通道和斜坡函数发生器*P1040520设定键盘控制的频率值*P1058510正向点动频率(Hz)*P1059510反向点动频率(Hz)*P1060105点动斜坡上升时间（s）*P1061105点动斜坡下降时间（s）3变频器运行操作（1）正向运行：当按下带锁按钮SB1时，变频器数字端口“5”为ON，电动机按P1120所设置的5S斜坡上升时间正向启动运行，经5S后稳定运行在560r/min的转速上，此转速与P1040所设置的20Hz对应。放开按钮SB1，变频器数字端口“5”为OFF，电动机按P1121所设置的5S斜坡下降时间停止运行。（2）反向运行：当按下带锁按钮SB2时，变频器数字端口“6”为ON，电动机按P1120所设置的5S斜坡上升时间正向启动运行，经5S后稳定运行在560r/min的转速上，此转速与P1040所设置的20Hz对应。放开按钮SB2，变频器数字端口“6”为OFF，电动机按P1121所设置的5S斜坡下降时间停止运行。（3）电动机的点动运行1）正向点动运行：当按下带锁按钮SB3时，变频器数字端口“7”为ON，电动机按P1060所设置的5S点动斜坡上升时间正向启动运行，经5S后稳定运行在280r/min的转速上，此转速与P1058所设置的10Hz对应。放开按钮SB3，变频器数字端口“7”为OFF，电动机按P1061所设置的5S点动斜坡下降时间停止运行。2）反向点动运行：当按下带锁按钮SB4时，变频器数字端口“8”为ON，电动机按P1060所设置的5S点动斜坡上升时间正向启动运行，经5S后稳定运行在280r/min的转速上，此转速与P1059所设置的10Hz对应。放开按钮SB4，变频器数字端口“8”为OFF，电动机按P1061所设置的5S点动斜坡下降时间停止运行。（4）电动机的速度调节分别更改P1040和P1058、P1059的值，按上步操作过程，就可以改变电动机正常运行速度和正、反向点动运行速度。（5）电动机实际转速测定电动机运行过程中，利用激光测速仪或者转速测试表，可以直接测量电动机实际运行速度，当电动机处在空载、轻载或者重载时，实际运行速度会根据负载的轻重略有变化。四、成绩评价表成绩评价见表2-7。表 2-7 成绩评价表序号主要内容考核要求评分标准配分自评得分1接线能正确使用工具和仪表，按照电路图正确接线1.接线按照不规范，每处扣5-10分2.接线错误，扣20分302参数设置能根据任务要求正确设置变频器参数1.参数设置不全，每处扣5分2.参数设置错误，每处扣5分303操作调试操作调试过程正确1.变频器操作错误，扣10分2.调试失败，扣20分204安全文明生产操作安全规范、环境整洁违反安全文明生产规程，扣5-10分20五、实训报告1电动机正转运行控制，要求稳定运行频率为40Hz，DIN3端口设为正转控制。画出变频器外部接线图，并进行参数设置、操作调试。2利用变频器外部端子实现电动机正转、反转和点动的功能，电动机加减速时间为4s，点动频率为10Hz。 DIN5端口设为正转控制，DIN6端口设为反转控制。画出变频器外部接线图进行参数设置、操作调试。项目四 变频器的模拟信号操作控制任务目的：1掌握MM440变频器的模拟信号控制；2掌握MM440变频器基本参数的输入方法；3熟练掌握MM440变频器的运行操作过程。任务引入：MM440变频器可以通过6个数字输入端口对电动机进行正反转运行、正反转点动运行方向控制.可通过基本操作板,按频率调节按键可增加和减少输出频率,从而设置正反向转速的大小。也可以由模拟输入端控制电动机转速的大小。本任务的目的就是通过模拟输入端的模拟量控制电动机转速的大小。相关知识点：MM440变频器的“1”、“2”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。可利用转速调节电位器串联在电路中,调节电位器, 改变输入端口AIN1+给定的模拟输入电压,变频器的输入量将紧紧跟踪给定量的变化,从而平滑无极地调节电动机转速的大小。MM440变频器为用户提供了两对模拟输入端口，即端口“3”、“4”和端口“10”、“11”，通过设置P0701的参数值，使数字输入“5”端口据有正转控制功能；通过设置P0702的参数值，使数字输入“6”端口具有反转控制功能；模拟输入“3”、“4”端口外接电位器，通过“3”端口输入大小可调的模拟电压信号，控制电动机转速的大小。即由数字输入端控制电动机转速的方向，由模拟输入端控制转速的大小。任务训练：一、训练内容用自锁按钮SB1控制实现电动机起停工能，由模拟输入端控制电动机转速的大小。二、训练工具、材料和设备西门子MM440变频器一台、三相异步电动机、电位器一个、断路器一个、熔断器三个、自锁按钮二个、通用电工工具一套、导线若干等。三、操作方法和步骤1按要求接线变频器模拟信号控制接线如图2-3所示。检查电路正确无误后，合上主电源开关QS。图2-3 MM440变频器模拟信号控制接线图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。（2）设置电动机参数，电动机参数设置见表2-7。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。表2-7 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50HzP0304230380电动机额定电压（V）P03053.250.95电动机额定电流（A）P03070.750.37电动机额定功率（KW）P030800.8电动机额定功率（COS）P03105050电动机额定频率(Hz)P0311102800电动机额定转速(r/min)（3）设置模拟信号操作控制参数，模拟信号操作控制参数设置见表2-8。表2-8 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/OP070022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/OP070111ON接通正转，OFF停止P070212ON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频率设定值选择为模拟输入P108000电动机运行的最低频率（HZ）P10825050电动机运行的最高频率（HZ）3. 变频器运行操作（1）电动机正转与调速按下电动机正转自锁按钮SB1,数字输入端口DINI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，对应电动机的转速在01500 rmin之间变化。当松开带锁按钮SB1时，电动机停止运转。（2）电动机反转与调速按下电动机反转自锁按钮SB2，,数字输入端口DIN2为”ON”,电动机反转运行,与电动机正转相同，反转转速的大小仍由外接电位器来调节。当松开带锁按钮SB2时，电动机停止运转。四、成绩评价表成绩评价见表2-9。表 2-9 成绩评价表序号主要内容考核要求评分标准配分自评得分1接线能正确使用工具和仪表，按照电路图正确接线1.接线按照不规范，每处扣5-10分2.接线错误，扣20分302参数设置能根据任务要求正确设置变频器参数1.参数设置不全，每处扣5分2.参数设置错误，每处扣5分303操作调试操作调试过程正确1.变频器操作错误，扣10分2.调试失败，扣20分204安全文明生产操作安全规范、环境整洁违反安全文明生产规程，扣5-10分20五、实训报告通过模拟输入端口“10”、“11”，利用外部接入的电位器，控制电动机转速的大小。画出变频器外部接线图连接线路，设置端口功能参数值。项目五 变频器的多段速运行操作任务目的：1掌握变频器多段速频率控制方式。2熟练掌握变频器的多段速运行操作过程。任务引入：由于现场工艺上的要求，很多生产机械在不同的转速下运行。为反方便这种负载，大多数变频器决提供了多挡频率控制功能。用户可以通过几个开关的通、断组合来选择不同的运行频率，实现不同转速下运行的目的。相关知识点：MM440变频器的多段速控制功能及参数设置多段速功能，也称作固定频率，就是设置参数P1000=3的条件下，用开关量端子选择固定频率的组合，实现电机多段速度运行。可通过如下三种方法实现：1. 直接选择（P0701 - P0706 = 15）在这种操作方式下，一个数字输入选择一个固定频率，端子与参数设置对应见表2-10。表2-10 端子与参数设置对应表端子编号对应参数对应频率设置值说 明5P0701P10011.频率给定源P1000必须设置为 3。2.当多个选择同时激活时，选定的频率是它们的总和。6P0702P10027P0703P10038P0704P100416P0705P100517P0706P10062. 直接选择 + ON 命令（P0701 - P0706 = 16）在这种操作方式下，数字量输入既选择固定频率（见表2-10），又具备起动功能。3. 二进制编码选择 + ON 命令（P0701 - P0704 = 17）MM440变频器的六个数字输入端口（DIN1 DIN6），通过P0701P0706设置实现多频段控制。每一频段的频率分别由P1001P1015参数设置，最多可实现15频段控制，各个固定频率的数值选择见表2-11。在多频段控制中，电动机的转速方向是由P1001P1015参数所设置的频率正负决定的。六个数字输入端口，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，其内部的参数设置值必须与端口的控制功能相对应。表2-11 固定频率选择对应表频率设定DIN4DIN3DIN2DIN1P1OO10001P1OO20010P1OO30011P1OO40100P1OO50101P1OO60110P1OO70111P1OO81000P1OO91001P1O101010P1O111011P1O121100P1O131101P1O141110P1O151111任务训练：一、训练内容实现3段固定频率控制，连接线路，设置功能参数，操作三段固定速度运行。二、训练工具、材料和设备西门子MM440变频器一台、三相异步电动机一台、断路器一个、熔断器三个、自锁按钮四个、导线若干、通用电工工具一套等。三、操作方法和步骤1. 按要求接线按图2-4连接电路，检查线路正确后，合上变频器电源空气开关QS。图2-4三段固定频率控制接线图2参数设置（1）恢复变频器工厂缺省值，设定P0010=30，P0970=1。按下“P”键,变频器开始复位到工厂缺省值。（2）根据发动机铭牌设置电动机参数，见表2-12。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。表2-12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50HzP0304230电动机额定电压（V）P03053.25电动机额定电流（A）P03070.75电动机额定功率（KW）P03080电动机额定功率（COS）P031050电动机额定频率(Hz)P03110电动机额定转速(r/min)（3）设置变频器3段固定频率控制参数，见表2-13。表2-13 变频器3段固定频率控制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P000407命令和数字L/OP070022命令源选择由端子排输入P000312设用户访问级为拓展级P000407命令和数字L/OP0701117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P0004210设定值通道和斜坡函数发生器P100023选择固定频率设定值P000312设用户访问级为拓展级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P1001020选择固定频率1(Hz)P1002530选择固定频率2(Hz)P10031050选择固定频率3(Hz)3变频器运行操作当按下带按锁SB1时，数字输入端口“7”为“ON”，允许电动机运行。（1）第1频段控制。当SB1按钮开关接通、SB2按钮开关断开时，变频器数字输入端口“5”为“ON”，端口“6”为“OFF”，变频器工作在由P1001参数所设定的频率为20Hz的第1频段上。（2）第2频段控制。当SB1按钮开关断开，SB2按钮开关接通时，变频器数字输入端口“5”为“OFF”，“6”为“ON”，变频器工作在由P1002参数所设定的频率为30Hz的第2频段上。（3）第3频段控制。当按钮SB1、SB2都接通时，变频器数字输入端口“5”、“6”均为“ON”， 变频器工作在由P1003参数所设定的频率为50Hz的第3频段上。（4）电动机停车。当SB1、SB2按钮开关都断开时，变频器数字输入端口“5”、“6”均为“OFF”，电动机停止运行。或在