变频器实验报告

1 / 14 变频器实验报告 变频器课程设计 报告书 院别 班 级 学 号 姓 名 指导教师 时 间 变 频 器 课 程 设 计 任 务 书 题 目 MM420基本操作及 S7-1200 USS控制 系 部 专 业 班 级 学生姓名 学 号 月 日至 月 日 共 周 指导教师 主管院长 2016 年 11 月 11日 目录 2 / 14 1 硬件示意图 . 1 设 备 示 意图 . 1 变 频 器 的 简介 . 1 PLC 的 基 本 概念 . 2 PLC 的 基 本 结构 . 2 PLC 的 工 作 原理 . 3 2 端子分配图 . 4 变 频 器 端 子 分 配图 . 4 PLC 端子分配图 . 5 PROFIBUS-USS 端 子 分 配3 / 14 图 . 5 PLC 编程图 . 6 3 变频器参数表 . 8 参数表 . 8 运 转 要求 . 9 4 设 计 中 遇 到 的 问 题 ， 解 决 方法 . 10 5 实验结果 . 10 6 设计心得 . 10 7 课程设计总4 / 14 结 . 11 8 参考文献 . 12 1 硬件示意图 设备示意图 变频器的简介 变频器室把工频电源变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。 变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪 60年代以后，电力电子器件经历了 SCR、 GTO、 BJT、MOSFET、 SIT、 SITH、 MGT、 MCT、 IGBT、 HVIGBT 的发展过程，器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。 20 世纪70年代开始，脉宽调制变压变频 西安科技大学 综合设计实验报告 第 题 目 1 变频恒压供水系统实验 5 / 14 题 目 2 六层电梯模拟实验 院 变 频 器 的 面 板 操 作 与 运行 . 4 1. 实验目的： . 4 2 基 本 操 作 面 板 修 改 设 置 参 数 的 方法 . 4 3 参 数 设置 . 5 4. 调试方法 . 5 5. 用 BOP 进 行 调 试 的 简 要 说明 . 6 6 / 14 变频器的多段速运行操作 . 10 1. 实验目的： . 10 变 频 器 的 多 段 速 控 制 功 能 及 参 数 设置 . 10 3 . 参数设置 . 11 4 变 频 器 运 行 操作 . 12 控制梯形图 . 12 7 / 14 变 频 器 的 外 部 运 行 操作 . 12 1. 实验目的： . 12 2. 数字输入端口功能 . 13 3. 参数设置 . 13 4 变 频 器 运 行 操作 . 13 控制梯形图 .8 / 14 . 14 MM420 三 段 固 定 频 率 控制 . 14 实验心得 . 15 参考文献 . 15 绪 论 随着电力电子技术、微电子技术、计算机控制技术及自动化控制理论的发展，变频器制造技术有了跨越式的进步，以 变频器为核心的交流电机调速已广泛应用于国民经济各部门，在工业自动化领域，交流电机调速已经取代传统的直流调速系统，而且大大提高了技术经济指标。在耗电大户的风机、泵类应用变频器控制，可以大大节约电能；在广泛关系各行各业的机械专业，应用变频器技术，是改造这一传统产业，实现机电一体化的重要手段；此外，在化纤、纺织塑料、化学、轻工等工业领域，应用变频器技术。实现自动9 / 14 化提高了产品的质量与数量变频器不仅应用于工业、交通领域，而且已进入家庭，在家电工业领域，空调器、电冰箱都有了变频器控制的相应产品，提高了家电产品的经济技术 指标和智能化水平。随着现代化的程度提高，对变频器的应用会更加普及。 PLC 是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC 及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 西门子 S7-200PLC 在实时模式下具有速度快，具有通讯功能和较高的生产力的特点。一致的模块化 设计促进了低性能定制产品的创造和可扩展性的解决方案。来自西门子的 S7 - 200 微型 PLC 可以被当作独立的微型 PLC 解决方案或与其他控制器相结合使用。它的应用领域从更换继电器和接触器一直扩展到在单机、网络以及分布式配置中更复杂的自动化任务。 S7-200也越来越多地提供了对以前曾由于经济原因而开发的特殊电子设备的地区的进入。 西门子 MM420 变频器适用于多种变速驱动应用。其灵活性使之具有极为广泛的应用范围。它特别适合与工业泵10 / 14 和风机一起使用。 此变频器具有以用户为导向的性能和易于使用的特性。 它比 MICROMASTER 420 有更多的 输入和输出，并且有适配软件的功能。西门子 MM420变频器操作员面板和通讯模块很容易更换。 一、综合设计实验题目及目的要求 变频器的面板操作与运行 1.实验目的： 1. 熟悉变频器的面板操作方法。 2. 熟练变频器的功能参数设置。 3. 熟练掌握变频器的正反转、点动、频率调节方法。 2基本操作面板修改设置参数的方法 MM420 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。用基本操作面板可以修改任何一个参数。修改参数的数值时， BOP 有时会显示“ busy”，表明变频器正忙于处理优先级更高的任务。下面就以设置P1000=1 的过程为例，来介绍通过基本操作面板修改设置参数的流程。 基本操作面板修改设置参数流程 3参数设置 设定 P0010 30和 P0970 1，按下 P键，开始复位，复位过程大约 3min，这样就可保证变频器的参数回复到工厂11 / 14 默认 值。 设置电动机参数，为了使电动机与变频器相匹配，需要设置电动机参数。电动机参数设置。电动机参数设定完成后，设 P0010=0，变频器当前处于准备状态，可正常运行。 电动机参数设置 ，对于很 一、 实习目的及实习任务 实习目的： 巩固、扩大和加深学生对三相异步电机、自动化控制的理论知识和其它知识，获得变频器调速的初步经验和基本技能，着重培养学生的独立工作能力，进一步熟练变频器的操作技能，提高学生的动手能力，并对变频器调速拖动系统理论知识的全过程有一个全面和系统的 认识。 实习任务： 1.熟悉三菱变频器的结构 ,了解其各个端子的功能；了解变频器 安装、布线上的一般要求，了解实训室控制板上变频器的外部接线，并按要求画出接线图。 2. 熟练掌握变频器的 PU 操作。了解各功能参数的意义，掌握各功能参数的预 置方法。 了解变频器 5 种不同的工作模式及其意义，掌握不同工作模式的切换方 法，掌握同一模式下不同状态之间的切换方法。 12 / 14 了解变频器各种给定方式，并设置给定频率运行验证；了解变频运行时 实行电动机正、反转的方法。 在“参数设定模式”下进行如下操作： 设置转矩提升并运行验证；设置基频及 U/f 曲线，并运行验证；设置上下限频率并运行验证；设置加、减速时间及加、减速曲线并运行验证；设置起动频率、点动频率、跳跃频率并运行验证；设置矢量控制并运行，比较与 V/F 控制的不同点；设置禁止反转功能并运行验证等。 3. 了解变频器的几种组合运行模式，熟练掌握变频器的端子操作方法。 了解变频器几种运行模式，并掌握设置方法。 了解变频器多功能端子，通过 设置确定端子功能，并运行验证。 4. 运用 PLC技术控制变频器的运行。 变频器多档转速的 PLC控制。 用 PLC实现变频与工频的自动切换。 二、变频器的基本知识与操作 变频器主要由整流、滤波、再次整流、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。简单地说变频器就是一种装置，它通过改变电机的工作频率来调节电机的转速或转矩，从而达到控制整个系统的运作程序。 由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。13 / 14 由于该极数值不是一个连 续的数值，所以 一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。频率能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。 n = 60f/p. n: 同步速度 f: 电源频率 1.器的端子接线图 2、变频器的控制面板 3. 外部操作模式 4. PU 操作模式 三、恒压供水控制系统的设计 系统采用 3 台水泵并联运行方式，压力传感器将主水管网水压变换为电信号，经模拟量输入模块，输入 PLC，PLC 根据给定的压力设定值与实际检测值进行 PID 运算，输出控制信号经模拟量输出模块至变频器，调节水泵电机的供电电压和频率。当用水量较小时，一台泵在变频器的控制下稳定运行，当用水量大到水泵全速运行也不能保证管网的压力稳定时， PLC 给定的压力下限信号与变频器的高速信号同时被 PLC 检测到， PLC 自动将原工作在变频状态下的泵投入到工频运行，以保持压力的连续性，同时将下一台备用泵用变频器起动后投入运行，以加大管网的供水量保证压力稳定。若 2 台泵运转仍不能满足压力的要求，则依次将变频工14 / 14 作状态下的泵投入到工频运行，再将一台 备用泵投入变频运行。当用水量减少时，首先表现为变频器已工作在最低速信号有效，这时压力上限信号如仍出现， PLC 首先将最先工频运行的泵停掉，以减少供水量。当上述 2 个信号仍存在时，PLC 再停掉第 2 台