毕业论文-PLC控制全自动剪板机控制系统.doc

河南工业职业技术学院毕业设计 河南工业职业技术学院毕 业 设 计题目PLC控制全自动剪板机控制系统系别机电工程系专业机电一体化技术班级机电06324班姓名学号指导教师日期摘要本论文研究了PLC控制全自动剪板机控制系统，介绍了PLC和变频器的现状，进行以三菱FX1S为核心的全自动剪板机控制系统的设计。论文首先介绍了基于FX1S-10MR-ES/UL的剪板机控制系统硬件设计。硬件部分由系统电源电路、单相变频器、增量编码器、隔离变压器、可编程控制器、三相交流电动机、断路器、接触器、触摸屏、熔断器等组成。文中给出了电路图，并介绍了系统的工作原理。 软件部分由FX1S型PLC担负全线控制、运算、显示、报警任务。软件部分包含工况检索程序、手动调整程序、参数处理程序、标准定长联机程序、备用定长联机程序、工况显示报警程序等六个部分。为避免PLC运行时间过长，采用以工况检索、工况显示及报警程序组成的主程序循环检索，相应条件具备时转入相关子程序的模块结构。目录第一章 概述 1.1引言 1.2 PLC简介 1.3 本设计的实现过程 1.4 整体框图和各部分作用 1.5 电气元件的选择 1.5.1 PLC的选择 1.5.2 变频器的选择 1.5.3增量编码器的选择 1.5.4隔离变压器的选择 1.5.5送料电动机的选择 1.5.6 电磁抱闸的选择 1.5.7 接触器的选择1.5.8 断路器的选择 1.5.9 触摸屏的选择第二章 硬件电路设计 2.1 剪板机机械布置剖面图 2.2 电气控制主电路 2.3电路工作原理第三章 软件设计 3.1 软件构成 3.2 软件特点3.3 梯形图 3.4 助记符语言第四章 主要电气元件的结构和原理4.1 可编程序控制器(PLC)基本组成4.2 可编程序控制器的基本工作原理4.3 三菱PLC FX1S引脚功能4. 4 变频器与外部连接的端子4. 5变频器的主要功能及预置参考文献 1.1引言 在机械、车辆、家电制造行业中，经常会遇到对矽钢、不锈钢板等进行开卷、校平、定长剪切的要求。通常在中小型企业中定长剪切由人工操作来进行，工效低、精度差。在大型企业里，一般采用飞剪机跟踪切割，精度较高，但机组结构复杂、调试工作量较大。 本论文运用了位置自动控制原，选用三菱公司的FX1S型PLC作为控制系统核心，辅助先进可靠的检测、执行机构及相应软件构成整个系统。其中剪板精度达到1mm。特别是改造旧设备，选用性价比适当的PLC，相应传感器及执行机构，可大大提高工效，节约能源，增加自动化程度，降低劳动强度。1.2 PLC发展情形可编程控制器(programmable logic controller PLC)是近年来发展迅速、应用广泛的工业控制装置,是一种专为工业应用而设计的数字电子控制系统。它采用灵活、方便、快捷的可编程序控制形式和结构,通过数字量或模拟量的输入与输出过程中的信号转换,完成确定的逻辑运算、顺序控制、定时、计数、数值计算和一些特定的功能,应用于工业控制中的各类生产过程。当今的PLC吸收了微电子技术和计算机技术的最新成果，其应用已从单机自动化推广到整条生产线的自动化乃至整个工厂的生产自动化。从柔性制造系统、工业机器人到大型分散控制系统，PLC均承担着重要的角色。目前。，PLC几乎在工业生产的所有领域都得到广泛应用，因此了解并熟练掌握PLC的基本原理及PLC控制系统的设计方法，已成为工业自动化工程技术人员的基本要求。为了适应PLC发展迅速、应用面广的需要，本设计以三菱FX1S-10MR-ES/UL为主要对象， 介绍PLC在工业控制领域中的实际应用。 1.3 本设计的实现过程全自动剪板机主要采用了FX1S作为主要控制元件，由增量编码器检测送料长度，单相变频器控制电机频繁启动、制动，最大加、减速度相等。单相变频器主要价格低，但具有三相变频器的所有功能。PLC和其它线圈都经隔离变压器供电，有效防止外界干扰。PLC和变频器用屏蔽线连接并接地。通过触摸屏随时监控和修改程序 。增量编码器电源由PLC输出的24V直流电源提供，PLC的输入端也由自身的24V直流供电，其它的接触器和控制器都由隔离变压器供电，具有很强的抗干扰能力。控制电路串接了变频器的故障端，当变频器产生故障时马上切断所有电源，并接通声音和灯光报警系统，提醒工作人员及时检修。 1.4 整体框图和各部分作用一、 触摸屏可以随时监控剪板情况和修改程序.二、 PLC是控制系统的核心,接收输入开关量信号和输出控制信号.三、 增量编码器产生脉冲信号,作为PLC的输入开关量信号.四、 按钮控制系统的停止和启动.五、 开卷机是驱动开卷系统的电动机.六、 送料机是驱动送料系统的电动机.七、 单相变频器控制送料系统频繁启动、制动,并控制系统以最大加、减速度相等.可以减少启、制动时对机械的冲击，使用了变频器内部的“S”形曲线功能。1.5 电气元件的选择 1.5.1 PLC的选择 选择日本三菱公司的FX1S小型PLC为核心，对整线实行集中控制。选择这种PLC，主要考虑三菱公司的PLC有以下两个特点：功能强：具有高速计数功能，可用于计数脉冲；丰富、全面的运算、传送指令可用于对设定参数进行逻辑、算术处理；当整线与其他机组配合，构成自动化车间时，借助串行口可方便地与其他PLC或上位机连成通信网络。价格适中：横剪机组最终应面向大、中型企业，设计应侧重满足精度、工效、自动化程度的要求，不应过分追求其他性能，应考虑到整线的效费比。1.5.2 变频器的选择 机组主机的工作具有频繁启动、停止的特点，并要求最大加、减速度相等，驱动机构能快速响应。因此采用了日本三菱公司生产的单相变频器 FR-S520S-.4K-CH。该变频器为单相AC220V输入，三相AC220V输出。价格低，功能强大。1.5.3 增量编码器的选择 要对行进中的矽板进行精确定长剪切，首先必须对其准确计长，构成一个全闭环系统。为此在校平机、横剪机之间配置了定长测量辊。 定长辊必须考虑到以下两点：（1） FX1S的计数频率上限为1kHz;（2） 整机最高送料速度为300mm/s。设辊周长为L（mm）,旋转编码器脉冲数为n(p/r),p/r为脉冲数/每转，同轴安装，设x为单位长度产生的脉冲数，则脉冲数/长度=n/L=x(p)/l(mm),所以对于定长Y，相应脉冲数=X*Y(p)。 为了防止现场干扰影响计数，除采取隔离变压器施加稳压电源、屏蔽穿管、单独配线等常规抗干扰措施外，还特选择电压等级为直流24V的OMRON公司生产的E6C旋转编码器（PG）。1.5.4隔离变压器的选择 供电系统的设计直接影响控制系统的可靠性，因此在设计供电系统时应考虑下列因素：（1） 输入电源电压在一定的允许范围内变化。（2） 当输入交流电断电时，应不破坏控制器程序和数据。（3） 在控制系统不允许断电的场合，要考虑供电电源的冗余。（4） 当外部设备电源断电时，应不影响控制器的供电。（5） 要考虑电源系统的抗干扰措施。根据上述考虑，使用隔离变压器供电方案来提高可编程控制器控制系统的可靠性。本设计采用了GLB型系列单相隔离变压器 50Hz 400V以下。1.5.5送料电动机的选择 根据机械系统的计算和变频器输出端的电压等级，三相交流异步电动机: 要求具有六个接线端,功率为0.30.4千瓦。1.5.6 电磁抱闸的选择 由于开卷机工作中，启动、停止频繁，转动惯量大，本设计采用了日本生产的ZW-OSAKI大崎电磁抱闸，在工作频率高的情况下线圈不会烧毁。工作频率为2000次每小时。并且制动力矩大，能在最短的时间控制系统停止。1.5.7 接触器的选择 变频器输入侧交流接触器的选择: 主触点的额定电流IKN只需大于或等于变频器的额定电流IN即可7 输出侧交流接触器的选择 主触点的额定电流IKN满足IKN=1.1IMN IMN为电动机 的额定电流1.5.8 断路器的选择 低压断路器的额定电流IQN=(1.31.4)IN IN变频器的额定电流1.5.9 触摸屏的选择 为了在设备工作中随时修改PLC程序和观察剪割矽钢的情况，为了降低成本在FX1S串行口接PLC触摸屏。借助串行口可方便地与其他PLC或上位机连成通信网络，控制系统工作更加方便、快捷，达到了集散型控制系统。第二章 硬件电路设计 2.1 剪板机机械布置剖面图2.2电气控制主电路2.3电路工作原理一、首先，按下SB1各线圈得点，KM2自锁，变频器和PLC接通电源 然后按下SB2开卷机通电工作，送出一定长度的矽钢，按下SB3，开卷机断电，电磁抱闸工作，停止开卷。人工牵引矽钢安装在送料机滚轮上，然后按下SB4送料机开始工作，矽钢的下料尺寸由PLC控制电机驱动滚轮控制，开卷机工作过程中，矽钢板到达地坑底部时，压下微动位置开关，开卷机断电停止工作。矽钢带被送料机送出，矽钢带抬起后，微动位置开关闭合，PLC中的定时器延时3分钟后，开卷机继续开始工作。在送料过程中如变频器出现故障时，30B和30C断开切断所有电源，设备停止运行，并且30A和30B闭合，同时灯光和声音报警器工作，提醒工作人员及时检查和维修。编码器要安装在与电机同轴旋转或与滚轮同轴旋转，本设计把编码器安装在电动机同轴上，旋转产生的脉冲数确定送料的长度，精确度可以达到+1mm或-1mm .把编码器的脉冲接到PLC输入端口，通过PLC内部高速计数器计算脉冲的数量确定送料长度，PLC电源经过隔离变压器连接，有效防止外界干扰。变频器选用了单相变频，主要是价格低，而且具有三相变频器的所有功能，输入为单相AC220V，输出为三相AC220V（所以三相电机的输入端电路我改接为三角形接法）。变频器与PLC连接端接了屏蔽线，有效防止外界干扰，变频器具有故障检测功能，出现故障会切断电源并且报警。PLC根据输入的脉冲数，当达到要求长度时控制变频器减速电机，频率到0时，同时经制动电阻制动电机，电机送出设定的长度停止送料。同时PLC输出端Y0工作，驱动接触器控制剪板机工作，当剪割机剪割完毕并回到原位。PLC驱动变频器继续送料，如此往复。当然在软件中设置了计数器，也就是剪割的矽钢板数，达到设定的数量，系统自动停止。系统具有断电保持功能，在重新通电是，系统接着停电时送出料的长度和数量继续工作。经过计算，精确度最低可以达到1mm。二、 定长横剪机组整条生产线工作的关键在于高速运动的钢板能精确定长,这实际上是一套位置自控系统(APC系统)。根据自控原理，一套好的APC系统必须满足以下几点： （1）必须用最短时间完成定位动作，并且定位精度符合要求； （2）工作过程中不应产生超调现象，系统应稳定； （3）控制计算机的算法应简单可靠。系统理想状态下的定位运动曲线如下图所示。整个运动过程应设计为：首先以最大加速度a1m加速到V=Vm，此时共运行距离S0；然后维持V=Vm,运行距离S1；从该处起，再以最大减速度a2m减速，运行距离S2=Vm*Vm/2a2m至V=V0其中a1m=a2m S0=S2整机联动控制与定位过程曲线紧密相关。（1）启动前，横剪机位于上限，输送辊道系统开机，位于A0之前；（2）启动时，导向装置、校平机、送料校直机、开卷机运转，至A1位置；（3）运行时，校平送料机运转至A2位置；（4）减速时，校平送料机减速，开卷机送出的料放入地坑，至A3处停车；（5）停车后，横剪机剪切，A3至A4段。但是这条理想曲线的实现将受到采样环节的精度、执行机构的响应滞后的影响。第三章 软件设计3.1 软件构成FX1S型PLC担负全线控制、运算、显示、报警任务。软件部分包含工况检索程序、手动调整程序、参数处理程序、标准定长联机程序、备用定长联机、工况显示报警程序等6个部分。为避免PLC运行时间过长，采用以工况检索、工况显示及报警程序组成的主程序循环检索，相应条件具备时转入相关子程序的模块结构，其程序框图如下所示。3.2 软件特点 实际操作中,首先通过手动调整使整条生产线处于自动待启动状态;然后用触摸屏进行定长、工作量等设置后，即可开机。全线自动工作，直至完成预设工作量或卷料用尽时，全线自动停机等待。操作者只需观察生产过程及上、下料情况。3.3梯形图 3.4 助记符语言LDI X3ANI X2MPSANI Y1OUT T0K 180LD X4OR Y0ANI T1ANI X5ANI C460OUT Y0LD Y0HSCRK 1000 C245OUT Y0LDI Y0ANI T1OUT Y2LD Y2OUT T1K 30LD Y2OUT C460K 66LD C460RST C460END第四章 主要电气的结构和原理4.1 可编程序控制器(PLC)基本组成 世界各国生产的可编程控制器外观各异,但作为工业控制计算机,其硬件结构大体相同,主要由中央处理器(CPU)、存储器（RAM、ROM）、输入输出器件（I/O接口）、电源及编程设备几大部分构成。PLC的硬件结构框图如下图所示。4.1.1 中央处理单元(CPU) 中央处理单元是可编程控制器的核心，它在系统程序的控制下，完成逻辑运算、数学运算、协调系统内部各部分工作等任务。可编程控制器中采用的CPU一般有三大类，一类为通用微处理器，如80286、80386等；一类为单片机芯片，如8031、8096等；另外还有位处理器，如AMD2900、AMD2903等。一般说来，可编程控制器的档次越高，CPU的位树也越多，运算速度也越快，指令功能也越强。现在常见的可编程机型一般多为8位或者16位机。为了提高PLC的性能，一台PLC可采用多个CPU。4.1.2 存储器 存储器是可编程控制器存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。和一般计算机一样，可编程控制器的存储器有只读存储器（ROM）和随机读写存储器（RAM）两大类，只读存储器是用来保存那些需永久保存，即使机器掉电后也需保存程序的存储器，一般为掩膜只读存储器和可编程电擦写只读存储器。只读存储器用来存放系统程序。随机读写存储器的特点是写入与擦除都很容易，但在掉电情况下存储的数据就会丢失，一般用来存放用户程序及系统运行中产生的临时数据，为了能使用户程序及某些运算数据在可编程控制器脱离外界电源后也能保持，在实际使用中都为一些重要的随机读写存储器配备电池或电容等掉电保护装置。 可编程控制器的存储器区域按用途不同，又可分为程序区及及数据区。程序区用来存放用户程序，一般有数千个字节。存放用户数据的区域一般要小一些。在数据区中，各类数据存放的位置都有严格的划分。由于可编程控制器是为熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用的，可编程控制器的数据单元都叫做继电器，如输入继电器、时间继电器、计数器等。不同用途的继电器在存储区中占有不同的区域。每个存储单元有不同的地址编号。4.1.3 输入输出接口 输入输出接口是可编程控制器和工业控制现场各类信号连接的部分。输入口用来接受生产过程的各种参数。输出口用来送出可编程控制器运算后得到的控制信息，并通过机外的执行机构完成工业现场的各类控制。由于可编程控制器在工业生产现场工作，对输入输出接口有两个主要的要求，一是接口有良好的抗干扰能力，二是接口能满足工业现场各类信号的匹配要求。可编程控制器为不同的接口需求设计了不同的接口单元，主要有以下几种。1. 开关量输入接口开关量输入接口的作用是把现场信号变成可编程控制器内部处理的标准信号。开关量输入接口按可接纳的外信号电源的类型不同分为直流输入单元和交流输入单元。（1）直流输入电路如下图所示， （2）交流/直流输入电路如下图所示，（3）交流输入电路如下图所示。 可以看出，输入接口中都有滤波电路及耦合隔离电路。滤波有抗干扰的作用，耦合有抗干扰及产生标准信号的作用。图交流输入电路中输入口的电源部分都画在了口外，这是分体式输入口的画法，在一般单元式可编程控制器中输入口都使用可编程本机的直流电源供电，不再需要外接电源。 2开关量输出接口 开关量输出接口的作用是把可编程内部的标准信号转换成现场执行机构所需的开关量信号。开光量输出接口按可编程机内使用的器件可分为继电器型、晶体管型及可控硅型。开关量输出电路图如下所示。开关量输出电路从上图中可以看出,各类输出接口中也都具有耦合电路.这里特别要指出的是，输出接口本身都不带电源，而且在考虑外驱动电源时，还虚考虑输出器件的类型。继电器式的输出接口可用于交流及直流两种种电源，但接通断开的频率低，晶体管式的输出接口有较高的接通断开频率，但只适用于直流驱动的场合，可控硅型的输出接口仅适用于交流驱动场合。3.模拟量输入接口模拟量输入接口的作用是把现场连续变化的模拟量标准信号转换成适合可编程序控制器内部处理的由若干位二进制数字表示的信号。模拟量输入接口接受标准模拟信号，无论是电压信号或是电流信号均可。这里标准信号是指符合国际标准的通用交互电压电流信号值，如4-20mA的直流电流信号，1-10V的直流电压信号等。工业现场中模拟量信号的变化范围一般是不标准的，在送入模拟量接口时一般都需经变换处理才能使用。下图是模拟量输入接口的内部电路框图。 模拟量信号输入后一般经运算放大器放大后进行A/D转换，再经光电耦合后为可编程控制器提供一定位数的数字量信号。4.模拟量输出接口模拟量输出接口的作用是将可编程控制器运算处理后的若干位数字量信号转换为相应的模拟量信号输出，以满足生产过程现场连续控制信号的要求。模拟量输出接口一般由光电隔离、D/A转换和信号驱动等环节组成，其原理框图如下图所示。模拟量输入输出接口一般安装在专门的模拟量工作单元上。5.智能输入输出接口为了适应较复杂的控制工作的需要，可编程控制器还有一些智能控制单元。如PID工作单元、高速计数器工作单元、温度控制单元等。这类单元大多是独立的工作单元，它们和普通输入输出接口的区别在于一般带有单独的CPU，有专门的处理能力。在具体的工作中，每个扫描周期智能单元和主机的CPU交换一次信息，共同完成控制任务。从近期的发展来看，不少新型的可编程控制器本身也带有PID功能及高速计数器接口，但它们的功能一般比专用单元的功能弱。4.1.4 编程器 可编程控制器的特点是其中的程序是可变更的,能方便地加载程序,也可方便地修改程序.编程设备就成了可编程控制器工作中不可缺少的设备.可编程控制器的编程设备一般有两类,一类是专用的编程器,有手持的、台式的，也有的可编程控制器机身上自带编程器。其中手持式的编程器携带方便，适合工业控制现场应用。另一类是个人计算机。在个人计算机上运行可编程控制器相关的编程软件即可完成编程任务。借助软件编程比较容易，一般是编好了以后再下载到可编程控制器中去。 编程器除了编程以外，一般都还具有一定的调试及监视功能，可以通过键盘调取及显示PLC的状态、内部器件及系统参数，它经过接口（也属于输入输出口的一种）与处理器联系，完成人机对话操作。 按照功能强弱，手持式编程器又可分为简易型及智能型两类。前者只能联机编程，后者既可联机编程又可脱机编程。所谓脱机编程是指在编程时，把程序存储在编程器本身存储器中的一种编程方式，它的优点是在编程及修改程序时，可以不影响PLC机内原有程序的执行。它还可以在远离主机的异地编程后再到主机所在地下载程序。4.2 可编程序控制器的基本工作原理 可编程序控制器的工作原理与计算机的工作原理基本上是一致的，可以简单地表述为在系统程序的管理下，通过运行应用程序完成用户任务。但个人计算机与PLC的工作方式有所不同，计算机一般采用等待命令的工作方式。如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式。当键盘有键按下或I/O口有信号输入时则中断转入相应的子程序。而PLC在确定了工作任务，装入了专用程序后成为一种专用机，它采用循环扫描工作方式，系统工作任务管理及应用程序执行都是循环扫描方式完成的。4.2.1 分时处理及扫描工作方式 PLC系统正常工作所要完成的任务如下：（1） 计算机内部各工作单元的调度、监控。（2） 计算机与外部设备间的通讯。（3） 用户程序所要完成的工作。 这些工作都是分时完成的。每项工作又都包含着许多具体的工作。如用户程序的完成又可分为以下3个阶段。（1） 输入处理阶段，也叫输入采样阶段。在这个阶段中，可编程序控制器读入输入口的状态，并将它们存放在输入状态暂存区中。（2） 程序执行阶段。在这个阶段中，可编程控制器根据本次读入的输入数据，依用户程序的顺序逐条执行用户程序。执行的结果均存储在输出信号暂存区中。（3） 输出处理阶段。也叫输出刷新阶段。这是一个程序执行周期的最后阶段。可编程序控制器将本次执行用户程序的结果一次性地从输出状态暂存区送到各个输出口，对输出状态进行刷新。 这3个阶段也是分时完成。为了连续地完成PLC所承担的工作，系统必须周而复始地依一定的顺序完成这一系列的具体的工作，这种工作方式叫做循环扫描工作方式。4.2.2扫描周期及PLC的两种工作状态 PLC有两种基本的工作状态，即运行（RUN）状态与停止（STOP）状态。运行状态是执行应用程序的状态。停止状态一般用于程序的编制与修改。下图给出了运行和停止两种状态PLC不同的扫描过程。由图可知，在这两个不同的工作状态中，扫描过程所要完成的任务是不尽相同的。 PLC在运行工作状态时，执行一次如下图所示的扫描操作所需的时间称为扫描周期，其典型值为1-100ms。以OMRON公司C系列的P型机为例，其内部处理时间为1.26ms;执行编程器等外部设备命令所需的时间为1-2ms（外接外部设备时该时间为零）；输入、输出处理的执行时间小于1ms。指令执行所需的时间与用户程序的长短，指令的种类和CPU执行速度有很大关系，PLC厂家一般给出执行1K条基本逻辑指令所需的时间。某些厂家在说明书中还给出了执行各种指令所需的时间。一般来说，一个扫描过程中，执行指令的时间占了绝大部分。4.2.3 输入/输出滞后时间 输入/输出滞后时间又称为系统响应时间，指PLC外部输入信号发生变化的时刻起至它控制的有关外部信号发生变化的时刻止之间的间隔，它由输入电路的滤波时间、输出模块的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间3部分所组成。 输入模块的RC滤波电路用来滤除由输入端引入的干扰躁声，消除时间常数决定了输入滤波时间的长短，其典型值为10ms左右。 输出模块的滞后时间与模块开关元件的类型有关：继电器型输出电路的滞后时间一般最大值在10ms左右；双向可控硅型输出电路的滞后时间在负载被接通时的滞后时间约为1ms,负载由导通到断开时的最大滞后时间10ms;晶体管型输出电路的滞后时间一般在1ms左右。 下面分析由扫描工作方式引起的滞后时间。在下图梯形图中的X0是输入继电器，用来接收外部输入信号。波形图中最上一行是X0对应的经滤波后的外部输入信号的波形。Y0、Y1、Y2是输出继电器，用来将输出信号传送给外部负载。下图中X0和Y0、Y1、Y2的波形表示对应的输入/输出映象寄存器的状态，高电平表示“1”状态，低电平表示“0”状态。上图中输入信号在第一个扫描周期的输入处理阶段之后才出现，所以在第一个扫描周期内各映响寄存器均为“0”状态。 在第二个扫描周期的输入处理阶段，输入继电器X0的映象寄存器变为“1”状态。在程序执行阶段，由梯形图可知，Y1、Y2依次接通，它们的映象寄存器都变为“1”状态。 在第三个扫描周期的程序执行阶段，由于Y1的接通使Y0接通。Y0的输出映象寄存器变为“1”状态。在输出处理阶段，Y0对应的外部负载被接通。可见从外部输入触点接通到Y0驱动的负载接通，响应延迟最长可达两个多扫描周期。 交换梯形图中第一行和第二行的位置，Y0的延迟时间将减少一个扫描周期，可见这种延迟时间可以使用程序优化的方法减少。PLC总的响应延迟时间一般只有数十毫秒，对于一般的控制系统是无关紧要的。但也有少数系统对响应时间有特别的要求，这时就需选择扫描时间的PLC，或采取使输出与扫描周期脱离的控制方式来解决。4.3 三菱PLC FX1S 4.3.1 FX1S引脚图4.3.2 FX1S的各种参数变频器的内部原理框图4. 4 变频器与外部连接的端子 变频器与外部连接的端子分为主电路端子和控制电路端子，下图为单相变频器的连接端子图。1. 主电路端子变频器通过主电路端子与外部连接，主电路端子及功能见下表。使用主电路端子进行连接时应注意以下几点：1）R、T主电路电源输入端子，经接触器和断路器与电源连接。2）变频器的保护功能动作时，继电器的常闭触电点控制接触器电路，会使接触器断开，从而切断变频器的主电路电源。表 变频器的主电路端子及其功能端子符号端子名称功能说明R、T交流电源输入端子连接单相交流电源U、V、W变频器输出端子连接三相电动机P1、P+直流电抗器连接端子改善功率因数和抗干扰P+、DB外部制动电阻器连接端子连接外部制动电阻P+、N制动单元连接端子连接外部制动单元PE变频器接地端子变频器机壳接地3）不应以主电路的通断来操作变频器的运行、停止。需用控制面板上的运行键(RUN)和停止键(STOP)或用控制电路端子FWD(REV)来操作。4）变频器输出端子U、V、W直接接至三相电动机上，当旋转方向与设定不一致时，可以调换U、V、W三相中的任意两相。当电动机设置有变频和工频两种工作状态，电动机前应串接热继电器。5）变频器的输出端子不要连接到电力电容器或浪涌吸收器上。6）直流电抗器连接端子P1、P+是连接改善功率因数用直流电抗器的端子。出厂时接有短路片，对于30KW以上的变频器需配置直流电抗器，在连接直流电抗器时，请卸掉短路片后再连接。7）连接外部制动电阻用端子P+、DB，变频器内部装有制动电阻接在P+和DB端子上。按产品说明书要求和实际工作状况，当起动频繁或带位能负载时，内装的制动电阻可能会容量不够，此时需要卸下内部制动电阻，改为外部电阻。对于大功率机型，除外接制动电阻外，还要对制动特性进行控制以提高制动能力。这时，需增设用电力晶体管控制的制动单元连接于P+、N端子。制动电阻配线采用双绞线，且长度在5m以下。若不用变频器P+和N端子，则应使其开路，如果短路或直接接入制动电阻，则会损坏变频器。8）从安全及降低噪声的需要出发，为防止漏电和干扰侵入或辐射出去，必须接地。根据电气设备技术标准规定，接地电阻应小于10欧，且用较粗的短线接到变频器的专用接地端子PE上。当变频器和其他设备，或有多台变频器一起接地时，每台设备应分别和地相连接，而不允许将一台设备的接地端和另一台设备的接地相连接后再接地，如下图所示。多台变频器的接地4. 5 变频器的主要功能及预置1.加速时间 变频起动时，起动频率可以很低，加速时间可以自行给定，这样就能有效地解决起动电流和机械冲击的问题。 加速时间是指工作频率从0Hz上升至基本频率fb所需要的时间，各种变频器都提供了在一定范围内可任意给定加速时间的功能。用户可根据拖动系统的情况自行给定一个加速时间。加速时间越长，起动电流就越小，起动也越平缓，但却延长了拖动系统的过度过程，对于频繁起动的机械来说，将会降低生产效率。因此给定加速时间的基本原则是在电动机的起动电流不超过允许值的前提下，尽量地缩短加速时间。由于影响加速过程的因素是拖动系统的惯性（数值上用飞轮力矩GD*GD来表示），故系统的惯性越大，加速难度就越大，加速难度就越大，加速时间也应该长一些。但在具体的操作过程中，由于计算机非常复杂，可以将加速时间先设置的长一些，观察起动电流