MM420变频器报告.doc

实习报告目 录实验一 变频器的操作面板的使用.1实验二 变频器的外部端子控制实验.6实验三 变频器的多段速控制实验.8实验四 PLC控制变频器实现多段速控制.10心得体会.11附录.12实验一 变频器的操作面板的使用1 实验目的1.1 熟悉变频器的操作面板的使用方法；1.2 熟悉变频器的功能参数设置；1.3 掌握变频器的正反转、点动以及频率调节的方法。2 实验原理 变频器MM420系列（MICROMASTER420）采用高性能的V/f控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具有很强的过载能力，以满足广泛的应用场合。对于变频器的应用，必须先熟悉变频器的操作面板，再根据实际应用场合，对变频器的各种功能参数进行设置。变频器可分为四个部分。通用变频器由主电路和控制回路组成。给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，称为主电路。主电路包括整流器、中间直流环节（又称平波回路）、逆变器。（1）整流器：它的作用是把工频电源变换成直流电源；（2）平波回路（中间直流环节）：由于逆变器的负载为异步电动机，属于感性负载。无论电动机处于电动状态还是发电状态，起始功率因数总不会等于1.因此，在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换，这种无功能量要靠中间直流环节的储能元件-电容器或电感器来缓冲，所以中间直流环节实际上是中间储能环节。（3）逆变器：与整流器的作用相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率。逆变器的结构形式是利用6个半导体开关器件组成的三相桥式逆变器电路。通过有规律的控制逆变器中主开关的导通和断开，可以得到任意频率的三相交流输出波形。（4）控制回路：控制回路常由运算电路、检测电路、控制信号的输入、输出电路，驱动电路和制动电路等构成。其主要任务是完成对逆变器的开关控制，对整流器的电压控制，以及完成各种保护功能。控制方式有模拟控制或数字控制。 图1 基本操作板BOP图2 硬件实物图图3变频器方框图下表1说明如何改变参数P1000=1的过程为例，来介绍通过基本操作面板(BOP)修改设置参数的流程。修改参数时，BOP有时显示P-，表示变频器正忙于处理优先级更高的任务。表1 基本操作面板(BOP)修改设置参数流程操作步骤BOP显示结果1按键，访问参数2按键，直到显示P10003按键，直到显示in000，即P1000的第0组值4按键，显示当前值25按键，达到所要求的值16按键，存储当前设置7按键，显示r00008按键，显示频率3 实验器材西门子MM420变频器、异步电动机/水泵、电气控制柜、电工工具（1套）、连接导线若干等。4 实验内容及步骤由于所用的设备的不同，所用的异步电动机与水泵的性能参数不尽相同，电梯系统的异步电机的参数为：额定电压220V、额定电流0.38A、额定功率40W、额定频率50Hz、额定转速1350rpm。恒压供水系统的水泵参数为：额定电压220V、额定电流0.92A、额定功率180W、额定频率50Hz、额定转速2800rpm。请根据所选用的设备对变频器进行相应的参数调节，否则电机不能正常运行。4.1 参数设置由于变频器参数繁多，在实验之前先将变频器的全部参数复位为工厂的缺省设置值，已避免之前实验改动参数值。设置方法为：设定P0010=30；设定P0970=1。（1）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。电动机参数设置见表2。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，以异步电机为例。表2 电动机参数设置参数号出厂值设置值说明P000311设定用户访问级为标准级P001001快速调试P010000功率以KW表示，频率为50HzP0304230220电动机额定电压（V）P03053.250.38电动机额定电流（A）P03070.750.04电动机额定功率（KW）P03105050电动机额定频率（Hz）P031101350电动机额定转速（r/min）P390003只进行电动机数据的计算（2） 设置面板操作控制参数。表3列出需设置的相关参数，填写下表设置值，使变频器按操作面板控制，实现下述运行操作。表3 面板基本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P001000正确地进行运行命令的初始化P000407命令和数字I/OP070021由键盘输入设定值（选择命令源）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)P1040520设定键盘控制的频率值(Hz)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）4.2 变频器运行操作（1） 变频器启动：在变频器的前操作面板上按运行键，变频器将驱动电动机升速，并运行在由P1040所设定的20Hz频率对应的540r/min的转速上;（2） 正反转及加减速运行：电动机的转速（运行频率）及旋转方向可直接通过按前操作面板上的增加键/减少键（/）来改变;（3） 点动运行：按下变频器前操作面板上的点动键，则变频器驱动电动机升速，并运行在由P1058所设置的正向点动10Hz频率值上。当松开变频器前面板上的点动键，则变频器将驱动电动机降速至零。这时，如果按下一变频器前操作面板上的换向键，在重复上述的点动运行操作，电动机可在变频器的驱动下反向点动运行;（3） 电动机停车：在变频器的前操作面板上按停止键，则变频器将驱动电动机降速至零。实验二 变频器的外部端子控制实验1. 实验目的及原理掌握MM420变频器基本参数的输入方法，MM420变频器输入端子的操作控制方式。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，这样可大大提高了生产过程的自动化程度。（1） MM420变频器有3个数字输入端口，具体如图2-1所示。图4 MM420变频器的数字输入端口（2） 数字输入端口功能MM420变频器的3个数字输入端口（DIN1-DIN3），即端口“5”、“6”、“7”，每一个数字输入端口功能很多，根据需要进行设置（见附录1）。参数号P0701-P0703为与端口数字输入1功能至数字输入3功能，每一个数字输入功能设置参数值范围均为0-99，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4。表4 MM420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2. 实验器材西门子MM420变频器一台、异步电动机一台、断路器一个、自锁按钮三个、导线若干、通用电工工具一套等。3. 实验内容和步骤3.1 按要求接线变频器外部运行操作接线如图3所示。3.2 参数设置用自锁按钮SB1和SB2，外部线路控制MM420变频器的运行，实现电动机正转和反转控制，SB3实现电动机点动功能。其中端口“5”（DIN1）设为正转控制，端口“6”（DIN2）设为反转控制，端口“7”（DIN3）设为正向点动。对应的功能分别由P0701、 P0702和P0703的参数值设置。接通断路器QS，在变频器在通电的情况下（变频器没有主电源开关，因此当电源电压接通时变频器就已带电），完成相关参数设置，具体设置见表5。表5 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/OP070111ON接通正转，OFF停止P070212ON接通反转，OFF停止P0703910正向点动3.3 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540r/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540r/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：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270r/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；（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。 实验三 变频器的多段速控制实验1.实验目的及原理掌握变频器多段速频率控制方式，变频器的多段速运行操作过程。多段速功能，也称作固定频率，在有些工业生产中需要几段固定频率的设定，本变频器提供了7个固定频率供用户选择。在设置参数P1000=3的条件下，用开关量端子选择固定频率的组合，实现电动机多段速度运行模式。选择固定频率的办法：二进制编码十进制数（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。各个固定频率的数值根据下表6选择：表6 二进制编码十进制数（BCD码）选择DIN1DIN2DIN3不激活不激活不激活OFF激活不激活不激活FF1P1001不激活激活不激活FF2P1002激活激活不激活FF3P1003不激活不激活激活FF4P1004激活不激活激活FF5P1005不激活激活激活FF6P1006激活激活激活FF7P1007为了使用固定频率功能，需要用P1000选择固定频率的操作方式。2.实验器材西门子MM420变频器一台、异步电动机一台、断路器一个、自锁按钮三个、导线若干、通用电工工具一套等。3.实验内容及步骤在“直接选择”的操作方式（P0701-P0703=15）下，还需要一个ON命令才能使变频器运行，这里以（P0701-P0703=17）“二进制编码的十进制数（BCD码）选择+ON命令”。3.1 恢复出厂设置，并进行快速调试（P0010=1）根据电动机铭牌写入相关参数；3.2 P1001设定为10Hz，P1002设定为15Hz，P1003设定为20Hz，P1004设定为25Hz，P1005设定为30Hz，P1006设定为35Hz，P1007设定为40Hz（附录3参数说明表P1001-P1007）；3.3 闭合数字输入端5的开关，电动机将10Hz（P1001=10）的频率下运行，可以通过3个数字输入端上的开关闭合和断开的不同排列调出七种不同的速度；3.4 将数字输入端5、6、7分别设定为低速，中速，高速（频率自行设定），其频率值通过设定P1001、P1002、P100的数值来实现。图5 3段频率运行特性记录下设置的参数数值。表7 参数设置表参数号设置值P00031P00100P01007P0304220P03050.38P03070.04P031050P03111350P07002P070117P070217P070317P10003P100110P100215P100320P100425P100530P100635P100740 实验四 PLC控制变频器实现多段速控制1.实验目的及原理熟练掌握变频器的多段速运行操作过程，掌握PLC通过外部端子方式控制变频器。结合实验三变频器的多段速控制实验，使用PLC代替自锁按钮的作用，在PLC的输入段接入两个开关SA1和SA2，分别用于启动和停止变频器的多段速运行程序，自动实现变频器的3段不同的速度。2.实验器材西门子MM420变频器一台、S7-200 PLC、异步电动机一台、开关两个、导线若干、通用电工工具一套等。3.实验内容及步骤3.1 按要求接线变频器外部运行操作接线如图6所示。图6 变频器外部运行操作接线3.2 变频器参数设定根据实验三的内容设置变频器的参数，可实现3个数字输入端口使能有效。3.3 PLC程序编写在PLC上编写程序，用于实现三段速控制要求：按下开关SA1，启动程序使变频器开始按照低速10Hz频率控制电动机运行，5s后加速到中速频率20Hz运行，5s后再加速到高速频率30Hz运行，5s后自由停车，运行频率如图8所示；按下开关SA2可使变频器在运行过程中停止控制电动机。图7 3段频率运行特性对应的使用输入端口为I0.0、I0.1输出端口Q0.2、Q0.5、Q0.6，其中Q0.2是控制继电器给变频器供电使用的，所以通过两个数字输入端实现3段速控制电动机运行。表8 I/O地址分配表I0.0启动按钮Q0.0启动按钮指示灯I0.1停止按钮Q0.1停止按钮指示灯Q0.2变频器供电指示灯Q0.5中速段运行指示灯Q0.6高速段运行指示灯心得体会 两周的变频调速实验结束了，让我收获了不少。变频调速是最有发展前途的一种交流调速方式。目前，变频器在各个行业都有广泛的应用。实训让我对变频器、PLC梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解。更为重要的是为接下来的的“基于PLC的电梯控制系统及监控组