变频器的运转指令方式

1 变频器的运转指令方式变频器的运转指令方式 变频器的运转指令方式是指如何控制变频器的基本运行功能 这些功能包括启动 停止 正转与反转 正向电动与反向点动 复位等 与变频器的频率给定方式一样 变频器的运转指令方式也有操作器键盘控制 端 子控制和通讯控制三种 这些运转指令方式必须按照实际的需要进行选择设置 同时 也可以根据功能进行相互之间的方式切换 1 操作器键盘控制操作器键盘控制 操作器键盘控制是变频器最简单的运转指令方式 用户可以通过变频器的操作器 键盘上的运行键 停止键 点动键和复位键来直接控制变频器的运转 操作器键盘控制的最大特点就是方便实用 同时又能起到报警故障功能 即能够 将变频器是否运行或故障或报警都能告知给用户 因此用户无须配线就能真正了解到 变频器是否确实在运行中 是否在报警 过载 超温 堵转等 以及通过 led 数码和 l cd 液晶显示故障类型 按照前面一节的内容 变频器的操作器键盘通常可以通过延长线放置在用户容易 操作的 5m 以内的空间里 同理 距离较远时则必须使用远程操作器键盘 在操作器键盘控制下 变频器的正转和反转可以通过正反转键切换和选择 如果 键盘定义的正转方向与实际电动机的正转方向 或设备的前行方向 相反时 可以通 过修改相关的参数来更正 如有些变频器参数定义是 正转有效 或 反转有效 有些 变频器参数定义则是 与命令方向相同 或 与命令方向相反 对于某些生产设备是不允许反转的 如泵类负载 变频器则专门设置了禁止电动 机反转的功能参数 该功能对端子控制 通讯控制都有效 2 端子控制端子控制 2 1 基本概念 端子控制是变频器的运转指令通过其外接输入端子从外部输入开关信号 或电平 信号 来进行控制的方式 这时这些由按钮 选择开关 继电器 plc 或 dcs 的继电器模块就替代了操作器 键盘上的运行键 停止键 点动键和复位键 可以在远距离来控制变频器的运转 2 图 1 端子控制原理 在图 1 中 正转 fwd 反转 rev 点动 jog 复位 reset 使能 enable 在实际变 频器的端子中有三种具体表现形式 1 上述几个功能都是由专用的端子组成 即每个端子固定为一种功能 在实际 接线中 非常简单 不会造成误解 这在早期的变频器中较为普遍 2 上述几个功能都是由通用的多功能端子组成 即每个端子都不固定 可以通 过定义多功能端子的具体内容来实现 在实际接线中 非常灵活 可以大量节省端子 空间 目前的小型变频器都有这个趋向 如艾默生 td900 变频器 3 上述几个功能除正转和反转功能由专用固定端子实现 其余如点动 复位 使能融合在多功能端子中来实现 在实际接线中 能充分考虑到灵活性和简单性于一 体 现在大部分主流变频器都采用这种方式 2 2 正转和反转 由变频器拖动的电动机负载在实现正转和反转功能非常简单 只需改变控制回路 或激活正转和反转 即可 而无须改变主回路 a 控制方法一 b 控制方法二 图 2 正反转控制原理 3 常见的正反转控制有两种方法 如图 2 所示 fwd 代表正转端子 rev 代表反转端 子 k1 k2 代表正反转控制的接点信号 0 表示断开 1 表示吸合 图 2 a 的方法中 接通 fwd 和 rev 的其中一个就能正反转控制 即 fwd 接通后正转 rev 接 通后反转 若两者都接通或都不接通 则表示停机 图 2 b 的方法中 接通 fwd 才能正反转控制 即 rev 不接通表示正转 rev 接通表示反转 若 fwd 不接通 则表 示停机 这两种方法在不同的变频器里有些只能选择其中的一种 有些可以通过功能设置 来选择任意一种 但是如变频器定义为 反转禁止 时 则反转端子无效 变频器由正向运装过渡到反向运转 或者由反向运转过渡到正向运转的过程中 中间都有输出零频的阶段 在这个阶段中 设置一个等待时间 即称为 正反转死区时 间 如图 3 所示 图 3 正反转死区时间 2 3 二线制和三线制控制模式 所谓三线制控制 就是模仿普通的接触器控制电路模式 当按下常开按钮 sb2 时 电动机正转启动 由于 x 多功能端子自定义为保持信号 或自锁信号 功能 松开 sb2 电动机的运行状态将能继续保持下去 当按下常闭按钮 sb1 时 x 与 com 之间 的联系被切断 自锁解除 电动机停止运行 如要选择反转控制 只需将 k 吸合 即 rev 功能作用 反转 三线制控制模式的 三线 是指自锁控制时需要将控制线接入到三个输入端子 与 此相对应的就是以上讲述的 二线制 控制模式 三线制控制模式共有两种类型 如下图 4a 和图 4b 两者的唯一区别是右边一种 可以接收脉冲控制 即用脉冲的上升沿来替代 sb2 启动 下降沿来替代 sb1 停 止 在脉冲控制中 要求 sb1 和 sb2 的指令脉冲能够保持时间达 50ms 以上 否 则为不动作 4 a 控制方法一 b 控制方法二 图 4 三线制端子控制 2 4 点动 端子控制的点动命令将比键盘更简单 它只要在变频器运行的情况下 无论正转 还是反转 都能设置单独的两个端子来实现正向点动和反向点动 其点动运行频率 点动间隔时间以及点动加减速时间跟键盘控制和通讯控制方式下相同 均可在参数 内设置 2 5 操作器 stop 键的功能 在进行端子控制时 变频器的操作器键盘的大部分运转功能键都没有作用 但对 于 stop 键却还可以选择是否有效 至于 stop 键是否有效必须基于用户的具体情况 1 如果变频器拖动的电动机在其运行过程中不允许随意停机 只能通过现场停止按 钮由现场人员进行停机操作时 则需定义操作器 stop 键无效 2 如果现场控制按钮离开变频器本体较远 而一旦出现变频器异常情况或电动机异 常 用户可以从变频器的操作器键盘直接停机的话 或者需要定义操作器键盘 stop 键为紧急停止按钮 则需定义操作器 stop 键有效 3 许多变频器的操作器 stop 键与 reset 常常为同一个键 而且用户需要在变频 器异常停机后 需要在故障出现时直接从操作器键盘复位 则同样需定义操作器 stop 键有效 2 6 数字量输入端子 数字量输入端子是用于控制输入变频器运行状态的信号 这些信号包括待机准备 运行 故障以及其他与变频器频率有关的内容 这些数字开关量信号 除固定端子 正转 反转和点动 外 其余均为多功能数字量输入端子 常见的数字量输入端子都采用光电耦合隔离方式 且应用了全桥整流电路 如下 图 5 pl 是数字量输入 fwd 正转 rev 反转 xi 多功能输入端子的公共端子 流经 pl 端子的电流可以是拉电流 也可以是灌电流 5 图 5 数字量输入结构示意 数字量输入端子与外部接口方式非常灵活 主要有以下几种 1 干接点方式 它可以使用变频器内部电源 也可以使用外部电源 9 30vdc 这种方式常见于按钮 继电器等信号源 2 源极方式 当外部控制器为 npn 型的共发射极输出的连接方式时 为源极方 式 这种方式常见于接近开关或旋转脉冲编码器输入信号 用于测速 计数或限位动 作等 3 漏极方式 当外部控制器为 pnp 型的共发射极输出的连接方式时 为源极方 式 这种方式的信号源与源极相同 多功能数字量输入端子的信号定义包括多段速度选择 多段加减速时间选择 频率 给定方式切换 运转命令方式切换 复位和计数输入等 综合各类变频器的输入定义 具体有以下主要参数 2 6 1 带切换或选择功能的输入信号 1 多段速选择 通过选择这些功能的端子 on off 组合 最多可以定义 4 种 二 个输入端子 或 8 种 二个输入端子 或 16 种 四个输入端子 速度的运行曲线 2 多种加减速时间的选择 通过选择相应数字量输入端子的 on off 组合 最多 可以定义 2 种 一个输入端子 或 4 种 二个输入端子 的加减速时间值 3 多种频率给定方式的选择 通过选择相应数字量输入端子的 on off 组合 可 以选择操作器键盘给定 接点给定 模拟量给定 脉冲给定 通讯给定的一种 或者 进行运行时的切换选择 有些变频器还增加了提供同一种给定方式下不同通道的选择 功能 如一台变频器通常有 2 3 模拟量通道 2 个脉冲输入通道以及几个接点通道 为了在同一频率给定方式下不同通道的输入选择 就必须进行第二次选择 4 运转命令方式的选择 通过选择相应数字量输入端子的 on off 组合 可以选 择操作器键盘控制 端子控制和通讯控制的切换或选择 有些变频器还能提供强制信 号电平 保证运行命令的及时性 5 多段闭环 pid 给定值的选择 通过选择相应数字量输入端子的 on off 组合 最多可以定义 2 种 一个输入端子 或 4 种 二个输入端子 或 8 种 三个输入端子 的闭环给定值 6 2 6 2 计数或脉冲输入信号 多功能输入端子能够接受脉冲输入信号 这些脉冲信号可以用于计数 也可以用于 复位等命令 具体可定义为以下内容 1 计数器清零信号 即对变频器的内置计数器进行清零操作 2 计数器触发信号 该使能信号允许变频器对该数字量输入端子进行计数 脉 冲的最高频率大约在几百个赫兹左右 掉电时可以存储记忆当前计数值 3 外部复位输入 当变频器发生故障报警后 通过该端子的定义 对变频器故 障进行复位 其作用与操作器键盘的 reset 复位键一致 4 摆频状态复位 当选择变频器的摆频功能时 无论是自动投入还是手动投入 闭合该端子将清楚变频器内部记忆的摆频状态信息 断开该端子 摆频重新开始 5 简易程序控制方式下的停机状态复位 在简易程序控制下的停机状态中 该 功能端子有效时将清楚简易程序停机时记忆的运行阶段 运行时间 运行频率等信息 6 三线制定义 具体可以见前面章节 7 接点给定方式 可以在定义频率给定方式为接点给定后 定义两个端子为 up 或 down 功能 2 6 3 其他运行输入信号 1 变频器运行禁止 该端子有效时 运行中的变频器则自由停车 若是在待机 状态 则禁止起动 本功能主要用于需要安全联动的场合 2 外部停机命令 该端子有效时 则无论变频器处于什么运转模式状态或是什 么运转给定通道中 都会按照预先定义的停机方式进行停机 它与 1 的区别在于停 机方式不同 后者只能是自由停车 3 外部设备故障的常开或常闭信号输入 通过该端子可以输入外部设备的故障 信号 便于变频器对外部设备进行故障监视 变频器在接到外部设备故障信号后 可 显示 外部故障 该故障信号可以是常开 也可以是常闭输入方式 4 外部中断的常开或常闭信号输入 变频器在运行过程中 接到外部中断信号 后 封锁输出 以零频运行 一旦外部中断信号解除 变频器自动转为跟踪起动 恢 复运行 其输入信号也可以是常开和常闭两种输入方式 它与 3 的区别在于外部中 断不会引起变频器的报警 中断解除后还能正常运行 5 停机直流制动输入指令 用外部控制端子对停机过程中的电动机实施直流制 动 实现电动机的紧急停车和精确定位 6 简易程序控制暂停指令 用于对运行中的简易程序控制实现暂停控制 该端 子有效时则以零频运行 简易程序控制不计时 该端子命令无效后 变频器自动转为跟 踪起动 继续简易程序运行 7 加减速禁止指令 保持电动机不受任何外来信号的影响 除停机命令外 维 持当前转速运转 8 正转点动和反向点动 通过端子的 on off 动作 让变频器按点动频率运行的 功