变频器ACS550-01调试

1、序言：初次接触工控的人对其都会感到很神 秘，许许多多的自动控制，错综复杂的联锁 及很多高新的电气元器件，让人无从下手。 其实我们只需掌握一些基本的知识， 分解各 个部件，了解各部件的性能及要点，然后再 整合起来，就清晰多了。 整个工控的组成好似人体一样，一般有：大 脑（DCS）,神经中枢（网络），躯干（PLC）, 手脚（现场执行器） ，五观（现场传感器） 。 今天我为大家谈谈现场执行器中的一个工 控中常用的电气部件 变频器。 变频器由 于其本身具有可调速及节能的重要特性, 在 近几年发展很快,广泛应用于各邻域。对于 品种繁多的变频器和其本身内部各参数之 多,我们往往第一次接触会感到无从下手,

2、但我们可以从各种变频器的共性中学习, 掌 握一种变频器,举一反三就能从而了解各种 变频器的应用。 下面我就用一种常用的变频器 ABB-ACS550 给大家讲解其在实际工作中 的应用。一、安装： 打开包装我们首先要查看的是选用的变频 器功率是否与配套的电机功率一致， 要求是 变频器功率淘机功率，否则变频器因功率 不足带不起负荷而烧坏。 变频器上一般会有 如下标签： 表示该变频器输入要求电压为 3 相 380 电 压，频率 50HZ ，其上边的数字是一个适用 范围，我们一般不用理会，因为国内的电压 等级均满足其要求。输出电压为 0 至 380V ， 3 相交流，电流为 6.9A ，也就是能带 3K

3、W 左右的电机，频率可调 0-500Hz ，一般我们 应用中最大也只有 60Hz。一般变频器要求安装在无尘，无水气，无 腐蚀的环境中，并在变频器本身上下左右周 围留有一定的空间，有利散热。条件好的话 最好能安装在特定的配电房内， 并配有恒温 设备，因为变频器本身也有发热，其电子元 件会受温度的影响， 如果其散热片上积尘多 散热不好的话，会加剧变频器的损坏。由于变频器本身是个干拢源， 所以它产生 的电磁干拢对其周围会有一定的影响，由其是对周围有DCS, PLC这种高精度工控设备 更要注意安装中的每一环节。其解决方法 有：1、在电源输入侧加装电抗器，现在有些变 频器在设计时已经在输入端加入了抗干拢

4、 的电抗器，可以在订购时加以注意。2、在电源输出侧，即电机电缆选用带屏蔽 的三芯或四芯对称电缆， 其优点是电缆上的 电磁干拢是对称的，相互加以抵消，如以下 图示：3、控制电缆选用屏蔽双绞线，如图所示:IHIIIIIIIIKIISflF. JlC.'lDJDTDQbDI-InpU1 >360. .480 VB.3 A i1 S.-t A46. 63 HzOutputlw/BJA/6 9 Ab 0 . SCO HzACS550-01-0SA&推荐（CE & CTck廿称星抚电境：带毎获婀三芯电绽、再 亦阖柚瓶时称的PE导沐4、电缆屏蔽层在变频侧接 CE端，变频器的PE

5、、 CE 单独接地。电缆布线时，控制电缆 与动力电缆分开，至少不小于 20Cm 距离。 注意控制电缆的模拟量与开关量不用同一 电缆。二、接线：1、电源的进线接变频器的 U1、V1 、W1， 电缆接地线接PE;电机电缆接变频器的 U2、V2、W2 ,电缆接地线接PE;变频器的GND接地;如果电机需要快速停机的话，需要变 频器的R+、R-侧接止动电阻，上边有短接 线的并拆除。如图：2、数字输入控制常有开关、 继电器等发出 信号至变频器，其连接需按实际应用要求， 一般有二种接线，如图：子ii断起眾I!-RS. RfiGNID制话无"IIS'.o0fJ2r V2. W 即Mt l|U

6、 (ULV1.W1)wr.*um-Ul E gk. * fl- UDC U2 ¥1 «NPN债也咬訥型)X1 )0+24VI11GNDt2DCOMDlit4 t2tShDiT旃017DI51&1'w*24V11iGND12DCOM13Dlljr t114DI2L1513祐DM-L-_Jtr；DI518'016X1123 AGNDSCRaTFX110V1SCR2AI13AGNDA» Qkh.10 V>l2 0l4 K.2O mA注意：按以上不同方式连接时，有些品牌的 变频器会要求在变频上有跳针设置。常用的连接线有，变频器启动信号，变频器

7、 停止信号（有些启停是同一输入点，接通启 动，断开停止），变频器正转信号，变频器 反转信号（正转信号往往与启动是同一信 号），变频器多段速度信号（如低速、中速、 高速分三个输入信号接入）ABB-ASC550出厂默认DI1为启停信号（接 通启动，断开停止）DI2为正反转信号（接通为反转，断开为正转）3、模拟输入信号接线分电压型，电流型， 及可变电阻信号输入，如图连接；可变电阻信号 输入电压信号输 入电流信号输入连接 AI1、AGND、10V屏蔽线接SCR连接AI1、AGND屏蔽线接SCR 输入0-10V连接 AI2、AGND屏蔽线接SCR输入 4-20mA 或 0-20mA有些变频器会 有跳针选

8、择注意：选择AI1或AI2输入会有跳针选择，ABB-ACS550出厂设定为 AI1为电压信 号，AI2为电流信号，你可以自己加以设定 重新选择。4、数字开关量输出信号一般用于输出变频 器的状态信号，如变频器准备好信号、运行 信号、故障信号。 ABB-ACS550 变频器出厂 默认如图：各输出端可以编程设置，设置参见 1041 参数。5 、 模拟量输出信号连接，一般变送为4-20mA 用于输出变频器的电流值、频率值 给 DCS， PLC。接线如图所示：ABB-ACS550 变频器出厂默认 AO1 为电流 模拟信号， AO2 为频率模拟信号， AGND 为 公共端，接线接 7、9 或 8、 9 接

9、线端子。输 出端子参数可设定。三、参数设定：参数设定是用好变频器的 关健，在一个变频器中有几百个参数，但往 往我们实际应用中只会用到最多几十个的 参数，下面我就按通用的参数加以讲解，而 这几个最基本的参数对各品牌的变频品同 样适用，只是参数号不一样而已。1、学会变频器操作面板的使用： 各种变频的操作面板不完全一样， 但基本功 能相类似，一般面板上会有启动按钮 （START ）、停止按钮（STOP）、复位按钮 （REST）、菜单翻页按钮（UP、DOWN ）、 确认按钮（ENTER）等。面板也有中文显示、 英文显示及数字代码显示几种， 当然中文显 示菜单的面板操作最直观， 我推荐订购时选 用这种中

10、文显示的面板， 用熟了的话可以不 看操作手册，对现场维护可以提高工作效 率。 ABB-ACS550 变频器出厂所带的面板如 下图所示：ROIC20R01A閑RO1B22RO2C23RO2ARO2B RO3C 26tRO3A27 ROJBJ默饥力件：- 运行>22锻* 24 制蛆输H； 3丨逼昇 壮认曲ft:ttf*今萸兀匸篦 也歸出仁11 U W、狀认已fl :權备 »>19 , - 21LGC T PAR 8R0UPS0199 STPRT-UP DATA04 FULT HISTCW713 STAR*/STaP<DtR11 FgEREHCE z£snSEL

11、EC'-面板上的状态灯正常工作时为绿色， 故障时 为红色，左软键与右软键与我们手机上的有类似功 能，分别对应显示屏电下方的左右菜单功在显示屏幕上一般有本地/远程控制（LOC/REM ）、正/反转控制（P、Q）、电机转 速（xxxxRPM ）、电机电流（xxxA ）、电机 频率（xxHZ）及变频器的参数号等显示。2、面板参数菜单：ABB-ACS550 变频器面板参数有数字及 字符(中文或英文)显示，刚入门的话可以 只看参数号加以选择设定， 对于我们不可能 对每一种变频器的数字号参数背熟， 这样的 话会让你感到头痛的， 我们可以按操作手册 选用参应的参数号。 用熟了的话可以只看字 符菜单，

12、这样可以加快工作效率，下图为 ABB-ACS500 变频器面板的参数显示：3、对变频器设定的常用参数：1) 电机参数： 电机参数我们只需要将所配 电机上的铭牌内容输入给变频器就行了， 内 容有电机功率、电机额定电流、电机极数、 电机额定转速、电机额定电压等。 ABB-ACS550 变频器此参数的设定在 99 号 参数组内( START-UP DATA )。在 9902 内还 有一个运用宏参数， 该参数可以让用户快速 设置到相对应的实际应用中。1=标准， 2=三线6=PID 速度， 2=3= 标量分辨率代码 名范围称Group 99: 起动数据 宏9902参制、数制、电机转1控1=9904 制矩

13、， 模 式 电 机 额115 345V9905定200 600V 电 压 电 机9906 0.2*Ihd 2.0*Ih0d.1 A 额缺省值230V400V或?1.0*Ihd或1 V定990710.0 500 Hz0.1 Hz 50 Hz机额9908定 50 18000 rpm 1 rpm 1440 rpm /转速99090.2 2.0*Phd0.1 kW 1.0 * Phd2）基本参数： 该参数一般有最低频率 （常 设为OHz）、最高频率（常设为50Hz）、加速 时间、减速时间（根据电机的大小设不同的 值，如一般 15KW 设 5 秒左右，电机越大， 时间越长） 、最大电流、最大电压（此二个

14、 参数是对变频器的保护， 根据变频器铭牌设 定或用默认值） ABB-ACS500 变频器对以上 参数设定在 20 号及 22 号参数组内。Group 20: 限幅代码 名称 范围分 辨 缺省值 用 S2001速度rpmrpm0 rpm最高1150020020 30000 rpm速度1rpmrpm最大1.8200301.8 * Ihd0.1 A电流Ihd最小0.12007-500 500 Hz0 Hz频率Hz最高0.120080 500 Hz50 Hz频率Hz率最小-30000 30000 1Group 22: 加速 / 减速2202加速时间0.0 1800 s2203减速时间0.0 1800

15、s0.1 s 5 s0.1 s 5 s3）指领输入参数： 对应的是开关量及模拟 量输入端接口的设定，一般有启动方式（本 地/远程选择）、启动 /停止、正转/反转、多段 速度控制、模拟电流及模拟电压输入选择等。ABB-ACS550变频器此类参数设定在 10号、11 号、 12 号参数组内Group 10: 指令输入 代码 名称 范围缺省值1001线功、r0 102（2 线制1 启 停 方式）电机1003转 向1 313（ 双向 ）设定Group 11: 给定选择 模拟110301711040500 Hz030000小值rpm11（ 从键盘1 上选取 ）/0.10 Hz / 0Hz / 1 rpm

16、rpm模量1105定 大值拟给0500 Hz 给030000 最rpm/0.150 Hz /Hz / 11500 rpmrpmGroup 12: 恒速运行多段1201 速 度设定0 14,-1 -149（ 由DI3DI4 控制三 段速度）0 300001 rpm300 rpm /1202速度 1rpm / 0500/0.15 HzHzHz1203速度 20300001 rpm 600 rpm /rpm / 0 500/0.110 HzHzHz0 300001 rpm900 rpm /1204速度 3rpm / 0500/0.115 HzHzHzGroup 13: 模拟输入 模拟1301 量低

17、0100%0.1% 0%限模拟1302量 高 0 100%0.1% 100%限模拟1303量 滤 010 s 0.1 s 0.1 s波4) 输出参数： 对应开关量及模拟量的输出 端口设定，一般有准备、运行、故障信号及 电流、频率模拟输出。 ABB-ACS550 变频器 此类参数设定在 14 号、 15 号参数组内。 对于一般变频器以上参数设定完， 变频器即 可投入正常运行， 各种品牌的变频器可根据 其自己的参数号进行设定， 但对于一些特定场合的应用我们还需进一步高级参数设定Group 14: 继电器输出名分辨用代码范围X 7、辨缺省值用S称率户继t电1401器03611( 准Z_.输备）出1继

18、电1402器03612( 运/输行）出2继r电1403器03613（故障输取反）出3Group 15:模拟输出150 AO103( 模1 1 99.1991X拟电流模 拟 设 义值）AO1150 最 -2 小量程AO由参数 0103 定义1150 最 -3 大量程由参数 0103 定义AO15040.0 20.0 mA0.1mA0 mA150 AO 0.0 20.0 mA 0.120.0mA mA5 1最大值AO010 s0.1 s 0.1 s150 16 滤 波AO15072模拟 99 199设104（ 模1 拟频率值）AO2150 最 -8 小量程1509AO2 最由参数 0104 定义由

19、参数 0104 定义AO15100.0 20.0 mA0.10 mAmAAO15110.0 20.0 mA0.1 20.0mA mAAO151 20.1 s 0.1 s、店 010 s2 滤波高级参数设定：此类参数主要是优化变频 器的使用性能，比如 U/F 曲线设定，可以提 高电机启动时的启动特性， 能更好的带负载 启动； PID 设定能利用变频器特有的性能控制水泵类电机做 PID调节，不再需要 PLC 做PID控制；频率屏蔽点设定，可以跳过电 机在某一频率时产生的机械共振等。此类参数设定看实际应用中具体而定。四、实际应用例：1、一台3KW电机DCS的正反转带速度控 制。1）设计思路：选用一台

20、具有正反转功能的 变频器，功率为 3KW，因为功率较小电磁 干拢不大，可以不考虑输入电抗器，DCS控 制需有变频器的状态信号（准备、运行、故 障），以及实际电流信号，变频器的启停及正反转由DCS作控制，速度控制 DCS采用 4-20mA模拟信号作控制。2）变频器控制回路设计图：3）变频器参数设定：代码名称设定值说 明代 码名 称设定值说明9902应用宏1标 准 型1104模 拟量00Hz最小值9904电机 控制 模式1选 用 速 度 控 制1105模拟量最大值5050Hz9905电机 额定 电压400V参 见 电 机 铭 牌1301模拟量低 限20%对应4mA9906电机 额定 电流7. 0A

21、参 见 电 机 铭 牌1302模拟量高限100%对应20mA990电机50Hz参140输1准备7额定 频率见 电 机 铭 牌1出 继 电器1信号9908电机 额定 速度1410r/min参 见 电 机 铭 牌1402输 出 继 电器22运行 信号9909电机 额定 功率3KW参 见 电 机 铭 牌1403输 出 继 电器33故障 信号1001EXT1命 令22线 制 控 制1501AO1输 出104选择 模拟 电流1003、亠 .万向控制3正反转控制1504AO 1最 小 值4mA1103AI1 选择1速 度 从AI1取 值1505AO 1最 大 值2020mA其它参数可用变频器默认值，改善变

22、频器及 对电机的控制特性，如加、减速， U/F曲线 等由调试中按实际运行调节设定。4) 实际安装及接线时应注意要点：实际安装中注意模拟量信号线的屏蔽，屏蔽接地在DCS侧，变频器侧悬空；模拟量信 号变频器默认为 0-20mA，所以必须要设定 为4-20mA ;因故障反馈信号是由输出继电器3得到，该信号设置1403为故障反信号， 所以接线注意接常闭点， 其它二个反馈信号 接常开点；同时必需检查变频器的各个跳针 与设定是否正确；其它按变频器前述安装要 求进行。2、 一台15KW 水泵做 PID控制，控制水 泵出口压力稳定。1) 设计思路：选用一台 15KW 具有PID 功能的变频器，可以不考虑输入电

23、抗器，电 机速度由设定频率与泵出口压力作比较进行PID调节，设计应考虑能手/自动转换。2) 变频器控制回路设计图：3) 变频器参数设定：代码名称设定值说 明代码名 称设定值说明990应用宏6PID型1202.1恒速20Hz低速9904电机控制模式1选 用 速1203恒速240Hz中速度 控 制9905电机额定 电压400V参 见 电 机 铭 牌1204恒速350Hz高速9906电机额定 电流30. 1A参 见 电 机 铭 牌1301AI1低 限0%对应0V9907电机额定频率50Hz参 见 电 机 铭 牌1302AI1高 限100%对应10V990电机额定1460r/m参130AI220%对应

24、8速度in见 电 机 铭 牌4低 限4mA9909电机额定功率15KW参 见 电 机 铭 牌1305AI2高 限100%对应20mA1001EXT1 命令1手-2线 制 控 制1402输 出 继 电器22运行信号1002EXT2 命令6PID2线制 控 制1507AO 2输出103选择频率模拟1003方向控制1正反转控制1508AO 2低 值00Hz1102EXT1/EXT22定 义DI21509AO 2高值5050Hz1103AI1选择1速 度 从AI1取 值1601允 许 信 号5DI5作急 停用1104模拟量最 小值00Hz4001P（ 增 益）XXX按实 际调 整1105模拟量最 大值

25、5050Hz4002I（ 积 分）XXX按实 际调 整1106AI2选择19PID调节4003D（ 微 分）XXX按实 际调 整1107模拟量最 小值00Hz4005偏 差 信 号 取 反1取反 信号1108模拟量最 大值5050Hz4010设疋值1AI1为给定值1201恒速设定7定义段恒 速4027PID参 数 组0选PID1组其它参数可用变频器默认值，改善变频器及 对电机的控制特性，如加、减速， U/F曲线 等由调试中按实际运行调节设定； PID 调节 参数需实际调试时对 40 参数组进行修整改 善，特别注意的是泵的出口压力与电机转速 应取反，即压力高时要求降速，此参数在 4005 中设定

26、。4) 控制原理说明： 手动控制时，将手/自动转换开关断开 (DI2=0 )，手动转换开关闭合 ( DI1=1 )，变 频器将以 AI1 为参考控制速度， 调整电机转 速。如果需要固定某一频率点，也开以利用 恒速1 (DI3 )、恒速2 ( DI4)开关的组合， 得到三段速度， 设定为 20Hz、 40Hz、 50Hz， 可在参数 1202、 1203、 1204 中修改设定频 率。自动作 PID 控制时，将手 /自动转换开关闭 合 ( DI2=1 )， 自 动 PID 转 换 开 关 闭 合 (DI6=1 )，此时 DI1 、 DI3、 DI4 均不起作用， 电机将以 AI1 为设定点， A

27、I2 为实际值进行 PID 调节，泵出口压力高，将会自动降低电 机转速，以降低出口压力，反之相反。当 出 现 紧 急 事 故 时 ， 可 拍 下 急 停 按 钮（DI5=0 ），将不允许电机启动，起到保护作 用。电机的速度可由频率表查看，由 AO2 输出，应注意模拟量与表量程值的对应设 定。装有二个指示灯表示电机的运行、 停止， 由输出继电器 2 的常开常、 闭点分别取得信 号。五、故障分析与维修： 变频器是一个高精度、高科技的电子元 气件，对它的故障处理，我们也应由简到繁 的原则去加以分析维修， 对于我们一般的现 场维护保养者，并不需要深入的了解其内部 的构造， 但应掌握其一般故障发生的规律加 以分析处理。变频器发生故障时，首先我们应从变频 器的显示面板上读取故障代码， 此类代码每 一种变频器的代码信息均不会一致， 但基本 都会有过流、过压、过载、失压、超温、模 拟量丢失、通讯丢失等故障记录。在 ABB-ACS550 变频器中可由 04 组参数查得