西门子PLC项目式教程 课件 项目5 PLC、变频器对电动机的控制

任务1电动机的启停、正反转控制1.工作任务

利用变频器实现电动机的控制。控制要求:

（1）通过外部端子控制电机起动/停止、正转/反转，按下按钮“SB1”电机正转起动，松开按钮“SB1”电机停止；按下按钮“SB2”电机反转，松开按钮“SB2”电机停止。运用操作面板改变电机起动和点动运行频率和加减速时间。

（2）正确设置变频器输出的额定频率、额定电压、额定电流、额定功率、额定转速。2.变频器外部接线图(如下图所示)注:1.设置参数前先将变频器参数复位为工厂的缺省设定值2.设定P0003=2允许访问扩展参数3.设定电机参数时先设定P0010=1(快速调试),电机参数设

置完成后设定P0010=0(准备)3.参数设置序号变频器参数出厂值设定值功能说明

P0304230380电动机的额定电压(380V)

P03053.250.35电动机的额定电流(0.35A)

P03070.750.06电动机的额定功率(60W)

P031050.0050.00电动机的额定频率(50Hz)

P031101430电动机的额定转速(1430r/min)

P100021用操作面板（BOP）控制频率的升降

P108000电动机的最小频率(0Hz)

P10825050.00电动机的最大频率(50Hz)

P11201010斜坡上升时间(10S)

P11211010斜坡下降时间(10S)

P070022选择命令源（由端子排输入）

P0701110正向点动

P07021211反向点动

P10585.0030正向点动频率（30Hz）

P10595.0020反向点动频率（20Hz）

P106010.0010点动斜坡上升时间（10S）

P106110.005点动斜坡下降时间（5S）任务2基于PLC数字量方式的变频器多段速控制1.工作任务

某企业承担了一个工厂生产线PLC控制系统设计任务，其中一个环节要求用PLC配合变频器控制三相异步电动机进行调速控制，具体控制功能如下：通过3个开关K1～K3实现对电动机的多段速控制，开关“K1”“K2”“K3”按不同方式组合，可选择8种不同的输出频率，具体输出频率见下表。试用PLC设计其控制系统并调试。变频器的开关状态与运行频率设置见下表所示。序号K3K2K1状态变频器运行频率（Hz）1OFFOFFOFF02OFFOFFON53OFFONOFF104OFFONON205ONOFFOFF256ONOFFON307ONONOFF408ONONON502.I/O地址分配表输入功能地址输出功能地址开关K1拨动开关I0.0DIN1数字输入1Q0.0开关K2拨动开关I0.1DIN2数字输入2Q0.1开关K3拨动开关I0.2DIN3数字输入3Q0.23.PLC、变频器外部接线图4.参数设置序号变频器参数出厂值设定值功能说明

P0304230380电动机的额定电压(380V)

P03053.250.35电动机的额定电流(0.35A)

P03070.750.06电动机的额定功率(60W)

P031050.0050.00电动机的额定频率(50Hz)

P031101430电动机的额定转速(1430r/min)

P100023固定频率设定

P108000电动机的最小频率(0Hz)

P10825050.00电动机的最大频率(50Hz)

P11201010斜坡上升时间(10S)

P11211010斜坡下降时间(10S)

P070022选择命令源（由端子排输入）

P0701117固定频率设值（二进制编码选择+ON命令）

P07021217固定频率设值（二进制编码选择+ON命令）

P0703917固定频率设值（二进制编码选择+ON命令）

P10010.005.00固定频率1

P10025.0010.00固定频率2

P100310.0020.00固定频率3

P100415.0025.00固定频率4

P100520.0030.00固定频率5

P100625.0040.00固定频率6

P100730.0050.00固定频率75.参考程序任务3变频器无级调速的PLC控制1.工作任务

用PLC的模拟量模块A-D通道采集一个0～10V的直流可调电压信号，并通过D-A通道转换成4～20mA的电流信号输出。此信号控制变频器的运行频率控制。变频器控制一个三相异步交流电动机（采用星形联结），当给定电压在0～10V变化时，变频器运行频率对应为0～50Hz。2.I/O地址分配表3.PLC、变频器外部接线图输入功能地址输出功能地址开关K1起动开关I0.0DIN1数字输入1Q0.04.参数设置序号变频器参数出厂值设定值功能说明1P0304230380电动机的额定电压(380V)2P03053.250.35电动机的额定电流(0.35A)3P03070.750.06电动机的额定功率(60W)4P031050.0050.00电动机的额定频率(50Hz)5P031101430电动机的额定转速(1430r/min)6P100022模拟量设定7P108000电动机的最小频率(0Hz)8P10825050.00电动机的最大频率(50Hz)9P11201010斜坡上升时间(10S)10P11211010斜坡下降时间(10S)11P070022选择命令源（由端子排输入）12P070111ON/OFF接通正转/停车5.参考程序任务4电动机转速测量的PLC控制1.工作任务

一台电动机上配有一台光电编码器（光电编码器与电动机同轴），试测量电动机的转速。设电机的转速已经由编码器转化成了脉冲信号。2.编码器与PLC连接表编码器引脚PLC地址功能

编码器引脚PLC地址功能+24VI0.4复位A+I0.0时钟3.PLC、电机测速编码器接线图4.参考程序知识链接

变频器（Variable-frequencyDrive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部绝缘栅门极晶体管(IGBT)的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过电流、过电压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

德国西门子MM420系列变频器，用于控制三相交流电动机速度，具有很高的运行可靠性和功能的多样性。且具有默认的工厂设置参数，它是给数量众多的简单的电动机控制系统供电的理想变频驱动装置。MM420变频器的操作面板如右图所示。5.2.1西门子MM420系列变频器1.基本操作面板（BOP）功能（见教材）2.基本操作面板更改参数的数值

(1)改变参数P0004(如下图所示)

(2)改变下标参数P0719(如下图所示

)3.变频器快速调试4.变频器复位为工厂的缺省设定值

为了把变频器的全部参数复位为工厂的缺省设定值，应该按照

下面的数值设定参数：1)设定P0010=302)设定P0970=1

完成复位过程至少要3分钟。5.2.2模拟量数据处理（具体见教材）1.S7-200系列模拟量I/O模块

（1）模拟量输入模块EM231。

（2）模拟量输出模块EM2322.模拟量输入信号的整定

（1）模拟量输入值的数字量表示方法

（2）模拟量输入值的数字量表示范围

（3）系统偏移量的消除

（4）过程量的最大变化范围

（5）标准化问题

（6）数字量滤波问题3.模拟量输出信号的整定5.2.3模拟量PID调节(具体见教材)1.PID控制2.PID调节指令格式及功能（见教材）3.PID参数表（回路表）4.输入/输出量的处理

（1）输入回路归一化处理

（2）输出回路处理

（3）PID的运算框图5.2.4高速处理功能（具体见教材）