自动生产线安装与调试（第2版） 课件 单元3 变频控制技术在自动生产线的应用

自动生产线与调试单元三

变频控制技术在自动生产线的应用自动生产线安装与调试教材配套课件全国高职高专院校规划教材·精品与示范系列3.1.1变频器的分类变频器交-交变频器交-直-交变频器按相数分单相三相按环流情况分无环流有环流按输出波形分正弦波方波按调压方式分按储能方式分电流型电压型脉宽调制脉幅调制按变频器的原理分类：按变频器的控制方式分类：压频比控制变频器（U/f）、转差率控制变频器（SF）、矢量控制（VC）和直接转矩控制变频器等。按用途分类：通用变频器、专用变频器。3.1.2变频器的参数及设置一、变频器的主要功能参数及设置1．变频器运行前的功能参数设置（1）功能参数预置基本参数是指变频器运行所必须具有的参数，主要包括：转矩补偿，上、下限频基本频率，加、减速时间，电子热保护等。功能参数是根据选用的功能而需要预置的参数，如PID调节的功能参数等。如果不预置参数，变频器按出厂时的设定选取。功能参数的预置过程大致有下面几个步骤：l）查功能码表，找出需要预置参数的功能码2）在参数设定模式下，找到该功能码修改数据

(各种功能所需设定的数据或代码称为数据码，)变频器程序设定的一般步骤如下：l）按模式转换键，使变频器处于程序设定状态。2）按数字键或数字增减键，找出需预置的功能号。3）按读出键或设定键，读出该功能中原有的数据，如需修改，按数字键或数字增减键来修改数据码。4）按写入键或设定键，将修改后的数据码写入存储器中。6）判断预置是否结束，如未结束，则转人第二步继续预置其他功能；如已结束，则按模式转换键，使变频器进入运行状态。

（2）运行模式的选择运行模式是指变频器运行时，给定频率和起动信号从哪里给出。根据给出地方的不同运行模式主要可分为：面板操作，外部操作（端子操作）。外部操作的给定信号由来自变频器的控制机（上位机）如：PLC、单片机、PC等实现控制。选择运行模式，大多采用功能预置的方法，（3）给出起动信号经过以上两步，变频器已做好了运行的准备，只要起动信号一到，变频器就按照预置参数运转。起动信号也可以分为面板操作,外部操作(端子操作)。外部操作也可以PLC等实现自动控制。二、变频器的运行功能参数1．加速时间加速时间是指工作频率从OHz上升至基本频率所需要的时间，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。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。2．加速模式不同的生产机械对加速过程的要求是不同的。根据各种负载的不同要求，变频器给出了各种不同的加速曲线（模式）供用户选择。常见的曲线有线性方式、S形方式和半S形方式等。变频器的加速曲线线性方式在加速过程中，频率与时间成线性关系，如果没有什么特殊要求，一般的负载大都选用线性方式。S形方式此方式初始阶段加速较缓慢，中间阶段为线性加速，尾段加速度又逐渐减为零。这种曲线适用于带式输送机一类的负载。这类负载往往满载起动，传送带上的物体静摩擦力较小，刚起动时加速较慢，以防止输送带上的物体滑倒，到尾段加速度减慢也是这个原因。半S形方式加速时一半为S形方式，另一半为线性方式，。对于风机和泵类负载，低速时负载较轻，加速过程可以快一些随着转速的升高，其阻转矩迅速，互速过程应适当减慢。反映在图上，就是加速的前半段为线性方式，后半段为S形方而对于一些惯性较大的负载，加速初期加速过程较慢，到加速的后半段可适当提高其加速。3．减速时间减速时间是指变频器的输出频率从基本频率减至OHz所需的时间。减速时间的给定方法同加速时间一样，其值的大小主要考虑系统的惯性。惯性越大，减速时间也越长。一般情况下，加、减速选择同样的时间。4．减速模式减速模式设置与加速模式相似，也要根据负载情况而定，减速曲线也有线性和S形、半S形等几种方式。5.多功能端子多功能端子，有些变频器称为可编程输入输出控制端子。多功能端子的功能可由用户根据需要通过功能代码进行设置，以节省变频器控制端子的数量。6．程序控制程序控制，有些变频器中也称简易PLC控制。

三、变频器的频率参数及预置1.各种基本频率参数(1)给定频率用户根据生产工艺的需求所设定的变频器输出频率。其设置方法有两种：一种是用变频器的操作面板来输入频率的数字量；另一种是从控制接线端上用外部给定（电压或电流）信号进行调节，最常见的形式就是通过外接电位器来完成。(2)输出频率输出频率即变频器实际输出的频率。(3)基准频率基准频率也叫基本频率，一般以电动机的额定频率作为基准频率的给定值。基准电压是指输出频率到达基准频率时变频器的输出电压，基准电压通常取电动机的额定电压UN。(4)上限频率和下限频率上限频率和下限频率是指变频器输出的最高、最低频率。3.2变频器在交流电动机的调速控制中的应用•电源电压：380V～480V，三相交流•

额定输出功率：0.75KW•

额定输入电流：2.4A•

额定输出电流：2.1A•

外形尺寸：A型•

操作面板：基本操作板（BOP）3.2.1MM420变频器的安装和接线一、MM420变频器的安装和拆卸安装的步骤：

1.用导轨的上闩销把变频器固定到导轨的安装位置上。2.向导轨上按压变频器，直到导轨的下闩销嵌入到位。拆卸的步骤：１.为了松开变频器的释放机构，将螺丝刀插入释放机构中。２.向下施加压力，导轨的下闩销就会松开。3.将变频器从导轨上取下。二、MM420变频器的接线MM420变频器的接线端子MM420变频器方框图三、MM420变频器的BOP操作面板显示/按钮功能功能的说明状态显示LCD显示变频器当前的设定值启动变频器按此键起动变频器。缺省值运行时此键是被封锁的。为了使此键的操作有效，应设定P0700=1停止变频器OFF1：按此键，变频器将按选定的斜坡下降速率减速停车，缺省值运行时此键被封锁；为了允许此键操作，应设定P0700=1。OFF2：按此键两次（或一次，但时间较长）电动机将在惯性作用下自由停车。此功能总是“使能”的。改变电动机的转动方向按此键可以改变电动机的转动方向，电动机的反向时，用负号表示或用闪烁的小数点表示。缺省值运行时此键是被封锁的，为了使此键的操作有效应设定

P0700=1电动机点动在变频器无输出的情况下按此键，将使电动机起动，并按预设定的点动频率运行。释放此键时，变频器停车。如果变频器/电动机正在运行，按此键将不起作用。显示/按钮功能功能的说明功能此键用于浏览辅助信息。变频器运行过程中，在显示任何一个参数时按下此键并保持不动2秒钟，将显示以下参数值（在变频器运行中从任何一个参数开始）：1.

直流回路电压（用d表示–单位：V）2.

输出电流A3.输出频率（Hz）4.

输出电压（用o表示–单位V）5.

由P0005选定的数值（如果P0005选择显示上述参数中的任何一个（3，4或5），这里将不再显示）。连续多次按下此键将轮流显示以上参数。跳转功能在显示任何一个参数（rXXXX或PXXXX）时短时间按下此键，将立即跳转到r0000,如果需要的话，您可以接着修改其它的参数。跳转到r0000后，按此键将返回原来的显示点。访问参数按此键即可访问参数。增加数值按此键即可增加面板上显示的参数数值。减少数值按此键即可减少面板上显示的参数数值。3.2.2MM420变频器的参数

变频器的参数由字母和参数号组成，参数号是指该参数的编号参数号用0000到9999的4位数字表示。在参数号的前面冠以一个小写字母“r”时，表示。该参数是“只读”的参数。其它所有参数号的前面都冠以一个大写字母“P”。这些参数的设定值可以直接在标题栏的“最小值”和“最大值”范围内进行修改。还有些参数带有下标，表示该参数是一个带下标的参数，并且指定了下标的有效序号。通过下标，可以对同一参数的用途进行扩展，或对不同的控制对象，自动改变所显示的或所设定的参数。一、变频器参数的组成1．参数P0003参数P0003用于定义用户访问参数组的等级，设置范围为1～4，其中：“1”

标准级：可以访问最经常使用的参数。“2”

扩展级：允许扩展访问参数的范围，例如变频器的I/O功能。“3”

专家级：只供专家使用。“4”

维修级：只供授权的维修人员使用—具有密码保护。该参数缺省设置为等级1（标准级），对于大多数简单的应用对象，采用标准级就可以满足要求了。用户可以修改设置值，但建议不要设置为等级4（维修级），用BOP或AOP操作板看不到第4访问级的参数。

二、常用的参数设定值所指定参数组意义设定值所指定参数组意义0全部参数12驱动装置的特征2变频器参数13电动机的控制3电动机参数20通讯7命令，二进制I/O21报警/警告/监控8模-数转换和数-模转换22工艺参量控制器（例如PID）10设定值通道/RFG（斜坡函数发生器）2．参数P0004参数P0004（参数过滤器）的作用是根据所选定的一组功能，对参数进行过滤（或筛选），并集中对过滤出的一组参数进行访问，从而可以更方便地进行调试。缺省的设定值=0。参数P0004的设定值设定值所指定参数值意义设定值所指定参数值意义0工厂的缺省设置4通过BOP链路的USS设置1BOP（键盘）设置5通过COM链路的USS设置2由端子排输入6通过COM链路的通讯板（CB）设置4．参数P0700：这一参数用于指定命令源，可能的设定值如表3-3所示，缺省值为2。注意，当改变这一参数时，同时也使所选项目的全部设置值复位为工厂的缺省设置值。例如：把它的设定值由1改为2时，所有的数字输入都将复位为缺省的设置值。P0700的设定值3．参数P0010参数P0010是调试参数过滤器，对与调试相关的参数进行过滤，只筛选出那些与特定功能组有关的参数。P0010的可能设定值为：0（准备），1（快速调试），2（变频器），29（下载），30（工厂的缺省设定值）；缺省设定值为0。设定值所指定参数值意义设定值所指定参数值意义0禁止数字输入13MOP（电动电位计）升速（增加频率）1接通正转/停车命令114MOP降速（减少频率）2接通反转/停车命令115固定频率设定值（直接选择）3按惯性自由停车16固定频率设定值（直接选择+ON命令）4按斜坡函数曲线快速降速停车17固定频率设定值（二进制编码的十进制数（BCD码）选择+ON命令）9故障确认21机旁/远程控制10正向点动25直流注入制动11反向点动29由外部信号触发跳闸12反转33禁止附加频率设定值99使能BICO参数化5．参数P0701、P0702、P0703参数P0701、P0702、P0703均属于“命令，二进制I/O”参数组（P0004=7），参数P0701、P0702、P0703可设定的值①直接选择（P0701—P0703=15）在这种操作方式下，一个数字输入选择一个固定频率。如果有几个固定频率输入同时被激活，选定的频率是它们的总和。例如：FF1+FF2+FF3。在这种方式下，还需要一个ON命令才能使变频器投入运行②直接选择+ON命令（P0701—P0703=16）选择固定频率时，既有选定的固定频率，又带有ON命令，把它们组合在一起。在这种操作方式下，一个数字输入选择一个固定频率。如果有几个固定频率输入同时被激活，选定的频率是它们的总和。例如：FF1+FF2+FF3③二进制编码的十进制数（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。参数P0701、P0702、P0703设定值取值为15，16，17时，选择固定频率的方式确定输出频率（FF方式）。选择说明:DIN3DIN2DIN1FF0不激活不激活不激活P1001FF1不激活不激活激活P1002FF2不激活激活不激活P1003FF3不激活激活激活P1004FF4激活不激活不激活P1005FF5激活不激活激活P1006FF6激活激活不激活P1007FF7激活激活激活固定频率的数值选择这一参数用于选择频率设定值的信号源。其设定值可达0～66。缺省的设置值为2。实际上，当设定值≥10时，频率设定值将来源于2个信号源的叠加。其中，主设定值由最低一位数字（个位数）来选择（即0到6），而附加设定值由最高一位数字（十位数）来选择（即x0到x6，其中，x=1－6）。下面只说明常用主设定值信号源的意义：0：无主设定值1：MOP（电动电位差计）设定值。取此值时，选择基本操作板（BOP）的按键指定输出频率。

2：模拟设定值：输出频率由3-4端子两端的模拟电压（0—10V）设定。3：固定频率：输出频率由数字输入端子DIN1～DIN3的状态指定。用于多段速控制。5：通过COM

链路的USS设定。即通过按USS协议的串行通讯线路设定输出频率。6．参数P10007．参数P1080最小频率,属于“设定值通道”参数组（P0004=10），缺省值为0.00Hz。8．参数P2000基准频率,是串行链路，模拟I/O和PID控制器采用的满刻度频率设定值，属于“通讯”参数组（P0004=20），缺省值为50.00Hz。9．参数P1082最高频率,也属于“设定值通道”参数组（P0004=10），缺省值为50.00Hz。参数P1082限制了电动机运行的最高频率[Hz]。因此最高速度要求高于50.00Hz的情况下，需要修改P1082参数。10．P1120是斜坡上升时间，即电动机从静止状态加速到最高频率（P1082）所用的时间。设定范围为0～650秒，缺省值为10秒。11．P1121是斜坡下降时间，即电动机从最高频率（P1082）减速到静止停车所用的时间所用的时间。设定范围为0～650秒，缺省值为10秒。注意：两个参数都属于“设定值通道”参数组，并且可在快速调试时设定。如果设定的斜坡上升时间太短，有可能导致变频器过电流跳闸；同样，如果设定的斜坡下降时间太短，有可能导致变频器过电流或过电压跳闸。2712．电机参数P0304电动机额定电压（V）P0305电动机额定电流（A）P0307电动机额定功率（KW）P0310电动机额定频率（Hz）P0311电动机额定转速（r/min）13．参数P3900参数P3900与快速调试的设定有关，当其被设定为1时快速调试的进行与参数P3900的设定有关，当其被设定为1时，快速调试结束后，要完成必要的电动机计算，并使其他所有的参数（P0010=1不包括在内）复位为工厂的缺省设置。当P3900=1并完成快速调试后，变频器已作好了运行准备。参数号出厂值设置值说明P000311设用户访问级为标准级P001001快速调试P010000设置使用地区，0=欧洲，功率以KW表示，频率为50HzP0304400380电动机额定电压（V）P03051.900.18电动机额定电流（A）P03070.750.03电动机额定功率（KW）P03105050电动机额定频率（Hz）P031113951300电动机额定转速（r/min）例1用BOP进行变频器的“快速调试”快速调试包括电动机参数和斜坡函数的参数设定。并且，电动机参数的修改，仅当快速调试时有效。在进行“快速调试”以前，必须完成变频器的机械和电气安装。当选择P0010=1时，进行快速调试。电动机参数表例2：将变频器复位为工厂的缺省设定值如果用户在参数调试过程中遇到问题，并且希望重新开始调试，通常采用首先把变频器的全部参数复位为工厂的缺省设定值，再重新调试的方法。为此，应按照下面的数值设定参数：①设定P0010=30，②设定P0970=1。按下P键，便开始参数的复位。变频器将自动地把它的所有参数都复位为它们各自的缺省设置值。复位为工厂缺省设置值的时间大约要60秒钟。例3：电机速度的连续调整分析：命令源参数P0700=2，指定命令源为“外部I/O”；频率设定值信号源P1000=2，指定频率设定信号源为“模拟量输入”。这时，只须在AIN+（端子③）与AIN-（端子④）加上模拟电压（DC0～10V可调）；并使数字输入DIN1信号为ON，即可启动电动机实现电机速度连续调整。步骤：1.将参数P0700=2（由端子排输入），P1000=2（模拟输入）。2.从模拟输入端③（AIN+）和④（AIN-）输入来自外部的0～10V直流电压，由PLC供给。3.用数字输入端口DIN1和DIN2控制电动机的正反转方向时，可通过设定参数P0701、P0702实现。使P0701=1（DIN1ON接通正转，OFF停止），P0702=2（DIN2ON接通反转，OFF停止）。例4：多段速控制要求电动机能实现正反转和高、中、低三种转速的调整，高速时运行频率为40Hz,中速时运行频率为25Hz,低速时运行频率为15Hz。

分析:当变频器的命令源参数P0700=2（外部I/O），选择频率设定的信号源参数