《变频器技术应用与实践》课件-情景二 项目六 变频调速系统的闭环控制

项目六

变频器调速系统的闭环控制一、学习目标

理解变频调速系统的工作原理，实现简单的闭环调速控制系统。二、工作任务

（1）掌握简单闭环系统的设计方法。（2）掌握变频调速系统的安装与调试方法。三、知识讲座

1、开环控制系统与闭环控制系统开环控制系统不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统，开环控制系统又称为无反馈控制系统。开环控制系统由控制器与被控对象组成。控制器通常具有功率放大的功能。同闭环控制系统相比，开环控制系统的结构要简单得多，同时也比较经济。开环控制系统三、知识讲座

1、开环控制系统与闭环控制系统开环控制系统水泵抽水控制系统家用窗帘自动控制系统三、知识讲座

1、开环控制系统与闭环控制系统开环控制系统自动门控制系统楼道自动声控灯装置三、知识讲座

1、开环控制系统与闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统也叫反馈控制系统，是将系统输出量的测量值与所期望的给定值相比较，由此产生一个偏差信号，利用此偏差信号进行调节控制，使输出值尽量接近于期望值。三、知识讲座1、开环控制系统与闭环控制系统闭环控制系统控制器（重锤）

执行器（出汽孔）被控对象（压力锅）被控量（锅内压力）

给定量（重锤重力）

检测装置（重锤）控制量（出汽量）比较器家用压力锅控制框图控制器（机械或电气控制装置）执行器（阀门）被控对象（水箱）被控量（水箱水位）

给定量（设定的水位高度）

检测装置（浮球或液位传感）器）控制量（进水量）比较器水位自动控制系统框图三、知识讲座1、开环控制系统与闭环控制系统闭环控制系统温度自动控制系统框图温、湿度自动控制系统框图控制器（电子或微机控制装置）执行器（加热器）被控对象（加热炉）被控量（炉内温度）

给定量（设定的温度）

检测装置（热电偶）控制量（电压）比较器控制器（控制装置）执行器（降温除湿装置）置被控对象（粮库）被控量（粮库内温、湿度）

给定量（设定的温、湿度）

检测装置（感温、湿装置）

控制量（降温除湿时间）比较器三、知识讲座1、开环控制系统与闭环控制系统开环控制系统与闭环控制系统的区别工作原理：开环控制系统不能检测误差，也不能校正误差。结构组成：开环系统没有检测设备，组成简单，但选用的元器件要严格保证质量要求。闭环系统具有抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。稳定性：开环控制系统的稳定性比较容易解决。闭环系统中反馈回路的引入增加了系统的复杂性。四、任务实施1、控制要求

1、有一条灌装饮料生产线，传送带电动机功率为3.7KW，如图所示。按下启动按钮，电动机带动传送带低速向右运行，根据工艺要求，当传感器1检测到饮料瓶后，若传感器2在12S内检测不到12个饮料瓶，则将速度调整为中速；若传感器2在18S内还检测不到饮料瓶，则将速度调整为高速。低、中、高速分别对应的频率为15Hz、25Hz、35Hz。若传感器2在1分钟内检测不到饮料瓶，则传送带停止工作。灌装饮料生产线四、任务实施

2、变频器的选择

饮料灌装生产线的负载为恒转矩负载，电机功率为3.7KW，4极，全负载时的额定电流为17.9A。负载小于10KW的三相交流电动机可以直接启动，启动时它的启动电流为额定电流的3-7倍，当为多极电动机时要按电流额定值来选择变频器，因此可以按下面的公式选择变频器：式中为变频器的额定电流

在额定电压、额定功率下电动机启动时的堵转电流；变频器的允许过载倍数，为1.3~1.5。因此，选择额定电流为17A，类型为恒转矩变频器。在这个案例中，我们选择功率为5.5KW的西门子MM420变频器。四、任务实施3.控制方案设计

1）控制电路灌装生产线控制电路四、任务实施3.控制方案设计

2）参数设计参数号出厂值设定值说明P001001快速调试P0304230380电动机额定电压（V）P03053.2517.9电动机额定电流（A）P03070.753.7电动机额定功率（KW）P030800.82电动机额定功率因数P03105050电动机额定频率（Hz）参数号出厂值设置值说明P000312设用户访问级为标准级P070022命令源选择由端子排输入P000312设用户访问级为扩展级P000407访问命令和I/OP0701117选择固定频率P0702117选择固定频率P0003117选择固定频率P1001015固定频率1P1002525固定频率2P10031035固定频率3P11201010斜坡上升时间P11211010斜坡下降时间电动机参数设置表变频器参数设置四、任务实施3.控制方案设计

3）PLC选择及I/O分配根据控制可知，输入信号有启动、停止、检测传感器1、检测传感器2。变频器的频率调整是通过DIN1-DIN3控制端子的组合状态来实现。根据控制信号数量分析，本案例选择西门子S7-1200，CPU1214CDC/DC/DC的PLC.输

入输

出输入元件作用输入继电器输出元件作用输出继电器SB1启动按钮I0.0变频器端子DIN1低速Q0.0SB2停止按钮I0.1变频器端子DIN2中速Q0.1传感器1检测信号I0.2变频器端子DIN3高速Q0.2传感器2检测信号I0.3

PLCI/O分配表四、任务实施3.控制方案设计

4）程序设计四、任务实施3.控制方案设计

4）程序设计四、任务实施3.控制方案设计

4）程序设计四、任务实施3.控制方案设计

4）程序设计四、任务实施（二）实训设备及接线

1.所需主要设备序号名称型号与规格单位数量备

注1三相电源~3×380/220V,20A处1

2单相交流单元~220V和36V，5A处1

3变频器西门子MM420台1

4三相笼型异步电动机Y100L1-4台1可根据实际情况选择相应电机5交流接触器CJX1-9个1

6无熔断丝断路器（NFB）NFB-33S/NFB-32S,5A个1

7电位器1KΩ，2W个1

8PLC西门子S7-12