变频与伺服应用技术 课件全套 项目1-4 认识变频运动控制系统 - V90 PTI伺服控制系统的典型应用

项目1认识变频运动控制系统·任务1.1认识变频器的应用从风力发电到家庭电器，从泵类负载到智能生产线——变频器通过改变电源频率精准调控电动机，是工业自动化的重要力量。教学流程：导入新知案例实操总结《变频与伺服应用技术》配套授课课件适用：高职机电一体化专业01课程导入项目1·任务1.1风速忽大忽小，风机如何稳定发电？情境引入·风力发电机组的转速受风速影响，而风速十分不稳定·使用变频器，可随风速变化实时调整机组转速·使机组始终工作在最佳状态，提高发电效率·变频器＝改变交流电动机电源频率来控制电动机的设备知识目标了解变频器发展历史，列举民用与工业领域的典型应用技能目标能说出变频器在泵类、风机类负载使用中的优缺点素养目标关注行业前沿动态，培养科技创新精神图：变频器在风力发电场景中的应用想一想：你家的空调、电梯里，有没有变频器的身影？《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0202新知讲解项目1·任务1.1变频器从哪来：一部调速技术进化史1.1.1变频器技术的发展历史应交流电动机无级调速的需要而产生20世纪60年代：半导体技术进步，变频技术起步80年代后半期：VVVF（变压变频）变频器走出实验室，进入机床、电梯领域90年代后：PWM脉宽调制优化＋数字化，新一代数字变频器问世核心功能：高精度速度和转矩控制、智能算法、自诊断趋势：智能化（AI算法）、节能化（SiC器件）、定制化图：变频器在家庭供水系统中的应用《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0302新知讲解项目1·任务1.1变频器在哪里：从客厅到车间1.1.2～1.1.3变频器在民用与工业领域的应用民用领域：变频空调智能调功率、省电恒温变频冰箱低速保鲜降噪；变频洗衣机效率由40%～50%提至80%以上家庭供水恒压、电梯平稳起停（上海三菱、广州日立等均采用）工业领域：泵类负载调速，流量扬程随工艺而变风机负载告别风门挡板，无级调速更节能可靠节能是核心目的：动力负荷约占电网负荷60%，电机耗电占工业用电约70%图：电动机驱动传送装置《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0403案例分析项目1·任务1.1高铁变频器：从依赖进口到自主可控行业真实案例·国产替代·过去我国高铁的变频器技术依赖进口·国内科研团队成功研发具有自主知识产权的高性能变频器·打破国外技术垄断，保障高铁建设顺利推进·有效降低高铁运行能耗，提高能源利用效率案例启示·核心技术买不来、求不来，必须自立自强·变频器虽小，却是高端装备的“动力心脏”·学好变频技术，就是服务制造强国建设思政切入国产变频器助力高铁走向世界——把关键核心技术牢牢掌握在自己手中。图：变频技术支撑高端装备（风力发电）《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0504实操训练项目1·任务1.1调研与研讨：变频器应用大盘点1分组收集生活中3个变频器应用实例（家电、电梯、供水等）2分析变频器用于泵类负载的优点与缺点3分析变频器用于风机类负载的优点与缺点4结合教材，归纳变频器三大发展趋势：智能化、节能化、定制化5各组派代表展示调研结果，互评补充安全提示调研实训室设备时不得擅自通电、拆机，须在教师指导下进行。图：家庭供水变频控制示意《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0605总结提升项目1·任务1.1本任务要点回顾·变频器＝改变电源频率控制交流电动机的设备·发展脉络：60年代起步→80年代VVVF市场化→90年代数字化·应用两大赛道：民用舒适节能＋工业调速节能·风机、泵类负载采用变频调速节能空间最大下任务预告任务1.2：打开变频器——认识它的“大脑”与“肌肉”。思政加油站工匠精神把每一次调速都做到精准平稳，细节决定品质制造强国高铁变频器国产替代，核心技术自主可控安全生产调研设备不私自通电，规范意识记心间《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业07课后习题项目1·任务1.1课后习题（任务1.1）一、选择题1．欧美发达国家的VVVF变频器开始投入市场并广泛应用的时间是（）A.60年代B.70年代C.80年代D.90年代2．以下不属于变频器在民用领域应用的是（）A.电梯控制B.空调系统C.洗衣机D.火箭发射3．最初采用变频器的目的是控制速度，发展到现在更多是（）A.节能B.变频C.增大功率D.超频运行二、判断题1．在工业领域，变频器主要用来控制电动机的起动和停止（）2．理论上讲，变频器技术可以应用于所有具有电动机的设备上（）三、填空题1．变频器在工业领域的应用，主要通过控制电动机的______来实现2．通过实现精确的______和______，变频器在诸多行业中发挥重要作用注：以上题目取自教材本任务课后习题，可作为课前预习与课后巩固作业。《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业08项目1认识变频运动控制系统·任务1.2认识变频器的构成一条50m直线式组装生产线：12台滚筒电动机、变频器、行程开关与PLC——变频器在其中扮演什么角色？教学流程：导入新知案例实操总结《变频与伺服应用技术》配套授课课件适用：高职机电一体化专业01课程导入项目1·任务1.212台滚筒电机，如何听话地运转？情境引入·某产线50m组装线，12台滚筒电动机均匀分布·1个滚筒组＝3台电动机＋1个变频器，另配1台PLC·变频器负责调速，外围设备保证系统正常、可靠工作·它们各自发挥什么作用？这就是本任务要揭开的谜底知识目标了解变频器基本结构，介绍主电路工作原理，列出外围设备技能目标能介绍工作过程、识别西门子变频器种类、用EPLAN画主电路接线图素养目标培养熟练运用知识的能力与数理逻辑推算能力图：电动机驱动传送装置想一想：变频器为什么能把50Hz的市电变成可调频率？《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0202新知讲解项目1·任务1.2交-直-交：变频器的能量变形记1.2.1变频器的工作原理按变换环节分：交-交变频器与交-直-交变频器（通用变频器主流）主电路三段：整流电路（交流→脉动直流）滤波电路（电容电阻，脉动直流→平整直流）逆变电路（IGBT等全控器件，直流→频率电压可调交流）控制电路＝指挥中枢：运算、检测、驱动、保护逆变靠SPWM正弦脉宽调制：正弦波与三角波比较决定开关时刻图：变频器的工作原理（整流-滤波-逆变）《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0302新知讲解项目1·任务1.2G120的“大脑”与“肌肉”1.2.2～1.2.3变频器的基本构成与外围设备G120＝控制单元CU＋功率模块PM两大基本模块CU是“大脑”：采集分析参数，动态调整输出信号PM是“肌肉”：电力转换与输出，型号有PM230/240/240-2/250操作面板：BOP-2基本面板（两行显示）与IOP智能面板（向导式调试）外围设备：断路器、接触器（常规配件）电抗器、滤波器、制动电阻、正弦滤波器（专用配件）图：G120的控制单元与功率模块图：BOP-2与IOP操作面板《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0403案例分析项目1·任务1.2神舟飞船：像造航天器一样对待每个节点思政案例·精益求精·神舟飞船电子设备与变频电路一样，对精度和稳定性要求极高·设计电路要应对太空极端温度、辐射环境·每个节点、每个元器件都经过大量理论计算与模拟实验·主电路工作原理分析不容许丝毫误差案例启示·对每一个细节精雕细琢，对科学原理严格恪守·严谨，是电气从业者的第一职业素养·把“毫厘不差”变成自己的肌肉记忆思政切入工匠精神＝把平凡电路做出航天品质。图：功率器件与外围部件（输出电抗器）《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0504实操训练项目1·任务1.2认识与绘制：G120主电路接线图1观察G120实物，指认控制单元CU与功率模块PM2对照原理图，说出整流、滤波、逆变三部分的作用3识别外围设备：断路器、接触器、电抗器、制动电阻4用EPLAN画出变频器主电路接线图（L1L2L3进、UVW出）5小组互查：接线图符号、相序、保护接地是否规范安全提示拆装观察变频器须断电进行，电容余电未放尽前禁止触碰端子。图：电动机驱动传送装置《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0605总结提升项目1·任务1.2本任务要点回顾·通用变频器主流结构：交-直-交（整流→滤波→逆变＋控制电路）·G120＝CU（大脑）＋PM（肌肉），面板有BOP-2/IOP两种·逆变核心器件：IGBT，调制方式：SPWM·外围设备分常规配件与专用配件，按需选配下任务预告任务1.3：量体裁衣——根据负载特性选择变频器。思政加油站工匠精神神舟级严谨：每个节点都经得起反复验证制造强国功率半导体国产化，撑起变频产业脊梁安全生产断电操作、放尽余电，守住安全底线《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业07课后习题项目1·任务1.2课后习题（任务1.2）一、选择题1．整流电路的功能是（）A.交流变频率可调交流B.交流变直流C.变电压D.直流变交流2．变频器的操作面板分为基本操作面板和（）A.进阶面板B.远程面板C.智能操作面板D.彩色面板3．经过逆变器输出的是（）A.频率不可调B.频率、幅值都可调三相交流C.幅值不可调D.直流电二、判断题1．根据变换环节不同，变频器分为交-交和交-直-交变频器（）2．使用输出电抗器可降低附加电流尖峰的高度（）三、填空题1．变频器的基本结构主要由______、______和______等组成的主电路以及控制电路组成2．根据变换环节不同，变频器分为______和______注：以上题目取自教材本任务课后习题，可作为课前预习与课后巩固作业。《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业08项目1认识变频运动控制系统·任务1.3选择变频器某工厂引进物流输送线：数台三相异步电动机需要变频器驱动——作为工程师，你如何完成选型？教学流程：导入新知案例实操总结《变频与伺服应用技术》配套授课课件适用：高职机电一体化专业01课程导入项目1·任务1.3选型不对，电机“发烧”：变频器怎么挑？情境引入·物流输送线由数台三相异步电动机驱动·任务：调研分析→容量选型→功能需求→环境考虑→预算评估·选型先看负载：负载的机械特性决定变频器类型·容量不准，变频器和电动机都会发热，达不到应用效果知识目标掌握三类负载机械特性与变频器的选择依据技能目标能按容量、环境、功能要求完成变频器选型素养目标培养严谨细致、精益求精的工程态度图：电动机驱动传送装置想一想：输送带和风机水泵，对变频器的要求一样吗？《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0202新知讲解项目1·任务1.3三类负载，三种脾气1.3.1负载的机械特性恒转矩负载：转速变、转矩不变——输送带、起重机、挤压机恒功率负载：转速升、转矩降——机床主轴、卷取机二次方转矩负载：转矩∝转速²——风机、泵类风机泵类低速运行功率大幅下降，节能空间最大选型第一步：先判断负载属于哪一类图：恒转矩负载机械特性图：恒功率负载机械特性图：二次方转矩负载机械特性《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0302新知讲解项目1·任务1.3选型依据：容量、环境、外围件1.3.2～1.3.3变频器的选择依据与外围设备选择容量核算：变频器额定电流≥电动机额定电流，并留有余量普通电机额定频率50～60Hz；极数越多转速越低环境约束：温度-10～40℃、湿度≤90%（无结露）、海拔≤1000m金属导电性粉尘场合不宜安装变频器配线超20m时加装输出电抗器抑制过电流电源变压器>500kV·A或电压不平衡>±3%时，选装输入电抗器图：进线滤波器《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0403案例分析项目1·任务1.3纺织厂变频器“中暑”跳闸事件故障诊断案例·教材案例·某纺织厂ABB变频器（ACS500/22kW）运行半小时就过热跳闸·分析：运行一段时间后才故障，温度传感器损坏可能性不大·检查：风机转动缓慢，防护罩内堵满棉絮·处理：清扫防护罩后风机恢复正常，故障排除案例启示·高温、粉尘是变频器的“隐形杀手”·选型时考虑环境，使用中定期维护·故障排查先易后难、先外后内，思路比蛮干重要思政切入规范维护也是生产力——把日常点检做成习惯。图：控制柜内的变频器安装《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0504实操训练项目1·任务1.3五步选型法：为输送线配变频器1调研分析：收集工况、负载特性、速度转矩参数2容量选型：按电机额定功率、电压、额定电流选容量3功能需求：确定调速、正反转、制动等功能4环境考虑：核对温度、湿度、粉尘、海拔条件5预算评估：权衡成本与性能，形成选型报告6课堂练习：电机额定电流3A，计算变频器额定输出电流合理范围安全提示选型计算须核对铭牌原始数据，严禁凭印象估算。图：二次方转矩负载特性曲线《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0605总结提升项目1·任务1.3本任务要点回顾·负载三分法：恒转矩/恒功率/二次方转矩·风机泵类（二次方转矩）变频调速节能效果最好·容量核心：额定电流匹配；环境四要素：温、湿、尘、海拔·外围件按需选配：输入/输出电抗器、滤波器下任务预告任务1.4：动手安装——把变频器安全地装进控制柜。思政加油站工匠精神选型如量体裁衣，数据说话不将就制造强国正确选型是智能产线稳定运行的第一步安全生产棉絮堵风机警示：点检维护保安全《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业07课后习题项目1·任务1.3课后习题（任务1.3）一、选择题1．典型负载不包括（）A.恒转矩负载B.恒功率负载C.恒电流负载D.二次方转矩负载2．用变频器调速具有很好节能效果的是（）A.恒转矩负载B.恒功率负载C.恒电流负载D.二次方转矩负载3．普通电动机的额定频率一般是（）HzA.10～20B.50～60C.100～200D.1000～3000二、判断题1．变频器选型应充分考虑环境对变频器的影响（）2．有金属导电性粉尘的场合适宜安装变频器（）三、填空题1．机械传动系统由______、______和______组成，电动机是系统的动力源2．选择变频器容量主要是核算变频器的______注：以上题目取自教材本任务课后习题，可作为课前预习与课后巩固作业。《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业08项目1认识变频运动控制系统·任务1.4安装变频器毕业实习第一课：协助工程师把新变频器装进控制柜——位置、方向、布线、电磁兼容，处处有讲究。教学流程：导入新知案例实操总结《变频与伺服应用技术》配套授课课件适用：高职机电一体化专业01课程导入项目1·任务1.4装得对不对，决定用得久不久情境引入·工厂购入新变频器，提升产线效率、节约电能·实习生任务：协助工程师完成安装与接线·安装位置、方向有哪些注意点？·如何避免电磁干扰？这是本任务的核心问题知识目标掌握安装方式要求、多粉尘现场安装、开关导线选择、布线规范技能目标能按规范完成变频器安装、接线与检查素养目标树立规范意识与安全生产意识图：控制柜中的变频器想一想：为什么变频器必须垂直安装，还不能堵风口？《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0202新知讲解项目1·任务1.4安装方式与散热纪律1.4.1变频器的安装方式及要求控制柜内宜装在中下部，垂直安装，电源和电机端子朝下上下避免安装阻挡进风、出风的大部件多台变频器应横向并排安装，保证散热紧固扭矩按规定执行（如3N·m）为满足电磁兼容，须装在未喷漆金属表面上图：安装间距与方向要求图：功率模块安装《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0302新知讲解项目1·任务1.4粉尘现场与布线规范1.4.2～1.4.4粉尘现场安装、开关导线与布线多粉尘现场：柜顶设出风口、防风网和防护盖风道合理、排风通畅；轴流风机风口设防尘网、向外抽风定期清理粉尘絮状物，粉尘严重场所维护周期约1个月布线纪律：信号线与动力线分开，不平行、不捆扎电机电缆接U2/V2/W2，保护接地接PE端子外围设备共用供电时，输入端加装噪声滤波器图：制动电阻与接线示意《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0403案例分析项目1·任务1.4一根信号线引发的“误动作”规范案例·电磁兼容·变频器等电力电子设备是产线中的干扰源之一·教材规范：信号线与动力线平行、成束布线易引入干扰·正确做法：分开走线、屏蔽层规范接地、必要时加滤波器·屏蔽连接套件为电源与电机电缆提供屏蔽与保护案例启示·布线“横平竖直”不只是美观，更是抗干扰需要·规范意识=质量意识=安全意识·按手册施工，是对设备和企业负责思政切入工匠精神落在每一处压线端子上。图：规范的接线工艺《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0504实操训练项目1·任务1.4按图施工：变频器安装与接线1阅读电机铭牌，选择外围设备及导线线径2安装附件（电抗器/滤波器/制动电阻）→安装功率模块3安装控制单元与操作面板4主电路接线：L1/L2/L3进线，U/V/W接电动机，PE接地5打开电机接线盒，按星形/三角形对应关系接线6通电前检查：相序、紧固、接地、绝缘，确认无误再送电安全提示接线或改动必须断电进行；通电调试由教师检查并现场监护。图：变频器接线操作《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0605总结提升项目1·任务1.4本任务要点回顾·安装三纪律：垂直、通风、横向并排·粉尘现场四件套：出风口、防护盖、风道、防尘网·布线红线：信号线与动力线不平行、不成束·接地与屏蔽：PE可靠接地，EMC要求装于未喷漆金属面下任务预告项目2预告：G120变频器的典型应用——从恢复出厂设置开始。思政加油站工匠精神横平竖直、紧固美观，把工艺做成艺术制造强国规范安装是智能工厂可靠运行的地基安全生产断电接线、验电监护，安全规程不可逾越《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业07课后习题项目1·任务1.4课后习题（任务1.4）一、选择题1．变频器进行墙挂式安装时需要（）安装A.垂直B.水平C.横向D.随意2．若控制柜中安装多台变频器，则多台变频器应该（）安装A.竖向B.横向C.水平D.随意3．功率模块的U、V、W端子需要连接到（）A.三相进线B.电动机C.地D.断路器二、判断题1．电源和电动机使用电缆连接或改动其接线时，可以保持电源接通（）2．布线时，应将信号线与动力线平行布线或捆扎成束布线（）三、填空题1．在控制柜中安装变频器，最好将其安装在控制柜的___部或___部，要求垂直安装2．一般要求变频器在工作频段范围内的线路电压降不超过______注：以上题目取自教材本任务课后习题，可作为课前预习与课后巩固作业。《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业08项目2G120变频器的典型应用·任务2.1变频器恢复出厂设置某汽车企业引进新型G120变频器，调试工程师的第一步：用BOP-2基本操作面板把变频器恢复到出厂状态。教学流程：导入新知案例实操总结《变频与伺服应用技术》配套授课课件适用：高职机电一体化专业01课程导入项目2·任务2.1新变频器上手，第一件事做什么？情境引入·汽车企业产线升级，引进西门子G120变频器·调试工程师使用BOP-2基本操作面板完成调试·已使用过的变频器，重新调试前须恢复出厂设置·恢复出厂→快速调试→功能调试，是调试的标准流程知识目标熟悉BOP-2面板按键与五大菜单的功能技能目标能完成恢复出厂设置与快速调试参数设置素养目标养成按流程、按规程操作的规范意识图：BOP-2基本操作面板想一想：为什么要先恢复出厂设置，再设参数？《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0202新知讲解项目2·任务2.1认识BOP-2：按键与状态显示2.1.1BOP-2基本操作面板BOP-2通过RS-232接口与控制单元相连两行文本显示屏，最多同时显示两个过程值按键：开机、关机、正转、反转、点动、确认、上下、退出手/自动切换；同时按确认键＋向上键3s可锁定键盘状态图标：静止＝停止，闪烁＝运行（注意辨别）图：BOP-2按键与显示说明《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0302新知讲解项目2·任务2.1五大菜单与恢复出厂设置2.1.2菜单结构与恢复出厂设置MONITOR：监控输出频率、电流、电压等运行数据CONTROL：手动控制（点动运行在此菜单）DIAGNS：诊断故障与报警信息PARAMS：查看、修改所有参数SETUP：快速调试向导；EXTRAS→DRVRESET：恢复出厂设置p0010＝1才能修改快速调试参数，改完须设回p0010＝0参数修改后执行RAM→ROM存储，断电不丢失图：BOP-2菜单与参数显示图：快速调试操作流程《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0403案例分析项目2·任务2.1调试“三步曲”：一步都不能省规范流程案例·某企业更换变频器后直接设参数试运行，出现莫名报警·原因：旧参数未清除，与新设置相互冲突·规范做法：先DRVRESET恢复出厂，再快速调试·调试三步曲：参数复位→快速调试→功能调试案例启示·流程不是束缚，而是前人经验的结晶·省略一步“省事”，可能换来半天排故·把标准流程内化为职业习惯思政切入规范操作保安全——先复位、再调试，流程一步不能省。图：快速调试标准流程《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0504实操训练项目2·任务2.1动手做：恢复出厂与快速调试1面板操作：EXTRAS→DRVRESET，恢复出厂设置2设置p0010＝1，进入快速调试3按电动机铭牌输入额定电压、电流、功率、转速、频率4设置斜坡上升时间p1120、下降时间p11215设p0010＝0退出快速调试，RAM→ROM存储6CONTROL菜单手动点动，验证电动机300r/min正向运行安全提示通电调试须由教师检查并现场监护；改参数前先确认设备处于停止状态。图：三相异步电动机铭牌《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0605总结提升项目2·任务2.1本任务要点回顾·BOP-2五大菜单：监控/控制/诊断/参数/调试·恢复出厂：EXTRAS→DRVRESET·快速调试钥匙：p0010＝1进、0出·电动机参数一律以铭牌为准，存储用RAM→ROM下任务预告任务2.2：用宏命令设计变频器点动控制系统。思政加油站工匠精神调试三步曲，一步不省，一次做对制造强国规范调试是智能产线稳定运行的起点安全生产停止状态改参数，通电调试有人监护《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业07课后习题项目2·任务2.1课后习题（任务2.1）一、选择题1．G120变频器需要进行快速调试时，设置p0010参数值为（）A.0B.1C.2D.302．手动控制变频器点动运行，必须在（）菜单下A.MONITORB.CONTROLC.DIAGNSD.PARAMS3．恢复出厂设置通过（）菜单的DRVRESET功能实现A.SETUPB.CONTROLC.PARAMSD.EXTRAS二、判断题1．已使用过的变频器需要重新调试时，要恢复出厂设置（）2．快速调试时设置电动机参数，在CONTROL菜单下进行（）三、填空题1．快速调试是通过设置______、______和______等基本设置信息，来简单快速运转电动机的一种操作模式注：以上题目取自教材本任务课后习题，可作为课前预习与课后巩固作业。《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业08项目2G120变频器的典型应用·任务2.2设计变频器点动控制系统端子5正转点动、端子6反转点动、端子7故障复位——如何选宏、接线、设参数，让电动机听指挥？教学流程：导入新知案例实操总结《变频与伺服应用技术》配套授课课件适用：高职机电一体化专业01课程导入项目2·任务2.2按一下动一下：点动控制怎么实现？情境引入·三相异步电动机：1.2kW、2A、380V、1500r/min·端子5：400/1000r/min正转点动·端子6：400/1000r/min反转点动·端子7：故障复位——选宏、画图、设参、调试知识目标了解G120端子种类与各宏命令的区别技能目标能按控制要求选宏、画接线图、设点动参数素养目标初步形成电气自动控制系统的设计意识图：电动机铭牌参数想一想：什么是“宏命令”？它能帮我们省掉哪些事？《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0202新知讲解项目2·任务2.2CU240E-2接线端子速览2.2.1变频器接线端子四类I/O端子：DI、DO、AI、AO6路数字量输入DI0～DI5（端子5～8、16、17）2路模拟量输入AI0、AI1，可扩展为数字量输入数字量输出：继电器输出＋晶体管输出端子1、2：外部接入24V直流电源；9、28：内部24V输出端子34、69：数字量公共端，须与24V电源对应极性相连图：CU240E-2接线端子《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0302新知讲解项目2·任务2.2预定义宏接口：一键配置的神器2.2.2预定义宏接口宏接口＝预定义好的端子功能与参数组合CU240E-2提供18种预定义宏接口选择宏的参数：p0015（仅p0010＝1时可改）宏命令1、2、3与固定转速相关，段数各不相同预设宏不满足要求时，用BICO功能调整命令源与设定值源图：模拟量输入用作数字量输入的接线《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0403案例分析项目2·任务2.2设计意识：先读懂要求，再下手选宏工程设计案例·控制要求四要素：正转点动、反转点动、两档转速、故障复位·对照宏表：哪个宏的端子定义与控制要求一一对应？·选定宏命令→核对端子功能→再画接线图·转速值通过固定转速参数p1001、p1002等设定案例启示·设计先行：读懂需求是工程第一步·查手册、对参数，比“试出来”更专业·系统设计意识从每一个小项目练起思政切入精益求精——把“选得准”看得比“调得快”更重。图：变频器点动控制系统接线图《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0504实操训练项目2·任务2.2点动控制系统设计与调试1分析控制要求，选择合适的宏命令2按宏定义画出变频器接线图（端子5/6/7）3设p0010＝1→设p0015选宏4设固定转速参数：400r/min、1000r/min两档5设p0010＝0，RAM→ROM存储6按图接线，通电调试：正/反转点动＋故障复位验证安全提示接线完成先自查再通电；调试时手不离急停区域，防止误动作。图：点动控制系统接线图《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0605总结提升项目2·任务2.2本任务要点回顾·CU240E-2四类端子：DI/DO/AI/AO，6路数字量输入·宏命令＝一键配置；选择参数p0015·改p0015的前提：p0010＝1；改完设回0·点动两档转速由固定转速参数设定下任务预告任务2.3：设计变频器正反转控制系统。思政加油站工匠精神先设计后施工，图纸准确一次接线成功制造强国标准宏接口背后是工业软件的工程智慧安全生产先自查后通电，急停意识常备不懈《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业07课后习题项目2·任务2.2课后习题（任务2.2）一、选择题1．宏命令3中，若DI0与DI4接通，则转速为（）A.固定转速1+2B.固定转速2+3C.固定转速2+4D.固定转速1+32．CU240E-2提供了2路模拟量输入，可通过设置（）参数选择模拟量通道A.p1000B.p0756C.p0010D.p07763．控制单元CU240E-2为用户提供了（）种宏接口A.7B.8C.12D.18二、判断题1．p0015参数值更改完毕后，需要设置p0010＝0（）2．模拟量输入AI0和AI1可扩展为数字量输入使用（）三、填空题1．选择宏功能的参数是______，只有p0010＝______的时候才能更改预定义宏接口参数2．G120变频器的数字量输入端子有______注：以上题目取自教材本任务课后习题，可作为课前预习与课后巩固作业。《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业08项目2G120变频器的典型应用·任务2.3设计变频器正反转控制系统传送带需要双向运行：SA1正转起动，SA2实现正反转——0.75kW电动机的正反转方案如何设计？教学流程：导入新知案例实操总结《变频与伺服应用技术》配套授课课件适用：高职机电一体化专业01课程导入项目2·任务2.3一条传送带，两个方向情境引入·传送带双向运行系统主控器件：西门子G120变频器·接通按钮SA1：三相异步电动机正转起动·接通按钮SA2：实现电动机正反转·电动机参数：0.75kW、1440r/min、380V、1.5A、50Hz知识目标了解正反转控制所需端子与应选用的宏命令技能目标能查说明书定接线图、定参数并用BOP-2设置素养目标提升电气自动控制系统设计意识图：G120变频器接线图想一想：正反转切换时，为什么要先停稳再换向？《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0202新知讲解项目2·任务2.3命令源与设定值源2.3.1正反转控制的命令源与宏命令p0015一键调用宏定义，配置命令源与设定值源命令源＝变频器接收起停等控制命令的接口设定值源＝频率/转速设定值的来源通道预设宏不满足时，用BICO（二进制互联）灵活调整现场总线作主设定值：p1070＝2050图：正反转控制系统硬件接线图《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0302新知讲解项目2·任务2.3调试三步曲与变频调速2.3.2正反转控制系统的调试变频器调试三步：参数复位→快速调试→功能调试三相异步电动机调速方式中，变频调速可实现无级调速逆变核心：SPWM（正弦波脉宽调制）正反转切换：须设置合理加减速时间，避免冲击功能调试阶段验证：正转、反转、停止逐项确认图：台达变频器及其控制柜《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0403案例分析项目2·任务2.3国产变频器：从跟跑到并跑产业案例·民族品牌·20世纪90年代后，我国加大变频器技术研发投入·形成汇川技术、台达、德力西、森兰、伟创等国产品牌·产品性能接近或达到国外品牌水平·价格优势明显，市场份额持续提升案例启示·自主品牌崛起靠的是持续研发投入·选用国产设备也是支持制造业升级·技能成才，同样能为产业自强添砖加瓦思政切入制造强国——国产变频器从“能用”走向“好用”。图：台达变频器及其控制柜《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0504实操训练项目2·任务2.3正反转控制系统设计与调试1查阅说明书，按控制要求选择宏命令2绘制正反转硬件接线图（SA1、SA2按钮）3列出参数表：宏命令、转速、加减速时间4参数复位→快速调试（铭牌参数）→功能调试5硬件连接：按图样与工艺要求完成接线6通电调试：正转→停止→反转→停止，逐项验证安全提示换向前务必先停机；通电调试执行安全操作规程，教师现场监护。图：正反转系统硬件接线图《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0605总结提升项目2·任务2.3本任务要点回顾·正反转控制＝命令源＋设定值源的正确配置·选宏靠p0015，特殊需求靠BICO·调试三步曲：复位→快速调试→功能调试·无级调速选变频，换向先停稳下任务预告任务2.4：多段速控制——让电梯平稳起停。思政加油站工匠精神查手册、对图纸，把每个参数设准确制造强国国产变频器崛起，民族品牌正当其时安全生产先停稳再换向，监护下通电调试《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业07课后习题项目2·任务2.3课后习题（任务2.3）一、选择题1．G120变频器的CU是（）A.功率模块B.控制单元C.面板D.电位器2．三相交流异步电动机能实现无级调速的是（）调速A.变转差率B.变磁极对数C.变电源D.变频3．变频器需要通过参数复位、快速调试及（）三个步骤进行调试A.安装调试B.参数调试C.负载调试D.功能调试二、判断题1．设定变频器宏功能选择的参数是p0013（）2．G120变频器只有5个宏功能模式（）三、填空题1．G120变频器只有在设置______时才能更改p0015参数2．当参数p1070＝______时，将现场总线过程数据作为主设定值注：以上题目取自教材本任务课后习题，可作为课前预习与课后巩固作业。《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业08项目2G120变频器的典型应用·任务2.4设计变频器多段速控制系统——电梯控制电梯的舒适度取决于平稳起停：高速运行、低速起动、平层减速——多段速控制让电梯“稳如泰山”。教学流程：导入新知案例实操总结《变频与伺服应用技术》配套授课课件适用：高职机电一体化专业01课程导入项目2·任务2.4电梯为什么能“无感”起停？情境引入·舒适度是评价电梯性能的重要指标·合适的加速度让乘客感到舒适，避免突然加减速·多段速平稳切换：高速1000、起动700、平层减速300r/min·参考设置：宏命令1，加速1.0s、减速1.5s知识目标了解多段速控制所需端子、宏命令与参数影响技能目标能查手册定接线图、定参数并熟练设置BOP-2素养目标培养电气自动控制系统的设计理念图：常见电梯外形想一想：多段速之间如何切换才能不“顿挫”？《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0202新知讲解项目2·任务2.4多段速（固定转速）功能2.4.1多段速控制功能多段速＝固定转速：用DI端子组合选择预设频率前提：设p1000＝3（固定频率设定值）直接选择模式：一个DI选一段，多DI同时接通转速叠加二进制选择模式：DI组合编码选择转速宏命令1/2/3均可多段速，段数与方向各不相同宏命令3运行中须一直接通的数字量输入是DI4图：智能电梯的基本结构图：智能电梯控制系统《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0302新知讲解项目2·任务2.4电梯控制的速度曲线2.4.2电梯多段速控制方案起动段：低速700r/min平稳起动运行段：高速1000r/min快速运行平层段：减速至300r/min，准确平层加速时间1.0s、减速时间1.5s：舒适与效率的平衡参数设置对电动机转速与轿厢振动有直接影响图：电梯控制柜《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0403案例分析项目2·任务2.4毫米之间的责任：电梯平层精度安全案例·电梯安全·平层不准，轿厢与楼层之间形成台阶·老人、小孩、搬运乘客极易磕绊摔倒·多段速＋合理减速时间＝平稳准确平层·每一次参数整定，都关系乘客安全案例启示·电梯无小事，安全大于天·精度背后是责任心·把乘客的“无感”当作技术的最高标准思政切入安全生产——调的是参数，守的是生命。图：电梯控制柜内部《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0504实操训练项目2·任务2.4实操①：安装接线1将变频器固定在实训台安装板上2安装导轨、熔断器、接触器等外围器件3主电路接线：电源→断路器→接触器→变频器→电动机4控制回路接线：按钮、DI端子按宏定义连接5套号码管、标端子号，布线横平竖直6通电前检查：紧固、相序、接地、绝缘安全提示主电路断电接线；导线不随意敷设，接点紧固不露铜。图：实训台接线《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0604实操训练项目2·任务2.4实操②：参数设置与调试1参数复位，按铭牌完成快速调试2设p0015＝宏命令1，p1000＝3固定频率设定3设三段转速：1000/700/300r/min4设加速1.0s、减速1.5s5通电调试：起动→高速→减速平层，观察平稳性6小组互评：振动、平层精度、参数规范性安全提示调试时先空载试运行，确认转向与速度无误再带载。图：电梯控制柜调试《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0705总结提升项目2·任务2.4本任务要点回顾·多段速＝固定转速，前提p1000＝3·直接选择可叠加，二进制选择靠组合·电梯三段速：起动700→运行1000→平层300·加减速时间是舒适度的关键参数下任务预告任务2.5：模拟量调速——水塔液位控制。思政加油站工匠精神毫米级平层精度，源自千百次参数打磨制造强国国产电梯装备全球楼宇，品质赢得市场安全生产空载先试、带载后调，安全步步为营《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业08课后习题项目2·任务2.4课后习题（任务2.4）一、选择题1．CU240E-2有（）种预定义宏接口A.10B.20C.18D.302．宏命令3最多可以实现（）个运行速度A.3B.9C.15D.203．宏命令3在运行中必须一直接通的数字量输入是（）A.DI0B.DI1C.DI4D.DI5二、判断题1．只有设置p0010＝0时才能更改p0015参数（）2．变频器用于选择固定转速的数字量输入同时有效时，选择最高固定转速运行（）三、填空题1．西门子G120系列变频器宏3是______方向，______个固定转速2．CU240E-2有______种预定义宏接口注：以上题目取自教材本任务课后习题，可作为课前预习与课后巩固作业。《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业09项目2G120变频器的典型应用·任务2.5设计变频器模拟量调速控制系统——水塔液位控制水塔液位低了就直接起动注满？太粗放！模拟量调速让水泵“按需供水”，效率与节能双提升。教学流程：导入新知案例实操总结《变频与伺服应用技术》配套授课课件适用：高职机电一体化专业01课程导入项目2·任务2.5从“注满再说”到“按需供水”情境引入·原系统：液位低于某值直接起动电动机注满水池，效率低下·改造目标：引入变频器模拟量调速技术·先确定液位对应的理想转速范围，设为模拟量输入范围·配套过流、过载保护功能，保证安全稳定运行知识目标了解模拟量输入端子、宏命令与线性对应关系技能目标能画接线图、列参数、调试模拟量控制系统素养目标培养精益求精的精神与数据处理能力图：水塔液位控制系统想一想：液位信号怎样变成电动机的转速？《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0202新知讲解项目2·任务2.5模拟量输入/输出功能2.5.1～2.5.2模拟量输入与输出功能CU240B-2提供1路AI，CU240E-2提供2路AI模拟量输入类型用参数p0756选择（电压/电流）必须正确设置对应DIP开关位置线性标定：由(p0757,p0758)、(p0759,p0760)两点确定模拟量输出：p0771选信号源、p0776选类型图：端子起动模拟量调速接线图《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0302新知讲解项目2·任务2.5二线制与三线制控制2.5.3二线制/三线制控制方式数字量控制起停共5种方法：3种二线制＋2种三线制二线制：2个控制指令（如宏命令12/13/14）三线制：3个控制指令（如宏命令17/18）宏命令12：AI0默认-10～10V输入模拟量调速优点：范围广、精度高、响应快、调速平稳可实现软起动软停车，减少机械冲击图：PLC模拟量模块接线《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0403案例分析项目2·任务2.5双碳目标下的“按需供水”节能案例·绿色制造·改造前：直接起动注满，电动机频繁满载冲击·改造后：模拟量调速按需供水，能耗显著降低·软起软停延长水泵与管网寿命·泵类负载是工业节能的“主战场”案例启示·节能降耗是“双碳”战略的产业答卷·技术改造小切口，绿色发展大文章·工程师的每个方案都连着绿水青山思政切入绿色制造——让每一度电都用在刀刃上。图：水塔液位控制系统《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0504实操训练项目2·任务2.5实操①：方案设计与硬件接线1明确控制方式：确定所需DI、AI路数与宏命令2判断PLC是否需增加模拟量模块（S7-1200＋AO模块）3列PLCI/O分配表与元器件清单4绘制变频器硬件接线图5按图完成PLC、变频器与外围设备接线6检查：屏蔽、接地、端子标号齐全安全提示模拟量信号线用屏蔽电缆，与动力线分开敷设。图：控制系统接线《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0604实操训练项目2·任务2.5实操②：参数、程序与调试1设模拟量输入类型p0756与DIP开关2按液位-转速关系完成线性标定（p0757～p0760）3编写PLC梯形图：起动→检测液位→计算输出频率4下载程序到PLC，联机监控5通电调试：验证液位变化时转速平滑跟随6拓展：让PLC监控变频器运行状态，如何改硬件？安全提示通电调试执行安全规程，由指导教师检查并现场监护。图：控制梯形图《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0705总结提升项目2·任务2.5本任务要点回顾·模拟量调速＝模拟信号→变频器→无级调速·选型配对：p0756＋DIP开关，标定靠两点直线·起停控制5法：3种二线制＋2种三线制·液位闭环：检测→运算→变频输出，按需供水下任务预告项目3预告：走进伺服系统——更精准的运动控制。思政加油站工匠精神标定两点一线，精度来自严谨制造强国节能改造服务双碳战略，绿色制造成底色安全生产屏蔽接地规范，调试全程监护《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业08课后习题项目2·任务2.5课后习题（任务2.5）一、选择题1．G120变频器有（）种模拟量调速方式A.4B.5C.6D.72．宏命令12中，AI0默认为（）输入方式A.-10～10VB.0～20mAC.4～20mAD.0～10V3．在模拟量调速中，二线制控制有（）种方法A.1B.2C.3D.4二、判断题1．宏命令17既可以使电动机正转起动，也可以使其反转起动（）2．选择模拟量输入模式无须设置对应的DIP开关（）三、填空题1．CU240B-2提供______路模拟量输出，CU240E-2提供______路模拟量输出2．通过数字量输入控制变频器起停，有______种方法，其中______种用2个控制指令，另外______种用3个控制指令注：以上题目取自教材本任务课后习题，可作为课前预习与课后巩固作业。《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业09项目3认识伺服系统·任务3.1伺服系统基础知识自动生产线上，机械手要把工件精准地从一个物料台搬到指定位置——靠的就是伺服系统。教学流程：导入新知案例实操总结《变频与伺服应用技术》配套授课课件适用：高职机电一体化专业01课程导入项目3·任务3.1机械手为什么能“指哪打哪”？情境引入·自动生产线上，传动机构驱动机械手精确定位·机械手抓取工件→输送到指定地点→放下·定位精度、响应速度都取决于伺服系统·本任务认识伺服系统的组成、编码器与V90驱动器知识目标了解伺服系统组成、编码器种类与V90两个系列技能目标能区分信号/动力电缆，看图连接伺服驱动器电缆素养目标提升精益求精精神与数据运算能力图：自动生产线想一想：伺服系统和变频器控制有什么不一样？《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0202新知讲解项目3·任务3.1伺服系统的五大组成部分3.1.1～3.1.2伺服系统的组成与技术要求比较环节：指令信号与反馈信号比较，得偏差信号控制器：计算机或PID电路，处理偏差信号执行环节：能量→机械能（伺服电动机）被控对象：传动系统、执行装置和负载检测环节：编码器等检测位置/速度并反馈技术要求：稳定性好、精度高、响应快、低速大转矩、调速范围宽图：伺服系统组成原理框图《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0302新知讲解项目3·任务3.1认识V90与编码器3.1.3～3.1.5伺服驱动器、V90与国产伺服V90驱动器＋1FL6伺服电动机：功率0.05～7.0kWV90分PTI（脉冲接口）与PN（PROFINET）两个系列驱动器＝DSP控制核心＋IPM功率模块，三环控制三种控制方式：位置、速度、转矩编码器按测量方式分：增量式、绝对式编码器码盘：二进制/格雷码码道，黑白等间隔图案图：V90PTI与PN系列接口图：编码器《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0403案例分析项目3·任务3.1X8连接器：伺服系统的“神经中枢”技术案例·教材案例·V90PTI驱动器靠X8连接器接收上位控制器指令·位置/速度指令脉冲、使能信号、状态信号都经此传递·5V高速差分PTI最大频率1MHz，抗扰性更好·硬件配置与基础参数多围绕X8接口展开案例启示·接口虽小，却是“控制大脑”与“执行机构”的桥梁·接错一根线，系统就“失聪”·细心核对引脚定义，是伺服调试的基本功思政切入精益求精——50针插座，针针都要对号入座。图：V90PTI伺服驱动器系统配置《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0504实操训练项目3·任务3.1动手做：认识并连接伺服电缆1观察V90驱动器与1FL6电动机实物2区分信号电缆与动力电缆（外观、接口、用途）3对照系统配置图，找出X8连接器与编码器电缆4看图连接驱动器的信号电缆与动力电缆5在信号电缆中正确找到信号线6小组互查后，按6S要求整理工位安全提示驱动器电源指示灯亮表示P_BUS尚有余电高电压，确认放电后再操作。图：V90伺服驱动器外形尺寸《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0605总结提升项目3·任务3.1本任务要点回顾·伺服系统五部分：比较、控制、执行、对象、检测·技术要求：稳、准、快，低速大转矩、调速范围宽·V90两系列：PTI脉冲型/PN总线型·编码器：增量式与绝对式，是伺服的“眼睛”下任务预告任务3.2：学会为产线选择合适的伺服系统。思政加油站工匠精神针针对号，把连接做到零差错制造强国国产伺服加速崛起，进给驱动自主可控安全生产余电未放尽不动手，指示灯就是警示灯《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业07课后习题项目3·任务3.1课后习题（任务3.1）一、选择题1．码盘上各圈圆环分别代表1位（）进制的数字码道A.十B.二C.八D.十六2．伺服驱动器的电源指示灯亮，表示此时P_BUS尚有（）A.高电流B.高电压C.低电流D.低电压3．R、S、T和U、V、W这6条大电力线不要与信号线靠近，尽可能间隔（）m以上A.50B.35C.40D.30二、判断题1．伺服系统主要由控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环节五部分组成（）2．按编码方式，编码器可分为绝对式、增量式和混合式编码器（）三、填空题1．伺服系统的技术要求有：______、______、______、______、______2．按测量方式，编码器可分为______和______注：以上题目取自教材本任务课后习题，可作为课前预习与课后巩固作业。《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业08项目3认识伺服系统·任务3.2伺服系统的选择汽车发动机生产线上，机械手由伺服系统驱动，精准搬运缸体——如何为产线选对伺服系统？教学流程：导入新知案例实操总结《变频与伺服应用技术》配套授课课件适用：高职机电一体化专业01课程导入项目3·任务3.2搬运缸体的机械手，该配什么伺服？情境引入·汽车发动机生产线：机械手在导轨上做直线运动·伺服驱动＋PLC控制，可精准停在任何位置·缸体由一个工位搬运到另一工位，全自动生产·选对伺服：缩短周期、提高效率、降低成本知识目标了解伺服系统分类、直流/交流伺服电动机原理技能目标能按负载、精度、环境要求选择伺服系统素养目标树立选型经济性与民族品牌意识图：汽车发动机生产线想一想：开环、半闭环、闭环，精度差别有多大？《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0202新知讲解项目3·任务3.2伺服系统的三种分类视角3.2.1伺服系统的分类按驱动方式：电气、液压、气动；电气分直流与交流按功能特性：位置伺服、速度伺服、转矩伺服位置控制分点位（PTP）与连续轨迹（CP）控制按控制方式：开环、半闭环、闭环开环：无检测元件，结构简单、精度低、易失步闭环：直接检测工作台位移，用于超精加工机床图：伺服系统按驱动方式分类图：闭环伺服系统原理图《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0302新知讲解项目3·任务3.2直流与交流伺服电动机3.2.2～3.2.3直流/交流伺服电动机直流伺服：定子、转子、电刷、换向片组成电枢控制响应快；励磁控制动态特性较差交流伺服：异步（主轴驱动）与永磁同步（进给驱动）交流优势：无电刷、惯量小、响应好、容量大→已成主流位置模式：脉冲频率定速度、脉冲数量定位置V90PTI切换控制模式的参数：p29001图：位置控制模式图：速度控制模式结构图：转矩控制模式结构《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0403案例分析项目3·任务3.2交流伺服成为主流的背后产业案例·主流趋势·早期数控机床多用直流伺服，电刷维护是“老大难”·交流伺服无电刷，免维护、转速高、可靠性强·永磁同步伺服成为进给驱动的首选·国产交流伺服快速跟进，性价比优势明显案例启示·技术迭代启示：选型的眼光要跟上技术主流·国产替代为中小企业降低自动化门槛·关注产业趋势，做“懂行”的技术员思政切入制造强国——从“用得上”到“用得起”的伺服普及之路。图：汽车发动机生产线《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0504实操训练项目3·任务3.2伺服系统选型五步法1看负载：负载类型、惯量、所需转矩与功率2看性能：控制精度、响应速度、调速范围3看环境：温度、湿度、防护与防爆要求4定模式：位置/速度/转矩控制模式选择5定型号：机座号、产品代号、功率代号、性能参数序号6课堂练习：为缸体搬运机械手写一份选型说明安全提示选型须以厂家最新选型手册数据为准，不得凭经验估算功率。图：V90驱动器显示面板《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0605总结提升项目3·任务3.2本任务要点回顾·分类三视角：驱动方式/功能特性/控制方式·开环便宜精度低，闭环精准成本高，半闭环居中·交流永磁同步伺服＝进给驱动主流选择·选型四看：负载、性能、环境、控制模式下任务预告项目4预告：V90PTI伺服控制系统的典型应用——车床主轴回原点。思政加油站工匠精神选型有据、计算先行，拒绝拍脑袋制造强国伺服普及降低自动化门槛，惠及中小企业安全生产手册数据为准，安全裕量留足《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业07课后习题项目3·任务3.2课后习题（任务3.2）一、选择题1．笼型转子交流伺服电动机的转子由（）、转子铁心和转子绕组等组成A.联轴器B.转轴C.轴承D.内定子2．位置控制模式一般通过外部输入脉冲的（）来确定伺服电动机转动的速度A.幅值B.初始值C.频率3．当伺服驱动器工作在转矩控制模式时，通过（）输入控制输出转矩大小A.编码器码值B.外部模拟量C.内部数字量D.脉冲信号二、判断题1．在交流伺服系统中，控制器发出的脉冲信号直接控制伺服电动机的运转（）2．交流伺服电动机旋转越快，编码器反馈给伺服驱动器的脉冲频率越高（）三、填空题1．直流伺服电动机主要由______、______、______和______等组成2．在V90PTI系列伺服驱动器中，参数p29001的作用是更改______注：以上题目取自教材本任务课后习题，可作为课前预习与课后巩固作业。《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业08项目4V90PTI伺服控制系统的典型应用·任务4.1设计V90PTI触摸屏控制回原点的系统——车床主轴控制系统数控机床开机第一件事：回原点。用PLC脉冲接口控制V90伺服，让运动部件准确回到机械原点。教学流程：导入新知案例实操总结《变频与伺服应用技术》配套授课课件适用：高职机电一体化专业01课程导入项目4·任务4.1机床开机，为什么先“回原点”？情境引入·PLC用于数控系统，提高稳定性、安全性和生产效率·要求：PLC通过脉冲接口控制伺服驱动器·实现伺服电动机驱动的运动部件回到原点·原点＝一切位置控制的基准知识目标了解博途基本指令、MC_Power与MC_Home的用法技能目标能接信号线、上电前测连线、按手册配置轴工艺对象素养目标通过配置限位开关，培养安全意识图：伺服运动控制系统想一想：没有原点基准，绝对位置还有意义吗？《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0202新知讲解项目4·任务4.1运动控制指令族：MC系列4.1.1博途运动控制基本指令MC_Power：轴使能，是一切运动的前提（Enable、StopMode）MC_Reset：复位轴故障，确认错误MC_MoveJog：点动，用于调试与对刀MC_Home：回原点，Mode0～3多种模式MC_MoveAbsolute/Relative/Voltage：绝对/相对/速度运动MC_Halt：暂停轴运动图：博途运动控制指令库《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0302新知讲解项目4·任务4.1回原点的四个阶段4.1.2MC_Home回原点原理A：轴以逼近速度寻找原点开关B：碰到原点开关有效边沿C：切换为参考速度继续运行D：轴边沿与原点开关边沿重合，回原点完成速度关系：回原点速度＜接近速度＜最大速度勾选硬限位自动反转，防止撞限位停机图：回原点过程《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0403案例分析项目4·任务4.1大国工匠董礼涛：做行当里的状元思政案例·工匠精神·董礼涛：哈电集团哈尔滨汽轮机厂数控铣工、特级技师·信念：一定要精益求精，做这个行当里的状元·完成120余项技术攻关，国家专利40余项·命名操作法3项，推广创新成果245项案例启示·从一线工人到技能专家，30年坚守一个“精”字·回原点如人生：找准基准，方能行稳致远·高职学子同样能成长为大国工匠思政切入工匠精神——把“精益求精”刻进每一次对刀与回零。图：数控伺服运动控制系统《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0504实操训练项目4·任务4.1实操①：I/O分配与接线1列I/O分配表：I0.0回原点、I0.1下限位、I0.2上限位2I0.3起动、I0.4停止、I0.5急停3输出：Q0.0脉冲、Q0.1方向、Q0.4轴使能、Q0.5急停输出4按图连接PLC、伺服驱动器与电动机5上电前按规范测试连线：通断、极性、屏蔽6检查限位开关安装位置与动作可靠性安全提示上电前必须完成连线测试；限位开关失效严禁试运行。图：伺服电动机运动控制接线图《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0604实操训练项目4·任务4.1实操②：PTO配置与轴工艺对象1设备组态中使能脉冲输出，信号类型选PTO2新增轴工艺对象TO_PositioningAxis，命名“伺服控制”3基本参数：PTO方式，测量单位mm4扩展参数：机械、位置限制、动态参数、回原点参数5用轴控制面板调试：使能→点动→回原点6编写程序：MC_Power→MC_Home→状态显示，下载验证安全提示调试时先在轴控制面板低速验证，确认方向正确再运行程序。图：PTO配置图：回原点参数配置《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0705总结提升项目4·任务4.1本任务要点回顾·MC_Power使能是运动控制的“总开关”·MC_Home四阶段：逼近→遇开关→参考速度→完成·速度纪律：回原点速度＜接近速度＜最大速度·I/O三件套：脉冲、方向、使能＋限位保护下任务预告任务4.2：相对运动控制——自动下料机。思政加油站工匠精神董礼涛：30年把铣工做成行业状元制造强国数控系统自主化，机床才有“中国心”安全生产上电先测线，限位不可靠不试车《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业08课后习题项目4·任务4.1课后习题（任务4.1）一、选择题1．以下不是伺服系统优点的是（）A.精准位置控制B.响应速度快C.直接把电能转化为机械能D.稳定性好2．伺服系统中常用的反馈元件是（）A.编码器B.电位器C.热敏电阻D.光敏电阻3．MC_Home指令中，Mode＝1表示（）A.绝对式直接回原点B.相对式直接回原点C.被动回原点D.主动回原点二、判断题1．MC_Power指令的Enable端为1时轴使能（）2．配置轴工艺对象时，测量单位只能选mm（）三、填空题1．MC_Home的Mode＝1是校正/相对回原点，Mode＝0、2、3为______回原点2．回原点速度应______接近速度（填“大于”或“小于”）注：以上题目取自教材本任务课后习题，可作为课前预习与课后巩固作业。《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业09项目4V90PTI伺服控制系统的典型应用·任务4.2设计V90PTI相对运动控制系统——自动下料机控制系统按一次“送料”，推杆精准前进3cm——相对运动控制让下料机实现“按一下、送一段”。教学流程：导入新知案例实操总结《变频与伺服应用技术》配套授课课件适用：高职机电一体化专业01课程导入项目4·任务4.2“送料3cm”，如何做到分毫不差？情境引入·按下“回零”按钮：设备自检回零点，绿灯亮方可操作·触摸屏按一次“送料”：送料3cm·实训设备：伺服电动机转一圈送料1cm·送料中红灯亮，停止后绿灯亮，可再次送料知识目标了解相对/绝对运动指令的区别与轴工艺对象配置步骤技能目标能设计连接电路、按规范选限位开关、编写简单程序素养目标以高精度控制锤炼精益求精的精神图：自动下料机控制系统想一想：相对运动和绝对运动，分别适合什么场合？《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0202新知讲解项目4·任务4.2相对运动vs绝对运动4.2.1～4.2.2MC_MoveAbsolute与MC_MoveRelativeMC_MoveAbsolute：移动到某个绝对位置（需先回原点）MC_MoveRelative：从当前位置移动相对距离关键参数：Position（绝对目标）/Distance（相对距离）Velocity：轴的速度；Execute：上升沿起动Done/Busy/Error：完成、忙、故障状态反馈电子齿轮比设置影响控制精度图：MC_MoveRelative指令符号图：运动控制指令一览《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0302新知讲解项目4·任务4.2下料机的控制逻辑4.2.3自动下料机控制方案回原点参考点输入：I0.0送料3cm＝电动机转3圈（1圈＝1cm）实时检测推杆前进距离，PLC驱动推杆送料红/绿灯互锁：运动中禁止再次送料状态位：M10.0回原点、M10.1送料、M10.2工作、M10.3就绪图：伺服电动机运动控制接线图《变频与伺服应用技术》高职机电一体化专业0403案例分析项目4·任务4.23cm背后的精度账工艺分析案例·电动机1圈＝送料1cm，3圈＝3cm·脉冲数＝圈数×每转脉冲数，由电子齿轮比换算·精度链：编码器精度→传动间隙→参数设置·任一环节“差一点”，送料就“差一截”案例启示·高精度控制是算出来、调出来的·养成“先算后干”的工程习惯·把相对运动的每一次