三菱變頻器實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(自編)

1、變變 頻頻 器器 應(yīng)應(yīng) 用用 技技 術(shù)術(shù)實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 指指 導(dǎo)導(dǎo) 書書目 錄實(shí)驗(yàn)一 變頻器的面板操作 .3實(shí)驗(yàn)二 變頻器 PU 運(yùn)行操作和外部運(yùn)行操作 .7實(shí)驗(yàn)三 變頻器組合運(yùn)行的操作 .12實(shí)驗(yàn)四 變頻器多檔速度運(yùn)行的操作 .15實(shí)驗(yàn)五 變頻器的 PID 控制運(yùn)行操作 .18實(shí)驗(yàn)六 PLC 與變頻器組合的控制操作.21實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 變頻器的面板操作變頻器的面板操作一一實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)?zāi)磕康牡?、熟練掌握變頻器面板操作方法及顯示特點(diǎn)。2、熟悉變頻器的各種運(yùn)行模式3、掌握變頻器運(yùn)行基本參數(shù)設(shè)定方法。4、掌握變頻器的模式切換操作和各種清除操作。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容變頻器對異步電動機(jī)進(jìn)行控制，需要設(shè)置頻率指令

2、和啟動指令。將啟動指令設(shè)為ON 后電機(jī)便開始運(yùn)轉(zhuǎn)，同時根據(jù)頻率指令（設(shè)定頻率）來決定電機(jī)的轉(zhuǎn)速。熟練掌握變頻器的面板操作方法是使用變頻器的基本技能。1、工作模式切換通過按 MODE 鍵，變頻器可以在監(jiān)視模式、參數(shù)設(shè)置模式和報警查詢模式之間轉(zhuǎn)換。2、PU 模式基本操作3、參數(shù)設(shè)置基本操作注意：初始時只顯示簡單模式參數(shù)，通過 Pr.160 參數(shù)設(shè)置可選擇擴(kuò)展功能顯示。Pr.160內(nèi) 容9999（初始值）只顯示簡單模式參數(shù)0可顯示簡單模式參數(shù)和擴(kuò)展模式參數(shù)4、參數(shù)清除操作清除的意思是恢復(fù)到出廠設(shè)定。參數(shù)清除操作只能在 PU 模式下進(jìn)行。有兩種清除：“參數(shù)清除”和“參數(shù)全部清除”， “參數(shù)清除”是將除

3、了校正參數(shù)、端子功能選擇參數(shù)等之外的參數(shù)全部恢復(fù)，詳見使用手冊。5、運(yùn)行模式設(shè)置運(yùn)行模式可通過預(yù)置參數(shù) Pr.79 確定，也可通過如下簡單操作來完成運(yùn)行模式選擇。有 4 種方式可設(shè)定：實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 變頻器變頻器 PU 運(yùn)行操作和外部運(yùn)行操作運(yùn)行操作和外部運(yùn)行操作一實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粚?shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握變頻器 PU 運(yùn)行操作的方法。2、掌握變頻器外部運(yùn)行操作方法。3、掌握變頻器外部運(yùn)行操作的控制回路接線圖。4、熟悉變頻器 PU 運(yùn)行操作和外部運(yùn)行操作涉及到的功能參數(shù)。5、了解“外部運(yùn)行操作模式”與“PU 運(yùn)行操作模式”的差別。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容變頻器運(yùn)行的 PU 操作，指變頻器不需要控制端子的接線，完全通

4、過操作面板上的按鍵來控制各類生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)行。變頻器運(yùn)行的外部操作，指變頻器的運(yùn)行頻率和啟停信號，是通過變頻器的外部端子的接線來完成，而不是通過操作面板輸入的。 1、PU 操作試運(yùn)行（點(diǎn)動運(yùn)行）例：以 30Hz 運(yùn)行。變頻器的接線：2、PU 操作連續(xù)運(yùn)行3、將 M 旋鈕作為調(diào)速電位器連續(xù)運(yùn)行4、PU 操作模式下的正反轉(zhuǎn)控制通過改變 Pr.40 實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。Pr.40=0，正轉(zhuǎn)Pr.40=1，反轉(zhuǎn)改變 Pr.40 的值，重復(fù) 1 或 2。5、外部操作試運(yùn)行（點(diǎn)動運(yùn)行）D700 系列沒有專門的點(diǎn)動端“JOG” ，通過對 Pr.178182 參數(shù)設(shè)置，定義STF、STR、RL、RM、RH 之一為點(diǎn)

5、動運(yùn)行選擇端。設(shè)置 Pr.182 為 5，定義 RH 為“JOG” 。外部操作點(diǎn)動運(yùn)行接線如下圖。6、外部操作連續(xù)運(yùn)行啟動指令由 STF 或 STR 發(fā)出，頻率由電位器設(shè)定。接線如下圖。實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 變頻器組合運(yùn)行的操作變頻器組合運(yùn)行的操作一實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粚?shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握變頻器運(yùn)行的兩種組合操作模式。2、掌握變頻器運(yùn)行組合操作的接線、參數(shù)設(shè)置及調(diào)試運(yùn)行步驟。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容變頻器運(yùn)行的組合操作是應(yīng)用面板鍵盤和外部接線開關(guān)共同操作變頻器運(yùn)行的一種方法。其特征是面板上的“PU”燈和“EXT”燈同時發(fā)亮，通過預(yù)置 Pr.79 的值，可以選擇組合操作模式。當(dāng)預(yù)置 Pr.79=3 時，選擇組合操作模式

6、1；當(dāng)預(yù)置 Pr.79=4 時，選擇組合操作模式 2。1、組合操作模式 1當(dāng)預(yù)置 Pr.79=3 時，選擇組合操作模式 1，其含義為：運(yùn)行頻率由面板鍵盤給定，啟動信號由外部開關(guān)控制。不接受外部的頻率設(shè)定信號和 PU 的正、反轉(zhuǎn)、停止鍵的控制。這種模式的控制回路接線圖如下圖所示。2、組合操作模式 2當(dāng)預(yù)置 Pr.79=4 時，選擇組合操作模式 2，其含義為：啟動信號由 PU 控制，運(yùn)行頻率由外部外部電位器調(diào)節(jié)。這種模式的控制回路接線圖如下圖所示。實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 變頻器多檔速度運(yùn)行的操作變頻器多檔速度運(yùn)行的操作一實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粚?shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握變頻器多檔速度運(yùn)行的各參數(shù)的設(shè)定方法。2、掌握變頻器多檔速度運(yùn)

7、行的外部接線。3、理解多檔速度各參數(shù)的意義。二二實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)內(nèi)內(nèi)容容在實(shí)際生產(chǎn)中，有很多生產(chǎn)機(jī)械正反轉(zhuǎn)的運(yùn)行速度需要經(jīng)常改變，變頻器如何對這種生產(chǎn)機(jī)械特性進(jìn)行運(yùn)行控制呢？基本的方法是利用“參數(shù)預(yù)置”功能將多種運(yùn)行速度（頻率）先行設(shè)定（FR-D700 三菱變頻器最多可以設(shè)置 15 種） ，運(yùn)行時由變頻器的控制端子進(jìn)行切換，得到不同的運(yùn)行速度。多檔速度控制必須在外部運(yùn)行模式下才有效。1、7 檔速度運(yùn)行控制端子接線圖如下圖所示。控制端子狀態(tài)組合與電動機(jī)運(yùn)行速度的關(guān)系如下圖所示。參數(shù)預(yù)置：7 檔速度運(yùn)行要設(shè)置的參數(shù)號有 Pr.4Pr.6、Pr.24Pr27，與運(yùn)行頻率對應(yīng)關(guān)系的見下表。導(dǎo)通的輸入端子RHR

8、MRLRM、RLRH、RLRH、RMRH、RM、RL參數(shù)號Pr.4Pr.5Pr.6Pr.24Pr.25Pr.26Pr.27設(shè)定值f 1f 2f 3f 4f 5f 6f 7操作步驟：2、15 檔速度運(yùn)行控制端子接線圖如下圖所示。注：REX 信號輸入所使用的端子，請通過將 Pr.178Pr.182（輸入端子功能選擇）設(shè)定為 “8”來分配功能。上圖將 STR 當(dāng)作 REX，即設(shè)置 Pr.179=8?？刂贫俗訝顟B(tài)組合與電動機(jī)運(yùn)行速度的關(guān)系如下圖所示。參數(shù)預(yù)置：在前面 7 檔速度基礎(chǔ)上，再設(shè)定下面 8 種速度，就變成 15 種速度運(yùn)行。參數(shù)號Pr.232Pr.233 Pr.234 Pr.235 Pr.2

9、36 Pr.237 Pr.238 Pr.239設(shè)定值f8f9f10f11f12f13f14f15操作步驟同上。實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 變頻器的變頻器的 PID 控制運(yùn)行操作控制運(yùn)行操作一實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粚?shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握變頻器運(yùn)行 PID 控制運(yùn)行的參數(shù)設(shè)定方法。2、掌握變頻器運(yùn)行 PID 控制運(yùn)行的接線方法。3、理解 PID 控制的原理。二二實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)內(nèi)內(nèi)容容PID 控制，是使控制系統(tǒng)的被控量在各種情況下，都能夠迅速而準(zhǔn)確地?zé)o限接近控制目標(biāo)的一種手段。具體地說，是隨時將傳感器測量的實(shí)際信號（稱為反饋信號）與被控量的目標(biāo)信號相比較，以判斷是否已經(jīng)到達(dá)預(yù)定的控制目標(biāo)。如尚未達(dá)到，則根據(jù)兩者的差值進(jìn)行調(diào)整，直到達(dá)到預(yù)

10、定的控制目標(biāo)為止。無需借助其他器件，變頻器本身能實(shí)現(xiàn)流量、風(fēng)量和壓力等參數(shù)的 PID 控制。PID 控制基本構(gòu)成如下圖所示。圖中 KP 為比例增益，對執(zhí)行量的瞬間變化有很大影響；Ti 為積分時間常數(shù)，該時間越小，達(dá)到目標(biāo)值就越快，但也容易引起振蕩，積分作用一般使輸出響應(yīng)滯后；Td 為微分時間常數(shù)，該時間越大，反饋的微小變化就越會引起較大的響應(yīng)，微分作用一般使輸出響應(yīng)超前。1、標(biāo)定檢測轉(zhuǎn)換裝置的輸入輸出關(guān)系PID 調(diào)節(jié)是針對偏差進(jìn)行的，偏差是給定值與反饋值（測量值）的差，而不是給定值與控制目標(biāo)值的差。如果檢測轉(zhuǎn)換裝置的輸入輸出是嚴(yán)格的線性關(guān)系，只要經(jīng)過簡單的換算就可以根據(jù)需要設(shè)定給定值，但很多情

11、況下，兩者之間是非線性的或者是近似線性，就必須先測定它們的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中，控制目標(biāo)是電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，電動機(jī)額度轉(zhuǎn)速為1400rpm，檢測轉(zhuǎn)換裝置是光碼盤及信號轉(zhuǎn)換電路，輸出信號為010V。轉(zhuǎn)速(rpm)100150200250300350400450500550輸出(V)轉(zhuǎn)速(rpm)600700800900100011001200130014001500輸出(V)2、PID 控制接線圖3、參數(shù)設(shè)置參數(shù)預(yù)設(shè)值說 明18214選擇變頻器的RH 端子為 PID 控制端子12820PID 負(fù)作用控制2672端子 4 輸入 010V12950PID 比例帶（50%）1301PID 積分時間（1s）1349

12、999PID 微分時間，9999 表示無微分作用1319999不設(shè)定 PID 上限1329999不設(shè)定 PID 下限C60端子 4 輸入無偏置133待設(shè)PID 動作目標(biāo)設(shè)定4、操作1）根據(jù)檢測轉(zhuǎn)換裝置的輸入輸出關(guān)系，設(shè)定 Pr.133 參數(shù)。例如，轉(zhuǎn)速為500rpm時，測速裝置輸出3.1V，則設(shè)定 Pr.133=31%。分別對應(yīng)轉(zhuǎn)速 400、800、和 1200rpm設(shè)定 Pr.133 參數(shù)，合上RH 開關(guān)和 STF 開關(guān)，變頻器 PID 控制轉(zhuǎn)速運(yùn)行，記錄電動機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。Pr.133期望的轉(zhuǎn)速(rpm)實(shí)際轉(zhuǎn)速(rpm)去除積分作用后實(shí)際轉(zhuǎn)速(rpm)40080012002）將 Pr.13

13、0 設(shè)置為 9999，即去除積分作用，測量轉(zhuǎn)速，記錄于上表。3）設(shè)置 Pr.133=9999，端子 2 輸入電壓為目標(biāo)值。端子2 輸入電壓為05V，對應(yīng)于反饋值010V，如果忽略變頻器的誤差，當(dāng)端子2 給定值為 2V 時，控制目標(biāo)是反饋值為 4V 時的轉(zhuǎn)速。分別對應(yīng)轉(zhuǎn)速400、800、和 1200rpm 設(shè)定端子 2 給定，合上RH 開關(guān)和 STF 開關(guān)，變頻器PID 控制轉(zhuǎn)速運(yùn)行，記錄電動機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。端子 2 給定(V)期望的轉(zhuǎn)速(rpm)實(shí)際轉(zhuǎn)速(rpm)去除積分作用后實(shí)際轉(zhuǎn)速(rpm)40080012004）將 Pr.130 設(shè)置為 9999，即去除積分作用，測量轉(zhuǎn)速，記錄于上表。5）

14、修改 PID 參數(shù)，觀察電動機(jī)轉(zhuǎn)速的動態(tài)變化。5、分析和總結(jié)自行分析和總結(jié)，寫入實(shí)驗(yàn)報告。6、思考1）通過變頻器能控制哪些量？2）如何控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速？3）如何構(gòu)成轉(zhuǎn)速閉環(huán)PID 控制系統(tǒng)？4）反饋信號是什么？5）如何設(shè)置給定值？實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六 PLC 與變頻器組合的控制操作與變頻器組合的控制操作一實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粚?shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握 PLC 與變頻器的連接方法。2、掌握 PLC 和變頻器組合控制電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的方法。3、鞏固 PLC 控制程序的編制方法。二二實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)內(nèi)內(nèi)容容 變頻器單獨(dú)使用，只能對電動機(jī)作一些簡單的控制。PLC 作為傳統(tǒng)繼電器的替代產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。由于PLC 可以用軟件來

15、改變控制過程，并有體積小，組裝靈活，編程簡單，抗干擾能力強(qiáng)及可靠性高等特點(diǎn)，特別適用于惡劣環(huán)境下運(yùn)行。 當(dāng)利用變頻器構(gòu)成自動控制系統(tǒng)進(jìn)行控制時，很多情況下是采用PLC 和變頻器相配合使用，完成各種復(fù)雜的自動控制。變頻器接受外部信號有3 中方式：開關(guān)信號輸入、模擬量輸入和通信接口輸入，而PLC 也有這 3 種方式的輸出，且兩者互相匹配，因此通過適當(dāng)?shù)逆溄?，配以相?yīng)的軟件，就可以通過PLC 對變頻器進(jìn)行靈活的控制。1、控制要求PLC 控制變頻器，使電動機(jī)按下圖的運(yùn)行曲線運(yùn)行。2、PLC 與變頻器的連接要控制電動機(jī)自動實(shí)現(xiàn)上圖所示的運(yùn)轉(zhuǎn)，有多種方法： 1）變頻器程序控制；2）PLC 控制變頻器多檔速度組合運(yùn)行；3）PLC 輸出模擬量作為變頻器的頻率給定。作為練習(xí)的實(shí)例，選用第2 種方法。PLC 與變頻器的控制線路連接參考下圖。3、變頻器的參數(shù)設(shè)置運(yùn)行曲線有五種頻率，因此變頻器采用多檔速度運(yùn)行方式，參數(shù)設(shè)置如下表。參數(shù)設(shè)置值說明Pr.79