變頻技術(shù)及應(yīng)用 課件全套 石磊 學(xué)習(xí)情境1-6 變頻器的基礎(chǔ)知識(shí)- 變頻器的維護(hù)點(diǎn)檢

學(xué)習(xí)情境1

變頻器基礎(chǔ)知識(shí)變頻器基礎(chǔ)知識(shí)一、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)二、電力電子器件的選擇與檢測(cè)三、變頻器的組成原理分析一、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)

電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)可分為穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)(靜態(tài))和不穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)(動(dòng)態(tài)或過渡狀態(tài))兩種。電動(dòng)機(jī)工作的運(yùn)行狀態(tài)，決定于電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性，即決定于電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩是否平衡。為了分析和研究電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性，需要用數(shù)學(xué)模型來(lái)描述，應(yīng)用動(dòng)力學(xué)平衡條件建立系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式，作為分析系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的工具。由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)行的系統(tǒng)稱做電力拖動(dòng)系統(tǒng);一般由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)械、生產(chǎn)機(jī)械、控制設(shè)備等部分組成。異步交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速改變輸入頻率（無(wú)級(jí)調(diào)速）——變頻器n=60f/P（1-S）P：磁極對(duì)數(shù)f：頻率S：轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率（方法多實(shí)現(xiàn)困難）調(diào)速原理：調(diào)速方法：改變磁極對(duì)數(shù)（機(jī)械的有級(jí)調(diào)速）負(fù)載的類型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載特性摩擦恒轉(zhuǎn)矩生產(chǎn)流水線起重行走速度勢(shì)能恒轉(zhuǎn)矩電梯起重機(jī)提升恒功率（速度越低，負(fù)載轉(zhuǎn)矩越大）機(jī)床開卷機(jī)/收卷機(jī)變轉(zhuǎn)矩（速度越低，負(fù)載轉(zhuǎn)矩越?。╋L(fēng)機(jī)水泵負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小于與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)二、電力電子器件

電力電子器件的分類

半控型器件--通過控制信號(hào)可以控制其導(dǎo)通而不能控制其關(guān)斷，比如晶閘管（Thyristor）及其大部分派生器件器件的關(guān)斷由其在主電路中承受的電壓和電流決定。全控型器件--通過控制信號(hào)既可控制其導(dǎo)通又可控制其關(guān)斷，又稱自關(guān)斷器件。如絕緣柵雙極晶體管（Insulated-GateBipolarTransistor--IGBT）、電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管（PowerMOSFET，簡(jiǎn)稱為電力MOSFET）及門極可關(guān)斷晶閘管（Gate-Turn-OffThyristor--GTO）等。不可控器件--不能用控制信號(hào)來(lái)控制其通斷，因此也就不需要驅(qū)動(dòng)電路。比如電力二極管（PowerDiode），只有兩個(gè)端子，器件的通和斷是由其在主電路中承受的電壓和電流決定的。典型電力電子器件電力二極管半控型器件--晶閘管典型電力電子器件IGBT圖1=26IGBT的結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)化等效電路和電氣圖形符號(hào)a)內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖b)簡(jiǎn)化等效電路c)電氣圖形符號(hào)三、變頻器的組成原理分析交-直-交變頻器主電路定義：交-直-交變頻器又稱為間接變頻器，它是先將工頻交流電通過整流器變成直流電，再經(jīng)逆變器將直流電變成頻率和電壓可調(diào)的交流電。學(xué)習(xí)情境2

認(rèn)識(shí)變頻器認(rèn)識(shí)變頻器一、了解通用變頻器二、認(rèn)識(shí)西門子SINAMICS變頻器三、G120變頻器的安裝與接線一、了解通用變頻器

1、電力電子器件是變頻器發(fā)展的基礎(chǔ)第一代電力電子器件是出現(xiàn)于1956年的晶閘管。

（半控型器件）第二代電力電子器件是以門極可關(guān)斷（GTO）晶閘管和電力晶體管（GTR）為代表。（電流自關(guān)斷器件）其開關(guān)頻率仍然不高，一般在5kHz以下。第三代電力電子器件是以電力MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）和絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）為代表。（電壓自關(guān)斷器件）其開關(guān)頻率可達(dá)到20kHz以上。第四代是以智能功率模塊（IPM）為代表，IPM是以IGBT為開關(guān)器件，但集成有驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路。1、在節(jié)能方面的應(yīng)用（1）節(jié)能的前景：在2003年的中國(guó)電力消耗中，60-70％為動(dòng)力電，而在總?cè)萘繛?．8億千瓦的電動(dòng)機(jī)總?cè)萘恐?，只有不?000萬(wàn)千瓦的電動(dòng)機(jī)是帶變頻控制的。據(jù)分析，在中國(guó)，帶變動(dòng)負(fù)載、具有節(jié)能潛力的電機(jī)至少有1.8億千瓦。

（2）節(jié)能的原理：（以風(fēng)機(jī)水泵為例）根據(jù)流體力學(xué)原理，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。當(dāng)所需風(fēng)量減少，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，其功率按轉(zhuǎn)速的三次方下降。因此，精確調(diào)速的節(jié)電效果非?？捎^。與此類似，許多變動(dòng)負(fù)載電機(jī)一般按最大需求來(lái)生產(chǎn)電動(dòng)機(jī)的容量，因而設(shè)計(jì)裕量偏大。而在實(shí)際運(yùn)行中，輕載運(yùn)行的時(shí)間所占比例卻非常高。如采用變頻調(diào)速，可大大提高輕載運(yùn)行時(shí)的工作效率。因此，變動(dòng)負(fù)載的節(jié)能潛力巨大。

2、在自動(dòng)控制系統(tǒng)方面的應(yīng)用3、在產(chǎn)品工藝和質(zhì)量方面的應(yīng)用

由于變頻器內(nèi)置有32位或16位的微處理器，具有多種算術(shù)邏輯運(yùn)算和智能控制功能，輸出頻率精度高達(dá)0.01%-0.1%，還設(shè)置有完善的檢測(cè)、保護(hù)環(huán)節(jié)。因此，變頻器在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。例如：化纖工業(yè)中的卷繞、拉伸、計(jì)量、導(dǎo)絲；玻璃工業(yè)中的平板玻璃退火爐、玻璃窯攪拌、拉邊機(jī)、制瓶機(jī)；電弧爐自動(dòng)加料、配料系統(tǒng)以及電梯的智能控制等。變頻器還廣泛用于傳動(dòng)、起重、擠壓和機(jī)床等各種機(jī)械設(shè)備控制領(lǐng)域，它可以提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量，減少設(shè)備的沖擊和噪聲，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。采用變頻調(diào)速控制后，使機(jī)械系統(tǒng)簡(jiǎn)化，操作和控制更加方便，有的甚至可以改變?cè)械墓に囈?guī)范，從而提高了整個(gè)設(shè)備的功能。變頻器的應(yīng)用4、在家用電器方面的應(yīng)用變頻器的應(yīng)用除了工業(yè)相關(guān)行業(yè)，在普通家庭中，節(jié)約電費(fèi)、提高家電性能、保護(hù)環(huán)境等方面也受到越來(lái)越多的關(guān)注，變頻家電成為變頻器的另一個(gè)廣闊市場(chǎng)。帶有變頻控制的冰箱、洗衣機(jī)、家用空調(diào)等，在節(jié)電、減小電壓沖擊、降低噪音、提高控制精度等方面有很大的優(yōu)勢(shì)。變頻器的分類二、認(rèn)識(shí)西門子SINAMICS變頻器

西門子G120變頻器

G120內(nèi)置式變頻器由控制單元CU、功率模塊PM、操作面板BOP/IOP以及變頻器系統(tǒng)其他部件組成，通常稱之為標(biāo)準(zhǔn)變頻器。三、G120變頻器的安裝與接線

變頻器的設(shè)置場(chǎng)所為了使變頻器能穩(wěn)定地工作，發(fā)揮所具有的性能，必須確保設(shè)置環(huán)境能充分滿足IEC標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)標(biāo)對(duì)變頻器所規(guī)定環(huán)境的允許值?？傮w要求是：電氣室應(yīng)濕氣少、無(wú)水浸入；無(wú)爆炸性、燃燒性或腐蝕性氣體和液體，粉塵少；裝置容易安裝；應(yīng)有足夠的空間，使維修檢查容易進(jìn)行；應(yīng)備有通風(fēng)口或換氣裝置以排出變頻器產(chǎn)生的熱量；應(yīng)與易受變頻器產(chǎn)生的高次諧波和無(wú)線電干擾影響的裝置隔離；安裝在室外必須單獨(dú)按戶外配電裝置設(shè)置。G120變頻器安裝與接線

變頻器的機(jī)械安裝

（1）安裝功率模塊附件

G120變頻器安裝與接線

（2）安裝功率模塊

① 將功率模塊安裝在控制柜中。

② 保持與控制柜中其他組件之間的最小間距。

③ 垂直安裝功率模塊，電源和電機(jī)端子朝下。

④ 根據(jù)功率模塊端子配置連接電機(jī)電纜和電源電纜。

⑤ 使用緊固件，按照要求的緊固扭矩（3Nm）對(duì)功率模塊進(jìn)行固定和安裝。G120變頻器安裝與接線

（3）安裝控制單元

G120變頻器安裝與接線

（4）安裝操作面板

電氣連接

（1）電磁兼容

G120變頻器控制端子及接線

CU240E-2控制單元端子排及接線圖學(xué)習(xí)情境3

變頻器的基本調(diào)試BOP-2面板對(duì)變頻器調(diào)試BOP-2面板對(duì)變頻器調(diào)試任務(wù)概述：該任務(wù)要求使用BOP-2基本操作面板對(duì)G120變頻器進(jìn)行基本調(diào)試。具體包括安裝控制面板、變頻器工廠復(fù)位、進(jìn)入快速模式、設(shè)置基本參數(shù)、輸入電機(jī)參數(shù)、靜態(tài)優(yōu)化、使用面板操作變頻器控制電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)、起停、按照設(shè)定速度運(yùn)行等任務(wù)。所需設(shè)備：

G120變頻器、G120控制單元、BOP-2基本操作面板、開關(guān)、三相異步電動(dòng)機(jī)。所需工具和材料萬(wàn)用表、螺絲刀、拔線鉗、扳手、電線。任務(wù)要求（1） 完成變頻器主回路接線；（2） 安裝BOP-2基本操作面板；（3） 使用BOP-2基本操作面板對(duì)變頻器進(jìn)行工廠復(fù)位；（4） 使用BOP-2基本操作面板進(jìn)入變頻器快速調(diào)試模式；（5） 輸入三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌參數(shù)到變頻器中；（6） 設(shè)置變頻器基本參數(shù)；（7） 對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行靜態(tài)優(yōu)化，建立電機(jī)模型；（8） 使用BOP-2面板操作變頻器安全要求（1） 送電前檢查變頻器輸入側(cè)無(wú)對(duì)地短路現(xiàn)象；（2） 送電前檢查變頻器輸出側(cè)無(wú)對(duì)地短路現(xiàn)象；（3） 檢查電動(dòng)機(jī)無(wú)短路、斷路、接地現(xiàn)象且三相電阻平衡；（4） 檢測(cè)控制回路按照控制要求接線準(zhǔn)確無(wú)誤；（5） 保證接線正確牢固；（6） 送電后檢查面板顯示是否正常；（7） 主回路接線時(shí)要在變頻器停電5分鐘后進(jìn)行，防止觸電事故。BOP-2面板對(duì)變頻器調(diào)試任務(wù)分析：

根據(jù)任務(wù)要求，要完成使用BOP-2面板對(duì)G120變頻器進(jìn)行基本調(diào)試，要熟悉BOP-2基本操作面板，熟悉PM240功率模塊的主回路接線，熟悉BOP-2面板菜單。一、G120基本操作面板BOP-2

①釋放制動(dòng)片②LCD屏幕③門安裝螺絲凹槽④連接變頻器的接口⑤產(chǎn)品銘牌BOP-2面板按鍵功能（1）BOP-2面板按鍵功能（2）顯示屏圖標(biāo)功率模塊接線①解扣桿菜單結(jié)構(gòu)BOP-2面板對(duì)變頻器調(diào)試任務(wù)實(shí)施：

要完成任務(wù)，首先要進(jìn)行硬件的接線，安裝BOP-2面板，然后進(jìn)行參數(shù)復(fù)位，基本參數(shù)的設(shè)置，最后進(jìn)行變頻器的運(yùn)行。一、硬件接線

二、BOP-2的安裝

三、上電前的檢查在設(shè)備通電前要遵守說明書中要求采取的安全措施和給予的警告。（1）G120變頻器是在高電壓下運(yùn)行。（2）電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)，設(shè)備的某些部件上存在危險(xiǎn)電壓。（3）變頻器不運(yùn)行時(shí)，電源、電動(dòng)機(jī)及相關(guān)的端子仍可能帶有危險(xiǎn)電壓。（4）“緊急停車設(shè)備”必須在控制設(shè)備的所有工作方式下都保持可控性。無(wú)論緊急停車設(shè)備是如何停止運(yùn)轉(zhuǎn)的，都不能導(dǎo)致電氣設(shè)備不可控的或者未曾預(yù)料的再次啟動(dòng)。（5）必須采取附加的外部預(yù)防措施或者另外安裝用于確保安全運(yùn)行的裝置（例如，獨(dú)立的限流開關(guān)、機(jī)械聯(lián)鎖等），避免短路故障。（6）在輸入電源故障并恢復(fù)后，一些參數(shù)設(shè)置可能會(huì)造成變頻器的自動(dòng)再啟動(dòng)。（7）為了保證電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)功能正確動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)的參數(shù)必須準(zhǔn)確地配置。（8）可按照UL508C標(biāo)準(zhǔn)在變頻器內(nèi)部提供電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)。電動(dòng)機(jī)的過溫保護(hù)功能也可以采用外部PTC或KTY84來(lái)實(shí)現(xiàn)。四、參數(shù)復(fù)位G120變頻器使用BOP-2面板恢復(fù)出廠設(shè)置有兩種方法，第一種是使用操作面板利用參數(shù)復(fù)位，第二種是使用操作面板（BOP-2）利用菜單復(fù)位。五、快速調(diào)試在變頻器第一次通電或者變頻器參數(shù)與所控制電動(dòng)機(jī)不適合時(shí)，需要對(duì)變頻器進(jìn)行閉環(huán)矢量控制或者時(shí)V/f控制，必須進(jìn)行快速調(diào)試及電機(jī)參數(shù)識(shí)別操作。完成了快速調(diào)試，也就完成了電機(jī)-變頻器的基本調(diào)試；您必須在調(diào)試開始之前擁有以下數(shù)據(jù)，或者已經(jīng)把它們輸入到了變頻器：輸入進(jìn)線電源頻率輸入電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)命令/設(shè)定值來(lái)源最小頻率/最大頻率及上升斜坡/下降斜坡時(shí)間閉環(huán)控制方式電機(jī)參數(shù)識(shí)別。六、調(diào)試運(yùn)行

電機(jī)數(shù)據(jù)靜態(tài)識(shí)別后，G120變頻器會(huì)退出快速調(diào)試模式，此時(shí)可以利用面板對(duì)變頻器進(jìn)行啟動(dòng)、設(shè)定值給定、點(diǎn)動(dòng)和反向控制。記錄以下下變頻器和電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。IOP面板對(duì)變頻器調(diào)試學(xué)習(xí)情境3

變頻器的基本調(diào)試IOP面板對(duì)變頻器調(diào)試任務(wù)概述：該任務(wù)要求使用IOP智能型操作面板對(duì)G120變頻器進(jìn)行基本調(diào)試。具體包括安裝控制面板、變頻器工廠復(fù)位、進(jìn)入快速模式、設(shè)置基本參數(shù)、輸入電機(jī)參數(shù)、靜態(tài)優(yōu)化、使用面板操作變頻器控制電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)、起停、按照設(shè)定速度運(yùn)行等任務(wù)。所需設(shè)備：

G120變頻器、G120控制單元、BOP-2基本操作面板、開關(guān)、三相異步電動(dòng)機(jī)。所需工具和材料萬(wàn)用表、螺絲刀、拔線鉗、扳手、電線。任務(wù)要求（1） 完成變頻器主回路接線；（2） 安裝IOP智能型操作面板；（3） 使用IOP智能型操作面板對(duì)變頻器進(jìn)行工廠復(fù)位；（4） 使用IOP智能型操作面板進(jìn)入變頻器快速調(diào)試模式；（5） 輸入三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌參數(shù)到變頻器中；（6） 設(shè)置變頻器基本參數(shù)；（7） 對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行靜態(tài)優(yōu)化，建立電機(jī)模型；（8） 用IOP智能型面板操作變頻器。安全要求（1） 送電前檢查變頻器輸入側(cè)無(wú)對(duì)地短路現(xiàn)象；（2） 送電前檢查變頻器輸出側(cè)無(wú)對(duì)地短路現(xiàn)象；（3） 檢查電動(dòng)機(jī)無(wú)短路、斷路、接地現(xiàn)象且三相電阻平衡；（4） 檢測(cè)控制回路按照控制要求接線準(zhǔn)確無(wú)誤；（5） 保證接線正確牢固；（6） 送電后檢查面板顯示是否正常；（7） 主回路接線時(shí)要在變頻器停電5分鐘后進(jìn)行，防止觸電事故。IOP面板對(duì)變頻器調(diào)試任務(wù)分析：根據(jù)任務(wù)要求，要完成使用IOP面板對(duì)G120變頻器進(jìn)行基本調(diào)試，要熟悉IOP智能型操作面板，熟悉PM240功率模塊的主回路接線，熟悉IOP面板菜單。一、G120智能型操作面板IOP

IOP面板按鍵功能（1）IOP面板按鍵功能（2）IOP面板按鍵功能（3）顯示屏圖標(biāo)（1）顯示屏圖標(biāo)（2）顯示屏圖標(biāo)（3）菜單結(jié)構(gòu)IOP-面板對(duì)變頻器調(diào)試任務(wù)實(shí)施：

要完成任務(wù)，首先要進(jìn)行硬件的接線，安裝IOP面板，然后進(jìn)行參數(shù)復(fù)位，基本參數(shù)的設(shè)置，最后進(jìn)行變頻器的運(yùn)行。一、硬件接線

二、BOP-2的安裝

三、上電前的檢查在設(shè)備通電前要遵守說明書中要求采取的安全措施和給予的警告。（1）G120變頻器是在高電壓下運(yùn)行。（2）電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)，設(shè)備的某些部件上存在危險(xiǎn)電壓。（3）變頻器不運(yùn)行時(shí)，電源、電動(dòng)機(jī)及相關(guān)的端子仍可能帶有危險(xiǎn)電壓。（4）“緊急停車設(shè)備”必須在控制設(shè)備的所有工作方式下都保持可控性。無(wú)論緊急停車設(shè)備是如何停止運(yùn)轉(zhuǎn)的，都不能導(dǎo)致電氣設(shè)備不可控的或者未曾預(yù)料的再次啟動(dòng)。（5）必須采取附加的外部預(yù)防措施或者另外安裝用于確保安全運(yùn)行的裝置（例如，獨(dú)立的限流開關(guān)、機(jī)械聯(lián)鎖等），避免短路故障。（6）在輸入電源故障并恢復(fù)后，一些參數(shù)設(shè)置可能會(huì)造成變頻器的自動(dòng)再啟動(dòng)。（7）為了保證電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)功能正確動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)的參數(shù)必須準(zhǔn)確地配置。（8）可按照UL508C標(biāo)準(zhǔn)在變頻器內(nèi)部提供電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)。電動(dòng)機(jī)的過溫保護(hù)功能也可以采用外部PTC或KTY84來(lái)實(shí)現(xiàn)。四、參數(shù)復(fù)位G120變頻器使用IOP面板恢復(fù)出廠設(shè)置有兩種方法，第一種是使用操作面板利用參數(shù)復(fù)位，第二種是使用操作面板（IOP-2）利用菜單復(fù)位。五、快速調(diào)試在變頻器第一次通電或者變頻器參數(shù)與所控制電動(dòng)機(jī)不適合時(shí)，需要對(duì)變頻器進(jìn)行閉環(huán)矢量控制或者時(shí)V/f控制，必須進(jìn)行快速調(diào)試及電機(jī)參數(shù)識(shí)別操作。完成了快速調(diào)試，也就完成了電機(jī)-變頻器的基本調(diào)試；您必須在調(diào)試開始之前擁有以下數(shù)據(jù)，或者已經(jīng)把它們輸入到了變頻器：輸入進(jìn)線電源頻率輸入電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)命令/設(shè)定值來(lái)源最小頻率/最大頻率及上升斜坡/下降斜坡時(shí)間閉環(huán)控制方式電機(jī)參數(shù)識(shí)別。六、調(diào)試運(yùn)行

電機(jī)數(shù)據(jù)靜態(tài)識(shí)別后，G120變頻器會(huì)退出快速調(diào)試模式，此時(shí)可以利用面板對(duì)變頻器進(jìn)行啟動(dòng)、設(shè)定值給定、點(diǎn)動(dòng)和反向控制。記錄以下下變頻器和電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。使用STARTER軟件進(jìn)調(diào)試學(xué)習(xí)情境3

變頻器的基本調(diào)試使用STARTER軟件調(diào)試任務(wù)概述：

STARTER軟件是一個(gè)用來(lái)調(diào)試西門子SINAMICS系列變頻器的PC調(diào)試工具。STARTER調(diào)試工具易于操作，它可以用于西門子SINAMICS系列所有變頻器的調(diào)試、優(yōu)化和診斷。該軟件不僅可以作為單獨(dú)的PC應(yīng)用程序運(yùn)行，也可以通過DriveESBasic集成到與TIA兼容的SIMATICSTEP7中，或者還可以集成到SCOUT配置系統(tǒng)（用于SIMOTION）中。不管如何使用，它的基本功能和操作都不變。該任務(wù)要求使用STARTER軟件對(duì)G120變頻器進(jìn)行基本調(diào)試。使用STARTER軟件完成USB電纜與變頻器的通訊連接，在線/離線創(chuàng)建項(xiàng)目，快速調(diào)試，使用軟件中的controlpanel控制變頻器的啟停和轉(zhuǎn)速。所需設(shè)備：

G120變頻器、G120控制單元、安裝有STARTER軟件的計(jì)算機(jī)、USB編程電纜、開關(guān)、三相異步電動(dòng)機(jī)。所需工具和材料萬(wàn)用表、螺絲刀、拔線鉗、扳手、電線。任務(wù)要求（1） 完成變頻器主回路接線；（2） STARTER軟件的安裝；（3） STARTER軟件的USB通訊設(shè)置；（4） 用STARTER軟件創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目；（5） 使用STARTER軟件快速調(diào)試變頻器；（6） 設(shè)置基本參數(shù)；（7） 電機(jī)辨識(shí)優(yōu)化；（8） 用STARTER軟件控制變頻器。安全要求（1） 送電前檢查變頻器輸入側(cè)無(wú)對(duì)地短路現(xiàn)象；（2） 送電前檢查變頻器輸出側(cè)無(wú)對(duì)地短路現(xiàn)象；（3） 檢查電動(dòng)機(jī)無(wú)短路、斷路、接地現(xiàn)象且三相電阻平衡；（4） 檢測(cè)控制回路按照控制要求接線準(zhǔn)確無(wú)誤；（5） 保證接線正確牢固；（6） 送電后檢查面板顯示是否正常；（7） 主回路接線時(shí)要在變頻器停電5分鐘后進(jìn)行，防止觸電事故。使用STARTER軟件調(diào)試任務(wù)分析：根據(jù)任務(wù)要求，要完成使用STARTER軟件對(duì)G120變頻器進(jìn)行基本調(diào)試，要熟悉STARTER軟件，熟悉STARTER軟件的安裝及界面。一、STARTER軟件的安裝

STRTER軟件可以在西門子的官方網(wǎng)站下載，網(wǎng)址為/CN/view/en/26233208。STARTER軟件可以單獨(dú)安裝，也可以與特定版本的STEP7軟件安裝到同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，建議安裝STARTER軟件前先安裝與之兼容的STEP7軟件。兼容性也可以到上述網(wǎng)址查詢。STARTER軟件的安裝需要注意以下幾個(gè)問題：（1）安裝前根據(jù)自己的操作系統(tǒng)選擇STARTER的版本，如果要安裝最新版STARTER軟件最好選擇Windows1064位操作系統(tǒng)；（2）安裝前先安裝與所安裝版本兼容的STEP7軟件；（3）將西門子官方網(wǎng)站下載的STARTER軟件所有的安裝包解壓到同一個(gè)文件夾下，壓縮包的解壓路徑不能有中文；（4）安裝前最好能重啟計(jì)算機(jī)；（5）安裝時(shí)建議關(guān)閉其他程序，包括殺毒軟件、其他西門子軟件等；（6）安裝路徑不能有中文；（7）如果已經(jīng)安裝了STARTER軟件以及其中一部分SSP,也可以單獨(dú)安裝其他的安裝包。二、STARTER軟件的界面二、STARTER軟件的界面使用STARTER軟件調(diào)試任務(wù)實(shí)施：

要完成任務(wù)，首先要進(jìn)行硬件的接線，連接裝有STARTER軟件的PC與G120變頻器，新建一個(gè)項(xiàng)目，基本參數(shù)的設(shè)置，最后使用controlpannel面板進(jìn)行變頻器的運(yùn)行。一、硬件接線

二、通訊設(shè)置

在實(shí)現(xiàn)STARTER軟件與變頻器通訊前需要首先做好以下準(zhǔn)備工作：將傳動(dòng)系統(tǒng)接好線，并將變頻器送電；所使用的編程PC已經(jīng)安裝好STARTER軟件；通過USB電纜連接PC和變頻器。二、通訊設(shè)置

三、創(chuàng)建項(xiàng)目

在使用STARTER軟件調(diào)試G120之前，需要先創(chuàng)建項(xiàng)目。項(xiàng)目創(chuàng)建的方法有四種：使用菜單離線創(chuàng)建、使用向?qū)щx線創(chuàng)建、使用向?qū)г诰€創(chuàng)建上傳創(chuàng)建。四、使用STARTER軟件快速調(diào)試變頻器

在STARTER軟件中已經(jīng)創(chuàng)建好項(xiàng)目，且與變頻器聯(lián)機(jī)并進(jìn)入在線模式后，通常對(duì)一臺(tái)新的變頻器要進(jìn)行三個(gè)步驟的調(diào)試我們主要介紹使用軟件進(jìn)行參數(shù)復(fù)位和快速調(diào)試。參數(shù)復(fù)位

初次使用G120變頻器，在調(diào)試過程中出現(xiàn)異?；蛞呀?jīng)使用過需要再重新調(diào)試。需要將變頻器恢復(fù)到出廠設(shè)置?？焖僬{(diào)試在變頻器第一次通電或者變頻器參數(shù)與所控制電動(dòng)機(jī)不適合時(shí)，需要對(duì)變頻器進(jìn)行閉環(huán)矢量控制或者時(shí)V/f控制，必須進(jìn)行快速調(diào)試及電機(jī)參數(shù)識(shí)別操作。完成了快速調(diào)試，也就完成了電機(jī)-變頻器的基本調(diào)試；您必須在調(diào)試開始之前擁有以下數(shù)據(jù)，或者已經(jīng)把它們輸入到了變頻器：輸入進(jìn)線電源頻率輸入電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)命令/設(shè)定值來(lái)源最小頻率/最大頻率及上升斜坡/下降斜坡時(shí)間閉環(huán)控制方式電機(jī)參數(shù)識(shí)別。五、調(diào)試運(yùn)行電機(jī)數(shù)據(jù)靜態(tài)識(shí)別后，可以利用Controlpanel對(duì)變頻器進(jìn)行啟動(dòng)、設(shè)定值給定、和反向控制。記錄以下下變頻器和電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。G120變頻器本地/遠(yuǎn)程控制的裝調(diào)學(xué)習(xí)情境4

變頻器的運(yùn)行調(diào)試G120變頻器本地/遠(yuǎn)程控制的裝調(diào)任務(wù)概述：在某些應(yīng)用中，變頻器需要由不同的上級(jí)控制器操作。SINAMICSG120變頻器支持多個(gè)命令參數(shù)組(CDS)的切換功能，通過該功能可實(shí)現(xiàn)多種不同控制方式的切換，為客戶在實(shí)際的應(yīng)用過程中提供了更靈活的選擇。所需設(shè)備：

G120變頻器、G120控制單元、安裝有STARTER軟件的計(jì)算機(jī)、USB編程電纜、開關(guān)、三相異步電動(dòng)機(jī)、操作箱（帶有開關(guān)、按鈕、指示燈、電動(dòng)電位計(jì)和指針表）。所需工具和材料萬(wàn)用表、螺絲刀、拔線鉗、扳手、電線。任務(wù)要求（1） 完成變頻器主回路接線；（2） 完成變頻器控制回路的接線；（3） 完成CDS切換的設(shè)置；（4） 完成手自動(dòng)切換的兩路設(shè)置；安全要求（1） 送電前檢查變頻器輸入側(cè)無(wú)對(duì)地短路現(xiàn)象；（2） 送電前檢查變頻器輸出側(cè)無(wú)對(duì)地短路現(xiàn)象；（3） 檢查電動(dòng)機(jī)無(wú)短路、斷路、接地現(xiàn)象且三相電阻平衡；（4） 檢測(cè)控制回路按照控制要求接線準(zhǔn)確無(wú)誤；（5） 保證接線正確牢固；（6） 送電后檢查面板顯示是否正常；（7） 主回路接線時(shí)要在變頻器停電5分鐘后進(jìn)行，防止觸電事故。任務(wù)分析：要完成任務(wù)，必須了解變頻器命令參數(shù)組（CDS）。CDS(CommandDataSet)：命令數(shù)據(jù)設(shè)置。代表不同的命令數(shù)據(jù)組。命令數(shù)據(jù)組里有多組參數(shù)值可以供用戶選擇。G120變頻器本地/遠(yuǎn)程控制的裝調(diào)一、CDS控制模式的切換

任務(wù)實(shí)施：

要完成任務(wù)，首先要進(jìn)行主回路和控制回路的硬件的接線，USB通訊連接，然后按照控制回路接線圖對(duì)變頻器進(jìn)行調(diào)試。G120變頻器本地/遠(yuǎn)程控制的裝調(diào)一、主回路硬件接線

二、控制回路的接線

按照任務(wù)要求，數(shù)字量輸入0-4連接了5個(gè)開關(guān)，分別控制變頻器的起停、本地/遠(yuǎn)程切換和速度的選擇。模擬量輸出連接了電流指示表和速度指示表，實(shí)現(xiàn)實(shí)際電流和速度的指示。數(shù)字量輸出連接了指示燈，實(shí)現(xiàn)變頻器運(yùn)行和故障的狀態(tài)顯示。通訊的連接使用USB通訊電纜將裝有STARTER軟件的編程PC與G120變頻器進(jìn)行連接，并確保通訊正常。二、 電動(dòng)機(jī)本地/遠(yuǎn)程電路的裝調(diào)本任務(wù)是利用變頻器的外部開關(guān)量端子實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的本地/遠(yuǎn)程運(yùn)行控制，由開關(guān)S2切換就地和遠(yuǎn)程控制的源。具體的要求是當(dāng)S2打開時(shí)為本地模式，由開關(guān)S1控制變頻器啟動(dòng)，由多圈電位計(jì)通過模擬量輸入AI0實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)。當(dāng)S2閉合式為遠(yuǎn)程模式，由開關(guān)S5控制變頻器起動(dòng)，由開關(guān)S3、S4改變變頻器的轉(zhuǎn)速，變頻器的輸出轉(zhuǎn)速分別是300rpm、700rpm和1000rpm三種。就地/遠(yuǎn)程切換運(yùn)行記錄G120變頻器的多段速裝調(diào)任務(wù)3G120變頻器的多段速運(yùn)行任務(wù)概述：在很多應(yīng)用中，只需要電機(jī)在通電后以固定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，或在不同的固定轉(zhuǎn)速之間來(lái)回切換。本任務(wù)采用外部開關(guān)量控制G120變頻器完成電動(dòng)機(jī)的多段速運(yùn)行。。所需設(shè)備：

G120變頻器、G120控制單元、安裝有STARTER軟件的計(jì)算機(jī)、USB編程電纜、開關(guān)、三相異步電動(dòng)機(jī)、操作箱（帶有開關(guān)、按鈕、指示燈、電動(dòng)電位計(jì)和指針表）。所需工具和材料萬(wàn)用表、螺絲刀、拔線鉗、扳手、電線。任務(wù)要求（1） 完成變頻器主回路接線；（2） 完成變頻器控制回路的接線；（3） 完成直接選擇的電動(dòng)機(jī)三段速運(yùn)行；（4） 完成直接選擇的電動(dòng)機(jī)七段速運(yùn)行；（5） 完成二進(jìn)制選擇的電動(dòng)機(jī)三段速運(yùn)行；（6） 完成二進(jìn)制選擇的電動(dòng)機(jī)七段速運(yùn)行；安全要求（1） 送電前檢查變頻器輸入側(cè)無(wú)對(duì)地短路現(xiàn)象；（2） 送電前檢查變頻器輸出側(cè)無(wú)對(duì)地短路現(xiàn)象；（3） 檢查電動(dòng)機(jī)無(wú)短路、斷路、接地現(xiàn)象且三相電阻平衡；（4） 檢測(cè)控制回路按照控制要求接線準(zhǔn)確無(wú)誤；（5） 保證接線正確牢固；（6） 送電后檢查面板顯示是否正常；（7） 主回路接線時(shí)要在變頻器停電5分鐘后進(jìn)行，防止觸電事故。G120變頻器的多段速裝調(diào)任務(wù)分析：要完成任務(wù)，必須了解變頻器固定給定的設(shè)置方法。G120變頻器提供了兩種選擇轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值的方法：轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值的直接選擇和轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值的二進(jìn)制選擇。一、轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值的直接選擇

二、轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值的二進(jìn)制選擇

G120變頻器的多段速裝調(diào)任務(wù)實(shí)施：

要完成任務(wù)，首先要進(jìn)行主回路和控制回路的硬件的接線，USB通訊連接，然后按照控制回路接線圖對(duì)變頻器進(jìn)行調(diào)試。一、主回路硬件接線

二、控制回路的接線

按照任務(wù)要求，數(shù)字量輸入0-3連接了4個(gè)開關(guān)，分別控制變頻器的啟停和速度的選擇。模擬量輸出連接了電流指示表和速度指示表，實(shí)現(xiàn)實(shí)際電流和速度的指示。數(shù)字量輸出連接了指示燈，實(shí)現(xiàn)變頻器運(yùn)行和故障的狀態(tài)顯示。通訊的連接使用USB通訊電纜將裝有STARTER軟件的編程PC與G120變頻器進(jìn)行連接，并確保通訊正常。步驟1、新建項(xiàng)目2、連接變頻器3、配置變頻器并在線4、在線配置電機(jī)并做靜態(tài)優(yōu)化5、設(shè)置I/O6、按照要求調(diào)試設(shè)備并試車直接選擇的三段速運(yùn)行記錄直接選擇的七段速運(yùn)行記錄二進(jìn)制選擇的三段速運(yùn)行記錄二進(jìn)制選擇的七段速運(yùn)行記錄G120變頻器的基礎(chǔ)調(diào)試學(xué)習(xí)情境4

變頻器的運(yùn)行調(diào)試G120變頻器的基礎(chǔ)調(diào)試任務(wù)概述：本任務(wù)采用外部開關(guān)量控制G120變頻器完成電動(dòng)機(jī)的正向點(diǎn)動(dòng)和反向點(diǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和可逆運(yùn)行。調(diào)速采用模擬量輸入實(shí)現(xiàn)。本任務(wù)不僅要完成外部開關(guān)量與變頻器的硬件連接，還需要設(shè)置對(duì)應(yīng)的開關(guān)量和模擬量端子參數(shù)，才能夠?qū)崿F(xiàn)。。所需設(shè)備：

G120變頻器、G120控制單元、安裝有STARTER軟件的計(jì)算機(jī)、USB編程電纜、開關(guān)、三相異步電動(dòng)機(jī)、操作箱（帶有開關(guān)、按鈕、指示燈、電動(dòng)電位計(jì)和指針表）。所需工具和材料萬(wàn)用表、螺絲刀、拔線鉗、扳手、電線。任務(wù)要求（1） 完成變頻器主回路接線；（2） 完成變頻器控制回路的接線；（3） 完成電動(dòng)機(jī)的正向點(diǎn)動(dòng)和反向點(diǎn)動(dòng)；（4） 完成電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和可逆運(yùn)行；（5） 完成采用電動(dòng)機(jī)電動(dòng)電位計(jì)實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速；（6） 完成采用模擬量輸入1實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速；安全要求（1） 送電前檢查變頻器輸入側(cè)無(wú)對(duì)地短路現(xiàn)象；（2） 送電前檢查變頻器輸出側(cè)無(wú)對(duì)地短路現(xiàn)象；（3） 檢查電動(dòng)機(jī)無(wú)短路、斷路、接地現(xiàn)象且三相電阻平衡；（4） 檢測(cè)控制回路按照控制要求接線準(zhǔn)確無(wú)誤；（5） 保證接線正確牢固；（6） 送電后檢查面板顯示是否正常；（7） 主回路接線時(shí)要在變頻器停電5分鐘后進(jìn)行，防止觸電事故。任務(wù)分析：要完成任務(wù)，首先要了解G120變頻器的I/O端子。西門子G120變頻器I/O（輸入輸出）端子主要有四種：DI（數(shù)字量輸入）端子、DO（數(shù)字量輸出）端子、AI（模擬量輸入）端子和AO（模擬量輸出）端子。G120變頻器的基礎(chǔ)調(diào)試一、變頻器的I/O

數(shù)字量輸入DI數(shù)字量輸出DO模擬量輸入AI模擬量輸出AO任務(wù)實(shí)施：

要完成任務(wù)，首先要進(jìn)行主回路和控制回路的硬件的接線，USB通訊連接，然后按照控制回路接線圖對(duì)變頻器進(jìn)行調(diào)試。G120變頻器的基礎(chǔ)調(diào)試一、主回路硬件接線

二、控制回路的接線

按照任務(wù)要求，模擬量輸入0連接了一個(gè)多圈電位計(jì)，實(shí)現(xiàn)模擬量給定。數(shù)字量輸入DI0、DI1分別連接了兩個(gè)手動(dòng)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)變頻器的啟停和可逆運(yùn)行。數(shù)字量輸入DI2-DI3分別連接了一個(gè)自復(fù)位按鈕，實(shí)現(xiàn)變頻器的點(diǎn)動(dòng)和電動(dòng)電位計(jì)給定升降速運(yùn)行。模擬量輸出連接了電流指示表和速度指示表表，實(shí)現(xiàn)實(shí)際電流和速度的指示。數(shù)字量輸出連接了指示燈，實(shí)現(xiàn)變頻器運(yùn)行和故障的狀態(tài)顯示。通訊的連接使用USB通訊電纜將裝有STARTER軟件的編程PC與G120變頻器進(jìn)行連接，并確保通訊正常。步驟1、新建項(xiàng)目2、連接變頻器3、配置變頻器并在線4、在線配置電機(jī)并做靜態(tài)優(yōu)化5、設(shè)置I/O6、按照要求調(diào)試設(shè)備并試車單向運(yùn)行記錄序號(hào)電位計(jì)輸入電壓（V）輸出頻率（Hz）輸出電流速度表轉(zhuǎn)速電流表電流運(yùn)行指示燈故障指示燈10

22

34

46

58

610

變頻器可逆運(yùn)行記錄序號(hào)電位計(jì)輸入電壓數(shù)字輸入狀態(tài)輸出頻率（Hz）輸出電流速度表轉(zhuǎn)速電流表電流運(yùn)行指示燈故障指示燈SA1SA21010

01

2210

01

3410

01

4610

01

5810

01

61010

01

點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行記錄序號(hào)數(shù)字輸入狀態(tài)輸出頻率（Hz）輸出電流速度表轉(zhuǎn)速電流表電流運(yùn)行指示燈故障指示燈SB1SB2100

210

301

學(xué)習(xí)情境4

變頻器的運(yùn)行調(diào)試認(rèn)識(shí)G120變頻器功能

認(rèn)識(shí)G120變頻器功能任務(wù)概述：變頻器進(jìn)行完基本調(diào)試后，需要根據(jù)電氣原理圖和工藝要求對(duì)變頻器進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)試，也就是擴(kuò)展調(diào)試。在進(jìn)行擴(kuò)展調(diào)試前需要了解G120變頻器的一些主要功能，變頻器的主要功能如圖4-1所示，主要包括：驅(qū)動(dòng)控制器、安全功能、設(shè)定值和設(shè)定值處理、工藝控制器、電機(jī)控制、驅(qū)動(dòng)及負(fù)載裝置保護(hù)、提升驅(qū)動(dòng)的可用性、節(jié)能等任務(wù)要求該任務(wù)要求了解變頻器的主要功能、變頻器的變頻器中的信號(hào)互聯(lián)（BICO連接）、控制字和狀態(tài)字、G120變頻器的各種宏和變頻器的指令源和設(shè)定值源。任務(wù)要求如下：1、 了解G120變頻器的各主要功能；2、 掌握G120變頻器的BICO連接；3、 掌握G120變頻器的控制字與狀態(tài)字；4、 了解G120變頻器的宏設(shè)置；5、 掌握G120變頻器的指令源和設(shè)定值的源認(rèn)識(shí)G120變頻器功能任務(wù)學(xué)習(xí)：1、主要功能

2、bico連接

3、控制字與狀態(tài)字

4、宏設(shè)置

5、指令源與設(shè)定值源。一、主要功能

驅(qū)動(dòng)控制器安全功能設(shè)定值和設(shè)定值處理工藝驅(qū)動(dòng)器電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)及負(fù)載裝置保護(hù)提升驅(qū)動(dòng)的可用性節(jié)能BICO互聯(lián)控制字與狀態(tài)字---控制字1（1）控制字與狀態(tài)字---控制字1（2）控制字與狀態(tài)字---狀態(tài)字1（1）控制字與狀態(tài)字---狀態(tài)字1（2）顯示屏圖標(biāo)G120的宏SINAMICSG120為滿足不同的接口定義提供了多種預(yù)定義接口宏，每種宏對(duì)應(yīng)著一種接線方式。選擇其中一種宏后變頻器會(huì)自動(dòng)設(shè)置與其接線方式相對(duì)應(yīng)的一些參數(shù)，這樣極大方便了用戶的快速調(diào)試。在選用宏功能時(shí)請(qǐng)注意以下兩點(diǎn)：1.如果其中一種宏定義的接口方式完全符合您的應(yīng)用，那么按照該宏的接線方式設(shè)計(jì)原理圖，并在調(diào)試時(shí)選擇相應(yīng)的宏功能即可方便的實(shí)現(xiàn)控制要求。2.如果所有宏定義的接口方式都不能完全符合您的應(yīng)用，那么請(qǐng)選擇與您的布線比較相近的接口宏，然后根據(jù)需要來(lái)調(diào)整輸入/輸出的配置。G120指令源和設(shè)定值源（1）1、 指令源指令源指變頻器收到控制指令的接口。在設(shè)置預(yù)定義接口宏P(guān)0015時(shí)，變頻器會(huì)自動(dòng)對(duì)指令源進(jìn)行定義。表4-5所列舉的參數(shù)設(shè)置中的參數(shù)r722.0、r722.2、r722.3、r2090.0、r2090.1均為指令源。指令源的參數(shù)一般為變頻器控制字的參數(shù)，例如：P840（OFF1）、P844（OFF2）、P848（OFF3）等。G120指令源和設(shè)定值源（2）2、 設(shè)定值源設(shè)定值源指變頻器收到設(shè)定值的接口，在設(shè)置預(yù)定義接口宏P(guān)0015時(shí)，變頻器會(huì)自動(dòng)對(duì)設(shè)定值源進(jìn)行定義。主設(shè)定值P1070的常用設(shè)定值源見表4-6，r1050、r755.0、r1024、r2050.1、r755.1均為設(shè)定值源。認(rèn)識(shí)G120變頻器功能一、單選題1.西門子G120變頻器一種把變頻器內(nèi)部輸入和輸出功能聯(lián)系在一起的設(shè)置方法叫（）功能。A．BIB.CIC.CO.D.BICOE.CI2.在西門子G120變頻器的參數(shù)表中有（）種BICO參數(shù)。3B.4C.5D.63.西門子G120變頻器的控制字1有（）種停車方式。1B.2C.3D.44.G120變頻器用（）來(lái)表示變頻器目前的狀態(tài)。A.控制字B.狀態(tài)字C.參數(shù)D.面板5.G120變頻器的宏是通過（）參數(shù)來(lái)進(jìn)行修改的。P0003B.P0004C.P0010D.P00156.G120變頻器CU240E-2有1（）種宏。8B.10C.15D.187.（）指變頻器收到控制指令的接口。參數(shù)B.指令源C.設(shè)定值源D.控制字8.（）源指變頻器收到設(shè)定值的接口。A.參數(shù)B.指令源C.設(shè)定值源D.控制字二、多選題1.在西門子G120變頻器的參數(shù)表中BICO參數(shù)有哪些類型（）。BIB.BOC.CID.COE.CO/BO2.G120變頻器的停車方式有（）。A.OFF1B.OFF2C.OFF3D.OFF4三、簡(jiǎn)答題1.G120變頻器常見的設(shè)定值的源有哪些？2.修改G120變頻器的宏的步驟是什么？G120變頻器與S7-300PLC的profinet通信學(xué)習(xí)情境5

G120變頻器的通信技術(shù)G120變頻器與S7-300PLC的profinet通信任務(wù)概述：本任務(wù)采用S7-300PLC通過PROFINET通信實(shí)現(xiàn)對(duì)G120變頻器的控制。完成G120變頻器與S7-300PLC的網(wǎng)絡(luò)連接和通信配置，配置G120變頻器和S7-300PLC的PROFIdrive通信報(bào)文，在PLC中編寫程序，通過PLC的I/O點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、速度給定的控制。所需設(shè)備：

G120變頻器、G120控制單元（帶有PN通信接口）、CPU帶有PROFINET通信接口的S7-300PLC、安裝有STARTER軟件和STEP7軟件的計(jì)算機(jī)、profinet網(wǎng)線、USB編程電纜、開關(guān)、三相異步電動(dòng)機(jī)、與S7-300PLCI/O連接的按鈕和指示燈、操作箱（帶有開關(guān)、按鈕、指示燈、電動(dòng)電位計(jì)和指針表）。所需工具和材料萬(wàn)用表、螺絲刀、拔線鉗、扳手、電線。任務(wù)要求（1） 完成變頻器主回路接線；（2） 完成變頻器和S7-300PLC的網(wǎng)絡(luò)連接；（3） 完成電動(dòng)機(jī)的正向點(diǎn)動(dòng)和反向點(diǎn)動(dòng)；（4） 完成按鈕、指示燈與S7-300PLCI/O的連接；（5） 完成G120變頻器與S7-300PLC的通信配置；（6） 完成G120變頻器和S7-300PLC的PROFIdrive通信報(bào)文的配置；（7） 實(shí)現(xiàn)使用S7-300PLCI/O通過通信控制G120變頻器的啟停和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。安全要求（1） 送電前檢查變頻器輸入側(cè)無(wú)對(duì)地短路現(xiàn)象；（2） 送電前檢查變頻器輸出側(cè)無(wú)對(duì)地短路現(xiàn)象；（3） 檢查電動(dòng)機(jī)無(wú)短路、斷路、接地現(xiàn)象且三相電阻平衡；（4） 檢查PLC輸入側(cè)無(wú)對(duì)地短路現(xiàn)象；（5） 檢測(cè)網(wǎng)線和控制回路按照控制要求接線準(zhǔn)確無(wú)誤；（6） 保證接線正確牢固；（7） 送電后檢查面板顯示是否正常；（8） 主回路接線時(shí)要在變頻器停電5分鐘后進(jìn)行，防止觸電事故。G120變頻器與S7-300PLC的profinet通信任務(wù)分析：要完成任務(wù)，首先要要建立變頻器和控制器之間的PROFINET通信。在建立通信前，首先要完成網(wǎng)絡(luò)的連接之后，通過以下步驟建立通信，并完成調(diào)試：1. 在STEP7中配置G120變頻器；2. STEP7硬件組態(tài)；3. G120變頻器參數(shù)設(shè)置；4. STEP7編程控制變頻器。G120變頻器與S7-300PLC的profinet通信任務(wù)實(shí)施：

要完成任務(wù)，首先要進(jìn)行主回路和控制回路的硬件的接線，USB通信連接，S7-300plc與G120變頻器的網(wǎng)絡(luò)連接。通信設(shè)置，然后按照控制回路接線圖對(duì)變頻器進(jìn)行調(diào)試。一、主回路硬件接線

二、控制回路的接線

由于是網(wǎng)絡(luò)控制，因此變頻器只是通過PROFINET網(wǎng)與PLC連接到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中即可。三、通信的連接

使用網(wǎng)絡(luò)電纜將裝有STARTER軟件的編程PC與G120變頻器及S7-300PLC進(jìn)行連接，并確保通信正常。四、

通信調(diào)試

G120和S7-300之間的PN連接和設(shè)置設(shè)置編程器PC的通信接口打開STEP7軟件新建一個(gè)s7-300PLC項(xiàng)目設(shè)置PG/PC分別對(duì)CPU和驅(qū)動(dòng)裝置G120分配相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址PLC項(xiàng)目硬件組態(tài)G120變頻器通信配置PLC編程控制變頻器運(yùn)行記錄學(xué)習(xí)情境5

G120變頻器的通信技術(shù)認(rèn)識(shí)PROFIBUS和PROFINET任務(wù)概述：該任務(wù)要求了解PROFIBUS和PROFINET通信的知識(shí)，知道西門子變頻器的PFOFIdrive報(bào)文行規(guī)和西門子通信的狀態(tài)字及控制字定義。任務(wù)要求如下：1、 了解PROFIBUS通信；2、 了解PROFINET通信；3、 了解PROFINET和PROFIBUS的區(qū)別；4、 了解西門子變頻器的PFOFIdrive報(bào)文行規(guī)；5、 掌握G120變頻器通信的控制字與狀態(tài)字；認(rèn)識(shí)PROFIBUS和PROFINET任務(wù)要求（1） 了解PROFIBUS和PROFINET通信，以及它們之間的區(qū)別；（2） 掌握G120變頻器的PFOFIdrive報(bào)文行規(guī)；（3） 掌握G120變頻器通信的控制字與狀態(tài)字；（4） 能夠按照要求選擇G120變頻器的PFOFIdrive報(bào)文；（5） 能夠理解G120變頻器通信的控制字與狀態(tài)字，并能熟練應(yīng)用認(rèn)識(shí)PROFIBUS和PROFINET任務(wù)學(xué)習(xí)：1、PROFIBUS介紹

2、PROFINET介紹3、PROFINET和PROFIBUS的區(qū)別4、西門子PROFIdrive行規(guī)5、控制字和狀態(tài)字6、擴(kuò)展報(bào)文一、 PROFIBUS介紹

PROFIBUS(ProcessFieldbus的縮寫)是由以西門子為首的13家公司和5家科研機(jī)構(gòu)在聯(lián)合開發(fā)的項(xiàng)目中制定的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，是一種國(guó)際化的、開放的、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。它廣泛應(yīng)用于制造業(yè)自動(dòng)化、流程工業(yè)自動(dòng)化和樓宇、交通、電力等自動(dòng)化領(lǐng)域。PROFIBUS有PROFIBUSDP、PROFIBUSFMS和PROFIBUSPA三種通信協(xié)議類型。PROFIBUS中最早提出的是PROFIBUSFMS（FMS代表FieldbusMessageSpecification），是一個(gè)復(fù)雜的通信協(xié)議，為要求嚴(yán)苛的通信任務(wù)所設(shè)計(jì)，適用在車間級(jí)通用性通信任務(wù)。后來(lái)在1993年提出了架構(gòu)較簡(jiǎn)單，速度也提升許多的PROFIBUSDP（DP代表DecentralizedPeripherals）。PROFIBUSFMS是用在PROFIBUS主站之間的非確定性通信。PROFIBUSDP主要是用在PROFIBUS主站和其遠(yuǎn)程從站之間的確定性通信，但仍允許主站及主站之間的通信。而PA則是用于過程自動(dòng)化的總線類型，它遵從IEC1158-2標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)技術(shù)是由西門子公司為主的十幾家德國(guó)公司、研究所共同推出的。二、PROFINET介紹基于傳統(tǒng)的以太網(wǎng)底層標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議IEEE802.3的工業(yè)以太網(wǎng)PROFINET，是一種新一代工業(yè)自動(dòng)化通信標(biāo)準(zhǔn)，主要是面向工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化領(lǐng)域。是由PROFIBUS國(guó)際組織(PROFIBUSInternational，PI)推出，新一代基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的自動(dòng)化總線標(biāo)準(zhǔn)。PROFINET為自動(dòng)化通信領(lǐng)域提供了一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)解決方案，囊括了諸如實(shí)時(shí)以太網(wǎng)、運(yùn)動(dòng)控制、分布式自動(dòng)化、故障安全以及網(wǎng)絡(luò)安全等當(dāng)前自動(dòng)化領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題，并且，作為跨供應(yīng)商的技術(shù)，可以完全兼容工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線(如PROFIBUS)技術(shù)，保護(hù)現(xiàn)有投資。三、 PROFINET和PROFIBUS的區(qū)別1.數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸扨ROFIBUS數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捵畲鬄?2Mbps，PROFINET數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挒?00Mbps。

2.數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞絇ROFIBUS數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綖榘腚p工，PROFINET數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綖槿p工。3.數(shù)據(jù)最大長(zhǎng)度PROFIBUS一致性數(shù)據(jù)最大為32bytes，PROFINET一致性數(shù)據(jù)最大為254bytes。4.用戶數(shù)據(jù)最大長(zhǎng)度PROFIBUS用戶數(shù)據(jù)的最大為244bytes，PROFINET用戶數(shù)據(jù)的最大為1400bytes。5.總線最大長(zhǎng)度PROFIBUS12Mbps的最大總線長(zhǎng)度為100m，PROFINET設(shè)備之間的總線長(zhǎng)度為100m。6.引導(dǎo)軸PROFIBUS引導(dǎo)軸必須在DP主站中運(yùn)行，PROFINET引導(dǎo)軸可以運(yùn)行在任意SIMOTION中。

7.組態(tài)和診斷PROFIBUS組態(tài)和診斷需要專門的接口模板（例如CP5512），PROFINE可以使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)網(wǎng)卡。8.抗干擾性能PROFIBUS如果一個(gè)PG接入可能引起通信問題，PROFINETRT一個(gè)PG接入可能產(chǎn)生極小的反應(yīng)，而對(duì)于PROFINETIRT接入不會(huì)引起任何問題。9.網(wǎng)絡(luò)診斷PROFIBUS需要特殊的工具進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)診斷，PROFINET使用IT相關(guān)的工具即可。10.主站數(shù)PROFIBUS總線上一般只有一個(gè)主站，多主站系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致DP的循環(huán)周期過長(zhǎng)；PROFINET任意數(shù)量的控制器可以在網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行，多個(gè)控制器不會(huì)影響IO的響應(yīng)時(shí)間。11.終端電阻PROFIBUS總線上的主要故障來(lái)源于總線終端電阻不匹配或者較差的接地，PROFINET不需要總線終端電阻。12.通信介質(zhì)PROFIBUS使用銅和光纖作為通信介質(zhì)，PROFINET無(wú)線WLAN可用于額外的介質(zhì)。13.站點(diǎn)類型PROFIBUS一個(gè)接口只能做主站或從站，PROFINET所有數(shù)據(jù)類型可以并行使用，PROFINET一個(gè)接口可以既做控制器又做IO設(shè)備。14.設(shè)備位置PROFIBUS不能確定設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)位置，PROFINET可以通過拓?fù)湫畔⒋_定設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)位置。四、 西門子PROFIdrive行規(guī)五、控制字和狀態(tài)字1、控制字控制字就是起到對(duì)變頻器的工作運(yùn)行進(jìn)行控制的一個(gè)字。一個(gè)16進(jìn)制的字可以分為16個(gè)位，每個(gè)控制位都對(duì)應(yīng)不同的含義，例如：?jiǎn)?dòng)、停止控制位、OFF2停車控制位、變頻器使能控制位、故障復(fù)位控制位等?？梢酝ㄟ^端子控制的方式或者通信控制的方式控制控制字的各個(gè)控制位，從而可以達(dá)到控制變頻器的目的。G120變頻器通過通信接收到的控制字中每一位都有其特定的功能2、狀態(tài)字變頻器的狀態(tài)字表示的是變頻器目前的狀態(tài)，是運(yùn)行還是停機(jī)，是報(bào)警還是故障等。一個(gè)16進(jìn)制的字可以分為16個(gè)位，每個(gè)控制位都對(duì)應(yīng)不同的含義。通過硬線連接端子的方式或者通信的方式來(lái)讀取狀態(tài)字的各個(gè)狀態(tài)位，就可以知道變頻器目前的狀態(tài)。G120變頻器通過通信發(fā)送的狀態(tài)字中每一位都代表了變頻器不同的狀態(tài)六、 擴(kuò)展報(bào)文選擇一個(gè)報(bào)文后，變頻器會(huì)將現(xiàn)場(chǎng)總線接口和相應(yīng)的信號(hào)互聯(lián)在一起。但是在選擇固定報(bào)文后，該互聯(lián)無(wú)法被修改。如果要修改互聯(lián)，則需要選擇自由報(bào)文999，即擴(kuò)展報(bào)文來(lái)實(shí)現(xiàn)通信參數(shù)的自由互聯(lián)。通過修改通信參數(shù)，不但可以實(shí)現(xiàn)報(bào)文的擴(kuò)展，而且可以真正實(shí)現(xiàn)報(bào)文的自由互聯(lián)，使調(diào)試人員調(diào)試通信參數(shù)時(shí)更加靈活。一、單選題1.PROFIBUSDP的通信速率最大為（）。A．9.6kb/sB.1.5Mb/sC.387.5kb/sD.12Mb/s2.PROFIBUS-DP允許構(gòu)成單主站或多主站系統(tǒng)，在一個(gè)總線上，最多可連接（）個(gè)站點(diǎn)。8B.16C.126D.1283.PROFIBUSDP的通信無(wú)中繼的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段最長(zhǎng)可以有（）。200mB.0.5kmC.1kmD.1.2km4.PROFINET的通信速率最大為（）。A．1.5kb/sB.12Mb/sC.387.5kb/sD.100Mb/s認(rèn)識(shí)PROFIBUS和PROFINET5.G120變頻器的PROFIdrive報(bào)文（）是自由報(bào)文。報(bào)文1B.報(bào)文20C.報(bào)文352D.報(bào)文999G120變頻器PROFIdrive報(bào)文PZD表示（）。參數(shù)通道B.過程數(shù)據(jù)C.控制字D.狀態(tài)字7.G120變頻器PROFIdrive報(bào)文PKW表示（）。參數(shù)通道B.過程數(shù)據(jù)C.控制字D.狀態(tài)字8.控制字1的第（）位可以切換指令組數(shù)據(jù)CDS0。A.0B.7C.10D.15二、多選題1.PROFIBUS有（）通信協(xié)議類型PROFIBUSDPB.PROFIBUSFMSC.PROFIBUSPAD.PROFINET2.PROFINET網(wǎng)絡(luò)布局自由靈活，拓?fù)湫问娇梢詾椋ǎ┒喾N形式。A.總線型B.星型C.樹形D.環(huán)型三、簡(jiǎn)答題1.PROFIBUS和PROFINET的區(qū)別是什么？2.G120變頻器的PROFIdrive報(bào)文都有哪些？學(xué)習(xí)情境6

G120變頻器的維護(hù)G120變頻器的維護(hù)G120變頻器的維護(hù)任務(wù)概述：該任務(wù)要求了解G120變頻器的維護(hù)，掌握G120頻器的參數(shù)備份及G120變頻器的故障、報(bào)警及系統(tǒng)信息。任務(wù)要求如下：知識(shí)目標(biāo)：1、掌握G120頻器的參數(shù)備份；2、 掌握G120變頻器的故障、報(bào)警及系統(tǒng)信息；任務(wù)要求能力目標(biāo)1、能夠?qū)120變頻器進(jìn)行參數(shù)備份；2、熟悉變頻器的故障、報(bào)警信息，判斷處理故障；G120變頻器的維護(hù)任務(wù)學(xué)習(xí)：1、G120變頻器的參數(shù)備份

2、G120變頻器的故障、報(bào)警及系統(tǒng)信息

3、變頻器的點(diǎn)檢

4、變頻器的維護(hù)保養(yǎng)

5、通用型變頻器點(diǎn)檢故障處理案例一、 G120變頻器的參數(shù)備份

G120變頻器在調(diào)試結(jié)束后，雖然所設(shè)置的參數(shù)在掉電時(shí)會(huì)地長(zhǎng)久保存在變頻器中，但是仍然存在設(shè)備損壞或變頻器出現(xiàn)故障時(shí)造成參數(shù)丟失。因此建議在每次調(diào)試完成之后，將這些設(shè)置數(shù)據(jù)備份到變頻器外部的一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)上。（一）將變頻器的數(shù)據(jù)備份到PG/PC上（二）通過存儲(chǔ)卡備份和傳送設(shè)置（三）通過IOP面板備份參數(shù)二、G120變頻器的故障、報(bào)警及系統(tǒng)信息西門子G120變頻器提供了多種故障診斷方式?？梢愿鶕?jù)以下各種方式的信息顯示來(lái)診斷變頻器的狀態(tài)。

LED變頻器正面的LED會(huì)提供最重要的變頻器狀態(tài)信息。 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間是變頻器自通電開始初次調(diào)試起的總時(shí)間。 報(bào)警和故障每個(gè)報(bào)警和每個(gè)故障都有一個(gè)唯一的編號(hào)。二、G120變頻器的故障、報(bào)警及系統(tǒng)信息（一）通過LED指示燈來(lái)判斷變頻器狀態(tài)（二）系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間（三）報(bào)警和故障簡(jiǎn)答題1.將變頻器的數(shù)據(jù)備份到PG/PC上？學(xué)習(xí)情境6

G120變頻器的維護(hù)變頻器的維護(hù)點(diǎn)檢變頻器的維護(hù)點(diǎn)檢任務(wù)概述：該任務(wù)要求了解使用變頻器的安全注意事項(xiàng)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，變頻器的日常點(diǎn)檢。。任務(wù)要求如下：知識(shí)目標(biāo)：1、 了解使用變頻器的安全注意事項(xiàng)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)；2、 了解變頻器的點(diǎn)檢維護(hù)的技術(shù)要求；3、了解變頻器的日常點(diǎn)檢；任務(wù)要求能力目標(biāo)1、能夠掌握使用變頻器的安全注意事項(xiàng)；2、熟悉變頻器的點(diǎn)檢維護(hù)內(nèi)容，能夠完成變頻器的日常點(diǎn)檢；變頻器的維護(hù)點(diǎn)檢任務(wù)學(xué)習(xí)：1、使用變頻器的安全注意事項(xiàng)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

2、影響變頻器的因素

3、變頻器的點(diǎn)檢

4、變頻器的維護(hù)保養(yǎng)

5、通用型變頻器點(diǎn)檢故障處理案例一、 使用變頻器的安全注意事項(xiàng)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

1.安全注意事項(xiàng)（1）在安裝、電路連接（配線）、運(yùn)行、維護(hù)檢查變頻器前，必須熟悉產(chǎn)品說明書內(nèi)容，以保證正確使用。（2）變頻器的安放應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求（溫度、濕度、振動(dòng)、塵埃）的場(chǎng)所。（3）變頻器和電動(dòng)機(jī)接地端（PE）必須可靠接地。（4）變頻器必須安裝好外蓋后，才能接通電源。接通電源后，不能取去外蓋。（5）變頻器接通電源后，即使處于停止?fàn)顟B(tài)，端子上仍帶電，不能觸摸。（6）不能采用接通和斷開主電路電源的方法操作變頻器的運(yùn)行和停止。（7）不能讓紗頭、紙、木片、塵土、金屬屑等異物掉入變頻器，更不能讓這些物質(zhì)附著于散熱片上。（8）變頻器的散熱板、制動(dòng)電阻等有時(shí)溫度很高，不要觸摸。（9）變頻器較長(zhǎng)時(shí)間不使用時(shí)，必須切斷變頻器的電源。（10）接通電源后因變頻器內(nèi)電路板及其它裝置有高電壓，不能用手觸摸。一、 使用變頻器的安全注意事項(xiàng)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

2.檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)（1）外觀、構(gòu)造檢查檢查變頻器的型號(hào)正確無(wú)誤、安裝環(huán)境無(wú)問題、裝置有無(wú)脫落或破損、電纜直徑和種類合適、電氣連接無(wú)松動(dòng)、接線無(wú)錯(cuò)誤、接地可靠等。（2）絕緣電阻的檢查，測(cè)量變頻器主電路絕緣電阻時(shí)，必須將所有輸入端(R、S、T)、直流母線（DC+、DC-）端和輸出端(U、V、W)都連接起來(lái)后，再用500V兆歐表測(cè)量絕緣電阻，其值應(yīng)在5M?以上。而控制電路的絕緣電阻應(yīng)用萬(wàn)用表的高阻擋測(cè)量，測(cè)量時(shí)斷開所有控制電路端子對(duì)外的連接，在控制電路端子和接地端之間進(jìn)行連續(xù)測(cè)試，測(cè)量值大于或等于1M