自動生產(chǎn)線安裝與調(diào)試（第2版） 課件 單元3 變頻控制技術(shù)在自動生產(chǎn)線的應(yīng)用

自動生產(chǎn)線與調(diào)試單元三

變頻控制技術(shù)在自動生產(chǎn)線的應(yīng)用自動生產(chǎn)線安裝與調(diào)試教材配套課件全國高職高專院校規(guī)劃教材·精品與示范系列3.1.1變頻器的分類變頻器交-交變頻器交-直-交變頻器按相數(shù)分單相三相按環(huán)流情況分無環(huán)流有環(huán)流按輸出波形分正弦波方波按調(diào)壓方式分按儲能方式分電流型電壓型脈寬調(diào)制脈幅調(diào)制按變頻器的原理分類：按變頻器的控制方式分類：壓頻比控制變頻器（U/f）、轉(zhuǎn)差率控制變頻器（SF）、矢量控制（VC）和直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器等。按用途分類：通用變頻器、專用變頻器。3.1.2變頻器的參數(shù)及設(shè)置一、變頻器的主要功能參數(shù)及設(shè)置1．變頻器運(yùn)行前的功能參數(shù)設(shè)置（1）功能參數(shù)預(yù)置基本參數(shù)是指變頻器運(yùn)行所必須具有的參數(shù)，主要包括：轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，上、下限頻基本頻率，加、減速時(shí)間，電子熱保護(hù)等。功能參數(shù)是根據(jù)選用的功能而需要預(yù)置的參數(shù)，如PID調(diào)節(jié)的功能參數(shù)等。如果不預(yù)置參數(shù)，變頻器按出廠時(shí)的設(shè)定選取。功能參數(shù)的預(yù)置過程大致有下面幾個(gè)步驟：l）查功能碼表，找出需要預(yù)置參數(shù)的功能碼2）在參數(shù)設(shè)定模式下，找到該功能碼修改數(shù)據(jù)

(各種功能所需設(shè)定的數(shù)據(jù)或代碼稱為數(shù)據(jù)碼，)變頻器程序設(shè)定的一般步驟如下：l）按模式轉(zhuǎn)換鍵，使變頻器處于程序設(shè)定狀態(tài)。2）按數(shù)字鍵或數(shù)字增減鍵，找出需預(yù)置的功能號。3）按讀出鍵或設(shè)定鍵，讀出該功能中原有的數(shù)據(jù)，如需修改，按數(shù)字鍵或數(shù)字增減鍵來修改數(shù)據(jù)碼。4）按寫入鍵或設(shè)定鍵，將修改后的數(shù)據(jù)碼寫入存儲器中。6）判斷預(yù)置是否結(jié)束，如未結(jié)束，則轉(zhuǎn)人第二步繼續(xù)預(yù)置其他功能；如已結(jié)束，則按模式轉(zhuǎn)換鍵，使變頻器進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。

（2）運(yùn)行模式的選擇運(yùn)行模式是指變頻器運(yùn)行時(shí)，給定頻率和起動信號從哪里給出。根據(jù)給出地方的不同運(yùn)行模式主要可分為：面板操作，外部操作（端子操作）。外部操作的給定信號由來自變頻器的控制機(jī)（上位機(jī)）如：PLC、單片機(jī)、PC等實(shí)現(xiàn)控制。選擇運(yùn)行模式，大多采用功能預(yù)置的方法，（3）給出起動信號經(jīng)過以上兩步，變頻器已做好了運(yùn)行的準(zhǔn)備，只要起動信號一到，變頻器就按照預(yù)置參數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)。起動信號也可以分為面板操作,外部操作(端子操作)。外部操作也可以PLC等實(shí)現(xiàn)自動控制。二、變頻器的運(yùn)行功能參數(shù)1．加速時(shí)間加速時(shí)間是指工作頻率從OHz上升至基本頻率所需要的時(shí)間，各種變頻器都提供了在一定范圍內(nèi)可任意給定加速時(shí)間的功能。加速時(shí)間的基本原則是在電動機(jī)的起動電流不超過允許值的前提下，盡量地縮短加速時(shí)間。2．加速模式不同的生產(chǎn)機(jī)械對加速過程的要求是不同的。根據(jù)各種負(fù)載的不同要求，變頻器給出了各種不同的加速曲線（模式）供用戶選擇。常見的曲線有線性方式、S形方式和半S形方式等。變頻器的加速曲線線性方式在加速過程中，頻率與時(shí)間成線性關(guān)系，如果沒有什么特殊要求，一般的負(fù)載大都選用線性方式。S形方式此方式初始階段加速較緩慢，中間階段為線性加速，尾段加速度又逐漸減為零。這種曲線適用于帶式輸送機(jī)一類的負(fù)載。這類負(fù)載往往滿載起動，傳送帶上的物體靜摩擦力較小，剛起動時(shí)加速較慢，以防止輸送帶上的物體滑倒，到尾段加速度減慢也是這個(gè)原因。半S形方式加速時(shí)一半為S形方式，另一半為線性方式，。對于風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載，低速時(shí)負(fù)載較輕，加速過程可以快一些隨著轉(zhuǎn)速的升高，其阻轉(zhuǎn)矩迅速，互速過程應(yīng)適當(dāng)減慢。反映在圖上，就是加速的前半段為線性方式，后半段為S形方而對于一些慣性較大的負(fù)載，加速初期加速過程較慢，到加速的后半段可適當(dāng)提高其加速。3．減速時(shí)間減速時(shí)間是指變頻器的輸出頻率從基本頻率減至OHz所需的時(shí)間。減速時(shí)間的給定方法同加速時(shí)間一樣，其值的大小主要考慮系統(tǒng)的慣性。慣性越大，減速時(shí)間也越長。一般情況下，加、減速選擇同樣的時(shí)間。4．減速模式減速模式設(shè)置與加速模式相似，也要根據(jù)負(fù)載情況而定，減速曲線也有線性和S形、半S形等幾種方式。5.多功能端子多功能端子，有些變頻器稱為可編程輸入輸出控制端子。多功能端子的功能可由用戶根據(jù)需要通過功能代碼進(jìn)行設(shè)置，以節(jié)省變頻器控制端子的數(shù)量。6．程序控制程序控制，有些變頻器中也稱簡易PLC控制。

三、變頻器的頻率參數(shù)及預(yù)置1.各種基本頻率參數(shù)(1)給定頻率用戶根據(jù)生產(chǎn)工藝的需求所設(shè)定的變頻器輸出頻率。其設(shè)置方法有兩種：一種是用變頻器的操作面板來輸入頻率的數(shù)字量；另一種是從控制接線端上用外部給定（電壓或電流）信號進(jìn)行調(diào)節(jié)，最常見的形式就是通過外接電位器來完成。(2)輸出頻率輸出頻率即變頻器實(shí)際輸出的頻率。(3)基準(zhǔn)頻率基準(zhǔn)頻率也叫基本頻率，一般以電動機(jī)的額定頻率作為基準(zhǔn)頻率的給定值?；鶞?zhǔn)電壓是指輸出頻率到達(dá)基準(zhǔn)頻率時(shí)變頻器的輸出電壓，基準(zhǔn)電壓通常取電動機(jī)的額定電壓UN。(4)上限頻率和下限頻率上限頻率和下限頻率是指變頻器輸出的最高、最低頻率。3.2變頻器在交流電動機(jī)的調(diào)速控制中的應(yīng)用?電源電壓：380V～480V，三相交流?

額定輸出功率：0.75KW?

額定輸入電流：2.4A?

額定輸出電流：2.1A?

外形尺寸：A型?

操作面板：基本操作板（BOP）3.2.1MM420變頻器的安裝和接線一、MM420變頻器的安裝和拆卸安裝的步驟：

1.用導(dǎo)軌的上閂銷把變頻器固定到導(dǎo)軌的安裝位置上。2.向?qū)к壣习磯鹤冾l器，直到導(dǎo)軌的下閂銷嵌入到位。拆卸的步驟：１.為了松開變頻器的釋放機(jī)構(gòu)，將螺絲刀插入釋放機(jī)構(gòu)中。２.向下施加壓力，導(dǎo)軌的下閂銷就會松開。3.將變頻器從導(dǎo)軌上取下。二、MM420變頻器的接線MM420變頻器的接線端子MM420變頻器方框圖三、MM420變頻器的BOP操作面板顯示/按鈕功能功能的說明狀態(tài)顯示LCD顯示變頻器當(dāng)前的設(shè)定值啟動變頻器按此鍵起動變頻器。缺省值運(yùn)行時(shí)此鍵是被封鎖的。為了使此鍵的操作有效，應(yīng)設(shè)定P0700=1停止變頻器OFF1：按此鍵，變頻器將按選定的斜坡下降速率減速停車，缺省值運(yùn)行時(shí)此鍵被封鎖；為了允許此鍵操作，應(yīng)設(shè)定P0700=1。OFF2：按此鍵兩次（或一次，但時(shí)間較長）電動機(jī)將在慣性作用下自由停車。此功能總是“使能”的。改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向按此鍵可以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向，電動機(jī)的反向時(shí)，用負(fù)號表示或用閃爍的小數(shù)點(diǎn)表示。缺省值運(yùn)行時(shí)此鍵是被封鎖的，為了使此鍵的操作有效應(yīng)設(shè)定

P0700=1電動機(jī)點(diǎn)動在變頻器無輸出的情況下按此鍵，將使電動機(jī)起動，并按預(yù)設(shè)定的點(diǎn)動頻率運(yùn)行。釋放此鍵時(shí)，變頻器停車。如果變頻器/電動機(jī)正在運(yùn)行，按此鍵將不起作用。顯示/按鈕功能功能的說明功能此鍵用于瀏覽輔助信息。變頻器運(yùn)行過程中，在顯示任何一個(gè)參數(shù)時(shí)按下此鍵并保持不動2秒鐘，將顯示以下參數(shù)值（在變頻器運(yùn)行中從任何一個(gè)參數(shù)開始）：1.

直流回路電壓（用d表示–單位：V）2.

輸出電流A3.輸出頻率（Hz）4.

輸出電壓（用o表示–單位V）5.

由P0005選定的數(shù)值（如果P0005選擇顯示上述參數(shù)中的任何一個(gè)（3，4或5），這里將不再顯示）。連續(xù)多次按下此鍵將輪流顯示以上參數(shù)。跳轉(zhuǎn)功能在顯示任何一個(gè)參數(shù)（rXXXX或PXXXX）時(shí)短時(shí)間按下此鍵，將立即跳轉(zhuǎn)到r0000,如果需要的話，您可以接著修改其它的參數(shù)。跳轉(zhuǎn)到r0000后，按此鍵將返回原來的顯示點(diǎn)。訪問參數(shù)按此鍵即可訪問參數(shù)。增加數(shù)值按此鍵即可增加面板上顯示的參數(shù)數(shù)值。減少數(shù)值按此鍵即可減少面板上顯示的參數(shù)數(shù)值。3.2.2MM420變頻器的參數(shù)

變頻器的參數(shù)由字母和參數(shù)號組成，參數(shù)號是指該參數(shù)的編號參數(shù)號用0000到9999的4位數(shù)字表示。在參數(shù)號的前面冠以一個(gè)小寫字母“r”時(shí)，表示。該參數(shù)是“只讀”的參數(shù)。其它所有參數(shù)號的前面都冠以一個(gè)大寫字母“P”。這些參數(shù)的設(shè)定值可以直接在標(biāo)題欄的“最小值”和“最大值”范圍內(nèi)進(jìn)行修改。還有些參數(shù)帶有下標(biāo)，表示該參數(shù)是一個(gè)帶下標(biāo)的參數(shù)，并且指定了下標(biāo)的有效序號。通過下標(biāo)，可以對同一參數(shù)的用途進(jìn)行擴(kuò)展，或?qū)Σ煌目刂茖ο?，自動改變所顯示的或所設(shè)定的參數(shù)。一、變頻器參數(shù)的組成1．參數(shù)P0003參數(shù)P0003用于定義用戶訪問參數(shù)組的等級，設(shè)置范圍為1～4，其中：“1”

標(biāo)準(zhǔn)級：可以訪問最經(jīng)常使用的參數(shù)?！?”

擴(kuò)展級：允許擴(kuò)展訪問參數(shù)的范圍，例如變頻器的I/O功能?！?”

專家級：只供專家使用。“4”

維修級：只供授權(quán)的維修人員使用—具有密碼保護(hù)。該參數(shù)缺省設(shè)置為等級1（標(biāo)準(zhǔn)級），對于大多數(shù)簡單的應(yīng)用對象，采用標(biāo)準(zhǔn)級就可以滿足要求了。用戶可以修改設(shè)置值，但建議不要設(shè)置為等級4（維修級），用BOP或AOP操作板看不到第4訪問級的參數(shù)。

二、常用的參數(shù)設(shè)定值所指定參數(shù)組意義設(shè)定值所指定參數(shù)組意義0全部參數(shù)12驅(qū)動裝置的特征2變頻器參數(shù)13電動機(jī)的控制3電動機(jī)參數(shù)20通訊7命令，二進(jìn)制I/O21報(bào)警/警告/監(jiān)控8模-數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)-模轉(zhuǎn)換22工藝參量控制器（例如PID）10設(shè)定值通道/RFG（斜坡函數(shù)發(fā)生器）2．參數(shù)P0004參數(shù)P0004（參數(shù)過濾器）的作用是根據(jù)所選定的一組功能，對參數(shù)進(jìn)行過濾（或篩選），并集中對過濾出的一組參數(shù)進(jìn)行訪問，從而可以更方便地進(jìn)行調(diào)試。缺省的設(shè)定值=0。參數(shù)P0004的設(shè)定值設(shè)定值所指定參數(shù)值意義設(shè)定值所指定參數(shù)值意義0工廠的缺省設(shè)置4通過BOP鏈路的USS設(shè)置1BOP（鍵盤）設(shè)置5通過COM鏈路的USS設(shè)置2由端子排輸入6通過COM鏈路的通訊板（CB）設(shè)置4．參數(shù)P0700：這一參數(shù)用于指定命令源，可能的設(shè)定值如表3-3所示，缺省值為2。注意，當(dāng)改變這一參數(shù)時(shí)，同時(shí)也使所選項(xiàng)目的全部設(shè)置值復(fù)位為工廠的缺省設(shè)置值。例如：把它的設(shè)定值由1改為2時(shí)，所有的數(shù)字輸入都將復(fù)位為缺省的設(shè)置值。P0700的設(shè)定值3．參數(shù)P0010參數(shù)P0010是調(diào)試參數(shù)過濾器，對與調(diào)試相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行過濾，只篩選出那些與特定功能組有關(guān)的參數(shù)。P0010的可能設(shè)定值為：0（準(zhǔn)備），1（快速調(diào)試），2（變頻器），29（下載），30（工廠的缺省設(shè)定值）；缺省設(shè)定值為0。設(shè)定值所指定參數(shù)值意義設(shè)定值所指定參數(shù)值意義0禁止數(shù)字輸入13MOP（電動電位計(jì)）升速（增加頻率）1接通正轉(zhuǎn)/停車命令114MOP降速（減少頻率）2接通反轉(zhuǎn)/停車命令115固定頻率設(shè)定值（直接選擇）3按慣性自由停車16固定頻率設(shè)定值（直接選擇+ON命令）4按斜坡函數(shù)曲線快速降速停車17固定頻率設(shè)定值（二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)（BCD碼）選擇+ON命令）9故障確認(rèn)21機(jī)旁/遠(yuǎn)程控制10正向點(diǎn)動25直流注入制動11反向點(diǎn)動29由外部信號觸發(fā)跳閘12反轉(zhuǎn)33禁止附加頻率設(shè)定值99使能BICO參數(shù)化5．參數(shù)P0701、P0702、P0703參數(shù)P0701、P0702、P0703均屬于“命令，二進(jìn)制I/O”參數(shù)組（P0004=7），參數(shù)P0701、P0702、P0703可設(shè)定的值①直接選擇（P0701—P0703=15）在這種操作方式下，一個(gè)數(shù)字輸入選擇一個(gè)固定頻率。如果有幾個(gè)固定頻率輸入同時(shí)被激活，選定的頻率是它們的總和。例如：FF1+FF2+FF3。在這種方式下，還需要一個(gè)ON命令才能使變頻器投入運(yùn)行②直接選擇+ON命令（P0701—P0703=16）選擇固定頻率時(shí)，既有選定的固定頻率，又帶有ON命令，把它們組合在一起。在這種操作方式下，一個(gè)數(shù)字輸入選擇一個(gè)固定頻率。如果有幾個(gè)固定頻率輸入同時(shí)被激活，選定的頻率是它們的總和。例如：FF1+FF2+FF3③二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)（BCD碼）選擇+ON命令（P0701—P0703=17）使用這種方法最多可以選擇7個(gè)固定頻率。參數(shù)P0701、P0702、P0703設(shè)定值取值為15，16，17時(shí)，選擇固定頻率的方式確定輸出頻率（FF方式）。選擇說明: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激活激活激活固定頻率的數(shù)值選擇這一參數(shù)用于選擇頻率設(shè)定值的信號源。其設(shè)定值可達(dá)0～66。缺省的設(shè)置值為2。實(shí)際上，當(dāng)設(shè)定值≥10時(shí)，頻率設(shè)定值將來源于2個(gè)信號源的疊加。其中，主設(shè)定值由最低一位數(shù)字（個(gè)位數(shù)）來選擇（即0到6），而附加設(shè)定值由最高一位數(shù)字（十位數(shù)）來選擇（即x0到x6，其中，x=1－6）。下面只說明常用主設(shè)定值信號源的意義：0：無主設(shè)定值1：MOP（電動電位差計(jì)）設(shè)定值。取此值時(shí)，選擇基本操作板（BOP）的按鍵指定輸出頻率。

2：模擬設(shè)定值：輸出頻率由3-4端子兩端的模擬電壓（0—10V）設(shè)定。3：固定頻率：輸出頻率由數(shù)字輸入端子DIN1～DIN3的狀態(tài)指定。用于多段速控制。5：通過COM

鏈路的USS設(shè)定。即通過按USS協(xié)議的串行通訊線路設(shè)定輸出頻率。6．參數(shù)P10007．參數(shù)P1080最小頻率,屬于“設(shè)定值通道”參數(shù)組（P0004=10），缺省值為0.00Hz。8．參數(shù)P2000基準(zhǔn)頻率,是串行鏈路，模擬I/O和PID控制器采用的滿刻度頻率設(shè)定值，屬于“通訊”參數(shù)組（P0004=20），缺省值為50.00Hz。9．參數(shù)P1082最高頻率,也屬于“設(shè)定值通道”參數(shù)組（P0004=10），缺省值為50.00Hz。參數(shù)P1082限制了電動機(jī)運(yùn)行的最高頻率[Hz]。因此最高速度要求高于50.00Hz的情況下，需要修改P1082參數(shù)。10．P1120是斜坡上升時(shí)間，即電動機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)加速到最高頻率（P1082）所用的時(shí)間。設(shè)定范圍為0～650秒，缺省值為10秒。11．P1121是斜坡下降時(shí)間，即電動機(jī)從最高頻率（P1082）減速到靜止停車所用的時(shí)間所用的時(shí)間。設(shè)定范圍為0～650秒，缺省值為10秒。注意：兩個(gè)參數(shù)都屬于“設(shè)定值通道”參數(shù)組，并且可在快速調(diào)試時(shí)設(shè)定。如果設(shè)定的斜坡上升時(shí)間太短，有可能導(dǎo)致變頻器過電流跳閘；同樣，如果設(shè)定的斜坡下降時(shí)間太短，有可能導(dǎo)致變頻器過電流或過電壓跳閘。2712．電機(jī)參數(shù)P0304電動機(jī)額定電壓（V）P0305電動機(jī)額定電流（A）P0307電動機(jī)額定功率（KW）P0310電動機(jī)額定頻率（Hz）P0311電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）13．參數(shù)P3900參數(shù)P3900與快速調(diào)試的設(shè)定有關(guān)，當(dāng)其被設(shè)定為1時(shí)快速調(diào)試的進(jìn)行與參數(shù)P3900的設(shè)定有關(guān)，當(dāng)其被設(shè)定為1時(shí)，快速調(diào)試結(jié)束后，要完成必要的電動機(jī)計(jì)算，并使其他所有的參數(shù)（P0010=1不包括在內(nèi)）復(fù)位為工廠的缺省設(shè)置。當(dāng)P3900=1并完成快速調(diào)試后，變頻器已作好了運(yùn)行準(zhǔn)備。參數(shù)號出廠值設(shè)置值說明P000311設(shè)用戶訪問級為標(biāo)準(zhǔn)級P001001快速調(diào)試P010000設(shè)置使用地區(qū)，0=歐洲，功率以KW表示，頻率為50HzP0304400380電動機(jī)額定電壓（V）P03051.900.18電動機(jī)額定電流（A）P03070.750.03電動機(jī)額定功率（KW）P03105050電動機(jī)額定頻率（Hz）P031113951300電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）例1用BOP進(jìn)行變頻器的“快速調(diào)試”快速調(diào)試包括電動機(jī)參數(shù)和斜坡函數(shù)的參數(shù)設(shè)定。并且，電動機(jī)參數(shù)的修改，僅當(dāng)快速調(diào)試時(shí)有效。在進(jìn)行“快速調(diào)試”以前，必須完成變頻器的機(jī)械和電氣安裝。當(dāng)選擇P0010=1時(shí)，進(jìn)行快速調(diào)試。電動機(jī)參數(shù)表例2：將變頻器復(fù)位為工廠的缺省設(shè)定值如果用戶在參數(shù)調(diào)試過程中遇到問題，并且希望重新開始調(diào)試，通常采用首先把變頻器的全部參數(shù)復(fù)位為工廠的缺省設(shè)定值，再重新調(diào)試的方法。為此，應(yīng)按照下面的數(shù)值設(shè)定參數(shù)：①設(shè)定P0010=30，②設(shè)定P0970=1。按下P鍵，便開始參數(shù)的復(fù)位。變頻器將自動地把它的所有參數(shù)都復(fù)位為它們各自的缺省設(shè)置值。復(fù)位為工廠缺省設(shè)置值的時(shí)間大約要60秒鐘。例3：電機(jī)速度的連續(xù)調(diào)整分析：命令源參數(shù)P0700=2，指定命令源為“外部I/O”；頻率設(shè)定值信號源P1000=2，指定頻率設(shè)定信號源為“模擬量輸入”。這時(shí)，只須在AIN+（端子③）與AIN-（端子④）加上模擬電壓（DC0～10V可調(diào)）；并使數(shù)字輸入DIN1信號為ON，即可啟動電動機(jī)實(shí)現(xiàn)電機(jī)速度連續(xù)調(diào)整。步驟：1.將參數(shù)P0700=2（由端子排輸入），P1000=2（模擬輸入）。2.從模擬輸入端③（AIN+）和④（AIN-）輸入來自外部的0～10V直流電壓，由PLC供給。3.用數(shù)字輸入端口DIN1和DIN2控制電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)方向時(shí)，可通過設(shè)定參數(shù)P0701、P0702實(shí)現(xiàn)。使P0701=1（DIN1ON接通正轉(zhuǎn)，OFF停止），P0702=2（DIN2ON接通反轉(zhuǎn)，OFF停止）。例4：多段速控制要求電動機(jī)能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和高、中、低三種轉(zhuǎn)速的調(diào)整，高速時(shí)運(yùn)行頻率為40Hz,中速時(shí)運(yùn)行頻率為25Hz,低速時(shí)運(yùn)行頻率為15Hz。

分析:當(dāng)變頻器的命令源參數(shù)P0700=2（外部I/O），選擇頻率設(shè)定的信號源參數(shù)