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实训指导书(西门子MM440变频器)

来源:华拓科技网


柳州职业技术学院

变频器实训指导书

(西门子MM440)

电气自动化技术专业

任务1 变频器的面板操作与运行

任务目的:

1. 熟悉变频器的面板操作方法。 2. 熟练变频器的功能参数设置。

3. 熟练掌握变频器的正反转、点动、频率调节方法。

任务引入:

变频器MM440系列(MicroMaster440)是德国西门子公司广泛应用与工业场合的多功能标准变频器。它采用高性能的矢量控制技术,提供低速高转矩输出和良好的动态特性,同时具备超强的过载能力,以满足广泛的应用场合。对于变频器的应用,必须首先熟练对变频器的面板操作,以及根据实际应用,对变频器的各种功能参数进行设置。

相关知识点:

一.变频器面板的操作

利用变频器的操作面板和相关参数设置,即可实现对变频器的某些基本操作如正反转、点动等运行。变频器面板的介绍及按键功能说明详见本书任务1.4变频器的调试,具体参数号和相应功能参照系统手册。

二.基本操作面板修改设置参数的方法

MM440在缺省设置时,用BOP控制电动机的功能是被禁止的。如果要用 BOP 进行控制,参数 P0700应设置为 1,参数 P1000 也应设置为 1。用基本操作面板(BOP)可以修改任何一个参数。修改参数的数值时,BOP有时会显示“busy”,表明变频器正忙于处理优先级更高的任务。下面就以设置P1000=1的过程为例,来介绍通过基本操作面板(BOP)修改设置参数的流程,见表2-1。

表2-1 基本操作面板(BOP)修改设置参数流程

操作步骤 1 按2 按3 按键,直到显示in000,即P1000的第0组值 键,直到显示P1000 键,访问参数 BOP显示结果

4 按5 按6 按7 按8 按键,显示频率 键,显示r0000 键,存储当前设置 键,达到所要求的值1 键,显示当前值2 任务训练 :

一、训练内容

通过变频器操作面板对电动机的启动、正反转、点动、调速控制。

二、训练工具、材料和设备

西门子MM440变频器、小型三相异步电动机、电气控制柜、电工工具(1套)、连接导线若干等。

~380VQS三、操作方法和步骤

1.按要求接线

系统接线如图2-1所示,检查电路正确无误后, 合上主电源开关QS。

L1L2L328MM440UVW M3~ 图2-1 变频调速系统电气图

2.参数设置

(1)设定P0010=30和P0970=1,按下P键,开始复位,复位过程大约3min,这样就可保证变频器的参数回复到工厂默认值。

(2)设置电动机参数,为了使电动机与变频器相匹配,需要设置电动机参数。电动机参数设置见表2-2。电动机参数设定完成后,设P0010=0,变频器当前处于准备状态,可正常运行。

表2-2 电动机参数设置

参数号 P0003 P0010 出厂值 1 0 设置值 1 1 说明 设定用户访问级为标准级 快速调试

P0100 P0304 P0305 P0307 P0310 P0311 0 230 3.25 0.75 50 0 0 380 1.05 0.37 50 1400 功率以KW表示,频率为50Hz 电动机额定电压(V) 电动机额定电流(A) 电动机额定功率(KW) 电动机额定频率(Hz) 电动机额定转速(r/min) (3)设置面板操作控制参数,见表2-3。

表2-3 面板基本操作控制参数

参数号 P0003 P0010 P0004 P0700 P0003 P0004 P1000 P1080 P1082 P0003 P0004 P1040 P1058 P1059 P1060 P1061 出厂值 1 0 0 2 1 0 2 0 50 1 0 5 5 5 10 10 设置值 1 0 7 1 1 10 1 0 50 2 10 20 10 10 5 5 说明 设用户访问级为标准级 正确地进行运行命令的初始化 命令和数字I/O 由键盘输入设定值(选择命令源) 设用户访问级为标准级 设定值通道和斜坡函数发生器 由键盘(电动电位计)输入设定值 电动机运行的最低频率(Hz) 电动机运行的最高频率(Hz) 设用户访问级为扩展级 设定值通道和斜坡函数发生器 设定键盘控制的频率值(Hz) 正向点动频率(Hz) 反向点动频率(Hz) 点动斜坡上升时间(s) 点动斜坡下降时间(s) 3.变频器运行操作

(1)变频器启动:在变频器的前操作面板上按运行键

,变频器将驱动电动机升速,

并运行在由P1040所设定的20Hz频率对应的560r∕min的转速上。

(2)正反转及加减速运行:电动机的转速(运行频率)及旋转方向可直接通过按前操作面板上的键∕减少键(▲/▼)来改变。

(3)点动运行:按下变频器前操作面板上的点动键

,则变频器驱动电动机升速,并

运行在由P1058所设置的正向点动10Hz频率值上。当松开变频器前错做面板上的点动键,则变频器将驱动电动机降速至零。这时,如果按下一变频器前操作面板上的换向键,在重复上述的点动运行操作,电动机可在变频器的驱动下反向点动运行。

(4)电动机停车:在变频器的前操作面板上按停止键至零。

,则变频器将驱动电动机降速

四、成绩评价表

成绩评价见表2-4。

表 2-4 成绩评价表

序号 配扣得主要内容 考核要求 能正确使用工具和仪表,按评分标准 1.接线按照不规范,每处扣5-10分 2.接线错误,扣20分 分 分 分 1 接线 照电路图正确接线 30 能根据任务要求正确设置 2 参数设置 变频器参数 操作调试过程正确 1.参数设置不全,每处扣5分 2.参数设置错误,每处扣5分 1.变频器操作错误,扣10分 2.调试失败,扣20分 违反安全文明生产规程,扣 5-10分 30 20 20 3 操作调试 4 安全文明生产 操作安全规范、环境整洁 五、巩固练习

1. 怎样利用变频器操作面板对电动机进行预定时间的启动和停止? 2. 怎样设置变频器的最大和最小运行频率?

任务2 变频器的外部运行操作

任务目的:

1.掌握MM440变频器基本参数的输入方法。 2.掌握MM440变频器输入端子的操作控制方式。 3.熟练掌握MM440变频器的运行操作过程。

任务引入:

变频器在实际使用中,电动机经常要根据各类机械的某种状态而进行正转、反转、点动等运行,变频器的给定频率信号、电动机的起动信号等都是通过变频器控制端子给出,即变频器的外部运行操作,大大提高了生产过程的自动化程度。下面就来学习变频器的外部运行操作相关知识。

相关知识点:

一.MM440变频器的数字输入端口

MM440变频器有6个数字输入端口,具体如图2-2所示。

图2-2 MM440变频器的数字输入端口

二.数字输入端口功能

MM440变频器的6个数字输入端口(DIN1~DIN6),即端口“5”、“6”、“7”、“8”、“16”和“17”,每一个数字输入端口功能很多,用户可根据需要进行设置。参数号P0701~P0706为与端口数字输入1功能至数字输入6功能,每一个数字输入功能设置参数值范围均为0~99,出厂默认值均为1。以下列出其中几个常用的参数值,各数值的具体含义见表2-5。

表2-5 MM440数字输入端口功能设置表

参数值 0 1 2 3 4 9 10 11 12 13 14 15 16 17 25 禁止数字输入 ON/OFF1(接通正转、停车命令1) ON/OFF1(接通反转、停车命令1) OFF2(停车命令2),按惯性自由停车 OFF3(停车命令3),按斜坡函数曲线快速降速 故障确认 正向点动 反向点动 反转 MOP(电动电位计)升速(增加频率) MOP降速(减少频率) 固定频率设定值(直接选择) 固定频率设定值(直接选择+ON命令) 固定频率设定值(二进制编码选择+ON命令) 直流注入制动 功能说明 任务训练: 一、训练内容

用自锁按钮SB1和SB2,外部线路控制MM440变频器的运行,实现电动机正转和反转

控制。其中端口“5”(DIN1)设为正转控制,端口“6”(DIN1)设为反转控制。对应的功能分别由P0701和P0702的参数值设置。

二、训练工具、材料和设备

西门子MM440变频器一台、三相异步电动机一台、断路器一个、熔断器三个、自锁按钮二个、导线若干、通用电工工具一套等。

三、操作方法和步骤

1.按要求接线

变频器外部运行操作接线图如图2-2所示。

~380vQS+24vSB1SB2SB3L1 L2 L3 567928UVWMM440M3~

图2-2 外部运行操作接线图

2.参数设置

接通断路器QS,在变频器在通电的情况下,完成相关参数设置,具体设置见表2-6。

表2-6 变频器参数设置

参数号 P0003 P0004 P0700 P0003 P0004 *P0701 *P0702 *P0703 *P0704 P0003 P0004 P1000 *P1080 *P1082 *P1120 *P1121 P0003 P0004 *P1040 *P1058 *P1059 *P1060 *P1061 出厂值 设置值 1 0 2 1 0 1 1 9 15 1 0 2 0 50 10 10 1 0 5 5 5 10 10 1 7 2 2 7 1 2 10 11 1 10 1 0 50 5 5 2 10 20 10 10 5 5 说明 设用户访问级为标准级 命令和数字I/O 命令源选择“由端子排输入” 设用户访问级为扩展级 命令和数字I/O ON接通正转,OFF停止 ON接通反转,OFF停止 正向点动 反转点动 设用户访问级为标准级 设定值通道和斜坡函数发生器 由键盘(电动电位计)输入设定值 电动机运行的最低频率(Hz) 电动机运行的最高频率(Hz) 斜坡上升时间(s) 斜坡下降时间(s) 设用户访问级为扩展级 设定值通道和斜坡函数发生器 设定键盘控制的频率值 正向点动频率(Hz) 反向点动频率(Hz) 点动斜坡上升时间(s) 点动斜坡下降时间(s) 3.变频器运行操作

(1)正向运行:当按下带锁按钮SB1时,变频器数字端口“5”为ON,电动机按P1120所设置的5S斜坡上升时间正向启动运行,经5S后稳定运行在560r/min的转速上,此转速与P1040所设置的20Hz对应。放开按钮SB1,变频器数字端口“5”为OFF,电动机按P1121所设置的5S斜坡下降时间停止运行。

(2)反向运行:当按下带锁按钮SB2时,变频器数字端口“6”为ON,电动机按P1120所设置的5S斜坡上升时间正向启动运行,经5S后稳定运行在560r/min的转速上,此转速与P1040所设置的20Hz对应。放开按钮SB2,变频器数字端口“6”为OFF,电动机按P1121所设置的5S斜坡下降时间停止运行。

(3)电动机的点动运行 1)正向点动运行:当按下带锁按钮SB3时,变频器数字端口“7”为ON,电动机按P1060所设置的5S点动斜坡上升时间正向启动运行,经5S后稳定运行在280r/min的转速上,此转速与P1058所设置的10Hz对应。放开按钮SB3,变频器数字端口“7”为OFF,电动机按P1061所设置的5S点动斜坡下降时间停止运行。

2)反向点动运行:当按下带锁按钮SB4时,变频器数字端口“8”为ON,电动机按P1060所设置的5S点动斜坡上升时间正向启动运行,经5S后稳定运行在280r/min的转速上,此转速与P1059所设置的10Hz对应。放开按钮SB4,变频器数字端口“8”为OFF,电动机按P1061所设置的5S点动斜坡下降时间停止运行。

(4)电动机的速度调节

分别更改P1040和P1058、P1059的值,按上步操作过程,就可以改变电动机正常运行速度和正、反向点动运行速度。

(5)电动机实际转速测定 电动机运行过程中,利用激光测速仪或者转速测试表,可以直接测量电动机实际运行速度,当电动机处在空载、轻载或者重载时,实际运行速度会根据负载的轻重略有变化。

四、成绩评价表

成绩评价见表2-7。

表 2-7 成绩评价表

序号 配扣得主要内容 考核要求 能正确使用工具和仪表,按评分标准 1.接线按照不规范,每处扣5-10分 2.接线错误,扣20分 分 分 分 1 接线 照电路图正确接线 30 能根据任务要求正确设置 2 参数设置 变频器参数 操作调试过程正确 1.参数设置不全,每处扣5分 2.参数设置错误,每处扣5分 1.变频器操作错误,扣10分 2.调试失败,扣20分 违反安全文明生产规程,扣 5-10分 30 20 20 3 操作调试 4 安全文明生产 操作安全规范、环境整洁 五、巩固练习

1.电动机正转运行控制,要求稳定运行频率为40Hz,DIN3端口设为在正转控制。画出变频器外部接线图,并进行参数设置、操作调试。

2.利用变频器外部端子实现电动机正转、反转和点动的功能,电动机加减速时间为4s,点动频率为10Hz。 DIN5端口设为正转控制,DIN6端口设为反转控制,进行参数设置、操

作调试。

任务3 变频器的模拟信号操作控制

任务目的:

1.掌握MM440变频器的模拟信号控制; 2.掌握MM440变频器基本参数的输入方法; 3.熟练掌握MM440变频器的运行操作过程。

任务引入:

MM440变频器可以通过6个数字输入端口对电动机进行正反转运行、正反转点动运行方向控制.可通过基本操作板,按频率调节按键可增加和减少输出频率,从而设置正反向转速的大小。也可以由模拟输入端控制电动机转速的大小。本任务的目的就是通过模拟输入端的模拟量控制电动机转速的大小。

相关知识点:

MM440变频器的“1”、“2”输出端为用户的给定单元提供了一个高精度的+10V直流稳压电源。可利用转速调节电位器串联在电路中,调节电位器, 改变输入端口AIN1+给定的模拟输入电压,变频器的输入量将紧紧跟踪给定量的变化,从而平滑无极地调节电动机转速的大小。

MM440变频器为用户提供了两对模拟输入端口,即端口“3”、“4”和端口“10”、“11”,通过设置P0701的参数值,使数字输入“5”端口据有正转控制功能;通过设置P0702的参数值,使数字输入“6”端口具有反转控制功能;模拟输入“3”、“4”端口外接电位器,通过“3”端口输入大小可调的模拟电压信号,控制电动机转速的大小。即由数字输入端控制电动机转速的方向,由模拟输入端控制转速的大小。

任务训练: 一、训练内容

用自锁按钮SB1控制实现电动机起停工能,由模拟输入端控制电动机转速的大小。

二、训练工具、材料和设备

西门子MM440变频器一台、三相异步电动机、电位器一个、断路器一个、熔断器三个、自锁按钮二个、通用电工工具一套、导线若干等。

三、操作方法和步骤

1.按要求接线

变频器模拟信号控制接线如图2-3所示。检查电路正确无误后,合上主电源开关QS。

~380vQS+24vSB1SB2SB3L1 L2 L3 567928UVWMM440M3~

图2-3 MM440变频器模拟信号控制接线图

2. 参数设置

(1)恢复变频器工厂默认值,设定P0010=30和P0970=1,按下P键,开始复位。 (2)设置电动机参数,电动机参数设置见表2-7。电动机参数设置完成后,设P0010=0,变频器当前处于准备状态,可正常运行。

表2-7 电动机参数设置

参数号 P0003 P0010 P0100 P0304 P0305 P0307 P0308 P0310 P03111 出厂值 1 0 0 230 3.25 0.75 0 50 0 设置值 1 1 0 380 0.95 0.37 0.8 50 2800 说明 设用户访问级为标准级 快速调试 工作地区:功率以KW表示,频率为50Hz 电动机额定电压(V) 电动机额定电流(A) 电动机额定功率(KW) 电动机额定功率(COS¢) 电动机额定频率(Hz) 电动机额定转速(r/min) (3)设置模拟信号操作控制参数,模拟信号操作控制参数设置见表2-8。

表2-8 模拟信号操作控制参数

参数号 P0003 P0004 出厂值 1 0 设置值 1 7 说明 设用户访问级为标准级 命令和数字I/O

P0700 P0003 P0004 P0701 P0702 P0003 P0004 P1000 P1080 P1082 2 1 0 1 1 1 0 2 0 50 2 2 7 1 2 1 10 2 0 50 命令源选择由端子排输入 设用户访问级为扩展级 命令和数字I/O ON接通正转,OFF停止 ON接通反转,OFF停止 设用户访问级为标准级 设定值通道和斜坡函数发生器 频率设定值选择为模拟输入 电动机运行的最低频率(HZ) 电动机运行的最高频率(HZ) 3. 变频器运行操作

(1)电动机正转与调速

按下电动机正转自锁按钮SB1,数字输入端口DINI为”ON”,电动机正转运行,转速由外接电位器RP1来控制,模拟电压信号在0~10V之间变化,对应变频器的频率在0~50Hz之间变化,对应电动机的转速在0~1500 r∕min之间变化。当松开带锁按钮SB1时,电动机停止运转。

(2)电动机反转与调速

按下电动机反转自锁按钮SB2,,数字输入端口DIN2为”ON”,电动机反转运行,与电动机正转相同,反转转速的大小仍由外接电位器来调节。当松开带锁按钮SB2时,电动机停止运转。

四、成绩评价表

成绩评价见表2-9。

表 2-9 成绩评价表

序号 配扣得主要内容 考核要求 能正确使用工具和仪表,按评分标准 1.接线按照不规范,每处扣5-10分 2.接线错误,扣20分 分 分 分 1 接线 照电路图正确接线 30 能根据任务要求正确设置 2 参数设置 变频器参数 操作调试过程正确 1.参数设置不全,每处扣5分 2.参数设置错误,每处扣5分 1.变频器操作错误,扣10分 2.调试失败,扣20分 违反安全文明生产规程,扣 5-10分 30 20 20 3 操作调试 4 安全文明生产 操作安全规范、环境整洁 五、巩固练习

通过模拟输入端口“10”、“11”,利用外部接入的电位器,控制电动机转速的大小。连接线路,设置端口功能参数值。

任务4 变频器的多段速运行操作

任务目的:

1.掌握变频器多段速频率控制方式。

2.熟练掌握变频器的多段速运行操作过程。

任务引入:

由于现场工艺上的要求,很多生产机械在不同的转速下运行。为反方便这种负载,大多数变频器决提供了多挡频率控制功能。用户可以通过几个开关的通、断组合来选择不同的运行频率,实现不同转速下运行的目的。

相关知识点:

MM440变频器的多段速控制功能及参数设置

多段速功能,也称作固定频率,就是设置参数P1000=3的条件下,用开关量端子选择固定频率的组合,实现电机多段速度运行。可通过如下三种方法实现:

1. 直接选择(P0701 - P0706 = 15) 在这种操作方式下,一个数字输入选择一个固定频率,端子与参数设置对应见表2-10。

表2-10 端子与参数设置对应表

端子编号 5 6 7 8 16 17 对应参数 P0701 P0702 P0703 P0704 P0705 P0706 对应频率设置值 P1001 P1002 P1003 P1004 P1005 P1006 说 明 1.频率给定源P1000必须设置为 3。 2.当多个选择同时激活时,选定的频率是它们的总和。 2. 直接选择 + ON 命令(P0701 - P0706 = 16)

在这种操作方式下,数字量输入既选择固定频率(见表2-10),又具备起动功能。 3. 二进制编码选择 + ON 命令(P0701 - P0704 = 17) MM440变频器的六个数字输入端口(DIN1~ DIN6),通过P0701~P0706设置实现多频段控制。每一频段的频率分别由P1001~P1015参数设置,最多可实现15频段控制,各个固定

频率的数值选择见表2-11。在多频段控制中,电动机的转速方向是由P1001~P1015参数所设置的频率正负决定的。六个数字输入端口,哪一个作为电动机运行、停止控制,哪些作为多段频率控制,是可以由用户任意确定的,一旦确定了某一数字输入端口的控制功能,其内部的参数设置值必须与端口的控制功能相对应。

表2-11 固定频率选择对应表

频率设定 P1OO1 P1OO2 P1OO3 P1OO4 P1OO5 P1OO6 P1OO7 P1OO8 P1OO9 P1O10 P1O11 P1O12 P1O13 P1O14 P1O15 DIN4 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 DIN3 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 DIN2 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 DIN1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 任务训练: 一、训练内容

实现3段固定频率控制,连接线路,设置功能参数,操作三段固定速度运行。

二、训练工具、材料和设备

西门子MM440变频器一台、三相异步电动机一台、断路器一个、熔断器三个、自锁按钮四个、导线若干、通用电工工具一套等。

三、操作方法和步骤

1. 按要求接线

按图2-4连接电路,检查线路正确后,合上变频器电源空气开关QS。

~380vQS+24vSB1SB2SB3L1 L2 L3 567928UVWMM440M3~

图2-4三段固定频率控制接线图

2.参数设置

(1)恢复变频器工厂缺省值,设定P0010=30,P0970=1。按下“P”键,变频器开始复位到工厂缺省值。

(2)设置电动机参数,见表2-12。电动机参数设置完成后,设P0010=0,变频器当前处于准备状态,可正常运行。

表2-12电动机参数设置

参数号 P0003 P0010 P0100 P0304 P0305 P0307 P0308 P0310 P03111 出厂值 1 0 0 230 3.25 0.75 0 50 0 设置值 1 1 0 380 0.95 0.37 0.8 50 2800 说明 设用户访问级为标准级 快速调试 工作地区:功率以KW表示,频率为50Hz 电动机额定电压(V) 电动机额定电流(A) 电动机额定功率(KW) 电动机额定功率(COS¢) 电动机额定频率(Hz) 电动机额定转速(r/min) (3)设置变频器3段固定频率控制参数,见表2-13。

表2-13 变频器3段固定频率控制参数设置

参数号 P0003 P0004 P0700 P0003 P0004 P0701 P0702 P0703 P0003

出厂值 1 0 2 1 0 1 1 1 1 设置值 1 7 2 2 7 17 17 1 1 说明 设用户访问级为标准级 命令和数字L/O 命令源选择由端子排输入 设用户访问级为拓展级 命令和数字L/O 选择固定频率 选择固定频率 ON接通正转,OFF停止 设用户访问级为标准级

P0004 P1000 P0003 P0004 P1001 P1002 P1003 2 2 1 0 0 5 10 10 3 2 10 20 30 50 设定值通道和斜坡函数发生器 选择固定频率设定值 设用户访问级为拓展级 设定值通道和斜坡函数发生器 选择固定频率1(Hz) 选择固定频率2(Hz) 选择固定频率3(Hz) 3.变频器运行操作 当按下带按锁SB1时,数字输入端口“7”为“ON”,允许电动机运行。

(1)第1频段控制。当SB1按钮开关接通、SB2按钮开关断开时,变频器数字输入端口“5”为“ON”,端口“6”为“OFF”,变频器工作在由P1001参数所设定的频率为20Hz的第1频段上。

(2)第2频段控制。当SB1按钮开关断开,SB2按钮开关接通时,变频器数字输入端口“5”为“OFF”,“6”为“ON”,变频器工作在由P1002参数所设定的频率为30Hz的第2频段上。

(3)第3频段控制。当按钮SB1、SB2都接通时,变频器数字输入端口“5”、“6”均为“ON”, 变频器工作在由P1003参数所设定的频率为50Hz的第3频段上。

(4)电动机停车。当SB1、SB2按钮开关都断开时,变频器数字输入端口“5”、“6”均为“OFF”,电动机停止运行。或在电动机正常运行的任何频段,将SB3断开使数字输入端口“7” 为“OFF”,电动机也能停止运行。

注意的问题。3个频段的频率值可根据用户要求P1001、P1002和P1003参数来修改。当电动机需要反向运行时,只要将向对应频段的频率值设定为负就可以实现。

四、成绩评价表

成绩评价见表2-14。

表 2-14 成绩评价表

序号 配扣得主要内容 考核要求 能正确使用工具和仪表,按评分标准 1.接线按照不规范,每处扣5-10分 2.接线错误,扣20分 1.参数设置不全,每处扣5分 2.参数设置错误,每处扣5分 1.变频器操作错误,扣10分 2.调试失败,扣20分 违反安全文明生产规程,扣 5-10分 分 分 分 1 接线 照电路图正确接线 能根据任务要求正确设置 30 30 20 20 2 参数设置 变频器参数 操作调试过程正确 3 操作调试 4 安全文明生产 操作安全规范、环境整洁 五、巩固练习

用自锁按钮控制变频器实现电动机12段速频率运转。10段速设置分别为:第1段输出

频率为5Hz;第2段输出频率为10Hz;第3段输出频率为15Hz;第4段输出频率为-15Hz;第5段输出频率为-5Hz;第6段输出频率为-20Hz;第7段输出频率为25Hz;第8段输出频率为40Hz;第9段输出频率为50Hz;第10段输出频率为30Hz;第11段输出频率为-30Hz;第12段输出频率为60Hz。画出变频器外部接线图,写出参数设置。

任务5 变频器的PID控制运行操作

任务目标:

1.掌握面板设定目标值的接线方法及参数设置。

2.掌握端子设定多个目标值的接线方法及参数设置。 3.熟悉P、I、D参数调试方法。

任务引入:

在生产实际中,拖动系统的运行速度需要平稳,而负载在运行中不可避免受到一些不可预见的干扰,系统的运行速度降失去平衡,出现震荡,和设定值存在偏差。对该偏差值,经过变频器的P、I、D调节,可以迅速、准确地消除拖动系统的偏差,回复到给定值。

相关知识:

PID控制是闭环控制中的一种常见形式。反馈信号取自拖动系统的输出端,当输出量偏离所要求的给定值时,反馈信号成比例变化。在输入端,给定信号与反馈信号相比较,存在一个偏差值。对该偏差值,经过P、I、D调节,变频器通过改变输出频率,迅速、准确地消除拖动系统的偏差,回复到给定值,振荡和误差都比较小,适用于压力、温度、流量控制等。

MM440变频器内部有PID调节器。利用MM440变频器很方便构成PID闭环控制,MM440变频器PID控制原理简图如图所示2-5。PID给定源和反馈源分别见表2-15、2-16。

图2-5 MM440变频器PID控制原理简图

表2-15 MM440 PID给定源

PID给定源 P2253 设定值 2250 755.0 755.1 功能解释 BOP面板 模拟通道1 模拟通道2

表2-16 MM440 PID反馈源

PID反馈源 P22 设定值 755.0 755.1 功能解释 模拟通道1 模拟通道2 说明 当模拟量波动较大时,可适当加大滤波时间,确保系统稳定 说明 通过改变P2240改变目标值 通过模拟量大小改变目标值

任务训练: 一、训练内容

实现面板设定目标值的PID控制运行。

二、训练工具、材料和设备

西门子MM440变频器一台、三相异步电动机一台、压力传感器一个(4—20mA)、断路器一个、熔断器三个、自锁按钮、导线若干、通用电工工具一套等。

三、操作方法和步骤

1.按要求接线

图2-6为面板设定目标值时PID控制端子接线图,模拟输入端AIN2接入反馈信号0~20mA,数字量输入端DIN1接入的带锁按钮SB1控制变频器的启/停,给定目标值由BOP面板(▲▼)键设定。

图2-6 面板设定目标值的PID控制端子接线图

2.参数设置

(1)参数复位。恢复变频器工厂默认值,设定P0010=30和P0970=1,按下P键,开始复位,复位过程大约为3秒,这样就保证了变频器的参数恢复到工厂默认值。

(2)设置电动机参数,见表2-17。电动机参数设置完成后,设P0010=0,变频器当前处于准备状态,可正常运行。

表2-17 电动机参数设置

参数号 P0003 P0010 出厂值 1 0 设置值 1 1 说明 设定用户访问级为标准级 快速调试

P0100 P0304 P0305 P0307 P0310 P0311 0 230 3.25 0.75 50 0 0 380 1.05 0.37 50 1400 功率以KW表示,频率为50Hz 电动机额定电压(V) 电动机额定电流(A) 电动机额定功率(KW) 电动机额定频率(Hz) 电动机额定转速(r/min) (3)设置控制参数,见表2-18。

表2-18 控制参数表

参数号 P0003 P0004 P0700 *P0701 *P0702 *P0703 *P0704 P0725 P1000 *P1080 *P1082 P2200 出厂值 1 0 2 1 12 9 0 1 2 0 50 0 设置值 2 0 2 1 0 0 0 1 1 20 50 1 说明 用户访问级为扩展级 参数过滤显示全部参数 由端子排输入(选择命令源) 端子DIN1功能为ON接通正转/OFF停车 端子DIN2禁用 端子DIN3禁用 端子DIN4禁用 端子DIN输入为高电平有效 频率设定由BOP(▲▼)设置 电动机运行的最低频率(下限频率)(HZ) 电动机运行的最高频率(上限频率)(HZ) PID控制功能有效 注:表2-18中,标“*”号的参数可根据用户的需要改变,以下同。 (4)设置目标参数,见表2-19。

表2-19 目标参数表

参数号 P0003 P0004 P2253 *P2240 *P2254 *P2255 *P2256 *P2257 *P2258 *P2261 出厂值 1 0 0 10 0 100 100 1 1 0 设置值 3 0 2250 60 0 100 0 1 1 0 说明 用户访问级为专家级 参数过滤显示全部参数 已激活的PID设定值(PID设定值信号源) 由面板BOP(▲▼)设定的目标值(%) 无PID微调信号源 PID设定值的增益系数 PID微调信号增益系数 PID设定值斜坡上升时间 PID设定值的斜坡下降时间 PID设定值无滤波 当P2232=0允许反向时,可以用面板BOP键盘上的(▲▼)键设定P2240值为负值。

(5)设置反馈参数,见表2-20。

表2-20 反馈参数表

参数号 P0003 P0004 P22 出厂值 1 0 755.0 设置值 3 0 755.1 说明 用户访问级为专家级 参数过滤显示全部参数 PID反馈信号由AIN2+(即模拟输入2)设定

*P2265 *P2267 *P2268 *P2269 *P2270 *P2271 0 100 0 100 0 0 0 100 0 100 0 0 PID反馈信号无滤波 PID反馈信号的上限值(%) PID反馈信号的下限值(%) PID反馈信号的增益(%) 不用PID反馈器的数学模型 PID传感器的反馈型式为正常 (6)设置PID参数,见表2-21。

表2-21 PID参数表

参数号 P0003 P0004 *P2280 *P2285 *P2291 *P2292 *P2293 出厂值 1 0 3 0 100 0 1 设置值 3 0 25 5 100 0 1 说明 用户访问级为专家级 参数过滤显示全部参数 PID比例增益系数 PID积分时间 PID输出上限(%) PID输出下限(%) PID限幅的斜坡上升/下降时间(S) 3.变频器运行操作

(1)按下带锁按钮SB1时,变频器数字输入端DIN1为“ON”,变频器启动电动机。当反馈的电流信号发生改变时,将会引起电动机速度发生变化。

若反馈的电流信号小于目标值12mA(即P2240值),变频器将驱动电动机升速;电动机速度上升又会引起反馈的电流信号变大。当反馈的电流信号大于目标值12mA时,变频器又将驱动电动机降速,从而又使反馈的电流信号变小;当反馈的电流信号小于目标值12mA时,变频器又将驱动电动机升速。如此反复,能使变频器达到一种动态平衡装态,变频器将驱动电动机以一个动态稳定的速度运行。

(2)如果需要,则目标设定值(P2240值)可直接通过按操作面板上的(▲▼)键来改变。当设置P2231=1时,由(▲▼)键改变了的目标设定值将被保存在内存中。

(3)放开带锁按钮SB1,数字输入端DIN1为“OFF”,电动机停止运行。

四、成绩评价表

成绩评价见表2-22。

表 2-22 成绩评价表

序号 配扣得主要内容 考核要求 评分标准 1.接线按照不规范,每处扣5-10分 2.接线错误,扣20分 1.参数设置不全,每处扣5分 2.参数设置错误,每处扣5分 1.变频器操作错误,扣10分 2.调试失败,扣20分 违反安全文明生产规程,扣 5-10分 分 分 分 1 接线 能正确使用工具和仪表,按照电路图正确接线 能根据任务要求正确设置 20 2 参数设置 变频器参数 操作调试过程正确 40 20 20 3 操作调试 4 安全文明生产 操作安全规范、环境整洁 五、巩固练习

1.通过调节不同的P、I、D参数,实现变频器的PID控制。

2.引入实际系统的传感器检测信号,调节设定值,观察变频器的运行情况。

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