S7200PLC的变频器.ppt
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1、第9章 S7-200PLC的变频器控制技术, MM420系列变频器简介及调试操作 PLC和变频器的联机控制及训练 PLC的变频器控制指令USS应用及实训,9.1 MICROMASTER420变频器简介,MICROMASTER420(MM420)是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。该系列有多种型号,从单相电源电压AC200240V,额定功率120W 到三相电源电压AC200240V/AC380480V,额定功率11KW。 变频器由微处理器控制,并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为功率输出器件。因此,它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是
2、可选的,因而降低了电动机运行的噪声。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。 MM 420 既可用于单机驱动系统,也可集成到自动化系统中。MM 420有多种可选件供用户选用:用于与PC通讯的通讯模块,基本操作面板(BOP),高级操作面板(AOP),用于进行现场总线通讯的 PROFIBUS通讯模块。,9.1.1 MM420系列变频器的配线,变频器可以通过外部模拟量输入接口(3、4), 3点开关量输入信号(5、6、7) 1点开关量输出信号(10、11)进行控制; 12、13端子为模拟量输出020 mA信号,其功能也是可编程的,用于输出显示运行频率、电流等。 变频器有两路频率设定通道,
3、开环控制时只用AIN1通道,闭环控制时使用AIN2通道作为反馈输入,两路模拟设定进行叠加。 14、15为通信接口端子,是一个标准的RS-485接口。S7-200系列PLC通过此通信接口,可以实现对变频器的远程控制,,模拟输入回路可以另行组态,用以提供一个附加的数字输入(DIN4),9.1.2 MM420变频器的调试及参数简介,1. MM420变频器操作面板的介绍,利用 SDP 和制造厂的默认设置值,就可以使变频器成功地投入运行 如果工厂的默认设置值不适合用户的设备情况,可以利用基本操作板(BOP),或高级操作板(AOP)修改参数。,2.BOP面板基本操作方法,2.BOP面板基本操作方法,2.B
4、OP面板基本操作方法,3.MM420变频器参数简介,(1)MM420变频器参数分类。 MM420变频器参数可以分为显示参数和设定参数两大类。 显示参数为只读参数,以r表示,典型的显示参数为频率给定值、实际输出电压、实际输出电流等。 设定参数为可读写的参数,以p表示。 设定参数可以用基本操作面板、高级操作面板或通过串行通信接口进行修改,使变频器实现一定的控制功能。 变频器的参数有三个用户访问级,“1”标准级、“2”扩展级和“3”专家级。 访问的等级由参数P0003来选择,对于大多数应用对象,只要访问标准级(P0003=1)和扩展级(P0003=2)参数就足够了。 第四级的参数只是用于内部的系统设
5、置,是不能修改的。第四访问级参数只有得到授权的人员才能修改。,(2)变频器常用的设定参数,P0003:用于定义用户访问级,P0003的设定值如下: P0003=1:标准级,可以访问最经常使用的参数。 P0003=2:扩展级,允许扩展访问参数的范围。 P0003=3:专家级,只供专家使用。 P0003=4:维修级,只供授权的维修人员使用,具有密码保护。,(2)变频器常用的设定参数,P0004:参数过滤器,用于过滤参数,按功能的要求筛选(过滤)出与该功能相关的参数,这样可以更方便地进行调试。P0004的访问级为1。参数过滤器P0004的设定值如下: P00040 全部参数。 P00042 变频器参
6、数。 P00043 电动机参数。 P00047 命令,二进制 I/O P00048 ADC(模 - 数转换)和 DAC(数 - 模转换)。 P000410 设定值通道 / RFG(斜坡函数发生器)。 P000412 驱动装置的特征。 P000413 电动机的控制 。 P000420 通讯。 P000421 报警 / 警告 / 监控。 P000422 工艺参量控制器(例如 PID)。,(2)变频器常用的设定参数,P0010:变频器工作方式的选择,P0010的访问级为P0003=1。 P0010=0为运行, P0010=1为快速调试, P0010=30恢复工厂默认的的设置值。 在P0010 = 1
7、时,变频器的调试可以非常快速和方便地完成。这时,只可以设置一些重要的参数(例如P0304,P0305 等)。这些参数设置完成时,当P3900设定为 13时,快速调试结束后立即开始变频器参数的内部计算。然后自动把参数P0010 复位为0。,(2)变频器常用的设定参数,P0100:本参数用于确定功率设定值的单位是“kW” 还是“hp”以及电动机铭牌的额定频率。P0100只有在快速调试P0010=1时才能被修改,参数的访问级为P0003=1。可能的设定值: P0100=0 功率设定值的单位为kW, 频率默认值50 Hz。(我国适用)。 P0100=1 功率设定值的单位为hp, 频率默认值60 Hz。
8、 P0100=2 功率设定值的单位为kW 频率缺省值 60 Hz。,(2)变频器常用的设定参数,P0300: 选择电动机的类型,P0100只有在快速调试P0010=1时才能被修改,参数的访问级为P0003=2。可能的设定值: P0300=1 异步电动机。 P0300=2 同步电动机。 P0304:电动机的额定电压(V),应根据所选用电动机铭牌上的额定电压设定。本参数的访问级为1,只有在快速调试P0010=1时才能被修改。 P0305:电动机额定电流(A),根据电动机铭牌数据的额定电流设定,本参数只能在 P0010= 1(快速调试)时进行修改,访问级为1。 P0307:电动机额定功率,应根据电动
9、机铭牌数据的额定功率(kW / hp)设定。 P0100 = 0(功率的单位为KW,频率缺省值 50 Hz)时,本参数的单位为KW 。本参数只能在 P0010= 1(快速调试)时才可以修改。访问级为1。,(2)变频器常用的设定参数,P0308:电动机的额定功率因数,根据电动机铭牌数据的额定功率因数设定, 本参数只能在 P0010= 1(快速调试)时进行修改,而且只能在 P0100= 0 或 2(输入的功率以kW为单位)时才能见到。但参数的设定值为0时,将由变频器内部来计算功率因数(见 r0332)。本参数的访问级为2。 P0310:电动机的额定频率,设定值的范围为12650Hz,默认值是50H
10、z, 根据电动机铭牌数据的额定频率设定。本参数只能在 P0010= 1(快速调试)时进行修改。访问级为1。 P0311:电动机的额定速度(r/min),本参数只能在 P0010= 1(快速调试)时进行修改。参数的设定值为 0 时,将由变频器内部来计算电动机的额定速度。 对于带有速度控制器的矢量控制和 V/f 控制方式,必须有这一参数值。如果这一参数进行了修改,变频器将自动重新计算电动机的极对数。访问级为1。,(2)变频器常用的设定参数,P0700:选择命令源,即变频器运行控制指令的输入方式。访问级为1。可能的设定值: P0700=0 工厂的缺省设置 P0700=1 由变频器的基本面板BOP设置
11、 P0700=2 由变频器的开关量输入端(DIN1DIN4)进行控制,DIN1DIN4的控制功能通过参数P0701P0704定义。 P0700=4 通过 BOP 链路的USS 设置 P0700=5 通过 COM 链路的USS 设置 P0700=6 通过 COM 链路的通讯板(CB)设置 改变这一参数时,同时也使所选项目的全部设置值复位为工厂的缺省设置值。例如:把它的设定值由 1 改为 2 时,所有的数字输入都将复位为缺省的设置值。 P0701:数字输入DIN 1的功能 P0702:数字输入DIN 2的功能 P0703:数字输入DIN 3的功能 P0704:数字输入DIN 4的功能,(2)变频器
12、常用的设定参数,P0701P0704的访问级为2,设定值如下: 0:禁止数字输入即不使用该端子。 1:ON/OFF1(接通正转 / 停车命令 1)。 2:ON reverse /OFF1(接通反转 / 停车命令1)。 3:OFF2(停车命令2),电动机按惯性自由停车。 4:OFF3(停车命令3),电动机快速停车。 9:故障确认。 10:正向点动。 11:反向点动。 12:反转。 13:MOP(电动电位计)升速 (增加频率)。 14:MOP 降速(减少频率)。 15:固定频率设定值(直接选择)。 16:固定频率设定值(直接选择 + ON命令)。 17:固定频率设定值(二进制编码的十进制数(BCD
13、 码)选择 + ON 命令)。 21:机旁/远程控制。 25:直流注入制动。 29:由外部信号触发跳闸。 33:禁止附加频率设定值。 99:使能 BICO 参数化(仅用于特殊用途)。,(2)变频器常用的设定参数,P0970:工厂复位。P0970 = 1 时所有的参数都复位到它们的缺省值。工厂复位前,首先要设定 P0010= 30(工厂设定值),且变频器停车。访问级为1。 可能的设定值: P0970 = 0 禁止复位 P0970 = 1 参数复位,(2)变频器常用的设定参数,P1000:频率设定值的选择 。访问级为1。常用的设定值: P1000=1 MOP 设定值 P1000=2 模拟设定值 P
14、1000=3 固定频率 P1000=4 通过BOP 控制面板,由连接总线以USS串行通信协议设定 P1000=5 通过 COM 链路的USS 设定,即由RS485接口通过连接总线以USS串行通信协议,由PLC设定。 P1000=6 通过COM链路的CB设定,即由通信接口模块通过连接总线进行设定。,(2)变频器常用的设定参数,P1001P1007:定义固定频率17 的设定值。访问级为2。为了使用固定频率功能,需要用 P1000=3 选择固定频率的操作方式。 有三种选择固定频率的方法: (1)直接选择(P0701 - P0703 = 15) (2)直接选择 + ON 命令(P0701 - P070
15、3 = 16) (3)二进制编码的十进制数(BCD码)选择 + ON 命令(P0701 - P0703 = 17),(2)变频器常用的设定参数,直接选择 (1)直接选择(P0701 - P0703 = 15) (2)在这种操作方式下,一个数字输入选择一个固定频率,还需要一个ON命令才能使变频器投入运行。 (3)如果有几个固定频率输入同时被激活即:数字输入端接通,为1,选定的频率是它们的总和。 例如: FF1 + FF2 + FF3,(2)变频器常用的设定参数,直接选择 + ON 命令(P0701 - P0703 = 16) (1)选择固定频率时,既有选定的固定频率,又带有 ON 命令,把它们组
16、合在一起。 (2)在这种操作方式下,一个数字输入选择一个固定频率。如果有几个固定频率输入同时被激活,选定的频率是它们的总和。 例如: FF1 + FF2 + FF3,(2)变频器常用的设定参数,二进制编码的十进制数(BCD码)选择 + ON 命令(P0701 - P0703 = 17) 使用这种方法最多可以选择7 个固定频率。,表9-2 二进制编码的十进制数(BCD码)选择 + ON 命令的七段频率设定,(2)变频器常用的设定参数,P1080:变频器输出的最低频率(Hz)。其范围为0.00650.00 Hz,工厂默认值为0 Hz。本参数访问级为1。 P1082:变频器输出的最高频率(Hz)。其
17、范围为0.00650.00 Hz,工厂默认值为50 Hz。本参数访问级为1。 P1120:斜坡上升时间(即电动机从静止状态加速到最高频率P1082设定值所用的时间),其设定范围0650s,工厂默认值是10s,本参数的用户访问级为1。 P1121:斜坡下降时间(即电动机从最高频率P1082设定值减速到静止状态所用的时间),其设定范围0650s,工厂默认值是10s,如果设定的斜坡下降时间太短,就有可能导致变频器跳闸。本参数访问级为1。,(2)变频器常用的设定参数,P1300:变频器的控制方式,控制电动机的速度和变频器的输出电压之间的相对关系,当p1300=0时为线性特性的 V/f 控制。本参数访问
18、级为2。 P3900:结束快速调试,本参数只是在 P0010= 1(快速调试)时才能改变。本参数访问级为2。可能的设定值: P3900=0 不用快速调试 P3900=1 结束快速调试,并按工厂设置使参数复位 P3900=2 结束快速调试 P3900=3 结束快速调试,只进行电动机数据的计算,(3)变频器的参数恢复为出厂默认参数。,当变频器的参数设定错误,将影响变频器的正常运行,可以使用基本面板或高级面板操作,将变频器的所有参数恢复到工厂默认值,步骤如下: 设定 P0010 = 30 , 设定 P0970 = 1, 完成复位过程至少要3 分钟。,1.实训目的 (1)掌握MM420变频器基本参数输
19、入的方法。 (2)掌握MM420变频器参数恢复为出厂默认值的方法。 (3)掌握快速调试的内容及方法。 2.实训内容 (1)用基本操作面板(BOP)更改参数的数值。下面说明如何改变P0003“访问级”的数值。操作步骤见表9-3。,9.1.3 变频器的调试实训,表9-3 修改访问级参数P0003的步骤,(2)改变参数数值的操作,为了快速修改参数的数值,可以一个个地单独修改显示出的每个数字,操作步骤如下: 当已处于某一参数数值的访问级(参看“用 BOP 修改参数”)。 1)按 (功能键),最右边的一个数字闪烁。 2)按 / ,修改这位数字的数值。 3)再按 (功能键),相邻的下一位数字闪烁。 4)执
20、行 2 至 4 步,直到显示出所要求的数值。 5)按 ,退出参数数值的访问级。,(3) 快速调试(P0010=1),利用快速调试功能使变频器与实际使用的电动机参数相匹配,并对重要的技术参数进行设定。 在快速调试的各个步骤都完成以后,应选定 P3900,如果它置 1,将执行必要的电动机计算,并使其他所有的参数(P0010=1 不包括在内)恢复为出厂默认设置值。 只有在快速调试方式下才进行这一操作。 快速调试的操作步骤如表9-4所示。,表9-4 快速调试步骤,P0100的设定值 0应该用DIP关来更改,使其设定的值固定 不变。,表9-4 快速调试步骤,表9-4 快速调试步骤,表9-4 快速调试步骤
21、,表9-4 快速调试步骤,表9-4 快速调试步骤,9.1.4用变频器的输入端子 实现电动机的正反转控制实训,(1)1.实训目的 学会MM420变频器基本参数的设置。 (2)学会用MM420变频器输入端子DIN1、DIN2对电动机正反转控制。 (3)通过BOP面板观察变频器的运行过程。,2.实训内容 用开关S1和S2,控制MM420变频器,实现电动机正转和反转功能,电动机加减速时间为5S。DIN1端口设为正转控制,DIN2端口设为反转控制。 (1)电路接线如图所示。检查无误后合上QS。,9.1.4用变频器的输入端子 实现电动机的正反转控制实训,(2)恢复变频器工厂默认值。设定P0010=30和P
22、0970=1,按下P键,开始复位,复位过程大约为3min,这样就保证了变频器的参数恢复到工厂默认值。 (3)设置电动机的参数。为了使电动机与变频器相匹配,需要设置电动机的参数。电动机用型号WDJ24(实验室配置),其额定参数如下: 额定功率为40瓦,额定电压380V,额定电流0.2A,额定频率50Hz,转速1430r/min,三角型接法。 电动机参数设置见表9-5。 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。,9.1.4用变频器的输入端子 实现电动机的正反转控制实训,9.1.4用变频器的输入端子 实现电动机的正反转控制实训,表9-5 电动机参数设置,(4)设置
23、数字输入控制端口参数,如表9-6所示。,(5)操作控制 1)电动机正向运行。当接通S1时,变频器数字输入端口DIN1为“ON”,电动机按P1120所设置的15s斜坡上升时间正向启动,经5s后稳定运行在1144r/min的转速上。此转速与P1040所设置的40Hz频率对应。断开开关S1,数字输入端口DIN1为“OFF”,电动机按P1121所设置的5s斜坡下降时间停车,经5s后电动机停止运行。 2)电动机反向运行。接通开关S2,变频器输入端口DIN2为“ON”,电动机按P1120所设置的5s斜坡上升时间反向启动,经过5s后稳定运行在1144r/min的转速上。此转速与P1040所设置的40Hz频率
24、相对应。断开开关S2,数字输入端口DIN2为“OFF”,电动机按P1121所设置的 5s斜坡下降时间停车,经15s后电动机停止运行。 3)在上述的操作中通过BOP面板,操作功能键 观察电动机运行的频率。,9.1.4用变频器的输入端子 实现电动机的正反转控制实训,3.训练题 (1)利用变频器外部端子实现电动机的正反转及点动控制,设置DIN1为点动控制,DIN2为正转,DIN3为反转,加减速时间为5s。要求点动运行的频率为10Hz,正转频率为20Hz,反转频率为30Hz,。画出外部接线图,写出参数设置。 (2)利用变频器的基本操作面板(BOP)实现电动机的正反转及电动的控制,按BOP面板上的 或
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