用PROFIBUS-DP现场总线控制 ACS800系列变频器的方法
北京迪安帝科贸有限公司曲冬辉
摘要：文章详细介绍了ACS800系列变频器在PROFIBUS-DP现场总线控制系统中的参数设置，数据格式和控制方法。
关键词：PROFIBUS 现场总线 ACS系列变频器
引言
现场总线技术已成为世界自动化技术的热点，近年来在我国工业自动化系统中已受到关注并推广应用。PROFIBUS-DP是现场总线PROFIBUS中广泛应用的一种协议、主要用于现场级的主从通信，实现现场级控制系统与分布式I/O及其他现场级设备之间的通信（它有极好的抗电磁干扰性能）。由于Siemens公司对PROFIBUS现场总线的大力推广以及其在国内的影响力，我国工业自动化系统已广泛应用了PROFIBUS-DP现场总线。
ABB公司的ACS系列变频器由于其优异的性能，在各个行业得到大量应用。本文以ACS800系列变频器为例，详细介绍用PROFIBUS-DP现场总线系统控制ACS800系列变频器的方法，希望对广大工程技术人员有所帮助。一．PROFIBUS-DP现场总线控制器（如PLC或DCS系统）的设置: 1．安装ABB变频器GSD文件 ABB_0812.GSD；
2．在系统PROFIBUS-DP硬件配置中添加从站ABB Drives RPBA-01，站号为2（或其它站号）,插入PPO Type Module为4；
3．在2号从站的参数设置中，将Operation Mode改为Vendor Specific（即ABB传动协议）；
4．其它为默认配置；
5．将配置下载到主站中。
6．这样主站对从站2的输出区（OUTPUT）的数据结构为：
Output：含义：
第一个字用于ABB传动通信协议的控制字CW
第二个字变频器的给定值REF1
第三个字变频器的给定值REF2
第四个字变频器的给定值REF3（由ACS800变频器参数90.01决定）第五个字变频器的给定值REF4（由ACS800变频器参数90.02决定）第六个字变频器的给定值REF5（由ACS800变频器参数90.03决定）7．主站对从站2的输入区（INPUT）的数据结构为：
Input：含义：
第一个字用于ABB传动通信协议的状态字SW
第二个字变频器的实际值ACT1（由ACS800变频器参数92.02决定）第三个字变频器的实际值ACT2（由ACS800变频器参数92.03决定）第四个字变频器的实际值ACT3（由ACS800变频器参数92.04决定）第五个字变频器的实际值ACT4（由ACS800变频器参数92.05决定）第六个字变频器的实际值ACT5（由ACS800变频器参数92.06决定）
图1 PPO消息类型
二．ACS800变频器参数的设置步骤：
1．将ACS800变频器Profibus适配器模块RPBA-01安装到变频器上；
2．按照RPBA-01适配器模块的用户手册调整硬件（如站号，终端电阻等）3．将参数98.02（Comm.Module Link）改为FIELDBUS；确定参数98.07（COMM PROFILE）为ABB DRIVES
3．将参数51.04（PPO type）改为PPO4；
4．将参数51.05（PZD3 OUT）改为3；
5．将参数51.06（PZD3 IN）改为6；
6．将参数51.07（PZD4 OUT）改为7；
7．将参数51.08（PZD4 IN）改为10；
8．将参数51.09（PZD5 OUT）改为8；
9．将参数51.10（PZD5 IN）改为11；
10．将参数51.11（PZD6 OUT）改为9；
11．将参数51.12（PZD6 IN）改为12；
12．变频器中其他组参数组，如10组、11组、16组，90组、92组等根据用户的不同要求设置。
三．用ABB传动通信协议的控制字CW控制电机起停的简易方法1．初始化变频器控制字CW，即向ABB传动通信协议的控制字CW中写入1142（16进制数为476）；
2．延时100毫秒后，进入步骤3；
3．停止电机，即主机向ABB传动通信协议的控制字CW中写入1143（16进制数为477）；
4．启动电机，即主机向ABB传动通信协议的控制字CW中写入1151（16进制数为47F）；
四．现场总线给定值的比例换算
在使用ABB Drives通讯协议时，现场总线给定值REF1和REF2按以下比例进行换算：
五．结束语
本文介绍的方法已在各种PLC（如Siemens S7系列PLC）和DCS（如Emerson DCS）为主机的Profibus控制系统中得到应用，相信对其他控制系统也有借鉴作用。
[参考文献]
1．PROFIBUS-DP适配器模块RPBA-01用户手册ABB公司
2．ACS800标准应用程序7.X固件手册ABB公司
变频器控制电路的工作原理？ 各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均200V/60Hz（50Hz）或100V/60Hz（50Hz），等等。通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC）。把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本身就被命名为“inverter”，即：变频器，变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池（直流电）产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。 2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？
r/min电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为rpm.例如：4极电机60Hz 1,800 [r/min]，4极电机50Hz 1,500 [r/min]，电机的旋转速度同频率成比例。 本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以不适和改变该值来调整电机的速度。另外，频率是电机供电电源的电信号，所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。n = 60f/p，n: 同步速度，f: 电源频率，p: 电机极数，改变频率和电压是最优的电机控制方法。如果仅改变频率，电机将被烧坏。特别是当频率降低时，该问题就非常突出。为了防止电机烧毁事故的发生，变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压，例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到
变频器的运转指令方式 变频器的运转指令方式是指如何控制变频器的基本运行功能，这些功能包括启动、停止、正转与反转、正向电动与反向点动、复位等。 与变频器的频率给定方式一样，变频器的运转指令方式也有操作器键盘控制、端子控制和通讯控制三种。这些运转指令方式必须按照实际的需要进行选择设置，同时也可以根据功能进行相互之间的方式切换。 1操作器键盘控制 操作器键盘控制是变频器最简单的运转指令方式，用户可以通过变频器的操作器键盘上的运行键、停止键、点动键和复位键来直接控制变频器的运转。 操作器键盘控制的最大特点就是方便实用，同时又能起到报警故障功能，即能够将变频器是否运行或故障或报警都能告知给用户，因此用户无须配线就能真正了解到变频器是否确实在运行中、是否在报警（过载、超温、堵转等）以及通过led数码和lcd液晶显示故障类型。 按照前面一节的内容，变频器的操作器键盘通常可以通过延长线放置在用户容易操作的5m以内的空间里。同理，距离较远时则必须使用远程操作器键盘。 在操作器键盘控制下，变频器的正转和反转可以通过正反转键切换和选择。如果键盘定义的正转方向与实际电动机的正转方向（或设备的前行方向）相反时，可以通过修改相关的参数来更正，如有些变频器参数定义是“正转有效”或“反转有效”，有些变频器参数定义则是“与命令方向相同”或“与命令方向相反”。 对于某些生产设备是不允许反转的，如泵类负载，变频器则专门设置了禁止电动机反转的功能参数。该功能对端子控制、通讯控制都有效。 2端子控制 2.1基本概念 端子控制是变频器的运转指令通过其外接输入端子从外部输入开关信号（或电平信号）来进行控制的方式。 这时这些由按钮、选择开关、继电器、plc或dcs的继电器模块就替代了操作器键盘上的运行键、停止键、点动键和复位键，可以在远距离来控制变频器的运转。
矢量控制是20世纪70年代由前西德Blaschke等人首先提出来的对交流电动机的一种新的控制思想和控制技术，也是交流电动机的一种理想的调速方法。矢量控制的基本思想是将异步电动机的定子电流分为产生磁场的电流分量（励磁电流）和与其相垂直的产生转矩的电流分量（转矩电流）并分别加以控制。由于在这种控制方式中必须同时控制异步电动机定子电流的幅值和相位，即控制定子电流矢量，因此这种控制方式称为矢量控制方式。 矢量控制方式使对异步电动机进行高性能的控制成为可能。采用矢量控制方式的交流调速系统不仅在调速范围上可以与直流电动机相匹敌，而且可以直接控割异步毫乏t产生的转矩。所以已经在许多需要进行精密控制的领域得到了应用。 由于在进行矢量控制时需要准确地掌握对象电动机的有关参数，这种控制有式芝云主要用于厂家指定的变频器专用电动机的控制。但是，随着变频调速理论和技术的发曩以及现代控制理论在变频器中的成功应用，目前在新型矢量控制变频器中已经增加了自调整（autotuning）功能。带有这种功能的变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对电动机的参数进行辨识并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数，从而使得对普通的异步电动机进行有效的矢量控制也成为可能。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解台达变频器、三菱变频器、西门子变频器、安川变频器、艾默生变频器的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/303652903.html,/
PowerFlex 753变频器调试步骤 威钢原料及烧结变频器控制接口如下（所有模拟量和数字量都是用I/O选件模块Port 04，而不是变频器主控板I/O）： 速度给定： AI 1 频率输出：AO 1 变频器运行命令：DI 1 切换到远程：DI 2 MOP UP: DI 3(接操作箱频率上升按钮) MOP DOWN：DI 4（接操作箱频率下降按钮） 变频器备妥输出：RO 0 变频器运行输出：RO 1 变频器调试要点如下： 1.在变频器上电前完成模拟量输入信号选择跳线，变频器出厂缺省为电压输入
2.变频器上电，修改参数访问级别。首先选中变频器，按键，然后按 键，选择Ports,选择“00 PowerFlex 753”,按ESC键，退到主界面。设置P301=1 快速访问方法 按PAR#键，输入访问的参数号，如301 3.完成变频器Start-up向导 按键，然后按键，选中Start-up菜单，进入启动向导。启动向导结构如下: 选择”Begin Start Up”,按确认键进入。 面板提示“Start-Up consists of several steps to configure the drive.Press Enter”, 按“Enter”键确认。 面板提示 “Geneal Startup” “Appl Specific“ 选择“Geneal Startup”，按“Enter“键确认 面板显示： “Motor Control” “Motor Data” “Feedback”
“Limits” “Ref Ramp Stop“ “I/O” 顺序选择以上菜单进入 选择”Motor Control”菜单， 面板显示”This section select the type of Motor Control the drive will use.Press Enter”,按“Enter”键确认 面板显示： “Please Select: Sensorless Vect V/Hz Flux Vector” 对于原料变频器，选择“Sensorless Vect”，对于烧结机一台变频器带两台电机应用，选择“V/Hz” “Motor Control”设置完成后，选择“Motor Data”,按“Enter”确认 变频器面板显示 “Edit Motor NP Volts” “ 400 VAC” 按”Enter”确认
ACS800变频器 快速调试手册 目录
一、变频器概述 二、变频器送电前检查 三、变频器面板介绍 四、变频器程序功能 五、变频器应用宏程序 六、变频器实际信号值 七、变频器设置参数 八、变频器故障排除 九、变频器故障跟踪 一、变频器概述 ACS800 –04P是新一代全数字交流变频器，能达到控制交流电机的完美极限。ACS800是第一代采用风机专用特性的软件和IGBT半导体技术的交流变频器，它能够在没有光码盘或测速电机的反馈的条件下，精确控制任何标准鼠笼电机的速度和转矩。 ACS800的具有如下优越性能： 电源断电时的运行—ACS800将利用正在旋转着的电机的动能继续运行，只要电机旋转并产生能量，ACS800将继续运行。
*零速满转矩—由ACS800带动的电机能够获得在零速时电机的额定转矩，并且不需要光码盘或测速电机的反馈。而矢量控制变频器只能在接近零速时实现满力矩输出。 *起动转矩— DTC提供的精确的转矩控制使得ACS800能够提供可控且平稳的最大起动转矩。最大起动转矩能达到200%的电机额定转矩。 *自动起动—ACS800的自动起动特性超过一般变频器的飞升起动和积分起动的性能。因为ACS800能在几毫秒内测出电机的状态，任何的条件下在0.48s 内迅速起动。而矢量控制变频器则需大于是2.2s。 *磁通优化— 在优化模式下，电机磁通被自动地适应于负载以提高效率，同时降低电机的噪音。得益于磁通优化，基于不同的负载，变频器和电机的总效率可提高1%~10%。 *磁通制动— ACS800能通过提高电机的磁场来提供足够快的减速。ACS800持续监视电机的状态，在磁通制动时也不停止监视。磁通制动也能用于停止电机和从一个转速变换到另一个转速。而其他品牌的变频器所使用的直流制动是不可能实现此功能的。 *精确速度控制—ACS800的动态转速误差在开环应用时为0.3%s，在闭环应用时为0.1%s。而矢量控制变频器在开环时大于0.8%s，闭环时为0.3%s。ACS800变频器的静态精度为0.01%。 *精确转矩控制—动态转矩阶跃响应时间，在开环应用时能达到1~5ms，而矢量控制变频器在闭环时需10~20ms，开环时为100~200ms。 *危险速度段设置—可使电机避免在某一速度或某一速度范围上运行的功能，例如避开机械共振点（带）。ACS800可以设置5个不同的速度点和速度范围，电机通过危险速度范围时按照加速或减速积分曲线加速或减速。 二、变频器送电前检查 1、变频器接地方面工作要做好。 2、首选应做电机绝缘检查，断开变频输出的电机电缆，将电机输出电缆 的每一相对地进行绝缘检查，看是否符合电机绝缘要求。 3、检查主进线开关的电源进线，开关到变频器的连接线，变频器的输出 线各紧固螺丝是否有松动，如有应将其紧固。
变频器常用的几种控制方 式 Prepared on 22 November 2020
变频器常用的几种控制方式 变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向，而作为变频调速系统的核心—变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素，除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外，对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。本文从工业实际出发，综述了近年来各种变频器控制方式的特点，并展望了今后的发展方向。 1、变频器简介 变频器的基本结构 变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU 以及一些相应的电路。 变频器的分类 变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM 控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 2、变频器中常用的控制方式 非智能控制方式 在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。
(1) V/f控制 V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基本上都采用这种控制方式。 V/f控制变频器结构非常简单，但是这种变频器采用开环控制方式，不能达到较高的控制性能，而且，在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性。 (2) 转差频率控制 转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式，它是在V/f控制的基础上，按照知道异步电动机的实际转速对应的电源频率，并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率，就可以使电动机具有对应的输出转矩。这种控制方式，在控制系统中需要安装速度传感器，有时还加有电流反馈，对频率和电流进行控制，因此，这是一种闭环控制方式，可以使变频器具有良好的稳定性，并对急速的加减速和负载变动有良好的响应特性。 (3) 矢量控制 矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位，以达到对电动机在d、q、0坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作用时间，又可以形成各种PWM波，达到各种不同的控制目的。例如形成开关次数最少的PWM波以减少开关损耗。目前在变频器中实际应用的矢量控制方式主要有基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度传感器的矢量控制方式两种。 基于转差频率的矢量控制方式与转差频率控制方式两者的定常特性一致，但是基于转差频率的矢量控制还要经过坐标变换对电动机定子电流的相位进行控制，使之满足一定的条件，以消除转矩电流过渡过程中的波动。因此，基于转差频率的矢量控制方式比转差
低压通用变频输出电压为380～650V，输出功率为0.75～400kW，工作频率为0～400Hz，它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。 1U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式： 其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。 电压空间矢量（SVPWM）控制方式： 它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进，即引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流闭环，以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多，且没有引入转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。 矢量控制（VC）方式： 矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1（Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流），然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。 直接转矩控制（DTC）方式：
一、变频器的简单本地启动 1. 首先确定空开闭合，接触器得电； 2．按LOC/REM使变频器为本地控制模式 3. 按FAR进入控制盘的参数设置模式 用双箭头键选到99参数组，然后用单箭头键选择04，ENTER进入 99.04 电机传动模式(DTC) DTC变频器设定值为转速(多数情况下用这种模式) SCALA 变频器的设定值为频率 选择好模式后按ENTER确认（取消按ACT返回） 4. 按ACT回到当前状态 5. 按REF，选择上下调节键，输入指定的参数后，按ENTER确认 6. 按启动键，变频器启动 至此，完成了一个变频器简单的本地运行过程 如果需要将已显示的实际信号替换显示成其他的实际信号，可以按以下步骤进行操作： 1. 按ACT进入实际信号显示模式； 2. 选择需要改变的参数行，按ENTER进入； 3. 按单双箭头键，选择要显示的参数或改变参数组； （常用的几个显示信号： 01.02 电机的实际转速SPEED 01.03 传动输出频率的实际值FREQ 03.20 变频器最后一次故障的代码LAST FLT） 4. 按ENTER确认并返回实际信号显示模式；（取消直接按ACT） 二、上传和下载 如何将已经设置好电机需要上传到CDP-312操作面板上: 1. 激活可选设备的通讯 确认98.02 COMM.MODULE LINK设定为FIELDBUS 98.07 COMM PROFILE 设定为ABB DRIVES 2. 按LOC/REM切换到L本地控制状态； 3. 按FUNC进入功能模式； 4. 按单双箭头键进入UPLOAD功能,按ENTER执行上传，完成后自动切换到当前信号显示模式；、 5. 如果要将控制盘从一个传动单元移开前，确认控制盘处于远程控制模式状态（可以按LOC/REM进行改变） 如何将数据从控制盘下载到传动单元： 1. 将存有上传数据的控制盘连接到传动设备； 2. 确认处于本地控制模式（可以按LOC/REM选择）； 3. 按FUNC 进入功能模式； 4. 进入DOWNLOAD 下载功能，按ENTER执行下载。 三、PLC与变频器PROFIBUS-DP通讯 为了实现变频器与PLC之间的通讯，首先确定通讯模板已安上，然后把DP网线安装好。此时需要在本地模式下（按LOC/REM 选择）设定和确认以下参数：（按FAR进入参数选择模式，用单双箭头选择，ENTER键进入参数或参数组的设定） 1、98.02 COMM.MODULE LINK 选择FIELDBUS这一个值，表示RPBA-01通讯摸板被激活； 98.07 COMM PROFILE 选择值为ABB DRIVES，作用是选择传动单元的通讯协议； 2、10.01 EXT1 STRT/STP/DIR选择值为COMM.CW 定义外部控制地，用于启动、停机、转向的命令的连接和信号源; 3、10.02 同10.01;
变频器的控制方式 1 引言 我们通常意义上讲的低压变频器，其输出电压一般为220～650v、输出功率为0.2～400kw、工作频率为0～800hz左右，变频器的主电路采用交－直－交电路。根据不同的变频控制理论，其模式主要有以下三种: （1）v/f=c的正弦脉宽调制模式 （2）矢量控制（vc）模式 （3）直接转矩控制（dtc）模式 针对以上三种控制模式理论，可以发展为几种不同的变频器控制方式，即v/f控制方式（包括开环v/f控制和闭环v/f控制）、无速度传感器矢量控制方式（矢量控制vc的一种）、闭环矢量控制方式（即有速度传感器矢量控制vc 的一种）、转矩控制方式（矢量控制vc或直接转矩控制dtc）等。这些控制方式在变频器通电运行前必须首先设置。 2 v/f控制方式 2.1 基本概念 我们知道，变频器v/f控制的基本思想是u/f=c，因此定义在频率为fx时，ux的表达式为ux/fx=c，其中c为常数，就是“压频比系数”。图1中所示就是变频器的基本运行v/f曲线。 由图1可以看出，当电动机的运行频率高于一定值时，变频器的输出电压不再能随频率的上升而上升，我们就将该特定值称之为基本运行频率，用fb 表示。也就是说，基本运行频率是指变频器输出最高电压时对应的最小频率。在通常情况下，基本运行频率是电动机的额定频率，如电动机铭牌上标识的50hz或 60hz。同时与基本运行频率对应的变频器输出电压称之为最大输出电压，用vmax表示。
当电动机的运行频率超过基本运行频率fb后，u/f不再是一个常数，而是随着输出频率的上升而减少，电动机磁通也因此减少，变成“弱磁调速”状态。 基本运行频率是决定变频器的逆变波形占空比的一个设置参数，当设定该值后，变频器cpu将基本运行频率值和运行频率进行运算后，调整变频器输出波形的占空比来达到调整输出电压的目的。因此，在一般情况下，不要随意改变基本运行频率的参数设置，如确有必要，一定要根据电动机的参数特性来适当设值，否则，容易造成变频器过热、过流等现象。 2.2 预定义的v/f曲线和用户自定义v/f曲线 由于电动机负载的多样性和不确定性，因此很多变频器厂商都推出了预定义的v/f曲线和用户自定义的任意v/f曲线。 预定义的v/f曲线是指变频器内部已经为用户定义的各种不同类型的曲线。如艾默生ev2000变频器有三种特定曲线（图2a），曲线1为2.0 次幂降转矩特性、曲线2为1.7次幂降转矩特性、曲线为1.2次幂降转矩特性。罗克韦尔 ab powerflex 400变频器有4种定义的曲线（如图 2b），其定义的方式是在电动机额定频率一半（即50％fn）时的输出电压是电动机额定电压的30％时（即30％vn）为曲线1，35％vn为曲线 2，40％vn为曲线3，vn为曲线4。这些预定义的v/f曲线非常适合在可变转矩（如典型的风机和泵类负载）中使用，用户可以根据负载特性进行调整，以达到最优的节能效果。 对于其他特殊的负载，如同步电动机，则可以通过设置用户自定义v/ f 曲线的几个参数，来得到任意v/ f曲线，从而可以适应这些负载的特殊要求和特定功能。自定义v/ f曲线一般都通过折线设定，典型的有三段折线和两段折线。
PowerFlex 750系列人机接口模块
目录 关于本实验 (4) 工具及预先准备 (4) 文档规定 (5) Demo的连接与上电 (6) 选择显示屏幕对比度 (7) 设置变频器日期/时间 (8) 创建用户自定义变频器/外围设备名称 (10) 查看/编辑变频器或外围设备参数 (12) 检查变频器和外围设备的固件版本 (15) 使用动态选择器建立PowerFlex 750系列变频器中的参数关系 (19) 将PowerFlex 750系列变频器设置为出厂缺省值 (23) 备注 ................................................................................................................................. 错误！未定义书签。 3 of 25
关于本实验 本实验从新的视角来更深入地了解增强型PowerFlex 7系列人机接口模块(HIM)。请注意HIM的用户手册会对产品提供支持并会引导您学习比本动手实验更多的细节信息。用户手册出版号为20HIM-UM001，可以从文献库中查看或下载2009年1月1日的版本：https://www.doczj.com/doc/303652903.html,。 完成本实验大约需要30分钟。 工具及预先准备 下面是在进行本实验需要用到的硬件和软件的列表。 ?具有嵌入式EtherNet/IP 适配器的PowerFlex 755 (v1.005或更高版本)demo ?增强型PowerFlex 7系列人机接口模块(v1.003或更高版本)
ACS800系列变频器的调试过程 在这里我们将AI1设定为反馈端口，给定值设定为键盘给定（通过键盘的REF ） 虚线部分为在非PID 控制宏情况下的开环启动、停止控制。 一、调试过程： 接通电源。控制盘首先显示控制盘的辨别数据。。。 CDP312 PANEL VX 。XX 。。。。。。。。。。。。。。。 接着，显示传动单元的ID 编号信息。。。 ACS800 XX KW ID NUMBER 1 。。。然后显示实际信号。。。 0.0rpm O FREQ 0.0HZ CURRENT 0.00A POWER 0.00% 。。。之后，显示屏中出现提示启动语言选择。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 DI1 DI2 DI3 DI4 DI5 DI6 +24V +24V DGND1 DGND2 DIIL X22 X23 X25 X26 X27 1 2 1 2 3 1 2 3 1 2 3 +24V GND RO11 RO12 RO13RO21RO22RO23RO31RO32 RO33继电器输出1（Ready ） 继电器输出2（Running ）继电器输出3 （Fault ）辅助电压输出
1→ 0.0rpm O *** INFORMATION *** Press FUNC to start language selection 。。。按ACT清除提示语言选择信息 。。。按PAR进入控制盘的模式设置修改10到99参数组 。。。按双箭头键《或》滚动到选择到所要设置的参数组名 。。。按单箭头键〈或〉滚动到选择参数组内的参数。 。。。按ENTER激活所设置的值。（要修改的值出现在括弧内）。 。。。修改参数值可以按单箭头键〈或〉也可以用双箭头《或》进行快速修改。 。。。按ENTER使确认新值（这时括弧消失）。 。。。首先将99参数组以前的参数组均按使用要求加以设置，然后再进入99参数组设置参数。 。。。从99.01到99.09依次设置输入电机数据之后，显示屏中会交替出现警告和信息。如下所示，此时自动进入下一步。这说明电机参数已经被设置，并且传动设备已经准备启动电机辩识（ID MAGN或ID RUN） 1→ 0.0rpm O 1→ 0.0rpm O ACS800 *** INFORMATION *** *** WARNING *** PRESS green button ID MAGN REQ to start ID MAGN 。。。选择电机辩识的模式ID MAGN（辩识励磁） 。。。按LOC /REM键改为本地控制（L显示为第一排） 。。。按 进行辩识励磁模式，在零速下电机励磁20-60S，这时会显示警告信 第一个警告信息在励磁开始时显示 1 L → 1242.0rpm I *** WARNING *** MOTOR STARTS 第二个警告信息在励磁进行中显示 1 L → 0.0rpm I *** WARNING *** ID MAGN 第三个警告信息在励磁结束时显示 1 L → 0.0rpm I *** WARNING *** ID DONE 。。。检查电机的运转方向 。。。按ACT使状态行可见 1 L→［ XXX ］rpm I FREQ XXX HZ CURRENT XX A POWER XX %
西门子标准变频器控制方法描述
第一节速度矢量控制（MM440） 在矢量控制中，速度控制器影响系统的动态特性。特别是恒转矩负载，速度闭环控制有利于改善系统的运动精度和跟随性能。在矢量控制过程中，速度控制器的配置是重要的环节。 根据速度控制器的反馈信号来源，可以将速度矢量控制分为带传感器的矢量控制(VC)与无传感器的矢量控制(SLVC)两种。 ?编码器的反馈信号(VC)：P1300=20 ?观测器模型的反馈信号(SLVC)：P1300=21 在快速调试和电机参数优化的过程中，变频器会根据负载参数自动辨识系统模型，建立模型观测器，在没有传感器的情况下，系统也会根据输出电流来计算当前速度，作为速度反馈来构成速度闭环。 速度控制器的设定方式（P1460,P1462,P1470,P1472） ?手动调节 可根据经验对速度控制器的比例与积分参数进行整定 ?PID自整定 设定参数：P1400 当P1400.0=1,使能速度控制器的增益自适应功能，即根据系统偏差的 大小来自动调节比例增益系数Kp。在弱磁区，增益系数随磁通的降低 而减小。 当P1400.1=1,速度控制器的积分被冻结，只有比例增益，即对开环运 行的电动机加上滑差补偿。 ?优化方式自整定 通过设置P1960=1,变频器会自动对速度控制器的各参数进行整定。
第二节 转矩控制（MM440） 矢量控制分为速度矢量控制与转矩矢量控制，转矩控制与速度矢量控制的主设定频率 滤波 编码器反馈 观测器模型反 馈实际频率 滤波 PI 速度 控制器 系统 手动调节 自整定 优化整定 P1400.0=1 P1960=1
510变频器调试手册 1、按ENTER键进入，面板显示REF； 2、按上/下键，直至显示PAR； 3、按ENTER键进入，显示“01”……“99”参数组之一； 4按上/下键，使之显示“99”，并按ENTER确认； 5、按上/下键，使之显示9902，并按ENTER进入； 6、按上/下键，使之显示5，选择控制宏为HAND/AUTO，并按ENTER确认； 7、按上/下键，使之显示9905，并按ENTER进入； 8、按上/下键，选择电机额定电压为400V，并按ENTER确认； 9、按上/下键，使之显示9906，并按ENTER进入； 10、按上/下键，选择电机额定电流(参考电机铭牌)，并按ENTER确认； 11、按上/下键，使之显示9907，并按ENTER进入； 12、按上/下键，选择电机额定频率为50，并按ENTER确认； 13、按上/下键，使之显示9908，并按ENTER进入； 14、按上/下键，选择电机额定转速（参考电机名牌），并按ENTER确认； 15、按上/下键，使之显示9909，并按ENTER进入； 16、按上/下键，选择电机额定功率（参考电机名牌），并按ENTER确认； 17、按EXIT键退出，面板显示“99”； 18、按上/下键，使之显示“10”，并按ENTER确认； 19、按上/下键，使之显示1001，并按ENTER进入； 20、按上/下键，选择外部1命令为1（DI1—2线控制启停），并按ENTER确认； 21、按上/下键，使之显示1002，并按ENTER进入； 22、按上/下键，选择外部2命令为20（DI5—2线控制启停），并按ENTER确认； 23、按上/下键，使之显示1003，并按ENTER进入； 24、按上/下键，选择电机转向1正向（如果在接上电机之后电机转向相反，则把此项修改为2），并按ENTER确认； 25、按EXIT键退出，面板显示“10”； 26、按上/下键，使之显示“11”，并按ENTER确认； 27、按上/下键，使之显示1101，并按ENTER进入； 28、按上/下键，选择控制盘给定为1—频率给定，并按ENTER确认；
在工业自动化控制系统中，最为常见的是PLC和变频器的组合应用，并且产生了多种多样的PLC控制变频器的方法，其中采用RS-485通讯方式实施控制的方案得到广泛的应用：因为它抗干扰能力强、传输速率高、传输距离远且造价低廉。但是，RS-485的通讯必须解决数据编码、求取校验和、成帧、发送数据、接收数据的奇偶校验、超时处理和出错重发等一系列技术问题，一条简单的变频器操作指令，有时要编写数十条PLC梯形图指令才能实现，编程工作量大而且繁琐，令设计者望而生畏。? 本文介绍一种非常简便的三菱FX系列PLC通讯方式控制变频器的方法：它只需在PLC主机上安装一块RS-485通讯板或挂接一块RS-485通讯模块；在PLC的面板下嵌入一块造价仅仅数百元的“功能扩展存储盒”，编写4条极其简单的PLC梯形图指令，即可实现8台变频器参数的读取、写入、各种运行的监视和控制，通讯距离可达50m或500m。这种方法非常简捷便利，极易掌握。本文以三菱产品为范例，将这种“采用扩展存储器通讯控制变频器”的简便方法作一简单介绍。 2、三菱PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的系统配置 2.1 系统硬件组成 FX2N系列PLC(产品版本V 3.00以上)1台(软件采用FX-PCS/WIN-C V 3.00版)； FX2N-485-BD通讯模板1块(最长通讯距离50m)； 或FX0N-485ADP通讯模块1块+FX2N-CNV-BD板1块(最长通讯距离500m)； FX2N-ROM-E1功能扩展存储盒1块(安装在PLC本体内)；
带RS485通讯口的三菱变频器8台(S500系列、E500系列、F500系列、F700系列、A500系列、V500系列等，可以相互混用，总数量不超过8台；三菱所有系列变频器的通讯参数编号、命令代码和数据代码相同。)； RJ45电缆(5芯带屏蔽)； 终端阻抗器(终端电阻)100Ω； 选件：人机界面(如F930GOT等小型触摸屏)1台。 2.2 硬件安装方法 (1) 用网线专用压接钳将电缆的一头和RJ45水晶头进行压接；另一头则按图1～图3的方法连接FX2N-485-BD通讯模板，未使用的2个P5S端头不接。 (2) 揭开PLC主机左边的面板盖, 将FX2N-485-BD通讯模板和FX2N-ROM-E1功能扩展存储器安装后盖上面板。 (3) 将RJ45电缆分别连接变频器的PU口，网络末端变频器的接受信号端RDA、RDB之间连接一只100Ω终端电阻，以消除由于信号传送速度、传递距离等原因，有可能受到反射的影响而造成的通讯障碍。 2.3 变频器通讯参数设置 为了正确地建立通讯，必须在变频器设置与通讯有关的参数如“站号”、“通讯速率”、“停止位长/字长”、“奇偶校验”等等。变频器内的Pr.117~Pr.124参数用于设置通讯参数。参数设定采用操作面板或变频器设置软件FR-SW1-SETUP-WE在PU口进行。 2.4 变频器设定项目和指令代码举例
变频器工作原理图解 1 变频器的工作原理 变频器分为 1 交---交型输入是交流，输出也是交流 将工频交流电直接转换成频率、电压均可控制的交流，又称直接式变频器 2 交—直---交型输入是交流，变成直流再变成交流输出 将工频交流电通过整流变成直流电，然后再把直流电变成频率、电压、均可控的交流电 又称为间接变频器。 多数情况都是交直交型的变频器。 2 变频器的组成 由主电路和控制电路组成 主电路由整流器中间直流环节逆变器组成 先看主电路原理图
三相工频交流电经过VD1 ~ VD6 整流后，正极送入到缓冲电阻RL中，RL的作用是防止电流忽然变大。经过一段时间电流趋于稳定后，晶闸管或继电器的触点会导通
短路掉缓冲电阻RL ，这时的直流电压加在了滤波电容CF1、CF2 上，这两个电容可以把脉动的直流电波形变得平滑一些。由于一个电容的耐压有限，所以把两个电容串起来用。 耐压就提高了一倍。又因为两个电容的容量不一样的话，分压会不同，所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2 ，这样，CF1 和CF2 上的电压就一样了。 继续往下看，HL 是主电路的电源指示灯，串联了一个限流电阻接在了正负电压之间，这样三相电源一加进来，HL就会发光，指示电源送入。 接着，直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间，VB的导通由控制电路控制，VB上还串联了变频器的制动电阻RB，组成了变频器制动回路。我们知道， 由于电极的绕组是感性负载，在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势，这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12使直流母线上的电压升高，这个电压 高到一定程度会击穿逆变管V1~V6 和整流管VD1~VD6。当有反向电压产生时，控制回路控制VB导通，电压就会通过VB在电阻RB释放掉。当电机较大时，还可并联外接电阻。 一般情况下“+”端和P1端是由一个短路片短接上的，如果断开，这里可以接外加的支流电抗器，直流电抗器的作用是改善电路的功率因数。 直流母线电压加到V1~V6 六个逆变管上，这六个大功率晶体管叫IGBT ，基极由控制电路控制。控制电路控制某三个管子的导通给电机绕组内提供电流，产生磁场使电机运转。 例如：某一时刻，V1 V2 V6 受基极控制导通，电流经U相流入电机绕组，经V W 相流入负极。下一时刻同理，只要不断的切换，就把直流电变成了交流电，供电机运转。 为了保护IGBT，在每一个IGBT上都并联了一个续流二极管，还有一些阻容吸收回路。主要的功能是保护IGBT，有了续流二极管的回路，反向电压会从该回路加到直流母线 上，通过放电电阻释放掉。 变频器主电路引出端子
变频器调试的基本方法和步骤 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。 主要应用在风机、水泵的应用上。为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。当使用变频调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求。以下谈下一般变频器调试的基本方法。 变频器调试的基本方法和步骤： 一、变频器的空载通电验 1、将变频器的接地端子接地。 2、将变频器的电源输入端子经过漏电保护开关接到电源上。 3、检查变频器显示窗出厂显示是否正常，如果不正确，应复位，否则要求退换。 4、熟悉变频器的操作键。一般的变频器均有运行（RUN）、停止（STOP）、编程（PROG）、数据P确认（DATAPENTER）、增加（UP、▲）、减少（DOWN、）等6个键，不同变频器操作键的定义基本相同。此外有的变频器还有监视（MONITORPDISPLAY）、复位（RESET）、寸动（JOG）、移位（SHIFT）等功能键。 二、变频器带电机空载运行 1、设置电机的功率、极数，要综合考虑变频器的工作电流。 2、设定变频器的最大输出频率、基频、设置转矩特性。通用变频器均备有多条VPf曲线供用户选择，用户在使用时应根据负载的性质选择合适的VPf曲线。如果是风机和泵类负载，要将变频器的转矩运行代码设置成变转矩和降转矩运行特性。为了改善变频器启动时的低速性能，使电机输出的转矩能满足生产负载启动的要求，要调整启动转矩。在异步电
MITSUBISHI变频器调试方法总结 1、变频器外部接线 在介绍变频器调试方法之前，首先介绍一下吊车起升系统变频器的外部接线端子，以MITSUBISHI（三菱）变频器为例： 图1 熔炼125吨吊车起升变频器外部接线 R、S、T：变频器三相电源进线。 U、V、W：变频器三相输出（PWM方波，等效于正弦波形），变频电机三相电源。 P、N：变频器直流高压输出（约540V），外接制动单元。 R1、S1：控制回路电源，变频器故障报警后保持不断电，注意要拆除短接片，相序不能接反。 A、B、C：继电器输出。正常时，B-C间导通（A-C间断开），故障时相反；图1中表示控制变频器电源的功能。
RUN：变频器正在运行，图1中表示控制制动器开启的功能； STF、STR：电机正、反转。 RH、RM、RL：多段速度选择。他们之间的组合形成二档、三档、四档等速度。RES：变频器复位。 MRS：变频器停止输出。 SD：正、反转及多段数等输入公共端。 SE：RUN等输出公共端。 以上是吊车起升系统用到的变频器外部端子，还有许多端子图1中未使用，暂先不作介绍。 2、控制方式——先进磁通矢量控制 KSF吊车起升系统变频器普遍采用的是先进磁通矢量控制，简称磁通控制。专业来讲，此种控制方式是指进行频率和电压的补偿，通过对变频器的输出电流实施矢量演算，分割为励磁电流和转矩电流，以便流过与负荷转矩相匹配的电机电流。 2.1、变频器参数调试 当我们按照图1接好外部电路后，接下来要做的是对变频器内部参数进行调试运行，还是以MITSUBISHI（三菱）变频器为例说明： 表1 常用变频器参数优化值及含义
变频器控制方式选型 概述：本文介绍了通用变频器的控制方式，以及在实际应用中如何选择合理的型号。 关键词：控制方式选型 1引言 变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代以后，电力电子器件经历了SCR（晶闸管）、GTO（门极可关断晶闸管）、BJT（双极型功率晶体管）、MOSFET（金属氧化物场效应管）、SIT（静电感应晶体管）、SITH（静电感应晶闸管）、MGT（MOS控制晶体管）、MCT（MOS控制晶闸管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、HVIGBT（耐高压绝缘栅双极型晶闸管）的发展过程，器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频（PWM－VVVF）调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代，作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世纪80年代后半期开始，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。 2变频器控制方式 低压通用变频输出电压为380～690V，输出功率为0.75～560kW，工作频率为0～500Hz，它的主电路都采用交直交电路。其控制方式经历了以下四代。 2.1U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式 其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。 2.2电压空间矢量（SVPWM）控制方式 它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进，即引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流闭环，以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多，且没有引入转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。 2.3矢量控制（VC）方式 矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流 Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1（Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流），然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁