变频器多段速控制
接通电源；
在PU 模式下按MODE 键；
使Pr79=2、Pr180=0、Pr181=1、Pr182=2；
设置Pr3=50、Pr4=30、Pr5=10；
通过PLC 控制变频器的多段速；
梯形图如下所示；
梯形图意思是：当按钮SB1 闭合时，驱动输入继电器X0，X0 的动合触点闭合，使输出
继电器Y0 得电，同时Y1 和时间继电器T0 也得电。电动机在10HZ 下工作，当时间到达3S 时，Y1 断电，Y2 和T1 得电，电动机在30HZ 下工作，又过3S，Y1、Y2 都断电Y3、T2 工作，电动机在50HZ 下正常工作，当时间继电器T2 计时到3S 时开始循环以上动作。
停止时，按下按钮SB2 驱动输入继电器X1，X1 的动断触点断开，变频器停止工作。.
变频器几个重要参数的设定: 1 V/f类型的选择V/f类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等。最高频率是变频器-电动机系统可以运行的最高频率。由于变频器自身的最高频率可能较高，当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时，应按电动机及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线，应按电动机的额定电定电压设定。转矩类型指的是负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的V/f类型图和负载的特点，选择其中的一种类型。我们根据电机的实际情况和实际要求，最高频率设定为，基本频率设定为工频50Hz。负载类型：50Hz以下为恒转矩负载，50~为恒功率负载。 2 如何调整启动转矩调整启动转矩是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启动的要求。在异步电机变频调速系统中,转矩的控制较复杂.在低频段,由于电阻、漏电抗的影响不容忽略，若仍保持V/f为常数，则磁通将减小，进而减小了电机的输出转矩。为此，在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。可是，漏阻抗的影响不仅与频率有关，还和电机电流的大小有关，准确补偿是很困难的。近年来国外开发了一些能自行补偿的变频器，但所需计算量大，硬件、软件都较复杂，因此一般变频器均由用户进行人工设定补偿。针对我们所使用的变频器，转矩提升量设定为1 %~5%之间比较合适。 3 如何设定加、减速时间电机的运行方程式：式中：Tt为电磁转矩；T1为负载转矩电机加速度dw/dt取决于加速转矩（Tt,T1），而变频器在启、制动过程中的频率变化率则由用户设定。若电机转动惯量J、电机负载变化按预先设定的频率变化率升速或减速时，有可能出现加速转矩不够，从而造成电机失速，即电机转速与变频器输出频率不协调，从而造成过电流或过电压。因此，需要根据电机转动惯量和负载合理设定加、减速时间，使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调。检查此项设定是否合理的方法是按经验选定加、减速时间设定。若在启动过程中出现过流，则可适当延长加速时间；若在制动过程中出现过流，则适当延长减速时间；另一方面，加、减速时间不宜设定太长，时间太长将影响生产效率，特别是频繁启、制动时。我们将加速时间设定为15s,减速时间设定为5s。 4 频率跨跳V/f控制的变频器驱动异步电机时，在某些频率段。电机的电流、转速会发生振荡，严重时系统无法运行，甚至在加速过程中出现过电流保护使得电机不能正常启动，在电机轻载或转动量较小时更为严重。因此变通变频器均备有频率跨跳功能，用户可以根据系统出现振荡的频率点，在V/f曲线上设置跨跳点及跨跳点宽度。当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统正常运行。 5 过负载率设置该设置用于变频器和电动机过负载保护。当变频器的输出电流大于过负载率设置值和电动机额定电流确定的OL设定值时，变频器则以反时限特性进行过负载保护（OL），过负载保护动作时变频器停止输出。 6 电机参数的输入变频器的参数输入项目中有一些是电机基本参数的输入，如电机的功率、额定电压、额定电流、额定转速、极数等。这些参数的输入非常重要，将直接影响变频器中一些保护功能的正常发挥，一定要根据电机的实际参数正确输入，以确保变频器的正常使用 变频器的参数设定在调试过程中是十分重要的。由于参数设定不当，不能满足生产的需要，导致起动、制动的失败，或工作时常跳闸，严重时会烧毁功率模块IGBT或整流桥等器件。变频器的品种不同，参数量亦不同。一般单一功能控制的变频器约50-60个参数值，多功能控制的变频器
变频器几个重要参数的设定 1 V/f 类型的选择V/f 类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等。最高频率是变频器- 电动机系统可以运行的最高频率。由于变频器自身的最高频率可能较高，当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时，应按电动机及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线，应按电动机的额定电定电压设定。转矩类型指的是负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的V/f 类型图和负载的特点，选择其中的一种类型。我们根据电机的实际情况和实际要求，最高频率设定为，基本频率设定为工频50Hz。负载类型：50Hz以下为恒转矩负载，50?为恒功率负载。 2 如何调整启动转矩调整启动转矩是为了改善变频器启动时的低速性能, 使电机输出的转矩能 满足生产启动的要求。在异步电机变频调速系统中,转矩的控制较复杂.在低频段,由于电阻、漏电抗的影响不容忽略，若仍保持V/f 为常数，则磁通将减小，进而减小了电机的输出转矩。为此，在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。可是，漏阻抗的影响不仅与频率有关，还和电 机电流的大小有关，准确补偿是很困难的。近年来国外开发了一些能自行补偿的变频器，但所 需计算量大，硬件、软件都较复杂，因此一般变频器均由用户进行人工设定补偿。针对我们所使用的变频器，转矩提升量设定为 1 %?5%之间比较合适。 3 如何设定加、减速时间电机的运行方程式：式中：Tt 为电磁转矩；T1 为负载转矩电机加速度dw/dt 取决于加速转矩（Tt,T1 ），而变频器在启、制动过程中的频率变化率则由用户设定。 若电机转动惯量J、电机负载变化按预先设定的频率变化率升速或减速时，有可能岀现加速转 矩不够，从而造成电机失速，即电机转速与变频器输出频率不协调，从而造成过电流或过电压。因此，需要根据电机转动惯量和负载合理设定加、减速时间，使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调。检查此项设定是否合理的方法是按经验选定加、减速时间设定。若在启动过 程中岀现过流，则可适当延长加速时间；若在制动过程中岀现过流，则适当延长减速时间；另一方面，加、减速时间不宜设定太长，时间太长将影响生产效率，特别是频繁启、制动时。我们 将加速时间设定为15s, 减速时间设定为5s。 4 频率跨跳V/f 控制的变频器驱动异步电机时，在某些频率段。电机的电流、转速会发生振荡， 严重时系统无法运行，甚至在加速过程中岀现过电流保护使得电机不能正常启动，在电机轻载 或转动量较小时更为严重。因此变通变频器均备有频率跨跳功能，用户可以根据系统岀现振荡的频率点，在V/f 曲线上设置跨跳点及跨跳点宽度。当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统正常运行。 5 过负载率设置该设置用于变频器和电动机过负载保护。当变频器的输岀电流大于过负载率设 置值和电动机额定电流确定的OL设定值时，变频器则以反时限特性进行过负载保护（OL）,过负载保护动作时变频器停止输岀。 6 电机参数的输入变频器的参数输入项目中有一些是电机基本参数的输入，如电机的功率、额 定电压、额定电流、额定转速、极数等。这些参数的输入非常重要，将直接影响变频器中一些保护功能的正常发挥，一定要根据电机的实际参数正确输入，以确保变频器的正常使用 变频器的参数设定在调试过程中是十分重要的。由于参数设定不当，不能满足生产的需要，导致 起动、制动的失败，或工作时常跳闸，严重时会烧毁功率模块IGBT 或整流桥等器件。变频器的品种不同，参数量亦不同。一般单一功能控制的变频器约50-60 个参数值，多功能控制的变频器 有200个以上的参数。但不论参数多或少，在调试中是否要把全部的参数重新调正呢？不是的，大多数可不变动，只要按岀厂值就可，只要把使用时原岀厂值不合适的予以重新设定就可，例
变频器多段速控制的实现与应用 上海大学陈哲2011-11-04 浏览量：关键字：变频器多段速控制 1219 变频器可将工频交流电转换成频率、电压均可控制的交流电。目前在各行各业中被广泛应用，主要向三相交流电动机、异步电动机等提供可变频率的电源，实现无极调速、自动控制和高精度控制。 一、变频器主电路的接线 FR-A740 变频器主电路的接线端子有6 个，其中输入端子R/L1、S/L2、T/L3 接三相电源，输出端子U、V、W 接三相电机。输入、输出端子不能接错，即电源线必须接到R/L1、S/L2、T/L3 端，绝不能接到U、V、W 端，否则会损坏变频器。主电路接线图如图1 所示。 图1:变频器主电路接线图 变频器的外部控制端子分为控制回路输入信号、频率设定信号（模拟）、继电器输出、集电极开路输出、模拟量输出等五个部分。各端子的功能可通过改变相关参数值进行变更。 二、变频器的多段速运行 变频器外部端子RH、RM、RL 是速度控制端子。通过这些端子的组合可以实现三段速， 七段速控制。此外，对其它端子进行重新定义，还可以实现十五段速的控制。 1、三段速运行
外部端子RH、RM、RL 是变频器的三速控制端，控制电动机的转速。通过编写PLC 程序控制输出信号，再由PLC 输出信号分别控制变频器RH、RM、RL 端子或直接控制这三个速度控制端的单独通断，就能相应实现电动机的高、中、低三速控制。三种速度的频率分别由参数Pr.4，Pr.5，Pr.6 设定。 2、七段速运行 由于转速档次是按二进制的顺序排列的，故通过控制变频器三个速度端的通断组合实现电动机的七段速运行。各速度端组合一览表如图2 所示。 图2:速度端子组合成七段速一览表 3、十五段速运行 通过RH、RM、RL 和REX 端子的通断组合就可以实现十五段速控制。8-15 档速度频率的参数由Pr.232-Pr.239 相应地进行设置。 三、用变频器实现电动机的五段速控制 1、设计思路 通过编写PLC 程序，将其运行得到的输出信号输入到变频器相应的外部速度控制端即，由PLC 控制变频器的STF 和RL、RM、RH 端子的组合通断，实现电动机的五段速控制。 2、PLC 控制程序与系统接线图 （1）PLC 的I/O 分配 输入：X0：停止按钮；X1：启动按钮；X2：运行速度3；X3：运行速度4；X4：运行速度5。 输出：Y0：运行信号（送至STF 端）；Y1：速度控制（送至RL 端）；Y2：速度控制（送至RM 端）；Y3：速度控制（送至RH 端）。
PLC控制变频器实现多段速控制 近年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流传动与控制技术成为目前发展最为迅速的技术之一，电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技 术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。 在工业自动化控制系统中，最为常见的是PLC和变频器的组合运用，并且产生了多种多样的PLC控制变频器的方式，比如可以利用PLC的模拟量输出模块控制变频器，PLC还可以通过485通信接口控制变频器，也可以利用PLC的开关量输入/输出模块控制变频器。下面我们以PLC控制变频器实现三段速控制为例来介绍PLC和变频器的组合运用情况： 一、任务引入 现有一台生产机械共有七挡转速，相应的频率为正转：15Hz、25Hz、50Hz、20Hz，中间停顿2s后反转：15 Hz、30 Hz、10 Hz；最后停止。我们可以通过7个按钮来控制其速度的转换，通过前面的学习，我们知道变频器的调速可以连续进行，
也可以分段进行，此机械不需要连续调速，只需分段调速即可，下面我们就通过具体的应用来学习PLC的开关量直接对变频器实现多段速调速。 二、参数设置 设定基本参数：需要设置的基本参数有Pr.4、Pr.5 、Pr.6、Pr.9、Pr.24 Pr.25 Pr.26 Pr.27等。 设定Pr.79=3，“EXT”灯和“PU”灯均亮。 三、控制线路的连接 PLC控制变频器实现多段速控制的接线图如图1所示。 变频器的多段速控制端子RH、RM、RL分别由PLC的三个开关量输出控制，SF1和ST1控制接触器KM，从而控制变频器的通、断电；SF2和ST2控制变频器的运行；RST用于变频器排除故障后的复位；SB1-SB6是6挡转速的选择按钮。 四、PLC编程 PLC编程见图2。 图2 正确地编写程序是实现PLC控制功能的关键，根据控制要求，编写的程序可以分作几个模块，以上列举的是对几个按钮控制端的分配，具体哪个按钮控制哪个段速，由读者自行决定。 在对于控制精度要求不高的拖动系统当中，单用变频器实现对电动机的无级调速，可能会由于所需控制开关较多，
变频器多段速的PLC控制 陈竹 现代功率电子技术的发展，变频器的性能日新月异，有调速范围宽、调速精度高、动态响应快、运行效率高、功率因数高、操作方便、便于同其他设备接口等一系列优点，使得变频器的用途越来越广。 变频器分为交--交和交--直--交两种形式。交--交变频器可将工频交流直接转换成频率、电压均可控制的交流；交--直--交变频器则先把工频交流通过整流器转换成直流，然后再把直流转换成频率、电压均可控制的交流，其基本构成如图1所示。主要由主电路（包括整流器、中间直流环节、逆变器）和控制电路组成。 图1 变频器基本结构 整流器主要是将电网的交流整流成直流；逆变器是通过三相桥式逆变电路将直流转换成任意频率的三相交流；中间环节又叫中间储能环节，由于变频器的负载一般为电动机，属于感性负载，运行中中间直流环节和电动机之间总会有无功功率交换，这种无功功率将由中间环节的储能元件（电容器或电抗器）来缓冲；控制电路主要是完成对逆变器的开关控制，对整流器的电压控制以及完成各种保护功能。 1. 认识一台变频器 LG公司生产的SV-iG5系列变频器，是一种功能强大、紧凑小巧的经济型变频器，其外观如图2所示。该系列的变频器具有如下特性：
图2 iG5变频器 功率/电压等级：~ kW，200-230VAC，1相；~ kW，200-230VAC，三相；~ kW，380-460VAC，三相。 变频器类型：采用IGBT的PWM控制。 控制方式：V/F空间矢量技术 内置总线：RS-485，ModBus—RTU 内置PID控制，制动单元 输出150%转矩 防失速功能，8步速控制，三段跳跃频率 三个多功能输入，一个多功能输出，模拟输出（0～10V） 1～10kHz载波频率 虽然iG5的功能提高，但体积确比以前的iG系列减小，更便于安装。iG5最大减小了总体积的50%，采用小的控制面板和重量较轻的导轨安装。使用更先进的控制盘结构和系统设计。广泛应用于纺织、洗涤、加工机械等领域。iG5变频器的外表接线如图3所示，若变频器的输入电源是单相时，图中的“S”端子不存在。
变频器参数基本设置 变频器应用领域涉及到钢铁行业，化工行业，汽车行业，机床行业，电机机械行业，食品行业，造纸行业，水泥行业，矿业行业，石油行业，工厂建筑等，它促进企业实现了自动化，节约了能源，提高了产品质量和合格率以及生产率，延长了设备使用寿命。通过变频器的功能参数的设置调试，就可以实现相应的功能，一般都有数十甚至上百个参数供用户选择，在实际应用中，没必要对每一参数都进行设置和调试，多数只要采用出厂设定值即可。但有些参数由于和实际使用情况有很大关系，且有的还相互关联，因此要根据实际进行参数的设定和调试。变频器调试的好坏决定了变频器运行的稳定性、应用效果以及使用寿命等，最终关系到企业经济效益的大小，调好了可能大大节约费用，调不好可能损失惨重。以下是作者在普传变频器使用中的经验总结，希望能供其他用户参考，使变频器能更好地推广使用，为企业带来更大的经济效益。 1 变频器调试的步骤 变频器能否成功地应用到各种负载中，且长期稳定地运行，现场调试很关键，必须按照下述相应的步骤进行。 1.1 变频器的空载通电检验 1）将变频器的电源输入端子经过漏电保护开关接到电源上。 2）将变频器的接地端子接地。 3）确认变频器铭牌上的电压、频率等级与电网的是否相吻合，无误后送电。 4）主接触器吸合，风扇运转，用万用表AC 挡测试输入电源电压是否在标准规范内。5）熟悉变频器的操作键盘键, 以普传科技变频器为例： FWD为正向运行键，令驱动器正向运行； REV为反向运行键,令驱动器反向运行； ESC/DISPL为退出/显示键，退出功能项的数据更改，故障状态退出，退出子菜单或由
功能项菜单进入状态显示菜单； STOP/RESET 为停止复位键，令驱动器停止运行，异常复位，故障确认； PRG为参数设定/移位键； SET 为参数设定键，数值修改完毕保存，监视状态下改变监视对象； ▲▼为参数变更/加减键，设定值及参数变更使用，监视状态下改变给定频率； JOG为寸动运行键，按下寸动运行，松开停止运行，不同变频器操作键的定义基本相同。6）变频器运行到50 Hz，测试变频器U V W三相输出电压是否平衡。 7）断电完全没显示后，接上电机线。 1.2 变频器带电机空载运行 1）设置电机的基本额定参数，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。v/f类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等项目。最高频率是变频器—电动机系统可以运行的最高频率，由于变频器自身的最高频率可能较高，当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时，应按电动机及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线，应按电动机的额定电压进行设定。转矩类型指负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的v/f类型图和负载特点，选择其中的一种类型。通用变频器均备有多条v/f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v/f 曲线。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。在异步电机变频调速系统中，转矩的控制较复杂。在低频段，由于电阻、漏电抗的影响不容忽略，若仍保持v/f为常数，则磁通将减小，进而减小了电机的输出转矩。为此，在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。一般变频器均由用户进行人工设定补偿。普传变频器则为用户提供两种选择，即42种v/f提升方式，自动转矩提升。
『PLC在变频调速中的应用三』变频器多段速调速、PNP与NPN接线 原创2017-08-27认真PLC技术支持 本系列共分四节： 变频器的基本知识 变频器面板调速 变频器多段速 模拟量无极调速 把PLC与变频器在调速方面的应用基本都介绍了，本系列主要以西门子S7-200系列PLC与MM440变频器为主。 本篇是系列第三讲：多段速 多段速在变频器控制中是应用比较广泛的一种调速方式。本文知识点包括接线图、变频器参数、程序，有条件的可以边看边做实验。
PLC技术是一门实践性技术，多动手多思考进步才快。 用操作面板手动调速比较简单，面板调速不易实现自动控制。变频器常见的控制方式是，通过端子调整变频器运行模式，本文通过对多段速的应用，介绍端子控制模式。 1、继电器输出型PLC控制多段速 例子： 用一台继电器输出型CPU，控制一台MM440变频器。 当按下按钮SB1时，电机以5Hz的频率正转。 当按下按钮SB2时，电机以15Hz的频率正转。 当按下按钮SB3时，电机以15Hz的频率反转。 当按下按钮SB4时，电机停止运行。 电动机的技术参数，功率0.06KW、额定转1430r/min、额定电压380V、额定电流0.35A、额定频率50Hz。设计方案并编写程序。 1.1、主要的软件和硬件配置 ①软件：STEP 7 MicroWIN V4.0 。 ②硬件：变频器MM440一台。 ③硬件：CPU226CN一台。 ④硬件：三相异步电动机一台。 ⑤硬件：编程电缆一根。 电气接线图如下
1.2、变频器参数设置 根据上图所示设定为：当端子DIN1接通时对应一个频率，当端子DIN1和DIN2同时接通时对应一个频率，当端子DIN3接通时为反转，断开时为正转。 变频器参数较多也比较灵活，当熟悉了参数后可根据自己的工艺随 时调整。本例各个端子功能就根据以上设定。 根据以上配置设定如下参数： P0003=2：专家级 P0010=1：修改电机参数 P0304=380：额定电压 P0305=0.35：额定电流 P0307=0.06：额定功率 P0310=50：额定频率 P0311=1430：额定转速 P1000=3：频率源为固定频率 P1080=0：电动机最小频率 P1082=0：电动机最大频率 P1120=10：加速时间：10s P1121=10：减速时间：10s P0700=2：命令源为端子输入 P0701=16：固定频率设定值 (直接选择 + ON 命令) P0702=17：固定频率设定值 (直接选择 + ON 命令) P0703=12：反转 P1001=5：固定频率1 P1001=10：固定频率2
导入新课： 变压器变频器的发展及应用范围 变频技术诞生背景是交流电机的广泛需求。传统的直流调速技术因体积大故障率高而应用受限。 60年代以后，电力电子器件普遍应用了及其升级产品。但其调速性能远远无法满足需要。 20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频(PWM－VVVF)调速的研究得到突破，20世纪80年代以后微处理器技术的完善使得各种优化算法得以容易的实现。 20世纪80年代中后期，美、日、德、英等发达国家的VVVF实用化，商品投入市场，得到了广泛应用。步入21世纪后，逐步崛起，现已逐渐抢占高端市场。 讲授新课： 课题一：变频器功能参数设置与操作 一、教学内容 1、变频器的概念：是一种将固定频率的交流电变换成频率、电压连续可调的交流电，以供给电动机运转的电源装置。 2、变频器分类： (1)交－交变频器 它是将频率固定的交流电源直接变换成频率连续可调的交流电源，其主要优点是没有中间环节，变换效率高。但其连续可调的频率范围较窄，故主要用于容量较大的低速拖动系统中。又称直接式变频器。 (2)交－直－交变频器
先将频率固定的交流电整流后变成直流，再经过逆变电路，把直流电逆变成频率连续可调的三相交流电，又称为间接型变频器。由于把直流电逆变成交流电较易控制，因此在频率的调节范围，以及变频后电动机特性的改善等方面，都具有明显的优势，目前使用最多的变频器均属于交－直－交变频器。 二、实训目的和要求 1.熟悉变频器主回路接线； 2.熟悉操作面板显示及各按键操作； 三、三菱FR-D700变频器主回路接线 1. FR-D700变频器主回路接线图如下图 四、变频器的操作面板及使用 1、变频器操作面板如下图
电气工程系统设计报告书 题 目 基于 PLC 、变频器控制电机的多段速 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 11电气（一）班 组 长 姓 名 周 颖 同 组 学 生 李静 洪润娜 设 计 地 点 工科楼 设 计 学 时 2周 指 导 教 师 刘旭明等 金陵科技学院教务处制 成绩
目录 一、设计任务和要求 (1) 二、设计思路 (1) 三、系统硬件设计 (1) PLC (1) 变频器 (3) I/O接线图设计 (9) 四、系统软件设计 (10) 系统流程图 (10) 程序编制步骤 (10) 五、调试过程与结果 (14) 六、总结与体会 (14) 七、参考资料 (14) 八、附录 (15)
一、设计任务和要求 电气工程系统设计是考察学生利用大学学过的专业知识，进行综合的系统方案设计并最终完成系统硬件连接和软件调试，能够使学生对电气工程与自动化的专业知识进行综合应用，培养学生的自主学习能力、工程实践能力、创新能力和团队协作能力，撰写一篇符合规范的设计说明书或技术总结报告文档，并参加答辩，为后续的毕业设计奠定基础。 要求完成的工作量包括： 1)搭建所设计的系统硬件电路，完成系统调试，实现设计功能，并在验收 现场演示运行效果。 2)设计结束，对设计成果进行五分钟PPT汇报，并参与答辩。 3)设计结束，上交开题报告书及技术报告等相关设计材料。 二、设计思路 本系统主要由控制信号、控制台、PLC、变频器、三相电动机组成，由图可知，本文通过PLC控制变频器达到变频调速的目的，从而实现交流电机的正转、起停、加速、减速控制以及速度的调节，并且能够在在控制台上进行操作，控制电机调速。 用PLC、变频器设计一个电动机的七速运行的控制系统。 其控制要求如下： 按下起动按钮，电动机以15Hz速度正传，按下功能2速键后转为20Hz速度运行，按下功能3速键转为35Hz速度运行，按下4速键转为40Hz速度运行，按下5速键变为55Hz速度运行，按下6速键变为60Hz速度运行，按下7速键以频率为75Hz速度运行，也可进行减速调节，按停止按钮，电动机即停止。 三、系统硬件设计 PLC 基本结构： 本次实践采用的PLC型号为FX3U—64M。可编程逻辑控制器实质是一种专用
.... 第一部分变频器的操作方法 一、操作面板各部的名称： 图 1操作面板布置 二、操作键的功能： 1．LOCAL/REMOTE ：用数字操作器运行（COCAL）和用控制回路端子运行（REMOTE ）切换时按下，由参数（ o2-01 ）可设定这个键的有效 / 无效。 2．MENU ：菜单键，按此键可进入参数设置。 3．ESC：按一下 ESC键，则回到前一个状态。 4．JOG：操作器运行时的点动运行键。 5．FWD/REV ：操作器运行时，运转方向切换键。 6．RESET：设定参数数值时，选择操作位；故障发生时，作为故障复位键。
.... 7．增加键：选择方式、组、功能、参数的名称、设定值（增加）时按下此键。 8．减少键：选择方式、组、功能、参数的名称、设定值（减少）时按下此键。 9．DATA/ENTER：各模式、功能、参数、设定值确认时按下此键。 10 ． RUN ：操作器运行时，按下此键起动变频器。 11 ．STOP：操作器运行时，按下此键停止变频器；控制回路端子 运行时，由参数（ o2-01 ）可以设定这个键的有效 / 无效。 三、方式的切换 按（MENU ）键，表示驱动方式，然后按、键切换方式。读取、设定各方式中参数时，按（DATA/ENTER）键。从参数的读取、设定状态返回前一状态时，按（ESC）键。具体操作如下图：
.... 图 2方式的切换 四、操作举例 把加速时间从10.0Sec 变更为20.0Sec ，请按以下顺序设定参数： 五、在驱动方式下的操作 在驱动方式下，可监视频率指令、输出频率、输出电流、输出电压、输入输出状态等及显示异常内容、异常记录等。常用监视参数：
电气工程系统设计报告书 题 目 基于 PLC 、变频器控制电机的多段速 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 11电气（一）班 组 长 姓 名 周 颖 同 组 学 生 静 洪润娜 设 计 地 点 工科楼 设 计 学 时 2周 指 导 教 师 旭明等 金陵科技学院教务处制 成绩
目录 一、设计任务和要求 (1) 二、设计思路 (1) 三、系统硬件设计 (1) 3.1 PLC (1) 3.2变频器 (3) 3.3 I/O接线图设计 (9) 四、系统软件设计 (10) 4.1 系统流程图 (10) 4.2 程序编制步骤 (10) 五、调试过程与结果 (14) 六、总结与体会 (14) 七、参考资料 (14) 八、附录 (15)
一、设计任务和要求 电气工程系统设计是考察学生利用大学学过的专业知识，进行综合的系统方案设计并最终完成系统硬件连接和软件调试，能够使学生对电气工程与自动化的专业知识进行综合应用，培养学生的自主学习能力、工程实践能力、创新能力和团队协作能力，撰写一篇符合规的设计说明书或技术总结报告文档，并参加答辩，为后续的毕业设计奠定基础。 要求完成的工作量包括： 1)搭建所设计的系统硬件电路，完成系统调试，实现设计功能，并在验收 现场演示运行效果。 2)设计结束，对设计成果进行五分钟PPT汇报，并参与答辩。 3)设计结束，上交开题报告书及技术报告等相关设计材料。 二、设计思路 本系统主要由控制信号、控制台、PLC、变频器、三相电动机组成，由图可知，本文通过PLC控制变频器达到变频调速的目的，从而实现交流电机的正转、起停、加速、减速控制以及速度的调节，并且能够在在控制台上进行操作，控制电机调速。 用PLC、变频器设计一个电动机的七速运行的控制系统。 其控制要求如下： 按下起动按钮，电动机以15Hz速度正传，按下功能2速键后转为20Hz速度运行，按下功能3速键转为35Hz速度运行，按下4速键转为40Hz速度运行，按下5速键变为55Hz速度运行，按下6速键变为60Hz速度运行，按下7速键以频率为75Hz速度运行，也可进行减速调节，按停止按钮，电动机即停止。 三、系统硬件设计 3.1 PLC 基本结构： 本次实践采用的PLC型号为FX3U—64M。可编程逻辑控制器实质是一种专
试题1： 设计安装PLC 与变频器组合多段速控制系统 控制要求：系统由PLC 、变频器、电动机及各种开关等器件、耗材组成，要求系统压下启动按钮后电动机以20Hz 频率正转启动，5S 后系统停止，电动机暂停3S ，电动机以30H 频率反转启动，6S 后系统停止，电动机暂停2S 后重复上述循环，运行中压下停止按钮则系统结束当前循环后方能停止，如未压下停止按钮，则系统在完成3个循环后自动停止。要求系统具有电源指示灯、正转指示灯和反转指示灯。 本题分值：40分 考核时间：90分钟 考核要求： 1.电路设计：根据任务，设计主电路电路图，列出PLC 控制I ／O 口（输入/输出）元件地址分配表，根据加工工艺，设计梯形图及PLC 控制I ／O 口（输入/输出）接线图，写出变频器基本参数，根据梯形图，列出指令表。 2.安装与接线：根据现场提供的设备和线材进行合理的安全与接线，安装完毕整体达到正确，准确和美观的目的。 3.PLC 编程软件操作：熟练正确地将所编程序输人PLC ；按照被控设备的动作要求进行模拟调试，达到设计要求。 4.变频器参数设定：根据工作需要和系统要求，合理设置变频器参数，使之能够满足工作要求，并能做到必要的保护。 5.通电试验：正确使用电工工具及万用表，进行仔细检查，后通电试验，并注意人身和设备安全。 考核技术文件： 1. 绘制I/O 分配表 考 生 答 题 不 准 超 过 此 线
2.写出变频器基本参数 3.绘制电路原理图 试题2：读图与分析。 本题分值：20分 考核时间：30分钟 考核要求： 1.识读如下机床电气控制线路。 2.回答如下问题(答案写在试卷反面) （1）为何M2和M3的控制使用KA取代接触器？（2）FU1和FU2分别在电路中起到什么作用？（3）请说明本电路有哪些控制方式？
湖州职业技术学院 机电工程分院 项 目 作 业 课程变频器与PLC控制技术班级机电1001 姓名傅杰 学号1030345149 任课教师魏翠琴 学期：2011-2012学年第二学期 机电工程分院 二0一二年
一．实训任务 用PLC、变频器设计一个电动机的三速运行的控制系统。其控制要求如下： 按下启动按钮，电动机以30Hz速度运行，5S后转为45Hz 速度运行，再过5S转为20Hz速度运行，按停止按钮，电动机停止。 二、变频器的多段调速应用 变频器的多段调速就是通过变频器参数来设定其运行频率，然后通过变频器的外部端子来选择执行相关参数 所设定的运行频率。 多段调速是变频器的一种特殊的组合运行方式，其运行频率由PU单元的参数来设置，启动和停止由外部输入 端子来控制。 Pr.4、Pr.5、Pr.6为3段速度设定，至于变频器实际运行哪个参数设定的频率，则分别由其外部控制端子RH、RM、RL的闭合来决定。 三、软件设计思路 电动机的三速运行采用变频器的多段速度来控制；变频器的多段运行信号通过PLC的输出端子来提供，即通 过PLC控制变频器的RH、RM、RL以及STF端子与 SD端子的通和断。 四.任务实施
1.设计电路，画出电器原理图 2.列出PLC的I/O分配表 I O PLC地址外部设备功能PLC地址外部设备功能 X0 SB1 启动Y0 变频器 STF端子输出是电机正传 X1 SB2 停止Y1 变频器 RH端子输出使电机高速转 Y2 变频器 RM端子输出使电机中速转 Y3 变频器 RL端子输出使电机低速转
3.编写PLC程序，并进行调试 LD X0 AND T1 OR MO ANI T2 ANI X1 OUT Y2 OUT MO LD M0 OUT Y0 AND T1 OUT T0 K25 ANI T1 OUT T2 K50 OUT Y1 LD M0 LD MO AND T2 AND T0 OUT Y3 OUT T1 K25
第一部分变频器的操作方法 一、操作面板各部的名称： 图1 操作面板布置 二、操作键的功能： 1．LOCAL/REMOTE：用数字操作器运行（COCAL）和用控制回路端子运行（REMOTE）切换时按下，由参数（o2-01）可设定这个键的有效/无效。 2．MENU：菜单键，按此键可进入参数设置。 3．ESC：按一下ESC键，则回到前一个状态。 4．JOG：操作器运行时的点动运行键。 5．FWD/REV：操作器运行时，运转方向切换键。6．RESET：设定参数数值时，选择操作位；故障发生时，作为故障复位键。
7．增加键：选择方式、组、功能、参数的名称、设定值（增加）时按下此键。 8．减少键：选择方式、组、功能、参数的名称、设定值（减少）时按下此键。 9．DATA/ENTER：各模式、功能、参数、设定值确认时按下此键。 10．RUN：操作器运行时，按下此键起动变频器。11．STOP：操作器运行时，按下此键停止变频器；控制回路端子运行时，由参数（o2-01）可以设定这个键的有效/无效。 三、方式的切换 按（MENU）键，表示驱动方式，然后按↑、↓键切换方式。读取、设定各方式中参数时，按（DATA/ENTER）键。从参数的读取、设定状态返回前一状态时，按（ESC）键。具体操作如下图： 图2 方式的切换
四、操作举例 把加速时间从10.0Sec变更为20.0Sec，请按以下顺序设定参数： 五、在驱动方式下的操作 在驱动方式下，可监视频率指令、输出频率、输出电流、输出电压、输入输出状态等及显示异常内容、异常记录等。 常用监视参数：
图3 驱动方式下的操作方法
试题1：设计安装PLC与变频器组合多段速控制系统 控制要求：系统由PLC、变频器、电动机及各种开关等器件、耗材组成，要求系统压下启动按钮后电动机以20Hz频率正转启动，5S后系统停止，电动机暂停3S，电动机以30H频率反转启动，6S后系统停止，电动机暂停2S后重复上述循环，运行中压下停止按钮则系统结束当前循环后方能停止，如未压下停止按钮，则系统在完成3个循环后自动停止。要求系统具有电源指示灯、正转指示灯和反转指示灯。 本题分值：40分 考核时间：90分钟 考核要求： 1.电路设计：根据任务，设计主电路电路图，列出PLC控制I／O口（输入/输出）元件地址分配表，根据加工工艺，设计梯形图及PLC控制I／O口（输入/输出）接线图，写出变频器基本参数，根据梯形图，列出指令表。 2.安装与接线：根据现场提供的设备和线材进行合理的安全与接线，安装完毕整体达到正确，准确和美观的目的。 编程软件操作：熟练正确地将所编程序输人PLC；按照被控设备的动作要求进行模拟调试，达到设计要求。 4.变频器参数设定：根据工作需要和系统要求，合理设置变频器参数，使之能够满足工作要求，并能做到必要的保护。 5.通电试验：正确使用电工工具及万用表，进行仔细检查，后通电试验，并注意人身和设备安全。 考核技术文件： 1.绘制I/O分配表
2.写出变频器基本参数 参数号功能设定值参数号功能设定值 3.绘制电路原理图 试题2：读图与分析。 本题分值：20分 考核时间：30分钟 考核要求： 1.识读如下机床电气控制线路。 2.回答如下问题(答案写在试卷反面) （1）为何M2和M3的控制使用KA取代接触器 （2）FU1和FU2分别在电路中起到什么作用 （3）请说明本电路有哪些控制方式
等级: 湖南工程学院 课程设计 课程名称专业综合课程设计 课题名称多段速度选择变频器调速 专业自动化 班级 1191 学号 201101029118 姓名徐瑞先 指导教师赵葵银、李祥来、沈细群等 2014年6月23 日
湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称专业综合课程设计 课题多段速度选择变频器调速 专业班级自动化 1191 学生姓名徐瑞先 学号 201101029118 指导老师赵葵银、李祥来、沈细群等 审批黄峰 任务书下达日期 2014年6月23日 任务完成日期2014年7月4日
设计内容与设计要求 设计内容： 1.使用三菱变频器FR D-720，控制交流电动机调速。 2.确定设计方案。 3.采用15段速度控制变频器的运行。 4.正确设置变频器的参数。 5.正确地在实验装置上对变频器与交流电机进行接线。 6.并记录各段速的变频器运行频率。 设计要求： 1．设计思路清晰，给出整体设计框图； 2．单元电路设计，给出具体设计思路和电路； 3．分析所有单元电路与总电路的工作原理，并进行试验调试。并给出必要的波形分析。 4．绘制总电路图， 5．写出设计报告；
主要设计条件1.设计参数 1）输入输出电压：（AC）220（1+15%）、 2）FR-D720变频器 3）DJ16三相鼠笼式异步电机 4）变频调速控制板 2.可提供实验与仿真条件 电力电子与运动控制技术训练室提供实验条件 说明书格式目录 1．课程设计封面； 2．任务书； 3．说明书目录； 4．设计总体思路，主电路设计； 5．控制单元电路设计（各单元电路图）； 6．实验或仿真调试等。 7．总结与体会； 8．附录（完整的总电路图）； 9．参考文献； 10、课程设计成绩评分表
变频器主要设置参数 1、运行方式：主要是带编码器和不带编码器（编码器比较精确一些）,其中分别还有是矢量控制还是V/F控制（力矩大时最好用矢量控制比较稳定） 2、控制方式：有变频器自带的那个操作面板控制正反转还是用端子控制正反转这个是必须要设定的参数 3、频率来源设定：是面板直接给还是模拟量给 4、再有是停车方式：自由停车一般用于带抱闸的电机，减速停车相反 5、其他还需要设电机的一些参数进行自学习，保证电机的最佳状态。有些变频器再最开始需要设定某参数，使所有参数都允许改写和高级菜单功能 变频器功能参数很多，一般都有数十甚至上百个参数供用户选择。实际应用中，没必要对每一参数都进行设置和调试，多数只要采用出厂设定值即可。但有些参数由于和实际使用情况有很大关系，且有的还相互关联，因此要根据实际进行设定和调试。 因各类型变频器功能有差异，而相同功能参数的名称也不一致，为叙述方便，本文以富士变频器基本参数名称为例。由于基本参数是各类型变频器几乎都有的，完全可以做到触类旁通。 一、加减速时间 加速时间就是输出频率从0上升到最大频率所需时间，减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流，减速时则限制下降率以防止过电压。 加速时间设定要求：将加速电流限制在变频器过电流容量以下，不使过流失速而引起变频器跳闸；减速时间设定要点是：防止平滑电路电压过大，不使再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来，但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时
间，通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警；然后将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中不发生报警为原则，重复操作几次，便可确定出最佳加减速时间。 二、转矩提升 转矩提升又叫转矩补偿，是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低，而把低频率范围f/V增大的方法。设定为自动时，可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩，使电动机加速顺利进行。如采用手动补偿时，根据负载特性，尤其是负载的起动特性，通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载，如选择不当会出现低速时的输出电压过高，而浪费电能的现象，甚至还会出现电动机带负载起动时电流大，而转速上不去的现象。 三、电子热过载保护 本功能为保护电动机过热而设置，它是变频器内CPU根据运转电流值和频率计算出电动机的温升，从而进行过热保护。本功能只适用于“一拖一”场合，而在“一拖多”时，则应在各台电动机上加装热继电器。 电子热保护设定值（%）=[电动机额定电流（A）/变频器额定输出电流（A）>×100%。 四、频率限制 即变频器输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障，而引起输出频率的过高或过低，以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用，如有的皮带输送机，由于输送物料不太多，为减少机械和皮带的磨损，可采用变频器驱动，并将变频器上限频率设定为某一频率值，这样就可使皮带输送机运行在一个固定、较低的工作速度上。 五偏置频率 有的又叫偏差频率或频率偏差设定。其用途是当频率由外部模拟信号（电压或电流）进行设定时，可用此功能调整频率设定信号最低时输出频率的高低，如图1。有的变频器当频率设定信号为0%时，偏差值可作用在0～fmax范围内，有的变频器（如明电舍、三垦）还可对偏置极性进行设定。如在调试中当频率设定信号为0%时，变频器输出频率不为0Hz，而为xHz，则此时将偏置频率设定为负的xHz即可使变频器输出频率为0Hz。 六频率设定信号增益
变频器的参数设置 变频器的设定参数较多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象，因此，必须对相关的参数进行正确的设定。 1 、控制方式： 即速度控制、转距控制、PID 控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度进行静态或动态辨识。 2 、最低运行频率： 即电机运行的最小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。 3 、最高运行频率： 一般的变频器最大频率到60Hz ，有的甚至到400 Hz ，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。 4 、载波频率： 载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。 5 、电机参数： 变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。 6 、跳频： 在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。 变频器参数设置（二） 变频器功能参数很多，一般都有数十甚至上百个参数供用户选择。实际应用中，没必要对每一参数都进行设置和调试，多数只要采用出厂设定值即可。 一、加减速时间 加速时间就是输出频率从0 上升到最大频率所需时间，减速时间是指从最大频率下降到0 所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流，减速时则限制下降率以防止过电压。 加速时间设定要求：将加速电流限制在变频器过电流容量以下，不使过流失速而引起变频器跳闸；减速时间设定要点是：防止平滑电路电压过大，不使再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来，但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警；然后将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中不发生报警为原则，重复操作几次，便可确定出最佳加减速时间。 二、转矩提升 又叫转矩补偿，是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低，而把低频率范围f/V 增大的方法。设定为自动时，可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩，使电动机加速顺利进行。如采用手动补偿时，根据负载特性，尤其是负载的起动特性，通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载，如选择不当会出现低速时的输出电压过高，而浪费电能的现象，甚至还会出现电动机带负载起动时电流大，而转速上不去的现象。 三、电子热过载保护 本功能为保护电动机过热而设置，它是变频器内CPU 根据运转电流值和频率计算出电动机的温升，从而进行过热保护。本功能只适用于“一拖一”场合，而在“一拖多”时，则应在