变频器7段速控制的实现与应用(可编辑修改word版)

变频器的多段速度控制实训班别: 学号: 姓名: 实训日期: 实训工位号: 成绩:实训目的:（1）了解变频器的含义和应用；（2）理解变频器各参数的意义；（3）掌握变频器的多段速度控制；（4）掌握实训操作过程的用电安全。

一、理论知识（前置作业）1、变频器的含义: 变频器是交流电气传动系统的一种,是将交流工频电源转换成电压、频率均可变的适合交流电机调速的电力电子变换装置。

2、变频器的常用参数：Pr 1 上限频率, Pr 2 下限频率, Pr 79 模式选择变频器的应用: 电梯、空调、飞机二、工程应用用变频器设计一个有七段速度的恒压供水系统, 其控制要求如下: 按下启动按钮, 电动机在工频50Hz运行, 按变频器的组合开关电机按下图1所示的频率运行, 按停止开关电动机停止。

图1多段速度控制运行图解题过程:（1）、设计思路:七段速度的恒压供水系统采用变频器的多段速度运行来控制, 提出利用变频器的多段运行信号通过控制变频器的开关RM、RH、RH以及STF端子与SD端子的通和断来实现的方案。

（2）、方案实施1.参数设置—硬件连接—成果验证4.画出电路原理图5.画出电路实物接线图6.按照实物连接图进行接线（教师检查评分）7、变频器参数设置步骤: 第一步先对变频器解锁第二步设置变频器为面板操作系统第三步清除变频器的参数第四步按照参数表进行输入参数第五步选择变频的操作模式第六步参照速度与端子开关对应表对变频器多段速度进行验证。

第七步叫老师进行评分。

三、拓展题1.如何改变电动机7段速度？3.用变频器设计一个15段速度的恒压供水系统。

四、实训总结1.在实训中遇到的问题有哪些？2、在本次实训中学到的知识点有哪些？。

—306—技术改造引言西门子PLC 具有功能强大、可靠性高及响应时间短等优势，在我国化工生产、冶金及印刷等行业有广泛应用。

在各个生产领域，电动机存在多段速运行需求，可通过变频器多段运行实现。

西门子PLC 在变频器多段运行控制方面，呈现出编程简单、运行可靠的优势。

1 西门子PLC 控制变频器的7段调速控制电路西门子PLC 控制变频器的7段调速控制电路如图1所示。

图1 西门子PLC 控制变频器的7段调速控制电路2 西门子PLC 对变频器的7段调速控制电路整体架构本文以某企业的电动机控制系统为例，分析西门子PLC 对变频器的7段调速控制电路。

该企业电动机系统包括变频器、PLC 、断路器、接触器、继电器、电动机及电位器等设备。

其中，变频器选择三菱740型号；PLC 选择S7-200 224XP 型号。

在该企业的调速控制电路设计中，技术人员合理分配PLC 的I/O ，将变频器的按钮、开关与PLC 的各个输入点相对应，分别输出相应的指令，完成控制电路的设计。

在控制电路基本架构完成后，技术人员将变频器通电，输入PLC 程序，并根据参数表设置变频器的各项参数，保障变频器与PLC 的稳定运行；然后，技术人员通过PLC 控制变频器运行输出，完成调速控制电路的运行调试。

运行输出调试流程较复杂，技术人员按照如下规范流程进行:第一，将变频器运行输出按钮按下，输出继电器连接电源，PLC 的1号外接接点通电，常开点开启；第二，变频器外界端子和SD 闭合，转变变频器的频率出现变化，从原本的启动频率，增加到电位器的给定频率；第三，在变频器达到给定频率后，变频器的运行指示灯亮起，并显示屏呈现出“RUN ”字样，电动机按照正转方向运行；第四，关闭PLC 常开点，完成PLC 输入点的自锁，电动机此时持续稳定输出，完成控制电路的调试。

其中，PLC 输入点的自锁可避免操作人员出现误操作，引发变频器失电问题。

3 西门子PLC 对变频器的7段调速控制电路运行流程在西门子PLC 对变频器的7段调速控制电路运行中，变频器按钮及开关的调节有较高要求，PLC 控制程序需规范控制流程，保障变频器的7段调速，确保电动机的转速符合生产要求。

变频器多段速运行怎么设置？变频器多段速运行参数设置步骤图解电动机拖动的生产机械，有时根据加工产品工艺的要求，需要先后以不同的转速运行，即多段速运行。

传统技术是采用齿轮换挡的方法，但这种方法使得设备结构复杂，体积较大，故障率高，维修难度大。

使用变频器则方便得多，无须增加或改造硬件设备即可实现多段速运行。

一、实现变频器多段速运行的两种方法第一种方法称为端子控制法。

这种方法首先要通过参数设置使变频器工作在端子控制的多段速运行状态，并使变频器的若干个输入端子成为多段速频率控制端，然后对相关功能参数进行设置，预置各档转速对应的工作频率，以及加速时间或减速时间。

之后即可由逻辑控制电路、PLC或上位机给出频率选择命令，实现多段速频率运行。

另一种方法不使用多功能输入端子，仅对相关功能参数进行设置，虽然涉及参数较多，但运行方式灵活，且可重复循环运行。

为了区别前一种控制方法，称这种方式为程序控制法。

二、端子控制的多段速运行在变频器外接输入多功能控制端子中，通过功能预置，将若干个（通常为2～4个）输入端指定为多档（3～15挡）转速控制端。

转速的切换由外接的开关器件通过改变输入端子的状态及其组合来实现。

转速的档次按二进制的顺序排列，所以两个输入端最多可以组合成4档转速，三个输入端最多可以组合成8档转速，四个输入端最多可以组合成16档转速。

由于外接的开关触点都是断开（相当于二进制的0）状态时，无法判断是没有输入命令（输入全为0）还是输入的命令全为0，所以，通常变频器将全为0的状态视为无效。

这样，4位二进制命令只能用作最多15档的多段速命令。

下面以CVF-G3系列变频器为例，介绍具体的操作方法。

首先将功能参数b-1（频率输入通道选择）预置为“9”，即把运行频率和方式的控制权交给了“外部多功能输入端子”。

接着把L-63预置为“1”， L-64预置为“2” ，L-65预置为“3” ，L-66预置为“4”；这几个参数预置的意义在于：一是确定了变频器运行在多段速方式，二是外部输入端子X1、X2、X3、X4成为多档转速输入控制端子，而且确定了X1对应着4位二进制数中的最低位，X4对应着4位二进制数中的最高位。

• 142•变频器是一种电压、频率变换设备，是将定频的交流电变换成电压、频率连续可调的交流电，从而供给电动机运转及调速使用。

实际生产中变频器常用于三相交流异步电动机的调速。

1 变频器七段速调速原理变频器在进行多段速调速控制时，主要是通过变频器外部信号指令控制来实现的。

三菱FR-D740变频器实现七段速的控制是通过变频器上的RH 、RM 、RL 三个端子之间的相互组合来完成的，七段速度的选择与三个端子之间的接通、断开状态有着密切的联系，具体速度的选择如图1所示。

图1 变频器七段速调速端子组合图图1中“ON ”表示在这个速度时处于变频器外部控制端子的接通状态。

可见，变频器输出不同速度时，其外部的RH 、RM 、RL 三个端子处于不同的组合接通状态。

根据三菱FR-D740变频器的这一特点，通过控制三个端子的闭合状态就可以实现对变频器的七段速的手动控制。

2 PLC基本指令控制变频器七段速调速在实际应用中，大多数三相异步电动机的调速是利用PLC 程序控制变频器来实现，下面以PLC 基本指令控制电动机正向七段速运行为例来介绍PLC 是如何控制变频器进行七段速运行的。

实际应用时要根据PLC 对变频器控制运行要求完成PLC 与变频器的外部接线设计。

图2 PLC控制变频器外部接线图2.1 PLC与变频器的外部接线图图2中SB1-SB7为七段速选择按钮，SB8为停止按钮，把它们对应的接到PLC 输入继电器X1-X7和X10的端子上。

PLC 输出继电器Y1接变频器STF 端子，Y2、Y3、Y4分别接变频器RH 、RM 、RL 端子，COM1和COM2公共端接变频器SD 端子。

完成PLC 与变频器外部接线后就要针对外部接线完成控制程序的编写。

2.2 基本指令编写的控制程序因控制程序较多，文中只列出部分控制程序如图3所示。

图3 部分PLC控制程序图3所示程序中X1-X7是外部控制选择七段速的输入信号，这七个输入继电器在程序段中相互制约，同一时间只允许一个输入继电器的常开点有效，具体方法是在对应的输入继电器控制的程序段中去除它本身的常闭点。

变频器多段速设置哪些参数？程序控制的变频器多段速运行参数设置方法图解假如要让变频器进入程序掌握的多段速运行状态，首先要将变频器进行设置，使其工作在该状态，然后对相关参数进行设置，并启动设备运行。

下面以CVF-G3变频器为例介绍详细操作方法。

首先通过高级参数H-14将可编程多段速运行的方式进行设置，使其工作在多段速运行的某一模式下。

设置选择见表1。

表1 CVF-G3变频器可编程多段速运行方式设置选择例如，将参数H14设置为2，则选择的是连续循环运行模式，这时假如设置了7个段速（也可依据运行需求设置其它不同的段速个数）的各项运行参数，那么变频器启动运行后，多段速运行一个循环后马上启动下一个循环的运行，直至变频器接收到停机命令。

下面接着通过功能参数L-18～L-24分别对多段速频率1～多段速频率7进行设置，频率设定范围为0.00Hz～上限频率，各段速的运行频率可以互不相同。

这里应留意，在程序掌握的多段速运行状态，与端子掌握方式不同，该型号变频器最多只能掌握7段频率转速。

然后通过功能参数对各档转速的运行时间和运行方向进行设置。

假如生产工艺过程所需的转速档次少于7档，可将不需要的转速档次运行时间设置为0，参见表2，将其运行频率设置为0，这样变频器运行时就将零运行时间的转速档次跳过。

表2是CVF-G3变频器各段速运行时间与参数代码的对应关系和，表3是各段速运行方向设置对应的参数代码。

表2 CVF-G3变频器各档转速的运行时间设置表3 CVF-G3变频器各档转速的运行方向设置最终对多段速1～多段速7的加减速时间进行设置，可参见表4。

表4 CVF-G3变频器各档转速的加减速时间设置对变频器的上述设置完成后，即可启动运行，实现程序掌握的多段速运行。

技能训练7 多段速频率控制操作一、训练目的1）熟练掌握PLC和变频器的联机操作。

3）熟练掌握PLC和变频器的联机调试。

二、训练器材1）PLC实训操作台1套。

2）变频器实训操作台1套。

3）0.1kW三相交流笼型异步电动机1台。

三、训练内容及步骤1．训练内容通过S7—224型PLC和MM420变频器联机，控制实现电动机三段速频率运转，按下起动按钮SB1，电动机起动并运行在第一段频率为10Hz，对应转速为298 r／min，延时20s后电动机反向运行在第二段频率为30Hz，对应转速为894 r／min，再延时20s后电动机正向运行在第三段频率为50Hz，对应转速为1492 r／min。

按下停车按钮，电动机停止运行。

2．训练步骤（1）S7—224型PLC输入／输出分配变频器数字输入DIN1、DIN2端口通过P0701、P0702参数设为3段固定频率控制端，每一频段的频率可分别由P1001、P1002和P1003参数设置。

变频器数字输入DIN3端口设为电动机运行、停止控制端，可由P0703参数设置，见表9-5。

9－5 S7—224 PLC输入／输出分配（2）绘制电路接线图根据写出PLC的输入／输出分配表，绘制电路接线图，如图9－9所示。

图9-9 PLC和MM440变频器联机三段速控制（3）PLC程序设计及变频器参数设置1）PLC程序设计：PLC程序设计的编程输入步骤省略，只列出程序，如图9－10所示。

图9－10 联机延时运行PLC 程序 a ）梯形图 b ）語句表2）变频器参数设置：变频器的操作步驟省略（参照第七章），只列出需要设置参数，见表9－6。

Network 1 LD I0.1 O T38 O Q0.1 S Q0.1.1 S Q0.3.1 TON T37+200 Network 2 LD T37 O Q0.2 S Q0.2.1 R Q0.1.1 TON T38+200 Network 3 LD I0.2 R Q0.1.3b ）Network 1 I0T38Q0Network 2 T37 Q0Network 3 I0a ）表9－6 变频器参数设置表。