变频器多段速运行控制.docx
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变频器多段速运行控制
成绩:
遼東學院
课程设计报告书
所属课程名称机电传动控制(含PLC)
题目
分院机电学院
专业、班级机械设计制造及其自动化B0803
学号
学生姓名
指导教师赵业平
2011年7月22日
课程设计任务书
,,,,,,,,,,,,
总体设计
J」、KT匕・yI,,门,,门,,门,门电气原理设计,,,,,,,,,,,,,
配线系统设计,,,,,,,,,,,,,
13
总结
丿_I,,,,,,,,,,,,,,,,,
7参考文献
,,,,,,,,,,,,,,,
13
辽东学院
1课程设计任务书
课程设计题目:
变频器多段速运行控制
课程设计时间:
自2011年_J_月日起至2011年7月_22_日。
课程设计要求:
在工业生产中,由于工艺要求,生产机械需要在不同转速运行下,如:
车床主轴变频和提升机等。
现设计一个利用按钮,通过变频器实现的多段速控制系统。
要求变频器输出频率为:
10Hz、20Hz、50Hz、
30Hz、-10Hz、-20Hz、-50Hz。
按下启动不同按钮的组合,电动机将运行在不同速段,实现灵活调速需要。
电动机停车。
(实现方法:
低压电器或PLC控制)
学生签名:
2011年7月11日
课程设计评阅意见
项目
课程设计态度评价
10%
出勤情况评价
10%
任务难度
、量评价
10%
创新性评价
10%
综合设计
能力评价
20%
报告书写
规范评价
20%
口试
20%
成绩
综合评定等级
评阅教师:
2010年月日
2总体设计
变频器选用西门子MM44(变频器,变频器的技术参数如下
输入电压
1AC200至240V±10%
电源电压及功率范围恒转矩负载下功率变转矩负载下功率
3AC200至240V±10%
0.12kW至3kW
5.5kW至45kW
输出频率0.12kW至75kW0Hz至
输入频率47至63Hz
650Hz(v/f控制方式)/0Hz至200Hz(矢量控制方式)
功率因数变频器效率
大于0.95
96%至97%
过载能力(恒转矩)
150%过载持续时间60秒,200%过载持续时间3秒重复周期300秒
5.5kW~90kW,140%过载持续时间3
过载能力(变转矩)
秒,110%过载持续时间60秒重复周期
300秒
控制方式
矢量控制,V/F控制,转矩控制,平方
V/F控制等
频率设定分辨率
数字输入和串行通讯输入为0.01Hz,
10位二进制模拟输入
通讯接口
RS485标配,RS232可选,另有PROFIbusDeviceNet、CANope选件不带输出电抗器0.12kW~75kW最
电机电缆长度
长50m(屏蔽电缆),最长100m(非屏蔽电缆)
防护等级
IP20
工作温度
0.12kW~75kW-10至+50摄氏度(恒
转矩),-10至+40摄氏度(变转矩)
存放温度相对湿度
-40至+70摄氏度小于95%RH无结露
工作地区海拔高度
0.12kW~75kW海拔1000m以下无需降
额使用
保护功能
过电压,欠电压,过载,接地,短路,过温
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2-1。
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2-1固定频率选择对应表
频率设定
DIN4
DIN3
DIN2
DIN1
P1OO1
0
0
0
1
P1002
0
0
1
0
P1003
0
0
1
1
P1004
0
1
0
0
P1005
0
1
0
1
P1006
0
1
1
0
P1007
0
1
1
1
P1008
1
0
0
0
P1009
1
0
0
1
P1010
1
0
1
0
P1011
1
0
1
1
P1012
1
1
0
0
P1013
1
1
0
1
P1014
1
1
1
0
P1015
1
1
1
1
注:
1P0003设置参数访问等级:
1标准级(只需要设置最基本的参数)
2扩展级
3专家级
2参数过滤器P0004设置值说明
0全部参数
2变频器参数
3电动机参数
4速递传感器
5工艺应用对象或装置
7命令、二进制I/O
8ADC(模/数转换)和DAC(数/模转换)
10设定值通道/斜坡函数发生器
12驱动装置的特征
13电动机的控制
20通信
21报警/警告/监控
22工艺参量控制器(例如PID)
3P0701~P0706设置值说明:
1接通正转/断开停车
2接通反转/断开停车
3断开按惯性自由停车
4断开按第二降速时间快速停车
9故障复位
10正向点动
11反向点动
12反转(与正转命令配合使用)
13电动电位计升速
14电动电位计降速
15固定频率直接选择
16固定频率选择+ON命令
17固定频率编码选择+ON命令
25使能直流制动
29外部故障信号触发跳闸
33禁止附加频率设定值
99使能BICO参数化
3电气原理设计
综上所述,将7段固定频率所控制的状态列成表3-1、将7段固定频率所设
的控制参数列成表3-2
7段固定频率控制状态表
固定频率
7端口
(SB3
6端口
(SB2
5端口
(SB1)
对应频率所设置的参数
频率/Hz
1
0
0
1
P1001
10
2
0
1
0
P1002
20
3
0
1
1
P1003
50
4
1
0
0
P1004
30
5
1
0
1
P1005
-10
6
1
1
0
P1006
-20
7
1
1
1
P1007
-50
OFF
0
0
0
0
表3-1
7段固定频率控制参数表
参数号
出厂值
设置值
说明
P0003
1
1
设用户访问级为标准级
P0004
0
7
命令,二进制I/O
P0700
2
2
命令源选择由端子排输入
P0003
1
2
设用户访问级为扩展级
P0004
0
7
命令,二进制I/O
P0701
1
17
选择固疋频率
P0702
1
17
选择固疋频率
P0703
9
17
选择固疋频率
P0704
15
1
ON接通正转,OFF停止
P0003
1
1
设用户访问级为标准级
P0004
0
10
设定值通道和斜坡函数发生器
P1000
2
3
选择固定频率设定值
P0003
1
2
设用户访问级为扩展级
P0004
0
10
设定值通道和斜坡函数发生器
P1001
0
10
选择固定频率1(Hz)
P1002
5
20
选择固定频率2(Hz)
P1003
10
50
选择固定频率3(Hz)
P1004
15
30
选择固疋频率4(Hz)
P1005
20
-10
选择固疋频率5(Hz)
P1006
25
-20
选择固疋频率6(Hz)
P1007
30
-50
选择固定频率7(Hz)
表3-2
4配线系统设计
变频器的连接电路如图4-1所示
实物连接图如图4-2所示
图4-1
兀加
电:
说廿必汕疑V.二-.
冷r*舌世会
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过有昼要君甩相序:
專棒栢电詡时0尊1测S]
唱桂按迅U.里・w±iE^affit如入iF转弄需(昭冯)吋.
rAi£rtt7y-;i科头呼〒.
4-2
5实验及结果分析
要实现7段固定频率控制,需要4个数字输入端口,图4-1为7段固定频率控制接线图。
图4-1中,MM44C变频器的数字输入端口“8”设为电动机运行、停止控制端口,数字输入端口“5”、“6”、“7”设为7段固定频率控制端口,由带锁
按钮SB1、SB2和SB3按不同通断状态组合,实现7段固定频率控制。
第一段频率设为10Hz,第二段频率设为20Hz,第三段频率设为50Hz,第四段频率设为30Hz,第五段频率设为-10Hz,第六段频率设为-20Hz,第七段频率设为-50Hz。
七段固定频率控制状态如表3-1所示。
(1)按图4-2连接电路,检查线路正确后,合上变频器电源空气开关Q。
(2)恢复变频器工厂默认值,设定P0010=3QP0970=1按下“P”键,变频器开始复位到工厂缺省值。
。
(3)设置电动机参数,如表2-1所示。
然后,设P0010=0,变频器当前处于准备状态,可正常运行。
(4)设置7段固定频率控制参数,如图3-2所示。
(5)7段固定频率控制:
当按下带锁按钮SB4时,数字输入端口“8”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和SB3按钮开关断开时,变频器数字输入接口“5”为“ON,端口“6”、“7”为“OFF,变频器工作在由P1001参数所设定的频率为10Hz的第1频段上,电动机运行在由10Hz所对应的转速上。
2第2频段控制。
当SB2按钮开关接通、SB1和SB3按钮开关断开时,变频器数字输入接口“6”为“ON,端口“5”、“7”为“OFF,变频器工作在由P1002参数所设定的频率为20Hz的第2频段上,电动机运行在由20Hz所对应的转速上。
3第3频段控制。
当SB1、SB2按钮开关接通、SB3按钮开关断开时,变频器数字输入接口“5”、“6”为“ON,端口“7”为“OFF,变频器工作在由P1003参数所设定的频率为50Hz的第3频段上,电动机运行在由50Hz所对应的转速上。
4第4频段控制。
当SB3按钮开关接通、SB1和SB2按钮开关断开时,变频器数字输入接口“7”为“ON,端口“5”、“6”为“OFF,变频器工作在由P1004参数所设定的频率为30Hz的第4频段上,电动机运行在由30Hz所对应的转速上。
5第5频段控制。
当SB1、SB3按钮开关接通、SB2按钮开关断开时,变频
器数字输入接口“5”、“7”为“ON,端口“6”为“OFF,变频器工作在由
P1005参数所设定的频率为-10Hz的第5频段上,电动机反向运行在由-10Hz所对应的转速上。
6第6频段控制。
当SB2SB3按钮开关接通、SB1按钮开关断开时,变频器数字输入接口“6”、“7”为“ON,端口“5”为“OFF,变频器工作在由P1006参数所设定的频率为-20Hz的第1频段上,电动机反向运行在由-20Hz所对应的转速上。
7第7频段控制。
当SB1、SB2和SB3按钮开关同时接通时,变频器数字输入接口“5”、“6”和“7”均为“ON,变频器工作在由P1007参数所设定的频率为-50Hz的第7频段上,电动机反向运行在由-50Hz所对应的转速上。
8电动机停车。
当SB1、SB2和SB3按钮开关都断开时,变频器数字输入接
口“5”、“6”和“7”均为“OFF,电动机停止运行;或在变频器正常运行的
任何频段,将SB4断开使数字输入端口“8”为“OFF,电动机也能停止运行。
(6)注意的问题。
7个频段的频率可根据用户要求通过P1001-P1007参数来修改,当频率值设定为负时,电动机反转。
6总结
通过这次课程设计让我学会了pic基本的编程方法,对pic的基本原理和使用方法有了更深刻的理解。
在对理论的运用当中,提高了我们的工程素质,在没有做课程设计以前,我们对知道的掌握都是思想上的,对一些细节不加重视,当我们自己想出来的程序应用到pic中的时候,,不是不能运行,就是运行的结果和要求与结果不符合。
能通过解决一个个在调试中出现的问题,我们对pic的理解得到了加强,看到了时间与理论的差距。
Pic技术是一门实践性非常强的技术,如果想学好,那么久必须通过实践它,只有通过实践我们才能真正掌握这门技术,不然你永远都只是个理论者,通过这次实践让我发现了很多问题,对很多指令都不是很了解,为此,我以后一定会通过实践与理论相结合的方式来好好学号这门课程的。
7参考文献
[1]肖明耀.PLC原理与应用.中国劳动社会保障出版社.2006
[2]马光.全自动洗衣机中的传感器[J].家用电器,1999
[3]史国生.电气控制与可编程控制器技术.北京:
化学工业出版社,2003
[4]孙振强.可编程控制器原理及应用教程.北京:
清华大学出版社
⑸阮友德.电气控制与PLC实训教程.北京:
人民邮电出版社,2006
⑹蒋金周.全自动洗衣机的PC智能控制[J].机电一体化,2004