整理变频器ACS55001调试.docx
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整理变频器ACS55001调试
序言：
初次接触工控的人对其都会感到很神秘，许许多多的自动控制，错综复杂的联锁及很多高新的电气元器件，让人无从下手。
其实我们只需掌握一些基本的知识，分解各个部件，了解各部件的性能及要点，然后再整合起来，就清晰多了。
整个工控的组成好似人体一样，一般有：
大脑（DCS），神经中枢（网络），躯干（PLC），手脚（现场执行器），五观（现场传感器）。
今天我为大家谈谈现场执行器中的一个工控中常用的电气部件——变频器。
变频器由于其本身具有可调速及节能的重要特性，在近几年发展很快，广泛应用于各邻域。
对于品种繁多的变频器和其本身内部各参数之多，我们往往第一次接触会感到无从下手，但我们可以从各种变频器的共性中学习，掌握一种变频器，举一反三就能从而了解各种变频器的应用。
下面我就用一种常用的变频器ABB-ACS550给大家讲解其在实际工作中的应用。
一、安装：
打开包装我们首先要查看的是选用的变频器功率是否与配套的电机功率一致，要求是变频器功率≥电机功率，否则变频器因功率不足带不起负荷而烧坏。
变频器上一般会有如下标签：
表示该变频器输入要求电压为3相380电压，频率50HZ，其上边的数字是一个适用范围，我们一般不用理会，因为国内的电压等级均满足其要求。
输出电压为0至380V，3相交流，电流为6.9A，也就是能带3KW左右的电机，频率可调0-500Hz，一般我们应用中最大也只有60Hz。
一般变频器要求安装在无尘，无水气，无腐蚀的环境中，并在变频器本身上下左右周围留有一定的空间，有利散热。
条件好的话最好能安装在特定的配电房内，并配有恒温设备，因为变频器本身也有发热，其电子元件会受温度的影响，如果其散热片上积尘多散热不好的话，会加剧变频器的损坏。
由于变频器本身是个干拢源，所以它产生的电磁干拢对其周围会有一定的影响，由其是对周围有DCS，PLC这种高精度工控设备更要注意安装中的每一环节。
其解决方法有：
1、在电源输入侧加装电抗器，现在有些变频器在设计时已经在输入端加入了抗干拢的电抗器，可以在订购时加以注意。
2、在电源输出侧，即电机电缆选用带屏蔽的三芯或四芯对称电缆，其优点是电缆上的电磁干拢是对称的，相互加以抵消，如以下图示：
3、控制电缆选用屏蔽双绞线，如图所示：
4、电缆屏蔽层在变频侧接CE端，变频器的PE、CE单独接地。
电缆布线时，控制电缆与动力电缆分开，至少不小于20Cm距离。
注意控制电缆的模拟量与开关量不用同一电缆。
二、 接线：
1、 电源的进线接变频器的U1、V1、W1，电缆接地线接PE；电机电缆接变频器的U2、V2、W2，电缆接地线接PE；变频器的GND接地；如果电机需要快速停机的话，需要变频器的R+、R-侧接止动电阻，上边有短接线的并拆除。
如图：
2、 数字输入控制常有开关、继电器等发出信号至变频器，其连接需按实际应用要求，一般有二种接线，如图：
注意：
按以上不同方式连接时，有些品牌的变频器会要求在变频上有跳针设置。
常用的连接线有，变频器启动信号，变频器停止信号（有些启停是同一输入点，接通启动，断开停止），变频器正转信号，变频器反转信号（正转信号往往与启动是同一信号），变频器多段速度信号（如低速、中速、高速分三个输入信号接入）
ABB-ASC550出厂默认DI1为启停信号（接通启动，断开停止）DI2为正反转信号（接通为反转，断开为正转）
3、 模拟输入信号接线分电压型，电流型，及可变电阻信号输入，如图连接；
可变电阻信号输入
电压信号输入
电流信号输入
连接AI1、AGND、10V
屏蔽线接SCR
连接AI1、AGND
屏蔽线接SCR
输入0-10V
连接AI2、AGND
屏蔽线接SCR
输入4-20mA或0-20mA
有些变频器会有跳针选择
注意：
选择AI1或AI2输入会有跳针选择，
ABB-ACS550出厂设定为AI1为电压信号，
AI2为电流信号，你可以自己加以设定
重新选择。
4、 数字开关量输出信号一般用于输出变频器的状态信号，如变频器准备好信号、运行信号、故障信号。
ABB-ACS550变频器出厂默认如图：
各输出端可以编程设置，设置参见1041参数。
5、 模拟量输出信号连接，一般变送为4-20mA用于输出变频器的电流值、频率值给DCS，PLC。
接线如图所示：
ABB-ACS550变频器出厂默认AO1为电流模拟信号，AO2为频率模拟信号，AGND为公共端，接线接7、9或8、9接线端子。
输出端子参数可设定。
三、 参数设定：
参数设定是用好变频器的关健，在一个变频器中有几百个参数，但往往我们实际应用中只会用到最多几十个的参数，下面我就按通用的参数加以讲解，而这几个最基本的参数对各品牌的变频品同样适用，只是参数号不一样而已。
1、 学会变频器操作面板的使用：
各种变频的操作面板不完全一样，但基本功能相类似，一般面板上会有启动按钮（START）、停止按钮（STOP）、复位按钮（REST）、菜单翻页按钮（UP、DOWN）、确认按钮（ENTER）等。
面板也有中文显示、英文显示及数字代码显示几种，当然中文显示菜单的面板操作最直观，我推荐订购时选用这种中文显示的面板，用熟了的话可以不看操作手册，对现场维护可以提高工作效率。
ABB-ACS550变频器出厂所带的面板如下图所示：
面板上的状态灯正常工作时为绿色，故障时为红色，
左软键与右软键与我们手机上的有类似功能，分别对应显示屏电下方的左右菜单功能。
在显示屏幕上一般有本地/远程控制（LOC/REM）、正/反转控制（P、Q）、电机转速（xxxxRPM ）、电机电流（xxxA）、电机频率（xxHZ）及变频器的参数号等显示。
2、 面板参数菜单：
ABB-ACS550变频器面板参数有数字及字符（中文或英文）显示，刚入门的话可以只看参数号加以选择设定，对于我们不可能对每一种变频器的数字号参数背熟，这样的话会让你感到头痛的，我们可以按操作手册选用参应的参数号。
用熟了的话可以只看字符菜单，这样可以加快工作效率，下图为ABB-ACS500变频器面板的参数显示：
3、 对变频器设定的常用参数：
1） 电机参数：
电机参数我们只需要将所配电机上的铭牌内容输入给变频器就行了，内容有电机功率、电机额定电流、电机极数、电机额定转速、电机额定电压等。
ABB-ACS550变频器此参数的设定在99号参数组内（START-UPDATA）。
在9902内还有一个运用宏参数，该参数可以让用户快速设置到相对应的实际应用中。
代码
名称
范围
分辨率
缺省值
用户
3.建设项目环境影响评价文件的审查要求S
Group99:
起动数据
9902
宏参数
1=标准，2=三线制、…6=PID…
1
三、安全预评价报告的基本内容9904
电机控制模式
规划编制单位应当在报送审查的环境影响报告书中附具对公众意见采纳与不采纳情况及其理由的说明。
1=速度，2=转矩，3=标量
（三）安全评价的内容和分类1
3
?
9905
第五章 环境影响评价与安全预评价电机额定电压
115…345V或200…600V
意愿调查评估法（简称CV法）是指通过调查等方法，让消费者直接表述出他们对环境物品或服务的支付意愿（或接受赔偿意愿），或者对其价值进行判断。
在很多情形下，它是唯一可用的方法。
如用于评价环境资源的选择价值和存在价值。
1V
230V或400V
1）按类型分。
环境标准按类型分为环境质量标准、污染物排放标准（或控制标准）、环境基础标准、环境检测方法标准、环境标准样品标准。
?
9906
电机额定电流
（4）化工、冶金、有色、建材、机械、轻工、纺织、烟草、商贸、军工、公路、水运、轨道交通、电力等行业的国家和省级重点建设项目；0.2*Ihd…2.0*Ihd
0.1A
1.0*Ihd
（3）公众对规划实施所产生的环境影响的意见；?
9907
电机额定频率
10.0…500Hz
0.1Hz
50Hz
规划编制单位应当在报送审查的环境影响报告书中附具对公众意见采纳与不采纳情况及其理由的说明。
?
9908
电机额定转速
50…18000rpm
1rpm
1440rpm/
?
9909
电机额定功率
0.2…2.0*Phd
0.1kW
1.0*Phd
?
2） 基本参数：
该参数一般有最低频率（常设为0Hz）、最高频率（常设为50Hz）、加速时间、减速时间（根据电机的大小设不同的值，如一般15KW设5秒左右，电机越大，时间越长）、最大电流、最大电压（此二个参数是对变频器的保护，根据变频器铭牌设定或用默认值）ABB-ACS500变频器对以上参数设定在20号及22号参数组内。
Group20:
限幅
代码
名称
范围
分辨率
缺省值
用户
S
2001
最小速度
-30000…30000rpm
1rpm
0rpm
¸
2002
最高速度
0…30000rpm
1rpm
1500rpm
¸
2003
最大电流
0…1.8*Ihd
0.1A
1.8*Ihd
¸
2007
最小频率
-500…500Hz
0.1Hz
0Hz
¸
2008
最高频率
0…500Hz
0.1Hz
50Hz
¸
Group22:
加速 /减速
2202
加速时间
0.0…1800s
0.1s
5s
2203
减速时间
0.0…1800s
0.1s
5s
3） 指领输入参数：
对应的是开关量及模拟量输入端接口的设定，一般有启动方式（本地/远程选择）、启动/停止、正转/反转、多段速度控制、模拟电流及模拟电压输入选择等。
ABB-ACS550变频器此类参数设定在10号、11号、12号参数组内。
Group10:
指令输入
代码
名称
范围
分辨率
缺省值
用户
S
1001
接线端功能设定
0…10
1
2（2线制启停方式）
1003
电机转向设定
1…3
1
3（双向）
Group11:
给定选择
1103
模拟量设定选取
0…17
1
1（从键盘上选取）
¸
1104
模拟量给定最小值
0…500Hz/0…30000rpm
0.1Hz/1rpm
0Hz/0rpm
1105
模拟量给定最大值
0…500Hz/0…30000rpm
0.1Hz/1rpm
50Hz/1500rpm
Group12:
恒速运行
1201
多段速度设定
0…14,-1…-14
1
9（由DI3\DI4控制三段速度）
¸
1202
速度1
0…30000rpm/0…500Hz
1rpm/0.1Hz
300rpm/5Hz
1203
速度2
0…30000rpm/0…500Hz
1rpm/0.1Hz
600rpm/10Hz
1204
速度3
0…30000rpm/0…500Hz
1rpm/0.1Hz
900rpm/15Hz
Group13:
模拟输入
1301
模拟量低限
0…100%
0.1%
0%
1302
模拟量高限
0…100%
0.1%
100%
1303
模拟量滤波
0…10s
0.1s
0.1s
4） 输出参数：
对应开关量及模拟量的输出端口设定，一般有准备、运行、故障信号及电流、频率模拟输出。
ABB-ACS550变频器此类参数设定在14号、15号参数组内。
对于一般变频器以上参数设定完，变频器即可投入正常运行，各种品牌的变频器可根据其自己的参数号进行设定，但对于一些特定场合的应用我们还需进一步高级参数设定。
Group14:
继电器输出
代码
名称
范围
分辨率
缺省值
用户
S
1401
继电器输出1
0…36
1
1（准备）
1402
继电器输出2
0…36
1
2（运行）
1403
继电器输出3
0…36
1
3（故障取反）
Group15:
模拟输出
1501
AO1模拟设义
99...199
1
103（模拟电流值）
1502
AO1最小量程
-
-
由参数 0103定义
1503
AO1最大量程
-
-
由参数 0103定义
1504
AO1最小值
0.0…20.0mA
0.1mA
0mA
1505
AO1最大值
0.0…20.0mA
0.1mA
20.0mA
1506
AO1滤波
0…10s
0.1s
0.1s
1507
AO2模拟设义
99…199
1
104（模拟频率值）
1508
AO2最小量程
-
-
由参数 0104定义
1509
AO2最大量程
-
-
由参数 0104定义
1510
AO2最小值
0.0…20.0mA
0.1mA
0mA
1511
AO2最大值
0.0…20.0mA
0.1mA
20.0mA
1512
AO2滤波
0…10s
0.1s
0.1s
高级参数设定：
此类参数主要是优化变频器的使用性能，比如U/F曲线设定，可以提高电机启动时的启动特性，能更好的带负载启动；PID设定能利用变频器特有的性能控制水泵类电机做PID调节，不再需要PLC做PID控制；频率屏蔽点设定，可以跳过电机在某一频率时产生的机械共振等。
此类参数设定看实际应用中具体而定。
四、 实际应用例：
1、 一台3KW电机DCS的正反转带速度控制。
1） 设计思路：
选用一台具有正反转功能的变频器，功率为3KW，因为功率较小电磁干拢不大，可以不考虑输入电抗器，DCS控制需有变频器的状态信号（准备、运行、故障），以及实际电流信号，变频器的启停及正反转由DCS作控制，速度控制DCS采用4-20mA模拟信号作控制。
2） 变频器控制回路设计图：
3） 变频器参数设定：
代码
名称
设定值
说明
代码
名称
设定值
说明
9902
应用宏
1
标准型
1104
模拟量最小值
0
0Hz
9904
电机控制模式
1
选用速度控制
1105
模拟量最大值
50
50Hz
9905
电机额定电压
400V
参见电机铭牌
1301
模拟量低限
20%
对应4mA
9906
电机额定电流
7．0A
参见电机铭牌
1302
模拟量高限
100%
对应20mA
9907
电机额定频率
50Hz
参见电机铭牌
1401
输出继电器1
1
准备信号
9908
电机额定速度
1410r/min
参见电机铭牌
1402
输出继电器2
2
运行信号
9909
电机额定功率
3KW
参见电机铭牌
1403
输出继电器3
3
故障信号
1001
EXT1命令
2
2线制控制
1501
AO1输出
104
选择模拟电流
1003
方向控制
3
正反转控制
1504
AO1最小值
4
4mA
1103
AI1选择
1
速度从AI1取值
1505
AO1最大值
20
20mA
其它参数可用变频器默认值，改善变频器及对电机的控制特性，如加、减速，U/F曲线等由调试中按实际运行调节设定。
4） 实际安装及接线时应注意要点：
实际安装中注意模拟量信号线的屏蔽，屏蔽接地在DCS侧，变频器侧悬空；模拟量信号变频器默认为0-20mA，所以必须要设定为4-20mA；因故障反馈信号是由输出继电器3得到，该信号设置1403为故障反信号，所以接线注意接常闭点，其它二个反馈信号接常开点；同时必需检查变频器的各个跳针与设定是否正确；其它按变频器前述安装要求进行。
2、 一台15KW水泵做PID控制，控制水泵出口压力稳定。
1） 设计思路：
选用一台15KW具有PID功能的变频器，可以不考虑输入电抗器，电机速度由设定频率与泵出口压力作比较进行PID调节，设计应考虑能手/自动转换。
2） 变频器控制回路设计图：
3） 变频器参数设定：
代码
名称
设定值
说明
代码
名称
设定值
说明
9902
应用宏
6
PID型
1202
恒速1
20Hz
低速
9904
电机控制模式
1
选用速度控制
1203
恒速2
40Hz
中速
9905
电机额定电压
400V
参见电机铭牌
1204
恒速3
50Hz
高速
9906
电机额定电流
30．1A
参见电机铭牌
1301
AI1低限
0%
对应0V
9907
电机额定频率
50Hz
参见电机铭牌
1302
AI1高限
100%
对应10V
9908
电机额定速度
1460r/min
参见电机铭牌
1304
AI2低限
20%
对应4mA
9909
电机额定功率
15KW
参见电机铭牌
1305
AI2高限
100%
对应20mA
1001
EXT1命令
1
手-2线制控制
1402
输出继电器2
2
运行信号
1002
EXT2命令
6
PID2线制控制
1507
AO2输出
103
选择频率模拟
1003
方向控制
1
正反转控制
1508
AO2低值
0
0Hz
1102
EXT1/EXT2
2
定义DI2
1509
AO2高值
50
50Hz
1103
AI1选择
1
速度从AI1取值
1601
允许信号
5
DI5作急停用
1104
模拟量最小值
0
0Hz
4001
P（增益）
xxx
按实际调整
1105
模拟量最大值
50
50Hz
4002
I（积分）
xxx
按实际调整
1106
AI2选择
19
PID调节
4003
D（微分）
xxx
按实际调整
1107
模拟量最小值
0
0Hz
4005
偏差信号取反
1
取反信号
1108
模拟量最大值
50
50Hz
4010
设定值
1
AI1为给定值
1201
恒速设定
7
定义三段恒速
4027
PID参数组
0
选PID1组
其它参数可用变频器默认值，改善变频器及对电机的控制特性，如加、减速，U/F曲线等由调试中按实际运行调节设定；PID调节参数需实际调试时对40参数组进行修整改善，特别注意的是泵的出口压力与电机转速应取反，即压力高时要求降速，此参数在4005中设定。
4） 控制原理说明：
手动控制时，将手/自动转换开关断开（DI2=0），手动转换开关闭合（DI1=1），变频器将以AI1为参考控制速度，调整电机转速。
如果需要固定某一频率点，也开以利用恒速1（DI3）、恒速2（DI4）开关的组合，得到三段速度，设定为20Hz、40Hz、50Hz，可在参数1202、1203、1204中修改设定频率。
自动作PID控制时，将手/自动转换开关闭合（DI2=1），自动PID转换开关闭合（DI6=1），此时DI1、DI3、DI4均不起作用，电机将以AI1为设定点，AI2为实际值进行PID调节，泵出口压力高，将会自动降低电机转速，以降低出口压力，反之相反。
当出现紧急事故时，可拍下急停按钮（DI5=0），将不允许电机启动，起到保护作用。
电机的速度可由频率表查看，由AO2输出，应注意模拟量与表量程值的对应设定。
装有二个指示灯表示电机的运行、停止，由输出继电器2的常开常、闭点分别取得信号。
五、故障分析与维修：
变频器是一个高精度、高科技的电子元气件，对它的故障处理，我们也应由简到繁的原则去加以分析维修，对于我们一般的现场维护保养者，并不需要深入的了解其内部的构造，但应掌握其一般故障发生的规律加以分析处理。
变频器发生故障时，首先我们应从变频器的显示面板上读取故障代码，此类代码每一种变频器的代码信息均不会一致，但基本都会有过流、过压、过载、失压、超温、模拟量丢失、通讯丢失等故障记录。
在ABB-ACS550变频器中可由04组参数查得历史故障记录。
同时一般故障时我们可以从面板上的指示灯变为红色加以判断。
在分析故障时，我们还可以从变频器的实际检测数据中检查实际的开关量信号、模拟量信号及实际变频器运行数据加以判断是否正常，ABB-ACS550变频器此类信号值的检查可在01号参数组查得。
另外我们应注意变频的特性参数是否设定合理，对U/F曲线，加、减速时间，电流限制，各类保护等参数的设定特别需加以检查分析。
事例一、1台DCS控制的变频器，操作员设定30Hz运行频率开启后发现电机实际转速很慢，甚至跳停。
分析处理：
由于原来控制是正常的，说明原外部接线及控制方式应没问题，检查变频器故障代码是过流及过载，可能的原因是负载过大，根据现场得到的反馈是电机没问题，由于工艺的变化至使变频器负苛加大，检查变频器电流限定均正常，在试运行中查看运行参数发现输入开关量、模拟量数据均正常，但输入模拟量约为30Hz时，输出频率上不去，明显变频器启动带负苛能力差，调整U/F曲线以提高启动低频时的电压，故障排除。
事例二、1台变频器运行中经常跳停，报过温报警。
分析处理：
由于这台变频器前期运行正常，过温报警跳停一般只有变频器长期满负苛运行，不能充分散热引起，检查电机负载情况正常，但拆下变频器检查时发现其散热片上的积尘很厚，严重妨碍了变频器的散热性能，对积尘充分吹洗后，变频器工作恢复正常。
由例可见
升级会员 