《專業(yè)技能實訓(xùn)》變頻器綜合應(yīng)用課件

——變頻器綜合應(yīng)用《專業(yè)技能實訓(xùn)》3/14/2023一、實訓(xùn)任務(wù)

掌握變頻器的PU操作。1．實訓(xùn)要求

在參數(shù)設(shè)定模式下，設(shè)定相關(guān)參數(shù)值；在頻率設(shè)定模式下，設(shè)定運行頻率；改變相關(guān)設(shè)定值，在監(jiān)示模式下，觀察運行情況，監(jiān)示各輸出量的變化。2．實訓(xùn)目的（1）理解變頻器各參數(shù)的意義；（2）掌握PU單元的基本操作。3．實訓(xùn)器材（1）可編程控制器實訓(xùn)裝置1臺（含三菱FR-A540變頻器，下同）；（2）電動機1臺（Y-112-0.55，下同）；（3）電工常用工具1套；（4）導(dǎo)線若干；（5）實訓(xùn)控制臺1臺。實訓(xùn)課題《變頻器的PU操作》3/14/2023二、實訓(xùn)步驟實訓(xùn)課題變頻器的PU操作圖6—45變頻器的主接線（1）按圖6-45連接好變頻器3/14/2023二、實訓(xùn)步驟（7）按MODE鍵，在“參數(shù)設(shè)定模式”下，設(shè)定變頻器的有關(guān)參數(shù)。Pr.1=50Hz（上限頻率）Pr.2=0Hz（下限頻率）Pr.3=50Hz（基頻）Pr.7=3s（加速時間，從下限頻率加速到上限頻率）Pr.8=4s（減速時間，從上限頻率減速到下限頻率）

Pr.9=1A（過流保護）

（8）分別設(shè)變頻器的運行頻率為35、45、50Hz，運行變頻器，觀察電動機的運行情況。實訓(xùn)課題變頻器的PU操作3/14/2023三、能力測試（100分）設(shè)計一個鋼廠平板車的控制系統(tǒng)，其控制要求如下：鋼廠車間內(nèi)各個工段之間運送鋼材等重物使用的平板車是變頻器控制電動機正反轉(zhuǎn)的應(yīng)用實例，它的運行速度曲線如圖6-59所示。電動機的運行由操作人員通過變頻器的PU單元來控制，圖中的正方向是裝載時的運行速度，負方向是放下重物后空載返回的速度，前進、返回的起動和停止時間由變頻器的加、減時間來設(shè)定。實訓(xùn)課題變頻器的PU操作圖6-59平板車運行速度曲線圖3/14/20231．設(shè)計系統(tǒng)接線圖（10分）根據(jù)控制要求，畫出變頻器的接線圖。2．列出變頻器參數(shù)（20分）根據(jù)系統(tǒng)需要，列出變頻器參數(shù)及設(shè)定值。3．設(shè)置變頻器參數(shù)（30分）在參數(shù)設(shè)定模式下，設(shè)定變頻器的相關(guān)參數(shù)。實訓(xùn)課題變頻器的PU操作三、能力測試（100分）3/14/20236.6.1外部端子——主電路端子（1.主接線端子）6.6變頻器的EXT運行操作（即外部操作）圖6-61主電路端子示意圖變頻器電源輸入端子R、S、T連接工頻電源，變頻器電源輸出端子U、V、W連接三相電動機；注意，輸入和輸出端子不能接反。3/14/20236.6.1外部端子——控制電路端子6.6變頻器的EXT運行操作（即外部操作）控制回路端子又分為輸入端子和輸出端子，其端子分布如圖6-62所示，有關(guān)端子功能的說明如表6-8所示。3/14/20236.6.1外部端子——控制回路輸入端子。6.6變頻器的EXT運行操作（即外部操作）電流、電壓輸入端子控制回路輸入端子無電源輸入3/14/20233/14/20236.6變頻器的EXT運行操作（即外部操作）3/14/20236.6變頻器的EXT運行操作（即外部操作）類型端子

標記端子名稱說明

輸入信號

起動及功能設(shè)定STF正轉(zhuǎn)起動STF信號處于ON為正轉(zhuǎn)，處于OFF為停止。程序運行模式時，為程序運行開始信號（ON開始，OFF停止）當STF和STR信號同時處于ON時，相當于給出停止指令STR反轉(zhuǎn)起動STR信號處于ON為反轉(zhuǎn)，處于OFF為停止STOP起動自保持選擇使STOP信號處于ON，可以選擇起動信號自保持RH，RM，RL多段速度選擇用RH、RM和RL信號的組合可以選擇多段速度輸入端子功能選擇（Pr.180到Pr.186）用于改變端子功能JOG點動模式選擇JOG信號ON時選擇點動運行（出廠設(shè)定），用起動信號（STF和STR）可以點動運行3/14/20236.6變頻器的EXT運行操作（即外部操作）類型端子

標記端子名稱說明輸入信號

起動及功能設(shè)定AU電流輸入選擇只在端子AU信號處于ON時，變頻器才可用直流4～20mA作為頻率設(shè)定信號輸入端子功能選擇（Pr.180到Pr.186）用于改變端子功能CS瞬停電再起動選擇CS信號預(yù)先處于ON，瞬時停電再恢復(fù)時變頻器便可自動起動。但用這種運行方式時必須設(shè)定有關(guān)參數(shù)，因為出廠時設(shè)定為不能再起動SD公共輸入端（漏型）輸入端子和FM端子的公共端。直流24V，0.1A（PC端子）電源的輸出公共端PC直流24V電源和外部晶體管公共端接點輸入公共端（源型）當連接晶體管輸出（集電極開路輸出），例如可編程控制器時，將晶體管輸出用的外部電源公共端接到這個端子時，可以防止因漏電引起的誤動作，該端子可用于直流24V，0.1A電源輸出。當選擇源型時，該端子作為接點輸入的公共端3/14/20236.6變頻器的EXT運行操作（即外部操作）類型端子

標記端子名稱說明模擬信號

頻率設(shè)定10E頻率設(shè)定用電源10VDC，容許負荷電流10mA按出廠設(shè)定狀態(tài)連接頻率設(shè)定電位器時，與端子10連接。當連接到10E時，請改變端子2的輸入規(guī)格105VDC，容許負荷電流10mA2頻率設(shè)定（電壓）輸入0～5VDC（或0～10VDC）時，5V（10V）對應(yīng)為最大輸出頻率，輸入/輸出成比例。用參數(shù)Pr73的設(shè)定值來進行輸入直流0～5V（出廠設(shè)定）和0～10V的選擇。輸入阻抗10kW容許最大電壓為直流20V4頻率設(shè)定（電流）DC4～20mA，20mA為最大輸出頻率，輸入/輸出成比例。只在端子AU信號處于ON時，該輸入信號有效。輸入阻抗為250W時，容許最大電流為30mA1輔助頻率設(shè)定輸入0～±5VDC或0～±10VDC時，端子2或4的頻率設(shè)定信號與這個信號相加。用Pr.73設(shè)定不同的參數(shù)進行輸入0～±5VDC或0～±10VDC（出廠設(shè)定）的選擇。輸入阻抗10kW，容許電壓±20VDC5頻率設(shè)定公共端頻率信號設(shè)定端（2，1或4）和模擬輸出端AM的公共端子，請不要接大地3/14/20236.6變頻器的EXT運行操作（即外部操作）類型端子

標記端子名稱說明輸出信號接點A，B，C異常輸出指示變頻器因保護功能動作而輸出停止的轉(zhuǎn)換接點，AC200V0.3A，DC30V0.3A。異常時：B-C間不導(dǎo)通（A-C間導(dǎo)通），正常時：B-C間導(dǎo)通（A-C間不導(dǎo)通）輸出端子的功能選擇通過（Pr.190到Pr.195）改變端子功能集電極開路RUN變頻器正在運行變頻器輸出頻率為起動頻率（出廠時為0.5Hz，可變更）以上時為低電平，正在停止或正在直流制動時為高電平*1。容許負荷為DC24V，0.1ASU頻率到達輸出頻率達到設(shè)定頻率的±10%（出廠設(shè)定，可變更）時為低電平，正在加/減速或停止時為高電平*2。容許負荷為DC24V，0.1A0L過負荷報警當失速保護功能動作時為低電平，失速保護解除時為高電平*1。容許負荷為DC24V，0.1AIPF瞬時停電瞬時停電，電壓不足保護動作時為低電平*1，容許負荷為DC24V，0.1AFU頻率檢測輸出頻率為任意設(shè)定的檢測頻率以上時為低電平，以下時為高電平*1，容許負荷為DC24V，0.1ASE集電極開路輸出公共端端子RUN、SU、0L、IPF、FU的公共端子3/14/20236.6變頻器的EXT運行操作（即外部操作）1．連續(xù)運行當變頻器需要用外部信號控制連續(xù)運行時，將Pr.79設(shè)為2，此時，EXT燈亮，變頻器的起動、停止以及運行頻率都通過外部端子由外部信號來控制。6.6.2外部運行操作外部端子輸入信號控制運行圖6-63變頻器外部信號控制連續(xù)運行的接線圖。3/14/20236.6變頻器的EXT運行操作（即外部操作）（1）開關(guān)操作運行。當合上K1、轉(zhuǎn)動電位器RP時，電動機可正向加減速運行；當斷開K1時，電動機即停止運行。當合上K2、轉(zhuǎn)動電位器RP時，電動機可反向加減速運行；當斷開K2時，電動機即停止運行。當K1、K2同時合上時，電動機即停止運行。6.6.2外部運行操作圖6-63變頻器外部信號控制連續(xù)運行的接線圖。1．連續(xù)運行3/14/20236.6變頻器的EXT運行操作（即外部操作）（2）按鈕自保持連續(xù)運行。當按下SB1、轉(zhuǎn)動電位器RP時，電動機可正向加減速連續(xù)運行；當按下SB時，電動機即停止運行。當按下SB2、轉(zhuǎn)動電位器RP時，電動機可反向加減速連續(xù)運行；當按下SB時，電動機即停止運行。當先按SB1（或SB2）時，電動機可正向（或反向）運行，之后再按SB2（或SB1）時，電動機即停止運行。6.6.2外部運行操作圖6-63變頻器外部信號控制連續(xù)運行的接線圖。1．連續(xù)運行3/14/2023實訓(xùn)課題16外部信號控制變頻器的運行一、實訓(xùn)任務(wù)掌握變頻器的外部運行操作，即通過外部信號控制變頻器的連續(xù)和點動運行。1．實訓(xùn)目的（1）熟悉變頻器外部端子的功能；（2）掌握變頻器外部運行時的參數(shù)設(shè)置和接線；（3）會利用變頻器的外部輸入信號解決簡單的實踐問題。2．實訓(xùn)器材（1）可編程控制器實訓(xùn)裝置1臺；（2）開關(guān)、按鈕板模塊1個；（3）電動機1臺；（4）電位器1個（2W/1kW）；（5）電工常用工具1套；（6）導(dǎo)線若干。3/14/2023實訓(xùn)課題16外部信號控制變頻器的運行二、實訓(xùn)步驟（1）按圖6-45連接好變頻器主電路。圖6-45變頻器的主接線3/14/2023實訓(xùn)15中的鋼廠平板車的控制系統(tǒng)存在如下缺陷：一是電動機的起停要靠操作人員來控制，自動化程度太低；二是前進和返回的速度相同，效率太低，請?zhí)岣呖蛰d返回的速度（50Hz），運行速度曲線如圖6-65所示。請用變頻器的外部運行重新設(shè)計該控制系統(tǒng)。三、能力測試（100分）圖6-65平板車運行速度曲線圖實訓(xùn)課題16外部信號控制變頻器的運行3/14/20231．設(shè)計系統(tǒng)接線圖（30分）根據(jù)控制要求，畫出變頻器的接線圖（提示：正反轉(zhuǎn)的運行速度可分別用一個電位器，在A、B處各設(shè)一個行程開關(guān)，實現(xiàn)自動停車）。實訓(xùn)課題變頻器的PU操作三、能力測試（100分）3/14/20232．列出變頻器參數(shù)（20分）根據(jù)系統(tǒng)需要，列出變頻器參數(shù)及設(shè)定值。3．設(shè)置變頻器參數(shù)（10分）在參數(shù)設(shè)定模式下，設(shè)定變頻器的相關(guān)參數(shù)。4．運行調(diào)試（30分）通過變頻器的外部信號，實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)；調(diào)節(jié)電位器，使之符合正轉(zhuǎn)40Hz和反轉(zhuǎn)50Hz的要求。5．其它測試（10分）實訓(xùn)過程表現(xiàn)、安全生產(chǎn)、相關(guān)提問等。實訓(xùn)課題變頻器的PU操作三、能力測試（100分）3/14/20236.7變頻器的組合操作6．7．1組合運行方式(4種)Pr.79頻率調(diào)整啟動說明1PUPU用PU單元控制變頻及啟停2外部外部用外部信號來控制變頻及起停；3PU外部用PU單元控制變頻，用外部信號起停；4外部PU用外部信號控制變頻，用PU單元起停。

3/14/2023實訓(xùn)課題17

變頻器的組合操作一、實訓(xùn)任務(wù)掌握變頻器的組合操作。1．實訓(xùn)要求變頻器組合操作。即用PU單元來控制變頻器的運行頻率，用外部信號來控制變頻器的起停；然后用PU單元來控制變頻器的起停，用外部信號來控制變頻器的運行頻率。并在監(jiān)示模式下，觀察運行情況，監(jiān)示各輸出量的變化。2．實訓(xùn)目的（1）理解變頻器各相關(guān)參數(shù)的意義；（2）掌握變頻器各相關(guān)外部端子的功能；（3）會利用變頻器的多段調(diào)速功能解決簡單的實踐問題。6.7變頻器的組合操作3/14/2023實訓(xùn)課題17

變頻器的組合操作一、實訓(xùn)任務(wù)3．實訓(xùn)器材（1）可編程控制器實訓(xùn)裝置1臺；（2）開關(guān)、按鈕板模塊1個；（3）電位器1個（2W/1kW）；（4）電動機1臺；（5）電工常用工具1套；（6）導(dǎo)線若干。3/14/2023實訓(xùn)課題17

變頻器的組合操作圖6-66變頻器組合運行接線圖（1）按圖6-45連接好變頻器主電路。（2）設(shè)Pr.79=1，在頻率設(shè)定模式下設(shè)定變頻器的運行頻率（50Hz），然后再設(shè)定好其它相關(guān)參數(shù)。（3）設(shè)Pr.79=3（用PU單元控制變頻，用外部信號起停

），并按圖6-66連接好電路。二、實訓(xùn)步驟思考：如何控制變頻器啟、停？如何調(diào)速？3/14/2023實訓(xùn)課題17

變頻器的組合操作（4）50Hz連續(xù)正轉(zhuǎn)。合上k2，電動機正向運行；若斷開k2，電動機即停止。（5）50Hz連續(xù)反轉(zhuǎn)。合上k1，電動機反向運行；若斷開k4，電動機即停止。（6）在頻率設(shè)定模式下設(shè)定變頻器的運行頻率（40Hz），觀察電動機的運行情況。思考：若要用外部信號來控制變頻器的運行頻率，用PU單元來控制變頻器的起停。設(shè)Pr.79=？。二、實訓(xùn)步驟3/14/20237.1變頻器的多段調(diào)速運行通過控制開關(guān)SB3-SB5的不同組合得到7種速度。圖1-8多速運行接線圖3/14/20237.1變頻器的多段調(diào)速運行項目要求：用PLC、變頻器，設(shè)計一個電動機的三速運行的控制系統(tǒng)。其控制要求如下：按下起動按鈕，電動機以30Hz速度運行，5s后轉(zhuǎn)為45Hz速度運行，再過5s轉(zhuǎn)為20Hz速度運行，按停止按鈕，電動機即停止。3/14/2023A）設(shè)計思路

電機的三速運行，可采用變頻器的多段運行來控制。變頻器的多段運行信號通過PLC輸出端子來提供，即通過PLC控制變頻器的RL、RM和RH以及STR、SD端子的通斷,來控制變頻器運行。3/14/2023根據(jù)控制要求，除了設(shè)定變頻器的基本參數(shù)外，還必須設(shè)定變頻器的操作模式選擇和多速設(shè)定等參數(shù)，具體參數(shù)如下：1）PU操作模式，Pr79=1,變頻器參數(shù)清0.2）上限頻率Pr1=50Hz；3）下限頻率Pr2=0Hz；4）基底頻率Pr3=50Hz；5）加速時間Pr7=1s；6）減速時間Pr8=1s；7）電子過電流保護Pr9=電動機的額定電流；8）操作模式選擇（組合模式，即頻率由變頻器面板設(shè)定，啟、停由外部端子設(shè)定）Pr79=3；9）多段速度設(shè)定（1速）Pr4=20Hz；10）多段速度設(shè)定（2速）Pr5=45Hz；11）多段速度設(shè)定（3速）Pr6=30Hz。B）變頻器的參數(shù)設(shè)定3/14/2023C）PLC的I/O分配根據(jù)變頻器的控制要求，設(shè)計思路和變頻器的設(shè)定參數(shù)，PLC的I/O分配如下：X14：停止按鈕，X15：起動按鈕；Y10：運行信號（STR），Y11：1速（RL），Y12：2速（RM），Y13：3速（RH）,Y14：復(fù)位（RES）。圖2-5系統(tǒng)連接圖3/14/2023D)程序設(shè)計E)系統(tǒng)接線圖圖2-6狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖圖2-7系統(tǒng)連接圖X14：停止按鈕，X15：起動按鈕；Y10：運行信號（STR），Y11：1速（RL），Y12：2速（RM），Y13：3速（RH）,Y14：復(fù)位（RES）。思考：Y10用SET，而Y11、Y12、Y13用OUT指令，為什么？3/14/2023實訓(xùn).電梯橋廂的開、關(guān)門控制系統(tǒng)實訓(xùn)任務(wù)用PLC和變頻器設(shè)計一個電梯橋廂開、關(guān)門系統(tǒng)，并在實訓(xùn)室內(nèi)完成模擬調(diào)試?？刂埔骯)按開門按鈕SB1，電梯橋廂門即打開，開門的速度曲線如圖2-9a，按開門按鈕SB1后，即啟動到20HZ,2S后即加速到40HZ,6S后即減速到10HZ,10S后停止。b)按關(guān)門按鈕SB2，電梯橋廂門即關(guān)閉，關(guān)門的速度曲線如圖2-9b，按關(guān)門按鈕SB2后，即啟動到20HZ,2S后即加速到40HZ,6S后即減速到10HZ,10S后停止。c)電動機的加減速時間自行設(shè)定。圖2-9b橋廂關(guān)門曲線圖圖2-9a橋廂開門曲線圖3/14/2023設(shè)計思路根據(jù)實訓(xùn)的要求，可以采用變頻器的三段調(diào)速功能來實現(xiàn)項目的要求。即通過變頻器的輸入端子RH、RM、RL，并結(jié)合變頻器的參數(shù)Pr.4、Pr.5和Pr.6進行變頻器的多段調(diào)速；而輸入端子RH、RL、RM和SD端子的通、可以通過PLC的輸出信號來控制。圖2-10電梯橋廂開關(guān)門系統(tǒng)接線圖3/14/2023程序設(shè)計3/14/2023工業(yè)洗衣機控制系統(tǒng)(選做)實訓(xùn)任務(wù)：用PLC、變頻器設(shè)計一個工業(yè)洗衣機的控制系統(tǒng)?？刂埔螅?.進水步驟：按啟動按鈕－>開始進水－>水位到達高位時停止進水，進入洗滌步驟。2.洗滌步驟：洗滌正轉(zhuǎn)15s－>暫停3s－>洗滌反轉(zhuǎn)15s－>暫停3s。以上為一個小循環(huán)。小循環(huán)3次后，進入排水步驟。3.排水步驟：開始排水－>水位下降到低水位時，進入脫水步驟。4.脫水步驟：脫水10s。以上為一個大循環(huán)。大循環(huán)滿3次后－>洗完報警10s－>自動停機。3/14/2023工業(yè)洗衣機控制系統(tǒng)注意：講義上的參考程序是用變頻器的程序運行功能實現(xiàn)小循環(huán)的。設(shè)置Pr79=5則變頻器工作在程序運行功能，可以預(yù)設(shè)一定的程序，變頻器按程序運行。但我們使用的變頻器不具備此功能，所以要求修改PLC程序，用PLC程序來控制洗滌步驟的正反轉(zhuǎn)、起停。同時要修改接線。例程中RM、RH端口都是用作程序運行功能，我們這里不需要。3/14/2023項目:恒壓供水開環(huán)控制系統(tǒng)恒壓供水的原理：

如系統(tǒng)檢測到水壓變低，則變頻器控制水泵轉(zhuǎn)速加快，水管壓力得到提升；如系統(tǒng)檢測到水壓變高，則變頻器控制水泵轉(zhuǎn)速變慢，水管壓力變低。通過系統(tǒng)的控制，使始水壓始終保持恒定。3/14/2023項目:恒壓供水開環(huán)控制系統(tǒng)(選做)項目要求

用PLC、變頻器設(shè)計一個有七段速度的恒壓供水系統(tǒng)，其控制要求如下：1）共有三臺水泵，按設(shè)計要求2臺運行，1臺備用，運行和備用10天輪換一次。2）用水高峰時，1臺工頻運行，一臺變頻運行；用水低谷時，只需一臺變頻運行。3）三臺水