《西門子S7-1200應(yīng)用技術(shù)》S7-1200與變頻器的應(yīng)用

任務(wù)1認(rèn)識變頻器任務(wù)2應(yīng)用S7-1200與變頻器實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制任務(wù)3應(yīng)用S7-1200與變頻器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往返控制任務(wù)4應(yīng)用S7-1200與變頻器實(shí)現(xiàn)多段速控制任務(wù)5應(yīng)用S7-1200與變頻器實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速控制 S7-1200與變頻器的應(yīng)用任務(wù)一認(rèn)識變頻器任務(wù)引入了解通用變頻器的用途和構(gòu)造，熟悉變頻器端子連接方法以及各端子的功能相關(guān)知識一、變頻器的用途1．無級調(diào)速2．節(jié)能3．緩速啟動(dòng)4．直流制動(dòng)5．提高自動(dòng)化控制水平二、變頻器的構(gòu)造變頻器的基本結(jié)構(gòu)變頻器主電路結(jié)構(gòu)1.變頻器的主電路包括整流電路、儲(chǔ)能電路和逆變電路，是變頻器的功率電路。2.變頻器的控制電路主要以單片微處理器為核心構(gòu)成，控制電路具有設(shè)定和顯示運(yùn)行參數(shù)、信號檢測、系統(tǒng)保護(hù)、計(jì)算與控制、驅(qū)動(dòng)逆變管等功能。三、西門子MM420系列通用變頻器MM420系列變頻器外形MM420系列變頻器有單相（AC200V~240V，0.12kW~3.0kW）、三相（AC200V~240V，0.12kW~5.5kW）三相（AC380V~480V，0.37kW~11.0kW）型號額定功率電源參數(shù)輸出參數(shù)電壓電流頻率電壓電流頻率MM4201.6kVA380~480V2.8A47~63Hz380~480V2.1A0~650Hz1.變頻器的技術(shù)數(shù)據(jù)2.變頻器的結(jié)構(gòu)MM420變頻器基本配線圖3.變頻器的端子功能端子號端

子

功

能L1、L2、L3三相電源接入端，連接380V、50Hz交流電源U、V、W三相交流電壓輸出端，連接三相交流電動(dòng)機(jī)首端。此端如誤接三相電源端，則變頻器通電時(shí)將燒毀DC+、DC－直流回路電壓端，供維修測試用。即使電源切斷，電容器上仍然帶有危險(xiǎn)電壓，在切斷電源5分鐘后才允許打開本設(shè)備PE通過接地導(dǎo)體的保護(hù)性接地端子號端子功能電源/相關(guān)參數(shù)代號/出廠設(shè)置值1模擬量頻率設(shè)定電源（+10V）模擬量傳感器也可使用外部高精度電源，直流電壓范圍0～10V2模擬量頻率設(shè)定電源（0V）3模擬量輸入端AIN＋P1000=2，頻率選擇模擬量設(shè)定值4模擬量輸入端AIN－5數(shù)字量輸入端DIN1P0701=1，正轉(zhuǎn)/停止6數(shù)字量輸入端DIN2P0702=12，反轉(zhuǎn)7數(shù)字量輸入端DIN3P0703=9，故障復(fù)位8數(shù)字量電源（＋24V）也可使用外部電源，最大為直流33V9數(shù)字量電源（0V）10繼電器輸出RL1BP0731=52.3，變頻器故障時(shí)繼電器動(dòng)作，常開觸點(diǎn)閉合，用于故障識別11繼電器輸出RL1C12模擬量輸出AOUT+P0771～P078113模擬量輸出AOUT－14RS-485串行鏈路P+P2000～P205115RS-485串行鏈路N－四、MM420變頻器的參數(shù)設(shè)置1.MM420操作面板BOP顯示/按鍵功

能功

能

說

明r0000狀態(tài)顯示LCD（液晶）顯示變頻器當(dāng)前的參數(shù)值。r××××表示只讀參數(shù)，P××××表示可以設(shè)置的參數(shù)，P----表示變頻器忙碌，正在處理優(yōu)先級更高的任務(wù)啟動(dòng)變頻器按此鍵啟動(dòng)變頻器。默認(rèn)運(yùn)行時(shí)此鍵是被封鎖的。為了使此鍵起作用應(yīng)設(shè)定P0700=1停止變頻器OFF1：按此鍵，變頻器將按選定的斜坡下降速率減速停車。默認(rèn)運(yùn)行時(shí)此鍵被封鎖；為了允許此鍵操作，應(yīng)設(shè)定P0700=1OFF2：按此鍵兩次（或一次，但時(shí)間較長）電動(dòng)機(jī)將在慣性作用下自由停車。此功能總是“使能”的改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向按此鍵可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。電動(dòng)機(jī)的反向用負(fù)號（－）表示。默認(rèn)運(yùn)行時(shí)此鍵是被封鎖的，為了使此鍵的操作有效，應(yīng)設(shè)定P0700=1電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)在變頻器無輸出的情況下按此鍵，將使電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)，并按預(yù)設(shè)定的點(diǎn)動(dòng)頻率（出廠值為5Hz）運(yùn)行。釋放此鍵時(shí)，變頻器停車。如果變頻器/電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行，按此鍵將不起作用功能此鍵用于瀏覽輔助信息變頻器運(yùn)行過程中，在顯示任何一個(gè)參數(shù)時(shí)按下此鍵并保持不動(dòng)2s，將顯示以下參數(shù)值（在變頻器運(yùn)行中從任何一個(gè)參數(shù)開始）：1.直流回路電壓（用d表示，單位V）

2.輸出電流（A）3.輸出頻率（Hz）4.輸出電壓（用□表示，單位V）5.由P0005選定的數(shù)值［如果P0005選擇顯示上述參數(shù)中的任何一個(gè)（3，4，或5），這里將不再顯示］連續(xù)多次按下此鍵，將輪流顯示以上參數(shù)跳轉(zhuǎn)功能。在顯示任何一個(gè)參數(shù)（r××××或P××××）時(shí)短時(shí)間按下此鍵，將立即跳轉(zhuǎn)到r0000。如果需要的話，可以接著修改其他的參數(shù)。跳轉(zhuǎn)到r0000后，按此鍵將返回原來的顯示點(diǎn)訪問參數(shù)按此鍵即可訪問參數(shù)增加數(shù)值按此鍵即可增加面板上顯示的參數(shù)數(shù)值，長時(shí)間按則快速增加減少數(shù)值按此鍵即可減少面板上顯示的參數(shù)數(shù)值，長時(shí)間按則快速減少.2.MM420參數(shù)設(shè)置方法（1）長按（功能鍵），顯示r0000；或顯示閃爍，按，然后顯示r0000。（2）按/，找到需要修改的參數(shù)。（3）再按，進(jìn)入該參數(shù)值的修改。（4）再按，最右邊的一個(gè)數(shù)字閃爍。（5）按/，修改這位數(shù)字的數(shù)值。（6）再按，相鄰的下一位數(shù)字閃爍。（7）執(zhí)行④至⑥步，直到顯示出所要求的數(shù)值。（8）按，退出參數(shù)數(shù)值的訪問級。3.MM420恢復(fù)出廠設(shè)定值方法（1）P0010=30。（2）P0970=1。復(fù)位時(shí)，LCD顯示“P----”，完成復(fù)位過程大約需要10s。任務(wù)實(shí)施1.查詢MM420用戶手冊，了解MM420變頻器的用途。2.識別MM420硬件的型號及其接線端子。3.識別MM420操作面板BOP的按鍵功能。4.使用BOP面板的按鍵設(shè)置參數(shù)P0010為30，修改參數(shù)P0971為1，使變頻器的參數(shù)恢復(fù)為出廠設(shè)置。任務(wù)2應(yīng)用S7-1200與變頻器實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制任務(wù)引入由S7-1200通過西門子變頻器MM420驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)連續(xù)控制，控制要求如下。1.當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，通過變頻器的數(shù)字量輸入端來控制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，以40Hz固定頻率運(yùn)轉(zhuǎn)。2.當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)斷電停止。相關(guān)知識一、數(shù)字量輸入功能端子編號數(shù)字編號參數(shù)編號出廠值功

能

說

明5DIN1P070110：禁止數(shù)字輸入1：接通正轉(zhuǎn)/斷開停車2：接通反轉(zhuǎn)/斷開停車3：斷開按慣性自由停車4：斷開按斜坡曲線快速停車9：故障復(fù)位10：正向點(diǎn)動(dòng)11：反向點(diǎn)動(dòng)12：反轉(zhuǎn)（與正轉(zhuǎn)命令配合使用）13：MOP升速（用端子接通時(shí)間控制升速）14：MOP降速（用端子接通時(shí)間控制降速）15：固定頻率直接選擇16：固定頻率直接選擇+ON命令17：固定頻率二進(jìn)制編碼選擇+ON命令21：機(jī)旁/遠(yuǎn)程控制25：直流制動(dòng)29：由外部信號觸發(fā)跳閘33：禁止附加頻率設(shè)定值99：使能BICO參數(shù)化6DIN2P0702127DIN3P07039輸入電平方式分為高電平和低電平兩種，由參數(shù)P0725決定，默認(rèn)值為1。P0725=1，選擇高電平方式，數(shù)字端5、6、7輸入+24VDC有效。P0725=0，選擇低電平方式，數(shù)字端5、6、7輸入數(shù)字地0V有效。二、變頻器參數(shù)設(shè)置序號參數(shù)代號出廠值設(shè)置值說

明1P0010030調(diào)出出廠設(shè)置參數(shù)2P097001恢復(fù)出廠值（恢復(fù)時(shí)間大約60s）3P000312參數(shù)訪問級：擴(kuò)展級4P001001啟動(dòng)快速調(diào)試5P0304400按電動(dòng)機(jī)銘牌設(shè)置電動(dòng)機(jī)額定電壓（V）6P03051.90電動(dòng)機(jī)額定電流（A）7P03070.75電動(dòng)機(jī)額定功率（kW）8P03111395電動(dòng)機(jī)額定速度（r/min）9P070022外部數(shù)字輸入端子控制10P100021BOP設(shè)定的頻率值11P112010.001.00加速時(shí)間（s）12P112110.001.00減速時(shí)間（s）13P390001結(jié)束快速調(diào)試14P000407過濾參數(shù)：命令15P070111DIN1啟動(dòng)/停止控制16P0004010參數(shù)過濾：設(shè)定值通道17P10405.0040.00輸出頻率（Hz）任務(wù)實(shí)施2.創(chuàng)建變量并編寫程序1.

硬件組態(tài)一、硬件組態(tài)與編程二、仿真運(yùn)行單擊，新建一個(gè)仿真項(xiàng)目單擊仿真按鈕“下載預(yù)覽”中單擊“裝載”，將PLC_1站點(diǎn)下載到仿真器中單擊工具欄中的，使PLC運(yùn)行。仿真界面中，打開“SIM表格_1”，單擊，添加項(xiàng)目變量1.單擊變量“啟動(dòng)”，再單擊下面出現(xiàn)的“啟動(dòng)”按鈕，變量“電動(dòng)機(jī)”為TRUE，電動(dòng)機(jī)以設(shè)定頻率40Hz啟動(dòng)運(yùn)行。2.單擊變量“停止”，再單擊下面出現(xiàn)的“停止”按鈕，變量“電動(dòng)機(jī)”為FALSE，電動(dòng)機(jī)停止。任務(wù)3應(yīng)用S7-1200與變頻器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往返控制任務(wù)引入使用PLC和變頻器組成自動(dòng)往返控制電路，實(shí)現(xiàn)如下控制要求。1.當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，加速時(shí)間為1s，運(yùn)行頻率為25Hz，機(jī)械裝置前進(jìn)。2.當(dāng)機(jī)械裝置的撞塊觸碰換向行程開關(guān)SQ1時(shí)，電動(dòng)機(jī)先減速停止，后開始反向啟動(dòng)，加減速時(shí)間均為1s，反轉(zhuǎn)運(yùn)行頻率為40Hz，機(jī)械裝置后退。3.當(dāng)機(jī)械裝置的撞塊觸碰原點(diǎn)行程開關(guān)SQ2時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止，完成一個(gè)周期。相關(guān)知識一、固定頻率選擇（1）固定頻率直接選擇（P0701～P0703=15）。在這種操作方式下，一個(gè)數(shù)字量輸入通過頻率設(shè)置參數(shù)選擇一個(gè)固定頻率，見表。（2）固定頻率直接選擇+ON命令（P0701～P0703=16）。在這種操作方式下，數(shù)字量輸入既選擇固定頻率，又具備啟動(dòng)運(yùn)行變頻器命令的功能。（3）固定頻率二進(jìn)制編碼選擇+ON命令（P0701～P0703=17）。端子編號數(shù)字編號固定頻率設(shè)置參數(shù)功

能

說

明5DIN1P10011．如果有幾個(gè)固定頻率輸入同時(shí)被激活，選定的頻率是它們的總和，如FF1+FF2+FF32．運(yùn)行變頻器還需要啟動(dòng)命令6DIN2P10027DIN3P1003二、變頻器參數(shù)設(shè)置序號參數(shù)代號出廠值設(shè)置值說

明1P0010030調(diào)出廠設(shè)置參數(shù)，準(zhǔn)備復(fù)位2P097001復(fù)位出廠值3P000312參數(shù)訪問：擴(kuò)展級4P001001啟動(dòng)快速調(diào)試5P0304400按電動(dòng)機(jī)銘牌設(shè)置電動(dòng)機(jī)的額定電壓（V）6P03051.90電動(dòng)機(jī)的額定電流（A）7P03070.75電動(dòng)機(jī)的額定功率（kW）8P03111395電動(dòng)機(jī)的額定速度（r/min）9P390001結(jié)束快速調(diào)試10P000312參數(shù)訪問：擴(kuò)展級11P000407參數(shù)過濾：命令通道712P070022默認(rèn)外部數(shù)字端子控制13P0701116DIN1選擇固定頻率直接選擇+ON命令14P07021216DIN2選擇固定頻率直接選擇+ON命令15P0004010參數(shù)過濾：設(shè)定值通道1016P100023固定頻率17P10010.0025.00固定頻率1=25Hz18P10025.00?40.00固定頻率2=?40Hz19P112010.001.00加速時(shí)間（s）20P112110.001.00減速時(shí)間（s）任務(wù)實(shí)施2.創(chuàng)建變量并編寫程序1.

硬件組態(tài)一、硬件組態(tài)與編程二、仿真運(yùn)行單擊，新建一個(gè)仿真項(xiàng)目單擊仿真按鈕“下載預(yù)覽”中單擊“裝載”，將PLC_1站點(diǎn)下載到仿真器中單擊工具欄中的，使PLC運(yùn)行。仿真界面中，打開“SIM表格_1”，單擊，添加項(xiàng)目變量1.單擊“啟動(dòng)”的按鈕，“前進(jìn)”為TRUE，機(jī)械裝置前進(jìn)。2.單擊“換向”的按鈕，“前進(jìn)”為FALSE，“后退”為TRUE，機(jī)械裝置后退。3.單擊“原點(diǎn)”的按鈕，“后退”為FALSE，機(jī)械裝置到達(dá)原點(diǎn)。4.無論前進(jìn)或后退，只要單擊“停止”的按鈕，“前進(jìn)”或“后退”均為FALSE，機(jī)械裝置立即停止。任務(wù)4應(yīng)用S7-1200與變頻器實(shí)現(xiàn)多段速控制任務(wù)引入由S7-1200通過西門子變頻器MM420實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)的七段速控制曲線如圖所示，控制要求如下。1.當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)通電從速度1到速度7間隔10s運(yùn)行。2.速度7運(yùn)行結(jié)束后，返回到速度1運(yùn)行，進(jìn)入下一個(gè)周期。3.當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)斷電停止。相關(guān)知識一、變頻器固定頻率的選擇選擇固定頻率二進(jìn)制編碼選擇+ON命令（P0701～P0703=17），根據(jù)DIN1~DIN3的數(shù)字輸入的二進(jìn)制編碼選擇變頻器的輸出頻率，并且直接輸出該頻率使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，不需要啟動(dòng)命令。參數(shù)DIN3DIN2DIN1設(shè)定頻率/HzP100100120（速度1）P100201025（速度2）P100301130（速度3）P100410035（速度4）P100510140（速度5）P100611045（速度6）P100711150（速度7）二、變頻器參數(shù)設(shè)置序號參數(shù)代號出廠值設(shè)置值說

明1P0010030調(diào)出出廠設(shè)置參數(shù)2P097001恢復(fù)出廠值（恢復(fù)時(shí)間大約60s）3P000312參數(shù)訪問：擴(kuò)展級4P001001啟動(dòng)快速調(diào)試5P0304400按電動(dòng)機(jī)銘牌設(shè)置電動(dòng)機(jī)額定電壓（V）6P03051.90電動(dòng)機(jī)額定電流（A）7P03070.75電動(dòng)機(jī)額定功率（kW）8P03111395電動(dòng)機(jī)額定速度（r/min）9P390001結(jié)束快速調(diào)試10P000312擴(kuò)展級11P000407參數(shù)過濾：命令通道12P070022外部數(shù)字輸入端子控制13P0701117DIN1選擇固定頻率二進(jìn)制編碼選擇+ON17P07021217DIN2選擇固定頻率二進(jìn)制編碼選擇+ON18P0703917DIN3選擇固定頻率二進(jìn)制編碼選擇+ON19P0004010參數(shù)過濾：設(shè)定值通道20P100023固定頻率21P10010.0020.00固定頻率1=20Hz22P10025.0025.00固定頻率2=25Hz23P100310.0030.00固定頻率3=30Hz24P100415.0035.00固定頻率4=35Hz25P100520.0040.00固定頻率5=40Hz26P100625.0045.00固定頻率6=45Hz27P100730.0050.00固定頻率7=50Hz28P112010.001.00加速時(shí)間（s）29P112110.001.00減速時(shí)間（s）任務(wù)實(shí)施2.創(chuàng)建變量并編寫程序1.

硬件組態(tài)一、硬件組態(tài)與編程程序出現(xiàn)二、仿真運(yùn)行單擊，新建一個(gè)仿真項(xiàng)目單擊仿真按鈕“下載預(yù)覽”中單擊“裝載”，將PLC_1站點(diǎn)下載到仿真器中單擊工具欄中的，使PLC運(yùn)行。仿真界面中，打開“SIM表格_1”，單擊，添加項(xiàng)目變量1.單擊“啟動(dòng)”的按鈕，則“速度選擇1”~“速度選擇3”按2#001~2#111變化，變頻器選擇固定頻率1~7輸出驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。2.單擊“停止”的按鈕，“速度選擇1”~“速度選擇3”都沒有輸出，電動(dòng)機(jī)停止。任務(wù)5應(yīng)用S7-1200與變頻器實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速控制任務(wù)引入由S7-1200通過西門子變頻器MM420實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)變頻調(diào)速控制，控制要求如下。1.當(dāng)按下正轉(zhuǎn)按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)通電以“設(shè)定速度”所設(shè)定的速度值正轉(zhuǎn)啟動(dòng)。2.當(dāng)按下反轉(zhuǎn)按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)通電以“設(shè)定速度”所設(shè)定的速度值反轉(zhuǎn)啟動(dòng)。3.當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)斷電停止。4.當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，指示燈亮。相關(guān)知識—變頻器參數(shù)設(shè)置序號參數(shù)代號出廠值設(shè)置值說

明1P0010030調(diào)出出廠設(shè)置參數(shù)2P097001恢復(fù)出廠值（恢復(fù)時(shí)間大約60s）3P000312參數(shù)訪問：擴(kuò)展級4P001001啟動(dòng)快速調(diào)試5P0304400