運(yùn)動控制技術(shù)基礎(chǔ)課件 項(xiàng)目10 應(yīng)用模擬量控制三相異步電動機(jī)變頻運(yùn)行

BasicsOfMotionControlTechnology運(yùn)動控制技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目10應(yīng)用模擬量控制三相異步電動機(jī)變頻運(yùn)行背景描述

項(xiàng)目10

應(yīng)用模擬量控制三相異步電動機(jī)變頻運(yùn)行多段速調(diào)速較好地解決了電動機(jī)對生產(chǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)速匹配問題，但仍然不能滿足很多應(yīng)用場景的需求。多段速調(diào)速存在的主要問題有兩個:一是可實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)速是有限的，在某一范圍內(nèi)，只能實(shí)現(xiàn)有限的若干種運(yùn)行轉(zhuǎn)速；二是在進(jìn)行轉(zhuǎn)速切換時由于轉(zhuǎn)速不連續(xù)會導(dǎo)致較大的機(jī)械沖擊，這一問題在平滑變速為主要技術(shù)指標(biāo)時會尤其顯得嚴(yán)重。無級調(diào)速可以很好地解決這些問題。進(jìn)行無級調(diào)速時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可在某一范圍內(nèi)連續(xù)平滑改變。無級調(diào)速因其調(diào)速范圍寬、控制靈活，傳動效率高，獲得了廣泛的應(yīng)用。示范實(shí)例：資訊

項(xiàng)目8中的Y90S-2三相異步電動機(jī)因?yàn)樯a(chǎn)工藝升級，要求運(yùn)行頻率在48Hz~25Hz之間連續(xù)可調(diào)。設(shè)備設(shè)有正轉(zhuǎn)啟動按鈕、反轉(zhuǎn)啟動按鈕以及停止按鈕，速度信號由其它控制單元通過數(shù)據(jù)（整數(shù)或?qū)崝?shù)）傳送給PLC。該設(shè)備采用S7-300PLC進(jìn)行控制，變頻器主電路已連接好，控制電路按鈕、PLC等元器件已準(zhǔn)備好，請根據(jù)控制要求完成以下任務(wù)：1.確定I/O分配表；2.完成PLC-變頻器控制電路圖；3.完成PLC-變頻器控制電路連接；4.完成PLC程序編寫；5.完成PLC程序下載并控制電機(jī)變頻運(yùn)行。項(xiàng)目10

應(yīng)用模擬量控制三相異步電動機(jī)變頻運(yùn)行示范實(shí)例：資訊

變頻器進(jìn)行無級調(diào)速時通常采用模擬量信號輸入。S7-300PLC支持模擬量的輸入與輸出，其模擬量信號分為電流信號和電壓信號，其中電流信號包括+/-20mA、0~20mA和4~20mA，電壓信號包括+/-10V和0~10V。當(dāng)外部輸入模擬量信號時，PLC會將其轉(zhuǎn)換為一個整數(shù)存入一個長度為十六位的存儲空間，即進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）。這些整數(shù)都是按左對齊的方式以補(bǔ)碼的形式存儲的，存儲空間的最高位都是符號位，0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)，剩下最多十五位表示模擬量的數(shù)值。如果轉(zhuǎn)換精度低于十五位，則從最低位開始補(bǔ)0，直至補(bǔ)夠十五位。當(dāng)PLC輸出一個模擬量信號時，PLC是將一個十六位整數(shù)轉(zhuǎn)換為模擬量信號，即進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換（DAC）。使用的PLC的模擬量輸入輸出功能時，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇所需的信號類型和規(guī)格，并遵循必要的接線規(guī)則。相關(guān)細(xì)則可以查詢S7-300模塊數(shù)據(jù)設(shè)備手冊。項(xiàng)目10

應(yīng)用模擬量控制三相異步電動機(jī)變頻運(yùn)行示范實(shí)例：資訊

S7-300PLC的單極性模擬量輸入：0~27648稱為額定范圍，對應(yīng)模擬量信號量程的0%~100%；26749~32511稱為過沖范圍，32511對應(yīng)模擬量信號量程的117.589%；32767稱為上溢，對應(yīng)模擬量信號量程的>118.515%；-1~-4864稱為下沖范圍，-4864對應(yīng)模擬信號量程的-17.593%；-32768稱為下溢，對應(yīng)模擬量信號量程的≤-17.596%。S7-300PLC的雙極性模擬量輸入：-27648~27648稱為額定范圍，對應(yīng)模擬量信號量程的-100%~100%；26749~32511稱為過沖范圍，32511對應(yīng)模擬量信號量程的117.589%；32767稱為上溢，對應(yīng)模擬量信號量程的>118.515%；-27649~-32512稱為下沖范圍，-32512對應(yīng)模擬量信號量程的-117.593%；-32768稱為下溢，對應(yīng)模擬量信號量程的≤-117.596%。項(xiàng)目10

應(yīng)用模擬量控制三相異步電動機(jī)變頻運(yùn)行示范實(shí)例：資訊

S7-300PLC的單極性模擬量輸出：0~27648稱為額定范圍，對應(yīng)模擬量信號量程的0%~100%；26749~32511稱為過沖范圍，32511對應(yīng)模擬量信號量程的117.589%；≥32512稱為上溢，對應(yīng)模擬量信號量程的0%；-1~-32512稱為下沖范圍，對應(yīng)模擬量信號量程的0%；≤-32513稱為下溢，對應(yīng)模擬量信號量程的0%。S7-300PLC的雙極性模擬量輸出：-27648~27648稱為額定范圍，對應(yīng)模擬量信號量程的-100%~100%；26749~32511稱為過沖范圍，32511對應(yīng)模擬量信號量程的117.589%；≥32512稱為上溢，對應(yīng)模擬量信號量程的0%；-27649~-32512稱為下沖范圍，-32512對應(yīng)模擬量信號量程的-117.593%；≤-32513稱為下溢，對應(yīng)模擬量信號量程的0%。項(xiàng)目10

應(yīng)用模擬量控制三相異步電動機(jī)變頻運(yùn)行示范實(shí)例：計(jì)劃

序號項(xiàng)目內(nèi)容時間人員1編制I/O分配表確定所需要的I/O點(diǎn)數(shù)并分配具體用途，編制I/O分配表（需提交）5分鐘全體人員2繪制PLC-變頻器控制電路圖根據(jù)I/O分配表繪制PLC-變頻器控制電路圖15分鐘全體人員3連接PLC-變頻器控制電路根據(jù)PLC-變頻器控制電路圖完成控制電路連接20分鐘全體人員4設(shè)置變頻器參數(shù)根據(jù)控制要求設(shè)置變頻器參數(shù)10分鐘全體人員5編寫無級調(diào)速控制PLC程序根據(jù)控制要求編寫無級調(diào)速控制PLC程序20分鐘全體人員6下載PLC程序運(yùn)行把控制程序下載到PLC，控制變頻器實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級調(diào)速變頻運(yùn)行10分鐘全體人員項(xiàng)目10

應(yīng)用模擬量控制三相異步電動機(jī)變頻運(yùn)行示范實(shí)例：決策

按照工作計(jì)劃表，項(xiàng)目小組全體成員共同確定I/O分配表，然后按兩個小組分別實(shí)施系統(tǒng)硬件裝調(diào)、參數(shù)設(shè)置和程序編寫，共同進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，合作完成任務(wù)并提交任務(wù)評價表。項(xiàng)目10

應(yīng)用模擬量控制三相異步電動機(jī)變頻運(yùn)行示范實(shí)例：實(shí)施

（一）編制I/O分配表（二）繪制PLC-變頻器控制電路圖（三）連接PLC-變頻器控制電路（四）變頻器硬件設(shè)置與參數(shù)設(shè)置（五）編寫PLC程序1.S7-300PLC模擬量輸出的硬件組態(tài)與編程地址2.正反轉(zhuǎn)啟?？刂瞥绦?.速度信號控制程序（六）下載PLC程序運(yùn)行項(xiàng)目10

應(yīng)用模擬量控制三相異步電動機(jī)變頻運(yùn)行示范實(shí)例：檢查

項(xiàng)目分值評分標(biāo)準(zhǔn)檢查情況得分編制I/O分配表101.所有輸入地址編排合理，節(jié)約硬件資源，元件符號與元件作用說明完整，5分；2.所有輸出地址編排合理，節(jié)約硬件資源，元件符號與元件作用說明完整，5分。

繪制PLC-變頻器控制電路圖101.電路圖元件齊全，標(biāo)注正確，5分；2.電路功能完整，布局合理，5分。

連接PLC-變頻器控制電路101.安全違章扣10分；2.安裝不達(dá)標(biāo)一項(xiàng)扣2分。

設(shè)置變頻器參數(shù)10能根據(jù)需要正確修改參數(shù)設(shè)定值。

編寫無級調(diào)速控制PLC程序501.功能正確，程序段合理，30分；2.符號表正確完整，10分；3.絕對地址、符號地址顯示正確，程序段注釋合理，10分。

下載PLC程序運(yùn)行101.程序下載正確，PLC指示燈正常，5分；2.程序運(yùn)行操作正確，能實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能，5分。合計(jì)100

項(xiàng)目10

應(yīng)用模擬量控制三相異步電動機(jī)變頻運(yùn)行示范實(shí)例：評價

表10-6應(yīng)用模擬量信號控制三相異步電動機(jī)變頻運(yùn)行項(xiàng)目自評表

簽名：日期：表10-7應(yīng)用模擬量信號控制三相異步電動機(jī)變頻運(yùn)行項(xiàng)目他評表

簽名：日期：項(xiàng)目10

應(yīng)用模擬量控制三相異步電動機(jī)變頻運(yùn)行實(shí)踐練習(xí)

項(xiàng)目8實(shí)踐練習(xí)中生產(chǎn)線選料電機(jī)型號為Y80M2-4，根據(jù)設(shè)備工況需要，要求運(yùn)行頻率在48Hz~25Hz之間連續(xù)可調(diào)。設(shè)備設(shè)有正轉(zhuǎn)啟動按鈕、反轉(zhuǎn)啟動按鈕以及停止按鈕，速度信號由電位器輸入0~10V電壓。該設(shè)備采用S7-300PLC進(jìn)行控制，變頻器主電路已連接好，控制電路按鈕、PLC等元器件已準(zhǔn)備好，請根據(jù)控制要求完成以下任務(wù)：1.確定I/O分配表；2.完成PLC-變頻器控制電路圖；3.完成PLC-變頻器控制電路連接；4.完成PLC程序編寫；5.完成PLC程序下載并控制電機(jī)變頻運(yùn)行。項(xiàng)目10

應(yīng)用模擬量控制三相異步電動機(jī)變頻運(yùn)行擴(kuò)展提升

某車間有一臺溶液攪拌電機(jī)，型號為Y112M-6，額定容量2.2Kw，額定轉(zhuǎn)速940rpm，過載能力為ND。根據(jù)溶液溫度需調(diào)整攪拌速度，擬采用臺達(dá)變頻器控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)45Hz~20Hz之間的速度連續(xù)可調(diào)。速度信號采用電位器輸入0~5V