G120 變頻器技術(shù)及應(yīng)用 課件 3.1 數(shù)字量輸入

3.1數(shù)字量輸入講授內(nèi)容3.1.1BICO功能3.1.2預(yù)定義接口宏3.1.3指令源和設(shè)定值源3.1.4數(shù)字量輸入端子及連接固定頻率運行3.1.53.1.6變頻器2/3線控制電動電位器（MOP）給定3.1.7本地/遠程切換控制3.1.83.1.9停車方式使用調(diào)試軟件實現(xiàn)固定速度運行3.1.103.1.1BICO功能BICO功能是一種把變頻器內(nèi)部輸入和輸出功能聯(lián)系在一起的設(shè)置方法，是西門子公司變頻器特有的功能，可以根據(jù)實際工藝要求來靈活定義端口。在SINAMICSG120變頻器的過程中會經(jīng)常使用BICO功能。1、BICO參數(shù)在CU240E/B-2的參數(shù)表中有些參數(shù)名稱的前面冠有以下字樣：“BI：”，“BO：”，“CI：”，“CO：”，“CO/BO：”它們就是BICO參數(shù)?？梢酝ㄟ^BICO參數(shù)確定功能塊輸入信號的來源，確定功能塊是從哪個二進制接口或模擬量接口讀取輸入信號的，這樣用戶便可按照自己的要求，互聯(lián)設(shè)備內(nèi)各種功能塊了。3.1.1BICO功能BICO功能BI：二進制互聯(lián)輸入，即參數(shù)作為某個功能的二進制輸入接口，通常與“p參數(shù)”對應(yīng)。BO：二進制互聯(lián)輸出，即參數(shù)作為二進制輸出信號，通常與“r參數(shù)”對應(yīng)。CI：模擬量互聯(lián)輸入，即參數(shù)作為某個功能的模擬量輸入接口，通常與“p參數(shù)”對應(yīng)。CO：模擬量互聯(lián)輸出，即參數(shù)作為模擬量輸出信號，通常與“r參數(shù)”對應(yīng)。CO/BO：模擬量/二進制互聯(lián)輸出，是將多個二進制信號合并成一個“字”的參數(shù)，該字中的每一位都表示一個二進制互聯(lián)輸出信號，16個位合并在一起表示一個模擬量互聯(lián)輸出信號。3.1.1BICO功能2、BICO功能示例BICO功能示例如表3-1所示。參數(shù)號參數(shù)值功能說明p0840722.0數(shù)字輸入DI0作為啟動信號p0840：BI參數(shù)，ON/OFF命令r0722.0：CO/BO參數(shù)，數(shù)字輸入DI0狀態(tài)p1070755.0模擬量輸入AI0作為主設(shè)定值p1070：CI參數(shù)，主設(shè)定值r0755.0：CO參數(shù)，模擬量輸入AI0的輸入值3.1.2預(yù)定義接口宏G120變頻器為滿足不同的接口定義提供了多種定義接口宏，利用預(yù)定義接口宏可以方便的設(shè)置變頻器的命令源和設(shè)定值源?？梢酝ㄟ^參數(shù)p0015修改宏。

在工程項目中，選用宏功能時請注意以下兩點：1、如果其中一種宏定義的接口方式完全符合用戶的應(yīng)用，那么按照該宏的接線方式設(shè)計原理圖，并在調(diào)試時選擇相應(yīng)的宏功能即可方便的實現(xiàn)控制要求。2、如果所有宏定義的接口方式都不能完全符合用戶的應(yīng)用，那么就選擇與用戶的布線比較相近的接口宏，然后根據(jù)需要來調(diào)整輸入/輸出的配置。

注意：修改宏參數(shù)p0015時，只有p0010=1時才能更改。3.1.2預(yù)定義接口宏G120變頻器為滿足不同的接口定義提供了多種定義接口宏，利用預(yù)定義接口宏可以方便的設(shè)置變頻器的命令源和設(shè)定值源?？梢酝ㄟ^參數(shù)p0015修改宏。

在工程項目中，選用宏功能時請注意以下兩點：1、如果其中一種宏定義的接口方式完全符合用戶的應(yīng)用，那么按照該宏的接線方式設(shè)計原理圖，并在調(diào)試時選擇相應(yīng)的宏功能即可方便的實現(xiàn)控制要求。2、如果所有宏定義的接口方式都不能完全符合用戶的應(yīng)用，那么就選擇與用戶的布線比較相近的接口宏，然后根據(jù)需要來調(diào)整輸入/輸出的配置。

注意：修改宏參數(shù)p0015時，只有p0010=1時才能更改。

控制單元CU240E-2系列為用戶提供多種接口宏（控制單元不同，所提供的接口宏類別也不同）如下表：3.1.2預(yù)定義接口宏3.1.2預(yù)定義接口宏每種宏定義的接口方式如圖3.1.2預(yù)定義接口宏每種宏定義的接口方式如圖3.1.2預(yù)定義接口宏每種宏定義的接口方式如圖3.1.2預(yù)定義接口宏每種宏定義的接口方式如圖3.1.2預(yù)定義接口宏每種宏定義的接口方式如圖3.1.3指令源和設(shè)定源

通信預(yù)定義接口宏可以定義變頻器用什么信號控制起動，由什么信號來控制輸出頻率，在預(yù)定義接口宏不能完全符合要求時，必須根據(jù)需要通過BICO功能來調(diào)整指令源和設(shè)定值源。

1、指令源

指令源指變頻器收到控制指令的接口。在設(shè)置預(yù)定義接口宏p0015時，變頻器會自動對指令源進行定義。下表所列舉參數(shù)設(shè)置中r722.0、r722.2、r722.3、r2090.0、r2090.1均為指令源。3.1.3指令源和設(shè)定源2、設(shè)定值源

設(shè)定值源指變頻器收到控制指令的接口，在設(shè)置預(yù)定義接口宏p0015時，變頻器會自動對設(shè)定值源進行定義。下表所列舉參數(shù)設(shè)置中r1050、r755.0、r1024、r2050.1、r755.1均為設(shè)定值源。3.1.4數(shù)字量輸入端子及連接G120變頻器控制單元CU240E-2的數(shù)字量輸入端子5、6、7、8、16、17為用戶提供了6個完全可編程的數(shù)字輸入端子，數(shù)字輸入端子的信號可以來自外部的開關(guān)量，也可來自晶體管、繼電器的輸出信號。

端子9、28是一個24V的直流電源，給用戶提供了數(shù)字量的輸入所需要的直流電源。數(shù)字量信號（使用變頻器的內(nèi)部電源）來自外部開關(guān)端子的接線方法如下圖

所示。3.1.4數(shù)字量輸入端子及連接若提供的6個數(shù)字量輸入不夠，通過下圖的方法增加兩個數(shù)字量輸入DI11和DI12。數(shù)字量輸入DI與所對應(yīng)的狀態(tài)位關(guān)系，見下表。3.1.5固定頻率運行

固定頻率運行，又稱多段速運行，就是設(shè)置p1000（頻率控制源）=3的條件下，用數(shù)字量端子選擇固定設(shè)定值或其組合，實現(xiàn)電動機的多段速固定頻率運行。有兩種固定設(shè)定值模式，直接選擇和二進制選擇。1、直接選擇模式

一個數(shù)字量輸入選擇一個固定設(shè)定值。多個數(shù)字輸入量同時激活時，選定的設(shè)定值是對應(yīng)固定設(shè)定值的疊加。最多可以設(shè)置4個數(shù)字輸入信號。采用直接選擇模式需要設(shè)置參數(shù)p1016=1。3.1.5固定頻率運行1、直接選擇模式其中，參數(shù)p1020至p1023為固定設(shè)定值的選擇信號。對應(yīng)關(guān)系下表所示。參數(shù)號說

明參數(shù)號說

明p1020固定設(shè)定值1的選擇信號p1001固定設(shè)定值1p1021固定設(shè)定值2的選擇信號p1002固定設(shè)定值2p1022固定設(shè)定值3的選擇信號p1003固定設(shè)定值3p1023固定設(shè)定值4的選擇信號p1004固定設(shè)定值43.1.5固定頻率運行【例1】通過外部開關(guān)量實現(xiàn)電動機的兩個固定轉(zhuǎn)速，分別為500rpm和1000rpm，數(shù)字量輸入端子接線圖如下圖所示。3.1.5固定頻率運行【例2】通過DI2和DI3選擇電動機運行的兩個固定轉(zhuǎn)速，分別為200rpm和300rpm，DI0為起動信號，數(shù)字量輸入如下圖所示。3.1.5固定頻率運行

2、二進制模式選擇4個數(shù)字量輸入通過二進制編碼方式選擇固定設(shè)定值，使用這種方法最多可以選擇15個固定頻率。數(shù)字輸入不同的狀態(tài)對應(yīng)的固定設(shè)定值如下表所示，采用二進制選擇模式需要設(shè)置參數(shù)p1016=2。3.1.5固定頻率運行【例1】使用二進制模式選擇方式通過DI1、DI2、DI3和DI4選擇電動機運行的固定轉(zhuǎn)速，DI0為啟動信號，參數(shù)如何設(shè)置？3.1.6變頻器2/3線控制

如果選擇通過數(shù)字量輸入來控制變頻器啟停，需要通過參數(shù)p0015定義數(shù)字量輸入如何啟動停止電動機，如何在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)之間進行切換。

有五種接口宏用于控制電動機的啟停及正反轉(zhuǎn)，其中三種方法通過兩個控制指令進行控制，又稱雙線制控制；另外兩種方法需要三個控制指令，又稱三線制控制。

這五種宏的啟停命令來自于數(shù)字量輸入端子，而電動機的運行頻率均來自于模擬量AI0。3.1.6變頻器2/3線控制G120的2/3控制方式如圖所示兩線制控制方法2（宏17）與方法3（宏18）的區(qū)別：1、兩線制控制方法2只能在電動機停止時接受新的控制指令，如果控制指令1和2同時接通，電動機按照之前的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。2、兩線制控制方法3可以在任何時刻接受新的控制指令，如果控制指令1和2同時接通，電動機按照OFF1斜坡停止。3.1.7電動電位器（MOP）給定變頻器的MOP（MotorPotentiometer）功能是通過變頻器的數(shù)字量端口的通、斷來控制變頻器輸出頻率的升、降，又稱為UP/DOWN（遠程遙控設(shè)定）功能。實現(xiàn)變頻器的MOP功能：首先通過接口宏預(yù)置兩個端子的MOP功能然后才能通過預(yù)置為UP或DOWN功能的數(shù)字量輸入端子的通或斷來實現(xiàn)變頻器輸出頻率的上升或下降。電動電位器初始值可通過參數(shù)p1040進行修改3.1.7電動電位器（MOP）給定a）b）MOP功能的頻率上升與頻率下降控制曲線a）頻率上升b）頻率下降實質(zhì)上，MOP功能就是通過數(shù)字量端口來實現(xiàn)面板上的鍵盤給定（▲/▼鍵）。3.1.7電動電位器（MOP）給定【例3-6】使用G120變頻器通過兩個按鈕的通斷實現(xiàn)電動機運行速度的增加或降低，即電動機起動后，按下按鈕SB1，電動機運行速度增加，按下按鈕SB2時，電動機運行速度降低。請設(shè)計系統(tǒng)控制方案及進行變頻器的參數(shù)設(shè)置。DI0作為電動機的起?？刂贫?，DI1作為電動機運行速度增加的控制端子，DI2作為電動機運行速度降低的控制端子。3.1.7電動電位器（MOP）給定【例3-6】使用G120變頻器通過兩個按鈕的通斷實現(xiàn)電動機運行速度的增加或降低，即電動機起動后，按下按鈕SB1，電動機運行速度增加，按下按鈕SB2時，電動機運行速度降低。請設(shè)計系統(tǒng)控制方案及進行變頻器的參數(shù)設(shè)置。3.1.8本地/遠程切換控制

一般情況下現(xiàn)場（機箱旁）都采用手動控制，遠程（中控室）多采用自動控制。

變頻器系統(tǒng)軟件本身有兩套命令數(shù)據(jù)組（CDS），最多可以選擇4套命令數(shù)據(jù)組，在每套參數(shù)里面設(shè)置不同的命令源和給定值源，通過選擇不同的命令數(shù)據(jù)組從而實現(xiàn)本地/遠程的切換（有時候在本地也需要兩套數(shù)據(jù)組進行控制變頻器的運行）。

當宏程序可以實現(xiàn)要求的控制方式切換時，選擇宏程序。G120變頻器的控制單元CU240B-2DP支持宏7；

控制單元CU240E-2、CU240E-2F支持宏15；

控制單元CU240E-2DP、CU240E-2DPF、CU240E-2PN、CU240E-2PNF支持宏7、宏14和宏15。3.1.8本地/遠程切換控制

當宏程序無法滿足設(shè)計要求時，可通過修改參數(shù)p0810和p0811所定義的信號源的狀態(tài)來選擇命令數(shù)據(jù)組（CDS）見表3.1.8本地/遠程切換控制若本地由端子起停變頻器、電位器調(diào)速，遠程由總線控制，以數(shù)字量輸入端DI3作為切換命令，其控制示意圖如圖所示（DI3接通時本地控制，斷開時遠程控制）圖

本地/遠程切換控制示意圖

3.1.8本地/遠程切換控制若本地由端子起停變頻器、電位器調(diào)速，遠程由總線控制，以數(shù)字量輸入端DI3作為切換命令，其控制示意圖如圖所示（DI3接通時本地控制，斷開時遠程控制），參數(shù)設(shè)置見表。圖

本地/遠程切換控制示意圖

3.1.8本地/遠程切換控制參數(shù)號參數(shù)值說

明p001515模擬給定和電動電位器切換p0810722.3將DI3作為切換命令，r0722.3為DI3狀態(tài)的參數(shù)（默認值）p1040800電動電位器初始值p10371200電動電位器最大轉(zhuǎn)速p1038400電動電位器最小轉(zhuǎn)速p1035722.4將DI4作為提高電動電位器設(shè)定值控制端（默認值）p1036722.5將D5作為降低電動電位器設(shè)定值控制端（默認值）【例1】變頻器工作“自動”模式下時，運行速度取決于來自工業(yè)現(xiàn)場傳送器實時采集的數(shù)據(jù)；工作在“手動”模式下時，其運行速度需要通過手動改變其運行速度，手動調(diào)速時其最高速度不得超過1200rpm，最低速度不得低于400rpm。根據(jù)控制要求可知，使用接口宏15便可實現(xiàn)上述控制要求，具體參數(shù)設(shè)置見表3-16。表3-16【例1】的參數(shù)設(shè)置3.1.8本地/遠程切換控制參數(shù)號參數(shù)值說

明p00157現(xiàn)場總線和點動切換p0810722.3將DI3作為切換命令，r0722.3為DI3狀態(tài)的參數(shù)（默認值）p1055722.0將DI0作為JOG1控制端（默認值）p1056722.1將DI1作為JOG2控制端（默認值）p1058200JOG1轉(zhuǎn)速設(shè)置值（默認值150rpm）p1059-200JOG2轉(zhuǎn)速設(shè)置值（默認值-150rpm）【例2】變頻器工作“自動”模式下時，變頻器的控制由遠程總線控制；工作在“手動”模式下時，其運行速度及方向由手動操作控制。根據(jù)控制要求可知，使用接口宏7便可實現(xiàn)上述控制要求，具體參數(shù)設(shè)置見表3-17。表3-17【例2】的參數(shù)設(shè)置3.1.9停車方式停止方式功能解釋對應(yīng)參數(shù)說

明OFF1變頻器將按照參數(shù)p1121所設(shè)定的斜坡下降時間減速p0840OFF1停車信號源OFF2變頻器封鎖脈沖輸出，電動機靠慣性自由旋轉(zhuǎn)停車。如果使用抱閘功能，變頻器立即關(guān)閉抱閘p0844OFF2停車信號源1p0845OFF2停車信號源2OFF3變頻器將按照參數(shù)p1135所設(shè)定的斜坡下降時間減速p0848OFF3停車信號源1p0849OFF3停車信號源2停車指的是通過變頻器的參數(shù)設(shè)置將電動機的轉(zhuǎn)速降到零的操作，CU240E-2支持的停車方式見表3-19。表3-19CU240E-2支持的停止方式注：停止方式優(yōu)先級：OFF2>OFF3>OFF1。3.1.9停車方式參數(shù)號參數(shù)值說

明p0840722.0將DI0作為ON/OFF1信號，r0722.0為DI0狀態(tài)的參數(shù)p0844722.1將DI1作為OFF2命令，r0722.1為DI1狀態(tài)的參數(shù)通過BICO功能在OFFx停車信號源中定義停車命令，在該命令為低電平時執(zhí)行相應(yīng)的停車命令。如果同時使能了多種停車方式，變頻器按照優(yōu)先級最高的停車方式停車。說明：如果OFF2、OFF3命令已經(jīng)激活，必須首先取消OFF2、OFF3命令，重新發(fā)出起動命令，變頻器才能起動。停車命令的使用示例：如使用DI0作為ON/OFF1指令，DI1作為OFF2停止指令，其停車命令的參數(shù)設(shè)置見表3-20。表3-20停車命令的參數(shù)設(shè)置3.1.10使用調(diào)試軟件實現(xiàn)固定速度運行

【例】通過外部開關(guān)量實現(xiàn)電動機的兩個固定轉(zhuǎn)速，分別為600rpm和1200rpm，要求數(shù)字量輸入端子DI0為變頻器的起?？刂贫?、DI1為轉(zhuǎn)速600rpm控制端，DI2為轉(zhuǎn)速1200rpm控制端。1、轉(zhuǎn)至在線

使用“離線”或“在線”方法創(chuàng)建新項目后，讀者可按2.2.3節(jié)介紹的方法將變頻器的控制單元轉(zhuǎn)至在線狀態(tài)。2、顯示參數(shù)

雙擊調(diào)試軟件編輯窗口左側(cè)項目樹中“驅(qū)動_1”文件夾下的“參數(shù)”，在右側(cè)打開的“參數(shù)”窗口右上角選擇“參數(shù)視圖”選項卡，然后在“參數(shù)表”中選擇“全部參數(shù)”，此時變頻器所有參數(shù)都將顯示出來，如下圖所示。3.1.10使用調(diào)試軟件實現(xiàn)固定速度運行3.1.10使用調(diào)試軟件實現(xiàn)固定速度運行3、修改參數(shù)本例可使用接口宏1、2或3，在此使用接口宏1。參數(shù)號參數(shù)值功

能p0840722.0將DI0作為起動信號，r722.0為DI0狀態(tài)的參數(shù)（默認值）p00101/0先設(shè)置為1，參數(shù)設(shè)置完成后再設(shè)置為0p00151選擇接口宏1p10161固定轉(zhuǎn)速模式采用直接選擇方式（默認值）p1020722.1將DI1作為固定設(shè)定值1的選擇信號，r722.1為DI1狀態(tài)的參數(shù)p1021722.2將DI2作為固定設(shè)定值2的選擇信號，r722.2為DI2狀態(tài)的參數(shù)p1022

取消使用p1023

取消使用p1001600定義固定設(shè)定值1，單位rpmp10021200定義固定設(shè)定值2，單位rpmp10701024定義固定設(shè)定值作為主設(shè)定值（默認值）P0304400電動機的額定電壓，單位VP03050.30電動機的額定電流，單位AP03070.04電動機的額定功率，單位kWP031050.00電動機的額定頻率，單位HzP03111430電動機的額定轉(zhuǎn)速，單位rpmP10821500電動機的最大轉(zhuǎn)速，單位rpm表

【例】的參數(shù)設(shè)置在打開的“參數(shù)視圖”窗口中將參數(shù)p0010修改為1，p0015修改為1。在