全書教學(xué)課件：變頻技術(shù)及應(yīng)用(三菱-第二版)

變頻技術(shù)及應(yīng)用（三菱第二版）課題一變頻器基本操作課題二車床主軸變頻調(diào)速控制課題三變頻恒壓供水控制課題四物料檢測(cè)生產(chǎn)線變頻調(diào)速控制任務(wù)１認(rèn)識(shí)變頻器任務(wù)２變頻器的運(yùn)行操作任務(wù)３變頻器的外部運(yùn)行操作任務(wù)４變頻器的組合運(yùn)行操作任務(wù)５變頻器的

PID

控制運(yùn)行操作任務(wù)６變頻器的選擇、安裝與維護(hù)變頻器是由計(jì)算機(jī)控制電力電子器件，將工頻交流電變?yōu)轭l率和電壓可調(diào)的三相交流電的電氣設(shè)備。其廣泛應(yīng)用于鋼鐵冶金、電力、煤炭、化工、紡織、化纖、水泥、造紙、醫(yī)藥、印染、注塑、污水處理、食品、包裝等行業(yè)，如圖所示。變頻器具有良好的調(diào)速性能，不僅提高了工廠的生產(chǎn)效率，而且節(jié)約了電能。變頻器在各行業(yè)中的應(yīng)用ａ）變頻器在流水生產(chǎn)線中的應(yīng)用ｂ）變頻器在造紙行業(yè)中的應(yīng)用ｃ）變頻器在水泥行業(yè)中的應(yīng)用ｄ）變頻器在恒壓供水設(shè)備中的應(yīng)用１．熟悉變頻器的銘牌與結(jié)構(gòu)。２．掌握變頻器前蓋板和操作面板的拆卸與安裝方法。３．熟悉變頻器的內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)。４．掌握變頻器的基本工作原理。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)１認(rèn)識(shí)變頻器三相交流異步電動(dòng)機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣泛。一般機(jī)械設(shè)備的調(diào)速框圖如圖所示，常用的調(diào)速方法有變極調(diào)速、定子調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速等。工作任務(wù)一般機(jī)械設(shè)備的調(diào)速框圖隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)調(diào)速性能要求的不斷提高和電力電子技術(shù)及微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)亦日趨成熟，其對(duì)應(yīng)的調(diào)速框圖如圖所示。由圖可知，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速最主要的設(shè)備就是變頻器，要掌握變頻調(diào)速技術(shù)，首先就要認(rèn)識(shí)變頻器，了解變頻器是由哪些部分組成的，它是如何實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的，怎樣拆卸和安裝變頻器。變頻調(diào)速框圖相關(guān)知識(shí)一、變頻器簡介１．變頻器結(jié)構(gòu)（１）變頻器的組成結(jié)構(gòu)三菱FR－E740變頻器的結(jié)構(gòu)（２）變頻器前蓋板變頻器前蓋板的結(jié)構(gòu)如圖所示。變頻器前蓋板的結(jié)構(gòu)２．變頻器銘牌變頻器銘牌３．前蓋板和配線蓋板的拆卸與安裝（１）前蓋板的拆卸與安裝安裝好后需要檢查以下兩點(diǎn)：①檢查前蓋板是否牢固安裝好。②變頻器前蓋板上的容量銘牌和主機(jī)身上的額定銘牌上印有相同的制造編號(hào)，安裝后需要檢查制造編號(hào)，以確保將拆下的前蓋板安裝在原來對(duì)應(yīng)的變頻器上。（２）配線蓋板的拆卸與安裝配線蓋板拆卸與安裝示意圖４．控制邏輯的切換控制邏輯切換要點(diǎn)提示漏型、源型邏輯的切換跨接器只能安裝在控制端子其中一側(cè)。若兩側(cè)同時(shí)安裝，則可能會(huì)導(dǎo)致變頻器損壞。（１）漏型邏輯漏型邏輯時(shí)輸入輸出信號(hào)的電流流向（２）源型邏輯源型邏輯時(shí)輸入輸出信號(hào)的電流流向５．PU接口的連接

PU

接口的連接二、變頻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變頻器內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖１．主控電路（１）主控電路的基本任務(wù)１）接收各種信號(hào)２）進(jìn)行基本運(yùn)算３）輸出計(jì)算結(jié)果（２）主控電路的其他任務(wù)１）實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)控制功能。２）實(shí)施各項(xiàng)保護(hù)功能。２．控制電源、采樣電路及驅(qū)動(dòng)電路（１）控制電源１）主控電路。２）外控電路。（２）采樣電路１）提供控制用數(shù)據(jù)。２）提供保護(hù)采樣。（３）驅(qū)動(dòng)電路３．整流電路和逆變電路（１）整流電路整流電路的功能是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，變頻器中應(yīng)用最多的是三相橋式整流電路。

三相橋式整流電路ａ）不可控整流電路ｂ）可控整流電路１）電力二極管（PD）。電力二極管的圖形符號(hào)、外形和特性曲線ａ）圖形符號(hào)ｂ）螺旋式二極管外形ｃ）平板式二極管外形ｄ）伏安特性曲線２）普通晶閘管（SCR）。晶閘管的圖形符號(hào)和外形ａ）圖形符號(hào)ｂ）螺栓式外形ｃ）平板式外形晶閘管的伏安特性曲線（２）逆變電路逆變電路的功能是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，變頻器中應(yīng)用最多的是三相橋式逆變電路。三相橋式逆變電路１）門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）。GTO的結(jié)構(gòu)和圖形符號(hào)開關(guān)特性２）電力晶體管（GTR）。GTR模塊的結(jié)構(gòu)和外形ａ）結(jié)構(gòu)ｂ）外形圖３）功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（P?MOSFET）。功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管是單極型全控器件，屬于電壓控制，具有驅(qū)動(dòng)功率小、控制線路簡單、工作頻率高的特點(diǎn)。P?MOSFET的結(jié)構(gòu)和圖形符號(hào)ａ）結(jié)構(gòu)ｂ）圖形符號(hào)P?MOSFET的轉(zhuǎn)移特性

P?MOSFET的輸出特性４）絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）。絕緣柵雙極型晶體管是復(fù)合型全控器件，具有輸入阻抗高、工作速度快、通態(tài)電壓低、阻斷電壓高、承受電流大等優(yōu)點(diǎn)，是功率開關(guān)電源和逆變器的理想電力半導(dǎo)體器件。其結(jié)構(gòu)和圖形符號(hào)如圖所示，其中G為柵極、C為集電極、E為發(fā)射極。IGBT的開通和關(guān)斷是由柵極電壓來控制的。當(dāng)柵極加正電壓時(shí)，MOSFET內(nèi)形成溝道，IGBT導(dǎo)通；當(dāng)柵極加負(fù)電壓時(shí)，MOSFET內(nèi)的溝道消失，IGBT關(guān)斷。

IGBT模塊的外形、結(jié)構(gòu)、圖形符號(hào)ａ）IGBT模塊的外形ｂ）結(jié)構(gòu)ｃ）圖形符號(hào)４．變頻器的內(nèi)部布置

變頻器的內(nèi)部布置三、變頻器的基本工作原理１．變頻調(diào)速的基本控制方式（１）基頻以下的恒磁通變頻調(diào)速（２）基頻以上的弱磁變頻調(diào)速２．變頻器的基本構(gòu)成（１）整流器（２）逆變器（３）中間直流環(huán)節(jié)（４）控制電路３．變頻器分類（１）按直流電源的性質(zhì)分類１）電流型變頻器。２）電壓型變頻器。（２）按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分類１）PAM方式。２）PWM方式。（３）按控制方式分類１）U／f控制。２）轉(zhuǎn)差頻率控制。３）向量控制。４．脈寬調(diào)制技術(shù)基于上述原因，在自關(guān)斷器件出現(xiàn)并成熟后，PWM控制技術(shù)就獲得了很快的發(fā)展，已成為電力電子技術(shù)中一個(gè)重要的組成部分。電壓型相控交—直—交變頻電路電壓型PWM

交—直—交變頻電路（１）PWM控制的基本原理上述結(jié)論是PWM控制的重要理論基礎(chǔ)。沖量相等形狀不同的三種窄脈沖ａ）矩形脈沖ｂ）三角形脈沖ｃ）正弦豐波脈沖把如圖ａ所示的正弦半波波形分成N等份，就可把正弦半波看成由N個(gè)彼此相連的脈沖所組成的波形。原理圖ａ）正弦半波脈沖序列ｂ）矩形脈沖序列（PWM

波形）如圖所示是采用電力晶體管作為開關(guān)器件的電壓型單相橋式逆變電路。單相橋式PWM

逆變電路控制VT4或VT3通斷的方法如圖所示。單極性

PWM

控制原理與單極性PWM控制方式不同的是雙極性PWM控制方式。雙極性PWM

波形在PWM型逆變電路中，使用最多的是如圖所示的三相橋式逆變電路，其控制方式一般都采用雙極性PWM控制方式。三相橋式逆變電路u′UN、u′VN和u′WN

的波形如圖所示。圖中的負(fù)載相電壓可由下式求得。從圖中可以看出，uUN由（±2／3）Ud、（±1／3）Ud和0共5種電平組成。在雙極性PWM控制方式中，同一相上下兩個(gè)臂的驅(qū)動(dòng)信號(hào)都是互補(bǔ)的。但實(shí)際上為了防止上、下兩個(gè)臂直通而造成短路，在給一個(gè)臂施加關(guān)斷信號(hào)后，再延遲Δt時(shí)間，才能給另一個(gè)臂施加導(dǎo)通信號(hào)。延遲時(shí)間的長短主要由功率開關(guān)器件的關(guān)斷時(shí)間決定。這個(gè)延遲時(shí)間將影響輸出的PWM波形，使其偏離正弦波。三相

PWM逆變電路波形（２）PWM型逆變電路的控制方式在PWM逆變電路中，載波頻率fc與調(diào)制信號(hào)頻率fr之比N＝fc／fr，稱為載波比。１）異步調(diào)制。載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)不保持同步關(guān)系的調(diào)制方式稱為異步方式。２）同步調(diào)制。載波比N等于常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)保持同步的調(diào)制方式稱為同步調(diào)制。３）分段同步調(diào)制。為克服上述缺點(diǎn)，一般都采用分段同步調(diào)制的方法，即把逆變電路的輸出頻率范圍劃分成若干個(gè)頻段，每個(gè)頻段內(nèi)都保持載波比N為恒定，不同頻段的載波比不同。

同步調(diào)制波形分段同步調(diào)制５．脈寬調(diào)制（PWM）型變頻器PWM

變頻器的主電路（１）交—直整流部分１）整流二極管VD1~VD6。２）濾波電容器CF。３）電阻RL與開關(guān)SL。４）電源指示燈HL。由于CF的容量較大，而切斷電源又必須在逆變器電路停止工作的狀態(tài)下進(jìn)行，所以CF沒有快速放電的回路，其放電時(shí)間往往長達(dá)數(shù)分鐘；CF上的電壓太高，如果不放完，將對(duì)人身安全構(gòu)成威脅。故在維修變頻器時(shí)，必須等HL完全熄滅后才能接觸變頻器內(nèi)部的導(dǎo)電部分。（２）直—交逆變部分１）逆變?nèi)龢O管VT1~VT6。２）續(xù)流二極管VD7~VD12。３）緩沖電路（３）制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元１）制動(dòng)電阻RB２）制動(dòng)單元VTB任務(wù)實(shí)施一、任務(wù)準(zhǔn)備實(shí)施本任務(wù)所需的實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料見表。實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料二、認(rèn)識(shí)變頻器銘牌在教師指導(dǎo)下，查找相關(guān)資料，認(rèn)識(shí)如圖所示各品牌變頻器的銘牌、外觀和結(jié)構(gòu)。各種品牌變頻器外形三、變頻器硬件拆裝（１）在教師指導(dǎo)下，按照?qǐng)D反復(fù)練習(xí)前蓋板的拆卸與安裝。前蓋板的安裝方法

前蓋板的拆卸方法（２）在教師指導(dǎo)下，按照?qǐng)D反復(fù)練習(xí)配線蓋板的拆卸與安裝。配線蓋板拆卸與安裝示意圖四、變頻器控制邏輯方式切換在教師指導(dǎo)下，按照?qǐng)D所示反復(fù)練習(xí)控制邏輯方式切換。

控制邏輯切換任務(wù)測(cè)評(píng)

任務(wù)測(cè)評(píng)表１．熟悉變頻器常用基本參數(shù)的意義。２．掌握變頻器功能單元及參數(shù)設(shè)置方法。３．能獨(dú)立操作變頻器，控制電動(dòng)機(jī)進(jìn)行連續(xù)運(yùn)行。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)２變頻器的運(yùn)行操作若利用變頻器對(duì)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，其接線圖如圖ａ所示。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)工進(jìn)運(yùn)行的曲線如圖ｂ所示。工作任務(wù)利用變頻器控制工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)ａ）電源、電動(dòng)機(jī)、變頻器接線圖ｂ）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行曲線相關(guān)知識(shí)一、變頻器基本參數(shù)的意義１．變頻器的基本功能參數(shù)２．基本功能參數(shù)的意義（１）轉(zhuǎn)矩提升（Pr.0）Pr.0參數(shù)意義圖（２）上限頻率（Pr.1）和下限頻率（Pr.2）Pr.1、Pr.2參數(shù)意義圖（３）基準(zhǔn)頻率（Pr.3）（４）多段速度（Pr.4、Pr.5、Pr.6）各輸入端子的狀態(tài)與參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表各輸入端子的狀態(tài)與參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表（５）加、減速時(shí)間（Pr.7、Pr.8）及加、減速基準(zhǔn)頻率（Pr.20）Pr.7、Pr.8參數(shù)意義圖（６）電子過流保護(hù)（Pr.9）（７）點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行頻率（Pr.15）和點(diǎn)動(dòng)加、減速時(shí)間（Pr.16）Pr.15、Pr.16參數(shù)意義圖（８）操作模式選擇（Pr.79）Pr.79設(shè)定值及其相對(duì)應(yīng)的工作模式（９）直流制動(dòng)相關(guān)參數(shù)（Pr.10、Pr.11、Pr.12）Pr.10、Pr.11、Pr.12參數(shù)意義圖（１０）啟動(dòng)頻率（Pr.13）Pr.13參數(shù)意義圖（１１）負(fù)載類型選擇參數(shù)（Pr.14）Pr.14參數(shù)意義圖（１２）MRS端子輸入選擇（Pr.17）

MRS

端子輸入選擇（１３）參數(shù)禁止寫入選擇（Pr.77）和逆轉(zhuǎn)防止選擇（Pr.78）

Pr.77、Pr.78的設(shè)定值及其相應(yīng)菜單二、功能單元操作及參數(shù)設(shè)定方法１．功能單元操作面板的名稱和功能２．基本操作（出廠時(shí)設(shè)定值）變頻器基本操作３．簡單設(shè)定運(yùn)行模式（簡單設(shè)定模式）參數(shù)

Pr.79運(yùn)行模式介紹４．鎖定操作鎖定操作可以防止參數(shù)變更、防止意外啟動(dòng)或停止，使操作面板的M旋鈕、鍵盤操作無效化。具體方法為：將Pr.161設(shè)置為“10或11”，然后按住鍵2s左右，此時(shí)M旋鈕與鍵盤操作均變?yōu)闊o效。在M旋鈕、鍵盤操作無效的狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)M旋鈕或者進(jìn)行鍵盤操作將顯示（2s之內(nèi)無M旋鈕及鍵盤操作時(shí)則回到監(jiān)視畫面）。如果要再次使Ｍ旋鈕與鍵盤操作有效，需按住鍵2s左右。５．監(jiān)視輸出電流和輸出電壓監(jiān)視模式設(shè)定的操作步驟６．變更參數(shù)的設(shè)定值變更參數(shù)設(shè)定值的操作步驟操作提示旋轉(zhuǎn)鍵可讀取其他參數(shù)。按鍵可再次顯示設(shè)定值。按兩次鍵可顯示下一個(gè)參數(shù)。按兩次鍵可返回頻率監(jiān)視畫面。７．參數(shù)清除、全部清除設(shè)定Pr.CL參數(shù)清除、ALLC參數(shù)全部清除為“1”，可使參數(shù)恢復(fù)為初始值。（如果設(shè)定Pr.77參數(shù)寫入選擇為“1”，則無法清除。）一、任務(wù)準(zhǔn)備實(shí)施本任務(wù)所需的實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料見表。任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料二、變頻器的基本操作訓(xùn)練１．變頻器的面板操作２．變頻器的PU運(yùn)行變頻器試運(yùn)行接線圖三、利用變頻器面板（PU）操作控制電動(dòng)機(jī)進(jìn)行連續(xù)運(yùn)行參數(shù)設(shè)定表操作提示（１）切不可將R、S、T與U、V、W端子接錯(cuò)，否則，會(huì)燒壞變頻器。（２）電動(dòng)機(jī)為Y形接法。（３）操作完成后注意斷電，并且清理現(xiàn)場(chǎng)。（４）運(yùn)行中若出現(xiàn)報(bào)警現(xiàn)象，要復(fù)位后重新運(yùn)行。任務(wù)測(cè)評(píng)任務(wù)測(cè)評(píng)表１．熟悉變頻器各端子的功能并能正確使用。２．會(huì)對(duì)三菱FR－E740系列變頻器進(jìn)行接線。３．能獨(dú)立安裝、調(diào)試變頻器的外部操作。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)３變頻器的外部運(yùn)行操作工作任務(wù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行曲線外部控制模式接線圖相關(guān)知識(shí)一、變頻器的標(biāo)準(zhǔn)接線與端子功能１．基本原理接線圖FR－E740系列變頻器的基本原理接線如圖所示。２．主回路端子（１）主接線端子，如圖所示。變頻器的基本原理接線圖主接線端子（２）主接線端子功能主接線端子的名稱及功能說明見表。主接線端子的名稱及功能說明３．控制回路端子（１）標(biāo)準(zhǔn)控制回路端子的端子排列標(biāo)準(zhǔn)控制回路端子的端子排列如圖所示。標(biāo)準(zhǔn)控制回路端子的端子排列（２）控制回路端子功能１）輸入信號(hào)端子控制回路輸入信號(hào)端子的名稱及功能說明見表?？刂苹芈份斎胄盘?hào)端子的名稱及功能說明控制回路輸入信號(hào)端子的名稱及功能說明控制回路輸入信號(hào)端子的名稱及功能說明２）輸出信號(hào)端子控制回路輸出信號(hào)端子的名稱及功能說明見表?？刂苹芈份斎胄盘?hào)端子的名稱及功能說明３）通信信號(hào)端子控制回路通信信號(hào)端子的名字及功能說明見表?？刂苹芈吠ㄐ判盘?hào)端子的名稱及功能說明（３）接線注意事項(xiàng)１）端子SD、SE以及端子5是輸入輸出信號(hào)的公共端端子，切不可將該公共端端子接大地。２）控制電路端子的接線應(yīng)使用屏蔽線或雙絞線，而且必須與主電路、強(qiáng)電電路分開接線，屏蔽層應(yīng)可靠接地。３）由于控制電路的輸入信號(hào)是微電流，所以在插入接點(diǎn)時(shí)，為了防止接觸不良，微信號(hào)接點(diǎn)應(yīng)使用兩個(gè)以上并聯(lián)的接點(diǎn)或使用雙接點(diǎn)，如圖所示。４）切忌向控制電路的接點(diǎn)輸入端子（例如，STF）輸入電壓。５）繼電器輸出（異常輸出）端子A、B、C上務(wù)必接繼電器線圈或指示燈。微信號(hào)接點(diǎn)ａ）微信號(hào)用接點(diǎn)ｂ）雙接點(diǎn)二、外部控制模式１．控制分析（１）用端子STF（STR）－SD發(fā)出啟動(dòng)指令。（２）通過端子RH－SD、RM－SD、RL－SD進(jìn)行頻率設(shè)定。（３）“EXT”須亮燈（如果“PU”亮燈，請(qǐng)用進(jìn)行切換）。（４）端子初始值：RH為50Hz、RM為30Hz

、RL為10Hz（如需變更頻率應(yīng)通過Pr.4、Pr.5、Pr.6進(jìn)行設(shè)置）。（５）2個(gè)（或3個(gè)）端子同時(shí)設(shè)置為ON時(shí)可以實(shí)現(xiàn)7速運(yùn)行。２．接線圖通過外部端子控制電動(dòng)機(jī)3段速運(yùn)行接線圖３．操作步驟用外部指令控制電動(dòng)機(jī)

3

段速運(yùn)行的操作步驟一、任務(wù)準(zhǔn)備實(shí)施本任務(wù)所需的實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料見表。任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料二、外部控制模式的操作練習(xí)１．啟動(dòng)、停止操作練習(xí)２．通過模擬信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行通過模擬信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的外部控制接線圖三、升降機(jī)升降運(yùn)行的外部操作１．主電路和控制電路接線２．確定變頻器參數(shù)參數(shù)設(shè)定表３．設(shè)定變頻器參數(shù)并調(diào)試運(yùn)行（１）主電路和控制電路接線完成后，經(jīng)檢查無誤后，方可通電。（２）在“PU模式”下，按表依次設(shè)定變頻器的參數(shù)。（３）設(shè)定Pr.79＝“2”，“EXT”燈亮。（４）接通SD與

STF

，轉(zhuǎn)動(dòng)電位器，電動(dòng)機(jī)正向逐漸加速至25Hz。（５）斷開SD與

STF

，電動(dòng)機(jī)停止。（６）接通SD與

STR，轉(zhuǎn)動(dòng)電位器，電動(dòng)機(jī)反向逐漸加速至40Hz。（７）斷開SD與

STR，電動(dòng)機(jī)停止。（８）練習(xí)完畢后切斷電源開關(guān)，待變頻器指示燈熄滅后再拆線，以防觸電，整理工具，清理現(xiàn)場(chǎng)。操作提示（１）切不可將R、S、T與U、V、W端子接錯(cuò)，否則，會(huì)燒壞變頻器。（２）當(dāng)

STR和STF同時(shí)與SD接通時(shí)，相當(dāng)于發(fā)出停止信號(hào)，電動(dòng)機(jī)停止。（３）絕對(duì)不能用操作面板上的【STOP】鍵停止電動(dòng)機(jī)，否則報(bào)警（清除最簡捷的方法是關(guān)掉電源，重新開啟）。對(duì)任務(wù)實(shí)施的完成情況進(jìn)行檢查，并將結(jié)果填入表內(nèi)。任務(wù)測(cè)評(píng)任務(wù)測(cè)評(píng)表１．了解變頻器的兩種組合控制模式。２．能夠掌握變頻器組合控制模式的接線、參數(shù)設(shè)置及調(diào)試運(yùn)行方式。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)４變頻器的組合運(yùn)行操作工作任務(wù)平板車運(yùn)行曲線圖外部按鈕控制電動(dòng)機(jī)的啟停接線圖相關(guān)知識(shí)變頻器的組合控制模式１．外部信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)啟停，操作面板PU設(shè)定運(yùn)行頻率

PU控制頻率的組合操作控制接線圖２．外部信號(hào)設(shè)定運(yùn)行頻率，操作面板控制電動(dòng)機(jī)啟停外部輸入信號(hào)控制頻率的組合操作接線圖任務(wù)實(shí)施一、任務(wù)準(zhǔn)備實(shí)施本任務(wù)所需的實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料見表。實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料二、組合運(yùn)行模式的操作練習(xí)１．外部信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)啟停，操作面板設(shè)定運(yùn)行頻率２．外部信號(hào)設(shè)定運(yùn)行頻率，操作面板控制電動(dòng)機(jī)啟停三、平板車運(yùn)行的變頻器控制１．控制分析２．系統(tǒng)接線３．確定變頻器參數(shù)４．設(shè)定變頻器參數(shù)并調(diào)試運(yùn)行操作提示（１）Pr.4、Pr.6參數(shù)的設(shè)定在外部運(yùn)行和PU操作（參數(shù)單元操作）下均可設(shè)定。（２）運(yùn)行期間同時(shí)接通SD與STF和STR，電動(dòng)機(jī)停止。（３）電動(dòng)機(jī)為Y形接法。任務(wù)測(cè)評(píng)對(duì)平板車變頻器控制任務(wù)實(shí)施的完成情況進(jìn)行檢查，并將結(jié)果填入內(nèi)。任務(wù)測(cè)評(píng)表１．掌握變頻器

PID

控制的參數(shù)設(shè)定方法。２．掌握變頻器

PID

控制的接線方法。３．理解

PID

控制的原理。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)５變頻器的

PID

控制運(yùn)行操作工作任務(wù)PID運(yùn)行接線圖相關(guān)知識(shí)一、變頻器的PID控制通過變頻器實(shí)現(xiàn)PID控制有兩種情況：一是變頻器內(nèi)置的PID控制功能；二是外部的PID調(diào)節(jié)器將給定量與回饋量比較后，輸出給變頻器，加到控制端子作為控制信號(hào)。１．PID循環(huán)控制PID循環(huán)控制是指將被控量的檢測(cè)信號(hào)（即由傳感器測(cè)得的實(shí)際值）回饋到變頻器，并與被控量的目標(biāo)信號(hào)相比較，以判斷是否已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的控制目標(biāo)。PID控制是利用PI控制和PD控制的優(yōu)點(diǎn)組合成的控制。２．PID調(diào)節(jié)功能的預(yù)置（１）預(yù)置PID調(diào)節(jié)功能預(yù)置的內(nèi)容是檢測(cè)變頻器的PID調(diào)節(jié)功能是否有效。（２）目標(biāo)值的預(yù)置PID調(diào)節(jié)的根本依據(jù)是回饋量與目標(biāo)值之間進(jìn)行比較的結(jié)果。３．變頻器按P、I、D調(diào)節(jié)規(guī)律運(yùn)行時(shí)的特點(diǎn)（１）變頻器的輸出頻率fx只根據(jù)實(shí)際數(shù)值與目標(biāo)數(shù)值的比較結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，與被控量之間無對(duì)應(yīng)關(guān)系。（２）變頻器的輸出頻率fx始終處于調(diào)整狀態(tài)，其數(shù)值常不穩(wěn)定。二、變頻器的內(nèi)置

PID

功能１．PID功能信號(hào)的選擇（Pr.183）２．PID動(dòng)作的選擇（Pr.128）參數(shù)Pr.128功能介紹３．設(shè)定信號(hào)與回饋信號(hào)輸入方式選擇４．控制參數(shù)P、I、D的選擇PID運(yùn)行參數(shù)功能介紹５．PID控制相關(guān)輸出端子的參數(shù)設(shè)定PID控制輸出端子的參數(shù)功能介紹任務(wù)實(shí)施一、任務(wù)準(zhǔn)備實(shí)施本任務(wù)所需的實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料見表。實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料二、系統(tǒng)接線三、確定變頻器運(yùn)行參數(shù)１．定義端子功能參數(shù)確定定義端子功能參數(shù)設(shè)定表２．PID運(yùn)行參數(shù)確定運(yùn)行參數(shù)設(shè)定表四、設(shè)定變頻器參數(shù)并調(diào)試運(yùn)行１．完成系統(tǒng)接線經(jīng)檢查無誤后，通電。２．按表設(shè)定參數(shù)。３．調(diào)節(jié)2—5端子間的電壓到2.5V，設(shè)定Pr.79＝“2”，“EXT”燈亮。４．將電壓／電流輸入切換開關(guān)切換至電流輸入，SD與MRS，SD與STF接通，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。改變2—5端子間的電壓值，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可隨之變化，始終穩(wěn)定運(yùn)行在設(shè)定值上。５．調(diào)節(jié)4～20mA電流信號(hào)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也會(huì)隨之變化，穩(wěn)定運(yùn)行在設(shè)定值上。６．設(shè)Pr.79＝“1”，“PU”燈亮，按【RUN】鍵和【STOP】鍵，控制電動(dòng)機(jī)啟停，穩(wěn)定運(yùn)行在Pr.133的設(shè)定值上。７．練習(xí)完畢斷電后拆線，并且清理現(xiàn)場(chǎng)。操作提示（１）電位器用1k

Ω，1W的碳膜式電位器。（２）通過設(shè)定Pr.190～Pr.192的參數(shù)來確定輸出信號(hào)端子的功能。（３）采用變頻器內(nèi)部PID的功能時(shí)加、減速時(shí)間由積分時(shí)間的預(yù)置值決定，當(dāng)不采用變頻器內(nèi)部PID的功能時(shí)，加、減速時(shí)間由相應(yīng)的參數(shù)決定。任務(wù)測(cè)評(píng)一、任務(wù)準(zhǔn)備對(duì)任務(wù)實(shí)施的完成情況進(jìn)行檢查，并將結(jié)果填入內(nèi)。任務(wù)測(cè)評(píng)表任務(wù)測(cè)評(píng)表１．掌握變頻器的選擇方法。２．了解變頻器的安裝條件和安裝方法。３．能夠進(jìn)行變頻器的日常維護(hù)與檢查。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)６變頻器的選擇、安裝與維護(hù)某工廠車間用于吊運(yùn)貨物的行車，原來采用的是繼電控制系統(tǒng)，因電路老化，故障頻繁，影響了車間的生產(chǎn)，現(xiàn)要求使用三菱變頻器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)行車的變頻運(yùn)行控制。驅(qū)動(dòng)行車運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)是Y132S1－2，其額定電壓是380V、額定功率是5.5kW、額定電流是11.1A、額定轉(zhuǎn)速是2900r／min，控制柜與行車電動(dòng)機(jī)之間的左右最遠(yuǎn)距離為40m，要求在工作頻率為40Hz時(shí)，線路電壓降不超過2％。工作任務(wù)相關(guān)知識(shí)一、變頻器的選擇１．變頻器容量的選擇（１）根據(jù)電動(dòng)機(jī)電流選擇變頻器容量（２）輸出電壓的選擇變頻器的輸出電壓按電動(dòng)機(jī)的額定電壓選定。（３）輸出頻率的選擇變頻器的最高輸出頻率根據(jù)機(jī)種不同而有很大不同，有50Hz／60Hz、120Hz、240Hz或更高。例如，車床根據(jù)工件的直徑和材料改變速度，在恒功率的范圍內(nèi)使用；在輕載時(shí)采用高速可以提高生產(chǎn)率，只需注意不要超過電動(dòng)機(jī)和負(fù)載的容許最高速度。變頻器設(shè)置場(chǎng)所在室外或周圍環(huán)境惡劣時(shí)，最好裝在獨(dú)立盤上，采用具有冷卻熱交換裝置的全封閉式結(jié)構(gòu)。２．變頻器外圍設(shè)備及其選擇變頻器的外圍設(shè)備（１）電源變壓器T其中，變頻器功率因子在有輸入交流電抗器L1時(shí)，取0.8～0.85。無輸入電抗器L1時(shí)，則取0.6～0.8。變頻器效率可取0.95，變頻器輸出功率應(yīng)為所接電動(dòng)機(jī)的總功率。（２）低壓斷路器QS低壓斷路器（３）接觸器KM1（４）無線電噪聲濾波器FIL（５）交流電抗器AL和DL（６）制動(dòng)電阻R（７）接觸器KM2和KM3允許的最小制動(dòng)電阻二、變頻器的安裝１．安裝環(huán)境不宜安裝變頻器的場(chǎng)合２．變頻器的柜內(nèi)安裝變頻器的柜內(nèi)安裝３．安裝空間（１）環(huán)境溫度和濕度要求變頻器安裝環(huán)境要求（2）周邊空間尺寸要求變頻器安裝空間４．主電路線徑的選擇ΔU的計(jì)算公式是：式中IMN——電動(dòng)機(jī)的額定電流，A；

R0——單位長度（每米）導(dǎo)線的電阻，mΩ/m；

l——導(dǎo)線的長度，m?！纠磕畴妱?dòng)機(jī)的主要額定資料如下：PMN=30kW，UMN=380V，IMN=57.6A，nMN=1460r/min。變頻器與電動(dòng)機(jī)之間的距離為40m，要求在工作頻率為40Hz時(shí)，線路電壓降不超過2％。電動(dòng)機(jī)引出線的單位長度電阻值５．控制電路的接線（１）模擬量控制線屏蔽線的接法（２）開關(guān)量控制線（３）變頻器的接地變頻器接地方式ａ）專用地線（好）ｂ）共享地線（正確）ｃ）共通地線（不正確）（４）大電感線圈的浪涌電壓吸收電路浪涌電壓吸收電路ａ）阻容吸收電路ｂ）直流吸收電路6．通電前的檢查變頻器安裝、接線完成后，通電前應(yīng)進(jìn)行下列檢查：（1）外觀、構(gòu)造檢查。包括檢查變頻器的型號(hào)是否有誤、安裝環(huán)境有無問題、裝置有無脫落或破損、電纜直徑和種類是否合適、電氣連接有無松動(dòng)、接線有無錯(cuò)誤、接地是否可靠等。（2）絕緣電阻的檢查。測(cè)量變頻器主電路絕緣電阻時(shí)，必須將所有輸入端（R、S、T）和輸出端（U、V、W）都連接起來后，再用500V兆歐表測(cè)量絕緣電阻，其值應(yīng)在10MΩ以上。而控制電路的絕緣電阻應(yīng)用萬用表的高阻擋測(cè)量，不能用兆歐表或其他有高電壓的儀表測(cè)量。（3）電源電壓檢查。檢查主電路電源電壓是否在容許電源電壓值以內(nèi)。三、變頻器的日常維護(hù)與檢查變頻器是以半導(dǎo)體組件為核心構(gòu)成的靜止裝置，會(huì)由于溫度、濕度、塵埃、振動(dòng)等使用環(huán)境的影響及零部件老化等原因而發(fā)生故障。另外，變頻器中使用濾波電容器、冷卻風(fēng)扇等消耗性器件，因此日常檢查和定期維護(hù)必不可少。使用合理、維護(hù)得當(dāng)可延長變頻器的使用壽命，并減少突發(fā)故障造成的停產(chǎn)損失。任務(wù)實(shí)施一、任務(wù)準(zhǔn)備實(shí)施本任務(wù)所需的實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料見表。實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料二、變頻器的柜內(nèi)安裝練習(xí)在教師指導(dǎo)下，根據(jù)安裝要求在控制柜內(nèi)安裝變頻器并調(diào)試。柜內(nèi)安裝過程中要注意接線工藝和安全文明生產(chǎn)。三、變頻器的日常維護(hù)與檢查練習(xí)在教師指導(dǎo)下，根據(jù)變頻器的日常檢查、定期維護(hù)的要求及注意事項(xiàng)反復(fù)進(jìn)行練習(xí)。四、平板車?yán)^電控制系統(tǒng)的變頻器改造１．根據(jù)系統(tǒng)的控制要求選擇變頻器、低壓斷路器、交流接觸器、主電路和控制電路的導(dǎo)線、相關(guān)輔助器件及耗材。２．根據(jù)設(shè)備的控制要求設(shè)計(jì)變頻器改造的安裝圖樣。３．圖樣、變頻器及相關(guān)器件耗材的選擇經(jīng)老師檢查認(rèn)可后，進(jìn)行安裝。安裝過程中注意接線工藝和安全文明生產(chǎn)。４．裝接完成后按照變頻器通電前的檢查要求，認(rèn)真檢查。５．經(jīng)老師檢查無誤后，方可進(jìn)行模擬調(diào)試運(yùn)行。任務(wù)測(cè)評(píng)對(duì)任務(wù)實(shí)施的完成情況進(jìn)行檢查，并將結(jié)果填入表內(nèi)。任務(wù)測(cè)評(píng)表任務(wù)測(cè)評(píng)表任務(wù)１電動(dòng)機(jī)變頻單向運(yùn)行控制任務(wù)２PLC、變頻器控制電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)任務(wù)３車床主軸變頻調(diào)速控制系統(tǒng)車床在金屬切削機(jī)床中應(yīng)用最為廣泛，主要用于切削具有旋轉(zhuǎn)表面的工件，如車削工件的外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋等。車床技術(shù)水平的高低及其占金屬切削加工機(jī)床總擁有量的百分比，是衡量一個(gè)國家工業(yè)制造整體水平的重要標(biāo)志之一。在機(jī)械加工過程中，由于產(chǎn)品工藝的要求，經(jīng)常對(duì)主軸或刀具的旋轉(zhuǎn)提出不同的運(yùn)行速度要求，這對(duì)于提高加工效率，擴(kuò)大加工材料范圍，提升加工質(zhì)量，降低損耗，減少噪聲有著重要的意義。變頻器在這些方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，特別是配合PLC控制的變頻器，可以進(jìn)行較為復(fù)雜的程序控制，滿足機(jī)械加工要求，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工。用變頻器和PLC對(duì)主軸進(jìn)行有效控制是當(dāng)前車床技術(shù)改造中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。１．了解普通車床主拖動(dòng)系統(tǒng)的基本參數(shù)。２．會(huì)根據(jù)控制要求，合理選擇變頻器。３．能正確安裝電動(dòng)機(jī)變頻單向運(yùn)行控制的主電路和控制電路。４．能合理設(shè)置電動(dòng)機(jī)變頻單向運(yùn)行控制系統(tǒng)中變頻器的相關(guān)參數(shù)。５．會(huì)聯(lián)機(jī)調(diào)試電動(dòng)機(jī)變頻單向運(yùn)行控制系統(tǒng)。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)１電動(dòng)機(jī)變頻單向運(yùn)行控制本任務(wù)根據(jù)車床主軸拖動(dòng)系統(tǒng)的基本參數(shù)，合理選擇變頻器的容量及控制方式，實(shí)現(xiàn)主軸電動(dòng)機(jī)連續(xù)單方向運(yùn)行控制。工作任務(wù)相關(guān)知識(shí)一、普通車床的結(jié)構(gòu)與拖動(dòng)系統(tǒng)１．普通車床結(jié)構(gòu)普通車床的外形二、普通車床主運(yùn)動(dòng)的負(fù)載性質(zhì)在老系列產(chǎn)品中，一般規(guī)定：從最低速起，以全部轉(zhuǎn)速擋次的最高轉(zhuǎn)速的1/3作為計(jì)算轉(zhuǎn)速。隨著刀具強(qiáng)度和切削技術(shù)的提高，計(jì)算轉(zhuǎn)速已經(jīng)大為提高，通常規(guī)定：以最高轉(zhuǎn)速的1/4～1/2作為計(jì)算轉(zhuǎn)速，即nD≈nmax/(2～4)普通車床的機(jī)械特性三、車床主軸拖動(dòng)系統(tǒng)的基本參數(shù)1．轉(zhuǎn)速擋次主軸轉(zhuǎn)速共有8擋：75r/min、120r/min、200r/min、300r/min、500r/min、800r/min、1200r/min、2000r/min。2．電動(dòng)機(jī)的主要額定數(shù)據(jù)電動(dòng)機(jī)額定容量2.2kW；額定電壓380V；額定電流4.8A；額定轉(zhuǎn)速1440r/min；過載能力2.5倍。3．控制方式由手柄的8個(gè)位置來控制4個(gè)電磁離合器的分與合，得到齒輪的8種組合，從而得到8擋轉(zhuǎn)速。任務(wù)實(shí)施一、任務(wù)準(zhǔn)備實(shí)施本任務(wù)所需的實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料見表。實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料二、變頻器的選擇１．變頻器容量的選擇變頻器容量：SN=6.9kV·A（配用PMN=3.7kW電動(dòng)機(jī)）。額定電流：IN=9A。2．電動(dòng)機(jī)的保護(hù)3．變頻器控制方式的選擇通過上述對(duì)變頻器容量的計(jì)算、控制方式的選擇，結(jié)合本例，可選擇U/f

控制方式的變頻器，型號(hào)為：FR-E740-3.7K-CHT。三、安裝外部控制電路外部控制電路操作提示接線注意事項(xiàng)(1)如果電源是單相交流電源，電源線接到L1、N端即可。電源線千萬不要接到U、V、W端上，否則將損壞變頻器。(2)為了不影響信號(hào)傳輸，信號(hào)線和動(dòng)力線最好分開布線，至少分開10cm以上。(3)為了安全起見，輸入電源不要直接與變頻器連接，最好通過電磁接觸器及漏電斷電器或無熔絲斷路器與變頻器接頭相連。(4)端子SD和端子5是公共端子，請(qǐng)不要接地。(5)接線后，零碎線頭必須清除干凈，否則可能造成變頻器異常、失靈和故障，必須始終保持變頻器清潔。在控制臺(tái)上打孔時(shí)，請(qǐng)注意不要使碎片、粉末等進(jìn)入變頻器中。(6)長距離布線時(shí)，由于受到布線的寄生電容充電電流的影響，會(huì)使快速響應(yīng)電流限制功能降低，接于二次側(cè)的儀器誤動(dòng)作而產(chǎn)生故障。因此，請(qǐng)注意總接線長度。(7)變頻器和電動(dòng)機(jī)間的接線距離較長時(shí)，特別是低頻率輸出情況下，會(huì)由于主電路電纜的電壓下降而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩下降。為使電壓下降在2％以內(nèi)，請(qǐng)選用適當(dāng)型號(hào)的電線接線。(8)運(yùn)行以后，如需再次改變接線，必須在電源切斷后10min以上，用萬用表檢查電壓后進(jìn)行，因?yàn)樽冾l器斷電后一段時(shí)間內(nèi)，電容上仍然有危險(xiǎn)的高壓電存在。四、變頻器參數(shù)設(shè)置功能參數(shù)表五、聯(lián)機(jī)調(diào)試電壓與電流記錄表電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況記錄表任務(wù)測(cè)評(píng)對(duì)任務(wù)實(shí)施的完成情況進(jìn)行檢查，并將結(jié)果填入表內(nèi)。任務(wù)測(cè)評(píng)表１．理解變頻器輸入端子的操作控制方式。２．掌握PLC和變頻器組合控制電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)的控制方法。３．能夠進(jìn)行PLC與變頻器的連接和控制程序的編制。４．會(huì)根據(jù)功能要求設(shè)置變頻器有關(guān)參數(shù)。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)２PLC、變頻器控制電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)本任務(wù)將利用FX2N-32MR可編程序控制器（PLC）控制變頻器，實(shí)現(xiàn)車床主軸電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制。利用PLC與變頻器組合對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)控制，只需利用PLC的輸出端子來控制變頻器的STF、STR兩個(gè)端子即可。工作任務(wù)相關(guān)知識(shí)一、三菱FX2N系列PLC介紹1．FX2N系列PLC的型號(hào)表示方法FX2N系列PLC的型號(hào)表示方法2．FX2N系列PLC內(nèi)部元器件分類及編號(hào)（1）輸入繼電器X0～X267（八進(jìn)制）共184點(diǎn)（2）輸出繼電器Y0～Y267（八進(jìn)制）共184點(diǎn)（3）輔助繼電器M0～M1023、M8000～M8255（十進(jìn)制）共1280點(diǎn)（4）數(shù)據(jù)寄存器上述1280個(gè)輔助繼電器可分為三種類型：1）普通型M0～M499共500點(diǎn)。其特點(diǎn)是一旦PLC停止運(yùn)行或失電，其狀態(tài)無法保持，一律呈斷開狀態(tài)。2）保持型M500～M1023共524點(diǎn)。在鋰電池支持下能實(shí)現(xiàn)失電保持功能，一旦失電或PLC停止運(yùn)行能保持該瞬間特有狀態(tài)。3）特殊用途型M8000~M8255共256點(diǎn)。二、PLC基本邏輯指令1．觸點(diǎn)串聯(lián)指令(AND/ANI/ANDP/ANDF)（1）AND（與指令）。（2）ANI（與非指令）。（3）ANDP（上升沿與指令）。上升沿與指令ａ）梯形圖與指令表ｂ）時(shí)序圖（4）ANDF（下降沿與指令）。下降沿與指令a）梯形圖與指令表b）時(shí)序圖觸點(diǎn)串聯(lián)指令的使用說明：1）觸點(diǎn)串聯(lián)指令都是指單個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)連接的指令，串聯(lián)次數(shù)沒有限制，可反復(fù)使用。2）觸點(diǎn)串聯(lián)指令的目標(biāo)元件為輸入繼電器X、輸出繼電器Y、輔助繼電器M、定時(shí)器T、計(jì)數(shù)器C和狀態(tài)繼電器S。2．觸點(diǎn)并聯(lián)指令（OR/ORI/ORP/ORF）（1）OR為或指令。（2）ORI為或非指令。（3）ORP為上升沿或指令。（4）ORF下降沿或指令。觸點(diǎn)并聯(lián)指令的使用說明：1）觸點(diǎn)并聯(lián)指令都是指單個(gè)觸點(diǎn)并聯(lián)連接的指令，并聯(lián)次數(shù)沒有限制，可反復(fù)使用。2）觸點(diǎn)并聯(lián)指令的目標(biāo)元件為X、Y、M、T、C和S。3．自保持與解除（也稱置位復(fù)位）指令（SET/RST）（1）SET為自保持（置位）指令。（2）RST為解除（復(fù)位）指令。自保持與解除指令的使用說明：1）SET指令的目標(biāo)元件為Y、M、S，RST指令的目標(biāo)元件為Y、M、S、T、D、V、Z。RST指令常被用來對(duì)D、Z、V的內(nèi)容清零，還用來復(fù)位積算定時(shí)器和計(jì)數(shù)器。2）對(duì)于同一目標(biāo)元件，SET、RST可多次使用，順序也可隨意，但最后執(zhí)行者有效。4．電路塊的串、并聯(lián)指令（1）ORB為塊或指令。（2）ANB為塊與指令。ANB指令的使用說明：1）并聯(lián)電路塊串聯(lián)連接時(shí)，并聯(lián)電路塊的開始應(yīng)該用LD、LDI、LDP或LDF指令，如圖所示。2）多個(gè)并聯(lián)回路塊按順序和前面的回路串聯(lián)時(shí)，ANB指令的使用次數(shù)不受限制。也可連續(xù)使用ANB，但與ORB一樣，使用次數(shù)不超過8次。并聯(lián)連接的電路之間的串聯(lián)一、任務(wù)準(zhǔn)備實(shí)施本任務(wù)所需的實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料見表。任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料二、分配PLC的輸入/輸出地址輸入/輸出地址分配表三、系統(tǒng)接線PLC、變頻器控制電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)電路四、變頻器參數(shù)設(shè)置功能參數(shù)表五、編制PLC程序

PLC程序梯形圖六、聯(lián)機(jī)調(diào)試控制程序編譯成功后，將程序下載到PLC主機(jī)，并將PLC程序運(yùn)行開關(guān)撥向“RUN”狀態(tài)。操作提示調(diào)試注意事項(xiàng)(1)絕對(duì)不能將R、S、T與U、V、W端子接反，否則將損壞變頻器。(2)PLC的Y3、Y4輸出端子只相當(dāng)于一個(gè)觸點(diǎn)，不能接電源，否則會(huì)燒壞PLC。(3)電動(dòng)機(jī)為Y形接法。任務(wù)測(cè)評(píng)任務(wù)測(cè)評(píng)表對(duì)任務(wù)實(shí)施的完成情況進(jìn)行檢查，并將結(jié)果填入表內(nèi)。1．熟悉變頻器多段速控制運(yùn)行方式。2．會(huì)進(jìn)行調(diào)速方案的選擇。3．會(huì)設(shè)計(jì)車床主軸變頻調(diào)速控制系統(tǒng)電氣原理圖。4．會(huì)根據(jù)要求設(shè)置變頻器參數(shù)。5．能正確編制車床主軸變頻調(diào)速控制PLC程序。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)３車床主軸變頻調(diào)速控制系統(tǒng)工作任務(wù)大部分車床并不需要連續(xù)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，一般只要能切換若干段固定的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。而幾乎所有的變頻器都設(shè)置有多段轉(zhuǎn)速的控制功能，只需要控制變頻器的多段速選擇端子，就可以切換7段或15段轉(zhuǎn)速，避免使用昂貴的PLC模擬量輸出模塊來連續(xù)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率。本任務(wù)就是利用變頻器的多段速控制功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)車床主軸的變頻調(diào)速控制。相關(guān)知識(shí)變頻器在外部操作模式或組合操作模式3下，可以通過外接開關(guān)器件的組合通斷來改變輸入端子的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)行頻率的轉(zhuǎn)換，這種控制頻率的方式稱為多段速控制功能。一、7段速度控制7段速由RH、RM、RL通斷的組合來實(shí)現(xiàn)。7段速度運(yùn)行8～15

段速度運(yùn)行二、8～15段速度控制通過端子RH、RM、RL和RES的通斷組合就可以實(shí)現(xiàn)15段速控制。8～15擋位的速度頻率參數(shù)由端子Pr.232～Pr.239進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。操作提示RES端子操作注意事項(xiàng)(1)RES端子（變頻器復(fù)位）的初始值為Pr.184=“62”，即用于變頻器的復(fù)位功能。(2)RES端子用作多段速時(shí)，需要將功能變?yōu)椤?5速選擇”，即更改參數(shù)Pr.184=“8”。(3)任務(wù)結(jié)束后，要及時(shí)復(fù)位相關(guān)參數(shù)為初始狀態(tài)。三、變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)的分析1．基本數(shù)據(jù)(1)調(diào)速范圍(2)轉(zhuǎn)速即nL≤300r/min為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)；nL≥500r/min為恒功率區(qū)。(3)各擋轉(zhuǎn)速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩(4)電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩２．調(diào)速方案的選擇（１）頻率調(diào)節(jié)范圍限制在額定頻率以下（2）頻率調(diào)節(jié)范圍達(dá)100Hz，一擋傳動(dòng)比（3）頻率調(diào)節(jié)范圍達(dá)100Hz，兩擋傳動(dòng)比３．兩擋傳動(dòng)比調(diào)速系統(tǒng)的計(jì)算（１）決定高速擋和低速擋的分界轉(zhuǎn)速（２）確定系統(tǒng)的傳動(dòng)比１）低速擋的傳動(dòng)比取取由于所取的λL

和λH

值均與計(jì)算值不同，故表中的數(shù)據(jù)將有所調(diào)整。拖動(dòng)系統(tǒng)的工作區(qū)（3）核算核算時(shí)所用的公式如下：1)低速擋負(fù)載的折算轉(zhuǎn)矩(即折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩)式中T′LX——第X

擋轉(zhuǎn)速時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算值，N·m；

TLX——第

X擋轉(zhuǎn)速時(shí)負(fù)載軸上的轉(zhuǎn)矩，N·m。2)高速擋負(fù)載的折算轉(zhuǎn)矩3)電動(dòng)機(jī)的過載能力式中βX——電動(dòng)機(jī)在第X

擋轉(zhuǎn)速時(shí)的過載能力；

βMN——電動(dòng)機(jī)的額定過載能力；

TMX——第X

擋轉(zhuǎn)速時(shí)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，N·m。根據(jù)上述公式，將計(jì)算結(jié)果列于表中。各擋轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩核算結(jié)果一、任務(wù)準(zhǔn)備實(shí)施本任務(wù)所需的實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料見表。任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料二、分配PLC輸入/輸出地址根據(jù)控制要求編制PLC的I/O地址分配表，見表。輸入／輸出地址分配表輸入／輸出地址分配表三、系統(tǒng)接線PLC、變頻器8段速控制接線圖四、變頻器參數(shù)設(shè)置按照表所示設(shè)置變頻器參數(shù)，采用組合運(yùn)行模式。功能參數(shù)表五、編制PLC程序PLC程序梯形圖六、聯(lián)機(jī)調(diào)試控制程序編譯成功后，將程序下載到PLC主機(jī)，并將PLC程序運(yùn)行開關(guān)撥向“RUN”狀態(tài)。聯(lián)機(jī)調(diào)試步驟如下：1.合上低壓斷路器QF，按下SB1按鈕，PLC輸出繼電器Y0為“ON”，交流接觸器KM接通，變頻器電源接通，指示燈HL發(fā)亮。2.按下SB3按鈕，PLC輸出繼電器Y4為“ON”，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)并運(yùn)行，變頻器面板中“RUN”指示燈發(fā)光。3.按下SB4按鈕，PLC輸出繼電器Y5為“

ON”，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)并運(yùn)行，變頻器面板中“RUN”指示燈閃爍。4.分別閉合SA1～SA8，運(yùn)行頻率在13Hz、21Hz、35Hz、52Hz、87Hz、42Hz、62.5Hz、104Hz之間切換。5.按下SB2按鈕，PLC輸出繼電器Y0為“OFF”，交流接觸器KM失電，變頻器斷電，斷開低壓斷路器QF。對(duì)任務(wù)實(shí)施的完成情況進(jìn)行檢查，并將結(jié)果填入表內(nèi)。任務(wù)測(cè)評(píng)任務(wù)測(cè)評(píng)表任務(wù)１單臺(tái)水泵的變頻控制任務(wù)２單臺(tái)水泵變頻啟動(dòng)工頻運(yùn)行控制任務(wù)３單臺(tái)水泵的變頻器PID控制任務(wù)４三臺(tái)水泵的PID控制任務(wù)５小區(qū)恒壓供水控制隨著城市建設(shè)飛速發(fā)展，高層智能樓宇大量涌現(xiàn)，居民用水矛盾日益突出。如采用傳統(tǒng)水箱供水，存在水壓不穩(wěn)、二次污染和耗能增加等問題。為保證供水質(zhì)量，高層建筑普遍采用了變頻恒壓供水系統(tǒng)，其具有優(yōu)異的調(diào)速和啟動(dòng)性能，以及高效率、高功率因數(shù)和明顯的節(jié)能效果。1．了解變頻器恒壓供水控制系統(tǒng)的組成及基本原理。2．了解PLC、變頻器、壓力傳感器等設(shè)備的主要參數(shù)和使用方法。3．會(huì)設(shè)計(jì)單臺(tái)水泵變頻控制的PLC、變頻器控制線路。4．能正確設(shè)置單臺(tái)水泵變頻控制的變頻器參數(shù)及編制PLC控制程序。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)１單臺(tái)水泵的變頻控制本任務(wù)利用PLC、變頻器和壓力傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)單臺(tái)水泵的變頻控制恒壓供水系統(tǒng)。工作任務(wù)相關(guān)知識(shí)一、變頻恒壓供水控制系統(tǒng)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)一般由變頻器、控制器、壓力傳感器以及水泵電動(dòng)機(jī)等組成。變頻恒壓供水控制系統(tǒng)框圖二、供水系統(tǒng)節(jié)能原理分析常見的方法有閥門控制法和轉(zhuǎn)速控制法兩種。閥門控制法是通過開關(guān)閥門大小來調(diào)節(jié)流量，而轉(zhuǎn)速保持不變，通常為額定轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速控制法是通過改變水泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量，而閥門開度則保持不變（通常為最大開度）。調(diào)節(jié)流量的兩種方法比較三、壓力傳感器壓力傳感器也叫壓力傳送器，用于檢測(cè)流體的壓力（實(shí)際是壓強(qiáng)），并且可以進(jìn)行遠(yuǎn)程信號(hào)傳送，將信號(hào)傳送到二次儀表或者計(jì)算機(jī)后進(jìn)行壓力控制或者檢測(cè)的一種自動(dòng)化控制前端元件。如圖所示為壓阻式壓力傳感器外形圖，輸出信號(hào)為4～20mA(二線制)或0～5/10V（三線制），供電電壓為直流24V（DC9～36V），對(duì)應(yīng)測(cè)量范圍為0～1MPa，負(fù)載電阻為電流輸出型最大800Ω，電壓輸出型大于50kΩ。壓阻式壓力傳感器外形圖四、FX2N-3A模擬量模塊本任務(wù)中壓力傳感器的測(cè)量輸出為模擬量信號(hào)，而PLC程序控制要求的是數(shù)字量信號(hào)，所以采用FX2N-3A模擬量模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。FX2N-3A模擬量模塊可以與FX0N、FX1N、FX2N等系列可編程序控制器相連接。1．FX2N-3A模擬量模塊的特點(diǎn)2．FX2N-3A模擬量輸入的應(yīng)用3．FX2N-3A模擬量輸出的應(yīng)用任務(wù)實(shí)施一、任務(wù)準(zhǔn)備實(shí)施本任務(wù)所需的實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料見表。實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料二、PLC輸入/輸出地址分配本任務(wù)將變頻器輸出頻率分為7段速度，每段之間相差2Hz，其速度運(yùn)行曲線如圖所示。通過變頻器的輸入端子RL、RM和RH的組合來控制多段速度。水泵電動(dòng)機(jī)只需要單向運(yùn)行，由變頻器STF端子控制，此外還需系統(tǒng)啟動(dòng)、停止控制信號(hào)。PLC輸入/輸出地址分配見表。

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段速度運(yùn)行曲線輸入／輸出地址分配表三、系統(tǒng)接線１．傳感器的連接傳感器回路接線如圖所示。傳感器回路接線圖2．PLC、變頻器系統(tǒng)接線圖

PLC、變頻器系統(tǒng)接線圖四、設(shè)置變頻器參數(shù)１．基本運(yùn)行參數(shù)設(shè)定基本運(yùn)行參數(shù)２．多段轉(zhuǎn)速運(yùn)行參數(shù)設(shè)定多段轉(zhuǎn)速運(yùn)行參數(shù)五、編制PLC控制程序1．程序流程圖程序流程圖2．PLC程序系統(tǒng)PLC控制程序六、聯(lián)機(jī)調(diào)試１．水泵上水操作具體步驟如下：（1）將1#水泵電動(dòng)機(jī)直接和變頻器的輸出端相連，注意相序不要顛倒。（2）接通變頻器電源，確認(rèn)變頻器為“PU”操作模式（若不為“PU”操作模式，則用“MODE”設(shè)定到操作“PU”模式）。（3）將變頻器的運(yùn)行頻率設(shè)為50Hz。（4）按變頻器“FWD”鍵進(jìn)行啟動(dòng)，1#水泵隨之運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)通過觀察水箱液位是否變化或液位數(shù)顯表變化情況，如果液位下降則說明水已經(jīng)被吸入，這時(shí)可手動(dòng)打開電磁閥等待水流出。（5）當(dāng)水從電磁閥流出時(shí)，表示承壓箱已灌滿，還可以通過觀察承壓箱機(jī)械壓力指示表察看承壓箱的壓力。（6）在上水操作過程中要注意觀察4個(gè)數(shù)顯表的顯示是否正常。（7）分別將2#、3#水泵電動(dòng)機(jī)的電源線直接接至變頻器的輸出端，重復(fù)上述步驟對(duì)2#、3#水泵進(jìn)行上水操作。2.控制程序編譯成功后，將程序下載到PLC主機(jī)，將PLC置于“RUN”狀態(tài)，變頻器的操作模式設(shè)置在“EXT”外部操作模式，啟動(dòng)恒壓供水系統(tǒng)。（1）關(guān)閉放水閥，當(dāng)系統(tǒng)供水壓力達(dá)到D11、D12設(shè)定范圍時(shí)，記錄變頻器的運(yùn)行頻率（此時(shí)應(yīng)為最低速）。（2）通過手動(dòng)操作放水閥逐步增大對(duì)儲(chǔ)壓罐放水，模擬增加用水量，觀察系統(tǒng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)變頻器的運(yùn)行頻率變化情況，直至變頻器運(yùn)行至最高頻率。（3）通過手動(dòng)操作放水閥逐步減小對(duì)儲(chǔ)壓罐放水，模擬減小用水量，觀察系統(tǒng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)變頻器的運(yùn)行頻率變化情況，直至變頻器運(yùn)行至最低頻率。如上述過程均能實(shí)現(xiàn)，說明該系統(tǒng)運(yùn)行正常。對(duì)任務(wù)實(shí)施的完成情況進(jìn)行檢查，并將結(jié)果填入測(cè)評(píng)表內(nèi)。任務(wù)測(cè)評(píng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1．掌握用PLC控制變頻器進(jìn)行工頻和變頻切換的方法。2．了解變頻器工頻、變頻切換的方法及參數(shù)設(shè)置的相關(guān)知識(shí)。3．能控制變頻器在合適的情況下使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入工頻運(yùn)行。4．能正確設(shè)置變頻啟動(dòng)、工頻運(yùn)行控制變頻器參數(shù)及編制PLC控制程序。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)２單臺(tái)水泵變頻啟動(dòng)工頻運(yùn)行控制本任務(wù)使用三菱FR-E740變頻器和PLC實(shí)現(xiàn)變頻與工頻切換，電動(dòng)機(jī)變頻工作時(shí)將變頻器通過接觸器接入電動(dòng)機(jī)主回路，電動(dòng)機(jī)工頻工作時(shí)通過接觸器將變頻器切除，直接將電動(dòng)機(jī)接入三相工頻電源。工作任務(wù)相關(guān)知識(shí)一、變頻與工頻切換控制原理繼電器與變頻器組合的變頻與工頻的切換控制電路二、電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)隨著大功率電力電子器件的不斷發(fā)展成熟，變頻器得到了廣泛應(yīng)用。１．變頻啟動(dòng)先將電動(dòng)機(jī)接到變頻器的輸出端，啟動(dòng)時(shí)，變頻器輸出交流電的頻率由0開始逐漸增加，輸出電壓也成比例增加。２．變頻與工頻狀態(tài)切換當(dāng)電動(dòng)機(jī)達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速之后，其所加工作電壓往往已接近工頻，再繼續(xù)由變頻器供電，也不能起到節(jié)電的效果，失去了變頻器供電的意義，同時(shí)變頻器本身也有一定的功率損耗，此時(shí)應(yīng)轉(zhuǎn)入工頻運(yùn)行。三、水錘效應(yīng)電動(dòng)機(jī)全電壓啟動(dòng)時(shí)，在不到1s的時(shí)間內(nèi)，即可從靜止?fàn)顟B(tài)加速到額定轉(zhuǎn)速，管道內(nèi)水的流量則從零增加到額定流量。由于流體具有動(dòng)量和一定程度的可壓縮性，所以，流量的急劇變化將在管道內(nèi)引起壓強(qiáng)過高或過低的沖擊，以及出現(xiàn)“空化”現(xiàn)象。壓力的沖擊將使管壁受力而產(chǎn)生噪聲，猶如錘子敲擊管子一般，故稱為“水錘效應(yīng)”。一、任務(wù)準(zhǔn)備實(shí)施本任務(wù)所需的實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料見表。任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料二、PLC輸入/輸出地址分配輸入/輸出地址分配表三、系統(tǒng)接線PLC、變頻器系統(tǒng)接線圖四、設(shè)置變頻器參數(shù)基本運(yùn)行參數(shù)五、編制PLC控制程序１．程序流程圖在電動(dòng)機(jī)停止或過載保護(hù)時(shí)，應(yīng)平緩地降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速直到停止，防止管網(wǎng)中發(fā)生水錘效應(yīng)，可設(shè)置變頻器的減速時(shí)間完成此項(xiàng)功能。還有一種特殊的情況是，電動(dòng)機(jī)剛啟動(dòng)（還在變頻工作狀態(tài)）時(shí)，就發(fā)生過載現(xiàn)象或是按下停止按鈕，則變頻器就直接停止運(yùn)行，其停止曲線保持不變，但由于電動(dòng)機(jī)還未達(dá)到最大轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)會(huì)更快地完全停止下來。程序流程圖２．PLC程序系統(tǒng)PLC控制程序六、聯(lián)機(jī)調(diào)試控制程序編譯成功后，將程序下載到PLC主機(jī)，將PLC置于“RUN”狀態(tài)，變頻器的操作模式設(shè)置在“EXT”外部操作模式，啟動(dòng)恒壓供水系統(tǒng)。1.PLC程序調(diào)試2.變頻器部分調(diào)試3.系統(tǒng)聯(lián)調(diào)如上述過程均能實(shí)現(xiàn)且調(diào)試無誤說明該系統(tǒng)運(yùn)行正常。任務(wù)測(cè)評(píng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)任務(wù)實(shí)施的完成情況進(jìn)行檢查，并將結(jié)果填入表內(nèi)。1．了解PID控制原理。2．了解變頻器PID控制的相關(guān)知識(shí)。3．會(huì)設(shè)置變頻器PID控制參數(shù)。4．能完成單臺(tái)水泵變頻器PID控制恒壓供水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)３單臺(tái)水泵的變頻器PID控制工作任務(wù)本任務(wù)用PLC、變頻器設(shè)計(jì)一個(gè)基于變頻器PID控制的恒壓供水系統(tǒng)，并在恒壓供水裝置上完成模擬調(diào)試。具體控制要求如下：1．系統(tǒng)按設(shè)計(jì)要求只有一臺(tái)水泵，采用變頻器的內(nèi)置PID進(jìn)行變頻恒壓供水。2．系統(tǒng)要求管網(wǎng)壓力為0.3MPa，采用壓力傳感器采集壓力信號(hào)（4～20mA）。3．系統(tǒng)要求設(shè)置0.4Mpa為上限報(bào)警、0.2Mpa為下限報(bào)警，報(bào)警5s后，系統(tǒng)自動(dòng)停止運(yùn)行。4．系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)能根據(jù)需要設(shè)置。相關(guān)知識(shí)一、PID控制概述PID控制是隨時(shí)將傳感器測(cè)量的實(shí)際信號(hào)（稱為反饋信號(hào)）與被控量的目標(biāo)信號(hào)相比較，以判斷是否已經(jīng)到達(dá)預(yù)定目標(biāo)。PID控制原理框圖PID控制因其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)而成為工業(yè)控制中被廣泛采用的一種控制方式。1．PI控制2．PD控制PI控制PD控制３．PID控制PID控制是利用PI控制和PD控制的優(yōu)點(diǎn)組合而成的控制，是P、I和D三個(gè)運(yùn)算的總和。４．負(fù)作用負(fù)作用控制過程５．正作用正作用控制過程二、變頻器PID控制功能實(shí)現(xiàn)1．接線原理圖PID控制接線原理圖2．輸入、輸出端子功能定義使用變頻器內(nèi)置PID功能進(jìn)行控制時(shí)，當(dāng)X14信號(hào)關(guān)斷時(shí)，變頻器的運(yùn)行不含PID的功能；只有當(dāng)X14信號(hào)接通時(shí)，PID控制功能才有效，此時(shí)其輸入、輸出端子功能見表。輸入、輸出端子功能（1）反饋信號(hào)的輸入反饋信號(hào)的輸入通常有給定輸入法和獨(dú)立輸入法。（2）目標(biāo)值的預(yù)置PID調(diào)節(jié)的根本依據(jù)是反饋量與目標(biāo)值之間進(jìn)行比較的結(jié)果，因此，準(zhǔn)確地預(yù)置目標(biāo)值是十分重要的。目標(biāo)值通常是被測(cè)量實(shí)際大小與傳感器量程之比的百分?jǐn)?shù)。（3）偏差信號(hào)當(dāng)輸入外部計(jì)算偏差信號(hào)時(shí)，通過端子1～5輸入，且將Pr.128設(shè)定為“50”或“51”。3．參數(shù)設(shè)置變頻器內(nèi)置PID功能的主要參數(shù)4．注意事項(xiàng)使用變頻器內(nèi)置PID功能進(jìn)行控制時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：（1）PID控制時(shí)，如果要進(jìn)行多段速度運(yùn)行或點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行，請(qǐng)先將X14置于OFF，再輸入多段速度信號(hào)或點(diǎn)動(dòng)信號(hào)。（2）當(dāng)Pr.128設(shè)定為“20”或“21”時(shí)，變頻器端子1～5的輸入信號(hào)將設(shè)定值疊加到端子2～5。（3）當(dāng)Pr.79設(shè)定為“5”(程序運(yùn)行模式)時(shí)，則PID控制不能執(zhí)行，只能執(zhí)行程序運(yùn)行。（4）當(dāng)Pr.79設(shè)定為“6”(切換模式)時(shí)，則PID控制無效。（5）當(dāng)Pr.22設(shè)定為“9999”時(shí)，端子1的輸入值作為失速防止動(dòng)作水平；當(dāng)要用端子1的輸入作為PID控制的修訂時(shí)，請(qǐng)將Pr.22設(shè)定為“9999”以外的值。（6）當(dāng)Pr95設(shè)定為“1”(在線自動(dòng)調(diào)整)時(shí)，則PID控制無效。（7）當(dāng)用Pr.178～Pr.184和Pr.190～Pr.192改變端子的功能時(shí)，其他功能可能會(huì)受到影響，在改變?cè)O(shè)定前請(qǐng)確認(rèn)相應(yīng)端子的功能。（8）選擇PID控制時(shí)，下限頻率為Pr.902的設(shè)定值，上限頻率為Pr.903的設(shè)定值，同時(shí)，Pr.1“上限頻率”和Pr.2“下限頻率”的設(shè)定也有效。一、任務(wù)準(zhǔn)備實(shí)施本任務(wù)所需的實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料見表。任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料二、PLC輸入/輸出地址分配輸入/輸出地址分配表三、系統(tǒng)接線變頻器PID控制的恒壓供水系統(tǒng)接線圖四、設(shè)置變頻器參數(shù)運(yùn)行參數(shù)設(shè)置五、編制PLC控制程序1．程序流程圖程序流程圖2．PLC程序變頻器PID控制的恒壓供水系統(tǒng)程序六、聯(lián)機(jī)調(diào)試1．PLC程序調(diào)試2．系統(tǒng)調(diào)試注意：傳感器輸出信號(hào)線路不能太長，否則信號(hào)將會(huì)衰減，影響系統(tǒng)穩(wěn)定。對(duì)任務(wù)實(shí)施的完成情況進(jìn)行檢查，并將結(jié)果填入表內(nèi)。任務(wù)測(cè)評(píng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1．掌握變頻恒壓供水三臺(tái)水泵切換控制方法。2．熟悉變頻恒壓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制過程。3．會(huì)配置三臺(tái)水泵PID控制恒壓供水系統(tǒng)。4．能完成三臺(tái)水泵PID恒壓供水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)４三臺(tái)水泵的PID控制工作任務(wù)本任務(wù)要設(shè)計(jì)一個(gè)多臺(tái)水泵構(gòu)成的變頻恒壓供水控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由3臺(tái)水泵組成，運(yùn)行過程中當(dāng)?shù)?臺(tái)水泵工作頻率達(dá)到最高頻率時(shí)，若管網(wǎng)水壓仍達(dá)不到預(yù)設(shè)水壓，則將此臺(tái)水泵切換到工頻運(yùn)行，變頻器將自動(dòng)啟動(dòng)第2臺(tái)水泵，控制其變頻運(yùn)行。此后，如壓力仍然達(dá)不到要求，則將該水泵也切換至工頻，變頻器啟動(dòng)第3臺(tái)水泵，直到滿足設(shè)定壓力要求為止；反之，若管網(wǎng)水壓大于預(yù)設(shè)水壓，控制器控制變頻器頻率降低，使水泵轉(zhuǎn)速降低，當(dāng)頻率低于下限時(shí)自動(dòng)切掉一臺(tái)工頻水泵或此變頻水泵，始終使管網(wǎng)水壓保持恒定。相關(guān)知識(shí)本課題采用PLC控制變頻恒壓供水控制方案，壓力PID調(diào)節(jié)由變頻器本身PID功能實(shí)現(xiàn)。變頻恒壓供水控制系統(tǒng)組成圖一、任務(wù)準(zhǔn)備實(shí)施本任務(wù)所需的實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料見表。任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料二、PLC輸入/輸出地址分配根據(jù)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)電路圖可得到PLC輸入/輸出地址，見表。輸入/輸出地址分配表輸入/輸出地址分配表三、系統(tǒng)接線１．主電路接線變頻恒壓供水系統(tǒng)主電路2．PID控制回路接線變頻恒壓供水系統(tǒng)PID控制回路3．PLC輸入/輸出接線圖PLCI/O接線圖四、變頻器PID控制參數(shù)變頻器PID控制參數(shù)表五、編制PLC控制程序1．程序流程圖PLC程序流程圖2．PLC程序變頻恒壓供水控制系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，KM1閉合，1＃水泵以變頻方式運(yùn)行。當(dāng)變頻器的運(yùn)行頻率超出設(shè)定值時(shí)輸出一個(gè)上限信號(hào)，PLC通過這個(gè)上限信號(hào)后將1＃水泵由變頻運(yùn)行轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行，KM1斷開KM2吸合，同時(shí)KM3吸合，變頻啟動(dòng)2＃水泵。（考慮到實(shí)訓(xùn)安全，未對(duì)3#水泵進(jìn)行工頻運(yùn)行控制。）如果再次接收到變頻器上限輸出信號(hào)，則KM3斷開，KM4吸合，2＃水泵由變頻轉(zhuǎn)為工頻，同時(shí)KM5閉合，3＃水泵變頻運(yùn)行。如果變頻器頻率過低，即壓力過高，變頻器輸出的下限信號(hào)使PLC關(guān)閉KM4、KM5，開啟KM3，將2＃水泵變頻啟動(dòng)。再次收到下限信號(hào)就關(guān)閉KM2、KM3，吸合KM1，將1＃水泵變頻啟動(dòng)，此時(shí)只剩1＃水泵變頻工作。根據(jù)程序流程圖編寫的3臺(tái)水泵PID控制的PLC程序，如圖所示。PLC參考程序PLC參考程序PLC參考程序PLC參考程序PLC參考程序PLC參考程序六、聯(lián)機(jī)調(diào)試變頻器校正參數(shù)對(duì)任務(wù)實(shí)施的完成情況進(jìn)行檢查，并將結(jié)果填入表內(nèi)。任務(wù)測(cè)評(píng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1．了解小區(qū)變頻器恒壓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制原理。2．熟悉恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)備選擇依據(jù)。3．熟悉PLC的PID運(yùn)算指令和模擬量輸入/輸出模塊FX0N-3A的用法。4．能完成小區(qū)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)５小區(qū)恒壓供水控制工作任務(wù)某小區(qū)有多棟高層建筑，共居住有560多戶，由于用水高峰過于集中，該小區(qū)供水系統(tǒng)不夠穩(wěn)定，無法滿足小區(qū)居民的用水要求。根據(jù)以上情況，本任務(wù)要求利用PLC、變頻器實(shí)現(xiàn)小區(qū)恒壓供水控制。供水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖相關(guān)知識(shí)一、設(shè)備選擇依據(jù)１．住宅類型的用水標(biāo)準(zhǔn)不同住宅類型的用水標(biāo)準(zhǔn)２．供水規(guī)模換算供水規(guī)模換算見表。表中左列為戶數(shù)，上面一行為用水標(biāo)準(zhǔn)（m3/人日），中間數(shù)據(jù)為用水規(guī)模（m3/h）。供水規(guī)模換算表供水規(guī)模換算表二、PLC的PID指令1．指令形式2．PID參數(shù)定義PID運(yùn)算指令的控制參數(shù)【S3】～【S3】+25的定義見表。3．自動(dòng)調(diào)諧PID指令的使用說明PID參數(shù)設(shè)定表PID參數(shù)設(shè)定表三、模擬量輸入/輸出模塊FX0N-3A1．A/D通道的校準(zhǔn)（1）A/D校準(zhǔn)程序A/D校準(zhǔn)程序如圖所示。A/D校準(zhǔn)程序（２）輸入偏移校準(zhǔn)（３）輸入增益校準(zhǔn)輸入偏移對(duì)照表輸入增益對(duì)照表2．D/A通道的校準(zhǔn)（1）D/A校準(zhǔn)程序D/A校準(zhǔn)程序如圖所示。D/A校準(zhǔn)程序（2）D/A輸出偏移校準(zhǔn)（3）D/A輸出增益校準(zhǔn)輸出偏移對(duì)照表輸出增益對(duì)照表一、任務(wù)準(zhǔn)備實(shí)施本任務(wù)所需的實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料見表。任務(wù)實(shí)施實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具材料二、系統(tǒng)輸入／輸出地址分配根據(jù)2臺(tái)水泵切換控制電路圖及控制要求，分配PLC的輸入／輸出地址，見表。設(shè)備輸入／輸出地址分配表三、系統(tǒng)接線2臺(tái)水泵切換控制電路圖四、觸摸屏監(jiān)控界面制作１．主界面主界面２．手動(dòng)運(yùn)行操作界面手動(dòng)運(yùn)行操作界面３．自動(dòng)運(yùn)行操作界面自動(dòng)運(yùn)行操作界面五、設(shè)置變頻器參數(shù)根據(jù)控制要求設(shè)定變頻器參數(shù)，見表。變頻器設(shè)定參數(shù)六、編制PLC控制程序1．程序流程圖程序流程圖2．PLC程序根據(jù)程序流程圖編寫PLC控制程序，如圖所示。梯形圖部分參考程序梯形圖部分參考程序梯形圖部分參考程序梯形圖部分參考程序七、聯(lián)機(jī)調(diào)試1.編寫好FX0N—3A偏移/增益調(diào)整程序，連接好FX0N—3A輸入、輸出電路，通過OFFSET和GAIN旋鈕調(diào)整好偏移/增益分別為0V和5V。2.按圖所示接線圖接好線路，并將編譯好的PLC程序（部分參考程序）下載到PLC。2臺(tái)水泵切換控制電路圖3.正確設(shè)置變頻器參數(shù)。4.使自動(dòng)調(diào)諧開始時(shí)的偏差大于150，然后選擇自動(dòng)調(diào)諧選擇開關(guān)X0，Y0有輸出，變頻器運(yùn)行。如變頻器不運(yùn)行，檢查Y0輸出是否有問題，或模擬輸出是否正確，可用萬用表測(cè)試輸出電壓是否正確，或查看PID運(yùn)行的出錯(cuò)碼。當(dāng)自動(dòng)調(diào)諧結(jié)束后，運(yùn)行PID控制，觀察PID運(yùn)行是否正常，如出現(xiàn)振蕩，則可以停止運(yùn)行，重新進(jìn)行自動(dòng)調(diào)諧，直到運(yùn)行穩(wěn)定。5.連接觸摸屏與計(jì)算機(jī)RS232接口，連接觸摸屏RS422接口與PLC編程接口。接通觸摸屏電源，將已創(chuàng)建的圖所示觸摸屏監(jiān)控界面下載到觸摸屏中。主界面手動(dòng)運(yùn)行操作界面自動(dòng)運(yùn)行操作界面6.按手動(dòng)啟動(dòng)，設(shè)備應(yīng)正常啟動(dòng)，觀察各設(shè)備運(yùn)行是否正常，變頻器輸出頻率是否相對(duì)平穩(wěn)，實(shí)際水壓與設(shè)定值的偏差應(yīng)盡量小。7.通過編程軟件，查看PID運(yùn)行參數(shù)，改變PID參數(shù)，觀察運(yùn)行情況的變化，理解PID控制中每個(gè)參數(shù)的含義。8.測(cè)試其他功能，是否跟控制要求相符。對(duì)任務(wù)實(shí)施的完成情況進(jìn)行檢查，并將結(jié)果填入測(cè)評(píng)表內(nèi)。任務(wù)測(cè)評(píng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)１生產(chǎn)線傳送系統(tǒng)連續(xù)調(diào)速控制任務(wù)２生產(chǎn)線變頻傳送系統(tǒng)的PLC控制任務(wù)３物料檢測(cè)生產(chǎn)線加、減速定位控制現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)的多元化，使各行各業(yè)競(jìng)爭尤為激烈，物流行業(yè)同樣如此。物流企業(yè)若采用人工分揀作業(yè)，則勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低。為了克服這些缺點(diǎn)，同時(shí)能滿足對(duì)不同材質(zhì)、顏色的物料進(jìn)行自動(dòng)分類的物料檢測(cè)要求，出現(xiàn)了以PLC、變頻器為主控制器的物料檢測(cè)控制系統(tǒng)。變頻器以其良好的調(diào)速特性、與PLC配合的精確控制性能等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)物料檢測(cè)生產(chǎn)