西門子PLC項目式教程 課件 項目5 PLC、變頻器對電動機的控制

任務1電動機的啟停、正反轉控制1.工作任務

利用變頻器實現(xiàn)電動機的控制。控制要求:

（1）通過外部端子控制電機起動/停止、正轉/反轉，按下按鈕“SB1”電機正轉起動，松開按鈕“SB1”電機停止；按下按鈕“SB2”電機反轉，松開按鈕“SB2”電機停止。運用操作面板改變電機起動和點動運行頻率和加減速時間。

（2）正確設置變頻器輸出的額定頻率、額定電壓、額定電流、額定功率、額定轉速。2.變頻器外部接線圖(如下圖所示)注:1.設置參數(shù)前先將變頻器參數(shù)復位為工廠的缺省設定值2.設定P0003=2允許訪問擴展參數(shù)3.設定電機參數(shù)時先設定P0010=1(快速調試),電機參數(shù)設

置完成后設定P0010=0(準備)3.參數(shù)設置序號變頻器參數(shù)出廠值設定值功能說明

P0304230380電動機的額定電壓(380V)

P03053.250.35電動機的額定電流(0.35A)

P03070.750.06電動機的額定功率(60W)

P031050.0050.00電動機的額定頻率(50Hz)

P031101430電動機的額定轉速(1430r/min)

P100021用操作面板（BOP）控制頻率的升降

P108000電動機的最小頻率(0Hz)

P10825050.00電動機的最大頻率(50Hz)

P11201010斜坡上升時間(10S)

P11211010斜坡下降時間(10S)

P070022選擇命令源（由端子排輸入）

P0701110正向點動

P07021211反向點動

P10585.0030正向點動頻率（30Hz）

P10595.0020反向點動頻率（20Hz）

P106010.0010點動斜坡上升時間（10S）

P106110.005點動斜坡下降時間（5S）任務2基于PLC數(shù)字量方式的變頻器多段速控制1.工作任務

某企業(yè)承擔了一個工廠生產(chǎn)線PLC控制系統(tǒng)設計任務，其中一個環(huán)節(jié)要求用PLC配合變頻器控制三相異步電動機進行調速控制，具體控制功能如下：通過3個開關K1～K3實現(xiàn)對電動機的多段速控制，開關“K1”“K2”“K3”按不同方式組合，可選擇8種不同的輸出頻率，具體輸出頻率見下表。試用PLC設計其控制系統(tǒng)并調試。變頻器的開關狀態(tài)與運行頻率設置見下表所示。序號K3K2K1狀態(tài)變頻器運行頻率（Hz）1OFFOFFOFF02OFFOFFON53OFFONOFF104OFFONON205ONOFFOFF256ONOFFON307ONONOFF408ONONON502.I/O地址分配表輸入功能地址輸出功能地址開關K1撥動開關I0.0DIN1數(shù)字輸入1Q0.0開關K2撥動開關I0.1DIN2數(shù)字輸入2Q0.1開關K3撥動開關I0.2DIN3數(shù)字輸入3Q0.23.PLC、變頻器外部接線圖4.參數(shù)設置序號變頻器參數(shù)出廠值設定值功能說明

P0304230380電動機的額定電壓(380V)

P03053.250.35電動機的額定電流(0.35A)

P03070.750.06電動機的額定功率(60W)

P031050.0050.00電動機的額定頻率(50Hz)

P031101430電動機的額定轉速(1430r/min)

P100023固定頻率設定

P108000電動機的最小頻率(0Hz)

P10825050.00電動機的最大頻率(50Hz)

P11201010斜坡上升時間(10S)

P11211010斜坡下降時間(10S)

P070022選擇命令源（由端子排輸入）

P0701117固定頻率設值（二進制編碼選擇+ON命令）

P07021217固定頻率設值（二進制編碼選擇+ON命令）

P0703917固定頻率設值（二進制編碼選擇+ON命令）

P10010.005.00固定頻率1

P10025.0010.00固定頻率2

P100310.0020.00固定頻率3

P100415.0025.00固定頻率4

P100520.0030.00固定頻率5

P100625.0040.00固定頻率6

P100730.0050.00固定頻率75.參考程序任務3變頻器無級調速的PLC控制1.工作任務

用PLC的模擬量模塊A-D通道采集一個0～10V的直流可調電壓信號，并通過D-A通道轉換成4～20mA的電流信號輸出。此信號控制變頻器的運行頻率控制。變頻器控制一個三相異步交流電動機（采用星形聯(lián)結），當給定電壓在0～10V變化時，變頻器運行頻率對應為0～50Hz。2.I/O地址分配表3.PLC、變頻器外部接線圖輸入功能地址輸出功能地址開關K1起動開關I0.0DIN1數(shù)字輸入1Q0.04.參數(shù)設置序號變頻器參數(shù)出廠值設定值功能說明1P0304230380電動機的額定電壓(380V)2P03053.250.35電動機的額定電流(0.35A)3P03070.750.06電動機的額定功率(60W)4P031050.0050.00電動機的額定頻率(50Hz)5P031101430電動機的額定轉速(1430r/min)6P100022模擬量設定7P108000電動機的最小頻率(0Hz)8P10825050.00電動機的最大頻率(50Hz)9P11201010斜坡上升時間(10S)10P11211010斜坡下降時間(10S)11P070022選擇命令源（由端子排輸入）12P070111ON/OFF接通正轉/停車5.參考程序任務4電動機轉速測量的PLC控制1.工作任務

一臺電動機上配有一臺光電編碼器（光電編碼器與電動機同軸），試測量電動機的轉速。設電機的轉速已經(jīng)由編碼器轉化成了脈沖信號。2.編碼器與PLC連接表編碼器引腳PLC地址功能

編碼器引腳PLC地址功能+24VI0.4復位A+I0.0時鐘3.PLC、電機測速編碼器接線圖4.參考程序知識鏈接

變頻器（Variable-frequencyDrive，VFD）是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內部絕緣柵門極晶體管(IGBT)的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過電流、過電壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應用。

德國西門子MM420系列變頻器，用于控制三相交流電動機速度，具有很高的運行可靠性和功能的多樣性。且具有默認的工廠設置參數(shù)，它是給數(shù)量眾多的簡單的電動機控制系統(tǒng)供電的理想變頻驅動裝置。MM420變頻器的操作面板如右圖所示。5.2.1西門子MM420系列變頻器1.基本操作面板（BOP）功能（見教材）2.基本操作面板更改參數(shù)的數(shù)值

(1)改變參數(shù)P0004(如下圖所示)

(2)改變下標參數(shù)P0719(如下圖所示

)3.變頻器快速調試4.變頻器復位為工廠的缺省設定值

為了把變頻器的全部參數(shù)復位為工廠的缺省設定值，應該按照

下面的數(shù)值設定參數(shù)：1)設定P0010=302)設定P0970=1

完成復位過程至少要3分鐘。5.2.2模擬量數(shù)據(jù)處理（具體見教材）1.S7-200系列模擬量I/O模塊

（1）模擬量輸入模塊EM231。

（2）模擬量輸出模塊EM2322.模擬量輸入信號的整定

（1）模擬量輸入值的數(shù)字量表示方法

（2）模擬量輸入值的數(shù)字量表示范圍

（3）系統(tǒng)偏移量的消除

（4）過程量的最大變化范圍

（5）標準化問題

（6）數(shù)字量濾波問題3.模擬量輸出信號的整定5.2.3模擬量PID調節(jié)(具體見教材)1.PID控制2.PID調節(jié)指令格式及功能（見教材）3.PID參數(shù)表（回路表）4.輸入/輸出量的處理

（1）輸入回路歸一化處理

（2）輸出回路處理

（3）PID的運算框圖5.2.4高速處理功能（具體見教材）