《變頻器技術(shù)應(yīng)用與實(shí)踐》課件-情景二 項(xiàng)目六 變頻調(diào)速系統(tǒng)的閉環(huán)控制

項(xiàng)目六

變頻器調(diào)速系統(tǒng)的閉環(huán)控制一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

理解變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作原理，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)。二、工作任務(wù)

（1）掌握簡(jiǎn)單閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。（2）掌握變頻調(diào)速系統(tǒng)的安裝與調(diào)試方法。三、知識(shí)講座

1、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)不將控制的結(jié)果反饋回來(lái)影響當(dāng)前控制的系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)又稱為無(wú)反饋控制系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)由控制器與被控對(duì)象組成?？刂破魍ǔ＞哂泄β史糯蟮墓δ堋Ｍ]環(huán)控制系統(tǒng)相比，開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單得多，同時(shí)也比較經(jīng)濟(jì)。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)三、知識(shí)講座

1、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)水泵抽水控制系統(tǒng)家用窗簾自動(dòng)控制系統(tǒng)三、知識(shí)講座

1、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)樓道自動(dòng)聲控?zé)粞b置三、知識(shí)講座

1、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)也叫反饋控制系統(tǒng)，是將系統(tǒng)輸出量的測(cè)量值與所期望的給定值相比較，由此產(chǎn)生一個(gè)偏差信號(hào)，利用此偏差信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，使輸出值盡量接近于期望值。三、知識(shí)講座1、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)控制器（重錘）

執(zhí)行器（出汽孔）被控對(duì)象（壓力鍋）被控量（鍋內(nèi)壓力）

給定量（重錘重力）

檢測(cè)裝置（重錘）控制量（出汽量）比較器家用壓力鍋控制框圖控制器（機(jī)械或電氣控制裝置）執(zhí)行器（閥門(mén)）被控對(duì)象（水箱）被控量（水箱水位）

給定量（設(shè)定的水位高度）

檢測(cè)裝置（浮球或液位傳感）器）控制量（進(jìn)水量）比較器水位自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖三、知識(shí)講座1、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖溫、濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖控制器（電子或微機(jī)控制裝置）執(zhí)行器（加熱器）被控對(duì)象（加熱爐）被控量（爐內(nèi)溫度）

給定量（設(shè)定的溫度）

檢測(cè)裝置（熱電偶）控制量（電壓）比較器控制器（控制裝置）執(zhí)行器（降溫除濕裝置）置被控對(duì)象（糧庫(kù)）被控量（糧庫(kù)內(nèi)溫、濕度）

給定量（設(shè)定的溫、濕度）

檢測(cè)裝置（感溫、濕裝置）

控制量（降溫除濕時(shí)間）比較器三、知識(shí)講座1、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別工作原理：開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)不能檢測(cè)誤差，也不能校正誤差。結(jié)構(gòu)組成：開(kāi)環(huán)系統(tǒng)沒(méi)有檢測(cè)設(shè)備，組成簡(jiǎn)單，但選用的元器件要嚴(yán)格保證質(zhì)量要求。閉環(huán)系統(tǒng)具有抑制干擾的能力，對(duì)元件特性變化不敏感，并能改善系統(tǒng)的響應(yīng)特性。穩(wěn)定性：開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性比較容易解決。閉環(huán)系統(tǒng)中反饋回路的引入增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。四、任務(wù)實(shí)施1、控制要求

1、有一條灌裝飲料生產(chǎn)線，傳送帶電動(dòng)機(jī)功率為3.7KW，如圖所示。按下啟動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳送帶低速向右運(yùn)行，根據(jù)工藝要求，當(dāng)傳感器1檢測(cè)到飲料瓶后，若傳感器2在12S內(nèi)檢測(cè)不到12個(gè)飲料瓶，則將速度調(diào)整為中速；若傳感器2在18S內(nèi)還檢測(cè)不到飲料瓶，則將速度調(diào)整為高速。低、中、高速分別對(duì)應(yīng)的頻率為15Hz、25Hz、35Hz。若傳感器2在1分鐘內(nèi)檢測(cè)不到飲料瓶，則傳送帶停止工作。灌裝飲料生產(chǎn)線四、任務(wù)實(shí)施

2、變頻器的選擇

飲料灌裝生產(chǎn)線的負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，電機(jī)功率為3.7KW，4極，全負(fù)載時(shí)的額定電流為17.9A。負(fù)載小于10KW的三相交流電動(dòng)機(jī)可以直接啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)它的啟動(dòng)電流為額定電流的3-7倍，當(dāng)為多極電動(dòng)機(jī)時(shí)要按電流額定值來(lái)選擇變頻器，因此可以按下面的公式選擇變頻器：式中為變頻器的額定電流

在額定電壓、額定功率下電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的堵轉(zhuǎn)電流；變頻器的允許過(guò)載倍數(shù)，為1.3~1.5。因此，選擇額定電流為17A，類型為恒轉(zhuǎn)矩變頻器。在這個(gè)案例中，我們選擇功率為5.5KW的西門(mén)子MM420變頻器。四、任務(wù)實(shí)施3.控制方案設(shè)計(jì)

1）控制電路灌裝生產(chǎn)線控制電路四、任務(wù)實(shí)施3.控制方案設(shè)計(jì)

2）參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)號(hào)出廠值設(shè)定值說(shuō)明P001001快速調(diào)試P0304230380電動(dòng)機(jī)額定電壓（V）P03053.2517.9電動(dòng)機(jī)額定電流（A）P03070.753.7電動(dòng)機(jī)額定功率（KW）P030800.82電動(dòng)機(jī)額定功率因數(shù)P03105050電動(dòng)機(jī)額定頻率（Hz）參數(shù)號(hào)出廠值設(shè)置值說(shuō)明P000312設(shè)用戶訪問(wèn)級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)P070022命令源選擇由端子排輸入P000312設(shè)用戶訪問(wèn)級(jí)為擴(kuò)展級(jí)P000407訪問(wèn)命令和I/OP0701117選擇固定頻率P0702117選擇固定頻率P0003117選擇固定頻率P1001015固定頻率1P1002525固定頻率2P10031035固定頻率3P11201010斜坡上升時(shí)間P11211010斜坡下降時(shí)間電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)置表變頻器參數(shù)設(shè)置四、任務(wù)實(shí)施3.控制方案設(shè)計(jì)

3）PLC選擇及I/O分配根據(jù)控制可知，輸入信號(hào)有啟動(dòng)、停止、檢測(cè)傳感器1、檢測(cè)傳感器2。變頻器的頻率調(diào)整是通過(guò)DIN1-DIN3控制端子的組合狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)控制信號(hào)數(shù)量分析，本案例選擇西門(mén)子S7-1200，CPU1214CDC/DC/DC的PLC.輸

入輸

出輸入元件作用輸入繼電器輸出元件作用輸出繼電器SB1啟動(dòng)按鈕I0.0變頻器端子DIN1低速Q(mào)0.0SB2停止按鈕I0.1變頻器端子DIN2中速Q(mào)0.1傳感器1檢測(cè)信號(hào)I0.2變頻器端子DIN3高速Q(mào)0.2傳感器2檢測(cè)信號(hào)I0.3

PLCI/O分配表四、任務(wù)實(shí)施3.控制方案設(shè)計(jì)

4）程序設(shè)計(jì)四、任務(wù)實(shí)施3.控制方案設(shè)計(jì)

4）程序設(shè)計(jì)四、任務(wù)實(shí)施3.控制方案設(shè)計(jì)

4）程序設(shè)計(jì)四、任務(wù)實(shí)施3.控制方案設(shè)計(jì)

4）程序設(shè)計(jì)四、任務(wù)實(shí)施（二）實(shí)訓(xùn)設(shè)備及接線

1.所需主要設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格單位數(shù)量備

注1三相電源~3×380/220V,20A處1

2單相交流單元~220V和36V，5A處1

3變頻器西門(mén)子MM420臺(tái)1

4三相籠型異步電動(dòng)機(jī)Y100L1-4臺(tái)1可根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)電機(jī)5交流接觸器CJX1-9個(gè)1

6無(wú)熔斷絲斷路器（NFB）NFB-33S/NFB-32S,5A個(gè)1

7電位器1KΩ，2W個(gè)1

8PLC西門(mén)子S7-12