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1、第9章 PLC与变频器综合实训 变频器实训 9.1 PLC与变频器的综合实训 9.2 9.1 变频器实训 实训课题12 变频器基础实训 实训28 A500系列变频器的基本操作 一、实训目的 （1）了解变频器的基本结构及工作原 理； （2）理解变频器各参数的意义； （3）掌握变频器操作面板的基本操作 。 二、实训器材 （1）变频器1台（三菱FR-A540）； （2）电动机1台（Y-112-0.55）； （3）电工常用工具1套； （4）导线若干； （5）实训控制台1台。 图图9-1 9-1 交直交变频器的基本构成交直交变频器的基本构成 三、基础知识 1变频器的基本构成 2变频器的调速原理 因为三相
2、异步电动机的转速公式为 式中 n0同步转速； f 电源频率，单位为Hz； p 电动机极对数； s 电动机转差率。 从公式可知，改变电源频率即可实现 调速。 根据三相异步电动机定子每相电动势 的有效值为 式中 f1电动机定子频率，单位为Hz； N1定子相绕组有效匝数； m每极磁通量，单位为Wb。 从公式可知，对E1和f1进行适当控制 即可维持磁通量不变。 因此，异步电动机的变频调速必须按 照一定的规律同时改变其定子电压和频率 ，即必须通过变频器获得电压和频率均可 调节的供电电源。 3变频器的额定值和频率指标 （1）输入侧的额定值 （2）输出侧的额定值 输出电压UN， 输出电流IN， 输出容量（k
3、VA）SN，SN与UN、IN关 系为UNIN 配用电动机容量（kw）PN， 过载能力 （3）频率指标 频率范围， 频率精度， 频率分辨率， 四、实训指导 1变频器的基本参数 （1）输出频率范围（Pr.1、Pr.2、 Pr.18），Pr.1为上限频率， （2）多段速度运行（Pr.4、Pr.5、Pr.6 、Pr.24Pr.27）， （3）加减速时间（Pr.7、Pr.8、Pr.20 ）， （4）电子过电流保护（Pr.9），Pr.9用 来设定电子过电流保护的电流值，以防 止电动机过热，故一般设定为电动机的 额定电流值。 图图9-2 9-2 七段速度对应的端子七段速度对应的端子 （5）起动频率（Pr.1
4、3）， （6）适用负荷选择（Pr.14）， （7）点动运行（Pr.15、Pr.16）， （8）参数写入禁止选择（Pr.77）， （9）操作模式选择（Pr.79）， 2变频器的主接线 3变频器的操作面板 FR-A540型变频器一般需通过FR- DU04操作面板或FR-PU04参数单元来操作 （总称为PU操作），操作面板外形如图9-4 所示，操作面板各按键及各显示符的功能 如表9-1、表9-2所示。 图图9-3 9-3 变频器的主接线变频器的主接线 图图9-4 9-4 操作面板外形图操作面板外形图 按 键说 明 键可用于选择操作模式或设定模式 键用于确定频率和参数的设定 键 用于连续增加或降低运行
5、频率。按下这个键可改变 频率 在设定模式中按下此键，则可连续设 定参数 键用于给出正转指令 键用于给出反转指令 键 用于停止运行 用于保护功能动作输出停止时复位变频器（用于主 要故障） 表表9-19-1 操作面板各按键的功能操作面板各按键的功能 显 示说 明 Hz显示频率时点亮 A显示电流时点亮 V显示电压时 点亮 MON监示显示模式时点亮 PUPU操作模式时点亮 EXT外部操作模式时点亮 FWD正转时闪烁 REV反转时闪烁 表表9-29-2 操作面板各显示符的功能操作面板各显示符的功能 4变频器的基本操作 （1）PU显示模式，在PU模式下，按 MODE键可改变PU显示模式，其操作 如图9-5
6、所示。 图图9-5 9-5 改变改变PUPU显示模式的操作显示模式的操作 （2）监示模式，在监示模式下，按 SET键可改变监示类型，其操作如图9-6 所示。 图图9-6 9-6 改变监示类型的操作改变监示类型的操作 说明：说明：1 1按下标有按下标有* *1 1的的SETSET键超过键超过1.5s1.5s时，能将当前监示模式改为上电模式。时，能将当前监示模式改为上电模式。 2 2按下标有按下标有* *2 2的的SETSET键超过键超过1.5s1.5s时，能显示包括最近时，能显示包括最近4 4次的错误。次的错误。 （3）频率设定模式，在频率设定模式 下，可改变设定频率，其操作如图9-7 所示（将
7、目前频率60Hz设为50Hz）。 图图9-7 9-7 改变设定频率的操作改变设定频率的操作 （4）参数设定模式，在参数设定模式 下，改变参数号及参数设定值时，可以 用 或 键增减来设定，其操作如图 9-8所示（将目前Pr.79=2改为Pr.79=1） 。 图图9-8 9-8 参数设定的操作参数设定的操作 （5）运行模式，在运行模式下，按 或 键可以改变操作模式，其操作如图 9-9所示。 图图9-9 9-9 改变操作模式的操作改变操作模式的操作 （6）帮助模式，在帮助模式下，按 或 键可以依次显示报警记录、清除报 警记录、清除参数、全部清除、用户清 除及读软件版本号，其操作如图9-10所 示。
8、图图9-10 9-10 帮助模式的操作帮助模式的操作 报警记录清除的操作如图9-11所示。 图图9-11 9-11 报警记录清除的操作报警记录清除的操作 全部清除的操作如图9-12所示。 其他的操作，如报警记录、参数清除 、用户清除的操作与上述操作相似。 图图9-12 9-12 全部清除的操作全部清除的操作 五、实训内容 变频器的PU操作。即在频率设定模式 下，设定变频器的运行频率；在监示模式 下，监示各输出量的情况；在参数设定模 式下，改变各相关参数的设定值，观察运 行情况的变化。 （1）按图9-3连接好变频器。 （2）按MODE键，在“参数设定模式” 下，设Pr.79=1，这时，“PU”灯
9、亮。 （3）按MODE键，在“频率设定模式” 下，设F=40Hz。 （4）按MODE键，选择“监示模式”。 （5）按FWD或REV键，电动机正转或 反转，监示各输出量，按STOP键，电 动机停止。 （6）按MODE键，在“参数设定模式” 下，设定变频器的有关参数。 Pr.1=50Hz Pr.2=0Hz Pr.3=50Hz Pr.7=3s Pr.8=4s Pr.9=1A （7）分别设变频器的运行频率为35、 45、50Hz，运行变频器，观察电动机的 运行情况。 （8）单独改变上述一个参数，观察电 动机的运行情况有何不同。 （9）按MODE键，回到“运行模式”， 再按“ ”键，切换到“点动模式”，
10、此 时显示“JOG”，运行变频器，观察电动 机的点动运行情况。 （10）按MODE键，在“参数设定模式” 下，设定Pr.15=10Hz，Pr.16=3s，按 FWD或REV键，观察电动机的运行情 况。 （11）按MODE键，在“参数设定模式” 下，分别设定Pr.77=0、1、2，在变频 器运行和停止状态下改变其参数，是否 成功。 六、实训报告 9.2 PLC与变频器的综合实训 实训课题13 变频器多段调速的应用 实训30 三相异步电动机多速运行的综 合控制 一、实训目的 （1）了解PLC和变频器综合控制的一 般方法； （2）了解变频器外部端子的作用； （3）熟悉变频器多段调速的参数设置 和外部
11、端子的接线； （4）能运用变频器的外部端子和参数 实现变频器的多段速度控制。 二、实训器材 （1）变频器1台（三菱FR-A540）； （2）电位器1个（2W/1kW）； （3）可编程控制器1台（FX2N-48MR ）； （4）手持式编程器（FX-20P）或计算 机（已安装GPP软件）1台； （5）电动机1台（Y-112-0.55）； （6）电工常用工具1套； （7）按钮开关2个； （8）导线若干； （9）实训控制台1台。 三、实训要求 用PLC、变频器设计一个电动机的三 速运行的控制系统。其控制要求如下： 按下起动按钮，电动机以30Hz速度运行， 5s后转为45Hz速度运行，再过5s转为20H
12、z 速度运行，按停止按钮，电动机即停止。 四、软件设计 1设计思路 2变频器的设定参数 （1）上限频率Pr1=50Hz； （2）下限频率Pr2=0Hz； （3）基底频率Pr3=50Hz； （4）加速时间Pr7=2s； （5）减速时间Pr8=2s； （6）电子过电流保护Pr9=电动机的额 定电流； （7）操作模式选择（组合）Pr79=3； （8）多段速度设定（1速）Pr4=20Hz ； （9）多段速度设定（2速）Pr5=45Hz ； （10）多段速度设定（3速）Pr6=30Hz 。 3PLC的I/O分配 根据系统的控制要求、设计思路和变频 器的设定参数，PLC的I/O分配如下： X0：停止（复位
13、）按钮， X1：起动按钮； Y0：运行信号（STF）， Y1：1速（RL）， Y2：2速（RM）， Y3 ：3速（RH）， Y4：复位（RES）。 4控制程序 五、系统接线 根据控制要求及I/O分配，其系统接线 图如9-18所示。 图图9-17 9-17 电动机多速运行的控制程序状态转移图电动机多速运行的控制程序状态转移图 图图9-18 9-18 电动机多速运行的系统接线图电动机多速运行的系统接线图 六、系统调试 （1）设定参数， （2）输入程序， （3）PLC模拟调试， （4）空载调试， （5）系统调试，。 七、实训报告 实训课题14 变频器程序运行的应用 实训32 工业洗衣机的综合控制 一
14、、实训目的 （1）进一步掌握PLC与变频器综合控 制的思路； （2）能运用步进指令编制较复杂的控 制程序； （ 3）掌握变频器程序运行参数的设置 和外部端子的接线； （4）能运用变频器的外部端子和参数 实现变频器的程序运行。 二、实训器材 （1）变频器1台（三菱FR-A540）； （2）电位器1个（2W/1kW）； （3）可编程控制器1台（FX2N-48MR ）； （4）手持式编程器或计算机1台； （5）电动机1台（Y-112-0.55）； （6）电工常用工具1套； （7）导线若干； （8）实训控制台1台。 图图9-24 9-24 工业洗衣机的控制流程工业洗衣机的控制流程 三、实训要求 用PL
15、C、变频器设计一个工业洗衣机 的控制系统。其控制要求如下。 工业洗衣机的控制流程如图9-24所示 。系统在初始状态时，按起动按钮则开始 进水。到达高水位时，停止进水，并开始 洗涤正转。洗涤正转15s暂停3s，洗涤反转 15s暂停3s（为一个小循环）。 若小循环未满3次，则返回洗涤正转开 始下一个小循环；若小循环满3次，则结束 小循环开始排水。水位下降到低水位时， 开始脱水并继续排水，脱水10s即完成一个 大循环。 若大循环未满3次，则返回进水进入下 一次大循环；若完成3次大循环，则进行洗 完报警，报警10s后结束全部过程，自动停 机，其实训要求如下： （1）洗衣机的 洗涤正转15s 暂停3s
16、洗涤反转15s 暂停3s，要求使用 FR-A540变频器的程序运行功能实现。 （2）用变频器驱动电动机，洗涤和脱 水时的变频器输出频率为50Hz，其加减 速时间根据实际情况设定。 （3）实训时PLC控制的执行机构（如 电磁阀）用指示灯代替。 四、软件设计 1设计思路 2程序运行功能 设 定 值功 能Pr231的设定范围 0选择min/s时间单 位，电压监视最大99min59s 1选择h/min时间单 位，电压监视最大99h59min 2选择min/s时间单 位，基准时间监视最大99min59s 3选择h/min时间单 位，基准时间监视最大99h59min 表表9-79-7 Pr200Pr200的功能的功能 Pr201Pr230为程序运行参数，每十 个参数为一组，即Pr201Pr210为第一组 ，Pr211Pr220为第二组，Pr221Pr230 为第三组。每个参数必须设定旋转方向（0 表示停止
