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1、变频器、旋转编码器在自动化生产线中的应用,FR-E740变频器的安装和接线 在使用三菱PLC的YL-335-B设备中，变频器选用三菱FR-E700系列变频器中的FR-E740-0.75K-CHT型变频器，该变频器额定电压等级为三相400V，适用电机容量0.75kW及以下的电动机。FR-E700系列变频器的外观和型号的定义如图1-1所示。 FR-E700系列变频器是FR-E500系列变频器的升级产品，是一种小型、高性能变频器。在YL158-G设备上进行的实训，所涉及的是使用通用变频器所必须的基本知识和技能，着重于变频器的接线、常用参数的设置等方面。,一.变频器的运用,图1-1 FR-E700系列
2、变频器,FR-E740系列变频器主电路的通用接线如图1-2所示。,图1-2 FR-E740系列变频器主电路的通用接线,图中有关说明如下： 端子P1、P/+之间用以连接直流电抗器，不须连接时，两端子间短路。 P/+与PR之间用以连接制动电阻器，P/+与N/-之间用以连接制动单元选件。YL-158-G设备均未使用，故用虚线画出。 交流接触器MC用作变频器安全保护的目的，注意不要通过此交流接触器来启动或停止变频器，否则可能降低变频器寿命。在YL-158-G系统中，没有使用这个交流接触器。 进行主电路接线时，应确保输入、输出端不能接错，即电源线必须连接至R/L1、S/L2、T/L3，绝对不能接U、V、
3、W，否则会损坏变频器。 FR-E740系列变频器控制电路的接线如图1-3所示。,图1-3 FR-E700变频器控制电路接线图,图中，控制电路端子分为控制输入、频率设定（模拟量输入）、继电器输出（异常输出）、集电极开路输出（状态检测）和模拟电压输出等5部分区域，各端子的功能可通过调整相关参数的值进行变更，在出厂初始值的情况下，各控制电路端子的功能说明如表1-1、1-2和表3-3所示。 表1-1 控制电路输入端子的功能说明,表1-2 控制电路接点输出端子的功能说明,表1-3 控制电路网络接口的功能说明,变频器的操作面板的操作训练 1、FR-E700系列的操作面板 使用变频器之前，首先要熟悉它的面板
4、显示和键盘操作单元（或称控制单元），并且按使用现场的要求合理设置参数。FR-E700系列变频器的参数设置，通常利用固定在其上的操作面板（不能拆下）实现，也可以使用连接到变频器PU接口的参数单元（FR-PU07）实现。使用操作面板可以进行运行方式、频率的设定，运行指令监视，参数设定、错误表示等。操作面板如图1-4所示，其上半部为面板显示器，下半部为M旋钮和各种按键。它们的具体功能分别如表1-4 和表1-5所示。,图1-4 FR-E700的操作面板,MODE,表1-4 旋钮、按键功能,PU/EXT,SET,运行频率输出电流输出电压运行频率,STOP/RESET,RUN,表1-5 运行状态显示,RU
5、N,PRM,MON,变频器的操作面板的操作训练 2、变频器的运行模式 由表1-4和表1-5可见，在变频器不同的运行模式下，各种按键、M旋钮的功能各异。所谓运行模式是指对输入到变频器的启动指令和设定频率的命令来源的指定。 一般来说，使用控制电路端子、在外部设置电位器和开关来进行操作的是“外部运行模式”，使用操作面板或参数单元输入启动指令、设定频率的是“PU运行模式”，通过PU接口进行RS-485通讯或使用通讯选件的是“网络运行模式（NET运行模式）”在此不讲通讯。在进行变频器操作以前，必须了解其各种运行模式，才能进行各项操作。,FR-E700系列变频器通过参数Pr.79的值来指定变频器的运行模式
6、，设定值范围为0，1，2，3，4，6，7；这7种运行模式的内容以及相关LED指示灯的状态如表1-6所示。 表1-6 运行模式选择（Pr.79）,变频器出厂时，参数Pr.79设定值为0。当停止运行时用户可以根据实际需要修改其设定值。,修改Pr.79设定值的一种方法是：按MODE 键使变频器进入参数设定模式；旋动M旋钮，选择参数Pr.79, 用SET键确定之；然后再旋动M旋钮选择合适的设定值，用SET键确定之；两次按MODE 键后，变频器的运行模式将变更为设定的模式。 图1-5是设定参数Pr.79 的一个例子。该例子把变频器从固定外部运行模式变更为组合运行模式1。,图1-5 变频器的运行模式变更例
7、子,3、参数的设定 变频器参数的出厂设定值被设置为完成简单的变速运行。如需按照负载和操作要求设定参数，则应进入参数设定模式，先选定参数号，然后设置其参数值。设定参数分两种情况，一种是停机STOP方式下重新设定参数，这时可设定所有参数；另一种是在运行时设定，这时只允许设定部分参数，但是可以核对所有参数号及参数。图1-6是参数设定过程的一个例子，所完成的操作是把参数Pr.1（上限频率）从出厂设定值120.0Hz变更为50.0Hz，假定当前运行模式为外部/PU切换模式（Pr.79=0）。,图1-6 变更参数的设定值示例,上图的参数设定过程，需要先切换到PU模式下，再进入参数设定模式，与图1-6的方法
8、有所不同。实际上，在任一运行模式下，按MODE键，都可以进入参数设定，如图1-6那样，但只能设定部分参数。 常用参数设置训练 FR-E700变频器有几百个参数，实际使用时，只需根据使用现场的要求设定部分参数，其余按出厂设定即可。一些常用参数，则是应该熟悉的。 下面介绍一些常用参数的设定。关于参数设定更详细的说明请参阅FR-E700使用手册。,1、输出频率的限制（Pr.1、Pr.2、Pr.18） 为了限制电机的速度，应对变频器的输出频率加以限制。用Pr.1“上限频率”和Pr.2“下限频率”来设定，可将输出频率的上、下限位。 当在120Hz以上运行时，用参数Pr.18“高速上限频率”设定高速输出频
9、率的上限。 2、加减速时间（Pr.7、Pr.8、Pr.20、Pr.21） 各参数的意义及设定范围如表1-7所示。,表1-7 加减速时间相关参数的意义及设定范围,设定说明： 用Pr.20为加/减速的基准频率，在我国就选为50Hz。 Pr.7 加速时间用于设定从停止到Pr.20 加减速基准频率的加速时间。 Pr.8 减速时间用于设定从Pr.20 加减速基准频率到停止的减速时间。 3、多段速运行模式的操作 变频器在外部操作模式或组合操作模式2下, 变频器可以通过外接的开关器件的组合通断改变输入端子的状态来实现。这种控制频率的方式称为多段速控制功能。,FR-E740变频器的速度控制端子是RH、RM和R
10、L。通过这些开关的组合可以实现3段、7段的控制。 转速的切换：由于转速的档次是按二进制的顺序排列的，故三个输入端可以组合成3档至7档（0状态不计）转速。其中，3段速由RH、RM、RL单个通断来实现。7段速由RH、RM、RL通断的组合来实现。 7段速的各自运行频率则由参数Pr.4 - Pr.6（设置前3段速的频率）、Pr.24- Pr.27（设置第4段速至第7段速的频率）。对应的控制端状态及参数关系见图1-7。,图1-7多段速控制对应的控制端状态及参数关系,多段速度设定在PU运行和外部运行中都可以设定。运行期间参数值也能被改变。 3速设定的场合（Pr.24Pr.27设定为9999），2速以上同时
11、被选择时，低速信号的设定频率优先。 最后指出，如果把参数Pr.183设置为8，将RMS端子的功能转换成多速段控制端REX，就可以用RH、RM、RL和REX（由）通断的组合来实现15段速。详细的说明请参阅FR-E700使用手册。,4、通过模拟量输入（端子2、4）设定频率 变频器的频率设定，除了用PLC输出端子控制多段速度设定外，也有连续设定频率的需求。例如在变频器安装和接线完成进行运行试验时，常常用调速电位器连接到变频器的模拟量输入信号端，进行连续调速试验。需要注意的是，如果要用模拟量输入（端子2、4）设定频率，则RH、RM、RL端子应断开，否则多段速度设定优先。, 模拟量输入信号端子的选择 F
12、R-E700系列变频器提供2个模拟量输入信号端子（端子2、4）用作连续变化的频率设定。在出厂设定情况下，只能使用端子2，端子4无效。 要使端子4有效，需要在各接点输入端子STF、STR、RES之中选择一个，将其功能定义为AU信号输入。则当这个端子与SD端短接时，AU信号为ON，端子4变为有效，端子2变为无效。 例：选择RES端子用作AU信号输入，则设置参数Pr.184 =“4”，在RES端子与SD端之间连接一个开关，当此开关断开时，AU信号为OFF, 端子2有效；反之，当此开关接通时，AU信号为ON, 端子4有效。, 模拟量信号的输入规格 如果使用端子2，模拟量信号可为05V或010V的电压信
13、号，用参数Pr.73指定，其出厂设定值为1，指定为05V的输入规格，并且不能可逆运行。参数Pr.73参数的取值范围为0，1，10，11，具体内容见表1-8。 如果使用的端子4，模拟量信号可为电压输入（05V、010V）或电流输入（420mA 初始值），用参数Pr.267和电压电流输入切换开关设定，并且要输入与设定相符的模拟量信号。Pr.267取值范围为0，1，2，具体内容见表5-8。,必须注意的是:若发生切换开关与输入信号不匹配的错误（例如开关设定为电流输入I，但端子输入却为电压信号；或反之）时，会导致外部输入设备或变频器故障。 对于频率设定信号（DC05V、010V或420mA）的相应输出频
14、率的大小可用参数Pr.125(对端子2)或Pr.126(对端子4)设定，用于确定输入增益（最大）的频率。它们的出厂设定值均为50Hz，设定范围为0400Hz。,表1-7 加减速时间相关参数的意义及设定范围,注：电压输入时：输入电阻10k1k、最大容许电压DC20V 电流输入时：输入电阻2335、最大容许电流30mA,5、参数清除 如果用户在参数调试过程中遇到问题，并且希望重新开始调试，可用参数清除操作方法实现。即，在PU运行模式下，设定Pr.CL参数清除、ALLC参数全部清除均为 “1”，可使参数恢复为初始值。（但如果设定Pr.77参数写入选择“1”，则无法清除。） 参数清除操作，需要在参数设
15、定模式下，用M旋钮选择参数编号为Pr.CL和ALLC，把它们的值均置为1，操作步骤如图1-8所示。,图1-8 参数全部清除的操作示意,二.旋转编码器的运用,,LOGO,旋转编码器就是一个对速度、距离进行反馈的装置，它与微机、变频器、电机构成了一个闭环控制系统，对电梯的速度、距离进行控制。,脉冲数字编码电路和微机程序组成的选层定向控制系统 随着机械式选层器的落伍淘汰，井道位置开关式选层器的逐渐退位，脉冲数字编码器、平层门区传感器和电脑软件组成的新型选层器已广泛地被大多数电梯生产厂家和制造公司所采用。,说明,,LOGO,旋转编码器的原理： 旋转编码器，是一种通过光电转换将固定轴上的机械几何位移量转
16、换成脉冲或数字量的传感器，这是目前应用最多的传感器。旋转编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图,,LOGO,,LOGO,旋转编码器可分为增量式、绝对式以及混合式三种。电梯曳引机上主要使用的编码器是增量型旋转编码器和混合式绝对值编码器，在某些高速电梯限速器上会采用绝对值旋转编码器。,旋转编码器分类：,,LOGO,增量型旋转编码器： 增量式编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来知道其位置，因此编码器输出的位置数据是相对的。 优点是原理构造简单、寿命长、抗干扰能力强和可靠性高，适合于长距离传输。缺点是无法输出轴转
