西安科技大学变频调速实验报告.docx
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西安科技大学变频调速实验报告
电控学院
综合实验报告
题目:
变频调速控制实验
院(系):
电气与控制工程学院
专业班级:
自动化1201班
姓名:
郭淼
学号:
12060501017
指导教师:
焦妍君老师、许昕琪老师
2016年3月11日
目录
实验一变频器的操作面板的使用…………………………………1
1.实验目的………………………………………………………1
2.实验原理………………………………………………………1
3.实验器材………………………………………………………1
4.实验内容及步骤………………………………………………1
5.实验结果………………………………………………………3
实验二变频器的外部端子控制实验………………………………4
1.实验目的………………………………………………………4
2.实验原理及电路………………………………………………4
3.实验器材………………………………………………………5
4.实验内容及步骤………………………………………………5
5.实验结果………………………………………………………7
实验三变频器的多段速控制实验…………………………………7
1.实验目的………………………………………………………7
2.实验原理及电路………………………………………………7
3.实验器材………………………………………………………8
4.实验内容及步骤………………………………………………8
5.实验结果………………………………………………………9
实验四PLC控制变频器实验………………………………………9
1.实验目的………………………………………………………9
2.实验原理及电路………………………………………………9
3.实验器材………………………………………………………9
4.实验内容及步骤………………………………………………9
5.实验结果………………………………………………………10
实验感想……………………………………………………………11
参考文献……………………………………………………………12
一、实验内容
实验一变频器的操作面板的使用
1.实验目的
1.1熟悉变频器的操作面板的使用方法;
1.2熟悉变频器的功能参数设置;
1.3掌握变频器的正反转、点动以及频率调节的方法。
2.实验原理
变频器MM420系列(MICROMASTER420)采用高性能的V/f控制技术,提供低速高转矩输出和良好的动态特性,同时具有很强的过载能力,以满足广泛的应用场合。
对于变频器的应用,必须先熟悉变频器的操作面板,再根据实际应用场合,对变频器的各种功能参数进行设置,如果要用BOP进行控制,参数P0700应设置为1,参数P1000也设置为1。
3.实验器材
西门子MM420变频器、异步电动机/水泵、电气控制柜、电工工具(1套)、连接导线若干等。
4.实验内容及步骤
由于所用的设备的不同,所用的异步电动机与水泵的性能参数不尽相同,电梯系统的异步电机的参数为:
额定电压220V、额定电流0.38A、额定功率40W、额定频率50Hz、额定转速1350rpm。
恒压供水系统的水泵参数为:
额定电压220V、额定电流0.92A、额定功率180W、额定频率50Hz、额定转速2800rpm。
请根据所选用的设备对变频器进行相应的参数调节,否则电机不能正常运行。
4.1参数设置
由于变频器参数繁多,在实验之前先将变频器的全部参数复位为工厂的缺省设置值,已避免之前实验改动参数值。
设置方法为:
①设定P0010=30;
②设定P0970=1。
(1)设置电动机参数:
为了使电动机与变频器相匹配,需要设置电动机参数。
电动机参数设置见表1-2。
电动机参数设定完成后,设P0010=0,变频器当前处于准备状态,可正常运行,以异步电机为例。
参数号
出厂值
设置值
说明
P0003
1
1
设定用户访问级为标准级
P0010
0
1
快速调试
P0100
0
0
功率以KW表示,频率为50Hz
P0304
230
220
电动机额定电压(V)
P0305
3.25
0.38
电动机额定电流(A)
P0307
0.75
0.04
电动机额定功率(KW)
P0310
50
50
电动机额定频率(Hz)
P0311
0
1350
电动机额定转速(r/min)
P3900
0
3
只进行电动机数据的计算
表1-2电动机参数设置
(2)设置面板操作控制参数。
表1-3列出需设置的相关参数,填写下表设置值,使变频器按操作面板控制,实现下述运行操作。
参数号
出厂值
设置值
说明
P0003
1
2
设用户访问级为标准级
P0010
0
0
正确地进行运行命令的初始化
P0004
0
0
命令和数字I/O
P0700
2
1
由键盘输入设定值(选择命令源)
P1000
2
3
由键盘(电动电位计)输入设定值
P1080
0
20
电动机运行的最低频率(Hz)
P1082
50
30
电动机运行的最高频率(Hz)
P1040
5
20
设定键盘控制的频率值(Hz)
4.2变频器运行操作
(1)变频器启动;
(2)正反转及加减速运行;
(3)点动运行;
(4)电动机停车;
如果在改变参数后电动机仍然不启动,请设定P0010=30和P0970=1,并按下P键,这时,变频器应复位到工厂设定的缺省参数值。
电动机的功率(P0307)必须与变频器的功率(P0206)相对应。
5.实验结果
熟悉掌握了变频器的面板上的各种按键以及使用方法,设置好参数之后按启动键电机启动,按下反转键,电机反转,点动电机,电机均可正常运行。
实验二变频器的外部端子控制实验
1.实验目的
1.1掌握MM420变频器基本参数的输入方法;
1.2掌握MM420变频器输入端子的操作控制方式。
2.实验原理
变频器在实际使用中,电动机经常要根据各类机械的某种状态而进行正转、反转、点动等运行,变频器的给定频率信号、电动机的起动信号等都是通过变频器控制端子给出,即变频器的外部运行操作,这样可大大提高了生产过程的自动化程度。
2.1MM420变频器的数字输入端口
(1)MM420变频器有3个数字输入端口,具体如图2-1所示。
图2-1MM420变频器的数字输入端口
(2)数字输入端口功能
MM420变频器的3个数字输入端口(DIN1-DIN3),即端口“5”、“6”、“7”,每一个数字输入端口功能很多,根据需要进行设置(见附录1)。
参数号P0701-P0703为与端口数字输入1功能至数字输入3功能,每一个数字输入功能设置参数值范围均为0-99,出厂默认值均为1。
以下列出其中几个常用的参数值,各数值的具体含义见表2-1。
参数值
功能说明
0
禁止数字输入
1
ON/OFF1(接通正转、停车命令1)
2
ON/OFF1(接通反转、停车命令1)
3
OFF2(停车命令2),按惯性自由停车
4
OFF3(停车命令3),按斜坡函数曲线快速降速
9
故障确认
10
正向点动
11
反向点动
12
反转
表2-1MM420数字输入端口功能设置表
3.实验器材
西门子MM420变频器一台、异步电动机一台、断路器一个、自锁按钮三个、导线若干、通用电工工具一套等。
4.实验内容和步骤
4.1按要求接线
变频器外部运行操作接线如图2-1所示。
4.2参数设置
用自锁按钮SB1和SB2,外部线路控制MM420变频器的运行,实现电动机正转和反转控制,SB3实现电动机点动功能。
其中端口“5”(DIN1)设为正转控制,端口“6”(DIN2)设为反转控制,端口“7”(DIN3)设为正向点动。
对应的功能分别由P0701、P0702和P0703的参数值设置。
接通断路器QS,在变频器在通电的情况下(变频器没有主电源开关,因此当电源电压接通时变频器就已带电),完成相关参数设置,具体设置见表2-2。
参数号
出厂值
设置值
说明
P0003
1
1
设用户访问级为标准级
P0004
0
7
命令和数字I/O
P0700
2
2
命令源选择“由端子排输入”
P0003
1
2
设用户访问级为扩展级
P0004
0
7
命令和数字I/O
P0701
1
1
ON接通正转,OFF停止
P0702
1
2
ON接通反转,OFF停止
P0703
9
10
正向点动
表2-2变频器参数设置
4.3变频器运行操作
(1)正向运行;
(2)反向运行;
(3)电动机的点动运行
(4)电动机的速度调节
5.实验结果
通过外部端子控制,电动机进行正转、反转、点动等运行,变频器的给定频率信号、电机的起动信号等都是通过变频器控制端子给出,即变频器的外部运行。
实验三变频器的多段速控制实验
1.实验目的
1.1掌握变频器多段速频率控制方式;
1.2熟练掌握变频器的多段速运行操作过程。
2.实验原理
多段速功能,也称作固定频率,在有些工业生产中需要几段固定频率的设定,本变频器提供了7个固定频率供用户选择。
在设置参数P1000=3的条件下,用开关量端子选择固定频率的组合,实现电动机多段速度运行模式。
选择固定频率的办法:
二进制编码十进制数(BCD码)选择+ON命令(P0701-P0703=17)使用这种方法最多可以选择7个固定频率。
各个固定频率的数值根据下表3-1选择:
DIN1
DIN2
DIN3
不激活
不激活
不激活
OFF
激活
不激活
不激活
FF1
P1001
不激活
激活
不激活
FF2
P1002
激活
激活
不激活
FF3
P1003
不激活
不激活
激活
FF4
P1004
激活
不激活
激活
FF5
P1005
不激活
激活
激活
FF6
P1006
激活
激活
激活
FF7
P1007
表3-1
为了使用固定频率功能,需要用P1000选择固定频率的操作方式。
3.实验器材
西门子MM420变频器一台、异步电动机一台、断路器一个、自锁按钮三个、导线若干、通用电工工具一套等。
4.实验内容及步骤
在“直接选择”的操作方式以(P0701-P0703=17)“二进制编码的十进制数(BCD码)选择+ON命令”。
4.1恢复出厂设置,并进行快速调试(P0010=1)根据电动机铭牌写入相关参数;
4.2P1001设定为10Hz,P1002设定为15Hz,P1003设定为20Hz,P1004设定为25Hz,P1005设定为30Hz,P1006设定为35Hz,P1007设定为40Hz(附录3参数说明表P1001-P1007);
4.3闭合数字输入端1的开关,电动机将10Hz(P1001=10)的频率下运行,可以通过3个数字输入端上的开关闭合和断开的不同排列调出七种不同的速度;
4.4将数字输入端1、2、3分别设定为低速,中速,高速(频率自行设定),其频率值通过设定P1001、P1002、P1004的数值来实现。
5.实验结果
设置参数P1000=3的条件下,用开关量端子选择固定频率的组合,实现电动机在不同速度下运行。
实验四PLC控制变频器实验
1.实验目的
1.1熟练掌握变频器的多段速运行操作过程;
1.2掌握PLC通过软件编程方式控制变频器。
2.实验原理
结合实验三变频器的多段速控制实验,使用PLC代替自锁按钮的作用,在PLC的输入段接入两个开关SA1和SA2,分别用于启动和停止变频器的多段速运行程序,自动实现变频器的3段不同的速度。
3.实验器材
西门子MM420变频器一台、S7-200PLC、异步电动机一台、开关两个、导线若干、通用电工工具一套等。
4.实验内容及步骤
4.1按要求接线
变频器外部运行操作接线如图4-1所示。
图4-1变频器外部运行操作接线
4.2变频器参数设定
根据实验三的内容设置变频器的参数,可实现3个数字输入端口使能有效。
4.3PLC程序编写
在PLC上编写程序,用于实现三段速控制要求:
①按下开关SA1,启动程序使变频器开始按照低速10Hz频率控制电动机运行,5s后加速到中速频率20Hz运行,5s后再加速到高速频率30Hz运行,5s后自由停车,运行频率如图5-2所示;②按下开关SA2可使变频器在运行过程中停止控制电动机。
选用电梯系统设备,对应的使用PLC输入端口为:
I0.0、I0.1和输出端口Q2.2、Q2.3。
5.实验结果
编写程序,编译链接下载运行,可观察到电机以低速运行5s后继续以中速运行5s最后在以高速运行5s后,电机停止运行,在电机运行过程中,按下停止键后电机停止运行。
二、实验心得
这次我们实习,我们学到了很多在书本上无法学到的知识,知道了理论来源于实践,课本上的理论知识与实际操作具有一定的差别。
我们要灵活运用课本上的专业知识,这样才能运用到实际操作中来。
这是大学中的最后一个课程设计实验,接下来就是毕业设计了,这次实验可以说是对我以前学习知识的承接也是对之后需实际动手的毕业设计的过渡。
本次实训目的主要是熟悉掌握西门子MM420变频器用法,包括参数设置及外部端子接线控制,以及最终的综合前面的参数设置和外部端子连接并运用step-7软件编写的梯形图程序来控制电机自动运转、变速和停车。
第一个实验是变频器的操作面板的使用,做第一个实验的时候,因为是第一次实际接触西门子MM420变频器,有点无从下手,结合书上的指导和与同组及其他组同学的讨论,最终掌握了参数设置的方法。
第二个实验为变频器的外部端子控制实验,这个实验的外部接线很简单就三根相当于开关的线,难点其实在于如何合适的设置参数使其达到所需要的值。
刚开始设置参数时由于对控制优先级的参数P0003、控制运行命令初始化的参数P0010、和控制命令和数字I/O的参数P0004的数值选取不太合适,导致无法显示,也无法对其参数值进行设置。
后来在多次尝试和仔细研究了参考资料后选取P0003、P0004、P0010的参数值分别为1、2、10后,实验即可以顺利进行并成功完成。
当成功完成第二个实验后。
第三个实验变频器的多段速控制实验就比较简单了,只要将P0701—P0703参数设置成17,选择BCD码工作方式,之后再设置好各段速的频率值然后外部接好线就可以成功控制电机运转了。
第四个实验是在前三个综合的基础上,进行PLC软件编程,实现软件的完全自动控制。
总的来说,这次实训虽然时间不长,但是经过自己的亲自动手,自己的实践能力和对知识的掌握程度都得到了很好的升华,收获很大。
自动化的应用实在是太广泛了,这同时就使很多的同学反而找不到正确的学习方向。
所以,这次实习的过程中,我尽可能的去多方面的学习相关行业对于自动化应用的需求,然后根据自己所感兴趣的去选择以后所要从事的工作。
总之,在这次的实习中,我学到了许多在学校不曾学到的知识,摆脱了枯燥的课堂理论学习,找到一个更好的学习方式,理论结合实际操作,让我对自动化专业知识有了一个感性的认识和理解,在此,我要感谢学院的领导和老师给我们提供了这次学习机会。
参考文献
[1]焦研君,蔡文皓,《变频调速控制实验指导书》
[2]黄向慧,《现代电气自动控制技术》,第2版,人民邮电出版社,2009;
[3]S7-200系列可编程控制器系统手册,西门子公司,2008
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