G120變頻器的試運(yùn)行與端子控制14-4月-251任務(wù)1.2G120變頻器的15段速控制任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行2任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制3項(xiàng)目1G120變頻器的試運(yùn)行與端子控制某生產(chǎn)線輸送帶的速度采用變頻調(diào)速控制，選用西門子G120變頻器（功率為0.75KW）來(lái)帶動(dòng)三相電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)銘牌顯示為：額定功率0.75KW、轉(zhuǎn)速1395r/min、額定電流1.92A、Y型接法、電源頻率50Hz（根據(jù)實(shí)際裝置而定）。如圖1-1所示采用帶四個(gè)選擇開(kāi)關(guān)（即SA1-SA4）的操作盒來(lái)現(xiàn)場(chǎng)控制G120變頻器相連的電動(dòng)機(jī)，并完成如下要求。1.完成變頻器與進(jìn)線電源、操作盒、電動(dòng)機(jī)之間的電氣接線并上電。2.通過(guò)參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)輸送帶調(diào)速功能一：能正、反轉(zhuǎn)控制，并有2檔速度可調(diào)。3.通過(guò)參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)輸送帶調(diào)速功能二：在不更改電氣接線的情況下，實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)控制，并有4檔速度可調(diào)。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)描述】任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)描述】圖1-1任務(wù)1.1控制示意根據(jù)電力電子原理，變頻器是一種將交流電源整流成直流后再逆變成頻率、電壓可變的變流電源的專用裝置。通用變頻器的基本構(gòu)造如圖1-2所示，包括主電路和控制電路兩部分。1.通用變頻器主電路通用變頻器的主電路包括整流部分、直流環(huán)節(jié)、逆變部分、制動(dòng)或回饋環(huán)節(jié)等部分。（1）整流部分：通常又被稱為電網(wǎng)側(cè)變流部分，是把三相或單相交流電整流成直流電。常見(jiàn)的低壓整流部分是由二極管構(gòu)成的不可控三相橋式電路或由晶閘管構(gòu)成的三相可控橋式電路。（2）直流環(huán)節(jié)：由于逆變器的負(fù)載是異步電動(dòng)機(jī)，屬于感性負(fù)載，因此在中間直流部分與電動(dòng)機(jī)之間總會(huì)有無(wú)功功率的交換，這種無(wú)功能量的交換一般都需要中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件（如電容或電感）來(lái)緩沖。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.1通用變頻器的基本構(gòu)造（3）逆變部分：通常又被稱為負(fù)載側(cè)變流部分，它通過(guò)不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)逆變?cè)囊?guī)律性關(guān)斷和導(dǎo)通，從而得到任意頻率的三相交流電輸出。常見(jiàn)的逆變部分是由六個(gè)半導(dǎo)體主開(kāi)關(guān)器件組成的三相橋式逆變電路。（4）制動(dòng)或回饋環(huán)節(jié)：由于制動(dòng)形成的再生能量在電動(dòng)機(jī)側(cè)容易聚集到變頻器的直流環(huán)節(jié)形成直流母線電壓的泵升，需及時(shí)通過(guò)制動(dòng)環(huán)節(jié)將能量以熱能形式釋放或者通過(guò)回饋環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換到交流電網(wǎng)中去。制動(dòng)環(huán)節(jié)在不同的變頻器中有不同的實(shí)現(xiàn)方式，通常小功率變頻器都內(nèi)置制動(dòng)環(huán)節(jié)，即內(nèi)置制動(dòng)單元，有時(shí)還內(nèi)置短時(shí)工作制的標(biāo)配制動(dòng)電阻；中功率段的變頻器可以內(nèi)置制動(dòng)環(huán)節(jié)，但屬于標(biāo)配或選配需根據(jù)不同品牌變頻器的選型手冊(cè)而定；大功率段的變頻器其制動(dòng)環(huán)節(jié)大多為外置。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.1通用變頻器的基本構(gòu)造2.控制回路控制回路包括變頻器的核心軟件算法電路、檢測(cè)傳感電路、控制信號(hào)的輸入輸出電路、驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路組成。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.1通用變頻器的基本構(gòu)造a)主電路b)控制電路

圖1-2通用變頻器的基本構(gòu)造如圖1-3所示，變頻器輸出電壓波形展開(kāi)后可以看出，輸出是占空比按照一定規(guī)律的矩形波，即PWM脈沖寬度調(diào)制波；變頻器輸出電流波形則為正弦波。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.1通用變頻器的基本構(gòu)造圖1-3變頻器輸出電壓和電流G120變頻器可以給交流電動(dòng)機(jī)提供經(jīng)濟(jì)的高精度速度和轉(zhuǎn)矩控制，按照外形尺寸從FSA到FSGX，其功率范圍覆蓋0.37kW至250kW（表1-1所示），廣泛適用于各種電動(dòng)機(jī)調(diào)速或節(jié)能等應(yīng)用場(chǎng)合。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.2G120變頻器的基本構(gòu)造表1-1G120變頻器的結(jié)構(gòu)尺寸與功率范圍一覽表G120變頻器的特點(diǎn)是模塊化，它由控制單元（CU）、功率模塊（PM）和操作面板組合而成，如圖1-4所示。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.2G120變頻器的基本構(gòu)造圖1-4G120變頻器的組成圖1-5所示為控制單元CU250S-2外觀，是可以獨(dú)立于功率單元和操作面板之外單獨(dú)訂購(gòu)的產(chǎn)品，之前的版本為CU240S。CU250S-2是在原有的CU240S硬件升級(jí)而來(lái)的新型控制單元，擴(kuò)展了CU240S的產(chǎn)品性能，并集成了伺服模式、基本定位功能EPOS和安全功能的帶有編碼器接口的高性能控制單元。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.2G120變頻器的基本構(gòu)造圖1-5CU250S-2外觀

圖1-6所示是適用于標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的功率模塊PM240-2的外觀。它有不帶濾波器或帶有集成的A級(jí)電源濾波器兩種類型，并通過(guò)一個(gè)外部制動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)制動(dòng)。適用于帶電網(wǎng)反饋標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的功能模塊為PM250，它可以通過(guò)電網(wǎng)反饋實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)制動(dòng)。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.2G120變頻器的基本構(gòu)造

圖1-6PM240-2外觀變頻器的頻率指令方式就是調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率的具體方法，也就是提供頻率給定信號(hào)的方式。常見(jiàn)的頻率指令方式主要有：操作面板給定、接點(diǎn)信號(hào)給定、模擬信號(hào)給定、脈沖信號(hào)給定和通訊方式給定等。1.操作面板給定操作面板給定是變頻器最簡(jiǎn)單的頻率指令，用戶可以通過(guò)變頻器的操作面板上的電位器或旋鈕、數(shù)字鍵或上升下降鍵來(lái)直接改變變頻器的設(shè)定頻率。操作面板給定的最大優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)單、方便、醒目，同時(shí)又兼具監(jiān)視功能，即能夠?qū)⒆冾l器運(yùn)行時(shí)的電流、電壓、實(shí)際轉(zhuǎn)速、母線電壓等實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。圖1-7所示為西門子SINAMICSG120變頻器（以下簡(jiǎn)稱G120變頻器）及智能面板，它可以利用OK旋鈕快速設(shè)定頻率，并通過(guò)大屏幕液晶面板將更多的變頻器運(yùn)行信息顯示在一個(gè)頁(yè)面，方便用戶操作和維護(hù)使用。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.3變頻器的頻率指令方式任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.3變頻器的頻率指令方式圖1-7G120變頻器及智能操作面板2.模擬量給定模擬量給定方式即通過(guò)變頻器的模擬量端子從外部輸入模擬量信號(hào)（電流或電壓）進(jìn)行給定，并通過(guò)調(diào)節(jié)模擬量的大小來(lái)改變變頻器的輸出頻率。模擬量給定中通常采用電流或電壓信號(hào)，電流信號(hào)一般指0～20mA或4～20mA，電壓信號(hào)一般指0～10V、2～10V、0～±10V、0～5V、1～5V、0～±5V等。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.3變頻器的頻率指令方式3.通訊給定通訊給定方式就是指上位機(jī)通過(guò)通訊口按照特定的通訊協(xié)議、特定的通訊介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶冾l器以改變變頻器設(shè)定頻率的方式。如圖1-8所示，上位機(jī)是指PLC通過(guò)RJ45端口以PROFINET協(xié)議與變頻器進(jìn)行頻率通訊設(shè)定。對(duì)于G120變頻器來(lái)說(shuō)，其控制單元CU250S?2各個(gè)型號(hào)的區(qū)別在于通訊給定方式的不同，標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品即CU250S-2的通訊給定方式為USS和ModbusRTU，目前應(yīng)用最多的則是以太網(wǎng)PROFINET協(xié)議，其控制單元型號(hào)為CU250S-2PN，這也是本書中用到的控制單元型號(hào)，如果未特別注明，本書中的控制單元就是指CU250S-2PN。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.3變頻器的頻率指令方式圖1-8通訊給定

表1-2CU250S-2控制單元的系列產(chǎn)品變頻器的啟動(dòng)指令方式是指控制變頻器的啟動(dòng)、停止、正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、正向點(diǎn)動(dòng)與反向點(diǎn)動(dòng)、復(fù)位等基本運(yùn)行功能。與變頻器的頻率指令類似，變頻器的啟動(dòng)指令也有操作面板控制、端子控制和通訊控制三種。 1.操作面板控制操作面板控制是變頻器最簡(jiǎn)單的啟動(dòng)指令，用戶可以通過(guò)變頻器的操作面板上的運(yùn)行鍵、停止鍵、點(diǎn)動(dòng)鍵和復(fù)位鍵來(lái)直接控制變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)。操作面板控制的最大特點(diǎn)就是方便實(shí)用，同時(shí)又能起到報(bào)警故障功能，即能夠?qū)⒆冾l器是否運(yùn)行或故障或報(bào)警都能告知給用戶。

任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.4變頻器的啟動(dòng)指令方式2.端子控制端子控制是變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)指令通過(guò)其外接輸入端子從外部輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)（或電平信號(hào)）來(lái)進(jìn)行控制的方式。如圖1-9所示，由按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、繼電器、PLC的繼電器模塊就替代了變頻器操作面板上的運(yùn)行鍵、停止鍵、點(diǎn)動(dòng)鍵和復(fù)位鍵，可以將信號(hào)輸入到通用數(shù)字量端口X1-X5（注：端口命名隨不同變頻器品牌而不同）來(lái)控制變頻器的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)、復(fù)位和使能，一般而言，這些信號(hào)可以通過(guò)變頻器參數(shù)進(jìn)行自由定義。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.4變頻器的啟動(dòng)指令方式3.通訊控制通訊控制的方式與通訊給定的方式相同，在不增加線路的情況下，只需對(duì)上位機(jī)給變頻器的傳輸數(shù)據(jù)改一下即可對(duì)變頻器進(jìn)行正反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)、故障復(fù)位等控制。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行X1-X5：通用數(shù)字量輸入端口；COM：公共端口

圖1-9端子控制原理【任務(wù)探究】1.1.4變頻器的啟動(dòng)指令方式1.G120變頻器硬件G120變頻器控制單元能通過(guò)V/f控制、無(wú)編碼器的矢量閉環(huán)控制、帶編碼器的矢量控制等多種方式對(duì)功率模塊和所接的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制和監(jiān)控，它還支持與本地或中央控制器的通訊。G120變頻器功率模塊型號(hào)有PM3401AC、PM240、PM240-2IP20型和穿墻式安裝型、PM250、PM260等。圖1-10所示為G120變頻器功率模塊電氣接線示意。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.5G120變頻器的硬件與參數(shù)說(shuō)明任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.5G120變頻器的硬件與參數(shù)說(shuō)明圖1-10G120變頻器功率模塊電氣接線示意2.G120變頻器的內(nèi)部與外部功能圖1-11所示為G120變頻器的內(nèi)部與外部功能示意，它包括現(xiàn)場(chǎng)總線、端子I/O、編碼器等外部功能，也包括安全功能、驅(qū)動(dòng)控制器、基本定位器、設(shè)定值等內(nèi)部功能。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.5G120變頻器的硬件與參數(shù)說(shuō)明圖1-11G120變頻器的內(nèi)部與外部功能示意3.G120變頻器參數(shù)說(shuō)明G120變頻器的參數(shù)號(hào)是由一個(gè)前置的“p”或者“r”、參數(shù)號(hào)和可選用的下標(biāo)或位數(shù)組組成，即pxxxx[0...n]。其中p表示可調(diào)參數(shù)（可讀寫）、r表示顯示參數(shù)（只讀）。以下是對(duì)相關(guān)變頻器參數(shù)的說(shuō)明。?p0918表示可調(diào)參數(shù)918，其中序號(hào)為918；?p2051[0...13]表示可調(diào)參數(shù)2051，下標(biāo)0～13；?p1001[0...n]表示可調(diào)參數(shù)1001，下標(biāo)0～n（n＝可配置）；任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.5G120變頻器的硬件與參數(shù)說(shuō)明?r0944表示顯示參數(shù)944；?r2129.0...15表示顯示參數(shù)2129，位數(shù)組從位0（

最低位）到位15（

最高位）；?p1070[1]表示可調(diào)參數(shù)1070，其下標(biāo)為1；?p2098[1].3表示可調(diào)參數(shù)2098，其下標(biāo)為1、位為3；?p0795.4表示可調(diào)參數(shù)795，其位為4。G120變頻器既有通用參數(shù)，也有跟選配不同型號(hào)的控制單元CU、功率單元PM帶來(lái)的特殊參數(shù)。變頻器參數(shù)具有訪問(wèn)級(jí)，由p0003參數(shù)值決定有哪種訪問(wèn)級(jí)才可顯示和修改相關(guān)變頻器參數(shù)。具體有下列訪問(wèn)級(jí)：“1”:標(biāo)準(zhǔn)；“2”:擴(kuò)展；“3”:專家；“4”:服務(wù)（該訪問(wèn)級(jí)的參數(shù)被密碼保護(hù)）。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.5G120變頻器的硬件與參數(shù)說(shuō)明表1-3所示為G120變頻器常見(jiàn)的參數(shù)序號(hào)范圍，更多參數(shù)序號(hào)范圍請(qǐng)參考相關(guān)變頻器參數(shù)手冊(cè)。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.5G120變頻器的硬件與參數(shù)說(shuō)明任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)探究】1.1.5G120變頻器的硬件與參數(shù)說(shuō)明表1-3G120變頻器常見(jiàn)的參數(shù)序號(hào)范圍1.電磁兼容安裝變頻器是電力電子數(shù)字裝置，且運(yùn)行在高載波頻率方式下，因此變頻器運(yùn)行中將產(chǎn)生大量的電磁噪聲，從而對(duì)外圍電子設(shè)備產(chǎn)生干擾，甚至產(chǎn)生誤動(dòng)作或停機(jī)。變頻器運(yùn)行中產(chǎn)生的電磁噪聲有變頻器自身和變頻器主回路的輸出、輸入連線輻射。為了防止電磁噪聲對(duì)周邊設(shè)備產(chǎn)生影響，必須了解和掌握變頻器的電磁兼容安裝，如圖1-12所示，共有控制柜內(nèi)、外兩個(gè)部分四個(gè)區(qū)域?？刂乒駜?nèi)A區(qū)為電源端子，B區(qū)為功率電子元器件，其設(shè)備生成磁場(chǎng)，C區(qū)為控制系統(tǒng)和傳感技術(shù)，該區(qū)中的設(shè)備自身不會(huì)生成磁場(chǎng)，但其功能受磁場(chǎng)的影響。控制柜外為D區(qū)，即電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)電阻，該區(qū)中的設(shè)備生成磁場(chǎng)。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.6G120變頻器安裝與接線任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.6G120變頻器安裝與接線圖1-12電磁兼容安裝環(huán)境在變頻器上連接的電纜分為高干擾電平電纜和低干擾電平電纜兩種。其中前者是指電源濾波器和變頻器之間的電纜、電動(dòng)機(jī)電纜、變頻器直流母線接口上的電纜、變頻器與制動(dòng)電阻之間的電纜；后者是指電源與電源濾波器之間的電纜、信號(hào)和數(shù)據(jù)電纜。根據(jù)電磁兼容原理，控制柜內(nèi)的布線方式（圖1-13）需要按照如下方式進(jìn)行：任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.6G120變頻器安裝與接線（1）高干擾電平電纜與低干擾電平電纜之間的最小布線間距不得小于25厘米。如果無(wú)法確保25厘米的最小間距，則應(yīng)在高干擾電平電纜與低干擾電平電纜之間安裝隔板。將隔板與安裝板連接在一起。（2）高干擾電平電纜與低干擾電平電纜只允許直角交叉。（3）所有電纜應(yīng)盡可能短，所有電纜都應(yīng)敷設(shè)在安裝板或控制柜框架附近。（4）信號(hào)電纜、數(shù)據(jù)電纜以及配套的等電位連接電纜應(yīng)始終平行布線且相互之間應(yīng)保持盡可能小的間距。（5）使用非屏蔽單芯電纜時(shí)，引出電纜和引入電纜應(yīng)絞合在一起，也可平行、相互貼近地布線或直接絞合在一起。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.6G120變頻器安裝與接線（6）信號(hào)電纜和數(shù)據(jù)電纜的備用芯線應(yīng)兩端接地。所有信號(hào)電纜和數(shù)據(jù)電纜盡量只從一個(gè)位置引入控制柜，比如從底部引入。（7）要在變頻器與電源濾波器之間的電纜、變頻器與輸出電抗器或正弦濾波器之間的電纜請(qǐng)使用屏蔽電纜。同樣根據(jù)電磁兼容原理，控制柜外部的布線需要按照如下方式進(jìn)行：（1）高干擾電平電纜與低干擾電平電纜之間的最小布線間距為25厘米。（2）變頻器的電動(dòng)機(jī)電纜、變頻器與制動(dòng)電阻之間的電纜、信號(hào)和數(shù)據(jù)電纜請(qǐng)使用屏蔽電纜。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.6G120變頻器安裝與接線任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.6G120變頻器安裝與接線圖1-13控制柜內(nèi)部和外部的變頻器布線對(duì)屏蔽電纜的要求是使用屏蔽層為細(xì)線編織的電纜，同時(shí)將屏蔽層敷設(shè)在電纜的兩端。電纜的屏蔽層最好在進(jìn)入控制柜后直接接地，不要使屏蔽層發(fā)生彎折。屏蔽數(shù)據(jù)電纜只能連接到金屬的或經(jīng)過(guò)金屬處理的連接器外殼上，具體如圖1-14所示。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.6G120變頻器安裝與接線圖1-14屏蔽電纜的處理2.變頻器選型與安裝這里以三相變頻器為例進(jìn)行說(shuō)明。表1-4所示為G120變頻器選型，包括控制單元、功率單元和IOP-2操作面板三部分，并在斷電情況下按照?qǐng)D1-15所示進(jìn)行三部分的組合安裝。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.6G120變頻器安裝與接線表1-4G120變頻器選型序號(hào)名稱型號(hào)說(shuō)明①G120變頻器控制單元6SL3246-0BA22-1FA0CU250S-2PNVector，矢量控制②G120變頻器功率單元6SL3210-1PE12-3ULxPM240-2IP20（3AC400V0.75KW），三相③G120IOP-2操作面板6SL3255-0AA00-4JA2智能操作面板圖1-15G120變頻器安裝G120變頻器電氣接線共分兩部分：第一部分是動(dòng)力接線，將進(jìn)線和出線接入到PM240-2的端子上；第二部分是控制接線，即將SA1-SA4開(kāi)關(guān)接入到DI0、DI1+、DI4、DI5+，需要注意的是DI1-、DI3-和DI5-接至GND。如圖1-16所示，變頻器的電源接線端子L1、L2、L3、PE分別去接三相電源三根火線和零線，變頻器的電動(dòng)機(jī)接線端子U、V、W、PE分別去接電動(dòng)機(jī)的端子，電動(dòng)機(jī)額定子繞組接成星型；控制電路中28、40、64、65、66、69號(hào)端子短接在一起，5、6、16、17端子分別去接選擇開(kāi)關(guān)SA1-SA4，選擇開(kāi)關(guān)另一端分別兩兩接在一起然后去9號(hào)端子，9號(hào)端子為變頻器直流24V電源輸出端。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.6G120變頻器安裝與接線圖1-16G120變頻器接線1.變頻器LED指示G120變頻器上電后，RDY、BF和LNK三個(gè)LED根據(jù)參數(shù)設(shè)置、運(yùn)行或通訊情況會(huì)有不同的LED指示，具體如表1-5和表1-6所示。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.7變頻器上電試運(yùn)行表1-5RDY和BFLED指示說(shuō)明表1-6LNKLED指示說(shuō)明2.變頻器調(diào)試流程只有當(dāng)G120變頻器LED指示RDY綠色燈亮，才可以進(jìn)入調(diào)試流程，具體如圖1-17所示。其中必要時(shí)將變頻器恢復(fù)為出廠設(shè)置。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.7變頻器上電試運(yùn)行圖1-17G120變頻器調(diào)試流程3.IOP-2智能操作面板G120變頻器可以用IOP-2智能操作面板進(jìn)行調(diào)試，也可以采用博途軟件的Startdrive進(jìn)行調(diào)試（具體在項(xiàng)目2進(jìn)行介紹），本項(xiàng)目主要介紹圖1-18所示的IOP-2智能操作面板進(jìn)行調(diào)試。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.7變頻器上電試運(yùn)行圖1-18IOP-2智能操作面板IOP-2智能操作面板有ESC（退出）、INFO（幫助）、O（停止）、I（運(yùn)行）、HAND/AUTO（手動(dòng)/自動(dòng)）按鍵，這些按鍵具有字面上的功能含義，但還需要注意以下幾點(diǎn)：（1）在AUTO（即自動(dòng)）模式下，可以通過(guò)按下HAND/AUTO鍵可進(jìn)行模式切換到HAND（即手動(dòng)）模式，并在HAND模式下按下I（運(yùn)行）啟動(dòng)變頻器。（2）如果按下O（停止）時(shí)間超過(guò)3秒，變頻器將執(zhí)行自由停車命令，電動(dòng)機(jī)將關(guān)閉停機(jī)。在3秒內(nèi)按2次OFF鍵也將執(zhí)行自由停車命令。（3）如果按下O（停止）時(shí)間不超過(guò)3秒，變頻器將執(zhí)行以下操作：在AUTO模式下，屏幕顯示為一個(gè)信息畫面，說(shuō)明該命令源為AUTO，可使用HAND/AUTO鍵改變，此時(shí)變頻器不會(huì)停止。如果在HAND模式下，變頻器將執(zhí)行斜坡停車命令，電動(dòng)機(jī)將以設(shè)置的減速時(shí)間停機(jī)。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.7變頻器上電試運(yùn)行IOP-2智能操作面板除了上述五個(gè)按鍵之外，還具有傳感器控制區(qū)域，其主要功能如下：（1）在菜單中，圍繞傳感器控制區(qū)域滑動(dòng)手指更改所選內(nèi)容。（2）當(dāng)選擇的內(nèi)容突出顯示時(shí)，按下傳感器控制區(qū)域的中心的“確認(rèn)”(OK)按按鈕，可確認(rèn)選擇。（3）編輯一個(gè)參數(shù)時(shí)，圍繞傳感器控制區(qū)域滑動(dòng)手指可更改所顯示的值；順時(shí)針滑動(dòng)將增加顯示值，逆時(shí)針滑動(dòng)則減小顯示值。（4）在編輯參數(shù)或搜索值時(shí)，可通過(guò)箭頭鍵選擇具體的數(shù)字，也可使用傳感器控制區(qū)域編輯整個(gè)值。圍繞傳感器控制區(qū)域滑動(dòng)手指的速度可增加或降低光標(biāo)的移動(dòng)速度。（5）傳感器控制區(qū)域集成有多個(gè)箭頭，用于瀏覽菜單和輸入字段中的具體數(shù)字。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.7變頻器上電試運(yùn)行當(dāng)變頻器上有故障或報(bào)警激活時(shí)，IOP-2智能操作面板屏幕上方的標(biāo)簽會(huì)變紅（圖1-19），上標(biāo)簽會(huì)一直顯示為紅色，直到故障或報(bào)警被確認(rèn)或糾正。表1-7所示是智能操作面板屏幕背景顏色說(shuō)明。IOP-2智能操作面板屏幕的下標(biāo)簽從左到右依次為：設(shè)置、參數(shù)、控制、診斷、菜單，這些下標(biāo)簽可以通過(guò)傳感器控制區(qū)域進(jìn)行左右移動(dòng)并進(jìn)行選擇。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.7變頻器上電試運(yùn)行屏幕背景顏色說(shuō)明紅色錯(cuò)誤狀態(tài)：指示發(fā)生故障且控制單元處于故障狀態(tài)。白色中間狀態(tài)：智能操作面板與控制單元未連接。綠色運(yùn)行狀態(tài)：變頻器正在運(yùn)行且無(wú)故障，當(dāng)前的報(bào)警將顯示在狀態(tài)欄中。藍(lán)色藍(lán)色用于指示屏幕上選定的項(xiàng)目。圖1-19智能操作面板屏幕的保障與報(bào)警通知

表1-7屏幕背景顏色說(shuō)明3.用IOP-2面板進(jìn)行快速調(diào)試在進(jìn)行快速調(diào)試之前，首先要記錄變頻器所帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的主要銘牌數(shù)據(jù)，包括功率、電壓、電流、轉(zhuǎn)速等。圖1-20所示是國(guó)產(chǎn)電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行圖1-20國(guó)產(chǎn)電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)【任務(wù)實(shí)施】1.1.7變頻器上電試運(yùn)行圖1-21所示是用IOP-2面板進(jìn)行快速調(diào)試的基本步驟。圖1-21a進(jìn)入設(shè)置菜單后選擇快速啟動(dòng)；圖1-21b是恢復(fù)出廠設(shè)置時(shí)選擇“是”或“否”；圖1-21c中主要參數(shù)輸入或選擇，比如選擇電動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)、選擇電動(dòng)機(jī)類型，還有輸入之前所記錄的銘牌電壓、電流、功率、轉(zhuǎn)速等，參數(shù)輸入完成后按住OK持續(xù)2s，即可將已設(shè)參數(shù)存入（圖1-21d）。完成上述步驟之后，將提示電動(dòng)機(jī)先進(jìn)行電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)識(shí)別，然后才可以手動(dòng)啟?？刂疲▓D1-21e）。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.7變頻器上電試運(yùn)行a)b)任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.7變頻器上電試運(yùn)行c)d)e)

圖1-21IOP-2面板調(diào)試步驟完成以上步驟后，再次啟動(dòng)即可進(jìn)行電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)檢測(cè)，需要注意的是該步驟會(huì)引起危險(xiǎn)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)，因此開(kāi)始電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)檢測(cè)前確保危險(xiǎn)設(shè)備部件的安全，具體包括：1）接通電動(dòng)機(jī)前檢測(cè)電動(dòng)機(jī)上的部件是否松動(dòng)或有可能飛出；2）接通電動(dòng)機(jī)前確保沒(méi)有工作人員在電動(dòng)機(jī)上作業(yè)或停留在電動(dòng)機(jī)工作區(qū)內(nèi)；3）采取措施，防止人員無(wú)意中進(jìn)入電動(dòng)機(jī)工作區(qū)內(nèi)；4）將垂直負(fù)載降至地面。確認(rèn)以上內(nèi)容后，變頻器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)檢測(cè)，檢測(cè)過(guò)程可能持續(xù)數(shù)分鐘，檢測(cè)后變頻器會(huì)關(guān)閉電動(dòng)機(jī)。圖1-22所示為電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)識(shí)別出錯(cuò)時(shí)的故障畫面，點(diǎn)擊OK后進(jìn)入顯示電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)檢測(cè)出錯(cuò)原因（圖1-23），可以用OK按鍵進(jìn)行故障復(fù)位，復(fù)位后的畫面如圖1-24所示。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.7變頻器上電試運(yùn)行任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.7變頻器上電試運(yùn)行圖1-22電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)識(shí)別出錯(cuò)時(shí)的故障畫面

圖1-23電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)檢測(cè)出錯(cuò)原因

圖1-24故障復(fù)位圖1-25所示為當(dāng)電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)識(shí)別后，手動(dòng)運(yùn)行在四極電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速59%設(shè)定值的情況下的操作面板顯示情況，其轉(zhuǎn)速實(shí)際值為885rpm、輸出電壓為257V。任務(wù)1.1通過(guò)宏定義實(shí)現(xiàn)G120變頻器運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.1.7變頻器上電試運(yùn)行圖1-25手動(dòng)運(yùn)行顯示某輸送設(shè)備采用變頻調(diào)速控制，選用西門子G120變頻器（功率為0.75KW）來(lái)帶動(dòng)三相電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)銘牌顯示為：額定功率0.75KW、轉(zhuǎn)速1395r/min、額定電流1.92A、Y型接法、電源頻率50Hz（根據(jù)實(shí)際裝置而定）。如圖1-34所示采用帶五個(gè)選擇開(kāi)關(guān)（即SA1-SA5）的操作盒來(lái)現(xiàn)場(chǎng)控制G120變頻器相連的電動(dòng)機(jī)，并完成如下要求。任務(wù)要求如下：

1.完成變頻器與進(jìn)線電源、操作盒、電動(dòng)機(jī)之間的電氣接線并上電。2.能用操作盒的選擇開(kāi)關(guān)進(jìn)行15段速控制，分別為100rpm、200rpm…1400rpm、1500rpm。1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)描述】1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)描述】圖1-34任務(wù)1.2控制示意多段速運(yùn)行，是指通過(guò)多功能輸入端子的邏輯組合，可以選擇多段頻率進(jìn)行多段速運(yùn)行。在多段速運(yùn)行下，變頻器能連續(xù)、斷續(xù)，保持最終值，可以方便在如下情況使用：風(fēng)機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)根據(jù)季節(jié)進(jìn)行風(fēng)量切換；涂裝設(shè)備根據(jù)需漆的零件切換等等。如圖1-35所示為多段速示意，通過(guò)多功能輸入端子X(jué)1、X2、X3的不同邏輯組合，可以按照表1-14選擇普通運(yùn)行頻率和1～7段速進(jìn)行多段速運(yùn)行。1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)探究】1.2.1通用變頻器的多段速運(yùn)行1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)探究】1.2.1通用變頻器的多段速運(yùn)行多功能輸入端子X(jué)3多功能輸入端子X(jué)2多功能輸入端子X(jué)1頻率/速度設(shè)定值OFFOFFOFF普通運(yùn)行頻率/速度OFFOFFON多段頻率/速度（1速）OFFONOFF多段頻率/速度（2速）OFFONON多段頻率/速度（3速）ONOFFOFF多段頻率/速度（4速）ONOFFON多段頻率/速度（5速）ONONOFF多段頻率/速度（6速）ONONON多段頻率/速度（7速）圖1-35

多段速運(yùn)行

表1-14

多段速運(yùn)行

圖1-36所示是G120變頻器的速度設(shè)定方式，多段速（即固定設(shè)定值）只是其中的一種，除此之外，還可以來(lái)自于模擬量輸入信號(hào)、現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)、電動(dòng)電位器。這些速度設(shè)定方式既可以作為變頻器的主設(shè)定值，也可以作為附加設(shè)定值。1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)探究】1.2.2G120變頻器的速度設(shè)定方式1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)探究】1.2.2G120變頻器的速度設(shè)定方式圖1-36G120變頻器的速度設(shè)定方式G120變頻器設(shè)置了兩種多段速運(yùn)行的方式，一種是轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值的二進(jìn)制選擇，另外一種是轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值的直接選擇。這2種方式是由p1016參數(shù)值決定的，具體為：p1016=1，轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值的直接選擇；p1016=2，轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值的二進(jìn)制選擇。1.轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值的二進(jìn)制選擇根據(jù)1.2.1中通用變頻器多段速運(yùn)行規(guī)律，圖1-37所示為多達(dá)15種速度可以通過(guò)固定設(shè)定值選擇位0、位1、位2和位3的ON/OFF值來(lái)確定對(duì)應(yīng)的固定設(shè)定值，類似表1-15所示的多段頻率值1速-7速，只是從7速變成了15速，因此對(duì)應(yīng)的頻率值為p1001到p1015。1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)探究】1.2.3G120變頻器的多段速運(yùn)行設(shè)定表1-15二進(jìn)制選擇對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速設(shè)定值1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)探究】1.2.3G120變頻器的多段速運(yùn)行設(shè)定圖1-37轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值的二進(jìn)制選擇表1-15二進(jìn)制選擇對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速設(shè)定值2.轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值的直接選擇圖1-38所示為轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值的直接選擇工作原理，表1-16所示為直接選擇對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速設(shè)定值，顯然通過(guò)最初的固定設(shè)定值1、固定設(shè)定值2、固定設(shè)定值3、固定設(shè)定值4等4個(gè)速度值，通過(guò)組合最終形成15個(gè)速度值。1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)探究】1.2.3G120變頻器的多段速運(yùn)行設(shè)定1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)探究】1.2.3G120變頻器的多段速運(yùn)行設(shè)定圖1-38轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值的直接選擇

表1-16直接選擇對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速設(shè)定值西門子G120變頻器的宏定義沒(méi)有15段速，因此需要設(shè)計(jì)電氣接線并設(shè)置相關(guān)參數(shù)。具體控制方案如下：（1）設(shè)置變頻器的啟動(dòng)/停止控制端子將控制電路DI0端子作為變頻器的啟動(dòng)/停止信號(hào)，該端子獲得高電平后變頻器啟動(dòng)，高電平消失后變頻器停止運(yùn)行。此時(shí)需要設(shè)置參數(shù)p840=722.0。（2）速度給定選擇用開(kāi)關(guān)量端子的組合來(lái)選擇固定設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)多段速運(yùn)行。此時(shí)需要設(shè)置參數(shù)p1000=3。1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)實(shí)施】1.2.4G120變頻器15段速控制方案設(shè)計(jì)（3）設(shè)置15段速度p1001、p1002、p1003、p1004、p1005、p1006、p1007、p1008、p1009、p1010、p1011、p1012、p1013、p1014、p1015分別表示設(shè)置固定轉(zhuǎn)速設(shè)置1、固定轉(zhuǎn)速設(shè)置2、固定轉(zhuǎn)速設(shè)置3、固定轉(zhuǎn)速設(shè)置4、固定轉(zhuǎn)速設(shè)置5、固定轉(zhuǎn)速設(shè)置6、、固定轉(zhuǎn)速設(shè)置7、固定轉(zhuǎn)速設(shè)置8、固定轉(zhuǎn)速設(shè)置9、固定轉(zhuǎn)速設(shè)置10、固定轉(zhuǎn)速設(shè)置11、固定轉(zhuǎn)速設(shè)置12、固定轉(zhuǎn)速設(shè)置13、固定轉(zhuǎn)速設(shè)置14、固定轉(zhuǎn)速設(shè)置15。（4）固定值設(shè)定值模式有兩種固定設(shè)定值模式；直接選擇和二進(jìn)制選擇。本次任務(wù)選擇二進(jìn)制選擇，將p1016=2，二進(jìn)制組合作為多段速速度選擇的方式。二進(jìn)制選擇模式如表1-17所示。1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)實(shí)施】1.2.4G120變頻器15段速控制方案設(shè)計(jì)1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)實(shí)施】1.2.4G120變頻器15段速控制方案設(shè)計(jì)表1-17二進(jìn)制選擇模式（表中p為小寫）（5）多段速指定用控制電路DI4、DI3、DI2、DI1共計(jì)四個(gè)數(shù)字量輸入分別表示從高位到低位的4位二進(jìn)制數(shù)組合值來(lái)對(duì)應(yīng)p1001到p1015這15個(gè)固定速度值。此時(shí)需要設(shè)置p1020=722.1將6號(hào)端子（DI1）作為二進(jìn)制組合多段速的第0位；設(shè)置p1021=722.2將7號(hào)端子（DI2）作為二進(jìn)制組合多段速的第1位；設(shè)置p1022=722.3將8號(hào)端子（DI3）作為二進(jìn)制組合多段速的第2位；設(shè)置p1023=722.4將16號(hào)端子（DI4）作為二進(jìn)制組合多段速的第3位。1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)實(shí)施】1.2.4G120變頻器15段速控制方案設(shè)計(jì)主要包括主電路和控制電路接線。如圖1-39所示，變頻器的電源接線端子L1、L2、L3、PE分別去接三相電源三根火線和零線，變頻器的電動(dòng)機(jī)接線端子

U、V、W、PE分別去接電動(dòng)機(jī)的端子，電動(dòng)機(jī)額定子繞組接成星型。控制電路中，28、40、64、65、66、69號(hào)端子短接在一起，5、6、7、8、16端子分別去接選擇開(kāi)關(guān)SA1-SA5，選擇開(kāi)關(guān)另一端分別兩兩接在一起然后去9號(hào)端子，9號(hào)端子為變頻器直流24V電源輸出端。1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)實(shí)施】1.2.5電氣接線圖1-39電氣接線圖在任務(wù)1.1的基礎(chǔ)上利用IOP-2面板完成變頻器的快速調(diào)試。然后在菜單下進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，參數(shù)設(shè)置如表1-18所示。1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)實(shí)施】1.2.6G120變頻器參數(shù)設(shè)置參數(shù)號(hào)設(shè)置值說(shuō)明p840722.0設(shè)置指令“ON/OFF(OFF1)”的信號(hào)源，這里選擇DI0p10003轉(zhuǎn)速設(shè)定值選擇

/轉(zhuǎn)速設(shè)定值選擇，3為轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值p1001100轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值1為100rpmp1002200轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值2為200rpm……p1003=300,p1003=400,依次類推直到p1014=1400p10151500轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值15為1500rpmp10162轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值選擇模式，2:二進(jìn)制p1020722.1轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值選擇位0為DI1p1021722.2轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值選擇位1為DI2p1022722.3轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值選擇位2為DI3p1023722.4轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值選擇位3為DI4p10701024主設(shè)定值為r1024：轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值有效表1-18任務(wù)1.2參數(shù)設(shè)置值SA1閉合，變頻器啟動(dòng)。選擇開(kāi)關(guān)閉合用“1”表示，選擇開(kāi)關(guān)打開(kāi)用“0”表示，然后按表1-19操作，即可得到15段速。1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)實(shí)施】1.2.7調(diào)試與運(yùn)行SA5SA4SA3SA2電動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度r/min000110000102000011300010040001015000110600011170010008001001900101010001011110011001200110113001110140011111500表1-1915段速對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)設(shè)置根據(jù)任務(wù)實(shí)施的情況，如實(shí)填寫表1-20所示的任務(wù)1.2實(shí)施記錄表。1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)記錄】任務(wù)實(shí)施步驟實(shí)際執(zhí)行情況說(shuō)明計(jì)劃時(shí)間/分鐘實(shí)際時(shí)間/分鐘G120變頻器15段速控制方案設(shè)計(jì)

電氣接線

G120變頻器參數(shù)設(shè)置

調(diào)試與運(yùn)行

表1-20任務(wù)1.2實(shí)施記錄表按要求完成考核任務(wù)1.2，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1-21所示，具體配分可以根據(jù)實(shí)際考評(píng)情況進(jìn)行調(diào)整。1.2G120變頻器的15段速控制【任務(wù)評(píng)價(jià)】序號(hào)考核項(xiàng)目考核內(nèi)容及要求配分得分1職業(yè)道德與課程思政遵守安全操作規(guī)程，設(shè)置安全措施認(rèn)真負(fù)責(zé)，團(tuán)結(jié)合作，對(duì)實(shí)操任務(wù)充滿熱情15％

2系統(tǒng)方案制定變頻器的15段速控制方案合理20％

控制電路圖正確

3操作能力根據(jù)電氣圖正確接線，美觀且可靠30％

正確輸入變頻器參數(shù)并進(jìn)行15段速調(diào)試

根據(jù)系統(tǒng)功能進(jìn)行正確操作演示

4實(shí)踐效果系統(tǒng)工作可靠，滿足工作要求25％

變頻器參數(shù)規(guī)范設(shè)置

按規(guī)定的時(shí)間完成任務(wù)

5創(chuàng)新實(shí)踐在本任務(wù)中有另辟蹊徑、獨(dú)樹(shù)一幟的實(shí)踐內(nèi)容10％

合計(jì)100％表1-21評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制如圖1-40所示，某設(shè)備采用西門子G120變頻器進(jìn)行模擬量控制，外接操作盒包括SA1啟停開(kāi)關(guān)、RP1電位器和LED顯示，其中任務(wù)要求如下：

1.通過(guò)SA1進(jìn)行啟?？刂疲呻娢黄鱎P1進(jìn)行調(diào)速，控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為0-1500rpm之間。2.數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的速度，其規(guī)格輸入0-5V對(duì)應(yīng)顯示0-1500rpm。3.設(shè)置簡(jiǎn)單斜坡函數(shù)時(shí)間，調(diào)節(jié)加速時(shí)間為6s、減速時(shí)間為8s?！救蝿?wù)描述】圖1-40任務(wù)1.3控制示意任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制模擬量給定方式即通過(guò)變頻器的模擬量端子從外部輸入模擬量信號(hào)（電流或電壓）進(jìn)行給定，并通過(guò)調(diào)節(jié)模擬量的大小來(lái)改變變頻器的輸出頻率。模擬量給定中通常采用電流或電壓信號(hào)，常見(jiàn)于電位器、儀表、PLC和DCS等控制回路。電流信號(hào)一般指0～20mA或4～20mA。電壓信號(hào)一般指0～10V、2～10V、0～±10V、0～5V、1～5V、0～±5V等。電流信號(hào)在傳輸過(guò)程中，不受線路電壓降、接觸電阻及其壓降、雜散的熱電效應(yīng)以及感應(yīng)噪聲等影響，抗干擾能力較電壓信號(hào)強(qiáng)。但由于電流信號(hào)電路比較復(fù)雜，故在距離不遠(yuǎn)的情況下，仍以選用電壓給定為模擬量信號(hào)居多?！救蝿?wù)探究】1.3.1變頻器模擬量給定方式任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制變頻器通常都會(huì)有2個(gè)及以上的模擬量端子（或擴(kuò)展模擬量端子），有些端子可以同時(shí)輸入電壓和電流信號(hào)（但必須通過(guò)跳線或短路塊進(jìn)行區(qū)分），因此對(duì)變頻器已經(jīng)選擇好模擬量給定方式后，還必須按照以下步驟進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：（1）選擇模擬量給定的輸入通道；（2）選擇模擬量給定的電壓或者電流方式及其調(diào)節(jié)范圍，同時(shí)設(shè)置電壓/電流跳線，注意必須在斷電時(shí)進(jìn)行操作；（3）選擇模擬量端子多個(gè)通道之間的組合方式（疊加或者切換）；（4）選擇模擬量端子通道的濾波參數(shù)、增益參數(shù)線性調(diào)整參數(shù)?！救蝿?wù)探究】1.3.1變頻器模擬量給定方式任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制圖1-41所示是G120變頻器CU250S-2控制單元X132端子排，它包括由AI0+、AI0-構(gòu)成的模擬量輸入通道1和由AI1+、AI1-構(gòu)成的模擬量輸入通道2。同時(shí)還提供了+10V電源以便接上電位器就可以作為模擬量輸入通道1或2的信號(hào)了?！救蝿?wù)探究】1.3.1變頻器模擬量給定方式圖1-41G120變頻器CU250S-2控制單元X132端子排任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制圖1-42所示是G120變頻器模擬量輸入電壓和電流信號(hào)選擇，缺省為電壓（即黑色在U處），也可以選擇電流信號(hào)輸入（即黑色在I處）?！救蝿?wù)探究】1.3.1變頻器模擬量給定方式圖1-42輸入電壓和電流信號(hào)選擇頻率給定曲線是指在模擬量給定方式下，變頻器的給定信號(hào)P與對(duì)應(yīng)的變頻器輸出頻率f（x）之間的關(guān)系曲線f（x）=f（P）。這里的給定信號(hào)P，既可以是電壓信號(hào)，也可以是電流信號(hào)，其取值范圍在10V或20mA之內(nèi)。一般的電動(dòng)機(jī)調(diào)速都是線性關(guān)系，因此頻率給定曲線可以簡(jiǎn)單地通過(guò)定義首尾兩點(diǎn)的坐標(biāo)（模擬量，頻率）即可確定該曲線。如圖1-43a所示，定義首坐標(biāo)為（Pmin，fmin）和尾坐標(biāo)（Pmax，fmax），可以得到設(shè)定頻率與模擬量給定值之間的正比關(guān)系。如果在某些變頻器運(yùn)行工況需要頻率與模擬量給定成反比關(guān)系的話，也可以定義首坐標(biāo)為（Pmin，fmax）和尾坐標(biāo)（Pmax，fmin），如圖1-43b。任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.2頻率給定曲線任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.2頻率給定曲線a)正比關(guān)系

b)反比關(guān)系圖1-43

頻率給定曲線這里必須注意以下幾點(diǎn)：（1）如果根據(jù)頻率給定曲線計(jì)算出來(lái)的設(shè)定頻率如果超出頻率上下限范圍的話，只能取頻率上下值，因此，頻率上下限值優(yōu)先考慮。（2）在一些變頻器參數(shù)定義中，模擬量給定信號(hào)P或設(shè)定頻率f是采用百分比賦值，其百分比的定義為模擬量給定百分比P%=P/Pmax×100％和設(shè)定頻率百分比f(wàn)％＝f/fmax×100％。（3）在一些變頻器參數(shù)定義中，頻率給定曲線不是直接描述出來(lái)，而是通過(guò)最大頻率、偏置頻率和頻率增益表達(dá)。任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.2頻率給定曲線1.濾波與增益參數(shù)模擬量的濾波是為了保證變頻器獲得的電壓或電流信號(hào)能真實(shí)地反映實(shí)際值，消除干擾信號(hào)對(duì)頻率給定信號(hào)的影響。濾波的工作原理是數(shù)字信號(hào)處理，即數(shù)字濾波。濾波時(shí)間常數(shù)就是特指模擬量給定信號(hào)上升至穩(wěn)定值的63％所需要的時(shí)間（單位為秒）。濾波時(shí)間的長(zhǎng)短必須根據(jù)不同的數(shù)學(xué)模型和工況進(jìn)行設(shè)置，濾波時(shí)間太短，當(dāng)變頻器顯示“給定頻率”時(shí)有可能不夠穩(wěn)定而呈閃爍狀；濾波時(shí)間太長(zhǎng)，當(dāng)調(diào)節(jié)給定信號(hào)時(shí)，給定頻率跟隨給定信號(hào)的響應(yīng)速度會(huì)降低。一般而言，出于對(duì)抗干擾能力的考慮，需要增加濾波時(shí)間常數(shù)；處于對(duì)響應(yīng)速度快的考慮，需要降低濾波時(shí)間常數(shù)。模擬量通道的增益參數(shù)與上面的頻率增益不一樣，后者主要是為定義頻率給定曲線的坐標(biāo)值，前者則是在頻率給定曲線既定的前提下，降低或者提高模擬量通道的電壓值或者電流值。任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.3模擬量給定的參數(shù)2.模擬量給定的正反轉(zhuǎn)控制一般情況下，變頻器的正反轉(zhuǎn)功能都可以通過(guò)正轉(zhuǎn)命令端子或反轉(zhuǎn)命令端子來(lái)實(shí)現(xiàn)。在模擬量給定方式下，還可以通過(guò)模擬量的正負(fù)值來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，即正信號(hào)（0～＋10V）時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)、負(fù)信號(hào)（－10V～0）時(shí)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。如圖1-44所示，10V對(duì)應(yīng)的頻率值為fmax，－10V對(duì)應(yīng)的頻率值為－fmax。任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.3模擬量給定的參數(shù)圖1-44

模擬量的正反轉(zhuǎn)控制和死區(qū)功能在用模擬量控制正反轉(zhuǎn)時(shí)，零界點(diǎn)即0V時(shí)應(yīng)該為0Hz，但實(shí)際上真正的0Hz很難做到，且頻率值很不穩(wěn)定，在頻率0Hz附近時(shí)，常常出現(xiàn)正轉(zhuǎn)命令和反轉(zhuǎn)命令共存的現(xiàn)象，并呈“反反復(fù)復(fù)”狀。為了克服這個(gè)問(wèn)題，預(yù)防反復(fù)切換現(xiàn)象，就定義在零速附近為死區(qū)。對(duì)于死區(qū)，不同類型的變頻器定義都會(huì)有所不同。一般有以下兩種：（1）線段型。如定義（－1V，＋1V）為死區(qū)，則模擬量信號(hào)在（－1V，＋1V）范圍時(shí)按零輸入處理，（＋1V，＋10V）對(duì)應(yīng)（0Hz，最大頻率），（－1V，－10V）對(duì)應(yīng)（0Hz，負(fù)的最大頻率）。（2）滯環(huán)回線型。在變頻器的輸出頻率定義一個(gè)頻率死區(qū)（－fdead，＋fdead），這樣一來(lái)配合著電壓死區(qū)（－Udead，＋Udead）就圍成了滯環(huán)回線。任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.3模擬量給定的參數(shù)模擬量的正反轉(zhuǎn)控制功能還有一種就是在模擬量非雙極性功能的情況下（也就是說(shuō)電壓不為負(fù)的單極性模擬量）也可以實(shí)現(xiàn)（如圖1-45a所示），即定義在給定信號(hào)中間的任意值作為正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的臨界點(diǎn)（相當(dāng)于原點(diǎn)），高于臨界點(diǎn)以上的為正轉(zhuǎn)，低于臨界點(diǎn)以下的為反轉(zhuǎn)。同理，也可以相應(yīng)設(shè)置死區(qū)功能，實(shí)現(xiàn)死區(qū)跳躍。但是，在這種情況下，卻存在一個(gè)特殊的問(wèn)題，即萬(wàn)一給定信號(hào)因電路接觸問(wèn)題或其他原因而丟失，則變頻器的輸入端得到的信號(hào)為0V，其輸出頻率將跳變?yōu)榉崔D(zhuǎn)的最大頻率，電動(dòng)機(jī)將從正常工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入高速反轉(zhuǎn)狀態(tài)。十分明顯，在生產(chǎn)過(guò)程中，這種情況的出項(xiàng)將是十分有害的，甚至有可能損壞生產(chǎn)機(jī)械。對(duì)此，變頻器設(shè)置了一個(gè)有效的“零”功能（如圖1-45b所示）。就是說(shuō)，讓變頻器的實(shí)際最小給定信號(hào)不等于0，而當(dāng)給定信號(hào)等于0時(shí)，變頻器的輸出頻率則自動(dòng)降至0速。任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.3模擬量給定的參數(shù)任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.3模擬量給定的參數(shù)a)

b)圖1-45單極性模擬量時(shí)的死區(qū)設(shè)置G120變頻器的模擬量輸入是使用參數(shù)p0756[x]和變頻器上的DIP開(kāi)關(guān)共同確定模擬量輸入類型，其工作原理如圖1-46所示。圖1-47所示是模擬量輸入0設(shè)為設(shè)定值源時(shí)的演算流程。任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.4G120變頻器模擬量輸入信號(hào)選擇與曲線定標(biāo)圖1-46G120變頻器的模擬量輸入圖1-47所示是模擬量輸入0設(shè)為設(shè)定值源時(shí)的演算流程。表1-22所示是參數(shù)p0756參數(shù)與參數(shù)值含義，主要包括單極電壓輸入（0V...+10V）、單極電壓輸入受監(jiān)控（+2V...+10V）、電極電流輸入（0mA...+20mA）、單極電流輸入受監(jiān)控（+4mA...+20mA）、雙極電壓輸入（-10V...+10V）等。用p0756修改了模擬量輸入的類型后，變頻器會(huì)自動(dòng)調(diào)整模擬量輸入的定標(biāo)。如圖1-48所示，線性的定標(biāo)曲線由兩個(gè)點(diǎn)（p0757，p0758）和（p0759，p0760）確定。參數(shù)p0757…p0760的一個(gè)下標(biāo)分別對(duì)應(yīng)了一個(gè)模擬量輸入，例如：參數(shù)p0757[0]…p0760[0]屬于模擬量輸入0。任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.4G120變頻器模擬量輸入信號(hào)選擇與曲線定標(biāo)表1-22參數(shù)p0756參數(shù)與參數(shù)值含義預(yù)定義的類型和實(shí)際應(yīng)用不符時(shí)，需要自定義定標(biāo)曲線。比如變頻器應(yīng)通過(guò)AI0將“6mA…12mA”范圍內(nèi)的信號(hào)換算成“?100%…100%”范圍內(nèi)的%值，低于6mA時(shí)會(huì)觸發(fā)變頻器的斷線監(jiān)控。任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.4G120變頻器模擬量輸入信號(hào)選擇與曲線定標(biāo)a)p0756=4

b)p0756=3

圖1-48模擬量輸入的定標(biāo)曲線預(yù)定義的類型和實(shí)際應(yīng)用不符時(shí)，需要自定義定標(biāo)曲線。比如變頻器應(yīng)通過(guò)AI0將“6mA…12mA”范圍內(nèi)的信號(hào)換算成“?100%…100%”范圍內(nèi)的%值，低于6mA時(shí)會(huì)觸發(fā)變頻器的斷線監(jiān)控。相關(guān)參數(shù)如表1-23所示，其中p0762[0]為缺省值100ms，最終完成后的自定義定標(biāo)曲線如圖1-49所示。任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.4G120變頻器模擬量輸入信號(hào)選擇與曲線定標(biāo)表1-23參數(shù)描述與設(shè)置圖1-49自定義定標(biāo)曲線具體設(shè)置步驟如下：（1）將控制單元上模擬量輸入0的DIP開(kāi)關(guān)設(shè)置為電流輸入（“I”）；（2）設(shè)置p0756[0]=3,將模擬量輸入0定義為帶有斷線監(jiān)控的電流輸入；（3）設(shè)置p0757[0]=6.0(x1)；（4）設(shè)置p0758[0]=-100.0(y1)；（5）設(shè)置p0759[0]=12.0(x2)；（6）設(shè)置p0760[0]=100.0(y2)；（7）設(shè)置p0761[0]=6。任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.4G120變頻器模擬量輸入信號(hào)選擇與曲線定標(biāo)圖1-50所示為G120變頻器的模擬量輸出示意，它共有2個(gè)模擬量，即AO0+和AO1+?？梢酝ㄟ^(guò)修改p0776參數(shù)來(lái)設(shè)置模擬量輸出的類型。比如p0776[x]=1，對(duì)應(yīng)于電壓輸出(p0774,p0778,p0780以V為單位顯示)；p0776[x]=0或2，對(duì)應(yīng)于電流輸出(p0774,p0778,p0780以mA為單位顯示)。表1-24所示是p0776參數(shù)值與含義。任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.5G120變頻器模擬量輸出信號(hào)選擇與曲線定標(biāo)表1-24p0776參數(shù)值與含義p0776參數(shù)值含義0電流輸出(0mA...+20mA)1電壓輸出(0V...+10V)2電流輸出(+4mA...+20mA)圖1-50模擬量輸出示意跟模擬量輸入一樣，模擬量輸出也有定標(biāo)曲線，分別是p0777對(duì)應(yīng)x1、p0778對(duì)應(yīng)y1、,p0779對(duì)應(yīng)x2、p0780對(duì)應(yīng)y2（圖1-51所示）。當(dāng)p0776被修改時(shí)，定標(biāo)曲線的參數(shù)(p0777,p0778,p0779,p0780)會(huì)變?yōu)橐韵氯笔≈?，具體為：當(dāng)p0776=0時(shí)，p0777=0.0%,p0778=0.0mA,p0779=100.0%，p0780=20.0mA。當(dāng)p0776=1時(shí)，p0777=0.0%,p0778=0.0V,p0779=100.0%，p0780=10.0V。當(dāng)p0776=2時(shí)，p0777=0.0%,p0778=4.0mA,p0779=100.0%，p0780=20.0mA。除了定標(biāo)之外，還需要注意選擇輸出對(duì)接的p771值，具體可以選擇表1-25所示的常見(jiàn)模擬輸出參數(shù)。任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.5G120變頻器模擬量輸出信號(hào)選擇與曲線定標(biāo)任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.5G120變頻器模擬量輸出信號(hào)選擇與曲線定標(biāo)表1-25常見(jiàn)模擬輸出參數(shù)圖1-51模擬量輸出定標(biāo)曲線設(shè)定值通道中的斜坡函數(shù)發(fā)生器用于限制轉(zhuǎn)速設(shè)定值的變化速率，如圖1-52所示，這樣電動(dòng)機(jī)就可以平滑地加速、減速且生產(chǎn)設(shè)備也得到了保護(hù)。有兩種斜坡函數(shù)發(fā)生器可供選擇：一是擴(kuò)展斜坡函數(shù)發(fā)生器，它主要限制加速度、抖動(dòng)度，讓電動(dòng)機(jī)可以極其平緩地加速，可以解決高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)上的問(wèn)題；二是簡(jiǎn)單斜坡函數(shù)發(fā)生器，它限制加速度，但不限制抖動(dòng)度。任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.6斜坡函數(shù)發(fā)生器圖1-52斜坡函數(shù)發(fā)生器表1-26所示是用于設(shè)置斜坡函數(shù)發(fā)生器的參數(shù)，其中p1115用于選擇斜坡函數(shù)發(fā)生器是簡(jiǎn)單型還是擴(kuò)展型。簡(jiǎn)單斜坡函數(shù)發(fā)生器不使用圓弧時(shí)間，參數(shù)只需要用到p1120和p1121即可。擴(kuò)展斜坡函數(shù)發(fā)生器則按利用起始段圓弧和結(jié)束段圓弧來(lái)實(shí)現(xiàn)平滑加速和減速，其中電動(dòng)機(jī)的加速時(shí)間和減速時(shí)間會(huì)加上圓弧時(shí)間，具體按如下公式進(jìn)行計(jì)算：●

有效的加速時(shí)間=p1120+0.5×(p1130+p1131)；●

有效的減速時(shí)間=p1121+0.5×(p1130+p1131)。任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.6斜坡函數(shù)發(fā)生器任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)探究】1.3.6斜坡函數(shù)發(fā)生器表1-26用于設(shè)置斜坡函數(shù)發(fā)生器的參數(shù)西門子G120變頻器的接線可以采用宏（18）進(jìn)行接線和參數(shù)設(shè)置（圖1-53所示），具體接線如圖1-54所示。任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)實(shí)施】1.3.7電氣接線圖1-53宏（18）對(duì)應(yīng)的接線示意圖1-54電氣接線可以利用菜單的高級(jí)設(shè)置，進(jìn)行宏（18）參數(shù)設(shè)置，參數(shù)設(shè)置如表1-所示。

任務(wù)1.3G120變頻器模擬量控制【任務(wù)實(shí)施】1.3.8G120變頻器參數(shù)設(shè)置表1-參數(shù)設(shè)置值參數(shù)號(hào)設(shè)置值說(shuō)明p1518宏（18）p7560模擬量輸入為電壓p771[0]21轉(zhuǎn)速實(shí)際值p776[0]1模擬量輸出為電壓p777[0]0模擬量輸出特性曲線值

x1p778[0]0模擬量輸出特性曲線值

y1p779[0]100模擬量輸出特性曲線值

x2p780[0]5模擬量輸出特性曲線值

y2p1070[0]755[0]主設(shè)定值為r755[0]p11150設(shè)置為簡(jiǎn)單斜坡函數(shù)器p11206加速時(shí)間（s）p11218減速時(shí)間（s）在對(duì)G120變頻器進(jìn)行實(shí)操期間，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些報(bào)警故障。這里給出了常見(jiàn)的幾個(gè)報(bào)警故障類型，其中報(bào)警以A開(kāi)頭、故障以F開(kāi)頭。（1）A07991報(bào)錯(cuò)原因：電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)檢測(cè)激活。下一次給出接通指令后，便開(kāi)始執(zhí)行電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)檢測(cè)。在選擇了旋轉(zhuǎn)檢測(cè)時(shí)，參數(shù)保存被禁止。在執(zhí)行或禁用電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)檢測(cè)后才能進(jìn)行保存。解決