王樹杰
一、變頻器
1.變頻器的選用:
變頻器技術(shù)是一門綜合性的技術(shù),它建立在控制技術(shù)、電子電力技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上。與傳統(tǒng)的調(diào)速系統(tǒng)相比,利用變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制,有如下優(yōu)點(diǎn):節(jié)約電能、容易實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制;可實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)的高效連續(xù)調(diào)速控制和精確調(diào)速控制;可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換,也可實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的高速驅(qū)動(dòng);還可以進(jìn)行電氣制動(dòng),使得電動(dòng)機(jī)可以進(jìn)行高額度的起停運(yùn)轉(zhuǎn)。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)較大負(fù)載啟動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電流,如采用變頻器,就可以實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),減小沖擊電流,解決大負(fù)載的啟動(dòng)問(wèn)題。
在本課題中我選用的是深圳市微能科技有限公司的WIN-9系列變頻器。WIN-9系列變頻器是新一代SVPWM變頻器,它的低速額定轉(zhuǎn)矩輸出,超靜音穩(wěn)定運(yùn)行,內(nèi)置PID功能可以方便地實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制,控制方式多樣,多種參數(shù)在線監(jiān)視及在線調(diào)整,操作靈活,還具有雙LED顯示,能最大限度的滿足用戶的多種需求。
2.輸入、輸出端子的選用:
R、S、T :交流電源輸入端子,接三相交流電源或單相交流電
U、V、W :變頻器輸出端子,接三相交流電機(jī)
G :接地端子,接大地 COM:+24V公共端
FOR:正轉(zhuǎn),與COM閉合時(shí)有效 X1:反轉(zhuǎn)端子
X3:多段速度控制一,接可編程控制器
X4:多段速度控制二,接可編程控制器
X5:多段速度控制三,接可編程控制器
TA1、TB1、TC1:故障接點(diǎn)輸出1端子TA和TC之間閉合時(shí)故障,端子TB和TC之間斷開時(shí)故障(可編程)
FM:頻率表輸出 0~10V/100%頻率;多功能模擬量監(jiān)視
CM:電流表輸出 0~5V/100%電流;多功能模擬量監(jiān)視
+24V、COM :24V輔助電源
備注:+24V電源僅用作端子控制時(shí)的電源用,不能用作外部傳感器的其它電源。
3.功能參數(shù)的設(shè)置:
(1)運(yùn)行控制方式的設(shè)定:
F003:運(yùn)行控制方式
0:鍵盤控制 1:端子控制 2:RS-485控制
將運(yùn)行控制方式F003設(shè)置為F003=1(端子控制)
(2)頻率給定方式的設(shè)定:
F004:頻率給定方式選擇
0:鍵盤數(shù)字給定 1:模擬輸入
2:PID調(diào)節(jié)運(yùn)行 3:程序運(yùn)行
4:擺頻運(yùn)行 5:端子輸入控制多段速度
6:端子控制上/下運(yùn)行 7:RS-485輸入
將頻率給定方式F004設(shè)置為F004=5(端子輸入控制多段速度)
(3)電機(jī)停止方式的設(shè)定:
F036:電機(jī)停止方式
0:減速停止 1:自由停止
將電機(jī)停止方式F036設(shè)置為F036=0(減速停止)
(4)多功能輸入端子的設(shè)定:
F060:可編程端子X(jué)1輸入功能選擇 0:反轉(zhuǎn)端子
F062:可編程端子X(jué)3輸入功能選擇 2:多段速度控制1
F063:可編程端子X(jué)4輸入功能選擇 3:多段速度控制2
F064:可編程端子X(jué)5輸入功能選擇 4:多段速度控制3
將F060設(shè)置為F060=0(反轉(zhuǎn)端子
將F062設(shè)置為F062=2(多段速度控制1)
將F063設(shè)置為F063=3(多段速度控制2)
將F064設(shè)置為F064=4(多段速度控制3)
(6)一、二、七段速度頻率的設(shè)定:
將F134一段速度設(shè)定2設(shè)置為10.00Hz
將F136二段速度設(shè)定4設(shè)置為30.00Hz
將F139七段速度設(shè)定7設(shè)置為50.00Hz
(7)一、二、七段加、減速時(shí)間的設(shè)定:
將F147一段加速時(shí)間at2設(shè)置為10s
將F148一段減速時(shí)間dt2設(shè)置為10s
將F151二段加速時(shí)間at4設(shè)置為10s
將F152二段減速時(shí)間dt4設(shè)置為10s
將F157七段加速時(shí)間at7設(shè)置為10s
將F158七段減速時(shí)間dt7設(shè)置為10s
(8)其余所需參數(shù)的設(shè)定:
將F033點(diǎn)動(dòng)減速時(shí)間設(shè)置為10s
將F200電機(jī)額定功率設(shè)置為1.5KW
將F201電機(jī)額定電壓設(shè)置為380V
將F202電機(jī)額定電流設(shè)置為4.3A
將F203電機(jī)額定頻率設(shè)置為50Hz
二、PLC可編程控制器
1.PLC的選用及主要參數(shù):
在本設(shè)計(jì)中我選用的是由德國(guó)Siemens公司生產(chǎn)的S7-200系列的可編程序控制器,SIMATIC S7-200 PLC可編程序控制器具有極高的可靠性、極豐富的指令集、操作便捷、內(nèi)置豐富的集成功能、實(shí)時(shí)特性,強(qiáng)勁的通迅能力和豐富的擴(kuò)展模塊。介于S7-200可編程序控制器的強(qiáng)大功能使其無(wú)論是在獨(dú)立運(yùn)行中,或是相連成網(wǎng)絡(luò)的情況下都能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制功能,因此它具有極高的性價(jià)比。
三、PLC控制的三相異步電動(dòng)機(jī)多段速度自動(dòng)控制系統(tǒng)操作說(shuō)明
先將斷路器QS閉合使得I0.2處于閉合狀態(tài),由于控制系統(tǒng)為往返運(yùn)行控制,所以系統(tǒng)運(yùn)行分為前、后兩個(gè)半段。按下啟動(dòng)按鈕I0.0,寄存器Q0.0與時(shí)間繼電器T37同時(shí)得電,此時(shí),主電路中接觸器閉合,變頻器得電使得TB1端子輸出信號(hào),I0.5閉合,與此同時(shí)Q0.0的常開點(diǎn)閉合形成自鎖,時(shí)間繼電器開始記時(shí),當(dāng)延時(shí)5s后,進(jìn)入系統(tǒng)前半段運(yùn)行過(guò)程,T37的常開點(diǎn)閉合,使得寄存器Q0.1和存儲(chǔ)器M1.1線圈得電,相應(yīng)點(diǎn)閉合,電機(jī)正轉(zhuǎn)。定時(shí)器T38——T42與Q0。3——Q0。5配合完成加,減速。延時(shí)10s后,F(xiàn)OR端子斷電,正轉(zhuǎn)停車;再延時(shí)10S,反轉(zhuǎn)X1端子得電,電機(jī)反轉(zhuǎn),進(jìn)入定時(shí)器T38——T42與Q0。3——Q0。5配合完成加、減速控制,電機(jī)減速停車,復(fù)位Q0。0完成一個(gè)循環(huán)控制。本系統(tǒng)設(shè)有緊急停車、故障停車和報(bào)警功能,可以隨時(shí)停止正在運(yùn)行的控制程序。
四、結(jié)束語(yǔ)
本課題只能夠簡(jiǎn)單的體現(xiàn)利用可編程控制器和變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速的過(guò)程,如要應(yīng)用該設(shè)計(jì)方案對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的變頻調(diào)速,存在著許多實(shí)際應(yīng)用的不足,只能在作為教學(xué)實(shí)驗(yàn)。