ER440变频器在联动生产线上的应用

艾特贸易网 免费技术资料栏目 http://www.aitmy.com/ 发布日期：2013-10-10 来源：艾特贸易网

核心提示： 某系统采用ER440系列变频器，通过工业控制计算机和PLC，利用Profbus网络控制及变频器外部端子控制两种控制方法，对变频器进行自动及手动控制。正常时采用第1命

某系统采用ER440系列变频器，通过工业控制计算机和PLC，利用Profbus网络控制及变频器外部端子控制两种控制方法，对变频器进行自动及手动控制。正常时采用第1命令数据组(CDS)进行Profibus网络控制——自动控制，网络有故障时采用第2命令数据组，进行变频器外部端子控制——手动控制。在实际应用中所有变频器上都安装了Profibus模板、BOP操作面板。在硬件设置上，开关量输入1作为第1命令数据组(CDS)的使能信号。开关量输入2作为第2命令数据组的变频器启动、停止信号。开关量输入3作为第2命令数据组的变频器电动电位器升速信号。开关量输入4作为第2命令数据的变频器电动电位器减速信号。变频器运行时的各种状态及现行值均通过网络传送给PLC，再经过工业控制计算机（软件Wcc）进行显示及控制。图7-37为系统的电气原理图。

图7-37 系统电气原理图

1．变频器主要参数的设置

(1)电动机参数的设置（以一台4kW电动机为例）

电动机参数的第1和第2驱动数据组DDS的设置参数均相同，见表7-12。 表7-12 电动机参数的设置

艾特贸易网 免费技术资料栏目 http://www.aitmy.com/ (2)数字量I/O及BICO参数的设置

数字量I/O及BICO参数的设置见表7-13。 表7-13 数字量I/O及BICO参数的设置

(3) Profibus网络参数的设置

Profibus网络参数的设置见表7-14。 表7-14 Profibus网络参数的设置

2．调试方法

第一步：进行正确的矢量控制操作，必须正确地输入电动机参数值，完成电动机参数识别。调试步骤如下：

P0003=2（允许访问2级参数）。 P0010=1（快速调试）。

P300s:按照电动机铭牌输入电动机参数值。

P0700、P1000、P1080/2、P1120/1．?．选择控制模式、给定源、最小及最大频率、斜坡时间等。

P1300= 20无速度传感器矢量控制。 P1910=1（这时将产生A0541报警）。 P3900=1。

当计算电动机参数时，BOP面板将出现“——”近1min，之后A0541将在BOP上闪烁，表示快速调试完成。按运行键，电动机开始自动识别测试程序，A0541将继续闪烁。电动机中通过短时电流，进行一系列计算，并可听到“嗡嗡”声。当计算电动机内部参数时，BOP上仍显示“??”。这时必须对冷态电动机进行操作，另外确保正确输入电动机周围环境的温度到P0625参数中，特别是在周围温度和工厂设定值20℃不一样时。这一步必须在完成快速调试(P3900)之后，进行电动机参数识别之前完成。 设置P1910=3（饱和曲线识别）能提高性能。做这一步，不必进入快速调试。一旦P1910设置成3，A0541出现后，给出一个RUN命令。这时变频器已经可以在SVC下运行了。 第二步：速度调节器的特性优化。 电动机识别和初始参数设置完成后，在无速度传感器矢量控制方式下，电动机可运行到50Hz。为了得到理想的矢量性能，应按照电动机／负载系统来优化矢量控制的调节器参数。设置以下参数可提高系统性能： P0003=3。

P0342：负载总转动惯量与电动机转动惯量之比。P0342如果已知或能被估算，应适当设置。

P1470:无速度传感器矢量控制比例参数P。 P1472：无速度传感器矢量控制积分时间I。

P1470和IP1472：这两个参数的设置可适应广泛的应用，最优的设置依赖于整个机械系统。通过观测系统的响应，增大P参数和减小I参数可得到好的特性。最好通过示波器观察未滤波的输出频率波形( P0771=66)来调试PI参数。

P1610: SVC转矩提升，默认值设置为50%，可以增大低速时的转矩。

艾特贸易网 免费技术资料栏目 http://www.aitmy.com/ P1750:使能观测器模式。设置P1750.0=0，允许当频率给定从0到大于5Hz时投入观测器模式；设置P1750.1=0．允许频率给定大于0Hz时就投入观测器模式。在一般应用场合，无传感器矢量控制模式在大于SHz时投入或转换观测器模式。

P1755:无速度传感器矢量控制的起始频率。当需要进一步优化矢量控制时，也可以减小该参数到工厂设定值5Hz(电动机额定频率的10%)以下。 进行这一步优化调试时，为了得到最佳的系统响应特性，可使用示波器观察速度调节器的输出，通过其输入叠加信号的阶跃响应来确定有关参数。 例如：

P0771.0=1482（将速度调节器的输出连接至模拟量输出1，供示波器观察）。 P1140.0=0（将斜坡积分器设置为无效）。

P1071.0=755.0（将模拟量输入1设为主给定）。

P1075.0=755.1（将模拟量输入2设为附加主给定，亦即叠加信号）。

在模拟量输入2回路中串入一开关控制模拟量输入2（叠加信号），这时启动变频器，将模拟量输入1逐渐由零升速到某一定值（以避免对负载的冲击）。然后，将模拟量输入2逐渐由零加到模拟量输入1的5%～10%。通过开关的开闭（即叠加信号的投入与撤销），观察示波器上显示的速度调节器的输出信号波形，确定速度调节器PI的参数，得到最佳的系统响应特性。等确定好理想响应波形后，依照原系统要求，恢复I/O端子的功能设定和给定值通道。

进行该项调试时，需要对控制系统和负载比较了解，以免造成不必要的意外。对于特殊的负载（如高动态、对速度级联有高要求），可能还需要在带载运行时微调速度调节器PI的参数，可得到较高的系统性能。

3．PLC与变频器连接时应注意的问题

PLC是一种进行数字运算与操作的控制装置。PLC作为传统继电器的替代产品，广泛应用于工业控制的各个领域。由于PLC可以用软件来改变控制过程，并具有体积小、组装灵活、编程简单、抗干扰能力强及可靠性高等特点，特别适合在恶劣环境下运行。 (1)开关指令信号的输入

变频器的输入信号中包括对运行／停止、正转／反转、微动等运行状态进行操作的开关型指令信号。变频器通常利用继电器触点或具有继电器触点开关特性的元器件（如晶体管）与PLC相连，得到运行状态指令，如图3-3所示。

在使用继电器触点时，常常因为接触不良而带来误动作；使用晶体管进行连接时，则需考虑晶体管本身的电压、电流容量等因素，以保证系统的可靠性。 在设计变频器的输入信号电路时还应该注意，当输入信号电路连接不当时，也会造成变频器误动作。例如，当输入信号电路采用继电器等感性负载时，继电器开闭产生的浪涌电流带来的噪声有可能引起变频器误动作，应尽量避免。图3-4与图7-38给出了正确与错误的接线例子。

当输入开关信号进入变频器时，外部电源和变频器控制电源(DC 24V)之间有时会发生串扰。正确的连接方法是利用PLC电源将外部晶体管的集电极经过二极管接到PLC上。 (2)数值信号的输入

变频器中也存在一些数值型（如频率、电压等）指令信号的输入．可分为数字输入和模拟输入两种。数字输入多采用变频器面板上的键盘和串行接口来给定；模拟输入则通过接线端子由外部给定，通常通过0～10V/5V的电压信号或0/4～20mA的电流信号输入。由于接口电路的输入信号不同，必须根据变频器的输入阻抗选择PLC的输出模块。图7-39为PLC与变频器之间的信号连接图。

当变频器和PLC的电压信号范围不同时，如变频器的输入信号为0--10V而PLC的输

艾特贸易网 免费技术资料栏目 http://www.aitmy.com/ 出电压信号为0～5V时，或PLC一侧的输出信号为0～10V而变频器的输入电压信号为0～5V时，由于变频器和晶体管的允许电压、电流等因素的限制，需用串联的方式接入限流电阻，以保证进行开闭时不超过PLC和变频器的相应容量。此外，在连线时还应注意将导线分开，保证主电路一侧的噪声不传到控制电路中。

图7-38 变频器输入信号的错误接入方式

图7-39 PLC与变频器之问的信号连接

通常变频器也通过接线端子向外部输出相应的监测模拟信号，电信号的范围通常为0～10V/5V或0/4～20mA。无论是哪种情况都应注意：PLC一侧输入阻抗的大小要保证电路中的电压和电流不超过电路的允许值，以保证系统的可靠性和减小误差。

因为变频器在运行中会产生较强的电磁干扰，为保证PLC不因为变频器主电路断路器及开关器件等产生噪声而出现故障，将变频器与PLC相连接时应该注意以下几点。

①对PLC本身应按规定的接线标准和接地条件进行接地，而且应注意避免和变频器使用共同的接地线，且在接地时使二者尽可能分开。

②当电源条件不太好时，应在PLC的电源模块及输入／输出模块的电源线上接入噪声滤波器和供降低噪声用的变压器等。另外，若有必要，在变频器一侧也应采取相应的措施。 ③当把变频器和PLC安装于同一操作柜中时，应尽可能使与变频器有关的导线和与PLC有关的导线分开。

④通过使用屏蔽线和双绞线达到提高噪声干扰的水平。

PLC和变频器连接应用时，由于二者涉及用弱电控制强电，因此，应该注意连接时出现的干扰，避免由于干扰造成变频器误动作，或者由于连接不当导致PLC或变频器损坏。 本文出自: 艾特贸易网 (www.aitmy.com) 原文详细信息请参考：http://www.aitmy.com/news/201310/10/news_54268.html