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，利用變頻器對電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，有如下優(yōu)點：節(jié)約電能、容易實現(xiàn)對電動機(jī)的調(diào)速控制；可實現(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；可以實現(xiàn)對電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換，也可實現(xiàn)對電動機(jī)的高速驅(qū)動；還可以進(jìn)行電氣制動，使得電動機(jī)可以進(jìn)行高額度的起停運(yùn)轉(zhuǎn)。

當(dāng)電動機(jī)帶動較大負(fù)載啟動時，會產(chǎn)生較大的沖擊電流，如采用變頻器，就可以實現(xiàn)軟啟動，減小沖擊電流，解決大負(fù)載的啟動問題。

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：故障接點輸出1端子TA和TC之間閉合時故障，端子TB和TC之間斷開時故障（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X1輸入功能選擇 0：反轉(zhuǎn)端子

F062：可編程端子X3輸入功能選擇 2：多段速度控制1

F063：可編程端子X4輸入功能選擇 3：多段速度控制2

F064：可編程端子X5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、減速時間的設(shè)定：

將F147一段加速時間at2設(shè)置為10s

將F148一段減速時間dt2設(shè)置為10s

將F151二段加速時間at4設(shè)置為10s

將F152二段減速時間dt4設(shè)置為10s

將F157七段加速時間at7設(shè)置為10s

將F158七段減速時間dt7設(shè)置為10s

（8）其余所需參數(shù)的設(shè)定：

將F033點動減速時間設(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)計中我選用的是由德國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、實時特性，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)大功能使其無論是在獨立運(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比。

三、PLC控制的三相異步電動機(jī)多段速度自動控制系統(tǒng)操作說明

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、后兩個半段。按下啟動按鈕I0.0，寄存器Q0.0與時間繼電器T37同時得電，此時，主電路中接觸器閉合，變頻器得電使得TB1端子輸出信號，I0.5閉合，與此同時Q0.0的常開點閉合形成自鎖，時間繼電器開始記時，當(dāng)延時5s后，進(jìn)入系統(tǒng)前半段運(yùn)行過程，T37的常開點閉合，使得寄存器Q0.1和存儲器M1.1線圈得電，相應(yīng)點閉合，電機(jī)正轉(zhuǎn)。定時器T38——T42與Q0。3——Q0。5配合完成加，減速。延時10s后，F(xiàn)OR端子斷電，正轉(zhuǎn)停車；再延時10S，反轉(zhuǎn)X1端子得電，電機(jī)反轉(zhuǎn)，進(jìn)入定時器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完成一個循環(huán)控制。本系統(tǒng)設(shè)有緊急停車、故障停車和報警功能，可以隨時停止正在運(yùn)行的控制程序。

四、結(jié)束語

本課題只能夠簡單的體現(xiàn)利用可編程控制器和變頻器對電動機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速的過程，如要應(yīng)用該設(shè)計方案對電動機(jī)進(jìn)行實際工業(yè)生產(chǎn)的變頻調(diào)速，存在著許多實際應(yīng)用的不足，只能在作為教學(xué)實驗。