电气PLC课程设计.ppt

1、 PLCPLC与变频器综合运用课程设计与变频器综合运用课程设计 变频器原理变频器原理9.19.1 PLCPLC与变频器的综合应用与变频器的综合应用9.29.29.1 9.1 变频器工作原理变频器工作原理一、FR-S500系列变频器的基本操作目的：（1）了解变频器的基本结构及工作原）了解变频器的基本结构及工作原理；理；（2）理解变频器各参数的意义；）理解变频器各参数的意义；（3）掌握变频器操作面板的基本操作。）掌握变频器操作面板的基本操作。二、课程设计使用设备（1）变频器）变频器1台（三菱台（三菱FR-S540）；）；（2）电动机）电动机1台；台；（3）导线若干；）导线若干；（4）PC机；机；（

2、5）电位器电位器1个（个（2W/1kW）；）；（6）PLC实验控制台。实验控制台。图图图图9-1 9-1 9-1 9-1 交直交变频器的基本构成交直交变频器的基本构成交直交变频器的基本构成交直交变频器的基本构成三、基础知识三、基础知识三、基础知识三、基础知识1 1变频器的基本构成变频器的基本构成变频器的基本构成变频器的基本构成2变频器的调速原理变频器的调速原理因为三相异步电动机的转速公式为：因为三相异步电动机的转速公式为：式中式中n0同步转速；同步转速；f电源频率，单位为电源频率，单位为Hz；p电动机极对数；电动机极对数；s电动机转差率。电动机转差率。从公式可知，改变电源频率即可实现调速。从公

3、式可知，改变电源频率即可实现调速。根据三相异步电动机定子每相电动势根据三相异步电动机定子每相电动势的有效值为的有效值为式中式中f1电动机定子频率，单位为电动机定子频率，单位为Hz；N1定子相绕组有效匝数；定子相绕组有效匝数；每极磁通量，单位为每极磁通量，单位为Wb。从公式可知，对从公式可知，对E1和和f1进行适当控制进行适当控制即可维持磁通量不变。即可维持磁通量不变。因此，异步电动机的变频调速必须按因此，异步电动机的变频调速必须按照一定的规律同时改变其定子电压和频率，照一定的规律同时改变其定子电压和频率，即必须通过变频器获得电压和频率均可调即必须通过变频器获得电压和频率均可调节的供电电源。节的

4、供电电源。四、设计指导1变频器的基本参数变频器的基本参数（1）输出频率范围（）输出频率范围（Pr.1、Pr.2），），Pr.1为上限频率，为上限频率，Pr.2为下限频率。为下限频率。（2）多段速度运行（）多段速度运行（Pr.4、Pr.5、Pr.6、Pr.24Pr.27、Pr.80Pr.87），），（3）加减速时间（）加减速时间（Pr.7、Pr.8、Pr.20），），（4）电子过电流保护（）电子过电流保护（Pr.9），），Pr.9用用来设定电子过电流保护的电流值，以防来设定电子过电流保护的电流值，以防止电动机过热，故一般设定为电动机的止电动机过热，故一般设定为电动机的额定电流值。额定电流值。图图

5、图图9-2 9-2 9-2 9-2 七段速度对应的端子七段速度对应的端子七段速度对应的端子七段速度对应的端子（5）起动频率（）起动频率（Pr.13），），（6）适用负荷选择（）适用负荷选择（Pr.14），），（7）点动运行（）点动运行（Pr.15、Pr.16），），（8）参数写入禁止选择（）参数写入禁止选择（Pr.77），），（9）操作模式选择（）操作模式选择（Pr.79），），2 2变频器的主接线变频器的主接线变频器的主接线变频器的主接线3 3变频器的操作面板（总称为变频器的操作面板（总称为变频器的操作面板（总称为变频器的操作面板（总称为PUPU操作）操作）操作）操作）图图图图1 1 1 1

6、 变频器的主接线变频器的主接线变频器的主接线变频器的主接线五、要求：变频器的变频器的PU操作。即在频率设定模式操作。即在频率设定模式下，设定变频器的运行频率；在监示模式下，设定变频器的运行频率；在监示模式下，监示各输出量的情况；在参数设定模下，监示各输出量的情况；在参数设定模式下，改变各相关参数的设定值，观察运式下，改变各相关参数的设定值，观察运行情况的变化。行情况的变化。（1）按图）按图1连接好变频器。连接好变频器。（2）按）按MODE键，在键，在“参数设定模式参数设定模式”下，设下，设Pr.79=1，这时，这时，“PU”灯亮。灯亮。（3）按）按MODE键，在键，在“频率设定模式频率设定模式

7、”下，设下，设F=40Hz。（4）按）按MODE键，选择键，选择“监示模式监示模式”。（5）按）按FWD或或REV键，电动机正转或键，电动机正转或反转，监示各输出量，按反转，监示各输出量，按STOP键，电键，电动机停止。动机停止。（6）按）按MODE键，在键，在“参数设定模式参数设定模式”下，设定变频器的有关参数。下，设定变频器的有关参数。Pr.1=50HzPr.2=0HzPr.3=50HzPr.7=3sPr.8=4sPr.9=1A（7）分别设变频器的运行频率为）分别设变频器的运行频率为35、45、50Hz，运行变频器，观察电动机的，运行变频器，观察电动机的运行情况。运行情况。（8）单独改变上

8、述一个参数，观察电）单独改变上述一个参数，观察电动机的运行情况有何不同。动机的运行情况有何不同。9.2 PLC9.2 PLC与变频器的综合应用与变频器的综合应用变频器变频器3 3段调速的应用段调速的应用 三相异步电动机3速运行的控制一、目的（1）了解）了解PLC和变频器综合控制的一和变频器综合控制的一般方法；般方法；（2）了解变频器外部端子的作用；）了解变频器外部端子的作用；（3）熟悉变频器多段调速的参数设置）熟悉变频器多段调速的参数设置和外部端子的接线；和外部端子的接线；（4）能运用变频器的外部端子和参数）能运用变频器的外部端子和参数实现变频器的多段速度控制。实现变频器的多段速度控制。二、要

9、求用用PLC、变频器设计一个电动机的三、变频器设计一个电动机的三速运行的控制系统。其控制要求如下：速运行的控制系统。其控制要求如下：按下起动按钮，电动机以按下起动按钮，电动机以30Hz速度运行，速度运行，5s后转为后转为45Hz速度运行，再过速度运行，再过5s转为转为20Hz速度运行，按停止按钮，电动机即停止。速度运行，按停止按钮，电动机即停止。四、软件设计1设计思路设计思路2变频器的设定参数变频器的设定参数（1）上限频率）上限频率Pr1=50Hz；（2）下限频率）下限频率Pr2=0Hz；（3）基底频率）基底频率Pr3=50Hz；（4）加速时间）加速时间Pr7=2s；（5）减速时间）减速时间P

10、r8=2s；（6）电子过电流保护）电子过电流保护Pr9=电动机的额电动机的额定电流；定电流；（7）操作模式选择（组合）操作模式选择（组合）Pr79=3；（8）多段速度设定（）多段速度设定（1速）速）Pr4=20Hz；（9）多段速度设定（）多段速度设定（2速）速）Pr5=45Hz；（10）多段速度设定（）多段速度设定（3速）速）Pr6=30Hz。3PLC的的I/O分配分配根据系统的控制要求、设计思路和变频根据系统的控制要求、设计思路和变频器的设定参数，器的设定参数，PLC的的I/O分配如下：分配如下：X0：停止（复位）按钮，：停止（复位）按钮，X1：起动按钮；：起动按钮；Y0：运行信号（：运行信

11、号（STF），），Y1：1速（速（RL），），Y2：2速（速（RM），），Y3：3速（速（RH）。）。4控制程序控制程序五、系统接线根据控制要求及根据控制要求及I/O分配，其系统接线分配，其系统接线图图2所示。所示。图图图图3 3 3 3 电动机电动机电动机电动机3 3 3 3速运行的控制程序状态转移图速运行的控制程序状态转移图速运行的控制程序状态转移图速运行的控制程序状态转移图 图图图图2 2 2 2 电动机电动机电动机电动机3 3 3 3速运行的系统接线图速运行的系统接线图速运行的系统接线图速运行的系统接线图六、系统调试（1）设定参数，）设定参数，（2）输入程序，）输入程序，（3）PLC模拟调试，模拟调试，（4）空载调试，）空载调试，（5）系统调试。）系统调试。