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第8章变频器与PLC的综合应用8.1变频调速的基本原理8.2变频器基本使用方法8.3采用多段速控制全自动变频洗衣机的PLC控制系统第8章变频器与PLC的综合应用【学习目标】•掌握变频器的组成及调速的基本原理•了解变频器使用时一般需要设定哪些基本参数【教学重点】•变频器各键的作用及一般需要设定的基本参数•多段速控制全自动变频洗衣机的PLC控制系统8.1变频调速的基本原理8.1.1变频器的基本原理1.变频器的基本构成(如右图)2.变频器的调速原理3.变频器的额定值和频率指标（1）输入侧的额定值输入侧的额定值主要是电压和相数（2）输出侧的额定值①输出电压②输出电流③输出容量④电动机功率⑤过载能力（3）频率指标①频率范围②频率精度③频率分辨率8.1变频调速的基本原理8.1.2欧姆龙的3G3RV-ZV1变频器的功能（1）带PG矢量控制：实现力矩控制、零伺服功能、Droop功能；（2）多种自学习模式：旋转型、静止型、线间电阻型自学习模式；（3）全领域全自动力矩提升功能；（4）恒转矩（CT）与递减转矩（VT）负载类型的便捷选择；（5）KEB-电机再生能量利用功能；（6）脉冲串输入输出功能；（7）自动节能功能；（8）内置PID控制器；（9）控制范围：1：1000；（10）内置RS485通信接口，支持多国现场总线；（11）功率范围：0.4KW～300KW。8.2变频器基本使用方法8.2.1变频器的基本参数1.变频器的基本技术参数(如图所示)2.变频器的基本参数(1)输出频率范围(2)多段速度运行(3)加减速时间(4)S字曲线特性参数(5)多功能接点输入(6)多功能接点输出(12)速度控制(7)载波频率(13)变频器的保护功能(8)电机参数(14)变频器过热(OH)预警动作选择(9)运行模式选择(15)输入缺相保护选择(10)变频器控制模式的选择(16)输出缺相保护选择(11)PID控制(17)接地短路保护的选择8.2变频器基本使用方法8.2.2变频器的硬件原理接线1.主回路输入侧的接线2.主回路输出侧的接线3.制动单元的连接4.变频器控制端子接线5.PG速度控制卡的连接6.拨动开关S1与分路跳线CN58.2变频器基本使用方法8.2.3变频器数字操作器的使用（1）变频器的操作面板（2）工作模式的切换（3）校验模式（4）驱动模式（5）简易程序模式（6）高级程序模式（7）自学习模式8.2变频器基本使用方法8.2.4变频器的使用举例1.使用数字式操作器控制电动机分别以30Hz、40Hz和50Hz的频率运行。（1）变频器的接线（2）变频器的参数设定①设定电机参数（E2-01～E2-08）②选择参数设定模式，将主频率（d1-01）设定为f=30Hz；将b1-01频率指令的选择设定频率指令的输入设定为0（数字式操作器）；将b1-02运行指令的选择设定运行指令的输入设定为0（数字式操作器）。③按MENU键，选择“监示模式”。（3）变频器的运行操作按FWD或REV键，电动机以30Hz的频率正转或反转，并显示设定的监示输出量，按STOP键，电动机停止。8.2变频器基本使用方法2.通过模拟量给定控制电动机的运行（1）按MENU键，在运行模式选择下设定参数b1-01、b1-02。将频率指令b1-01的选择设定频率指令的输入参数设定为1：控制回路端子(模拟量输入)。将运行指令b1-02的选择设定运行指令的输入参数设定为0：数字式操作器。（2）通过电位器R1设定变频器的输出频率，实现对电动机的调速。可在数字操作器的显示器上观察变频器的频率变化情况。3.通过多段速给定控制电动机的运行（1）按MENU键，在运行模式选择下设定参数b1-01、b1-02。将频率指令b1-01的选择设定频率指令的输入参数设定为1：控制回路端子(模拟量输入)。将运行指令b1-02的选择设定运行指令的输入参数设定为1：控制回路端子(顺控输入)。d1-02～d1-16为多段速频率设定的参数，分别设定变频器的运行频率；分别由其控制端子S5、S6、S7、S8的闭合来决定，多功能输入端子S5、S6、S7、S8可以组合15种状态，因此,用d1-02～d1-16参数可以设定15种不同的速度。通过多段速设定控制按钮，再通过正、反转控制按钮控制变频器工作，实现对电动机的调速控制。8.3采用多段速控制全自动变频洗衣机的PLC控制系统8.3.1控制要求用PLC和变频器设计全自动洗衣机的控制系统，其控制要求如下：1.全自动变频洗衣机的控制过程按下启动按钮，洗衣机开始进水，水满时（即水位到达高水位，高水位开关由OFF变为ON）,停止进水；洗衣机开始正转洗涤，正转洗涤30s后暂停，3s后开始反转洗涤；反转洗涤30s后暂停，3s后又开始正转洗涤；这样循环洗涤30次，当正、反洗涤达到30次后，开始排水，水位信号下降到低水位时（低水位开关由ON变为OFF）,开始脱水并继续排水。脱水60s即完成一次从进水到脱水的大循环过程。大循环完成3次后，进行洗涤结束报警。报警10s后结束全部过程，自动停机。2.全自动洗衣机的控制要求洗衣机的洗涤和脱水采用同一台电动机拖动，洗涤时采用低速，脱水时采用高速。电动机由一台变频器控制。8.3采用多段速控制全自动变频洗衣机的PLC控制系统8.3.3注意事项1.切勿将电源接到输出端子U、V、W上。如果将电压施加在输出端子上，会导致内部的变频部分损坏。2.切勿直接用手接触输出端子，以免触电。3.变频器与电机之间的接线距离不要过长，以免影响外围其它设备的正常运行。4.变频器正常工作之前，需要进行相关参数设定。5.切勿使输出线短路。6.在PLC变更对话框中，所设置的PLC的型号必须与PLC的CPU单元相同。7.在修改程序时，必须将PLC转换成编程状态。8.PLC与上位机连接时，注意PLC设置的串行通讯口必须与上位机连接的串行通行口相匹配。8.3采用多段速控制全自动变频洗衣机的PLC控制系统8.3.2全自动洗衣机控制线路原理1.全自动洗衣机硬件原理线路图8.3采用多段速控制全自动变频洗衣机的PLC控制系统2.参考梯形图-18.3采用多段速控制全自动变频洗衣机的PLC控制系统2.参考梯形图-28.3采用多段速控制全自动变频洗衣机的PLC控制系统2.参考梯形图-38.3采用多段速控制全自动变频洗衣机的PLC控制系统2.参考梯形图-4思考题1.简述变频器的组成及调速的基本原理。2.在变频器的实训中，一般需要设定哪些基本参数？3.电动机的停止和起动时间与变频器的哪些参数有关？4.3G3RV-ZV1变频器的操作有哪些操作模式？5.3G3RV-ZV1变频器的模拟量给定操作时，相应的参数如何设定？