通用变频器应用技术 四川机电职业技术学院 电子电气工程系 学习情境 3-学习性工作任务 14

学习性工作任务14-（实训项目7） 学习情境5： 变频器的应用 案例分析及 系统设计方法 基于PLC通信的变频器闭环定位控制设计 （2学时） 学习情境 3-学习性工作任务 14

学习任务引入 14.1 基于PLC通信方式的变频器闭环定位控制的应用举例。 图14-1 攀钢热轧厂车间一角 学习情境 3-学习性工作任务 14

图14-2 热轧生产工艺图 学习情境 3-学习性工作任务 14

实训目的 14.2 知识目标： 1．进一步巩固《通用变频器及其应用》课程及前期相关课程《电力电子技术》．《交流调速系统》的基础理论知识； 2．掌握MM420变频器DI/DO、AI/AO端子的接线方法； 3．理解PLC的程序功能。 能力目标： 1．掌握掌握PLC与变频器的硬件组态及通讯设置； 2．实现基于PLC通信方式的变频器闭环定位控制。 学习情境 3-学习性工作任务 14

实训准备工作 14.3 1．THSMS-D型网络型可编程控制器高级实验装置； 2．MM420变频器； 3．DD03-6导轨电机； 4．编程软件STEP 7 V5.4、电脑等。 学习情境 3-学习性工作任务 14

实训项目任务（详见实训项目任务书） 14.4 实训题目简介： 电机上同轴连旋转编码器，变频器控制电机。变频器按照设定值工作，带动电机运行，同时电机带动编码盘旋转，电机每转一圈，从编码盘脉冲端输出500个脉冲信号到PLC的高速计数端I0.0，这样就可以根据计数器所计脉冲数计算出电机转数。当计数器计数到设定阀值后执行减速程序段，控制电机减速至停止，完成定位控制。 学习情境 3-学习性工作任务 14

实训主要内容： 1．MM420变频器与PLC、编码器的连接。 2．电动机转速PID运算方式的闭环定位控制方法及程序编写。 3．程序调试及参数修改。 学习情境 3-学习性工作任务 14

实训理论基础及主要环节演示 14.5 14.1.1 系统接线原理图及电机转速曲线分析 14.1.1 系统接线原理图及电机转速曲线分析 MM420变频器本身具备RS485通讯端口，用户根据USS协议通过西门子S7-300 PLC控制变频器，也可以根据USS协议自行编制程序，对变频器无需增加任何硬件，即可构成一个控制系统。 电机上同轴连旋转编码器，变频器控制电机。变频器按照设定值工作，带动电机运行，同时电机带动编码盘旋转，电机每转一圈，从编码盘脉冲端输出500个脉冲信号到PLC的高速计数端I0.0，这样就可以根据计数器所计脉冲数计算出电机转数。当计数器计数到设定阀值后执行减速程序段，控制电机减速至停止，完成定位控制。 系统接线原理图如下： 学习情境 3-学习性工作任务 14

图14-3 系统接线原理图 电机转速曲线如下： 图14-4 电机转速曲线 学习情境 3-学习性工作任务 14

14.1.2 设计方法及步骤 1.按下表对变频器的参数进行设置 P 700 P 918 P 1000 设定值 6（命令源） 3（站号设定） 6（频率设定源） 在改动参数时，如果出现有的参数不能正常显示，则需首先改动P 3（访问级别设定）为3（专家级）。在调整参数的过程中不要改变频器的其它参数，容易出错。更不要随意改变频率上限值，以免引发事故。恢复出厂设置应使P10=30 P970=1（工厂复位）。 2.正确将导线连接完毕后，将程序下载至PLC主机，将“RUN/STOP”开关拨到“RUN”。 3.打开OB35，在程序的圈数设定处写入目标值（注意数字格式为十进制），点击下载图标，重新下载程序（如下图所示）。 学习情境 3-学习性工作任务 14

4.点击监视按钮进入监视界面，置M0.0为1，启动电机转动，观察电机转动圈数（注意：为防止出现意外，不得将目标值设定过大[最好小于500圈]，否则会出现异常现象） 学习情境 3-学习性工作任务 14

实训题目讨论解析及任务分工 14.6 要求学生以学习小组为单位，分组讨论解析实训题目，确定设计步骤，进行任务分工。 电机上同轴连旋转编码器，变频器控制电机。变频器按照设定值工作，带动电机运行，同时电机带动编码盘旋转，电机每转一圈，从编码盘脉冲端输出500个脉冲信号到PLC的高速计数端I0.0，这样就可以根据计数器所计脉冲数计算出电机转数。当计数器计数到设定阀值后执行减速程序段，控制电机减速至停止，完成定位控制。 学习情境 3-学习性工作任务 14

图14-5 系统接线图 学习情境 3-学习性工作任务 14

实训步骤 14.7 1．MM420变频器与PLC、编码器的连接。 2．变频器及电动机的参数设置。 3．编写变频器闭环定位控制程序。 4．程序调试及实验数据记录。 学习情境 3-学习性工作任务 14

实训注意事项 1．变频器的输出端“U、V、W”应接鼠笼电机，千万不可将其连接至交流电源，否则会损坏变频器。 14.8 1．变频器的输出端“U、V、W”应接鼠笼电机，千万不可将其连接至交流电源，否则会损坏变频器。 2．实验前要确认电机上的接地线是否已经接好，编码器的电源线是否接上，否则电机外壳将会有高压！ 3．在插拔PROFIBUS—DP电缆接头时，一定断电，否则极易损坏网络接头，严重可使网络接口烧毁。 学习情境 3-学习性工作任务 14

1．利用BOP如何对变频器的参数进行工厂复位？ 2．旋转编码器的工作原理是什么？ 思考题 1．利用BOP如何对变频器的参数进行工厂复位？ 2．旋转编码器的工作原理是什么？ 3．基于PLC通信方式的变频器闭环定位控制的工作原理是什么？ 4．简述PLC与变频器的硬件组态及通讯设置 5．简述PLC参考程序的原理？ 学习情境 3-学习性工作任务 14