《-电力电子与变频技术》实训指导书(可打印修改).pdf

电力电子与变频技术实验实训指导书实验实训指导书李翔 编 写适用专业：电气自动化 机电一体化安徽国防科技职业学院机电工程系 2011 年 11 月第一部分 电力电子技术实验指导实验一 三相半波可控整流电路的研究一实验目的了解三相半波可控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载和电阻电感性负载时的工作。二实验线路及原理三相半波可控整流电路用三只晶闸管，与单相电路比较，输出电压脉动小，输出功率大，三相负载平衡。不足之处是晶闸管电流即变压器的二次电流在一个周期内只有 1/3 时间有电流流过，变压器利用率低。实验线路见图 2-1。三实验内容1研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作。2研究三相半波可控整流电路供电给电阻电感性负载时的工作。四实验设备及仪表1MCL 系列教学实验台主控制屏。2MCL18 组件（适合 MCL)或 MCL31 组件（适合 MCL）。3MCL33 组件或 MCL53 组件（适合 MCL、）4MEL03 组件（900，0.41A）或自配滑线变阻器.5双踪示波器。6万用电表。五注意事项1整流电路与三相电源连接时，一定要注意相序。2整流电路的负载电阻不宜过小，应使 Id不超过 0.8A，同时负载电阻不宜过大，保证 Id超过0.1A，避免晶闸管时断时续。3正确使用示波器，避免示波器的两根地线接在非等电位的端点上，造成短路事故。六实验方法1按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。（1）打开 MCL18 电源开关，给定电压有电压显示。（2）用示波器观察 MCL-33（或 MCL-53，以下同）的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度相同的双脉冲（3）检查相序，用示波器观察“1”，“2”单脉冲观察孔，“1”脉冲超前“2”脉冲 600，则相序正确，否则，应调整输入电源。（4）用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为 1V2V 的脉冲。2研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作合上主电源，接上电阻性负载，调节主控制屏输出电压 Uuv、Uvw、Uwv，从 0V 调至 110V：（a）改变控制电压 Uct，观察在不同触发移相角 时，可控整流电路的输出电压 Ud=f（t）波形，并记录相应的 Ud、Id、Uct值。（b）记录=90时的 Ud=f（t）的波形图并测量 Ud。（c）求取三相半波可控整流电路的输入输出特性 Ud/U2=f（）。（d）观察临界连续点 Ud=f（t）的波形图，并测量 Ud值注：如您选购的产品为 MCL、，无三相调压器，直接合上主电源。以下均同3研究三相半波可控整流电路供电给电阻电感性负载时的工作接入 MCL33 的电抗器 L=700mH，可把原负载电阻 Rd 调小，监视电流，不宜超过 0.8A（若超过0.8A，可用导线把负载电阻短路），操作方法同上。（a）观察不同移相角 时的输出 Ud=f（t），并记录相应的 Ud值，记录=90时的 Ud=f（t）波形图。（b）求取整流电路的输入输出特性 Ud/U2=f（）。七实验报告1绘出本整流电路供电给电阻性负载，电阻电感性负载时的Ud=f（t）（在=90情况下）波形，并进行分析讨论。2根据实验数据，绘出整流电路的负载特性Ud=f（Id），输入输出特性Ud/U2=f（）。八思考1如何确定三相触发脉冲的相序？它们间分别应有多大的相位差？2根据所用晶闸管的定额，如何确定整流电路允许的输出电流？实验二 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一实验目的1熟悉 MCL-18,MCL-33 组件。2熟悉三相桥式全控整流及有源逆变电路的接线及工作原理。3了解集成触发器的调整方法及各点波形。二实验内容1三相桥式全控整流电路2三相桥式有源逆变电路3观察整流或逆变状态下，模拟电路故障现象时的波形。三实验线路及原理实验线路如图 2-2 所示。主电路由三相全控变流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流桥组成。触发电路为数字集成电路，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。三相桥式整流及有源逆变电路的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。四实验设备及仪器1MCL 系列教学实验台主控制屏。2MCL18 组件（适合 MCL)或 MCL31 组件（适合 MCL）。3MCL33（A）组件或 MCL53 组件（适合 MCL、）4MEL-03 可调电阻器（或滑线变阻器 1.8K,0.65A）5MEL-02 芯式变压器6二踪示波器7万用表五实验方法1按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。（1）打开 MCL-18 电源开关，给定电压有电压显示。（2）用示波器观察 MCL-33（或 MCL-53，以下同）的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔 60o的幅度相同的双脉冲。（3）检查相序，用示波器观察“1”，“2”单脉冲观察孔，“1”脉冲超前“2”脉冲 600，则相序正确，否则，应调整输入电源。（4）用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为 1V2V 的脉冲。注：将面板上的 Ublf（当三相桥式全控变流电路使用 I 组桥晶闸管 VT1VT6 时）接地，将 I 组桥式触发脉冲的六个开关均拨到“接通”。（5）将给定器输出 Ug 接至 MCL-33 面板的 Uct 端，调节偏移电压 Ub，在 Uct=0 时，使=150o。2三相桥式全控整流电路 按图接线，S 拨向左边短接线端，将 Rd 调至最大(450)。三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出电压 Uuv、Uvw、Uwu，从 0V 调至 220V。注：如您选购的产品为 MCL、，无三相调压器，直接合上主电源。以下均同调节 Uct，使在 30o90o范围内，用示波器观察记录=30O、60O、90O时，整流电压 ud=f（t）的波形，并记录相应的 Ud 和交流输入电压 U2数值。3三相桥式有源逆变电路断开电源开关后，将 S 拨向右边的不控整流桥，调节 Uct，使仍为 150O左右。三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出电压 Uuv、Uvw、Uwu，从 0V 调至 220V 合上电源开关。调节 Uct，观察=90O、120O、150O时,电路中 ud、uVT的波形，并记录相应的 Ud、U2数值。4电路模拟故障现象观察。在整流状态时，断开某一晶闸管元件的触发脉冲开关，则该元件无触发脉冲即该支路不能导通，观察并记录此时的 ud波形。说明：如果采用的组件为 MCL53 或 MCL33（A），则触发电路是 KJ004 集成电路，具体应用可参考相关教材。六实验报告1画出电路的移相特性 Ud=f()曲线2作出整流电路的输入输出特性Ud/U2=f（）3画出三相桥式全控整流电路时，角为 30O、60O、90O时的 ud、uVT波形4画出三相桥式有源逆变电路时，角为 150O、120O、90O 时的 ud、uVT波形5简单分析模拟故障现象实验三 直流斩波电路(设计性)的性能研究一实验目的熟悉四种斩波电路（buck chopper、boost chopper、buck-boost chopper、cuk chopper)的工作原理，掌握这四种斩波电路的工作状态及波形情况。二实验内容1 SG3525 芯片的调试2 斩波电路的连接3 斩波电路的波形观察及电压测试三实验线路及原理按照面板上各种斩波器的电路图 2-3 所示，取用相应的元件，搭成相应的斩波电路即可.触发电路直流 PWM 控制电路，由SG3525 触发输出，工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。四实验设备及仪器1 电力电子教学试验台主控制屏2 MCL-22 组件3 示波器4 万用表五实验方法1.SG3525 性能测试 先按下开关 s1（1）锯齿波周期与幅值测量(分开关 s2、s3、s4 合上与断开多种情况）。测量“1”端。（2）输出最大与最小占空比测量。测量“2”端。2buck chopper(1)连接电路。将 UPW(脉宽调制器)的输出端 2 端接到斩波电路中 IGBT 管 VT 的 G 端,分别将斩波电路的 1 与 3，4 与12，12 与 5，6 与 14，15 与 13，13 与 2 相连，照面板上的电路图接成 buck chopper 斩波器。(2)观察负载电压波形。经检查电路无误后,按下开关 s1、s8，用示波器观察 VD1 两端 12、13 孔之间电压，调节 upw 的电位器rp，即改变触发脉冲的占空比，观察负载电压的变化，并记录电压波形 (3)观察负载电流波形。用示波器观察并记录负载电阻 R4 两端波形(4)改变脉冲信号周期。在 S2、S3、S4 合上与断开多种情况下,重复步骤(2)、(3)(5)改变电阻、电感参数。可将几个电感串联或并联以达到改变电感值的目的，也可改变电阻，观察并记录改变电路参数后的负载电压波形与电流波形，并分析电路工作状态。3boost chopper（1）照图接成 boost chopper 电路。电感任选,电容选 c1,负载电阻 r 选 r6。实验步骤同buck chopper。4buck-boost chopper（1）照图接成 buck-boost chopper 电路。电感选 L1+L2,电容选 c1,负载电阻 r 选 r6。实验步骤同buck chopper5cuk chopper（1）照图接成 cuk chopper 电路。电感和电容任选,负载电阻 r 选 r4 或 r6。实验步骤同buck chopper。六实验报告1画出各斩波电路负载电压波形与电流波形2分析各斩波电路特点实验四 单相交直交变频电路（调速）一实验目的熟悉单相交直交变频电路的组成，重点熟悉其中的单相桥式 PWM 逆变电路中元器件的作用，工作原理，对单相交直交变频电路驱动电机时的工作情况及其波形作全面分析，并研究正弦波的频率和幅值及三角波载波频率与电机机械特性的关系二实验内容1测量 SPWM 波形产生过程中的各点波形2观察变频电路驱动电机时的输出波形3观察电机工作情况三实验线路及原理按照电路图 2-4 和 1-3 所示，取用相应的元件，搭成相应的控制电路。触发电路采用 SPWM 控制电路，直接控制电机组建，工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。四实验设备和仪器1电力电子及电气传动主控制屏2MCL-22 组件3MEL-03 组件3MEL-11 挂箱4电机导轨及测速发电机、直流发电机 M01（或电机导轨及测功机、MEL13 组件）5电容运转电机6双踪示波器7万用表五实验方法1SPWM 波形的观察按下左下方的开关 S5(1)观察SPWM 波形发生电路输出的正弦信号 Ur 波形(2 端与地端)，改变正弦波频率调节电位器，测试其频率可调范围。(2)观察三角形载波 Uc 的波形(1 端与地端)，测出其频率,并观察 Uc 和 Ur 的对应关系。(3)观察经过三角波和正弦波比较后得到的 SPWM(3 端与地端)。2逻辑延时时间的测试将SPWM 波形发生电路的 3 端与DLD的 1 端相连，用双踪示波器同时观察DLD的 1 和 2 端波形,并记录延时时间 Td.。3同一桥臂上下管子驱动信号死区时间测试分别将“隔离驱动”的 G 和主回路的 G相连，用双踪示波器分别同时测量 G1、E1 和 G2、E2，G3、E3 和 G4、E2 的死区时间。4不同负载时波形的观察按图 2-4 接线。先断开主电源和开关 S1。将三相调压器的 U、V、W 接主电路的相应处，将主电路的1、3 端相连，（1）当负载为电阻时（6、7 端接一电阻），观察负载电压的波形，记录其波形、幅值、频率。在正弦波 Ur 的频率可调范围内，改变 Ur 的频率多组，记录相应的负载电压、波形、幅值和频率。（2）当负载为电阻电感时（6、8 端相联，9 端和 7 端接一电阻），观察负载电压和负载电流的波形。（3）电机调速（6、7 端与电机电枢的主绕组两端相连）时，按下左下角的开关 S1，给电机加上驱动信号，改变正弦波频率调节电位器,观察电机转速的变化，并记录几组电机的转速与正弦波频率的数据。六实验报告1画出三角波、正弦波和 SPWM 输出波形2分析逻辑延时时间和死区时间3画出电阻电感负载下负载电压和负载电流的波形4、根据检测数据分析电机的转速与正弦波频率的关系第二部分 变频调速技术实训项目实训项目一一 变频器功能参数设置与操作实训变频器功能参数设置与操作实训一、实训目的一、实训目的了解并掌握变频器、面板控制方式，参数的设置二、实训设备二、实训设备序号名 称型号与规格数量备注1 三相交流电源220V1PDX-012 三相鼠笼式异步电动机DJ2413 变频器MM4201PDX-22图一 BOP 基本操作面板上的按钮功能显示/按钮功能功能的说明状态显示LCD 显示变频器当前的设定值。起动变频器按此键起动变频器。缺省值运行时此键是被封锁的。为了使此键的操应设定P0700=1。停止变频器OFF1：按此键，变频器将按选定的斜坡下降速率减速停车.缺省值运行时此键被封锁；为了允许此键操作，应设定P0700=1。OFF2：按此键两次（或一次，但时间较长）电动机将在惯性作用下自由停车此功能总是“使能”的。改变电动机的转动方向按此键可以改变电动机的转动方向。电动机的反向用负号（）表示或用闪烁的小数点表示。缺省值运行时此键是被封锁的，为了使此键的操作有效，应设定P0700=1。电动机点动在变频器无输出的情况下按此键，将使电动机起动，并按预设定的点动频率运行。释放此键时，变频器停车。如果变频器/电动机正在运行，按此键将不起作用。功能此键用于浏览辅助信息。变频器运行过程中，在显示任何一个参数时按下此键并保持不动2 秒钟，将显示以下参数值（在变频器运行中，从任何一个参数开始）：1.直流回路电压（用d 表示 单位：V）2.输出电流（A）3.输出频率（Hz）4.输出电压（用o 表示 单位：V）。5.由P0005 选定的数值（如果P0005 选择显示上述参数中的任何一个（3 4，或5），这里将不再显示）。连续多次按下此键，将轮流显示以上参数。跳转功能跳转功能在显示任何一个参数（rXXXX 或PXXXX）时短时间按下此键，将立即跳转到r0000,如果需要的话，您可以接着修改其它的参数。跳转到r0000 后，按此键将返回原来的显示点。访问参数按此键即可访问参数。增加数值按此键即可增加面板上显示的参数数值。减少数值按此键即可减少面板上显示的参数数值.图二图二 BOP 基本操作面板按键功能三、实训原理三、实训原理 使使用变频器基本操作面板对变频器的参数进行设定。四、实训内容和步骤四、实训内容和步骤1.基本操作面板更改参数的数值改变P0004参数过滤功能图三 P0004 参数过滤功能设置修改下标参数P0719选择命令/设定值源图四 参数 P0719 设置改变参数数值的一个数字为了快速修改参数的数值，可以一单独修改显示出的每个数字，操作步骤如下：确信已处于某一参数数值的访问级（参看“用BOP 修改参数”）。1.按 （功能键），最右边的一个数字闪烁。2.按 /，修改这位数字的数值。3.再按 （功能键），相邻的下一位数字闪烁。4.执行2至4步，直到显示出所要求的数值。5.按 ，退出参数数值的访问级。五、快速调试五、快速调试变频器有许多参数，为了快速进行调试，选用其中最基本的参数进行修正即可，过程如图五：注：1、建议每次调节前将变频器设计为出厂值（P0010=30，P0970=1）后断电保存，再进行设置参数 2 2、结束时、结束时 P3900=1P3900=1，断电后又自动变回，断电后又自动变回 0 0，若此步略可将第一步，若此步略可将第一步 P0010=0P0010=0。六、实训报告六、实训报告1.写出用变频器面板控制电机调速，频率从 050Hz，正常运行时按反转后的运行情况。图五 变频器参数快速调试实训项目二实训项目二 变频器功能参数设置多段速度选择变频器变频器功能参数设置多段速度选择变频器调速实训调速实训一、实训目的一、实训目的了解 PLC 控制变频器做多段速度选择变频调速的方式二、实训设备二、实训设备序号名 称型号与规格数量备注1 单相交流电源220V1PDX-012 三相鼠笼式异步电动机DJ2413 变频器MM4201PDX-01 图 1 电路接线图三、实训原理三、实训原理1.根据输入选择，PLC 输出相应的驱动信号到变频器数字输入端，变频器根据预先设置的参数输出相应的电压信号到电动机。四、实训内容和步骤四、实训内容和步骤1.连接变频器和电机之间的导线，打开变频器电源。2.先恢复变频参数为工厂缺省值，再设置本实验参数。P0010=30 P0970=1 重新上电 P0010=1 P0700=2P1000=3 P3900=1 重新上电P0003=2 P0701-P0703=17P1001=5 P1002=10 P1003=20 P1004=30 P1005=40 P1006=50P1007=55 P1082=55 P1120=1.0 P1121=1.0以上设置最多可以选择 7 个固定频率。各个固定频率的数值根据下表选择：3.参数设置完成后将变频器重新上电，再接通 SB1 键，激活变频器数字信号输入端 DIN1，变频器由此根据设定的参数值输出 5 Hz 驱动信号给电动机，电机以此运行。断开 SB1 键，变频器无信号输出，电机停止运转。4.接通 SB2 键，激活变频器数字信号输入端 DIN2，变频器由此根据设定的参数值输出 10 Hz 驱动信号给电动机，电机以此频率运行。断开 SB2 键，变频器无信号输出，电机停止运转。5.其余各开关分别对应不同的频率值，对三个开关的不同组合,可构成七种速度。五、实训报告五、实训报告 写出完成此实验的具体步骤和注意事项。实训项目三实训项目三 基于基于 PLCPLC 通信方式的多段速度选择变频调速实训通信方式的多段速度选择变频调速实训注意：1、本实训参考程序用 IEC 模式编，需打开 PLC 后，工具选项-常规-编程规式改为 IEC-1131-3模式（其他程序再改回 SEM 模式编）2、下载程序到 PLC 中，PLC 需打到 STOP 状态3、PLC 与变频器通讯连接时，需将 PLC 和变频器断电一、实训目的一、实训目的了解 PLC 控制变频器做多段速度选择变频调速的方式二、实训设备二、实训设备序号名 称型号与规格数量备注1 三相交流电源220V1PDX-012 三相鼠笼式异步电动机DJ2413 变频器MM4201PDX-214 PC/PPI 通讯电缆1西门子5 PLC 主机 CPU2241西门子6PLC/变频器连接电缆 两接短的串口线对接17 计算机1自备 图 1 电路接线（L+依次控制 IO 各口）三、实训原理三、实训原理1.PLC 与变频器之间进行 USS 通讯，外部开关控制 PLC 执行程序中相关程序段，控制电机进行速度调节运行。四、实训内容和步骤四、实训内容和步骤1.先恢复为工厂缺省值，再设置参数 P0700 和 P1000 为 5，对其站点号和波特率参数进行修改，其中P2011 为 18，P2010 为 6.另外在程序段中，也要将波特率和站点号设置的与变频器设置相一致，在主程序MAIN 的 USS-INIT 网络段中，Baud 设置一定要和所要激活的变频器所设置的波特率一致都为 9600，还有Active 参数为所要激活的变频器的站点号，可以是单台也可以是多台，但不超过 32 台范围，其中设置值可参看（系统手册中 USS 通讯章节）。样例程序中所设变频器站为 18 号，波特率为 9600，梯形图表示即为：I0.0 运行 I0.1 停止 I0.2 急停 I0.3 故障清除 I0.4 反向I0.5 20%满速度输出 I0.6 40%满速度输出 I0.7 60%满速度输出I1.0 80%满速度输出 I1.1 100%满速度输出Q0.0 使能指示 Q0.1 运行指示 Q0.2 方向指示 Q0.3 禁止指示 Q0.4 故障指示2.先给一个频率付值（可先合 SB6SB10 的开关的任一个），再合上 SB1 驱动器使能,最后分别合上SB6SB10 的开关,选择合适的速度,经过 PLC 内部运算后再通过 USS 协议传输到变频器中。变频器输出相应的频率电压给三相电机，电机由此做不同速度的运转。观察各输出端的指示灯指示情况。3.在电机运行的情况下，按 I0.1 的停止键，电机自由停车。4.重复步骤 2，使电机运行，按 I0.2 的急停键，电机快速停车。5.重复步骤 2，使电机运行，按 I0.4 的反向键，电机自由停车后，再做反方向运转，速度不变，方向相反。并观察各输出端的指示灯指示情况。6.实际使用时，没有较多的按钮开关可用，这时可以将行程开关来代替。五、实训报告五、实训报告比较并写出实训二与本实训程序中的相似处和不同之处。注意：注意：1.由于此程序是在另一种编程模式编制的（IEC 1131-3）故在打开时会出现提示窗口，只有更改模式才能继续编程。在“工具”菜单中选“选项”“一般”在编程模式下选中 IEC 1131-3，再点确定，然后退出，再重新打开就使用了。在程序中，使用到了 USS 指令，该指令专用于 PLC 与 MM 系列变频器之间通讯使用，具体的设置方法参阅 S7-200 系统手册中 USS 章节内容。2.参数不仅要对变频器 P0700 和 P1000 进行修改为 5，还要对其站点号和波特率进行修改，其中 P2011为 18，P2010 为 6.另外在程序段中，也要将波特率和站点号设置的与变频器设置相一致，在主程序 MAIN的 USS-INIT 网络段中，Baud 设置一定要和所要激活的变频器所设置的波特率一致都为 9600，还有 Active参数为所要激活的变频器的站点号，可以是单台也可以是多台，但不超过 32 台范围，其中设置值可参看（系统手册中 USS 通讯章节）。样例程序中所设变频器站为 18 号，波特率为 9600，梯形图表示即为：站点号具体计算如下：D31D30D29D28D19D18D17D16D3D2D1D0000001000000其中 D0D31 代表有 32 台变频器，变频器站点号不能相同，如果激活哪台变频器就使该位为 1，现在激活 18 号变频器，即为表二。四位为一组，构成 16 进位数得出 Active 即为 00040000若同时有 32 台变频器须激活，则 Altive 为 16FFFFFFFF，此外还有一条指令用到站点号，USS-CTRL中的 Drive 驱动站号不同于 USS-INIT 中的 Active 激活号，Active 激活号指定哪几台变频器须要激活，而Drive 驱动站号是指先激活后的哪台电机驱动，因此程序中可以有多个 USS-CTRC 指令。实训项目四实训项目四 基于基于 PLCPLC 模拟量方式的变频器闭环调速实训模拟量方式的变频器闭环调速实训一、实训目的一、实训目的了解变频器与 PLC 模拟量之间使用电压调节控制电机做闭环调速二、实训设备二、实训设备序号名 称型号与规格数量备注1 三相交流电源220V1PDX-012 三相鼠笼式异步电动机DJ1613 变频器MM4201PDX-214 电机导轨一根DD03-315 PC/PPI 通讯电缆两接短的串口线对接1西门子6 计算机1自备注意：变频器 24V 接 COM1，,而非 L;同轴编码器速度输出+接 A+，-接 A-；PLC 输出 24V 的 L+接晶闸管输出1 L+、M 接晶闸管输出 1M；L+接 I0.1 而非 I0.0，PL(DI 输入端 1M、2M 接 M）另特别注意：PLC 和变频器通训必须在断电情况进行。图 1 电路接线图三、实训原理三、实训原理 根据自动控制原理，由变频器，交流电机和同轴编码盘以及 PLC 模拟量模块组成的闭环系统。给定值由电位器调节电压送到模拟量模块输入 2 口中，过程变量由同轴编码器输出到模拟量模块输入 1 口中，输出变量由模拟量模块电压输出口送到变频器电压调节口，从而一带动电机运行。四、实训内容和步骤四、实训内容和步骤1.正确完成接线，然后根据样例程序编制出梯形图，并下载本实验程序到 PLC 中，下载完毕后切换到“RUN”位置。将模拟量模块中的电压输入端 A+,A-端连接到导轨的转速输出端，再将模拟量模块中的电压输入端 B+,B-端连接到直流可调电源的输出端,作为设定值。另外二个输入端的端连到 R 端上并且接电源的 M 端，模拟量输出端接到变频器挂箱的 AIN+,AIN-脚，此时模拟量输入满量程为 10V,因此对应的分辨率配置开关为 010001。同时 PLC 的输出端 Q0.0 连接变频器的 DN1 端，根据样例程序编制梯形图并通过 PC/PPI编程电缆下载本实验程序到 PLC 中，下载完毕后切换到“RUN”位置。2.由于此实验是利用变频器外部接线和电压调节控制变频输出的，因此参数 P0700 和 P1000 都修改为2。3.先将模拟输入电压调至最大（10V），接通 I0.1 后再将其慢慢减少，电机将慢慢启动；程序运行时，将 I0.1 接高电平，程序读取 AIW0 中的转速值和 AIW2 中的设定值，并运行 PID 算法，将输出到模拟量输出端，由输出电压控制变频器达到所设定的值，其中的 P、I、D 参数可根据控制理论的知识重新设定。（注，经调试 B+和 B-在 0-3V（参考）之间可以实现转速稳定，且 0 时转速最高）五、实训报告五、实训报告分析实训过程并总结实训项目五实训项目五 基于基于 PLCPLC 控制的变频器恒压供水系统模拟控制的变频器恒压供水系统模拟实训实训一、实训目的一、实训目的了解变频器恒压供水系统的工作原理二、实训设备二、实训设备序号名 称型号与规格数量备注1 三相交流电源220V1PDX-012 三相鼠笼式异步电动机DJ2423 变频器MM4201PDX-214 电机导轨一根DD03-315 PC/PPI 通讯电缆两接短的串口线对接1西门子6 计算机1自备三、三、实训原理实训原理一个实际的供水系统，由于供水网较大，系统需要供水量每小时开 2 台水泵向管网充压，供水量大时，开 3 台泵同时向管网充压。要想维持供水网的压力不变，在管网系统的管道上安装了压力变送器作为反馈元件，为控制系统提供反馈信号，由于供水系统管道长、管径大，管网的充压比较慢，故系统是一个大滞后系统，不宜直接采用 PID 调节器进行控制，而应采用 PLC 参与控制的方式来实现对控制系统调节作用。本控制系统是对现场恒压供水系统的模拟，控制核心单元 PLC 根据压力设定值与现场压力的反馈信号经过 PLC 的分析和计算，将控制信号送到 PLC 的输出端口，通过开关量切换继电器组，以此来协调投入工作电机的台数，并完成电机的起停、变频与工频的切换。通过调整电机组中投入的电机的台数和控制电机组中每台电机的工作状态，使供水系统的的工作压力稳定，进而达到恒压供水的目的。四、实训内容和步骤四、实训内容和步骤 将变频器上的 U、V、W 端接到 PDX-23 面板上的 U、V、W 端，将三相电源接到面板上的 R、S、T 端。U1、V1、W1 接电动机 1，U2、V2、W2 接电动机 2，U3、V3、W3 接电动机 3。(注意：接变频器输出线时，切记相序应与三相输出同相，否则会烧变频器保险丝)本实训内容分为手动运行、自动运行和现场模拟三种工作方式。手动调试：用于调试每个环节工作正常。自动运行：手动调试完成自动运行检验工作的衔接性。现场模拟：模拟实际供水系统工作。图一 自动运行方式接线另：在 SMS01 中，须L+-晶出 1L+；M-晶出 1M,PLC 输入 1M、2M 接低电平 M1.自动运行：（建议设置变频器最小频率 10HZ 以上）此时变频器设置：恢复出厂，P0700=5,P1000=5,波特率 P2010=6,地址 P2011=3a.根据自动方式接线完成本实验的接线。b.打开 PDX-23 挂箱的电源开关，将自动运行程序下载到PLC 中，下载完毕后切换到“RUN”位置。切换工作方式到“自动”，运行程序即可。c.自动运行开始，四个水泵将按一定的流程工作，对应的每一路水流按一定的流程工作，经过一定的时间，切换一个状态，循环工作。2.现场模拟：a.给定压力信号采用程序内部设定，反馈压力信号通过外部调节旋钮给定范围 0+5V 电压信号。b.现场模拟的接线与自动工作方式的接线基本一样，保持原先“自动”接线不变，只是将接到 ZD 的线去掉，同时将 PDX-23 的“PT 接到 SMS01 面板上 PLC 的模拟量模块输入端子 A+,PDX-23 上 COM 接 PLC 继电SMS01（面板第 1块）PDX-23 L+VCCMGNDCOM1、COM2COMI0.0ZDQ0.0L42Q0.1L41Q0.2L32Q0.3L31Q0.4L22Q0.5L21Q0.6L11Q0.7L12器输出 COM1、COM2，PLCPLC 的的 L+L+接接 PLCPLC（DIDI 输入端）输入端）I0.1I0.1，PLC 的 M 端接 PLC（DI 输入端）的 1M、2M。c.先将压力反馈旋钮拨到最小，然后将程序下载到 PLC 中，运行程序。压力反馈信号和投入电机的台数及电机的工作状态的对应关系如下：（以下数据仅供参考）0-1.6V-1I、2I、3I、辅启1.63.3 V-1I、2I、3 变、辅停3.34.4 V-1I、2 变、3 停、辅停4.45V-1I、2 停、3 停、辅停5V-全停3.手动调试：先将前面接线去掉。恢复出厂值，P0700=1，P1000=1,P1080=10,P1082=50,再断电保存。如需变频器动作，可采用面板控制方式输出一个频率值（由人为设定，可参数设置面板操作改写，也可其他方式）-注无程序；变频器输出U、V、W 接到PDX-23的U、V、W；三相输出电源U、V、W 接到PDX-23的R、S、T；U1、V1、W1 接到电动机1号；U2、V2、W2 接到电动机2号；U3、V3、W3 接到电动机3号；在PDX-23上用弱电线将L11、L12、L21、L22分别与SP4、ST4、SP3、ST3连接；L42、L41、L32、L31分别与ST1、SP1、ST2、SP2相连；然后将COM连到SD；打开电源开关，将工作切换开关打到手动，按下1、2、3号启停和辅助泵启停按钮；弹起急停按钮；将1、2、3号泵选择和辅助泵选择开关拨到左边，模拟1、2、3号工频运行，辅助泵停止；此时按下急停开关或将工作切换开关拨到其他状态所有的指示灯将全部熄灭。将1、2、3号泵选择和辅助泵选择开关拨到右边，模拟1、2、3号变频运行，辅助泵运行。此时按下急停开关或将工作切换开关拨到其他状态所有的指示灯将全部熄灭。五、实训报告五、实训报告写出实训内容总结写出实训内容总结