三菱PLC和变频器控制实训参考资料.docx
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三菱PLC和变频器控制实训参考资料
实训一三相鼠笼式异步电动机点动和自锁控制
一、实训目的
了解使用PLC代替传统继电器控制回路的方法及编程技巧，理解并掌握三相鼠笼式异步电动机的点动和自锁控制方式及其实现方法。
二、实训仪器
1.THPJC-3型电工实训考核装置一台
2.安装有GXDeveloper编程软件的计算机一台
3.SC-09下载电缆一根
4.实验导线若干
5.三相鼠笼异步电动机一台
三、实训内容及说明
在传统的强电控制系统中，使用了大量的接触器、中间继电器、时间继电器等分立元器件。
由于使用的元器件数量和品种多，使得系统接线复杂，给系统调试以及修改接线带来困难。
因其潜在故障点多，故降低了整个系统的安全可靠性。
采用PLC对强电系统进行控制，就可以取代传统的继电接触控制系统，还可构成复杂的过程控制网络。
在需要大量中间继电器以及时间继电器和计数继电器的场合，PLC无需增加硬件设备，利用微处理器及存储器的功能，就可以很容易地完成这些逻辑组合和运算，大大降低了控制成本。
因此用PLC作为强电系统的控制器件是一种行之有效的解决方案。
本实验中，PLC对电机的控制方式分两种：
1.点动控制
启动：
按启动按钮SB1，X0的动合触点闭合，Y1线圈得电，即接触器KM2的线圈得电，0.1S后Y0线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，电动机作星形连接启动。
每按动SB1一次，电机运转一次。
2.自锁控制
启动：
按启动按钮SB2,X1的动合触点闭合，Y1线圈得电，即接触器KM2的线圈得电，0.1S后Y0线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，电动机作星形连接启动。
只有按下停止按钮SB3时电机才停止运转。
四、实训接线图
五、梯形图参考程序见E盘文件夹“电动机PLC实验程序”
实训二三相鼠笼式异步电动机联锁正反转控制
一、实训目的
了解用PLC控制代替传统接线控制的方法，编制程序控制电机的联锁正反转。
二、实训说明
三相异步电动机的旋转方向取决于三相电源接入定子绕组的相序，故只要改变三相电源与定子绕组连接的相序即可改变电动机旋转方向。
控制要求：
点击SB1，接触器KM1、KM3得电，电机正转；点击SB2，接触器KM2、KM3得电，电机反转。
点击SB3，电机停止转动；KM1与KM2必须形成互锁。
三、实训接线图
四、梯形图参考程序见E盘文件夹“电动机PLC实验程序”
实训三三相鼠笼式异步电动机带延时正反转控制
一、实训目的
了解用PLC控制代替传统接线控制的方法，编制程序通过延时来控制电机的正反转。
二、实训说明
按启动按钮SB1，X0触点闭合，KM1、KM3线圈得电，电机正转；延时5S后，KM1线圈失电，KM2线圈得电，电机反转；
按启动按钮SB2，X1触点闭合，KM2、KM3线圈得电，电机反转；延时5S后，KM2线圈失电，KM1线圈得电，电机正转；
按停止按钮SB3，各接触器线圈均失电，电机停止运转。
三、实训接线图
四、梯形图参考程序见文件夹“电动机PLC实验程序”
实训四三相鼠笼式异步星/三角换接启动控制
一、实训目的
了解用PLC控制代替传统接线控制的方法，编制程序控制电机的降压启动。
二、实训说明
控制要求：
电机星/三角换接启动时，电机定子绕组按“Y”型接法，即令KM1和KM3得电，使电机实现“Ｙ”型启动。
经一定延时后，先断开KM3，而后接通KM2，使电机进入“△”运行状态。
接线前先把主电路错误处找出来改正,再把KM2和KM3线圈的互锁关系线路图画出来.
三、实训接线图
五、梯形图参考程序见文件夹“电动机PLC实验程序”
实训五三相异步电动机带限位自动往返运动控制
一、实训目的
通过实验理解和掌握三相异步电动机带限位自动往返转控制的原理。
二、原理说明
下图为三相异步电动机带限位自动往返控制图。
当工作台的档块停在限位开关SQ1和SQ2之间的任意位置时，可以按下任一起动按钮SB1或SB2使工作台向任一方向运动。
例如按下正转按钮SB1，电动机正转带动工作台左进。
当工作台到达终点时档块压下终点限位开关SQ2，SQ2的常闭触点断开正转控制回路，电动机停止正转，同时SQ2的常开触点闭合，使反转接触器KM2得电动作，工作台右退。
当工作台退回原位时，档块又压下SQ1，其常闭触头断开反转控制电路，常开触点闭合,使接触器KM1得电，电动机带动工作台左进,实现了自动往返运动。
三、实训接线图
接线前先把KM2和KM1线圈的互锁关系线路图画出来
四、实训内容
鼠笼机接成Δ接法，实验线路电源接三相电压输出（U、V、W）。
按实验接线图接线，经指导教师检查后，方可进行通电操作。
1．开启控制屏电源总开关。
2．按下SB1，使电动机正转，运转约半分钟。
3．用手按SQ2（模拟工作台左进到达终点，档块压下限位开关），观察电动机应停止正向运转，并变为反向运转。
4．反转约半分钟，用手按SQ1（模拟工作台后退到达原位，档块压下限位开关），观察电动机应停止反转并变为正转。
5．重复上述步骤，应能正常工作。
五、梯形图参考程序见文件夹“电动机PLC实验程序”
第三部分变频调速技术
异步电动机是机械、电力、化工等生产企业最主要的动力设备。
作为高能耗设备，其输出功率不能随负荷按比例变化，大部分只能通过开关挡板或阀门的开度来调节，而电动机消耗的能量变化不大，从而造成很大的能量损耗。
近年来，随着变频器生产技术的成熟以及变频器应用范围的日益广泛，使用变频器对电动机电源进行技术改造成为各企业节能降耗、提高效率的重要手段。
变频调速原理
n＝60f（1－s）/p
（1）
式中 n———异步电动机的转速；
f———异步电动机的频率；
s———电动机转差率；
p———电动机极对数。
由式
（1）可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。
变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。
变频器主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。
整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
阅读文件夹“变频器手册”中的两篇PDF手册和工控资料夹等有关资料，掌握变频调速知识，完成指定的训练课题.
FR-S500系列 功率范围：
0.4~3.7KW（3相380V，FR-S540系列），10.2~1.5KW（单相220VFR-S520S系列）。
自动转矩提升，实现6Hz时150%转矩输出。
数字式拨盘，设定简单快捷。
柔性PWM，实现更低噪音运行。
15段速，PID，4-20mA输入和漏源型转换等多功能。
可提供RS-485通信功能的机型FR-S520S-K-R（可通过电缆接FR-PU04面板）及FR-S540-K-CHR（可通过电缆接FR-PA02-02面板）。
FR-S540E-13000元
实训六变频器功能参数设置与操作实训
一、实训目的
了解并掌握变频器面板控制方式与参数的设置
二、变频器面板图
显示/按钮
功能
备注
RUN显示
状运行时点亮/闪灭
点亮：
正在运行中
慢闪灭（1.4S/次）：
反转运行中
快闪灭（0.2S/次）：
非运行中
PU显示
PU操作模式时点亮
计算机连接运行模式时，为慢闪亮
监示用3位LED
表示频率，参数序号等
EXT显示
外部操作模式时点亮
计算机连接运行模式时，为慢闪亮
设定用按钮
变更频率设定、参数的设定值
不能取下
PU/EXT键
切换PU/外部操作模式
PU：
PU操作模式
EXT：
外部操作模式
使用外部操作模式（用另外连接的频率设定旋钮和启动信号运行）时，请按下此键，使EXT显示为点亮状态
RUN键
运行指令正转
反转用（Pr.17）设定
STOP/RESET键
进行运行的停止，报警的复位
SET键
确定各设定
MODE键
切换各设定
三、基本功能参数一览表
参数
名称
表示
设定范围
单位
出厂设定值
0
转矩提升
P0
015%
0.1%
6%5%4%
1
上限频率
P1
0~120Hz
0.1Hz
50Hz
2
下限频率
P2
0~120Hz
0.1Hz
0Hz
3
基波频率
P3
0~120Hz
0.1Hz
50Hz
4
3速设定（高速）
P4
0~120Hz
0.1Hz
50Hz
5
3速设定（中速）
P5
0~120Hz
0.1Hz
30Hz
6
3速设定（低速）
P6
0~120Hz
0.1Hz
10Hz
7
加速时间
P7
0~999s
0.1s
5s
8
减速时间
P8
0~999s
0.1s
5s
9
电子过电流保护
P9
0~50A
0.1A
额定输出电流
30
扩展功能显示选择
P30
0,1
1
0
79
操作模式选择
P79
0~4，7，8
1
0
注意：
只有当Pr.30“扩展功能显示选择”的设定值设定为“1”时，变频器的扩展功能参数才有效。
四、实验步骤
1．设定频率运行（例：
在50Hz状态下运行）。
操作步骤如下：
（1）接通电源，显示监示显示画面。
（2）按键设定PU操作模式。
（3）旋转设定用旋钮，直至监示用3位LED显示框显示出希望设定的频率。
约5秒闪灭。
（4）在数值闪灭期间按键设定频率数。
此时若不按键，闪烁5秒后，显示回到0.0。
还需重复“操作3”，重新设定频率。
（5）约闪烁3秒后，显示回到0.0状态，按键运行。
（6）变更设定时，请进行上述的3、4的操作。
（从上次的设定频率开始）
（7）按键，停止运行。
2．参数设定（例：
把Pr.7的设定值从“5秒”改为“10秒”）。
操作步骤如下：
（1）接通电源，显示监示显示画面。
（2）按键选中PU操作模式，此时PU指示灯亮。
（3）按键进入参数设置模式。
（4）拨动设定用按钮，选择参数号码，直至监示用三位LED显示P7。
（5）按键读出现在设定的值。
（出厂时默认设定值为5）
（6）拨动设定用按钮，把当前值增加到10。
（7）按键完成设定值。
实训七变频器设置多段速调速实训
一、实训目的
进一步掌握变频器面板控制方式与参数的设置方法
二、实训仪器
1、THPJC-3型电工实训考核装置一台
2、实验导线若干
3、三相鼠笼异步电动机一台
三、实训接线图
四、实训步骤
1.按“PU/EXT”模式选择按钮，将变频器运行模式切换至“PU”操作模式；
2.按“MODE”键，进入参数设定模式，此时显示“P0”；
3.旋转频率设定旋钮，调至Pr79参数；
4.按“SET”键，显示Pr79参数的当前值；
5.继续旋转频率设定旋钮，把Pr79参数值调至3；断电保存参数。
即定义运行频率选择“多段速选择”，启动信号为外部端子；
6.将K1开关闭合，使SB1保持常闭状态，观察变频器运行频率值的最大值；
7.使SB2保持常闭状态，观察变频器运行频率值的最大值；
8.使SB3保持常闭状态，观察变频器运行频率值的最大值；
9.尝试将SB1、SB2同时保持常闭状态，观察变频器运行频率值的最大值；
10.比较在SB1、SB2、SB3各种组合状态下的变频器运行频率值的最大值，理解多段速的含义。
五、实训报告
填写以下表格，总结出变频器的运行规律：
RH状态
OFF
OFF
OFF
ON
OFF
ON
ON
ON
RM状态
OFF
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
ON
RL状态
OFF
ON
OFF
OFF
ON
ON
OFF
ON
运行频率
实训八基于PLC控制方式的多段速调速实训
一、实训目的
1.进一步了解掌握变频器各参数的功能与设置方法
2.了解掌握用PLC控制三相异步电机多段速运行的方法
二、控制要求
使电机在预期的时间段内按预设以不同组合的转速运行
三、实训接线图
四、电机频率曲线
五、实训步骤
1、按“PU/EXT”模式选择按钮，将变频器运行模式切换至“PU”操作模式；
2、按“MODE”键，进入参数设定模式，此时显示“P0”；
3、旋转频率设定旋钮，调至Pr79参数；
4、按“SET”键，显示Pr79参数的当前值；
5、继续旋转频率设定旋钮，把Pr79参数值调至3；断电保存参数。
6、程序写入：
打开GX软件，调出相应的实验参考程序，选择“在线”菜单下的“PLC写入”选项，进行程序的下载。
注意：
写入程序的对话框中三项只需选中“程序MAIN”即可，写入完毕后PLC主机要断电一次，以确保参数的写入。
下载完毕后将主机切换到“RUN”位置。
7、触动SB1，观察对电机在不同的时间段内转速的变化状态。
8、尝试修改参考程序，使变频器RH、RM、RL以不同的组合分时段导通，观察变频器输出频率有何变化。
触动SB2，停止电机。
六、梯形图参考程序见文件夹“电动机PLC实验程序”
实训九基于PLC通信方式的多段速调速实训
一、实训目的
1.了解掌握变频器通信参数的功能与设置方法
2.了解掌握用PLC以通信方式控制三相异步电机多段速运行的方法
二、控制要求使电机在预期的时间段内按预设以不同组合的转速运行
三、实训接线图
四、电机频率曲线
五、实训步骤
1、正确按接线图接好线后，接通PLC电源和变频器电源。
2、按下表设置变频器参数。
Pr.30
Pr.79
n1
n2
n3
n4
n5
n6
n7
n8
n9
n10
n11
1
0
1
48
10
0
----
----
----
0
0
1
0
在改其他的参数时，要首先把n10改成0，然后掉电，再开电把变频器打开，再按PU键使变频器PU指示灯亮，然后改其他的参数，然后掉电。
把参数保存入变频器，然后上电，再改n10参数，然后在上电保存参数。
（注意：
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。
）
3、程序写入。
打开GX软件，调出相应的实验参考程序，选择“在线”菜单下的“PLC写入”选项，进行程序的下载。
注意：
写入程序的对话框中三项只需选中“程序MAIN”即可，写入完毕后PLC主机要断电一次，以确保参数的写入。
下载完毕后将主机切换到“RUN”位置。
4、触动SB1，观察对电机在不同的时间段内转速的变化状态。
5、尝试修改参考程序，使变频器以不同的频率组合分时段运行；触动SB2，停止电机。
六、梯形图参考程序见文件夹“电动机PLC实验程序”
实训十基于PLC通信方式的开环变频调速实训
一、实训目的
1.熟悉变频器与PLC之间的通讯方式和接线方法。
2.掌握用PLC控制电机转速的方法。
二、控制要求
本实验中的SB1为启动/停止开关，SB2、SB3分别为加、减频率按钮。
触动一次SB1，使系统处于启动状态，再触动SB2、SB3对频率进行调节，电机的转速随之而改变。
再次触动SB1，电机停止转动。
三、系统接线图
四、实训步骤
1、正确按接线图接好线后，接通PLC电源和变频器电源。
2、按下表设置变频器参数。
Pr.30
Pr.79
n1
n2
n3
n4
n5
n6
n7
n8
n9
n10
n11
1
0
1
48
10
0
----
----
----
0
0
1
0
在改其他的参数时，要首先把n10改成0，然后掉电，再开电把变频器打开，再按PU键使变频器PU指示灯亮，然后改其他的参数，然后掉电。
把参数保存入变频器，然后上电，再改n10参数，然后在上电保存参数。
（注意：
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。
）
3、程序写入。
打开GX软件，调出相应的实验参考程序，选择“在线”菜单下的“PLC写入”选项，进行程序的下载（由PC机进入PLC主机）。
注意：
写入程序的对话框中三项只需选中“程序MAIN”即可，写入完毕后PLC主机要断电一次，以确保参数的写入。
下载完毕后将主机切换到“RUN”位置。
4、触动SB1、SB2、SB3，观察对电机转速的影响。
（注意：
当将PLC主机由“STOP”切换到“RUN”状态时，触动SB1，此时电机的初始转速默认为零，只有触动SB2按钮对频率进行加值，电机方才转动。
）
五、梯形图参考程序
见文件夹“电动机PLC实验程序”
实训十一基于外部电位器方式的变频器外部电压调速实训
一、实训目的
1.熟悉变频器与外部电压信号之间的接线方法。
2.掌握用外部电位器控制电机转速的方法。
二、控制要求
本实验中的K1为启动/停止开关，要求电机转速能随外部电位器的调节而改变。
断开K1，电机停止转动。
三、系统接线图
四、实训步骤
1、按“PU/EXT”模式选择按钮，将变频器运行模式切换至“PU”操作模式；
2、按“MODE”键，进入参数设定模式，此时显示“P0”；
3、旋转频率设定旋钮，调至Pr79参数；
4、按“SET”键，显示Pr79参数的当前值；
5、继续旋转频率设定旋钮，把Pr79参数值调至3；断电保存参数。
6、闭合K1，调节电位器旋钮，观察电机转速的变化情况。
五、实训报告
1、绘制变频器运行频率f与外控电压V之间的曲线图：
2、写出使用外部电位器调节模式与使用变频器本身频率设定旋钮调节变频器频率的异同点。
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