本周擂台:有几种能够调节变频器频率的方式?
要求:
1、列举所有可能的能够调节变频器频率的方式——也就是变频器频率设定方式,通过什么样的方式或方法可以来改变变频器的频率。包括手动频率设定方式和自动频率调节(PID也算)。
2、针对以上方式,进行详细阐述。最好能够添加电路及变频器参数调节说明,如果能以某品牌变频器举例说明更佳。
列举得最全的、阐述得最详细的、原创最多的,作为一等奖。
变频擂台每周一期,本期擂台在下周末结贴。
奖项设置:一等奖1名:50MP,二等奖5名:10MP,三等奖10名:30积分。
MP介绍:gongkongMP即工控币,是中国工控网的用户积分与回馈系统的一个网络虚拟计价单位,类似于大家熟悉的QB,1个MP=1元人民币。
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变频器面板升降按键调频,实际控制很少用,仅用来安装时调试机械负载,断电一般不保存数据,需要手动保存。
变频器自带电位器调频,对速度精度要求不高的调速场合适用,一般情况下这个电动机和其他设备无任何电气联系。
电压输入调频,可有极性,常用有两种,一是PLC的电压模拟量输出,二是利用变频器的直流电源外接电位器取电压。
电流输入调频,可有极性,控制常用,一般是PLC的电流模拟量输出。
端子加减速,多功能端子中的某个功能。
变频器内置程序调频运行,转起来挺花哨,但好像不太实用,因为速度不受外界控制了。
多段速控制,实际控制中常用,PLC输出开关量控制多功能端子选择多段速度运行,传送带常用。
脉冲列输入,说明书上说一般需外接选项卡,这个没搞过。
变频器面板升降按键调频,实际控制很少用,仅用来安装时调试机械负载,断电一般不保存数据,需要手动保存。
变频器自带电位器调频,对速度精度要求不高的调速场合适用,一般情况下这个电动机和其他设备无任何电气联系。
电压输入调频,可有极性,常用有两种,一是PLC的电压模拟量输出,二是利用变频器的直流电源外接电位器取电压。
电流输入调频,可有极性,控制常用,一般是PLC的电流模拟量输出。
端子加减速,多功能端子中的某个功能。
变频器内置程序调频运行,转起来挺花哨,但好像不太实用,因为速度不受外界控制了。
多段速控制,实际控制中常用,PLC输出开关量控制多功能端子选择多段速度运行,传送带常用。
脉冲列输入,说明书上说一般需外接选项卡,这个没搞过。
变频器频率调节方式
1、Multiverter变频器介绍
Multiverter为中型功率变频器,范围22~275kV.A,Micoverter为小功率变频器,范围1.4~10.5kV.A .Multiverter其频率设定,可通过开关量输入,模拟是输入 ,也可挂现场总线或局域网,通过网络输入。而Micoverter频率设定,只能通过开关量输入和模拟量输入,无网络通迅能力。
2.Multiverte的各种频率设定方法
2.1 固定频率设定
Multiverte共可设定4级频率,从固定频率1到4,这4个频率的数值通过面板输入设定。通过两个开关量输入点DIN1,DIN2组成二进制编码,来选择这4个频 率。
一般情况下,没有模拟量输出设备或网络设备时,选择开关量输入设定频率方便,简单,故障点少。而且有4级速度一般可以满足速度调节。所以只要速度调节不是一种跟随调节,或无级调节,选择固定频率 输出,是一种很好的频率设定方法。
2.2模拟量输入
模拟量输入设定方法是一种控制精度较高的方法。其A/D转换为20—29其中可供选择的模拟量输入。
如图1,当跳线2、3相连时,输入信号为电压信号,当跳线1、2相连时,输入信号为电流信号。当选择前3种输入时,必须通过端子输入,使能“左转”或“右转”,才能使电机正转或反转。当选择-10V—+10V时,通过端子使能“右转”当正电压时,电机磁场正转,当负电压时,电机磁场反转,当通过端子使能“左转”时,将翻转以上方向。
Multiveter共有两个模拟量输入端子,一个主端子,一个附加端子,附加端子也可以输入以上各种模拟量,并且可以设定为主端子输入和附加端子输入叠加作为频率设定,附加端子模拟量输入也可单独控制变频器,这就使其控制方法具有多样性。
2.3通讯输入
Multiveter可挂现场总线或局域网,通过网络进行信息交换,主要有Bitbus、PROFIBUS、Modbus Plus、Modnet1/D等对应不同的网络及总线形式,必须配用专用接口卡。其数据传送特征为:
其中PROFIBUS为2个实际值。
通过网络设定频率是一种高精度的频率设定,其具有通讯速率高,稳定可靠,接线简单等优点,而且在模拟量控制时,输出端经过一个数模转换器,经过导线,进入输入端(变频器)又经过一个模数转换器才能参与控制。两个转换器位数不同和导线损耗都可能造成一定误差,而通讯传递直接是数字量不需要转换,没有误差,在传输过程中不会造成损耗,而且响应速度率也会很高。
例如穿水线辊道通讯信息为:TCS(工艺控制系统)做为主站,穿水线辊道变频器做为从站。主要通讯信息有两种:(1)浮点数主要为设定速度,实际速度,实际电流等;(2) 开关量主要是分合闸指令及状态,和一些故障报警的指示等。
参数含义:
EF: 模块使能
Err: 总线故障
BUS_NR: 总线断号
TIMEOUT: 总线超时
STAT_ADR: 站地址
T_NR: 报文序号
TIMEOUT_SOLL: 在指定时间内报文通讯必须启动
以上信息如果用普通导线传输,大约需要量18根导线,而用网络通讯,只使用一条同轴电缆就完全传递。所以,通讯在防干扰,扩展及精确度上的优点非常明显。
关于如何给定频率,我目前以通讯方式为主,最近有2种方式在使用:
1、自由口通讯,使用的是S7-200的自由口,使用自由口关键就是需要知道变频器的通讯报文。一般新入门的往往对于通讯都是两眼一抹黑,不晓得如何出手。
谈谈我的经验吧。
既然是通讯,首先就应该知道双方的物理接口,通常PLC和变频器都有232或485接口,那需要考虑双方是否一致,如果不同,就需要增加232/485适配器。其实就算一致,我也推荐使用信号隔离器,将PLC与变频器隔离开来,避免一些莫名的错误。这里需要说明的是,很多时候通讯失败,往往是物理上就有错误,比如接错线、虚焊等,所以一有错误,也不要着急,先将可能的接线问题解决好。
接下来就是变频器通讯报文,这个资料通常变频器厂家不一定属于标配,那么就需要向代理商或厂家索取。这在做方案时就需要考虑好,要求对方供货的时候一并供应。尤其是可以向代理商或厂家是否测试过类似的应用,如果有,也请对方提供,也能为你节约时间,毕竟现在是市场项目,容不得我们将时间一一浪费。
只有知道了通讯报文,PLC才能根据变频器的情况使用通讯指令来执行读写功能。具体如何做,又要对PLC的自由口指令进行理解。如果对指令理解不透,这里就需要使用工具来帮忙,鄙人写过一些串口调试助手工具帖子,请移步到“工业通讯”版区借鉴。不仅仅是熟悉和理解需要工具,调试过程中,也推荐将串口调试助手挂在通讯网络上实时查看通讯报文是否与变频器的要求一致,同时变频器的响应报文是否正确。
在编程的时候,建议不要将所有程序一起来调试,这样很容易将问题复杂化。只保留通讯语句,最好是只保留发送或接收语句,校验程序也暂时不要使用,效验码可以自己根据实际发送内容或接收先算出来。这样的目的自然是将通讯简单化,也容易理解通讯指令和报文。
最后自然是增加校验容错处理。
对了,通信设置上也不能搞错。
2、总线通讯方式,这方面比自由口编程方面相对轻松(为什么说相对轻松,请看下文解释)
现在总线众多,常用自然是profibus-dp,canopen,devicenet等等。
使用总线来通讯,也是从物理上出手,由于总线不属于标配通讯,所以PLC和变频器方面可能需要总线适配器。当然PLC可能本身就集成了总线接口,通常是变频器那侧需要增加总线适配器。购买产品的时候,就需要说明。既然是总线通讯,就需要提供设备说明文件,如果购买总线适配器就应当标配设备说明文件软盘或光盘(这个是标配,如果没有的话,所以请大家直接找代理商或厂家索取)。该文件不同的总线就有不同的文件扩展名,比如profibus-dp就是GSD文件,canopen和devicenet是EDS文件。
PLC与变频器之间,通常PLC是主站。这里我们就需要在PLC的相关编程软件中组态,将变频器的通讯参数映射到相应的通讯地址即可。然后PLC就能访问变频器了。这就是通常通讯编程相对轻松的地方。但如果需要完善通讯的话,尤其是PDO区相对较小的情况下,就需要增加SDO通讯才能完善通讯功能,这些对于初学者就有一定的难度。但这里只需要说给定频率,使用PDO就足以满足要求。如果大家想了解SDO通讯的话,以后有时间就发帖讲解。
同样,总线通讯也有工具可用,比如我最近使用CANOPEN就是用了周立功公司CANBUS分析仪。这个与串口调试助手类似,同样将总线上的报文都能截取,根据报文来分析通讯是否正确,而且能根据需要过滤需要的报文。
至于其他方式的给定,现在基本不用了。最开始也用过PLC通过模拟量输出给变频器模拟量输入通道的方式。
1.变频器本身面板给定。有上下按键给定,有电位器给定,有数字电位器给定。
2.模拟量给定。有(常见)0~10伏给定,0~5伏给定,4~20毫安给定。
3.变频器端子多段速给定。通常较多的有8速和16速。
4.变频器端子增减频率设定。有可记忆或者不记忆等。
5.变频器端子脉冲频率给定。脉冲频率范围上限比较广5到50khz都有。
6.变频器内部程序自动给定。通常较多见是带简易PLC功能的变频器,设定时间方向频率等要素关系自动按顺序,单循环多循环等运行。
7.变频器通讯口设定。各种各样的上位机通讯方式都有。比较少提起的一种通讯是,变频器间的(直接)通讯。
以上方式是作为上位主观性设定。至于通过变频器内部,由于设定部分保险保护参数而起的作用,变频器拒绝主观性设定而自动调整的方式例如:减速时过压限制减速功能。多变频器同时驱动同一电机的下垂功能。等等。视作非主观设定。
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。一般的的变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频或矢量控制变频).先把工频交流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。
变频器常见的频率给定方式主要有:操作器键盘给定、接点信号给定、模拟信号给定、脉冲信号给定和通讯方式给定等。1)操作器键盘给定:操作器键盘给定是变频器最简单的频率给定方式,用户可以通过变频器的操作器键盘上的电位器、数字键或上升下降键来直接改变变频器的设定频率。2)接点信号给定:接点信号给定就是通过变频器的多功能输入端子的up和down 接点来改变变频器的设定频率值。该接点可以外接按钮或其他类似于按钮的开关信号(如plc 或dcs 的继电器输出模块、常规中间继电器)。模拟量给定 : 模拟量给定方式即通过变频器的模拟量端子从外部输入模拟量信号(电流或电压)进行给定,并通过调节模拟量的大小来改变变频器的输出频率。 3)模拟量给定:通常采用电流或电压信号,常见于电位器、仪表、plc 和dcs 等控制回路。电流信号一般指0~20ma 或4~20ma。电压信号一般指0~10v、2~10v、 0~±10v、0~5v、1~5v、0~±5v 等。 电流信号在传输过程中,不受线路电压降、接触电阻及其压降、杂散的热电效应以及感应噪声等影响,抗干扰能力较电压信号强。4)脉冲给定:即通过变频器的特定的高速开关端子从外部输入脉冲序列信号进行频率给定,并通过调节脉冲频率来改变变频器的输出频率。 不同的变频器对于脉冲序列输入都有不同的定义。5)通讯给定方式就是指上位机通过通讯口按照特定的通讯协议、特定的通讯介质进行数据传输到变频器以改变变频器设定频率的方式。 上位机一般指计算机(或工控机)、plc、dcs、人机界面等主控制设备。