變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)指令方式 變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)指令方式是指如何控制變頻器的基本運(yùn)行功能,這些功能包括啟動(dòng)、停止、正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、正向電動(dòng)與反向點(diǎn)動(dòng)、復(fù)位等。
與變頻器的頻率給定方式一樣,變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)指令方式也有操作器鍵盤控制、端子控制和通訊控制三種。這些運(yùn)轉(zhuǎn)指令方式必須按照實(shí)際的需要進(jìn)行選擇設(shè)置,同時(shí)也可以根據(jù)功能進(jìn)行相互之間的方式切換。 1 操作器鍵盤控制 操作器鍵盤控制是變頻器最簡單的運(yùn)轉(zhuǎn)指令方式,用戶可以通過變頻器的操作器鍵盤上的運(yùn)行鍵、停止鍵、點(diǎn)動(dòng)鍵和復(fù)位鍵來直接控制變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)。 操作器鍵盤控制的最大特點(diǎn)就是方便實(shí)用,同時(shí)又能起到報(bào)警故障功能,即能夠?qū)⒆冾l器是否運(yùn)行或故障或報(bào)警都能告知給用戶,因此用戶無須配線就能真正了解到變頻器是否確實(shí)在運(yùn)行中、是否在報(bào)警(過載、超溫、堵轉(zhuǎn)等)以及通過led數(shù)碼和lcd液晶顯示故障類型。 按照前面一節(jié)的內(nèi)容,變頻器的操作器鍵盤通??梢酝ㄟ^延長線放置在用戶容易操作的5m以內(nèi)的空間里。同理,距離較遠(yuǎn)時(shí)則必須使用遠(yuǎn)程操作器鍵盤。 在操作器鍵盤控制下,變頻器的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)可以通過正反轉(zhuǎn)鍵切換和選擇。如果鍵盤定義的正轉(zhuǎn)方向與實(shí)際電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)方向(或設(shè)備的前行方向)相反時(shí),可以通過修改相關(guān)的參數(shù)來更正,如有些變頻器參數(shù)定義是“正轉(zhuǎn)有效”或“反轉(zhuǎn)有效”,有些變頻器參數(shù)定義則是“與命令方向相同”或“與命令方向相反”。 對(duì)于某些生產(chǎn)設(shè)備是不允許反轉(zhuǎn)的,如泵類負(fù)載,變頻器則專門設(shè)置了禁止電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的功能參數(shù)。該功能對(duì)端子控制、通訊控制都有效。 2 端子控制 2.1 基本概念 端子控制是變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)指令通過其外接輸入端子從外部輸入開關(guān)信號(hào)(或電平信號(hào))來進(jìn)行控制的方式。 這時(shí)這些由按鈕、選擇開關(guān)、繼電器、plc或dcs的繼電器模塊就替代了操作器鍵盤上的運(yùn)行鍵、停止鍵、點(diǎn)動(dòng)鍵和復(fù)位鍵,可以在遠(yuǎn)距離來控制變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)。
在圖1中,正轉(zhuǎn)fwd、反轉(zhuǎn)rev、點(diǎn)動(dòng)jog、復(fù)位reset、使能enable在實(shí)際變頻器的端子中有三種具體表現(xiàn)形式: 2.2 正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)
常見的正反轉(zhuǎn)控制有兩種方法,如圖2所示。fwd代表正轉(zhuǎn)端子,rev代表反轉(zhuǎn)端子,k1、k2代表正反轉(zhuǎn)控制的接點(diǎn)信號(hào)(“0”表示斷開、“1”表示吸合)。圖2(a)的方法中,接通fwd和rev的其中一個(gè)就能正反轉(zhuǎn)控制,即fwd接通后正轉(zhuǎn)、rev接通后反轉(zhuǎn),若兩者都接通或都不接通,則表示停機(jī)。圖2(b)的方法中,接通fwd才能正反轉(zhuǎn)控制,即rev不接通表示正轉(zhuǎn)、rev接通表示反轉(zhuǎn),若fwd不接通,則表示停機(jī)。 這兩種方法在不同的變頻器里有些只能選擇其中的一種,有些可以通過功能設(shè)置來選擇任意一種。但是如變頻器定義為“反轉(zhuǎn)禁止”時(shí),則反轉(zhuǎn)端子無效。 變頻器由正向運(yùn)裝過渡到反向運(yùn)轉(zhuǎn),或者由反向運(yùn)轉(zhuǎn)過渡到正向運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中,中間都有輸出零頻的階段,在這個(gè)階段中,設(shè)置一個(gè)等待時(shí)間,即稱為“正反轉(zhuǎn)死區(qū)時(shí)間”,如圖3所示。
2.3 二線制和三線制控制模式 所謂三線制控制,就是模仿普通的接觸器控制電路模式,當(dāng)按下常開按鈕sb2時(shí),電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng),由于x多功能端子自定義為保持信號(hào)(或自鎖信號(hào))功能,松開sb2,電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)將能繼續(xù)保持下去;當(dāng)按下常閉按鈕sb1時(shí),x與com之間的聯(lián)系被切斷,自鎖解除,電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。如要選擇反轉(zhuǎn)控制,只需將k吸合,即rev功能作用(反轉(zhuǎn))。 三線制控制模式的“三線”是指自鎖控制時(shí)需要將控制線接入到三個(gè)輸入端子,與此相對(duì)應(yīng)的就是以上講述的“二線制”控制模式。 三線制控制模式共有兩種類型,如下圖4a和圖4b。兩者的唯一區(qū)別是右邊一種可以接收脈沖控制,即用脈沖的上升沿來替代sb2(啟動(dòng)),下降沿來替代sb1(停止)。在脈沖控制中,要求sb1和sb2的指令脈沖能夠保持時(shí)間達(dá)50ms以上,否則為不動(dòng)作。
2.4 點(diǎn)動(dòng) 端子控制的點(diǎn)動(dòng)命令將比鍵盤更簡單,它只要在變頻器運(yùn)行的情況下(無論正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)),都能設(shè)置單獨(dú)的兩個(gè)端子來實(shí)現(xiàn)正向點(diǎn)動(dòng)和反向點(diǎn)動(dòng),其點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行頻率、點(diǎn)動(dòng)間隔時(shí)間以及點(diǎn)動(dòng)加減速時(shí)間跟鍵盤控制和通訊控制方式下相同,均可在參數(shù)內(nèi)設(shè)置。 2.5 操作器stop鍵的功能 在進(jìn)行端子控制時(shí),變頻器的操作器鍵盤的大部分運(yùn)轉(zhuǎn)功能鍵都沒有作用,但對(duì)于“stop”鍵卻還可以選擇是否有效。至于“stop”鍵是否有效必須基于用戶的具體情況: 2.6 數(shù)字量輸入端子 數(shù)字量輸入端子是用于控制輸入變頻器運(yùn)行狀態(tài)的信號(hào),這些信號(hào)包括待機(jī)準(zhǔn)備、運(yùn)行、故障以及其他與變頻器頻率有關(guān)的內(nèi)容。這些數(shù)字開關(guān)量信號(hào),除固定端子(正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和點(diǎn)動(dòng))外,其余均為多功能數(shù)字量輸入端子。 常見的數(shù)字量輸入端子都采用光電耦合隔離方式,且應(yīng)用了全橋整流電路,如下圖5,pl是數(shù)字量輸入fwd正轉(zhuǎn)、rev反轉(zhuǎn)、xi多功能輸入端子的公共端子,流經(jīng)pl端子的電流可以是拉電流,也可以是灌電流。
數(shù)字量輸入端子與外部接口方式非常靈活,主要有以下幾種: 多功能數(shù)字量輸入端子的信號(hào)定義包括多段速度選擇、多段加減速時(shí)間選擇、頻率給定方式切換、運(yùn)轉(zhuǎn)命令方式切換、復(fù)位和計(jì)數(shù)輸入等。綜合各類變頻器的輸入定義,具體有以下主要參數(shù): 2.6.1 帶切換或選擇功能的輸入信號(hào) (1)多段速選擇。通過選擇這些功能的端子on/off組合,最多可以定義4種(二個(gè)輸入端子)或8種(二個(gè)輸入端子)或16種(四個(gè)輸入端子)速度的運(yùn)行曲線。 2.6.2 計(jì)數(shù)或脈沖輸入信號(hào) 多功能輸入端子能夠接受脈沖輸入信號(hào),這些脈沖信號(hào)可以用于計(jì)數(shù),也可以用于復(fù)位等命令,具體可定義為以下內(nèi)容: 2.6.3 其他運(yùn)行輸入信號(hào) (1)變頻器運(yùn)行禁止。該端子有效時(shí),運(yùn)行中的變頻器則自由停車,若是在待機(jī)狀態(tài),則禁止起動(dòng)。本功能主要用于需要安全聯(lián)動(dòng)的場合。 常見的數(shù)字量輸入信號(hào)是繼電器觸點(diǎn)、按鈕開關(guān)等,這些觸點(diǎn)在閉合時(shí)容易發(fā)生顫動(dòng)。又由于變頻器內(nèi)部接受信號(hào)的都是晶體管電路,反映速度極快。因此,輸入觸點(diǎn)的顫動(dòng)有可能使變頻器內(nèi)部的接受電路反復(fù)接受信號(hào)而導(dǎo)致誤動(dòng)作。為此,有的變頻器設(shè)置了防止輸入信號(hào)顫動(dòng)的功能。如西門子440系列變頻器中,功能碼p0724為“1”時(shí),表示防顫動(dòng)時(shí)間為2.5ms;為“2”時(shí),表示防顫動(dòng)時(shí)間為8.2ms: 為“3”時(shí),表示防顫動(dòng)時(shí)間為12.3ms。
3 通訊控制 3.1 基本概念 通訊控制的方式與通訊給定的方式相同,在不增加線路的情況下,只需對(duì)上位機(jī)給變頻器的傳輸數(shù)據(jù)改一下即可對(duì)變頻器進(jìn)行正反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)、故障復(fù)位等控制。當(dāng)然,在通訊控制方式下,操作器stop鍵的功能設(shè)置可以參照端子控制方式。 通訊端子是所有變頻器都會(huì)配置的,但接線方式卻因變頻器的通訊協(xié)議不同而不同?;旧?,通訊接口端子提供rs-232或rs-485接口,這是一種最基本的控制端子。 變頻器的通訊方式可以組成單主單從或單主多從的通訊控制系統(tǒng),利用上位機(jī)(pc機(jī)、plc控制器或dcs控制系統(tǒng))軟件可實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中變頻器的實(shí)時(shí)監(jiān)控,完成遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)控制,以及實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的運(yùn)行控制,如無限多段程序運(yùn)行。 通訊接口的配線需注意以下事項(xiàng): 在采用以上標(biāo)準(zhǔn)配線仍不能滿足要求時(shí),可以繼續(xù)采取以下措施: 常規(guī)的通訊端子接線分為三種: 3.2 通訊端子的接線及網(wǎng)絡(luò) 這里以安川vs g7變頻器為例介紹通訊端子的連接以及memobus網(wǎng)絡(luò)。所謂memobus通訊時(shí)由一臺(tái)上位機(jī)與最多31臺(tái)從站構(gòu)成。主站與從站之間的串行通訊通常是主站發(fā)出信號(hào),從站響應(yīng)信號(hào)。在某一時(shí)刻,主站和一臺(tái)從站進(jìn)行通訊。 因此,用戶首先必須設(shè)置每個(gè)從站的地址,主站通過指定地址進(jìn)行信號(hào)傳送。從站接到來自主站的指令執(zhí)行預(yù)定功能,并發(fā)送一個(gè)響應(yīng)信號(hào)給主站。 下圖6是memobus的連接示意,連接非常簡單,這也體現(xiàn)了通訊控制的優(yōu)點(diǎn)。
memobus網(wǎng)絡(luò)的通訊規(guī)則如表1所示。 memobus通訊采用下述端子的s+/s-/r+/r-,并需在設(shè)置終端變頻器的終端電阻,s1撥碼開關(guān)為on時(shí)則是終端電阻,如圖7所示。
memobus通訊可以實(shí)現(xiàn)以下的操作功能:
(1)開啟變頻器的電源on,設(shè)定參數(shù)端子s7為傳送測試模式; 正常時(shí),操作器鍵盤顯示“pass”表示通過;若顯示“ce”,則表示異常,即memobus通訊出錯(cuò)。 4 運(yùn)轉(zhuǎn)指令方式之間的切換 為了增加運(yùn)轉(zhuǎn)指令方式的可靠性,幾乎所有的變頻器都有操作器鍵盤按鍵來對(duì)上述即幾種方式進(jìn)行切換,如艾默生ev2000變頻器可以通過panel/remote來切換、安川vs g7變頻器可以通過menu來切換,當(dāng)然前提是進(jìn)行必要的參數(shù)設(shè)置,具體可以參見相關(guān)說明書。
除了鍵盤按鍵切換之外,還有一種就是通過多功能輸入端子的組合來實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)指令方式的切換。如圖9所示,將多功能端子x1、x2定義為運(yùn)轉(zhuǎn)指令方式切換1和運(yùn)轉(zhuǎn)指令方式切換2,根據(jù)表3中的邏輯方式組合就能在操作器鍵盤控制、端子控制和通訊控制之間切換。
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