现代变频调速实训实验指导书

1、变频调速控制实验指导书焦妍君 蔡文皓 孙思雅 编写 西安科技大学电气与控制工程学院201406(,!)实验室注意事项使用时注意交流电源的220V电源进口处，一定不要用手触摸，每次上电之前查看是否脱落，以防触电！1. PLC使用的是直流24V电源供电，注意不要将电源的220V接 入PLC中，以防设备电源短路；2. 需在确认接线正确的情况下接通电源，如有故障立即切断 电源电路，确认故障排除才可再次上电启动；3. 请使用电动机及水泵的额定电压，以防设备发生意外事故；4. 必须使用带有接地端子的多功能插座, 确认主要插座的接地端子有没有漏电；5. 请勿用湿手触摸电源插头，防止触电或火灾；6. 设备在安

2、装或移动时，请切断电源。如有设备故障发生，请告知实验教师，不允许自行拆卸设备进行维修。目录11 前言122 实验内容2实验一 变频器的操作面板的使用21. 实验目的22. 实验原理23. 实验器材34. 实验内容及步骤4实验二 变频器的外部端子控制实验711 实验目的722 实验原理及电路733 实验器材844 实验内容及步骤9实验三 变频器的多段速控制实验1111 实验目的1122 实验原理及电路1133 实验器材1244 实验内容及步骤12实验四 变频器的模拟输入控制实验1311 实验目的1322 实验原理及电路1333 实验器材1444 实验内容及步骤14实验五 PLC控制变频器实验16

3、11 实验目的1622 实验原理及电路1633 实验器材1644 实验内容及步骤16实验六 恒压供水系统的PID控制实验181. 实验目的182. 实验原理及电路183. 实验器材244. 实验内容及步骤2433 参考文献25四、 附录26附录1 变频器方框图26附录2 基本操作面板（BOP）的按钮功能27附录3 参数说明28附录4 报警与故障参数说明30附录5 恒压供水系统的I/O地址分配表311一、前言交流变频调速技术是现代电力传动技术重要发展方向,随着电力电子技术,微电子技术和现代控制理论在交流调速系统中的应用,越来越广泛的应用于工业生产和日常生活的许多领域。根据转速是否变化的观点，各类

4、生产机械可以分为恒速拖动机械和调速拖动机械两大类。由于电能生产变化经济，控制方便，因而电力拖动已广泛应用于各类生产机械。在交流调速技术中，变频调速是最有发展前景的一种交流调速方式，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，深受工业行业的青睐。MICROMASTER 420系列（该实验设备选用的是0.12KW）是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列，由微处理器控制，采用绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为功率输出器件，在开关量/模拟量的控制，运动控制、过程控制等工业领域都有着广泛的应用。本实验指导书是以西门子公司生产的MM420系列变频器

5、为主要学习对象，将实际生产中得到广泛应用的变频器与所学的电机拖动课程相结合,得以了解交流电动机的变频调速性能,从而培养和提高学生的独立工作能力及解决实际问题的能力。变频调速控制综合设计实验，要求学生首先了解变频器、可编程控制器（PLC）的工作原理及在实际工业中的应用，并且做好实验前的预习工作。二、实验内容实验一 变频器的操作面板的使用1实验目的1.1 熟悉变频器的操作面板的使用方法；1.2 熟悉变频器的功能参数设置；1.3 掌握变频器的正反转、点动以及频率调节的方法。2实验原理变频器MM420系列（MICROMASTER 420）采用高性能的V/f控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，

6、同时具有很强的过载能力，以满足广泛的应用场合。对于变频器的应用，必须先熟悉变频器的操作面板，再根据实际应用场合，对变频器的各种功能参数进行设置。该实验设备选用的是均为基本操作面板（BOP）修改或显示参数。BOP可改变变频器的各个参数，它具有 7段显示的五位数字，可显示参数的序号和数值，报警和故障信息（详见附录4），如图1-1所示。图1-1 基本操作板BOP注意：MM420在缺省设置时，用BOP控制电动机的功能是被禁止的。如果要用BOP进行控制，参数P0700应设置为1，参数P1000也设置为1。下表1-1说明如何改变参数P1000=1的过程为例，来介绍通过基本操作面板(BOP)修改设置参数的流

7、程。修改参数时，BOP有时显示P-，表示变频器正忙于处理优先级更高的任务。操作步骤BOP显示结果1按键，访问参数2按键，直到显示P10003按键，直到显示in000，即P1000的第0组值4按键，显示当前值25按键，达到所要求的值16按键，存储当前设置7按键，显示r00008按键，显示频率表1-1 基本操作面板(BOP)修改设置参数流程3. 实验器材西门子MM420变频器、异步电动机/水泵、电气控制柜、电工工具（1套）、连接导线若干等。4. 实验内容及步骤由于所用的设备的不同，所用的异步电动机与水泵的性能参数不尽相同，电梯系统的异步电机的参数为：额定电压220V、额定电流0.38A、额定功率4

8、0W、额定频率50Hz、额定转速1350rpm。恒压供水系统的水泵参数为：额定电压220V、额定电流0.92A、额定功率180W、额定频率50Hz、额定转速2800rpm。请根据所选用的设备对变频器进行相应的参数调节，否则电机不能正常运行。4. 1 参数设置由于变频器参数繁多，在实验之前先将变频器的全部参数复位为工厂的缺省设置值，已避免之前实验改动参数值。设置方法为： 设定P0010=30； 设定P0970=1。（1）设置电动机参数：为了使电动机与变频器相匹配，需要设置电动机参数。电动机参数设置见表1-2。电动机参数设定完成后，设P0010=0，变频器当前处于准备状态，可正常运行，以异步电机为

9、例。参数号出厂值设置值说明P000311设定用户访问级为标准级P001001快速调试P010000功率以KW表示，频率为50HzP0304230220电动机额定电压（V）P03053.250.38电动机额定电流（A）P03070.750.04电动机额定功率（KW）P03105050电动机额定频率（Hz）P031101350电动机额定转速（r/min）P390003只进行电动机数据的计算表1-2 电动机参数设置（2）设置面板操作控制参数。表1-3列出需设置的相关参数，填写下表设置值，使变频器按操作面板控制，。参数号出厂值设置值说明P000312设用户访问级为标准级P001001/0正确地进行运行

10、命令的初始化P000400命令和数字I/OP070021（正反转）由键盘输入设定值（选择命令源）P100021(调速）由键盘（电动电位计）输入设定值P108000电动机运行的最低频率(Hz)P10825050电动机运行的最高频率(Hz)P1040520设定键盘控制的频率值(Hz)P105855正向点动频率(Hz)P105955反向点动频率(Hz)P1060105点动斜坡上升时间（s）P1061105点动斜坡下降时间（s）表1-3 面板基本操作控制参数4.2 变频器运行操作（1） 变频器启动：在变频器的前操作面板上按运行键，变频器将驱动电动机升速，并运行在由P1040所设定的20Hz频率对应的5

11、40r/min的转速上;（2） 正反转及加减速运行：电动机的转速（运行频率）及旋转方向可直接通过按前操作面板上的增加键/减少键（/）来改变;（3） 点动运行：按下变频器前操作面板上的点动键，则变频器驱动电动机升速，并运行在由P1058所设置的正向点动10Hz频率值上。当松开变频器前面板上的点动键，则变频器将驱动电动机降速至零。这时，如果按下一变频器前操作面板上的换向键，在重复上述的点动运行操作，电动机可在变频器的驱动下反向点动运行;（4） 电动机停车：在变频器的前操作面板上按停止键，则变频器将驱动电动机降速至零。注意：如果面板上显示的是报警码AXXXX或故障码FXXXX，如果“ON”命令发出后

12、电动机不启动，请检查以下各项：Ø 检查是否P0010=0；Ø 检查给出的“ON”信号是否正常；Ø 检查是否P0070=2(数字输入控制)或P0700=1（用BOP进行控制）；Ø 根据设定信号源（P1000）的不同，检查设定值是否存在（端子3上应有0到10V）或输入的频率设定值参数号是否正确。如果在改变参数后电动机仍然不启动，请设定P0010=30和P0970=1，并按下P键，这时，变频器应复位到工厂设定的缺省参数值。电动机的功率（P0307）必须与变频器的功率（P0206）相对应。故障情况下，变频器跳闸，同时显示屏上出现故障码，为使故障码复位，可采用以下

13、方式： 按下BOP上的按钮； 通过数字输入3（缺省设置值为9，表示故障确认）。实验二 变频器的外部端子控制实验1. 实验目的1.1 掌握MM420变频器基本参数的输入方法；1.2 掌握MM420变频器输入端子的操作控制方式。2. 实验原理变频器在实际使用中，电动机经常要根据各类机械的某种状态而进行正转、反转、点动等运行，变频器的给定频率信号、电动机的起动信号等都是通过变频器控制端子给出，即变频器的外部运行操作，这样可大大提高了生产过程的自动化程度。2.1 MM420变频器的数字输入端口（1） MM420变频器有3个数字输入端口，具体如图2-1所示。图2-1 MM420变频器的数字输入端口（2）

14、 数字输入端口功能MM420变频器的3个数字输入端口（DIN1-DIN3），即端口“5”、“6”、“7”，每一个数字输入端口功能很多，根据需要进行设置（见附录1）。参数号P0701-P0703为与端口数字输入1功能至数字输入3功能，每一个数字输入功能设置参数值范围均为0-99，出厂默认值均为1。以下列出其中几个常用的参数值，各数值的具体含义见表2-1。参数值功能说明0禁止数字输入1ON/OFF1（接通正转、停车命令1）2ON/OFF1(接通反转、停车命令1)3OFF2（停车命令2），按惯性自由停车4OFF3（停车命令3），按斜坡函数曲线快速降速9故障确认10正向点动11反向点动12反转表2-1

15、 MM420数字输入端口功能设置表3. 实验器材西门子MM420变频器一台、异步电动机一台、断路器一个、自锁按钮三个、导线若干、通用电工工具一套等。4. 实验内容和步骤4.1 按要求接线变频器外部运行操作接线如图2-1所示。4.2 参数设置 用自锁按钮SB1和SB2，外部线路控制MM420变频器的运行，实现电动机正转和反转控制，SB3实现电动机点动功能。其中端口“5”（DIN1）设为正转控制，端口“6”（DIN2）设为反转控制，端口“7”（DIN3）设为正向点动。对应的功能分别由P0701、 P0702和P0703的参数值设置。接通断路器QS，在变频器在通电的情况下（变频器没有主电源开关，因此

16、当电源电压接通时变频器就已带电），完成相关参数设置，具体设置见表2-2。参数号出厂值设置值说明P000311设用户访问级为标准级P000407命令和数字I/OP070022命令源选择“由端子排输入”P000312设用户访问级为扩展级P000407命令和数字I/OP070111ON接通正转，OFF停止P070212ON接通反转，OFF停止P0703910正向点动表2-2 变频器参数设置4.3 变频器运行操作（1）正向运行：当按下带锁按钮SB1时，变频器数字端口“5”为ON，电动机按P1120所设置的5S斜坡上升时间正向启动运行，经5S后稳定运行在540r/min的转速上，此转速与P1040所设置

17、的20Hz对应。放开按钮SB1，变频器数字端口“5”为OFF，电动机按P1121所设置的5S斜坡下降时间停止运行；（2）反向运行：当按下带锁按钮SB2时，变频器数字端口“6”为ON，电动机按P1120所设置的5S斜坡上升时间正向启动运行，经5S后稳定运行在540r/min的转速上，此转速与P1040所设置的20Hz对应。放开按钮SB2，变频器数字端口“6”为OFF，电动机按P1121所设置的5S斜坡下降时间停止运行；（3）电动机的点动运行：正向点动运行：当按下带锁按钮SB3时，变频器数字端口“7”为ON，电动机按P1060所设置的5S点动斜坡上升时间正向启动运行，经5S后稳定运行在270r/m

18、in的转速上，此转速与P1058所设置的10Hz对应。放开按钮SB3，变频器数字端口“7”为OFF，电动机按P1061所设置的5S点动斜坡下降时间停止运行；（4）电动机的速度调节分别更改P1040和P1058、P1059的值，按上步操作过程，就可以改变电动机正常运行速度和正、反向点动运行速度。实验三 变频器的多段速控制实验1实验目的1.1 掌握变频器多段速频率控制方式；1.2 熟练掌握变频器的多段速运行操作过程。2实验原理多段速功能，也称作固定频率，在有些工业生产中需要几段固定频率的设定，本变频器提供了7个固定频率供用户选择。在设置参数P1000=3的条件下，用开关量端子选择固定频率的组合，实

19、现电动机多段速度运行模式。选择固定频率的办法：2.1 直接选择（P0701 - P0703 = 15）在这种操作方式下，一个数字输入选择一个固定频率。如果有几个固定频率输入同时被激活，选定的频率是它们的总和，例如：FF1+FF2+FF3；2.2 直接选择+ON命令（P0701-P0703=16）选择固定频率时，既有选定的固定频率，又带有ON命令，把它们组合在一起。在这种操作方式下，一个数字输入选择一个固定频率。如果有几个固定频率输入同时被激活，选定的频率是它们的总和，例如：FF1+FF2+FF3；2.3 二进制编码十进制数（BCD码）选择+ON命令（P0701-P0703=17）使用这种方法最

20、多可以选择7个固定频率。各个固定频率的数值根据下表3-1选择：DIN1DIN2DIN3不激活不激活不激活OFF激活不激活不激活FF1P1001不激活激活不激活FF2P1002激活激活不激活FF3P1003不激活不激活激活FF4P1004激活不激活激活FF5P1005不激活激活激活FF6P1006激活激活激活FF7P1007为了使用固定频率功能，需要用P1000选择固定频率的操作方式。3. 实验器材西门子MM420变频器一台、异步电动机一台、断路器一个、自锁按钮三个、导线若干、通用电工工具一套等。4实验内容及步骤在“直接选择”的操作方式（P0701-P0703=15）下，还需要一个ON命令才能使

21、变频器运行，这里以（P0701-P0703=17）“二进制编码的十进制数（BCD码）选择+ON命令”。4.1 恢复出厂设置，并进行快速调试（P0010=1）根据电动机铭牌写入相关参数；2.2. P1001设定为10Hz，P1002设定为15Hz，P1003设定为20Hz，P1004设定为25Hz，P1005设定为30Hz，P1006设定为35Hz，P1007设定为40Hz（附录3参数说明表P1001-P1007）；2.3. 闭合数字输入端的开关，电动机将10Hz（P1001=10）的频率下运行，可以通过3个数字输入端上的开关闭合和断开的不同排列调出七种不同的速度；2.4. 将数字输入端、分别设

22、定为低速，中速，高速（频率自行设定），其频率值通过设定P1001、P1002、P100的数值来实现。2.5. 记录下设置的参数数值。实验四 变频器的模拟输入控制实验1实验目的1.1 熟练掌握变频器的基本运行操作过程；1.2 掌握外部模拟输入控制变频器的方法。2实验原理在有些工业环境中需要变频器的远程控制，这时可以通过数字输入端1、2、3和调速电位器对电动机进行远程控制，是操作变得更加安全、方便。先做好调试前的准备工作，然后将模块面板上的电位器接入到变频器的端口上，如图4-1所示：图4-1 电位器与变频器的连线图3. 实验器材西门子MM420变频器一台、异步电动机一台、电位器一个、导线若干、通用

23、电工工具一套等。4实验内容及步骤4.1 接好线后设定相关参数：首先将P0700设定为1，然后将P1000设定为2。按下变频器上的启动键，就可以运行电动机，并且可以通过调速电位器对其转速进行调节。4.2 通过调速电位器和数字输入端1、2、3对电机进行正转启动、调节频率、反转、直流制动等控制。相关参数设定：将P0700设定为1，P1000设定为2。P0701设定为1（正转启动），P0702设定为12（反转），P0703设定为25（直流制动）。这时只有通过数字输入端1上的开关进行控制变频器的启动了，通过调速电位器对电动机的频率进行调节，数字输入端2上的开关是启动反转的开关，在反转过程中也可以通过调速

24、电位器进行调节频率。数字输入端3上的开关是直流制动，当闭合时电动机的绕组内通入直流电进行快速的制动。断开时电动机继续按制动前的频率运行。通过调节P0701-P0703的参数来实现数字输入端其他的功能（参看P0701-P0703的参数说明表）。4.3 在工业生产中，为了避开机械共振的影响，变频器有些频率带需要被跳跃过去。在这里就要用到变频器的跳转频率参数P1091-P1094和跳转频率的频率带宽P1101。（参看参数说明表P1091-P1101）。图4-2跳转频率与频带宽度说明图相关参数设定：将P0700设定为1，P1000设定。P0003（参数访问级）调到3（下面使用的P1091-1101为3

25、级参数，否则访问不到）。再调到P1091（跳转参数1）将其参数值设定为20Hz，然后将P1101（跳转频率的频带宽度）设定为4 Hz。闭合数字输入端1的开关运行电动机，电动机运行后，按“功能键”Fn切换到“r0000”点击P键观察频率变化。这时用电位器对频率进行调节，从0Hz逐渐增加频率当频率增加到16Hz时。频率显示将保持16Hz不变，继续调节旋钮，当增加到一定程度，频率会从16Hz直接跳跃到24Hz，中间的频率带就被屏蔽掉了。实验五 PLC控制变频器实验1实验目的1.1 熟练掌握变频器的多段速运行操作过程；1.2 掌握PLC通过外部端子方式控制变频器。2实验原理结合实验三变频器的多段速控制

26、实验，使用PLC代替自锁按钮的作用，在PLC的输入段接入两个开关SA1和SA2，分别用于启动和停止变频器的多段速运行程序，自动实现变频器的3段不同的速度。3. 实验器材西门子MM420变频器一台、S7-200 PLC、异步电动机一台、开关两个、导线若干、通用电工工具一套等。4. 实验内容及步骤4.1 按要求接线变频器外部运行操作接线如图5-1所示。图5-1 变频器外部运行操作接线4.2 变频器参数设定根据实验三的内容设置变频器的参数，可实现3个数字输入端口使能有效。4.3 PLC程序编写在PLC上编写程序，用于实现三段速控制要求：按下开关SA1，启动程序使变频器开始按照低速10Hz频率控制电动

27、机运行，5s后加速到中速频率20Hz运行，5s后再加速到高速频率30Hz运行，5s后自由停车，运行频率如图5-2所示；按下开关SA2可使变频器在运行过程中停止控制电动机。图5-2 3段频率运行特性如果选用电梯系统设备，对应的使用PLC输入端口为：I0.0、I0.1和输出端口Q2.2、Q2.3。如果使用恒压供水系统设备，对应的使用输入端口为I0.0、I0.1输出端口Q0.2、Q0.5、Q0.6，其中Q0.2是控制继电器给变频器供电使用的，所以通过两个数字输入端实现3段速控制电动机运行。实验六 恒压供水系统的PID控制实验1实验目的1.1 了解恒压供水系统的工作原理；1.2 掌握PID控制方法的基

28、本原理；1.3 熟练掌握PLC的模拟量编程方法。2实验原理恒压供水系统的控制目标是泵站总管的出水压力,系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较,差值由系统运算处理后,发出控制指令,控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速,从而达到控制管网中水压恒定的目的控制系统通过由安装在管网上的压力传感器和变送器,将水管出水口压力测出,并将压力信号转换成420mA标准电流信号,直接送到变频器,与所设定的压力信号进行比较,得出偏差,其偏差值由PLC的PID调节器,按预先规定的调节规律进行运算得出调节信号,从而使变频器输出为连续可调电压与频率的交流电,供给水泵电机来进行变频调速,同时PLC利用变

29、频器在运行时所输出的状态信号来控制备用泵的投入和工频泵的自动切除。2.1恒压供水系统本实验设备是双容水箱控制系统，能实现恒定压力控制和恒定液位控制，本实验主要学习恒压力控制方式。该系统由水箱及进出水管道与阀门、变频器及控制的磁力齿轮泵、压力变送器液位传感器等部分组成，将机械和电气有机组合在一起，实现点位控制，如图6-1，包括：（1）超声波传感器：检测液位。（2）变频器：控制水泵转速。（3）操作面板：启动、停止、压力/液位、急停。（4）浮球液位开关：共2只，分别安装在供水水箱的下部和回水水箱的上部，主要功能是在供水水箱缺水或回水水箱溢水时报警（5）磁力齿轮水泵：二级三相交流变频电机控制。出水流量

30、约4L/min （MAX）。（6）二通电磁阀：控制回水水箱的出水，主要功能是防止无人操作时回水水箱的出水不受控，造成供水水箱溢流。（7）截流阀：调节管道中水流量，也可通过对水泵出水口处的截流阀的调节观察压力的变化，进而观察水泵的工作状态。（8）压力变送器：用来测量流水管壁的压力、控制范围为00.1MPA。（9）水箱：分为供水水箱和回水水箱。通过安装在水泵出水总管上的精确压力变送器，将水泵出口压力转换成模拟电流信号，并与设定的压力值进行比较，通过PLC的PID功能输出控制变频器的模拟信号，进而控制电机的转速，达到恒压供水的目的。图6-1 恒压供水系统结构图2.2模拟量扩展模块（1） EM235是

31、最常用的模拟量扩展模块，它实现了4路模拟量输入和1路模拟量输出功能。模块的接线方式请参考6，该实验是按照电流信号接线，采集4-20mA电流信号。对于某一模块，只能将输入端同时设置为一种量程和格式，即相同的输入量程和分辨率。首先用DIP开关设置EM235扩展模块，开关1到6可选择输入模拟量的单/双极性、增益和衰减。EM235开关 单/双极性选择增益选择衰减选择SW1SW2SW3SW4SW5SW6 ON单极性 OFF 双极性 OFF OFF X1 OFF ON X10 ONOFF X100 ONON 无效 ONOFF OFF 0.8OFF ONOFF 0.4OFF OFF ON 0.2表6-1 E

32、M235模式选择6个DIP开关决定了所有的输入设置。也就是说开关的设置应用于整个模块，开关设置也只有在重新上电后才能生效。该实验设置的DIP值为：（1为ON，0为OFF）（2） EM235数据字格式图6-2给出了12位数据值在CPU的模拟量输入字中的位置 图6-2 模拟量单极性输入字格式可见，模拟量到数字量转换器（ADC）的12位读数是左对齐的。最高有效位是符号位，0表示正值。在单极性格式中，3个连续的0使得模拟量到数字量转换器（ADC）每变化1个单位，数据字则以8个单位变化。图6-3给出了12位数据值在CPU的模拟量输出字中的位置：图6-3模拟量单极性输出字格式数字量到模拟量转换器（DAC）

33、的12位读数在其输出格式中是左端对齐的，最高有效位是符号位，0表示正值。（3）模拟量扩展模块的寻址每个模拟量扩展模块，按扩展模块的先后顺序进行排序，其中，模拟量根据输入、输出不同分别排序。模拟量的数据格式为一个字长，所以地址必须从偶数字节开始。例如：AIW0，AIW2，AIW4、AQW0，AQW2。每个模拟量扩展模块至少占两个通道，即使第一个模块只有一个输出AQW0,第二个模块模拟量输出地址也应从AQW4开始寻址，以此类推。（4）模拟量值和A/D转换值的转换假设模拟量的标准电信号是A0Am（如：420mA），A/D转换后数值为D0Dm（如：640032000），设模拟量的标准电信号是A，A/D

34、转换后的相应数值为D，由于是线性关系，函数关系Af（D）可以表示为数学方程：A（DD0）×（AmA0）（DmD0）A0 （1-1）根据该方程式，可以方便地根据D值计算出A值。将该方程式逆变换，得出函数关系Df（A）可以表示为数学方程：D（AA0）×（DmD0）（AmA0）D0 （1-2）3.3. PID算法在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制

35、器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。压力设定值：设定压力目标值，单位为KPA；压力测量值：当前实测的压力值，单位为KPA；比例增益（）：PID调节时P值的大小；积分时间（TI）：PID调节时I值的大小，单位为100ms。在S7-200系列的PLC支持PID自整定功能，该算法是基于延时反馈算法。只需要调节参数，为过程控制回路提供一套最优化的整定参数，使用这些整定值可达到极佳的控制效果，真正优化控制过程。STEP 7-Micro/WIN软件中包含一个PID

36、整定控制面板，可以以图形的方式监视PID回路，还可以将推荐整定值或设定的整定值应用到实际控制中去（详细使用方法见参考文献6中<PID 自整定和整定控制面板>章节）。3. 实验器材西门子MM420变频器一台、S7-200 PLC、水泵一台、导线若干、通用电工工具一套等。4. 实验内容及步骤4.1 按要求接线系统的对应端口设置如附录5所示。4.2 变频器参数设定根据控制要求设置变频器的参数，可实现数字输入端口使能有效。4.3 PLC程序编写（1）编写恒压力程序，实现管网中水压恒定。通过由安装在管网上的压力变送器,将水管出水口压力测出,并将压力信号转换成420mA标准电流信号,直接送到变

37、频器,与所设定的压力信号进行比较（使用PLC的PID自整定功能）,从而使变频器输出为连续可调电压与频率的交流电,供给水泵电机来进行变频调速。（2）使用PID自整定面板界面，监视PID回路的控制效果，并进行实时调节。00 参考文献1 何超，交流变频调速技术，第1版，北京航空航天大学出版社，2006；2 黄向慧，现代电气自动控制技术，第2 版，人民邮电出版社，2009；3 姚锡禄，变频器控制技术入门与应用实例，中国电力出版社，20094 吴志敏，西门子PLC与变频器、触摸屏综合应用教程，中国电力出版社，20095 西门子MM420通用型变频器使用大全，西门子公司，20126 S7-200系列可编程

38、控制器系统手册，西门子公司,2008 四、 附录附录1：变频器方框图附录2：基本操作面板（BOP）的按钮功能附录3：参数说明r0000 驱动装置的显示 最小值：- 数据类型：U16 单位： - 缺省值：- 参数组：常用 最大值：-访问级： 1P0003 用户访问级 最小值：0 CStat：CUT 数据类型：U16 单位：- 缺省值：1 参数组：常用 使能有效：确认 快速调试： 否 最大值：4访问级： 1P0004 参数过滤器 最小值：0 CStat：CUT 数据类型：U16 单位：- 缺省值：0 参数组：常用 使能有效：确认 快速调试： 否 最大值：22访问级： 1P0005 显示选择 最小值

39、：0 CStat：CUT 数据类型：U16 单位：- 缺省值：21 参数组：功能 使能有效：确认 快速调试： 否 最大值：2294访问级： 2P0010 调试参数过滤器 最小值：0 CStat：CT 数据类型：U16 单位：- 缺省值：2 参数组：常用 使能有效：确认 快速调试： 否 最大值：30访问级 1P0305 电动机额定电流 最小值：0.01 CStat：C 数据类型：浮点数 单位：- 缺省值：3.25 参数组：电动机 使能有效：确认 快速调试： 是 最大值：10000访问级： 1P0307 电动机额定功率 最小值：0.01 CStat：C 数据类型：浮点数 单位：- 缺省值：0.75

40、 参数组：电动机 使能有效：确认 快速调试： 是 最大值：2000访问级： 1P0310 电动机额定频率 最小值：12.00 CStat：C 数据类型：浮点数 单位：Hz 缺省值：50.00 参数组：电动机 使能有效：确认 快速调试： 是 最大值：650.00访问级： 1P0311 电动机额定速度 最小值：0 CStat：C 数据类型：U16 单位：1/min 缺省值：0 参数组：电动机 使能有效：确认 快速调试： 是 最大值：40000访问级： 1P0700 选择命令源 最小值：0 CStat：CT 数据类型：U16 单位：- 缺省值：2 参数组：命令 使能有效：确认 快速调试： 是 最大值

41、：6访问级： 1P0701 数字输入1的功能 最小值：0 CStat：CT 数据类型：U16 单位：- 缺省值：1 参数组：命令 使能有效：确认 快速调试： 否 最大值：99访问级： 2P0702 数字输入2的功能 最小值：0 CStat：CT 数据类型：U16 单位：- 缺省值：12 参数组：命令 使能有效：确认 快速调试： 否 最大值：99访问级： 2P0703 数字输入3的功能 最小值：0 CStat：CT 数据类型：U16 单位：- 缺省值：9 参数组：命令 使能有效：确认 快速调试： 否 最大值：99访问级： 2P0725 PNP/NPN数字输入 最小值：0 CStat：CT 数据类型：U16 单位：- 缺省值：1 参数组：命令 使能有效：立即 快速调试： 否 最大值：1访问级： 3P