基于PLC和变频器在供水系统中的应用(论文)

1、大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 远程与继续教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目：基于PLC和变频器在供水系统中的应用学习中心：重庆市长寿区奥鹏学习中心 层 次： 专科起点本科 专 业： 电气工程机自动化 年 级： 2013 年 春 季 学 号： 201303547431 学 生： 杨 月 红 指导教师： 高 国 娟 完成日期： 2014 年 12 月 26日II基于PLC和变频器在供水系统中的应用内容摘要本论文先从供水系统的控制理念、方案设计出发，从PLC和变频器的选择、应用和对变频器的选择、安装，以及与PLC可编程控制器共同实现供水系统的控制的操作要点、安装要点

2、、调试要点进行详细的介绍；并对改造后的结论通过计算得出合理的结论。关键词：控制系统；变频器和PLC的选择、安装；变频器与PLC的调试；目 录内容摘要I引 言11 绪言22 PLC和变频器在供水系统的运用32.1 PLC和变频器在供水系统的基本控制原理32.1.1 供水系统原理32.1.2 PLC和变频器的选择42.1.3 PLC和变频器等构成的控制系统接线图72.1.4 手/自动变频方式92.2 PLC和变频器的安装102.2.1 PLC的安装102.2.2 变频器的安装123 变频器调试143.1 变频器的空载通电试验143.2 变频器带电机空载运行143.3 变频器带载荷试运行153.4

3、变频器与PLC的RS485通讯154 变频器故障处理与分析185 变频器改造的作用及效果196 结论21参考文献22引 言变频器是运动控制系统中的功率变换器。当今的运动控制系统是包含多种学科的技术领域，总的发展趋势是：驱动的交流化，功率变换器的高频化，控制的数字化、智能化和网络化。因此，变频器作为系统的重要功率变换部件，提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。20 世纪80 年代后期，变频器被引进中国市场，人们对变频器的了解也仅处于初期阶段，而且市场上变频器的数量还十分有限，且价格高昂，所以变频器在80年代运用具有很多局限性，变频器的发展也很缓慢。现今，随着变频器的性能、质量和性价比

4、的提高，应用范围也越来越广：设计供暖时要使用变频调速，建筑设计时要使用变频供水；简单的手动控制、RS-485 网络的数台机器机控也会用到变频器；变频器还广泛应用于机床及其他机械和设备控制领域。在交流变频调速节电技术广泛应用的今天，产品质量得到了提高，环境得到了改善，所以，变频器渐渐成为了促进技术进步的一个重要手段。变频器具备出色的速度和频率动态控制性能及效率高、功率因数高、节能效果显著等诸多优点，应用范围还在不断扩大，它被公认为是最有希望的电气设备。 1 绪言变频器目前在国内的应用十分广泛，变频器使用总功率大约是800 万1 200 万kW，其中70%以上应用于供水与供暖系统、输液系统和通风系

5、统，而用在工艺性调速如输送装置、提升装置、搅拌装置等上的变频器则不足30%。在已使用的变频器中，低压变频器（100 kW 以下）占主导地位。本文将从变频器在供水系统的应用中出发，浅谈变频器的选择、变频器的安装、变频器的维修及变频器改造后的性能及效果等方面进行论述，从而对变频器的内部构造、原理、性能有一个较为全面的熟悉和了解。222 PLC和变频器在供水系统的运用变频器在供水系统中的应用越来越广泛，如何正确使用变频器在生产中是一个重要的课题；本章节对变频器在供水系统中的基本控制原理、变频器的选择、变频器与PLC、检测元件构成的自动化控制系统进行详细的分析。2.1 PLC和变频器在供水系统的基本控

6、制原理2.1.1 供水系统原理图2.1供水系统基本原理图供水原理：启动泵将生活用水（或工业用水）送到用户，满足用户的使用要求；一、 变频器的供水系统中使用目的和要求：1、 实现智能化、标准化，以适应城镇建设中的成片开发、网络供水调度、智能楼宇的需求。2、 合理设计变频恒压供水设备、降低成本、保证产品质量。3、 要求依据用水量的变化实现自动调节，保持恒压。二、 PLC和变频器控制方案的设计变频器PLC流量变送器温度变送器M压力变送器 分析 液位进水 水池 出水 泵组 流量 压力 温度 调节阀 用户图2.2变频器与PLC控制方案设计1、 分析检测主要是考虑水池的水质能否满足使用者的要求而设计，可选

7、用水质分析仪、成分分析仪。2、 液位检测主要是考虑水池的水量能否满足使用要求，能及时通过PLC、变频器、水泵、压力检测、流量检测、调节阀等进行控制调节。3、 流量仪表的安装主要是为了检测用户的水流量。4、 压力、温度检测室为了配合流量设计而成，确保流量计量精确。5、 PLC可编程调节器是为了实现该方案的控制理念而设置，要求PLC能实现复杂调节系统的控制、远传功能、通讯接口（RS485或RS232）满足实际需要，符合产品相关国家规范要求。6、 泵组是为了满足用户方需求而设置的机泵组。7、 变频器是供水系统的核心之一，通过改变电机的频率实现电机的无极调速，无波稳压、节约能源等功能。2.1.2 PL

8、C和变频器的选择本节对检测变送部分的仪表选择不做介绍，重点介绍PLC、变频器选择。一、PLC的选择PLC的型号不同,对应着其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等均各不相同,适用的场合也各有侧重。因此,合理选用PLC,对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。PLC机型的选择PLC的选择主要应从PLC 的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争最佳的性能价格比。选择时应主要考虑到合理的结构型式,安装方式的选择,相应的功能要求,响应速度要求,系统可靠性的要求,机型尽

9、量统一等因素。1、 合理的结构型式PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大,且维修方便,一般于较复杂的控制系统。2、 安装方式的选择PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。集中式不需要设置驱动远程I/O硬件,系统反应快、成本低；远程I/O式适用于大型系统,系统的装置分布范围很广,远程I/O可以分散安装在现场装置附近,连线短,但需要增设驱动器和远

10、程I/O电源；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别独立控制,又要相互联系的场合,可以选用小型PLC,但必须要附加通讯模块。3、 相应的功能要求一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能,对于只需要开关量控制的设备都可满足。对于以开关量控制为主,带少量模拟量控制的系统,可选用能带A/D和D/A转换单元,具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。对于控制较复杂,要求实现PID运算 、闭环控制、通信联网等功能,可视控制规模大小及复杂程度,选用中档或高档PLC。但是中、高档PLC价格较贵,一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。4、 响应速度要求PLC是为工业自动化设计的通用

11、控制器,不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC,或者某些功能或信号有特殊的速度要求时,则应该慎重考虑PLC的响应速度,可选用具有高速I/O处理功能的PLC,或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。5、 系统可靠性的要求对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统,应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。6、机型尽量统一一个企业,应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题：1)其模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理。2)其功能和使用方法类似,有利于技术力量的培训和技术水平的提高。3)其外部设备通用,资源可共享,易于联网通信,

12、配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。7、本系统可以选择 PLC 图2.3 PLC的管脚说明二、变频器的选择 1、变频器使用条件的选择 1）、变频器的运行温度多为：040或1050，要注意变频器柜体的通风性。2）、变频器的周围湿度为90以下。周围湿度过高，存在电气结缘降低和金属部分的腐蚀问题。如果受安装场所的限制，变频器不得已安装在湿度高的场所，变频器的柜体应尽量采用密封结构。为防止变频器停止时结露，有时装置需加对流加热器。3）、变频器周围不应有腐蚀性、爆炸性或燃烧性气体以及粉尘和油雾。变频器的安装周围如有爆炸性和燃烧性气体，由于变频器内有易产生火花的继电器和接触器，所以有时会引起火灾

13、或爆炸事故。有腐蚀性气体时，金属部分产生腐蚀，影响变频器的长期运行。如果变频器周围存在粉尘和油雾时，这些气体在变频器内附着、堆积将导致结缘降低；对于强迫风冷的变频器，由于过滤器堵塞将引起变频器内温度异常上升，致使变频器不能稳定运行。2、变频器型号的选择该系统选择 的变频器FR-A540-0.4K-7.5K1）、产品的技术性能产品的电机容量：75KW800KW；（1）输出：额定容量：110KW1210KW；额定电流：144A1584A；过载能力：150% 60s秒,200% 0.5秒 (反时限特性)；电压：3相，380V至480V 50Hz/60Hz；（2）电源：额定输入交流电压/频率：3相，3

14、80V至480V 50Hz/60Hz；频率容许波动范围±5%。2）、产品管脚说明：图2.4 变频器FR-A540-0.4K-7.5K管脚说明2.1.3 PLC和变频器等构成的控制系统接线图液位PLC和 变频器流量压力温度1调节阀 1 2 3 水池 M机泵组 用户图2.5PLC和变频器在供水系统中的实例1、主电路接线图如下图2.6所示：变频器 K1 FR1 K11 电机1 电机2 K2 FR2 K21 电机3 K3 FR3 K31 L1 L2 L3 NFB K5 图2.6变频器主电路接线图2、控制电路接线图如下图2.7所示： 手/自动 手动3 手动1 液位 流量 启动 手动2 停止 压

15、力 -24V AC 220V 24V PLC-24V K5 K31 K3 K21 K2 K11 K1 FR3 FR2 FR1图2.7PLC控制电路接线图Y0接K3控制M3的变频运行，Y1接K31控制M3的工频运行；Y2接K2控制M2的变频运行，Y3接K 21控制M2的工频运行；Y4接K 1控制M1的变频运行，Y5接K11控制M1的工频运行。X0接起动按钮，X1接停止按钮，X2接变频器的FU接口，X3接变频器的OL接口，X4接M1的热继电器，X5接M2的热继电器，X6接M3的热继电器。为了防止出现某台电动机既接工频电又接变频电设计了电气互锁。在同时控制M1电动机的两个接触器KM1、KM0线圈中分

16、别串入了对方的常闭触头形成电气互锁。频率检测的上/下限信号分别通过OL和FU输出至PLC的X2与X3输入端作为PLC增泵减泵控制信号。2.1.4 手/自动变频方式当转换开关打到自动位置时，此时将投入自动变频控制方式，控制器通过编写的PLC程序使接触器K5和K1闭合，其余的接触器断开。变频器根据远传压力表的反馈信号，自动调节输出频率，从而改变水泵的转速，达到恒压供水的目的，当压力增大时，将减小输出频率，使电机转速降低，减小供水量，当压力减小时，将增大输出频率，使电机转速增高，增大供水量。当远传压力表传来的模拟压力信号持续增高时，随着变频器输出频率的不断提高，当增加到工频状态下时，变频器多功能输出

17、端子MO1将输出一个到达设定频率信号给中间继电器K2的线圈，使接着PLC输入端子的K2的常开触点闭合。PLC接收信号后，根据编好的程序，使变频器脱开第一个泵，对下一个泵进行变频控制。若压力持续增大则依次循环。反之则亦是由变频器测定频率降至0时，通过多功能输出端MO1将输出一个到达设定频率信号给中间继电器K1的线圈，使接着PLC输入端子的K1的常开触点闭合。PLC接收信号后，根据编好的程序，控制依次减少泵的工频使用数量，以满足系统压力需求。当转换开关打到手动位置时，此时为工频运行，按下1#水泵手动启动按钮，控制器通过编写的PLC程序让接触器1KM1闭合，其余的接触器断开，1#水泵电机将工频运行，

18、按下停止按钮，水泵电机将停止运行。需要2#、3#水泵运行，依次按下2#、3#时，相对应的水泵电机将工频运行。该控制方式一般用于当变频器出现问题时使用。注：水泵不论是手动控制还是自动控制，当水池无水时，液位下限开关将动作，PLC接收动作信号后，按程序执行将使电机停止运行，不至于空转。水质分析不合格，将由PLC给出控制信号，停止电机运行状态。2.2 PLC和变频器的安装如前所述，PLC和变频器的安装对于现场条件要求较高，合理的安装位置和安装技术对PLC和变频器的性能、作用以及使用寿命都有很大的影响。2.2.1 PLC的安装1 、PLC的安装的时候要注意避免以下几个问题：（1）、环境温度超过0 50

19、的范围；（2）、相对湿度超过85%或者存在露水凝聚（由温度突变或其他因素所引起的）；（3）、太阳光直接照射；（4）、有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等；（5）、有大量铁屑及灰尘；（6）、频繁或连续的振动，振动频率为10 55Hz、幅度为0.5mm（峰-峰）；（7）、超过10g（重力加速度）的冲击。（8）、尽量安装在有保护外壳的控制柜中，以防止灰尘、油污、水溅。（9） 、基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔，并且PLC要有足够的通风空间；如果周围环境超过55，要安装电风扇，强迫通风。（10）、为了避免其他外围设备的电干扰，可编程控制器应尽可能远离高压电源线和高压设备，可编程控制器与高

20、压设备和电源线之间应留出至少200mm的距离。（11）、当可编程控制器垂直安装时，要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部，造成印刷电路板短路，使其不能正常工作甚至永久损坏。 2、 电源接线PLC供电电源为50Hz、220V±10%的交流电。FX系列可编程控制器有直流24V输出接线端。该接线端可为输入传感（如光电开关或接近开关）提供直流24V电源。如果电源发生故障，中断时间少于10ms，PLC工作不受影响。若电源中断超过10ms或电源下降超过允许值，则PLC停止工作，所有的输出点均同时断开。当电源恢复时，若RUN输入接通，则操作自动进行。对于电源线来的干扰，PLC本身具有足够

21、的抵制能力。如果电源干扰特别严重，可以安装一个变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。 3 、接地良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相接，基本单元接地。如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给可编程控制器接上专用地线，接地点应与动力设备（如电机）的接地点分开。若达不到这种要求，也必须做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能靠近PLC。 4 、直流24V接线端使用无源触点的输入器件时，PLC内部24V电源通过输入器件向输入端提供每点7mA的电流

22、。 PLC上的24V接线端子，还可以向外部传感器（如接近开关或光电开关）提供电流。24V端子作传感器电源时，COM端子是直流24V地端。如果采用扩展单元，则应将基本单元和扩展单元的24V端连接起来。另外，任何外部电源不能接到这个端子。如果发生过载现象，电压将自动跌落，该点输入对可编程控制器不起作用。FX系列PLC的空位端子，在任何情况下都不能使用。 5 、输入接线1）、PLC一般接受行程开关、限位开关等输入的开关量信号。2）、输入接线端子是PLC与外部传感器负载转换信号的端口。3）、在输入触点电路串联二极管，在串联二极管上的电压应小于4V。4）、输入接线一般不要超过30m。但如果环境干扰较小，

23、电压降不大时，输入接线可适当长些。 5）、输入、输出线不能用同一根电缆，输入、输出线要分开。6）、可编程控制器所能接受的脉冲信号的宽度，应大于扫描周期的时间。6 、输出接线1）、可编程控制器有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出3种形式。2）、输出端接线分为独立输出和公共输出。当PLC的输出继电器或晶闸管动作时，同一号码的两个输出端接通。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。3）、由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此，应用熔丝保护输出元件。4）、采用继电器输出

24、时，承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命，因此继电器工作寿命要求长。5）、PLC的输出负载可能产生噪声干扰，因此要采取措施加以控制。6）、交流输出线和直流输出线不要用同一本电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。2.2.2 变频器的安装1）、确保传动柜中的所有设备接地良好，使用短和粗的接地线连接到公共接地点或接地母排上。特别重要的是，连接到变频器的任何控制设备（比如一台PLC）要与其共地，同样也要使用短和粗的导线接地。最好采用扁平导体，因其在高频时阻抗较低。电机电缆的地线应直接连接到相应变频器的接地端子（PE）。2）、安装变频器时，建议安装板使用无漆镀锌钢板，以确保变频器的散热器

25、和安装板之间有良好的电气连接。3）、为有效的抑制电磁波的辐射和传导，变频器的电机电缆必须采用屏蔽电缆，屏蔽层的电导必须至少为每相导线芯的电导的110。 4）、控制电缆最好使用屏蔽电缆。一般来说，控制电缆的屏蔽层应直接在变频器的内部接地，另一侧通过一个高频小电容（例如3.3nF3000V）接地。当屏蔽层两端的差模电压不高和连接到同一地线上时，也可以将屏蔽层的两端直接接地。信号线和它的返回线绞合在一起，能减小感性耦合引起的干扰。绞合越靠近端子越好。模拟信号的传输线应使用双屏蔽的双绞线。不同的模拟信号线应该独立走线，有各自的屏蔽层，以减少线间的耦合。不要把不同的模拟信号置于同一个公共返回线。低压数字

26、信号线最好使用双屏蔽的双绞线，也可以使用单屏蔽的双绞线。5）、变频器的运行温度多为：040或1050，要注意变频器柜体的通风性。 6)、变频器的周围湿度为90以下。周围湿度过高，存在电气结缘降低和金属部分的腐蚀问题。如果受安装场所的限制，变频器不得已安装在湿度高的场所，变频器的柜体应尽量采用密封结构。为防止变频器停止时结露，有时装置需加对流加热器。 7)、变频器周围不应有腐蚀性、爆炸性或燃烧性气体以及粉尘和油雾。变频器的安装周围如有爆炸性和燃烧性气体，由于变频器内有易产生火花的继电器和接触器，所以有时会引起火灾或爆炸事故。有腐蚀性气体时，金属部分产生腐蚀，影响变频器的长期运行。如果变频器周围存

27、在粉尘和油雾时，这些气体在变频器内附着、堆积将导致结缘降低；对于强迫风冷的变频器，由于过滤器堵塞将引起变频器内温度异常上升，致使变频器不能稳定运行。 8)、变频器的耐振性应机种的而不同，振动超过变频器的容许值时，将产生部件紧固部分松动以及继电器和接触器等的可动部分的器件误动作，往往导致变频器不能稳定运行，应考虑变频器的振动问题。 9)、变频器的标高多规定在1000m以下。标高高则气压下将，容易产生结缘破坏。另外标高高冷却效果也下降，必须注意温升。 10）、应备有通风口或换气装置以排出变频器产生的热量。11）、变频器驱动同步电动机时，与工频电源相比，降低输出容量1020，变频器的连续输出电流要大

28、于同步电动机额定电流与同步牵入电流的标幺值的乘积。12）、变频器驱动潜水泵电动机时，因为潜水泵电动机的额定电流比通常电动机的额定电流大，所以选择变频器时，其额定电流要大于潜水泵电动机的额定电流。13）、确保变频器的运行环境满足其所规定的容许环境：电气室应湿汽少、无水浸；无爆炸性、燃烧性或腐蚀性气体和液体，粉尘少；维修检查容易进行。3 变频器调试在实际应用中，没必要对每一参数都进行设置和调试，多数只要采用出厂设定值即可。但有些参数由于和实际使用情况有很大关系，且有的还相互关联，因此要根据实际进行参数的设定和调试。变频器调试的好坏决定了变频器运行的稳定性、应用效果以及使用寿命等，最终关系到企业经济

29、效益的大小，调好了可能大大节约费用，调不好可能损失惨重。3.1 变频器的空载通电试验1、 将变频器的接地端子接地。2 、将变频器的电源输入端子经过漏电保护开关接到电源上。3 、检查变频器显示窗出厂显示是否正常,如果不正确,应复位,否则要求退换。4 、熟悉变频器的操作键。一般的变频器均有运行(RUN)、停止(STOP)、编程(PROG)、数据P确认(DATAPENTER)、增加(UP、)、减少(DOWN、")等6个键,不同变频器操作键的定义基本相同。此外有的变频器还有监视(MONITORPDISPLAY)、复位(RESET)、寸动(JOG)、移位(SHIFT)等功能键。3.2 变频器带

30、电机空载运行1、设置电机的功率、极数,要综合考虑变频器的工作电流。2、设定变频器的最大输出频率、基频、设置转矩特性。用户在使用时应根据负载的性质选择合适的VPf曲线,将变频器的转矩运行代码设置成变转矩和降转矩运行特性。为了改善变频器启动时的低速性能,使电机输出的转矩能满足生产负载启动的要求,要调整启动转矩。在异步电机变频调速系统中,转矩的控制较复杂。在低频段,由于电阻、漏电抗的影响不容忽略,若仍保持VPf为常数,则磁通将减小,进而减小了电机的输出转矩。为此,在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。一般变频器均由用户进行人工设定补偿。3、将变频器设置为自带的键盘操作模式,按运行键、停止键,观察电

31、机是否能正常地启动、停止。4、熟悉变频器运行发生故障时的保护代码,观察热保护继电器的出厂值,观察过载保护的设定值,需要时可以修改。当 变频器的输出电流超过其容许电流时, 变频器的过电流保护将切断变频器的输出。3.3 变频器带载荷试运行1.手动操作变频器面板的运行停止键,观察电机运行停止过程及变频器的显示窗,看是否有异常现象。2.如果启动/停止电机过程中 变频器出现过流保护动作,应重新设定加速/减速时间。根据电机转动惯量和负载合理设定加、减速时间,使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调：先按经验选定加、减速时间进行设定,若在启动过程中出现过流,则可适当延长加速时间;若在制动过程中出现过流,

32、则适当延长减速时间。另一方面,加、减速时间不宜设定太长,时间太长将影响生产效率,特别是频繁启、制动时。3.如果变频器在限定的时间内仍然保护,应改变启动/停止的运行曲线,从直线改为S形、U形线或S形、反U形线。电机负载惯性较大时,应该采用更长的启动停止时间,并且根据其负载特性设置运行曲线类型。4.如果变频器仍然存在运行故障,应尝试增加最大电流的保护值,但是不能取消保护,应留有至少10%20%的保护余量。5.如果变频器运行故障还是发生,应更换更大一级功率的变频器。6.如果变频器带动电机在启动过程中达不到预设速度,可能有两种情况: (1)系统发生机电共振,可以从电机运转的声音进行判断。采用设置频率跳

33、跃值的方法,可以避开共振点。一般变频器能设定三级跳跃点。用户可以根据系统出现振荡的频率点,在VPf曲线上设置跨跳点及跨跳宽度。当电机加速时可以自动跳过这些频率段,保证系统能够正常运行。 (2)电机的转矩输出能力不够。对于这种情况,可以增加转矩提升量的值。如果达不到,可用手动转矩提升功能,不要设定过大,电机这时的温升会增加。启动达不到要求时,改用无速度传感器空间矢量控制方法,它具有更大的转矩输出能力。3.4 变频器与PLC的RS485通讯用RS-485通讯控制，仅通过一条通讯电缆连接，无须其他外部接线，不但能完成传统应用的所有功能，还能进行内部的数据通讯，可方便地从变频器中获取所驱动的电动机各种

34、电参数如：运行频率、电流、电压、功率等等，配以人机界面的话，可将上述电参数直接显示在人机界面上。1、PLC与变频器的编程协议1）、通讯协议(1)、从计算机（PLC可编程控制器）发送数据到变频器；数据写入时根据需要，选择使用格式A、A1，数据读出时，使用格式B进行； （2）、变频器数据处理时间，即变频器的等待时间；根据变频器参数Pr。123选择， Pr。123=9999，由通讯数据设定其等待时间；Pr。123=0150ms由变频器参数设定其等待时间； （3）、从变频器返回数据到PLC可编程控制器；变频器检查步骤（1）发送的数据有无错误，如果通讯没有错误、接受请求时，将从变频器返回数据格式为C、E

35、、E1；如果通讯有错误、拒绝请求时，则从变频器返回数据格式为D、F； （4）、PLC可编程控制器处理延时时间； （5）、PLC可编程控制器根据返回数据应答变频器；当使用格式B后，计算机可检查从变频器返回的应答数据有无错误，并通知变频器，没有发现错误使用格式G，发现错误使用格式H。 2）、数据格式类型（1）、从PLC可编程控制器到变频器的通讯请求数据，变频器位号可用十六进制在H00H1F（站号0031）之间设定；（2）、使用格式A和格式A1后从变频器返回的应答数据 （3）、使用格式B后，从变频器返回的应答数据 （4）、使用格式B后检查从变频器返回的应答数据有无错误，并通知变频器 3）、数据定义（

36、1） 控制代码表。 （2） 变频器站（位）号 规定与计算机（PLC可编程控制器）通讯的站（位）号，在H00H1F（0031）之间设定。 （3） 指令代码 由PLC可编程控制器发给变频器，指明程序要求（例如：运行、监示）；因此，通过响应的指令代码，变频器可进行各种方式的运行和监示。（4）数据 表示与变频器传输的数据，例如频率和参数；依照指令代码确认数据的定义和设定范围。 （5）等待时间 规定变频器收到从计算机（PLC可编程控制器）来的数据和传输应答数据之间的等待时间；根据计算机的响应时间在0150毫秒之间设定等待时间，最小设定单位位10毫秒，（例如：1=10毫秒，2=20毫秒）。 （6）总和校验

37、 总和校验代码是由被校验的ASCII码数据的总和（二进制）的最低一个字节（8位）表示的。4）、PLC串行数据通讯指令提供为RS485功能扩展板及特殊适配器，进行发送接收串行数据的指令、数据的格式，并要与变频器的数据格式类型完全对应；确定数据的首地址（指针）、发送数据的字节数（点数）、接收数据的首地址（指针）、数据接收的字节数（点数）、使用脉冲执行方式 ，在变频器和PLC可编程控制器的通讯格式必须一致。2、变频器的通讯相关参数（通过变频器PU口和PLC通讯） PLC可编程控制器和变频器之间进行通讯，通讯规格必须在变频器的初始化中设定，如果没有进行初始设定或有一个错误的设定，数据将不能进行传输。3

38、、PLC与变频器通讯的编程及调试1）、运行控制命令的发送2）、总和校验码的自动计算3）、变频器运行频率的调整4 变频器故障处理与分析1、功率模块损坏 功率模块的损坏，当模块损坏时只能更换。而对于5.5KW,7.5KW的E500系列变频器,选用了7MBR系列的PIM功率模块,更换的成本相对较低,对此类变频器的损坏可以做一些维修。2、UVT故障 UVT为欠压故障,我们常见的欠压检测点都是直流母线侧的电压,经大阻值电阻分压后采样一个低电压值,与标准电压值比较后输出电压正常信号,过压信号或是欠压信号。对于 A500系列变频器电压信号的采样值则是从开关电源侧取得的,并经过光电耦合器隔离,在我们的维修过程

39、中,发现光耦的损坏在造成欠压故障的原因中占有了很大的比重。 3、 E6，E7故障 E6,E7故障比较常见的 变频器典型故障：（1）集成电路1302H02损坏。（2）信号隔离光耦损坏。（3）接插件损坏或接插件接触不良。4、OC1、OC3故障 （1）、参数设置不当引起的。（2）、外部因素引起的,如电机绕组短路,包括(相间短路,对地短路等)；（3）、变频器硬件故障,如霍尔传感器损坏,IGBT模块损坏等。 5 变频器改造的作用及效果 以图2.5设计为例，对变频器的改造后的效果进行技术说明。下面列出相关计算参数表和技术过程。表5.1水泵参数表水泵符号型号流量(m3/h)扬程(m)转速（r/min）电机功率（KW）M1,M240-160(I)A112829002.2M340-160(I)12.53229003.0表5.2变频器参数表变频器适用电机容量（KW)输出额定容量(KVA)输出额定电流（A）过载能力电源额定输入交流电压/频率冷却方式FR-A540系列5.5型5.59.112150%60s ,200% 0.5s (反时限特性)3相，380V至480V 50Hz/60Hz强制风冷因为流量与转速呈正比：Q1/Q2=n1/n2 ，输出压力H与转速n的平方呈正比：H1/H2=（n1/n2）2 ,输出