《西门子S7-1200应用技术》S7-1200与变频器的应用

任务1认识变频器任务2应用S7-1200与变频器实现连续运转控制任务3应用S7-1200与变频器实现自动往返控制任务4应用S7-1200与变频器实现多段速控制任务5应用S7-1200与变频器实现变频调速控制 S7-1200与变频器的应用任务一认识变频器任务引入了解通用变频器的用途和构造，熟悉变频器端子连接方法以及各端子的功能相关知识一、变频器的用途1．无级调速2．节能3．缓速启动4．直流制动5．提高自动化控制水平二、变频器的构造变频器的基本结构变频器主电路结构1.变频器的主电路包括整流电路、储能电路和逆变电路，是变频器的功率电路。2.变频器的控制电路主要以单片微处理器为核心构成，控制电路具有设定和显示运行参数、信号检测、系统保护、计算与控制、驱动逆变管等功能。三、西门子MM420系列通用变频器MM420系列变频器外形MM420系列变频器有单相（AC200V~240V，0.12kW~3.0kW）、三相（AC200V~240V，0.12kW~5.5kW）三相（AC380V~480V，0.37kW~11.0kW）型号额定功率电源参数输出参数电压电流频率电压电流频率MM4201.6kVA380~480V2.8A47~63Hz380~480V2.1A0~650Hz1.变频器的技术数据2.变频器的结构MM420变频器基本配线图3.变频器的端子功能端子号端

子

功

能L1、L2、L3三相电源接入端，连接380V、50Hz交流电源U、V、W三相交流电压输出端，连接三相交流电动机首端。此端如误接三相电源端，则变频器通电时将烧毁DC+、DC－直流回路电压端，供维修测试用。即使电源切断，电容器上仍然带有危险电压，在切断电源5分钟后才允许打开本设备PE通过接地导体的保护性接地端子号端子功能电源/相关参数代号/出厂设置值1模拟量频率设定电源（+10V）模拟量传感器也可使用外部高精度电源，直流电压范围0～10V2模拟量频率设定电源（0V）3模拟量输入端AIN＋P1000=2，频率选择模拟量设定值4模拟量输入端AIN－5数字量输入端DIN1P0701=1，正转/停止6数字量输入端DIN2P0702=12，反转7数字量输入端DIN3P0703=9，故障复位8数字量电源（＋24V）也可使用外部电源，最大为直流33V9数字量电源（0V）10继电器输出RL1BP0731=52.3，变频器故障时继电器动作，常开触点闭合，用于故障识别11继电器输出RL1C12模拟量输出AOUT+P0771～P078113模拟量输出AOUT－14RS-485串行链路P+P2000～P205115RS-485串行链路N－四、MM420变频器的参数设置1.MM420操作面板BOP显示/按键功

能功

能

说

明r0000状态显示LCD（液晶）显示变频器当前的参数值。r××××表示只读参数，P××××表示可以设置的参数，P----表示变频器忙碌，正在处理优先级更高的任务启动变频器按此键启动变频器。默认运行时此键是被封锁的。为了使此键起作用应设定P0700=1停止变频器OFF1：按此键，变频器将按选定的斜坡下降速率减速停车。默认运行时此键被封锁；为了允许此键操作，应设定P0700=1OFF2：按此键两次（或一次，但时间较长）电动机将在惯性作用下自由停车。此功能总是“使能”的改变电动机的转动方向按此键可以改变电动机的转动方向。电动机的反向用负号（－）表示。默认运行时此键是被封锁的，为了使此键的操作有效，应设定P0700=1电动机点动在变频器无输出的情况下按此键，将使电动机点动，并按预设定的点动频率（出厂值为5Hz）运行。释放此键时，变频器停车。如果变频器/电动机正在运行，按此键将不起作用功能此键用于浏览辅助信息变频器运行过程中，在显示任何一个参数时按下此键并保持不动2s，将显示以下参数值（在变频器运行中从任何一个参数开始）：1.直流回路电压（用d表示，单位V）

2.输出电流（A）3.输出频率（Hz）4.输出电压（用□表示，单位V）5.由P0005选定的数值［如果P0005选择显示上述参数中的任何一个（3，4，或5），这里将不再显示］连续多次按下此键，将轮流显示以上参数跳转功能。在显示任何一个参数（r××××或P××××）时短时间按下此键，将立即跳转到r0000。如果需要的话，可以接着修改其他的参数。跳转到r0000后，按此键将返回原来的显示点访问参数按此键即可访问参数增加数值按此键即可增加面板上显示的参数数值，长时间按则快速增加减少数值按此键即可减少面板上显示的参数数值，长时间按则快速减少.2.MM420参数设置方法（1）长按（功能键），显示r0000；或显示闪烁，按，然后显示r0000。（2）按/，找到需要修改的参数。（3）再按，进入该参数值的修改。（4）再按，最右边的一个数字闪烁。（5）按/，修改这位数字的数值。（6）再按，相邻的下一位数字闪烁。（7）执行④至⑥步，直到显示出所要求的数值。（8）按，退出参数数值的访问级。3.MM420恢复出厂设定值方法（1）P0010=30。（2）P0970=1。复位时，LCD显示“P----”，完成复位过程大约需要10s。任务实施1.查询MM420用户手册，了解MM420变频器的用途。2.识别MM420硬件的型号及其接线端子。3.识别MM420操作面板BOP的按键功能。4.使用BOP面板的按键设置参数P0010为30，修改参数P0971为1，使变频器的参数恢复为出厂设置。任务2应用S7-1200与变频器实现连续运转控制任务引入由S7-1200通过西门子变频器MM420驱动电动机，实现电动机的正转连续控制，控制要求如下。1.当按下启动按钮时，通过变频器的数字量输入端来控制电动机启动，以40Hz固定频率运转。2.当按下停止按钮时，电动机断电停止。相关知识一、数字量输入功能端子编号数字编号参数编号出厂值功

能

说

明5DIN1P070110：禁止数字输入1：接通正转/断开停车2：接通反转/断开停车3：断开按惯性自由停车4：断开按斜坡曲线快速停车9：故障复位10：正向点动11：反向点动12：反转（与正转命令配合使用）13：MOP升速（用端子接通时间控制升速）14：MOP降速（用端子接通时间控制降速）15：固定频率直接选择16：固定频率直接选择+ON命令17：固定频率二进制编码选择+ON命令21：机旁/远程控制25：直流制动29：由外部信号触发跳闸33：禁止附加频率设定值99：使能BICO参数化6DIN2P0702127DIN3P07039输入电平方式分为高电平和低电平两种，由参数P0725决定，默认值为1。P0725=1，选择高电平方式，数字端5、6、7输入+24VDC有效。P0725=0，选择低电平方式，数字端5、6、7输入数字地0V有效。二、变频器参数设置序号参数代号出厂值设置值说

明1P0010030调出出厂设置参数2P097001恢复出厂值（恢复时间大约60s）3P000312参数访问级：扩展级4P001001启动快速调试5P0304400按电动机铭牌设置电动机额定电压（V）6P03051.90电动机额定电流（A）7P03070.75电动机额定功率（kW）8P03111395电动机额定速度（r/min）9P070022外部数字输入端子控制10P100021BOP设定的频率值11P112010.001.00加速时间（s）12P112110.001.00减速时间（s）13P390001结束快速调试14P000407过滤参数：命令15P070111DIN1启动/停止控制16P0004010参数过滤：设定值通道17P10405.0040.00输出频率（Hz）任务实施2.创建变量并编写程序1.

硬件组态一、硬件组态与编程二、仿真运行单击，新建一个仿真项目单击仿真按钮“下载预览”中单击“装载”，将PLC_1站点下载到仿真器中单击工具栏中的，使PLC运行。仿真界面中，打开“SIM表格_1”，单击，添加项目变量1.单击变量“启动”，再单击下面出现的“启动”按钮，变量“电动机”为TRUE，电动机以设定频率40Hz启动运行。2.单击变量“停止”，再单击下面出现的“停止”按钮，变量“电动机”为FALSE，电动机停止。任务3应用S7-1200与变频器实现自动往返控制任务引入使用PLC和变频器组成自动往返控制电路，实现如下控制要求。1.当按下启动按钮时，电动机正转启动，加速时间为1s，运行频率为25Hz，机械装置前进。2.当机械装置的撞块触碰换向行程开关SQ1时，电动机先减速停止，后开始反向启动，加减速时间均为1s，反转运行频率为40Hz，机械装置后退。3.当机械装置的撞块触碰原点行程开关SQ2时，电动机停止，完成一个周期。相关知识一、固定频率选择（1）固定频率直接选择（P0701～P0703=15）。在这种操作方式下，一个数字量输入通过频率设置参数选择一个固定频率，见表。（2）固定频率直接选择+ON命令（P0701～P0703=16）。在这种操作方式下，数字量输入既选择固定频率，又具备启动运行变频器命令的功能。（3）固定频率二进制编码选择+ON命令（P0701～P0703=17）。端子编号数字编号固定频率设置参数功

能

说

明5DIN1P10011．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，如FF1+FF2+FF32．运行变频器还需要启动命令6DIN2P10027DIN3P1003二、变频器参数设置序号参数代号出厂值设置值说

明1P0010030调出厂设置参数，准备复位2P097001复位出厂值3P000312参数访问：扩展级4P001001启动快速调试5P0304400按电动机铭牌设置电动机的额定电压（V）6P03051.90电动机的额定电流（A）7P03070.75电动机的额定功率（kW）8P03111395电动机的额定速度（r/min）9P390001结束快速调试10P000312参数访问：扩展级11P000407参数过滤：命令通道712P070022默认外部数字端子控制13P0701116DIN1选择固定频率直接选择+ON命令14P07021216DIN2选择固定频率直接选择+ON命令15P0004010参数过滤：设定值通道1016P100023固定频率17P10010.0025.00固定频率1=25Hz18P10025.00−40.00固定频率2=−40Hz19P112010.001.00加速时间（s）20P112110.001.00减速时间（s）任务实施2.创建变量并编写程序1.

硬件组态一、硬件组态与编程二、仿真运行单击，新建一个仿真项目单击仿真按钮“下载预览”中单击“装载”，将PLC_1站点下载到仿真器中单击工具栏中的，使PLC运行。仿真界面中，打开“SIM表格_1”，单击，添加项目变量1.单击“启动”的按钮，“前进”为TRUE，机械装置前进。2.单击“换向”的按钮，“前进”为FALSE，“后退”为TRUE，机械装置后退。3.单击“原点”的按钮，“后退”为FALSE，机械装置到达原点。4.无论前进或后退，只要单击“停止”的按钮，“前进”或“后退”均为FALSE，机械装置立即停止。任务4应用S7-1200与变频器实现多段速控制任务引入由S7-1200通过西门子变频器MM420实现对电动机的七段速控制曲线如图所示，控制要求如下。1.当按下启动按钮时，电动机通电从速度1到速度7间隔10s运行。2.速度7运行结束后，返回到速度1运行，进入下一个周期。3.当按下停止按钮时，电动机断电停止。相关知识一、变频器固定频率的选择选择固定频率二进制编码选择+ON命令（P0701～P0703=17），根据DIN1~DIN3的数字输入的二进制编码选择变频器的输出频率，并且直接输出该频率使电动机运行，不需要启动命令。参数DIN3DIN2DIN1设定频率/HzP100100120（速度1）P100201025（速度2）P100301130（速度3）P100410035（速度4）P100510140（速度5）P100611045（速度6）P100711150（速度7）二、变频器参数设置序号参数代号出厂值设置值说

明1P0010030调出出厂设置参数2P097001恢复出厂值（恢复时间大约60s）3P000312参数访问：扩展级4P001001启动快速调试5P0304400按电动机铭牌设置电动机额定电压（V）6P03051.90电动机额定电流（A）7P03070.75电动机额定功率（kW）8P03111395电动机额定速度（r/min）9P390001结束快速调试10P000312扩展级11P000407参数过滤：命令通道12P070022外部数字输入端子控制13P0701117DIN1选择固定频率二进制编码选择+ON17P07021217DIN2选择固定频率二进制编码选择+ON18P0703917DIN3选择固定频率二进制编码选择+ON19P0004010参数过滤：设定值通道20P100023固定频率21P10010.0020.00固定频率1=20Hz22P10025.0025.00固定频率2=25Hz23P100310.0030.00固定频率3=30Hz24P100415.0035.00固定频率4=35Hz25P100520.0040.00固定频率5=40Hz26P100625.0045.00固定频率6=45Hz27P100730.0050.00固定频率7=50Hz28P112010.001.00加速时间（s）29P112110.001.00减速时间（s）任务实施2.创建变量并编写程序1.

硬件组态一、硬件组态与编程程序出现二、仿真运行单击，新建一个仿真项目单击仿真按钮“下载预览”中单击“装载”，将PLC_1站点下载到仿真器中单击工具栏中的，使PLC运行。仿真界面中，打开“SIM表格_1”，单击，添加项目变量1.单击“启动”的按钮，则“速度选择1”~“速度选择3”按2#001~2#111变化，变频器选择固定频率1~7输出驱动电动机。2.单击“停止”的按钮，“速度选择1”~“速度选择3”都没有输出，电动机停止。任务5应用S7-1200与变频器实现变频调速控制任务引入由S7-1200通过西门子变频器MM420实现对电动机进行正反转变频调速控制，控制要求如下。1.当按下正转按钮时，电动机通电以“设定速度”所设定的速度值正转启动。2.当按下反转按钮时，电动机通电以“设定速度”所设定的速度值反转启动。3.当按下停止按钮时，电动机断电停止。4.当变频器出现故障时，指示灯亮。相关知识—变频器参数设置序号参数代号出厂值设置值说

明1P0010030调出出厂设置参数2P097001恢复出厂值（恢复时间大约60s）3P000312参数访问：扩展级4P001001启动快速调试5P0304400