西門子變頻器兩種控制模式的分析及應(yīng)用

摘 要：變頻器是一種重要的工業(yè)控制器件，在工業(yè)控制領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。變頻器在應(yīng)用的過程中通過與普通的交流電動(dòng)機(jī)相配合可以在某些場合實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)或是伺服電動(dòng)機(jī)的一些功能。西門子變頻器是一種應(yīng)用較多的變頻器，對(duì)于其的控制主要是通過操作面板或是外部端子進(jìn)行控制的。文章介紹西門子變頻器外部常用端子與面板的基礎(chǔ)上對(duì)如何通過上述兩種方式進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定實(shí)現(xiàn)對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行控制。

關(guān)鍵詞：西門子變頻器；控制方式；外部端子控制；控制面板

前言

西門子變頻器是一種工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用較多的一種控制設(shè)備，其通過對(duì)固定輸入的電壓和頻率進(jìn)行內(nèi)部的轉(zhuǎn)換，依據(jù)控制信號(hào)將其轉(zhuǎn)換為所需的電壓和頻率的交流電進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于電動(dòng)機(jī)的控制。在西門子變頻器工作的過程中首先需要將輸入的工頻交流電轉(zhuǎn)換為直流電，而后再根據(jù)需要將直流電逆變?yōu)榭刂埔蟮慕涣麟?。在西門子變頻器工作的過程中通過PWM技術(shù)使得在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的過程中使用較小的啟動(dòng)電流并獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩并調(diào)速平滑。在分析西門子變頻器外部端子的功能及作用的基礎(chǔ)上做好對(duì)于西門子變頻器的參數(shù)設(shè)置，確保其正常工作。

1 西門子變頻器的組成及外部端子簡述

1.1 西門子變頻器的組成

西門子變頻器主要是由操作面板、控制模塊與外部端子等三個(gè)部分組成，其主要與普通交流電動(dòng)機(jī)相配合在一些對(duì)于電動(dòng)機(jī)控制精度要求一般的場合進(jìn)行工作，以取代步進(jìn)電機(jī)或是交流伺服電機(jī)，降低成本與能耗。隨著科技的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，西門子變頻器正被應(yīng)用于越來越多的領(lǐng)域。西門子MM420系列變頻器是一種應(yīng)用較多的變頻器，其多應(yīng)用于對(duì)三相交流電動(dòng)機(jī)的變頻控制。西門子MM420系列的變頻器在出廠時(shí)各參數(shù)為系統(tǒng)默認(rèn)，在使用時(shí)與西門子工控裝置和設(shè)備相連接時(shí)如無特殊要求可不經(jīng)調(diào)試而直接進(jìn)行使用，可靠性與適應(yīng)性較強(qiáng)，西門子MM420系列變頻器是一款功能較齊全的變頻器。

1.2 西門子MM420系列變頻器外部端子

西門子MM420系列變頻器的外部端子如圖1所示，其中1、2端子輸入的是模擬量10V電源公共端，3、4端子為模擬量輸入端可以外接電位器來實(shí)現(xiàn)對(duì)于頻率設(shè)定值的更改，5-7號(hào)端子為數(shù)字量輸入端子，其中默認(rèn)情況下5為正轉(zhuǎn)控制，6為反轉(zhuǎn)控制，7為故障復(fù)位，8、9端子則代表的是直流24V電源公共端。

2 西門子MM420系列變頻器外部端子對(duì)電機(jī)的控制

2.1 交流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

通過使用線纜將西門子MM420系列變頻器與交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行連接，在進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定時(shí)，通過使用西門子MM420系列變頻器操作面板對(duì)變頻器中的P1080、P1082參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，上述兩個(gè)參數(shù)設(shè)定的是上下限的頻率，而后通過對(duì)P1120、P1121參數(shù)進(jìn)行設(shè)定對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的頻率加速與減速時(shí)間進(jìn)行設(shè)定。最后將西門子MM420系列變頻器中的P0700參數(shù)設(shè)置為2，完成對(duì)西門子MM420系列變頻器的參數(shù)設(shè)置即可使用外部端子對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制。此時(shí)即可通過對(duì)5-7號(hào)端子施加相應(yīng)的頻率信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)的控制。

2.2 使用模擬量輸入對(duì)西門子MM420系列變頻器進(jìn)行控制

在完場上述參數(shù)設(shè)置的基礎(chǔ)上將參數(shù)P1000有默認(rèn)缺省值設(shè)置為1，即可通過使用電位計(jì)來作為模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)于電動(dòng)機(jī)的條數(shù)控制，在5-7號(hào)端子中通過輸入數(shù)字信號(hào)控制交流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，通過調(diào)節(jié)模擬信號(hào)輸入端的電壓電流信號(hào)來控制交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

此外還可以通過使用外部端子實(shí)現(xiàn)對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)的多速段控制。

在使用西門子MM420系列變頻器對(duì)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制的過程中需要注意的是，在使用面板控制或是外部端子進(jìn)行控制時(shí)，對(duì)于西門子MM420系列變頻器內(nèi)部參數(shù)的設(shè)定只能通過面板進(jìn)行西門子MM420系列變頻器內(nèi)部參數(shù)的修改與設(shè)定，在使用外部端子進(jìn)行控制時(shí)，首先需要將西門子MM420系列變頻器的控制模式切換到外部操作模式，而后再進(jìn)行外部控制頻率信號(hào)的接線，當(dāng)西門子MM420系列變頻器采用外部端子控制模式時(shí)，如果需要修改端子的功能需要將外部開關(guān)輸入信號(hào)全部斷開后再重新進(jìn)行接線，避免因信號(hào)輸入導(dǎo)致控制邏輯混亂。其中當(dāng)西門子MM420系列變頻器采用多段速的方式進(jìn)行控制時(shí)，將無反轉(zhuǎn)輸出信號(hào)。

3 西門子MM420系列變頻器的面板控制

西門子MM420系列變頻器在出廠時(shí)裝載有默認(rèn)的參數(shù)，通過對(duì)西門子MM420系列變頻器中缺省的設(shè)置值進(jìn)行修改將可以使得西門子MM420系列變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)的控制，對(duì)于西門子MM420系列變頻器參數(shù)的設(shè)置需要使用面板進(jìn)行輸入與修改，在使用基本操作面板實(shí)現(xiàn)對(duì)于電動(dòng)機(jī)的控制時(shí)首先需要將系統(tǒng)內(nèi)的P0010參數(shù)修改為0，從而使得西門子MM420系列變頻器處于運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)，將參數(shù)P0700參數(shù)設(shè)置為1即可使用操作面板來控制交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟停運(yùn)動(dòng)及控制，按下綠色的啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)，按下數(shù)值增加按鈕逐步增加交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過增加與減少按鈕來控制交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加與降低，并可以通過使用轉(zhuǎn)換按鈕來控制交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。紅色按鈕控制電機(jī)的停止。

對(duì)于使用西門子MM420系列變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)的控制主要是通過改變內(nèi)部參數(shù)的設(shè)定值來實(shí)現(xiàn)對(duì)于變頻器輸出信號(hào)的改變，使用面板控制最主要的是通過改變了西門子MM420系列變頻器內(nèi)部的參數(shù)。在對(duì)西門子MM420系列變頻器進(jìn)行調(diào)試設(shè)定時(shí)應(yīng)當(dāng)首先將變頻器內(nèi)部的全部參數(shù)恢復(fù)為出廠設(shè)置避免內(nèi)部有設(shè)定值而對(duì)本次操作造成影響。在恢復(fù)出廠設(shè)置時(shí)通過將P0010參數(shù)設(shè)置為30并將參數(shù)P0970參數(shù)設(shè)置為1完成對(duì)于西門子MM420系列變頻器的出廠設(shè)置。對(duì)于西門子MM420系列變頻器的參數(shù)可以對(duì)照調(diào)試說明書進(jìn)行了解與設(shè)置。在使用西門子MM420系列變頻器進(jìn)行電動(dòng)機(jī)控制時(shí)，如無特殊要求可以將變頻器直接與西門子電機(jī)連接進(jìn)行控制，而當(dāng)需要對(duì)其他廠家的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制時(shí)需要在參數(shù)設(shè)置時(shí)輸入電機(jī)銘牌上所標(biāo)注的電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電壓、電流、頻率等的電機(jī)規(guī)格參數(shù)，做好電機(jī)與變頻器的匹配。

4 結(jié)束語

西門子MM420系列變頻器是一種應(yīng)用較多的工控設(shè)備，文章在分析西門子MM420系列變頻器特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)西門子MM420系列變頻器的面板與外部端子兩種控制方式進(jìn)行了分析闡述。

參考文獻(xiàn)

[1]侯靈.西門子變頻器在數(shù)控銑切機(jī)多電動(dòng)機(jī)切換控制改造中的應(yīng)用[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2008（11）：122-124.

[2]吳坪.Profibus現(xiàn)場總線在S7-PLC與西門子變頻器通信中的應(yīng)用[J].冶金自動(dòng)化，2009，33（z1）.

[3]汪學(xué)峰.西門子變頻器在化肥氣化爐渣油進(jìn)料泵的應(yīng)用[J].國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)，2012（1）：39-40.