[西门子] 变频器给定方式的详细介绍

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查看300 | 回复0 | 2024-7-10 08:09:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
>让我们回顾一下之前介绍的变频器的频率给定命令源有哪些

设定频率的组成结构

首先让我们了解一下各变频器频率设定的组成结构,变频器的最终设定值可以是主设定源,附加设定源单独作用的结果,也可以是主设定源和附加设定源以一定的规则叠加后的结果,取决于变频器的参数设置。
ABB ACS510

单独作用

P1103给定值1或P1106给定值2在各自限幅内的频率作为最终的给定频率。



叠加作用

给定值1或给定值2可以是通讯给定与模拟量给定的叠加(9,10),也可以是两个模拟量通道给定的叠加(14,15,16,17)。


叠加规则如下图所示

频率给定流程图






英威腾 GD200A

Goodrive200A 系列的变频器频率给定有很多种方式,其给定通道可以分为主给定通道和辅助给定通道两种形式。
主给定



主给定通道有两个:A 频率给定通道和 B 频率给定通道;两个给定通道可以进行相互之间的简易数学运算;通过设定的多功能端子也可以进行不同给定通道之间的动态切换。

辅助给定

辅助给定通道有三种输入方式:键盘 UP/DOWN 按键输入、端子 UP/DOWN开关输入和数字电位器输入。这三种输入方式全部等效为变频器内部的辅助给定输入UP/DOWN给定,用户可以通过设置功能码使能对应的给定方式和该给定方式对变频器频率给定的作用。变频器实际给定由主给定通道和辅助给定通道相加而成 。
频率给定流程图









西门子G120C

通过P1000参数来选择是仅为主设定值起作用还是附加设定值+主设定一同起作用,以及主设定值和附加设定值的来源。
参数值为一位时,该值标出了主设定值。参数值为两位时,左边的数字标出了附加设定值,右边的数字标出了主设定值。

在无点动命令的情况下,根据P1000的参数设定值,当值为1位时,仅主设定x主设定比例系数作为给定值。当值为2位时,主设定值x主设定值比例系数+附加设定值x附加设定值比例系数作为给定值。然后经过正反转判断,限幅,最终通过斜坡发生器输出。

频率给定流程图


1.面板给定

通过变频器的控制面板给定频率

例如通过ABB面板和西门子面板的上下按键调整设定频率,通过英威腾面板的上下按键或调速旋钮调整设定频率。
参数设置举例

ABB ACS510

在LOC模式下只能用键盘上下键加减频率;在REM模式下,参数P1103(给定值1选择)=0,来自键盘。
英威腾GD200A

P00.06=0 A频率指令选择为键盘数字设定。
西门子G120C

用键盘上的按钮选择为HAND模式后,通过键盘上下按键设定频率。
2.模拟量输入给定

通过模拟量输入通道给定频率,给变频器的模拟量输入端子输入一定范围的电压或电流信号,变频器将根据标定参数计算后得到对应范围的设定频率。例如,通过向变频器AI1端子输入一个12mA的模拟量信号,变频器根据模拟量输入下限4mA对应设定值下限0Hz,模拟量输入上限20mA对应设定值上限50Hz,计算得出变频器的设定频率为25Hz。当输入模拟量信号大小被改变,变频器的设定频率也随之改变。
选择模拟量输入信号的类型

根据输入信号的类型不同,将相应的跳线帽或拨码开关切换到模拟量输入对应的类型。

通过外接电位器(多圈滑动变阻器)进行调速,如英威腾GD200A所示的接线方法,电位器的原理是串联电阻分压原理,旋转电位器旋钮,中心头与GND之间的电压可在0V-10V之间连续变化,从而起到调速的作用。此种方式需将变频器模拟量通道输入类型设置为电压型,利用变频器10V端子与GND端子之间的10V电压源进行分压调速。
模拟量信号标定设置

请参考 变频器的模拟量知识
3.电动电位器
电动电位器是用两个DI信号来模拟电位器调速,当升速DI接通时,变频器频率按照一定速率增加,当降速DI接通时,变频器频率按照一定速率减小。
在设置参数时,将给定值的来源设定为DI信号模拟电动电位器或将DI信号的功能定义为升速和降速。设置时还应注意以下相关参数。

参数设置举例

ABB ACS510

P1103=5 DI3U,4D(R) DI3得电升速,DI4得电减速,停车命令将给定复位为零,给定速度变化的快慢由参数2205 ACCELER TIME 2控制。
P1103=6 DI3U,4D 与参数值5不同的是停车后给定值可以被存储起来。
P1103=7 DI5U,6D 与参数值6不同的是DI信号换为了DI5,DI6。
英威腾GD200A

P05.04=10 DI4定义为频率设定递增(UP)
P05.05=11 DI5定义为频率设定递减(DOWN)
其他相关参数

P08.42-P08.47


西门子G120C

p1000[0]=1 主设定值为电动电位器
p1035[0]=722.1 DI1提高电机电位器设定值
p1036[0]=722.2 DI2降低电机电位器设定值
功能图


其他相关参数




其中P1043的上升沿可触发P1044电动电位器设定值生效

4.转速固定设定值
也称为多段速,恒速,通过不同的DI信号组合来选择各个预置好的固定转速。
ABB ACS510

通过参数1201来定义组合出三个恒速或者七个恒速,DI开关量输入端子不同的输入状态决定了变频器最终按照无恒速或恒速1-恒速7中的哪个频率值进行输出。


英威腾GD200A

最多可定义4个多段速端子,一共组合出16个十进制数值0-15,分别对应选择多段速0-多段速15中的设定频率作为最终的设定频率。英威腾变频器多段速的加减速时间也可以组合设定。

西门子G120C

通过参数互联可将P1020-P1023分别与4个DI端子例如r722.0-r722.3(DI0-DI3状态)进行互联。然后通过P1016参数的值来选择转速固定设定值的模式。
直接模式

P1016=1,此模式下可选择P1001-P1004中设定值相加组合,共可以组合出16个不同的设定值作为主设定值或附加设定值。

通过二进制选择

P1016=2,此模式下,通过4个DI输入共可组合出16个十进制(0-15)数值,分别对应选择P1001-P1015中的设定值作为最终的主设定值或附加设定值。

5.现场总线设定(以ModbusRTU协议为例)

上位机或PLC通过连接至变频器的现场总线,向变频器的给定寄存器写入相对应的数值来控制变频器的给定频率。
ModbusRTU通讯参数


具体的通讯过程请参考《变频器启停方式详细介绍》中通讯章节的内容
ABB ACS510

给定1对应的是变频器控制方式选择为外部1(详见参数P1102)给定值1选择为通讯(P1103=8)时的给定值,给定值2对应的是变频器控制方式选择为外部2(详见参数P1102)给定值2选择为通讯(P1106=8)时的给定值。


注意控制方式为外部1时,40002寄存器中的整数值0-20000对应0-50Hz(给定1最大值P1105=50);控制方式为外部2时,40003寄存器中的整数值则是0-10000对应0-50Hz(给定2最大值P1108=50).
16位整型数值的正负符号位决定变频器是正转输出还是反转输出,具体还要看P1003是如何设置的。

英威腾GD200A

P00.06=8 A频率指令来自Modbus通讯设定

通讯设定频率的寄存器地址是2001H,H代表16进制HEX表示方式。Modbus报文中起始地址是从00开始的,如果是PLC调用通讯功能块使用的地址是十进制地址,并且是从1开始的。所以2001H转换为十进制是8193,再加上1等于8194。根据说明中描述读取该寄存器使用的是03H功能码,说明该寄存器是保持寄存器,那么在调用PLC块写入频率时应填写的寄存器地址为48194。
注意,由于单个保持寄存器的大小是一个字,共16个位,无法直接表示小数,为了将写入的整数值转换为小数,单位就变成了0.01Hz。也就是说向寄存器写入整数5000,最终的设定频率为5000*0.01=50Hz。如果需要设置频率为45.25Hz,向寄存器写入整数4525即可。
西门子G120C

首先可以设置P0015=21(USS现场总线),设置好宏之后,变频器会自动将通讯参数r2050[1](PZD2)与主设定值互联,P1070[0]=2050[1],即主设定值=过程数据2(PZD2)。其他需要设置的参数有
p2030=2 现场总线协议选择2:Modbus
p2020 现场总线波特率(根据实际所需波特率设定)
p2024 [0]Modbus计时:最大从站应答延迟:在该时间后,从站应答主站。[1]字符延时:指一个 Modbus 消息帧内,单个字符之间允许的最大延迟时间。(即 Modbus 1.5 个字节标准的处理时间)[2]报文延时:指 Modbus 报文之间允许的最大延时。(即 Modbus 3.5 个字节标准的处理时间)
p2029 现场总线错误统计:现场总线接口上接收错误的统计/显示。
p2040 过程数据监控时间:该时间内没有收到现场总线上的数据,产生一个故障,出厂为100ms,根据从站数量设定。

下图是通讯地址与参数的映射关系,通过现场总线Modbus协议控制变频器的频率给定,只需要将设定频率写入40101寄存器中即可。

过程数据1对应下图中的r2050[0]PZD1,过程数据2对应下图中的r2050[1]PZD2。数据类型为Integer16整型。

当PZD2的值为4000H时,对应主设定值的100%,如果参考转速p2000=1500,参考频率=2000/60*2=50Hz,那么4000H对应频率为50Hz。如果需要通过通讯设定20Hz的频率,首先用20/50=40%,4000H对应十进制为16384,16384*40%≈6554,向寄存器40101写入十进制6554或十六进制4000,即可将频率设定为20Hz。

6.PID控制器给定

由PID控制器根据设定值和过程值计算出输出频率作为变频器的设定频率。关于PID控制功能后面的文章会单独做介绍。
附录
S7-1200与CU240B/E-2之间的Modbus RTU通讯
https://support.industry.siemens.com/cs/document/92074317/s7-1200%E4%B8%8Ecu240b-e-2%E4%B9%8B%E9%97%B4%E7%9A%84modbus-rtu%E9%80%9A%E8%AE%AF?dti=0&lc=zh-CN





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