西门子MM440变频器使用说明
MM440变频器的主要特性
(1)参数设置功能强大,参数设置的范围很广,确保它可对广泛的应用对象进行配置
(2)具有多个继电器输出,多个模拟量输出(0~20mA)
(3)6个带隔离的数字输入,并可切换为NPN/PNP接线:
(4)2个模拟输入:AIN1(0~10V,0~~20mA、-10~+10V)和 AIN2(0~10V,0~20mA):2个模拟输入也可以作为第7和第8个数字输入;
(5)有多种可选件供用户选用,包括与PC通信的通信模块、基本操作面板(BOP)、高级操作面板(AOP)以及进行现场总线通信的 PROFIBUS通信模块。
MM440变频器的性能特征
(1)具有失量控制性能
(2)具有V/f控制性能
(3)具有快速电流限制(FCL)功能,可避免运行中不应有的跳闸。
(4)具有内置的直流注入制动,还具有复合制动功能。
(5)具有内置的制动单元(限外形尺寸为A~F的MM440变频器)
(6)加速/减速斜坡特性具有可编程的平滑功能,包括起始和结束段带平滑圆弧,以及起始和结束段不带平滑圆弧两种方式。
(7)具有比例、积分和微分PD控制功能的闭环控制。
(8)各组参数的设定值可以相互切换,包括电动机数据组(DDS)、命令数据组和设定值信号源(CDS)。
(9)具有动力生制动的缓冲功能,定位控制的斜坡下降典线
MM440变频器的保护特征
(1)具有过电压/欠电压保护;
(2)具有变频器过热保护;
(3)具有接地故障保护;
(4)具有短路保护,以及12t电动机过热保护;
(5)具有PTC/KTY84温度传感器的电动机保护;
MM440变频器的电路结构
接线端子
MM440的操作面板有3种
方式1:用状态显示屏【SDP】进行调试
SDP上有两个LED指示灯用于指示变频器的运行状态。采用SDP进行操作时变频器的预设定必须与电动机的参数(额定功率、额定电压、额定电流、额定频率)兼容。
采用SDP调试时,变频器控制端子的默认设置如下表所示:
使用变频器上装设的SDP进行调试的基础电路如下:
(1)启动和停止电动机(数字输入DIN1由外接开关控制);
(2)电动机反向(数字输入DIN2由外接开关控制);
(3)故障复位(数字输入DIN3由外接开关控制)。
方式2:用基本操作板【BOP】进行调试
利用基本操作面板(BOP)可以更改变频器的各个参数。为了用BOP设置参数,首先必须将 SDP从变频器上拆卸下来,然后装上BOP。
更改P0004的参数滤波功能示例
更改P0719选择命令和频率给定值
方式3:用高级操作板【AOP】调试变频器
高级操作板(AOP)也是可选件。AOP的按键及其功能除了
象BOP一样的方法进行参数设置与修改外,AOP还具有以下附加功能特点:
(1)清晰的多种语言文本显示: (2)多组参数组的上装和下载功能; (3)可以通过PC机进行编程; (4)具有连接多个站点的能力,最多可以连接30台变频器
BOP/AOP的快速调试功能
采用BOP或AOP进行快速调试中,P0010的参数过滤调试功能和 P0003的选择用户访问级别的功能非常重要。P0010=1表示启动快速调试。
变频器的参数有3个用户访问级,即标准访问级(基本的应用)、扩展访问级(标准应用)和专家访问级(复杂的应用)。访问的等级由参数P0003来选择。对于大多数应用对象,只要访问标准级(P0003=1)和扩展级(P0003=2)参数就足够了。
快速调试的进行与参数P3900的设定有关,当它被设定为1时,快速调试结束后要完成必要的电动机计算,并使其他所有的参数(P0010=1不包括在内)复位为工厂的缺省设置。当P3900=1时完成快速调试以后,变频器即已做好了运行准备。
快速调试【QC】的流程如下:
(1)设置用户访问级别P0003。对于大多数应用对象,可采用缺省设定值(标准级)就可以满足要求。
P0003的设定值如下: P0003=1 标准级(基本的应用); P0003=2 扩展级(标准应用); P0003=3 专家级(复杂的应用)。
(2)设置参数过滤器P0004。该参数的作用是按功能的要求筛选(过
滤)出与该功能相关的参数,这样可以更方便地进行调试。
P0004的设定值如下: P0004=0 全部参数(缺省设置); P0004=2 变频器参数; P0004=3 电动机参数; P0004=4 速度传感器
(3)设置调试参数过滤器P0010,开始快速调试
P0010的设定值如下: P0010=0 准备运行; P0010=1 快速调试; P0010=30 工厂的缺省设置值
(4)设置参数P0100,选择工作地区
P0100=0 欧洲;功率单位为kW:频率缺省值为50Hz。 P0100=1 北美;功率单位为hp;频率缺省值60Hz P0100=2 北美;功率单位为kW:频率缺省值60Hz
(5)设置参数P0205,确定变频器的应用对象(转矩特性)。
P0205=0 恒转矩(如压缩机生产过程恒转矩机械); P0205=1 变转矩(如水泵风机)。
(6)设置参数P0300,选择电动机的类型
P0300的设定值如下: P0300=1 异步电动机(感应电动机); P0300=2 同步电动机。
(7)设置参数P0304,确定电动机的额定电压。
根据电动机的铭牌数据键入P0304=电动机的额定电压(V)。
(8)设置参数P0305,确定电动机的额定电流。
电动机额定电流P0305设定值范围一般为0~2倍变频器额定电流,根据电动机的铭牌数据键入,P0305=电动机的额定电流(A)。 对于异步电动机,电动机电流的最大值定义为变频器的最大电流; 对于同步电动机,电动机电流的最大值定义为变频器的最大电流的两倍。
(9)设置参数P0307,确定电动机的额定功率。
电动机额定功率P0307的设定值范围一般股为0~2000kW,应根据电动机的铭牌数据来设定。键入P0307=电动机的额定功率。如果P0100=0或2,那么应键入kW数;如果P0100=1应键入hp数。
(10)设置参数P0308,输入电动机的额定功率因数。
电动机额定功率因数P0308的设定值范围一般为0.000~1.000,应根据所选电动机的铭牌上的额定功率因数来设定。键入P0308=电动机额定功率因数。如果没置为0,变频器将自动计算功率因数的数值。
(11)设置参数P0309,确定电动机的额定效率。
该参数的设定值的范围为0.0~99.9%,根据电动机铭牌键入。如果设置为0,变频器将自动计算电动机效率的数值
(12)设置参数P0310,确定电动机的额定频率。
(13)设置参数P0311,确定电动机的额定速度。
该参数的设定值的范围为0~40000r/min,根据电动机的铭牌数据键入电动机的额定速度(r/min)。如果设置为O,额定速度的数值是在变频器内部进行计算的
(14)设置参数P0320,确定电动机的磁化电流。
该参数设定值的范围为0.0~99.0%,是以电动机额定电流(P0305)的百分数表示的磁化电流。
(15)设置参数P0335,确定电动机的冷却方式。
该参数的取值为: P0335=0,利用安装在电动机轴上的风机自冷: P0335=1,强制冷却采用单独供电的冷却风机进行冷却 P0335=2,自冷和内置冷却风机: P0335=3,强制冷却和内置冷却风机
(16)设置参数P0640,确定电动机的过载因子。
该参数的设定值的范围为10.0~~400.0%,它确定以电动机额定电流(P0305)的%值表示的最大输出电流限制值。在恒转矩方式(由P0205确定)下,这一参数设置为150%;在变转矩方式下,这一参数设置为110%。
(17)设置参数P0700,确定选择命令信号源
P0700=0,将数字1/O复位为出厂的缺省设置值: P0700=1,命令信号源选择为BOP(变频机键盘): P0700=2,命令信号源选择为由端子排输入(出厂的缺省设置); PO7OO=4,命令信号源选择为通过BOP链路的USS设置: P07O0=5,命令信号源选择为通过COM链路的USS设置(经由控制端子29和30): P0700=6,命令信号源选择为通过COM链路的CB设置(CB=通信模块)。
(18)设置参数P1000,选择频率设定值。
该参数用于键入频率设定值信号源,其取值为: P0700=1,电动电位计设定(MOP设定); P0700=2,模拟输入设定值1(工厂的缺省设置); P0700=3,固定频率设定值; PO7OO=4,通过BOP链路的USS设置; P0700=5,通过COM链路的USS设置(控制端子29和30); P070O=6,通过COM链路的CB设置(CB=通信模块); P0700=7,模拟输入设定值2
(19)设置参数P1080,确定电动机的最小频率。
该参数设置电动机的最低频率,其设定值范围为0~650Hz,低于这一频率时电动机的运行速度将与频率的设定值无关。这里设置的值对电动机的正转和反转都适用。
(20)设置参数P1082,确定电动机的最大频率。
该参数设置电动机的最高频率,其设定值范围为0~65OHz。当输入电动机的最高频率高于这频率时,电动机的运行速度将与频率的设定值无关。这里设置的值对电动机的正转和反转都适用。
(21)设置参数P1120,确定斜坡上升时间。
斜坡上升时间是电动机从静止停车加速到电动机最大频率P1082所需的时间,其设定值范围为0~650s。如果斜坡上升时间设置的太短,那么可能出现报警信号 A0501(电流达到限制值)或变频器因故障F0001(过电流)而停车。
(22)设置参数P1121,确定斜坡下降时间。
斜坡下降时间是电动机从最大频率P1082制动减速到静止停车所需的时间,其设定值范围为0一 650s。如果斜坡下降时间设定的太短,那么可能出现报警信号A0501(电流达到限制值),A0502(达到过电压限制值)或变频器因故障 F0001(过电流)或F0002(过电压)而断电。
(23)设置参数P1135,确定OFF3的斜坡下降时间。
OFF3的斜坡下降时间是发出OFF3(快速停车)命令后电动机从其最大频率(P1082)制动减速到静止停车所需的时间,其设定值范围为0一650s。如果设置的斜坡下降时间太短,可能出现报警信号A0501(电流达到限制值)、A0502(达到过电压限制值)或变频器因故障F0001(过电流)或 F0002(过电压)而断电。
(24)设置参数P1300,确定实际需要的控制方式
P1300=0,线性V/f控制 P1300=1,带FCC(磁通电流控制)功能的V/f控制 P1300=2,抛物线V/f控制 P1300=5,用于纺织工业的V/f控制 P1300=6,用于纺织工业的带FCC功能的V/f控制 P1300=19,带独立电压设定值的V/f控制 P1300=20,无传感器量控制 P1300=21,带传感器的矢量控制 P1300=22,无传感器的矢量转矩控制 P1300=23,带传感器的矢量转矩控制
(25)设置参数P1500,选择转矩设定值。
该参数的取值为: P1500=0,无主设定值; P1500=2,模拟设定值1; P1500=4,通过BOP链路的USS设置; P1500=5,通过COM链路的USS设置(控制端子29和30) P1500=6,通过COM链路的CB设置(CB=通信模块); P1500=7,模拟设定值2。
(26)设置参数P1910,选择电动机技术数据自动检测方式
P1910=0,禁止自动检测: P1910=1,自动检测全部参数并改写参数数值,这些参数被控制器接收并用于控制器的控制 P1910=2,自动检测全部参数但不改写参数数值,显示这此参数但不供控制器使用: P1910=3,饱和曲线自动检测并改写参数数值,生成报警信号A0541(电动机机技术数据自动检测功能激活)并用后续的ON命令启动检测
(27)设置参数P3900,快速调试结束
P3900=0,不进行快速调试(不进行电动机数据计算); P3900=1,结束快速调试,进行电动机数据计算,并且将不包括在快速调试中的其他全部参数都复位为出厂时的缺省设置值; P3900=2,结束快速调试,进行电动机技术数据计算,并将I/O设置复位为出厂时的缺省设置: P3900=3,结束快速调试,只进行电动机技术数据计算,其他参数不复位。 P3900=3时,接通电动机,开始电动机数据的自动检测,在完成电动机数据的自动检测以后,报警信号A0541消失。如果电动机要弱磁运行,操作要在P1910=3(“饱和曲”)下重复。
(28)快速调试结束,变频器进入“运行准备”就绪状态
复位为出厂时变频器的缺省设置值的方法
使用BOP、AOP或通信选件,按下面的数值设置参数,大约需要3min就可以把变频器的所有参数复位为出厂时的缺省设置值具体参数设置如下:
(1)设置P0010=30; (2)设置P0970=1;
MM440的常规操作
1、常规操作应该满足的前提条件:
(1)P0010=0,为了正确地进行运行命令的初始化 (2)P0700=1,使能BOP的启动/停止按钮 (3)P1000=1,使能电动电位计的设定值
2、用BOP/AOP进行的基本操作
3、在操作时应注意以下几点
(1)变频器没有主电源开关,因此当电源电压接通时,变频器就已带电:在按下运行(RUN)键或者在数字输入端5出现ON信号(正向旋转)之前,变频器的输出一直被封锁,处于等待状态 (2)如果装有BOP或AOP,并且已选定要显示输出频率(P0005=21),那么在变频器减速停车时,相应的设定值大约每一秒钟显示一次。 (3)变频器出厂时已按相同额定功率的西门子四极标准电动机的常规应用对象进行编程。如果用户采用的是其他型号的电动机,就必须输入电动机铭牌上的规格数据。 (4)除非P0010=1,否则是不能修改电动机参数的。 (5)为了使电动机开始运行,必须将P0010返回0值。
以下是实操环节【基本数字量端口控制启停,由BOP面板给定频率】
基本知识点
MM440变频器有6个数字输入端口(DIN1~DIN6),即端口“5”、“6”、“7”、“8”、“16"和“17”,每个数字输入端口功能很多,可根据需要进行设置。每个端口功能设置通过分别选定参数 P0701~P0706的值来实现,默认值为1。可能的设定值及定义如下: 参数值为0:禁止数字输入。 参数值为1:ON/OFF1(接通正转/停车命令1)。 参数值为2:ONreverse/OFF1(接通反转/停车命令1)。 参数值为3:OFF2(停车命令2),按惯性自由停车。 参数值为4:OFF3(停车命令3),按斜坡函数曲线快速降速。 参数值为9:故障确认。 参数值为10:正向点动。 参数值为11:反向点动。 参数值为12:反转。 参数值为13:MOP(电动电位计)升速(增加频率)。 参数值为14:MOP降速(减少频率)。 参数值为15:固定频率设定值(直接选择)。 参数值为16:固定频率设定值(直接选择+ON命令)。 参数值为17:固定频率设定值(二进制编码选择+ON命令)。 参数值为25:直流注入制动。 参数值为29:由外部信号触发跳闻。 参数值为33:禁止附加频率设定值
变频器有3种基本的停车方法:OFF1、OFF2、 OFF3
(1)OFF1停车命令能使变频器按照选定的斜坡下降速率减速并停止转动,而斜坡下降时间参数可通过改变参数P1121来修改。 (2)OFF2停车命令能使电动机依惯性滑行最后停车脉冲被封锁 (3)OFF3停车命令能使电动机快速地减速停车。在设置了OFF3的情况下,为了启动电动机,二进制输入端必须闭合(高电平)。如果OFF3为高电平,电动机才能启动,并用OFF1或OFF2方式停车:如果OFF3为低电平,电动机是不能启动的。OFF3停车斜坡下降时间用参数P1135来设定。
电路接线
参数设置
(1)恢复变频器工厂默认值。设定P0010=30和P0970=1,按下P键,开始复位,复位过程大约需要3min,结果可使变频器的参数恢复到工厂默认值。 (2)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。电动机参数设置完成后,设P001O=0,变频器当前处于准备状态,可正常运行
电动机参数设置
数字输入控制端口参数
以下是实操环节【基于模拟量信号给频率,开关量控制启、停】
项目需求:用两个开关SA1和SA2控制MM440变频器,实现电动机正转和反转功能,由模拟输入端控制电动机转速的大小。其中,DN1端口设为正转控制,DIN2端口设为反转控制。
基本知识要点
MM440变频器可以用模拟输入端控制电动机转速的大小,它为用户提供了两对模拟输入端口AIN1+、AIN1-、AIN2+、AIN2-,即端口“3”、“4”和端口“10”、“11”
MM440变频器的输出端口“1”、“2”为用户提供了一个高精度的+10V直流稳压电源。外接转速调节电位器RP1串接在电路中,调节RP1时,输入端口AIN1+给定的模拟输入电压改变,变频器的频率输出量紧紧跟踪给定量的变化,从而平滑无级地调节电动机转速的大小。
电路接线图
参数设置
(1)恢复变频器工厂默认值。设定P0010=30和P0970=1,按下P键,开始复位,复位过程大约需要3min,结果可使变频器的参数恢复到工厂默认值。
(2)设置电动机参数。为了使电动机与变频器相匹配,需设置电动机参数。电动机参数设置完成后,设定P0010=0,变频器当前处于准备状态,可正常运行。
设置模拟信号操作控制参数
以下是实操环节【变频器的多段速频率控制】
项目需求:利用MM44O变频器实现电动机三段速频率运转。其中,DIN3端口设为电动机启停控制,DIN1和DIN2端口设为三段速频率输入选择,三段速度设置如下:
第一段:输出频率为15Hz:电动机转速为840r/min; 第二段:输出频率为35Hz;电动机转速为1960r/min; 第三段:输出频率为50Hz;电动机转速为2800r/min;
基本知识要点
MM440变频器的六个数字输入端口(DIN1~DIN6),即端口“5”、“6”、“7”、“8”、“16"和“17”,可根据需要通过分别选定参数P0701~ P0706的值来实现多段速频率控制。每一个频段的频率可分别由P1001~P1015参数设置,最多可实现15频段控制。在多频段控制中,电动机的转速方向是由P1001~P1015参数所设置的频率正负决定的,六个数字输入端口,哪一个作为电动机运行、停止控制,哪些作为多频段控制,是可以由用户任意确定的。一旦确定了某一数字输入端口的控制功能,其内部参数的设置值必须与端口的控制功能相对应。
例如,用DIN1、DIN2、 DIN3、 DIN4四个输入端来选择16段频率,其组合形式如下表所示:
电路接线
参数设置
(1)恢复变频器工厂默认值。设定P0010=30和P0970=1,按下P键,开始复位,复位过程大约需要3min,结果可使变频器的参数恢复到工厂默认值。
(2)设置电动机参数。为了使电动机与变频器相匹配,需设置电动机参数。电动机参数设置完成后,设定P0010=0,变频器当前处于准备状态,可正常运行。
设置三段固定频率控制参数
实操环节【PLC联机多段速频率控制】
项目需求:通过S7-200PLC和MM440变频器联机,实现电动机延时控制运转。按下正转按钮SB1,延时10s后,电动机启动并运行在频率为30Hz,对应电动机转速为1680r/min。按下反转按钮SB3,延时20s后,电动机反可运行在频率为30Hz,对应电动机转速为1680r/min。按下停止按钮 SB2,电动机停止运行。
S7-200 PLC输入/输出分配
电路接线
PLC控制逻辑
变频器参数设置如下表所示