变频器的控制逻辑,基本就是启动,停止,正转,反转,调速这几样,这些逻辑基本上要求电平状态有效,而不是上升沿有效。因此,在使用按钮开关控制变频器时,一般需要使用自我保护形式的按钮开关。而变频器启停方式主要有以下几种
一、面板启停
将变频器的启停命令源设置为面板启停,通过变频器控制面板上的启动按键和停止按键即可启动或停止变频器。
参数设置举例
ABB ACS510
用键盘上的按钮选择为LOC模式或在REM模式下,参数P1001=8 外部命令1来自控制盘。
英威腾GD200A
P00.01=0 运行指令通道为键盘
西门子G120C
用键盘上的按钮选择为HAND模式
二、端子启停
将变频器的启停命令源设置为端子启停,使电源流经变频器的DI端子形成回路即可通过光耦触发变频器的DI输入端为得电状态。
变频器DI输入端子的接法
变频器的DI端子通常都可以接成源型或漏型,下面通过英威腾GD200A变频器来区分这两种接法。
源型接法
可以理解为每个S端子是电流的源头,电流从每个DI端子流出去最终流回到电源负极。
使用内部电源
变频器S(DI)端子的公共端PW和内部电源的正极+24V短接,通过虚线左侧的外部电路使S端子与内部电源的负极COM端子接通,电流即可形成回路,S1端子输入为真。
使用外部电源(电压等级请参考手册说明)
变频器S(DI)端子的公共端PW和外部电源的正极短接,通过虚线左侧的外部电路使S端子与外部电源的负极接通,电流即可形成回路,S1端子输入为真。
漏型接法
可以理解为每个S端子像漏斗一样把电流接收进来,电流被每个DI端子接收后最终流回到电源负极。
使用内部电源
变频器S(DI)端子的公共端PW和内部电源的负极COM短接,通过虚线左侧的外部电路使内部电源的正极与S端子接通,电流即可形成回路,S1端子输入为真。
使用外部电源(电压等级请参考手册说明)
变频器S(DI)端子的公共端PW和外部电源的负极短接,通过虚线左侧的外部电路使外部电源的正极与S端子接通,电流即可形成回路,S1端子输入为真。
类比
ABB ACS510变频器
下图接法为漏型接法,如果要改成源型接法,可将DCOM端子与24V端子短接,再通过控制DI端子与GND端子的通断来控制DI输入是否有效。
西门子G120C变频器两种不同的接法
西门子MM430变频器DI输入端子两种不同的接法
端子启停的控制方式
在不考虑正反转控制的情况下,端子启停主要有2线启停和3线启停两种方式。
DI两线控制启停
只需要变频器启停命令源定义的这一个DI端子信号始终保持为真,变频器就会持续运行,当DI端子信号为假时,变频器就会停机。
此时在设计变频器启停电路时,在启动变频器时应使用自锁功能使DI信号一直保持为真状态,需要停机时再断开电路使DI信号变为假。
常开触点和常闭触点
常开触点是指控制元件的线圈在失电的状态或无人操作状态,触点为开路,即断开的状态;常闭触点是指控制元件的线圈在失电的状态或无人操作状态,触点为闭合状态,即接通状态。
图纸上画出的,是断开状态就是常开,是闭合状态就是常闭。
保持型旋钮控制
保持型旋钮,当旋钮旋转至运行位置松开旋钮,旋钮后的触点持续保持接通以控制变频器持续运行;需要停止变频器时,再将旋钮旋转回停机位置,旋钮后的触点断开,变频器停机。
自锁电路控制
如果使用启动和停止按钮来控制,那么在启动电路被按下后,需要将继电器的常开触点并联至启动按钮,从而对继电器进行自锁,启动按钮松开复位后,继电器仍然能够保持接通状态。再通过继电器的一副常开触点来控制变频器的DI信号即可使变频器保持持续运行的状态。当按下停止按钮时,继电器失电断开,DI信号也会断开,变频器停机。
DI三线控制启停
通常情况
启动变频器时,一个端子(DI2)保持为真的状态,另一个端子(DI1)点动为真后变频器即可持续运行,需要停机时只需点动断开这个一直保持为真状态的端子(DI2)。
通常情况:通俗的描述就是当停止按钮未被按下时,启动按钮被按下,变频器运行;启动按钮松开后变频器保持运行状态;停止按钮被按下,变频器停止;停止按钮松开后,变频器保持停止状态。
特殊的情况分析:如果先按下了停止按钮不松开,再按下启动按钮,变频器不会运行;如果按下启动按钮不松开,按下停止按钮时变频器停止,松开停止按钮时变频器又开始运行。
特殊1:二常开按钮实现DI三线启停控制
此种接法如果不进行参数设置,变频器的启动按钮无法控制变频器启动,我们可以通过设置变频器参数使用DI输入信号的取反功能将S2端子的信号取反,也就是按钮SB2未被按下时,S2端子的输入状态为真,按钮SB2被按下时,S2端子的输入状态为假。
特殊:二常闭按钮实现DI三线启停控制
此种情况如果SB2停止按钮未被按下,变频器将一直处于运行状态。我们可以通过设置变频器参数使用DI输入信号的取反功能将S1端子的信号取反,也就是按钮SB1未被按下时,S1端子的输入状态为假,按钮SB2被按下时,S1端子的输入状态为真。
三线控制启停的参数设置举例
ABB ACS510
REM模式下,P1001=3 DI1P,2P-3-线控制启停(P代表脉冲,启动按钮是常开的,接到DI1。为了启动变频器,DI2在DI1得到脉冲信号时应保持得电状态。多个启动按钮应是并联的。停止按钮是常闭的,接到DI2。多个停止按钮应是串联的。
还有其他通过按钮点动控制的模式,请参考变频器手册中的描述
英威腾GD200A
P00.01=1 运行指令来自端子
P5.01=1 S1端子定义为正转运行(FWD)
P5.02=3 S2端子定义为三线式运行控制(SIn)
P5.10 设置输入端子极性选择,是否对输入端子进行取反。正常情况下不需要设置,上文提到的两种特殊情况才根据需要设置。
西门子G120C
两线,三线控制启停概述
通过参数P3334进行选择,然后通过参数P3330,P3331,P3332参数连接至r722数字量DI输入状态即可实现两线,三线控制。
三线制控制,使能/正传/反转
总结
不同品牌的变频器,设置启停命令无非就是为端子分配功能还是为功能分配端子的区别。
三、通讯启停
通讯启停需要将变频器的启动命令源设置为通讯现场总线。
现场总线的分类
各现场总线有通讯接口和通讯协议的区别,大致可按照下图分类。
通讯控制方式(以Modbus RTU协议为例)
控制过程
将总线的物理链路连接好之后,就可以按照协议要求向变频器发送报文来控制变频器的启停。
变频器的通讯控制字
总的来说,以下三种变频器使用Modbus协议都是通过控制字来控制变频器的启停,手册中可以查询到控制字对应的寄存器地址,不同的是英威腾变频器是通过一个具体的值来控制变频器的运行方式,而ABB和西门子变频器都是通过控制字按照位功能实现变频器运行的控制。
参数设置举例
ABB ACS510
控制字的寄存器地址
控制字每1位的功能
确定出控制字
ACS510变频器控制字需要按照每一位进行确定,确定过程如下。
设置启停命令源
P1001=10 外部命令1来自COMM通讯
写入控制字
通讯控制字必须存储在一个Modbus寄存器中,而每个寄存器都有一个地址。按位配置好我们所需的功能,将控制字的二进制数值换算为16进制,写入变频器的控制字寄存器地址即可控制变频器的启停。
向控制字寄存器写入0x047F,变频器启动;向变频器写入0x0476,变频器停止。
主站通过通讯总线向所有从机发送Modbus报文,将控制字的内容写入指定的从站的指定寄存器中。如图中所示主站发送的报文所有从站都可以收到,但只有与报文中的从机地址相符的从站中指定寄存器的值会改变并返回相应的报文,其他从机地址不匹配的从站寄存器中的控制字内容不会改变,也不会返回报文。
英威腾GD200A
控制字的寄存器地址及控制字数据意义
确定出控制字
手册中一看就能明白,写入数值1-8即可实现不同的功能。
设置启停命令源
P00.01=2 运行指令通道来自通讯
写入控制字
报文发送过程同上文ACS510写入控制字的介绍,向控制字寄存器写入0x0001,变频器启动;向变频器写入0x0005,变频器停止。
西门子G120C
控制字寄存器地址
控制字每1位的功能
设置启停命令源
上表中最右侧的列中列出了每个功能的参数地址,例如p0840[0]表示ON/OFF1参数,而r2090.0则代表控制字的第0位。设置p0840[0]=r2090.0就将ON/OFF1和控制字的第0位关联起来,用现场总线改变控制字的第0位就相当于改变了ON/OFF1的值,就可以控制变频器的启停。
如上面端子启停中的介绍,西门子变频器有很多启停控制相关的参数(ON/OFF1,ON/OFF2,ON/OFF3,使能/禁止运行,使能/禁止转速控制器,使能/禁止斜坡函数发生器),可以将他们都关联到r2090通讯控制字的各个对应的位,通过现场总线改变控制字来控制启停,也可以将部分参数关联到r2090通讯控制字对应的位。
总之,这些对应上图表中与启停关联的参数都必须使能才能使变频器运行起来。如果变频器没有如期运行,请依次检查1-6及10号位对应的参数。
西门子BICO功能
如果你还是不理解西门子变频器启停命令的设置,请了解BICO信号互联的说明。前面端子启停中说过,英威腾变频器设置启停命令源是先选择一个模式(面板,端子,通讯),选为端子时需要再选一个端子分配成启停功能,而ABB变频器是直接选择一个模式(面板,某个端子,通讯)。西门子变频器就更直接了,某个DI端子,通讯都变成了一个个r型的只读参数,设置时将启停命令源设置为对应的r参数即可。
相关链接:变频器维修中最常用的3种运行方式