S7-200PLC的变频器.ppt

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1、第9章 S7-200PLC的变频器控制技术,MM420系列变频器简介及调试操作 PLC和变频器的联机控制及训练 PLC的变频器控制指令USS应用及实训,9.1 MICROMASTER420变频器简介,MICROMASTER420（MM420）是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。该系列有多种型号，从单相电源电压AC200240V，额定功率120W 到三相电源电压AC200240V/AC380480V，额定功率11KW。变频器由微处理器控制，并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为功率输出器件。因此，它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选

2、的，因而降低了电动机运行的噪声。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。MM 420 既可用于单机驱动系统，也可集成到自动化系统中。MM 420有多种可选件供用户选用：用于与PC通讯的通讯模块，基本操作面板（BOP），高级操作面板（AOP），用于进行现场总线通讯的 PROFIBUS通讯模块。,9.1.1 MM420系列变频器的配线,变频器可以通过外部模拟量输入接口（3、4），3点开关量输入信号（5、6、7）1点开关量输出信号（10、11）进行控制；12、13端子为模拟量输出020 mA信号，其功能也是可编程的，用于输出显示运行频率、电流等。变频器有两路频率设定通道，开环控制时只用

3、AIN1通道，闭环控制时使用AIN2通道作为反馈输入，两路模拟设定进行叠加。14、15为通信接口端子，是一个标准的RS-485接口。S7-200系列PLC通过此通信接口，可以实现对变频器的远程控制，,模拟输入回路可以另行组态，用以提供一个附加的数字输入（DIN4）,9.1.2 MM420变频器的调试及参数简介,1.MM420变频器操作面板的介绍,利用 SDP 和制造厂的默认设置值，就可以使变频器成功地投入运行 如果工厂的默认设置值不适合用户的设备情况，可以利用基本操作板（BOP），或高级操作板（AOP）修改参数。,2.BOP面板基本操作方法,2.BOP面板基本操作方法,2.BOP面板基本操作方

4、法,3.MM420变频器参数简介,（1）MM420变频器参数分类。MM420变频器参数可以分为显示参数和设定参数两大类。显示参数为只读参数，以r表示，典型的显示参数为频率给定值、实际输出电压、实际输出电流等。设定参数为可读写的参数，以p表示。设定参数可以用基本操作面板、高级操作面板或通过串行通信接口进行修改，使变频器实现一定的控制功能。变频器的参数有三个用户访问级，“1”标准级、“2”扩展级和“3”专家级。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。第四级的参数只是用于内部的系统设置，是不能修改的。第四访问级参数

5、只有得到授权的人员才能修改。,（2）变频器常用的设定参数,P0003：用于定义用户访问级，P0003的设定值如下：P0003=1：标准级，可以访问最经常使用的参数。P0003=2：扩展级，允许扩展访问参数的范围。P0003=3：专家级，只供专家使用。P0003=4：维修级，只供授权的维修人员使用，具有密码保护。,（2）变频器常用的设定参数,P0004：参数过滤器，用于过滤参数，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的访问级为1。参数过滤器P0004的设定值如下：P00040 全部参数。P00042 变频器参数。P00043 电动机参数。P00047

6、命令，二进制 I/O P00048 ADC（模-数转换）和 DAC（数-模转换）。P000410 设定值通道/RFG（斜坡函数发生器）。P000412 驱动装置的特征。P000413 电动机的控制。P000420 通讯。P000421 报警/警告/监控。P000422 工艺参量控制器（例如 PID）。,（2）变频器常用的设定参数,P0010：变频器工作方式的选择，P0010的访问级为P0003=1。P0010=0为运行，P0010=1为快速调试，P0010=30恢复工厂默认的的设置值。在P0010=1时，变频器的调试可以非常快速和方便地完成。这时，只可以设置一些重要的参数（例如P0304，P0

7、305 等）。这些参数设置完成时，当P3900设定为 13时，快速调试结束后立即开始变频器参数的内部计算。然后自动把参数P0010 复位为0。,（2）变频器常用的设定参数,P0100：本参数用于确定功率设定值的单位是“kW”还是“hp”以及电动机铭牌的额定频率。P0100只有在快速调试P0010=1时才能被修改，参数的访问级为P0003=1。可能的设定值：P0100=0 功率设定值的单位为kW，频率默认值50 Hz。（我国适用）。P0100=1 功率设定值的单位为hp，频率默认值60 Hz。P0100=2 功率设定值的单位为kW 频率缺省值 60 Hz。,（2）变频器常用的设定参数,P0300

8、：选择电动机的类型，P0100只有在快速调试P0010=1时才能被修改，参数的访问级为P0003=2。可能的设定值：P0300=1 异步电动机。P0300=2 同步电动机。P0304：电动机的额定电压（V），应根据所选用电动机铭牌上的额定电压设定。本参数的访问级为1，只有在快速调试P0010=1时才能被修改。P0305：电动机额定电流（A），根据电动机铭牌数据的额定电流设定，本参数只能在 P0010=1（快速调试）时进行修改，访问级为1。P0307：电动机额定功率，应根据电动机铭牌数据的额定功率（kW/hp）设定。P0100=0（功率的单位为KW，频率缺省值 50 Hz）时，本参数的单位为KW

9、。本参数只能在 P0010=1（快速调试）时才可以修改。访问级为1。,（2）变频器常用的设定参数,P0308：电动机的额定功率因数，根据电动机铭牌数据的额定功率因数设定，本参数只能在 P0010=1（快速调试）时进行修改，而且只能在 P0100=0 或 2（输入的功率以kW为单位）时才能见到。但参数的设定值为0时，将由变频器内部来计算功率因数（见 r0332）。本参数的访问级为2。P0310：电动机的额定频率，设定值的范围为12650Hz，默认值是50Hz,根据电动机铭牌数据的额定频率设定。本参数只能在 P0010=1（快速调试）时进行修改。访问级为1。P0311：电动机的额定速度（r/min

10、），本参数只能在 P0010=1（快速调试）时进行修改。参数的设定值为 0 时，将由变频器内部来计算电动机的额定速度。对于带有速度控制器的矢量控制和 V/f 控制方式，必须有这一参数值。如果这一参数进行了修改，变频器将自动重新计算电动机的极对数。访问级为1。,（2）变频器常用的设定参数,P0700：选择命令源，即变频器运行控制指令的输入方式。访问级为1。可能的设定值：P0700=0 工厂的缺省设置 P0700=1 由变频器的基本面板BOP设置 P0700=2 由变频器的开关量输入端（DIN1DIN4）进行控制，DIN1DIN4的控制功能通过参数P0701P0704定义。P0700=4 通过 B

11、OP 链路的USS 设置 P0700=5 通过 COM 链路的USS 设置 P0700=6 通过 COM 链路的通讯板（CB）设置改变这一参数时，同时也使所选项目的全部设置值复位为工厂的缺省设置值。例如：把它的设定值由 1 改为 2 时，所有的数字输入都将复位为缺省的设置值。P0701：数字输入DIN 1的功能P0702：数字输入DIN 2的功能P0703：数字输入DIN 3的功能P0704：数字输入DIN 4的功能,（2）变频器常用的设定参数,P0701P0704的访问级为2，设定值如下：0：禁止数字输入即不使用该端子。1：ON/OFF1（接通正转/停车命令 1）。2：ON reverse/

12、OFF1（接通反转/停车命令1）。3：OFF2（停车命令2），电动机按惯性自由停车。4：OFF3（停车命令3），电动机快速停车。9：故障确认。10：正向点动。11：反向点动。12：反转。13：MOP（电动电位计）升速（增加频率）。14：MOP 降速（减少频率）。15：固定频率设定值（直接选择）。16：固定频率设定值（直接选择+ON命令）。17：固定频率设定值（二进制编码的十进制数（BCD 码）选择+ON 命令）。21：机旁/远程控制。25：直流注入制动。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（仅用于特殊用途）。,（2）变频器常用的设定参数,P0970：

13、工厂复位。P0970=1 时所有的参数都复位到它们的缺省值。工厂复位前，首先要设定 P0010=30（工厂设定值），且变频器停车。访问级为1。可能的设定值：P0970=0 禁止复位 P0970=1 参数复位,（2）变频器常用的设定参数,P1000：频率设定值的选择。访问级为1。常用的设定值：P1000=1 MOP 设定值P1000=2 模拟设定值 P1000=3 固定频率 P1000=4 通过BOP 控制面板，由连接总线以USS串行通信协议设定 P1000=5 通过 COM 链路的USS 设定，即由RS485接口通过连接总线以USS串行通信协议，由PLC设定。P1000=6 通过COM链路的C

14、B设定，即由通信接口模块通过连接总线进行设定。,（2）变频器常用的设定参数,P1001P1007：定义固定频率17 的设定值。访问级为2。为了使用固定频率功能，需要用 P1000=3 选择固定频率的操作方式。有三种选择固定频率的方法：（1）直接选择（P0701-P0703=15）（2）直接选择+ON 命令（P0701-P0703=16）（3）二进制编码的十进制数（BCD码）选择+ON 命令（P0701-P0703=17）,（2）变频器常用的设定参数,直接选择（1）直接选择（P0701-P0703=15）（2）在这种操作方式下，一个数字输入选择一个固定频率，还需要一个ON命令才能使变频器投入运行

15、。（3）如果有几个固定频率输入同时被激活即：数字输入端接通，为1，选定的频率是它们的总和。例如：FF1+FF2+FF3,（2）变频器常用的设定参数,直接选择+ON 命令（P0701-P0703=16）（1）选择固定频率时，既有选定的固定频率，又带有 ON 命令，把它们组合在一起。（2）在这种操作方式下，一个数字输入选择一个固定频率。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。例如：FF1+FF2+FF3,（2）变频器常用的设定参数,二进制编码的十进制数（BCD码）选择+ON 命令（P0701-P0703=17）使用这种方法最多可以选择7 个固定频率。,表9-2 二进制编码的十进制

16、数（BCD码）选择+ON 命令的七段频率设定,（2）变频器常用的设定参数,P1080：变频器输出的最低频率（Hz）。其范围为0.00650.00 Hz，工厂默认值为0 Hz。本参数访问级为1。P1082：变频器输出的最高频率（Hz）。其范围为0.00650.00 Hz，工厂默认值为50 Hz。本参数访问级为1。P1120：斜坡上升时间（即电动机从静止状态加速到最高频率P1082设定值所用的时间），其设定范围0650s，工厂默认值是10s，本参数的用户访问级为1。P1121：斜坡下降时间（即电动机从最高频率P1082设定值减速到静止状态所用的时间），其设定范围0650s，工厂默认值是10s，如果

17、设定的斜坡下降时间太短，就有可能导致变频器跳闸。本参数访问级为1。,（2）变频器常用的设定参数,P1300：变频器的控制方式，控制电动机的速度和变频器的输出电压之间的相对关系，当p1300=0时为线性特性的 V/f 控制。本参数访问级为2。P3900：结束快速调试，本参数只是在 P0010=1（快速调试）时才能改变。本参数访问级为2。可能的设定值：P3900=0 不用快速调试 P3900=1 结束快速调试，并按工厂设置使参数复位 P3900=2 结束快速调试 P3900=3 结束快速调试，只进行电动机数据的计算,（3）变频器的参数恢复为出厂默认参数。,当变频器的参数设定错误，将影响变频器的正常

18、运行，可以使用基本面板或高级面板操作，将变频器的所有参数恢复到工厂默认值，步骤如下：设定 P0010=30，设定 P0970=1，完成复位过程至少要3 分钟。,1.实训目的（1）掌握MM420变频器基本参数输入的方法。（2）掌握MM420变频器参数恢复为出厂默认值的方法。（3）掌握快速调试的内容及方法。2.实训内容（1）用基本操作面板（BOP）更改参数的数值。下面说明如何改变P0003“访问级”的数值。操作步骤见表9-3。,9.1.3 变频器的调试实训,表9-3 修改访问级参数P0003的步骤,（2）改变参数数值的操作,为了快速修改参数的数值，可以一个个地单独修改显示出的每个数字，操作步骤如下

19、：当已处于某一参数数值的访问级（参看“用 BOP 修改参数”）。1）按（功能键），最右边的一个数字闪烁。2）按/，修改这位数字的数值。3）再按（功能键），相邻的下一位数字闪烁。4）执行 2 至 4 步，直到显示出所要求的数值。5）按，退出参数数值的访问级。,（3）快速调试（P0010=1）,利用快速调试功能使变频器与实际使用的电动机参数相匹配，并对重要的技术参数进行设定。在快速调试的各个步骤都完成以后，应选定 P3900，如果它置 1，将执行必要的电动机计算，并使其他所有的参数（P0010=1 不包括在内）恢复为出厂默认设置值。只有在快速调试方式下才进行这一操作。快速调试的操作步骤如表9-4所

20、示。,表9-4 快速调试步骤,P0100的设定值 0应该用DIP关来更改，使其设定的值固定不变。,表9-4 快速调试步骤,表9-4 快速调试步骤,表9-4 快速调试步骤,表9-4 快速调试步骤,表9-4 快速调试步骤,9.1.4用变频器的输入端子实现电动机的正反转控制实训,（1）1.实训目的学会MM420变频器基本参数的设置。（2）学会用MM420变频器输入端子DIN1、DIN2对电动机正反转控制。（3）通过BOP面板观察变频器的运行过程。,2.实训内容 用开关S1和S2，控制MM420变频器，实现电动机正转和反转功能，电动机加减速时间为5S。DIN1端口设为正转控制，DIN2端口设为反转控制

21、。（1）电路接线如图所示。检查无误后合上QS。,9.1.4用变频器的输入端子实现电动机的正反转控制实训,（2）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，复位过程大约为3min，这样就保证了变频器的参数恢复到工厂默认值。（3）设置电动机的参数。为了使电动机与变频器相匹配，需要设置电动机的参数。电动机用型号WDJ24（实验室配置），其额定参数如下：额定功率为40瓦，额定电压380V，额定电流0.2A，额定频率50Hz，转速1430r/min，三角型接法。电动机参数设置见表9-5。电动机参数设置完成后，设P0010=0，变频器当前处于准备状态，可正常运行。,9.

22、1.4用变频器的输入端子实现电动机的正反转控制实训,9.1.4用变频器的输入端子实现电动机的正反转控制实训,表9-5 电动机参数设置,（4）设置数字输入控制端口参数，如表9-6所示。,（5）操作控制1）电动机正向运行。当接通S1时，变频器数字输入端口DIN1为“ON”，电动机按P1120所设置的15s斜坡上升时间正向启动，经5s后稳定运行在1144r/min的转速上。此转速与P1040所设置的40Hz频率对应。断开开关S1，数字输入端口DIN1为“OFF”，电动机按P1121所设置的5s斜坡下降时间停车，经5s后电动机停止运行。2）电动机反向运行。接通开关S2，变频器输入端口DIN2为“ON”

23、，电动机按P1120所设置的5s斜坡上升时间反向启动，经过5s后稳定运行在1144r/min的转速上。此转速与P1040所设置的40Hz频率相对应。断开开关S2，数字输入端口DIN2为“OFF”，电动机按P1121所设置的 5s斜坡下降时间停车，经15s后电动机停止运行。3）在上述的操作中通过BOP面板，操作功能键 观察电动机运行的频率。,9.1.4用变频器的输入端子实现电动机的正反转控制实训,3.训练题（1）利用变频器外部端子实现电动机的正反转及点动控制，设置DIN1为点动控制，DIN2为正转，DIN3为反转，加减速时间为5s。要求点动运行的频率为10Hz,正转频率为20Hz，反转频率为30

24、Hz,。画出外部接线图，写出参数设置。（2）利用变频器的基本操作面板（BOP）实现电动机的正反转及电动的控制，按BOP面板上的 或 键控制电动机运行的频率。写出参数设置。,9.1.4用变频器的输入端子实现电动机的正反转控制实训,9.1.5变频器的模拟信号操作控制实训,1.实训目的（1）学会用MM420变频器的模拟信号输入端对电动机转速的控制。（2）掌握MM420变频器基本参数的设置的方法。（3）通过BOP面板观察变频器频率的变化。,2.实训内容 用开关S1和S2控制MM420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。DIN1端口设为正转控制，DIN2端口设为反转控制。

25、（1）电路接线如图9-4所示。MM420变频器的“1”（+10V）、“2”（0V）输出端为用户的给定单元提供了一个高精度的+10V直流稳压电源。转速调节电位器RPl串接在电路中，调节RPl时，输入端口AINI+给定的模拟输入电压改变，变频器的箱出量紧紧限踪给定量的变化，从而平滑无级地调节电动机转速的大小。MM420变频器为用户提供了一对模拟输入端口AINl+、AINl-，即端口“3”、“4”，如图9-4所示。按图9-4所示连接电路。检查电路正确无误后，合上主电源开关QS。,9.1.5变频器的模拟信号操作控制实训,（2）恢复变频器工厂默认值。设定P0010=30和P0970=1，按下P健，开始复

26、位，复位过程大约为3min，这样就保证了变频器的参数恢复到工厂默认值。（3）设置电动机参数。电动机参数设置同表9-5。设置完成后，设P0010=0，变频器当前处于准备状态，可正常运行。（4）按表9-7设置模拟信号操作控制参数。,9.1.5变频器的模拟信号操作控制实训,9.1.5变频器的模拟信号操作控制实训,表9-7 模拟信号操作控制参数,（5）操作控制图9-4 模拟信号输入端对电动机转速的控制1）电动机正转。按下电动机正转开关S1，数字输入端口DIN1为“ON”，电动机正转运行，转速由外接电位器RP1来控制，模拟电压信号在010V之间变化，对应变频器的频率在050Hz之间变化（通过BOP面板观

27、察），对应电动机的转速在0额定转速之间变化。当松开Sl时，电动机停止运转。2）电动机反转。按下电动机反转开关S2，数字输入端口DIN2为“ON”，电动机反转运行，其他操作与电动机正转相同。,9.1.5变频器的模拟信号操作控制实训,1.实训目的（1）学会变频器多段速频率控制方式。（2）熟练掌握变频器的运行操作过程。2.实训内容利用MM420变频器控制实现电动机三段速频率运转。DIN3端口设为电动机起停控制，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20Hz；第二段：输出频率为30 Hz；第三段：输出频率为50 Hz。,9.1.6变频器的多段速频率控制实训,

28、（1）电路接线如图所示。检查电路正确无误后，合上主电源开关QS。,9.1.6变频器的多段速频率控制实训,（2）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,复位过程大约为3min,这样就保证了变频器的参数恢复到工厂默认值。2）设置电动机参数。电动机参数设置完成后，设P0010=0，变频器当前处于准备状态,可正常运行。3）设置三段固定频率控制参数，如表9-8。MM420变频器的三个数字输入端口（DIN1DIN3），可以通过P0701P0703设置实现多频段控制。每一频段的频率可分别由P1001P1007设置，最多可实现7段频率控制。在多段频率控制中

29、，电动机的转速方向是由P1001P1007参数所设置的频率正负决定的。三个数字输入端口，哪一个作为电动机运行、停止控制，哪些作为多段频率控制，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。,9.1.6变频器的多段速频率控制实训,9.1.6变频器的多段速频率控制实训,表9-8 三段固定频率控制参数表,（3）操作控制。当按下开关S3时，数字输入端口DIN3为“ON”，允许电动机运行。1）第1段控制。当开关S1接通、S2断开时，变频器数字输入端口DIN1为“ON”，端口DIN2为“OFF”，变频器工作在由P1001参数所设定的频率为20H

30、z的第1段上，电动机运行在与此频率对应的转速上。2）第2段控制。当开关S1断开、S2接通时，变频器数字输入端口DIN1为“OFF”，端口DIN2为“ON”，变频器工作在由P1002参数所设定的频率为30Hz的第2段上，电动机运行在与此频率对应的转速上。3）第3段控制。当按钮S1接通、按钮S2接通时，变频器数字输入端口DIN1为“ON”，端口DIN2为“ON”，变频器工作在由P1003参数所设定的频率为50Hz的第3段上，电动机以额定转速运行。4）电动机停车。当按钮SB1、SB2都断开时，变频器数字输入端口DIN1、DIN2均为“OFF”，电动机停止运行。或在电动机正常运行的任何频段，将SB3断

31、开使数字输入端口DIN3为“OFF”，电动机也能停止运行。,9.1.6变频器的多段速频率控制实训,3.训练题用开关变频器实现电动机7段速频率运转。7段速设置分别为:第1段输出频率为5Hz；第段输出频率为-10Hz；第3段输出频率为15Hz；第段输出频率为10Hz；第段输出频率为-5Hz；第6段输出频率为-20Hz;第7段输出频率为50Hz。画出变频器外部接线图，写出参数设置。,9.1.6变频器的多段速频率控制实训,9.2 PLC和变频器的联机控制,9.2.1 PLC与变频器的联机方式和要求1.PLC对变频器的控制方式PLC对变频器的控制方式可以分为两大类，（1）外部端子控制；（2）是通信控制方

32、式。,9.2 PLC和变频器的联机控制,2.PLC和变频器的联机注意事项1）对PLC本身应按规定的接线标准和接地条件进行接地，而且应注意避免和变频器使用共同的接地线，且在接地时使两者尽可能分开。2）当电源条件不太好时，应在PLC的电源模块及输入、输出模块的电源线上接入噪声滤波器和降低噪声用的变压器等。另外，若有必要，在变频器一侧也应采取相应的措施。3）当把变频器和PLC安装于同一操作柜中时，应尽可能使与变频器有关的电线和与PLC有关的电线分开。4）通过使用屏蔽线和双绞线以提高抗嗓声干扰水平。,9.2.2 PLC和变频器的联机正反转控制实例及训练,1.实训目的（1）熟练掌握PLC和变频器联机操作

33、方法。（2）熟练掌握PLC和变频器联机调试方法。2.实训内容 通过S7-224型PLC和MM420变频器联机，实现电动机正反转控制运转，按下正转按钮SB2，电动机起动并运行，频率为35Hz。按下反转按钮SB3，电动机反向运行，频率为35Hz。按下停止按钮SB1，电动机停止运行。电动机加减速时间为10s。,9.2.2 PLC和变频器的联机正反转控制实例及训练,（1）IO分配I0.0 电动机停止按钮 Q0.0 电动机正转I0.1 电动机正转按钮 Q0.1 电动机反转I0.2 电动机反转按钮（2）电路接线图及程序如图9-6所示。,表9-9 变频器参数设置表,3.训练题 利用PLC和变频器联机控制实现

34、电动机的延时控制，按下正转按钮，电动机延时10s后正向启动，运行频率为25Hz，电动机加速时间为8s。电动机正向运行30s后，自动反向运行，运行频率为25Hz，电动机反向运行50s，电动机再正向运行，如此反复。在任何时刻按下反转按钮电动机都会反转，按下停止按钮电动机停止。画出PLC和变频器联机接线图，写出PLC程序和变频器参数设置。,9.2.2 PLC和变频器的联机正反转控制实例及训练,9.2.3 PLC联机多段速频率控制实例及训练,1.实训目的（1）掌握PLC和变频器多段速频率联机操作方法。（2）熟练掌握PLC和变频器联机调试方法。2.实训内容 通过S7-224型PLC和MM420变频器联机

35、，实现电动机三段速频率运转控制，按下起动按钮SB1，电动机起动并运行在第一段，频率为10Hz，延时20s后电动机运行在第二段，频率为20Hz，再延时10s后电动机反向运行在第三段，频率为50Hz，。按下停车按钮，电动机停止运行。（1）IO分配表 变频器数字输入DIN1、DIN2端口通过P0701、P0702参数设为三段固定频率控制端，每一频段的频率可分别由P1001、P1002和P1003参数设置。变频器数字输入DIN3端口设为电动机运行、停止控制端，可由P0703参数设置。I0.0 电动机停止按钮 Q0.0 DIN1 I0.1 电动机启动按钮 Q0.1 DIN2 Q0.3 DIN3,（2）电

36、路接线图及程序如图所示。,表9-10 变频器参数设置表,3.训练题联机控制实现电动机7段速频率运转。7段速设置分别为：第1段输出频率为5Hz；第2段输出频率为-10Hz；第3段输出频率为15Hz；第4段输出频率为20Hz；第5段输出频率为-30Hz；第6段输出频率为-10Hz；第7段输出频率为25Hz；画出PLC和变频器联机接线图，写出PLC程序和变频器参数设置。,9.3PLC的变频器控制指令USS,通过USS协议与变频器通讯，使用USS指令库中已有的子程序和中断程序使变频器的控制更加简便。可以用USS指令控制变频器和读取写入变频器的参数。用于变频器控制的编程软件需要安装STEP 7-Micr

37、o/WIN指令库（Libraries），库中的USS Protocol提供变频器控制指令。如图9-8所示。,USS指令使用S7-200中的下列资源：,（1）初始化USS协议将端口0指定用于USS通讯。使用USS_INIT指令为端口0选择USS。选择USS协议与变频器通讯后，不能将端口0再用于其他用途，也不能再用端口0与STEP 7-Micro/WIN通讯。（2）在使用USS协议控制变频器时，可以选用CPU 226、CPU 226XM或EM277 PROFIBUS与计算机中PROFIBUS CP连接的DP模块，这样端口0用于与变频器的通信，端口2用于连接STEP 7-Micro/WIN，以便于运

38、行时监控程序的运行。（3）与端口0自由端口通讯相关的所有特殊内部标志位存储器SM位，被用于变频器的控制。（4）USS指令使用14个子程序和3个中断程序对变频器进行控制。（5）USS指令的变量要求一个400个字节V内存块。该内存块的起始地址由用户指定，保留用于USS变量。（6）某些USS指令也要求有一个16个字节的通讯缓冲器。（7）执行计算时，USS指令使用累加器AC0至AC3。,9.3.1 USS指令介绍,USS_INIT变频器初始化指令用于启用和初始化与变频器的通讯。在使用任何其他USS指令之前，必须执行USS_INIT指令，且无错。该指令完成才能继续执行下一条指令。指令格式如图9-8所示。

39、,EN：“使能”输入端，应使用边沿脉冲信号调用指令。输入数据类型为“BOOL”型数据。Mode：输入值为“1”时，端口0启用USS协议；输入值为“0”，端口0用作PPI通信，并禁用USS协议。数据类型为字节型数据。Baud（波特率）：PLC与变频器通信波特率的设定。将波特率设为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或115200。双字型的数据。Active：现用变频器的地址（站点号）。双字型的数据，双字的每一位控制一台变频器，位为“1”时，该位对应的变频器为现用。bit0为第1台，bit31为第32台。例如输入0008H，则bit3位的对应的变频器D3为现用

40、。,Done：当USS_INIT指令完成时，Done输出为“1”。BOOL型数据。Error：指令执行错误代码输出，字节型数据。,USS_INIT变频器初始化子程序是一个加密的带参数的子程序，如图9-9所示。程序中使用的都是局部变量，在使用该子程序时，需要根据图9-9所示的局部变量表L，按照指示的数据类型对输入（IN）/输出（OUT）变量进行赋值。,2.USS_CTRL变频器控制指令,USS_CTRL指令用于控制现用的变频器。指令格式如图9-10所示。已在USS_INIT指令的Acive（现用）参数中选择变频器可以使用USS_CTRL指令。每台变频器只能用一条USS_CTRL指令。指令格式如图

41、9-10所示。,变频器控制指令需要用调用已经加密的子程序的形式进行编程，如图9-11所示，子程序中全部使用局部变量，需要用变频器控制指令USS_CTRL对其进行赋值，各变量的作用和数据类型参看图9-11。,EN：指令“使能”输入端，EN=1时，启用USS_CTRL指令。USS_CTRL指令应当一直启用，所以EN端应一直为“1”。RUN（运行）：变频器运行/停止控制端。当RUN（运行）位=1时，变频器按指定的速度和方向开始运行。为了使变频器运行，该变频器在USS_INIT中必须被选为Active（现用）。OFF2和OFF3必须被设为0。Fault（故障）和Inhibit（禁止）必须为0。当RUN

42、（运行）=0时，会变频器减速直至停止。OFF2：用于变频器自由停车。OFF3：用于变频器迅速（带电气制动）停止。F_ACK（故障确认）：用于确认变频器中的故障。当变频器已经清除故障，F_ACK从0转为1时，通过该信号清除变频器报警。DIR（方向）：电机转向控制信号，通过控制该信号为“1”或“0”来改变电机的转向。Drive：输入变频器的地址。向该地址发送USS_CTRL命令。有效地址：0至31。Type：输入变频器的类型。将MM 3（或更早版本）变频器的类型设为0。将MM 4变频器类型设为1。Speed_SP（速度定点）：以百分比形式给出速度（频率）的给定输入。Speed_SP的负值会使变频器

43、逆转旋转方向。范围：-200.0%至200.0%。,Resp_R（收到应答）：确认从变频器收到应答。每次S7-200从变频器收到应答时，Resp_R位接通后，进行一次扫描，USS_CTRL的输出状态被更新。Error（错误）：指令执行错误代码输出。Stion（状态）：是变频器工作状态输出。Speed（速度）：以百分比形式给出变频器的实际输出速度（频率）。范围：-200.0%至200.0%。Run_EN（运行启用）：变频器运行、停止指示。“1”表示运行、“0”停止。D_Dir：表示变频器的实际转向输出。Inhibit（禁止）：变频器禁止状态输出（0-不禁止，1-禁止）。欲清除禁止位，“故障”位必

44、须为0，RUN（运行）、OFF2和OFF3输入也必须为0。Fault（故障）：变频器故障输出，“0”变频器无故障，“1”变频器故障。,3.USS_RPM_x变频器参数阅读指令,变频器参数阅读指令共有三条：USS_RPM_W指令读取不带符号的字参数；USS_RPM_D指令读取不带符号的双字参数；USS_RPM_R指令读取浮点参数。指令格式如图9-12所示。,变频器参数阅读指令同样需要用调用带参数的子程序的形式进行编程，子程序是加密的，调用该子程序需要对局部变量L进行赋值，该子程序的局部变量表如图9-13所示。,（1）输入变量（IN）EN：指令“使能”输入端，使能为“1”时，允许执行变频器参数阅读

45、指令。XMT-REQ：参数阅读请求，只能使用脉冲信号触发，XMT_REQ输入值为“1”，变频器参数传送到PLC，XMT_REQ输入值为“0”，停止参数传送。Driver：变频器的地址。单台变频器的有效地址是0至31。Param（参数）：变频器的参数号码。Index：变频器参数的下标号。DB-Ptr：用于参数传送的16位缓冲存储器地址。（2）输出变量（OUT）Done：当USS_RPM_x指令正确执行完成时，“Done”输出为“1”。Error：指令执行错误代码输出。Value：变频器的参数值。,4.USS_RPM_x变频器参数写入指令,USS_RPM_x变频器参数写入指令的作用是通过PLC程序

46、向变频器写入参数。该指令共有三条：USS_WPM_W指令写入不带符号的字参数；USS_WPM_D指令写入不带符号的双字参数；USS_WPM_R指令写入浮点参数。指令格式如图9-14所示。,变频器参数写入指令同样需要用调用带参数的子程序的形式进行编程，子程序是加密的，调用该子程序需要对局部变量L进行赋值，该子程序的局部变量表如图9-15所示。,（1）输入变量（IN）EN：指令“使能”输入端，输入“1”允许执行变频器参数写入指令。XMT-REQ：参数写入请求，“1”PLC参数写入变频器，“0”停止参数传送。XMT_REQ输入应当通过一个边沿脉冲信号触发。EEPROM：EEPROM输入为“1”时，同

47、时写入到变频器的RAM和EEPROM，为“0”时，只写入到RAM中。Drive：变频器的地址。单台变频器的有效地址是0至31。Param：变频器的参数号。Index：变频器参数下标号。Value：写入的变频器参数值。DB-Prt：用于参数传送的16位缓冲存储器地址。（2）输出变量（OUT）Done：当指令正确执行完成时，“Done”输出为“1”。Error：指令执行错误代码输出,9.3.2 USS控制变频器参数的设定,PLC以USS协议控制变频器，变频器需要进行如下参数的设定。P0003=3：用户访问级为3。P0700=5：变频器运行控制指令的输入方式选择远程集中控制方式，并以USS串行通信协

48、议进行控制（PLC控制方式）；P1000=5：变频器频率给定的输入方式选择远程集中控制方式，由RS-485接口通过连接总线以USS串行通信协议进行输入（PLC控制方式）P20000：基准频率设定，访问级为2。基准频率对应十六进制4000H（32768）。,9.3.2 USS控制变频器参数的设定,P20000：基准频率设定，访问级为2。基准频率对应十六进制4000H（32768）。P20090：对USS 输入频率规格化；访问级为3；可能的设定值：P20090=0 禁止，根据P2000的设定，对USS输入的频率进行换算。P20090=1 使能规格化，即USS输入频率直接转换为十进制（单位0.01H

49、z）【例9-1】设定P20000=200Hz，如设定P20090=0，当USS输入频率为十六进制2000H（16384）时，对应的频率给定值为：Hz。如设定P20090=1，当USS输入频率为十六进制2000H（16384）时，对应的频率给定值为 Hz。,9.3.2 USS控制变频器参数的设定,P20100：COM链路的 USS 波特率设定。访问级为3，默认值：6。可能的设定值：P20100=3 1200bpsP20100=4 2400 bps P20100=5 4800 bps P20100=6 9600 bpsP20100=7 19200 bpsP20100=8 38400 bps P20

50、100=9 57600 bps,9.3.2 USS控制变频器参数的设定,P20110：USS 地址，根据实际连接情况设定031。访问级为3。P20140：USS 数据传输超时报警的时间设定。访问级为3；定义一个时间 T_off，如果在延迟 T_off 时间以后通过USS通道接收不到报文，那么将产生故障信号(F0070)。取值范围在065535之间，默认值为0。其他的参数同9.1.2小节。,【例9-2】如图9-16所示程序,PLC通过RS485接口、利用USS协议对变频器进行控制，通信速率为19200bit/s；变频器地址为0。由PLC的I0.0I0.4作为变频器的控制输入，分别控制变频器的运行