电气传动指导书

1、重庆科技学院传动实验室实验指导书重庆信通机电设备有限公司目录一、系统介绍二、交流调速器操作指南三、直流调速器操作指南四、交流调速器基本操作五、交流变频器闭环控制的实现六、交流调速器的PROFIBUS网络通信的实现七、直流调速器基本操作八、直流变频器编码器闭环控制的实现九、Driverminitor软件的使用一、系统介绍1 设备 数字量输入输出SITOP电源CPU数字量输入/输出 PLC电源 模拟量输出模块交换机模拟量输入模块断路器 水泵启停熔断器 触摸屏状态指示灯接触器 按钮中间继电器急停按钮输入滤波器软启动器操作面板接线端子排 变频/软启选择 输入电抗器直流调速器 交流调速器 制动单元 软启

2、动器冷却水箱 制动电阻输出电抗器直流电机模拟负载旋转编码器2 标准设备主要元器件说明序号名称 代号型号 数量说明1PLC电源P16ES7307-1EA00-0AA01AC220/DC24V，5A2CPUCPU6ES7315-2EH13-0AB01CPU315，1DP/MPI，1以太网接口3交换机NET6GK50050BA001AA314口交换机4模拟量输入模块AI6ES7331-7KF02-0AB018AI多功能模拟量模块，接U，I，TC，RTD信号5模拟量输出模块AO6ES7332-5HD01-0AB014模拟量输出模块，输出U，I信号6数字量输入/输出DI016ES7323-1BL00-0

3、AA0116DI/16DO；DC24V供电7数字量输入/输出DI026ES7323-1BL00-0AA0116DI/16DO；DC24V供电8断路器QF5SJ659触摸屏TP6AV6 642-0BA01-1AX115.7吋彩色触摸屏10中间继电器KA1-11MY2NJ1111输入滤波器RF112熔断器FU6A6快熔，直流电枢及励磁供电保护13水泵启停SB1LA39-111开启冷却系统14变频/软启选择SALA39-11115输入电抗器-L交流调速用1抗电压跌落16输岀电抗器未用1抗电压跌落17交流调速器VF6SE7016-1EA611驱动交流电机18制动单元ZD6SE7018-0ES87-2D

4、A11控制发电状态的能量释放19制动电阻R1000V，80 Ohm1消耗发电状态的多余能量20软启动器RQ1控制交流电机的启动及停止过程21软启动器面板3RW49000AC00122直流调速器RA6RA7013-6DV62-0-Z 123编码器 CD1交流电机124编码器 CD2直流电机125交流电机MOTOR1126直流电机MOTOR2127负载模拟机FZ1128负载模拟机FZ213 含远程I/O设备图片 远程I/O单元数字量输入输出SITOP电源CPU数字量输入/输出 PLC电源 模拟量输出模块交换机模拟量输入模块断路器 水泵启停熔断器 触摸屏状态指示灯接触器 按钮中间继电器急停按钮输入滤

5、波器软启动器操作面板接线端子排 变频/软启选择 输入电抗器直流调速器 交流调速器 制动单元 软启动器冷却水箱 制动电阻输出电抗器直流电机模拟负载旋转编码器4 含远程I/O设备主要元器件说明序号名称 代号型号 数量说明1PLC电源P16ES73071EA000AA01AC220/DC24V，5A2CPUCPU6ES7315-2EH13-0AB01CPU315，1DP/MPI，1以太网接口远程IO ET200S14口交换机3交换机NET6GK50050BA001AA318AI多功能模拟量模块，接U，I，TC，RTD信号4模拟量输入模块AI6ES7331-7KF02-0AB014模拟量输出模块，输出

6、U，I信号5模拟量输出模块AO6ES7332-5HD01-0AB0116DI/16DO；DC24V供电6数字量输入/输出DI016ES7323-1BL00-0AA0116DI/16DO；DC24V供电7数字量输入/输出DI026ES7323-1BL00-0AA018断路器QF5SJ655.7吋彩色触摸屏9触摸屏TP6AV66420BA011AX1110中间继电器KA1-11MY2NJ1111输入滤波器RF1快熔，直流电枢及励磁供电保护12熔断器FU6A6开启冷却系统13水泵启停SB1LA39-11114变频/软启选择SALA39-111抗电压跌落15输入电抗器-L交流调速用1抗电压跌落16输岀

7、电抗器未用1驱动交流电机17交流调速器VF6SE7016-1EA611控制发电状态的能量释放18制动单元ZD6SE70180ES872DA11消耗发电状态的多余能量19制动电阻R1000V 80欧1控制交流电机的启动及停止过程20软启动器RQ121软启动器面板3RW49000AC00122直流调速器RA6RA7013-6DV62-0-Z 123编码器 CD1交流电机用124编码器 CD2直流电机用125交流电机MOTOR1126直流电机MOTOR2127负载模拟机FZ1128负载模拟机FZ2129远程IOET200S套分项数字输入模块6ES71314BB010AB05数字输入模块2DI，DC2

8、4V数字输出模块6ES71324BB010AB05电源模块6ES7138-4CA50-0AB02电源模块PM-E，DC24V-48V电源终端模块6ES7193-4CA20-0AA010ET200S电源终端模块接口模块6ES7151-3AA23-0AB01T200S接口模块IM151-3 PN5 高级传动设备图片 S7400电源2STOP电源1S7400CPU2S7400CPU1S7400以太网卡2S7400电源1 模拟量输出模块S7400以太网卡模拟量输入模块数字量输入/输出断路器 Y-LINK耦合器交换机水泵启停冗余接口模块 触摸屏状态指示灯接触器 按钮中间继电器急停按钮熔断器软启动器操作面

9、板接线端子排 变频/软启选择 输入电抗器输入滤波器输入滤波器 直流调速器 制动单元交流调速器 软启动器 制动电阻输出电抗器直流电机模拟负载旋转编码器 冷却水箱 6 含远程I/O设备主要元器件说明序号名称 代号型号 数量说明1PLC电源P16ES73071EA000AA01电源：AC220/DC24V，5A2冗余组件153-26ES71532AR030XA123Y-LINK耦合器Y-LINK6ES7197-1LB00-0XA0双总线耦合为一条4冗余CPU套件6ES7656-7AA31-2BB01冗余系统CPU套件CPU6ES7412-32S7400冗余CPUS7400电源6ES74072S740

10、0电源S7400以太网卡6GK74431EX200XE02S7401以太网模块交换机NET6GK52080BA102AA318口交换机6模拟量输入模块AI6ES7331-7KF02-0AB018AI多功能模拟量模块，接UI，TC，RTD信号7模拟量输出模块AO6ES7332-5HD01-0AB014模拟量输出模块，输出U，I信号8数字量输入DI016ES73211BL009AM0132DI；DC24V供电9数字量输出DI026ES73221BL009AM0132DO；DC24V供电10断路器QF5SJ65设备开关11触摸屏TP6AV66420BA011AX11触摸屏，5.7吋，彩色12中间继电

11、器KA1-11MY2NJ1113输入滤波器RF1过滤杂波14熔断器FU6A6快熔6A，直流电枢及励磁供电保护15水泵启停SB1LA39-111带负载时必须按下，开启冷却系统16变频/软启选择SALA39-111选择交流变频器或软器工作17输入电抗器-L交流调速用1续流，阻电压跌落18输岀电抗器未用119交流调速器VF6SE7016-1EA611驱动交流电机20制动单元ZD6SE70180ES872DA11控制发电状态的能量释放21制动电阻R1000V 80欧1消耗发电状态的多余能量22软启动器RQ1控制交流电机启、停止过程23软启动器面板3RW49000AC001软启动器延长操作面板24直流调

12、速器RA6RA7013-6DV62-0-Z 1调节直流电机的工作速度25编码器 CD1交流电机用1反馈交流电机的工作速度26编码器 CD2直流电机用1反馈直流电机的工作速度27交流电机MOTOR11交流电机28直流电机MOTOR21直流电机29负载模拟机FZ11调节负载的大小30负载模拟机FZ21调节负载的大小二、交流调速器6SE70操作指南1 PUM按键说明及功能 2 参数复位到工厂设备的方法当P366设置为0时，变频器将默认为PUM启动/停止已将PUM设定工作频率；更详细的参数设置方法详见西门子使用大全第6章3 电机参数等基本参数设置步骤4 系统参数设置及优化的基本步骤 5 常用参数设置

13、序号 参数号说明1P053参数设置等级2P060固定参数设置组3P366工厂固定参数组，主要用于特定项目的参数，可用过复位方式写入4P970启动参数复位 5P443主给定的信号源入口6P554变频器启/停信号源入口7P571正转信号入口8P572反转信号入口9P651定义端子1功能；连接输出功能号时为输出，设置为零时为输入信号10P652定义端子2功能；连接输出功能号时为输出，设置为零时为输入信号11P653定义端子3功能；连接输出功能号时为输出，设置为零时为输入信号12P100开闭环类型13P130编码器类型的选择14P151编码器脉冲数 15P462加速时间16P464减速时间17P918

14、DP通信地址（现设为5）18P734DP通信发送缓冲区，以字为单位19r733DP通信接收缓冲区，以字为单位6 常用观察参数及说明序号参数号说明单位 1r002速度实际值HZ2r003变频器输出电压V3r004变频器输出电流A4r006显示直流母线电压V5r007显示转矩（按P354）标称）%6r014速度调节器输入端速度给定7r015显示速度实际值8r029显示P028所选择的BICO参数9r031显示P030所选择的BICO参数10r237速度控制器比例P值11r255速度调节器调节后输出三、直流调速器操6RA70作指南 注意：在本系统中，由于直流调速器与直流电机的额定电流差距过大，如因设

15、置不当，可能造成直流调速器的保护熔断器损坏；建议在做实验时尽量不做参数复位；4 调速器初次调试参数设置 ! 在本设备中P082=2 5 直流调速器常用参数设置序号参数号说明设置值 1P051允许参数修改402P076.001整流器电枢电流%；与电机匹配203P076.002整流器励磁电流%；与电机匹配204P078.001整流器电枢电压；与电机匹配4405P078.002整流器励磁电压；与电机匹配2206P082励磁控制方式；2自动投入；3恒定接入27P083.001速度反馈信号；1模拟机；2编码器；3内部计算EMF38P140编码器类型19P141编码器脉冲数（脉冲数/转）102410P14

16、2编码器供电电压；0：5V；1：15V111P143编码器最大运行转速300012P303加速时间13P304减速时间14P225速度调节器增益P15P226速度调节器积分I16P228速度给定滤波217417P918DP总线地址18U734数据发送缓冲区19n733数据接收缓冲区20P644速度主给定21P648启停控制字6 常用显示参数序号 参数号说明1r001端子4和5的只给定显示2r002模拟量输入端子6和7实际值显示3r006模拟量端子14和15格式化前的显示值4r010端子输入状态显示5r015进线电枢电压显示6r016进线励磁电压显示7r018电枢触发角显示8r019电枢电流实际

17、值显示9r020电枢电流给定值显示10r021限幅后转矩给定显示11r022限幅前转矩给定显示12r023速度调节器给定值与实际值的偏差显示13r024由编码器来的实际值显示14r025速度调节器实际值显示15r026速度调节器给定值显示16r029限度前主给定显示17r034励磁触发角显示18r035励磁电流调节器实际值显示19r036励磁电流调节器给定值显示20r037EMF实际值显示21r038实际电枢电压显示22r039EMF给定值显示7 设备特殊说明直流调速器运行时中间继电器KA5必须接通，即保证端子38接通；四、交流调速器基本操作（开环控制）1 实验目的：通过本实验，掌握6SE70

18、通过PMU面板设置参数的方法，实现变频器通过端子排启/停以及调速；2 设备所用元器件a) 硬件设备：包含如下设备：l 交流变频器 6SE70；l 交流电机；l 直流电源l 按钮盒：所用有SA、SB2、SB3（所有SB按钮均为自锁按钮）；l 接触器KM1 、KM3l 中间继电器 KA4、KA5l 下载PLC试验测试程序传动实验端子控制l 下载触摸屏试验测试程序传动实验端子控制b) 软件配置l PLC编程软件 STEP7 V5.5l 触摸屏软件 WINCCFLEXBLE 2008c )实验前准备工作l 下载PLC试验测试程序传动实验端子控制l 下载触摸屏试验测试程序传动实验端子控制触摸屏l 确保下

19、载后CPU上无红灯且变频器6SE70面板有显示，并且显示为O9.1l 断开QF1后，等待实验；3 实验步骤 1、将按钮操作盒上的旋钮开关旋至<变频>位置；以保证变频器能上电； 2、依次合上断路器QF1、QF2、QF4、QF5； 3、变频器启动准备（控制程序已下载）l 启停信号准备：按下触摸屏上的启动按钮或按下SB2，观察中间继电器是否接通（接通时有绿灯亮），如接通则表明变频器端子X101：1与X101：7（所对应BICO为B18）端接，启动信号正常；确认后再按触摸屏上的停止按钮或SB2消除KA4指示灯；l 频率给定信号准备：点击触摸屏上的速度设置框，将数字改为50，采用万用表的直流

20、档检查AO模块的端子3及6两端电压是否为5V，如为5V则说明变频器端子上X102：15 /X102：16上加载了5V电压（所对应的BICO值为K11）。在没有万用表的情况下，可以通过查看变频器的参数r637.1，看其显示值是否与设置值一致，变频器设置方法见后或说明书。4 6SE70参数设置 l 电机参数与设置，不需改变l 变频参数设置如下表 序号 参数号说明设置值备 注1P443主给定的信号源入口11模拟端子1输入2P554变频器启/停信号源入口18端子排X101:73P100速度控制4带编码器测试机4P462加速时间105P464减速时间10通过触摸屏设计速度并启停设备观察并填写下表并进行总

21、结。l 触摸屏设定值、PLC输出电压以及变频器r637.1显示值 触摸屏设置值（%）稳定时间变频器r637.1的值实际频率0205080问题：通过上表数据，请总结岀当端子输入电压控制速度时，上表各参数之间的关系？结论：触摸屏设定值与AO模块端子3/6间电压为线性关系，对应关系如下表触摸屏设置值（%）AO模块端子3/6间电压变频器r637.1的值运行频率000202101050525258084040l 观察启动/停止时控制字r550的变化，结合下表进行分析r550功能图如下：五、交流变频器闭环控制的实现1 试验目的：通过本实验，掌握编码器在变频调速系统中的运用，直观了解闭环控制中PI调节器的作

22、用以及调试方法。本实验采用端子排控制方式。2 设备所用元器件a) 硬件设备：包含如下设备：l 交流变频器 6SE70；l 交流电机；l 直流电源l 按钮盒：所用有SA、SB2、SB3（所有SB按钮均为自锁按钮）；l 接触器KM1 、KM3l 中间继电器 KA4、KA5l 下载PLC试验测试程序传动实验端子控制l 下载触摸屏试验测试程序传动实验端子控制l 旋转编码器b) 软件配置l PLC编程软件 STEP7 V5.5l 触摸屏软件 WINCCFLEXBLE 2008c )实验前准备工作l 下载PLC试验测试程序传动实验端子控制l 下载触摸屏试验测试程序传动实验端子控制触摸屏l 确保下载后CPU

23、上无红灯且变频器6SE70面板有显示，并且显示为O9.1l 断开QF1后，等待实验；3 实验步骤 1、将按钮操作盒上的旋钮开关旋至<变频>位置；以保证变频器能上电； 2、依次合上断路器QF1、QF2、QF4、QF5； 3、变频器启动准备（控制程序已下载）l 启停信号准备：按下触摸屏上的启动按钮或按下SB2，观察中间继电器是否接通（接通时有绿灯亮），如接通则表明变频器端子X101：1与X101：7（所对应BICO为B18）端接，启动信号正常；确认后再按触摸屏上的停止按钮或SB2消除KA4指示灯；l 频率给定信号准备：点击触摸屏上的速度设置框，将数字改为50，采用万用表的直流档检查AO

24、模块的端子3及6两端电压是否为5V，如为5V则说明变频器端子上X102：15 /X102：16上加载了5V电压（所对应的BICO值为K11）。 在没有万用表的情况下，可以通过查看变频器的参数r637.1，看其显示值是否与设置值一致，变频器设置方法见后或说明书；4 6SE70参数设置 l 电机参数与设置，不需改变l 变频参数设置如下表 序号 参数号说明设置值备 注1P443主给定的信号源入口11模拟端子1输入2P554变频器启/停信号源入口18端子排X101:73P100速度控制4带编码器测试机4P462加速时间105P464减速时间106P130测速方式11脉冲编码器7P140编码器脉冲数10

25、248P141编码器最大脉冲数30009P235速度调节器P增益310P240速度调节器I积分400按下表调整参数，并填表1说明参数组1组2组3组4组6组7组82PP23533IP2404004T震荡时间5速度实际值r0026变频器输出电压r0037变频器输出电流r0048调节器速度给定r0149显示速度实际值r015操作方法：1、在固定工作频率，设置PI参数，观察从启动到稳定所需的时间，从中验证PI性能；每改一次PI参数均需停机后重启，才能看到完整的PI调节过程。2、在一个固定频率下测试完后，改变工作频率，重新测试并填写上表，观察在不同工作速度下，PI调节器的性能。3、比较速度参数组中各参数

26、的变化，并总结；六、交流调速器的PROFIBUS网络通信的实现；1 实验目的：通过本试验，掌握变频器通过PROFIBUS通信的方法以及参数设置，熟悉变频器通信时所需的硬件配置。2 所需硬件设备l CPU系统一套l 电源系统l 交流变频器l 旋转编码器l 触摸屏l 紫色的PROFIBUS网络l 变频器内插接CBP通信板（6SE7010-XX94），此为附件，需单独订货。l 操作盒的SA转换钮系统准备：在此系统中，网络已经连接完成，直流调速器为系统的终端，因此需将直流调速器上电并作相应的参数设置；l SA旋钮旋至变频器；l 合上所有电源开关；l 下载项目文件标准10套文件夹下传动实验至PLC；l

27、通过串口线下载项目文件标准10套文件夹下6ra70参数至6RA直流调速器；l 下载下载项目文件标准10套文件夹下HMI至触摸屏直流调速器；3 实验步骤l 将所有电源开关合上，给设备上电，确保直流调速器、变频器、PLC以及触摸屏均匀显示；l 设置变频器通信参数，如下表：序号 参数号说明设置值备 注1P443主给定的信号源入口3002通信的第二个字2P554变频器启/停信号源入口3100通信的第一个字的第一位3P100速度控制4带编码器测试机4P462加速时间105P464减速时间106P130测速方式11脉冲编码器7P140编码器脉冲数10248P141编码器最大脉冲数30009P235速度调节

28、器P增益310P240速度调节器I积分40017P918DP通信地址5PLC内分配给变频器地址18P734.001DP通信发送缓冲区，以字为单位69将主给定值送至PLC,在触摸屏上显示19r733DP通信接收缓冲区，以字为单位观察PLC送锅炉的数据4 观察及思考l 改变触摸屏上的设定值，观察r733.01的值（该值为BCD码）l 改变P734.01中的值，观察触摸屏的显示窗口的数值变化；七、直流调速器操作（调速器端子控制变频器）1 实验目的：通过本实验，掌握6RAE70系列调速器通过PMU面板设置参数的方法，实现调速器通过端子排启/停以及调速；2 设备所用元器件a) 硬件设备：包含如下设备：l

29、 交流变频器 6RA70；l 直流电机；l 直流电源l 按钮盒：所用有SA、SB4（所有SB按钮均为自锁按钮）；l 中间继电器 KA6l 下载PLC试验测试程序传动实验端子控制l 下载触摸屏试验测试程序传动实验端子控制b) 软件配置l PLC编程软件 STEP7 V5.5l 触摸屏软件 WINCCFLEXBLE 2008c)实验前准备工作l 下载PLC试验测试程序传动实验端子控制l 下载触摸屏试验测试程序传动实验端子控制触摸屏l 确保下载后CPU上无红灯且变频器6SE70面板有显示，并且显示为O9.1l 断开QF1后，等待实验；3 实验步骤 1、依次合上断路器QF1、QF3、QF4、5SU；

30、3、变频器启动准备（控制程序已下载）l 启停信号准备：按下触摸屏上的启动按钮或按下SB4，观察中间继电器KA6是否接通（接通时有绿灯亮），如接通则表明变频器端子X171：34与X171：37（BICO=12）及X171：34与X171：38（BICO=14）端子接通，启动信号正常；确认后再按触摸屏上的停止按钮或SB4消除KA6指示灯；l 频率给定信号准备：点击触摸屏上的速度设置框，将数字改为50，采用万用表的直流档检查AO模块的端子11及14两端电压是否为5V，如为5V则说明变频器端子上X174：4/X174：5上加载了5V电压（所对应的BICO值为K11）。 在没有万用表的情况下，可以通过查

31、看变频器的参数r001，看其显示值是否与设置值一致，变频器设置方法见后或说明书；4 6RA70参数设置 l 电机参数与设置，不需改变l 变频参数设置如下表 序号参数号参数值参数说明1P05140参数修改许可，40许可2P076.00120整流器电枢电流%；与电机匹配3P076.00220整流器励磁电流%；与电机匹配4P078.001440整流器电枢电压；与电机匹配5P078.002220整流器励磁电压；与电机匹配6P0822励磁控制方式；2自动投入；3恒定接入7P083.0013速度反馈信号：1模拟机；2编码器；3内部计算EMF8P30310加速时间9P30410减速时间10P2253.08速

32、度调节器增益P11P2260.203速度调节器积分I12P2282174速度给定滤波13P6443002速度主给定14P6483001启停控制字15P0510不允许参数修改通过触摸屏设计速度并启停设备5 观察并填写下表l 触摸屏设定值、PLC输出电压以及变频器r637.1显示值 触摸屏设置值（%）稳定时间变频器r001的值实际频率0205080问题：通过上表数据，请总结岀当端子输入电压控制速度时，上表各参数之间的关系？结论：1、触摸屏设定值与AO模块端子11/14间电压为线性关系，对应关系如下表触摸屏设置值（%）AO模块端子11/14间电压变频器r001的值运行频率000202101050525258084040观察启动/停止时控制字r550的变化，结合下表进行分析r550功能图如下：问题：去掉端子X171：38上的线路，使其悬空；启动调速器，观察现象，并结合下图理解其含义： 结论：端子X171：38在调速器操作使能，在任何情况下，此端子必须接通，调速器才能运行。 问题3：调速器运行时，按照下表改变调速器速度，并观测相应参数并总结 速度触摸屏%1020406080电枢实际电流r19电枢给定电流r20励磁电流r35 根据以上参数，结合直流调速的理论进行对比学习SIMATIC Manager：下载PLC程序。1. options/Set