MM440的安装与基本操作

《变频调速技术》模块化实训项目天津中德职业技术学院2008年10月【引言】随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，交流变频技术已被广泛应用于很多领域。变频器作为智能驱动单元通常可以和气动（液压）系统、PLC、传感器、低压电器、交流电机等产品一起组合形成自动化生产线。西门子公司的变频器的应用也十分广泛。它采用微处理器控制，功率输出器件使用的是目前具有先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管（IGBT），完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。【学习目标】一、项目理解本项目的工作任务是学习西门子变频器如何使用。对于已学通用变频器的有关知识加深理解。在教学过程中，学员以工作小组的方式接受任务，由此可锻炼学员的资讯收集、项目组织、计划制定、任务实施以及团队合作的综合能力。二、传授知识本项目是在基于工作过程的情境教学环境下，给学员补充必要的核心知识，知识的传授以必须够用为基本原则，针对工作过程中教学的重点和难点进行必要的知识扩展。在学习基础知识之后，可以补充学习其他有关材料。例如CBP2通讯板用PROFIBUSOP；CBC通讯板用CAN，SLB通讯板用SIMOLINK等。三、能力培养首先要求学员能认真看懂线路图，元器件的布置，安装接线，导线截面积允许多大电流的通过，保险丝，开关，器件的选择等等。其次主要培养学员工作计划制定、电气识图、设备安装调试、工作过程的组织及团队合作等综合能力。《变频调速技术》模块化实训项目目录1.SIEMENSMM440变频器的安装和基本操作2.SIEMENS6SE70变频器在辊道中的应用3.SIEMENSMM440变频器在搅拌机的应用SIEMENSMM440变频器的安装和基本操作相关知识编写：汤海梅工作任务书任务描述实训器材工作任务工期要求注意事项工作日志天津中德职业技术学院评估表电气工程系指导书2008年12月20日(天津)评分标准【相关知识】一．西门子MM440变频器的概述1．西门子MM440变频器的铭牌使用变频器时，首先要注意变频器的铭牌数据，一般包括变频器的型号、适用的电源、适用的电动机的最大用量、输出频率、有关额定值和制造编号等。见图1-1所示。图1-16SE系列的铭牌图解例如：MICROMASTER4406SE6440-2UD21-1AA1的含义：MM440矢量型，SIEMENS,IP20,Dutyclass,3AC380-480V,1.1KW,A-FSA,A标准。2．西门子MM440变频器的特点（1）西门子MM440变频器的简介1）MICROMASTER440通用型变频器适合用于三相电动机速度控制和转矩控制的变频器系列。功率范围涵盖120W至200kW(恒转矩(VT)方式)或250kW(变转矩(VT)方式)的多种型号。2）该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。3）MM440变频器具有缺省的工厂设置参数时，它是为简单电动机变速驱动系统供电的理想变频驱动装置，它也适合用于需要多种功能的电动机控制系统。4）MM440既可用于单机驱动系统，也可集成到“自动化系统”中。（2）西门子MM440变频器的主要特性1）易于安装2）易于调试3）牢固的EMC设计4）可由IT中性点不接地电源供电5）对控制信号的响应是快速和可重复的6）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7）电缆连接简便8）具有多个继电器输出9）具有多个模拟量输出0-20mA10）6个带隔离的数字输入并可切换为NPN/PNP接线11）2个模拟输入①AIN10-10V，0-20mA和-10至+10V②AIN20-10V0-20mA12）2个模拟输入可以作为第7和第8个数字输入13）BiCo二进制互联连接技术14）模块化设计配置非常灵活15）脉宽调制的频率高因而电动机运行的噪音低16）内置的RS485串行通讯接口17）详尽的变频器状态信息和全面的信息功能18）有多种可选件供用户选用：用于与PC通讯的通讯模板，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。二．西门子MM440变频器的安装和接线1.机械安装（1）注意事项1）安装时，必须进行良好的接地处理。2）为了保证变频器的安全运行必须由经过认证合格的人员进行安装和调试。3）要特别注意，在安装具有危险电压的设备时，要遵守相关的安全规则，而且要遵守有关正确使用工具和人身防护装置(PPE)的规定。4）即使变频器不处于运行状态，其电源输入线、直流回路端子和电动机端子上仍然可能带有危险电压.因此断开开关以后还必须等待5分钟保证变频器放电完毕再开始安装工作。5）变频器可以一个挨一个地并排安装，中间不需要空隙。当一台变频器安装在另一台变频器之上时必须保证规定的环境条件。因此上部和下部需留有100mm的间隙。（2）安装西门子MM440变频器。把变频器安装到35mm标准导轨上1）用标准导轨的上闩销把变频器固定到导轨上，如图1-2所示。2）用平口螺丝刀向下按压释放机构将变频器嵌入导轨的下闩销，如图1-3所示。（3）从导轨上拆卸变频器1）为了松开变频器的释放机构将螺丝刀插入释放机构2）向下施加压力导轨的下闩销就会松开3）将变频器从导轨上取下（4）选件的安装，如图1-4所示。MM440变频器前盖板的结构设计是使控制摸板（通常是SDP）几乎与前盖板的开缝同在一个平面上。如果电子控制箱中要安装的选件不止一个，整个电子控制箱必须对底板重新定位，这样，门的开缝要再次正确定位。选件的安装步骤如下：1．卸掉电子控制箱的前面板，拧松前盖板底部的两个螺丝，掉走前盖板。2．卸掉电子控制箱的紧固螺栓。3．在正确的安装位置用螺栓固定电子控制箱。4．安装附加的选件。5．重新装上前盖板。图1-2固定到导轨上图1-3嵌入导轨图1-4选件的安装2．电气安装变频器在投入运行时必须可靠接地。根据变频器的设计，允许它在可能具有较高电磁干扰的工业环境下运行。通常，按规定安装即可确保安全运行。如遇到电磁干扰问题，应按照下面规定的方法来解决。1）使用短而粗的接地电缆将变频器的接地点(PE)连接到公共地上，确保箱体内连接到变频器的所有设备(例如PLC)与变频器共地，并全部接地良好。2）连接电动机时，应使用屏蔽或有防护的连接线，并用电缆夹将屏蔽层的两端接地。从电动机返回的地线最好选用扁平导线，因为它在较高的频率下具有较低的阻抗，并将其直接连接到相关变频器的接地点上。应整齐地切断电缆接头，确保未经屏蔽的一段电线尽可能的短。3）控制线路应使用屏蔽电缆，并将控制电缆和电源连接线尽可能的隔开，必要时在垂直交叉处使用隔离槽。4）通过变频器的继电器输出端子控制接触器时，应在交流接触器的线圈上安装RC抑制器或在支流接触器的线圈上安装续流二极管。5）禁止用高压绝缘测试设备测试与变频器连接的电缆的绝缘6）注意：变频器的控制电缆电源电缆和与电动机的连接电缆的走线必须相互隔离不要把它们放在同一个电缆线槽中或电缆架上1输入电源线2控制电缆3电动机电缆4背板式滤波器5金属底版6固定电动机电缆的卡子7屏蔽电缆图1-5把电磁干扰的影响降低到最小的布线方法3．接线（1）通电前的检查1）变频器必须可靠接地。2）在变频器与电源线连接或更换变频器的电源线之前，应完成电源线的绝缘测试。3）确信电动机与电源电压的匹配是正确的。4）不允许把MICROMASTERS变频器连接到电压更高的电源上。5）连接同步电动机或并联连接几台电动机时，变频器必须在U/F控制特性下运行。6）电源电缆和电动机电缆与变频器相应的接线端子连接好以后，在接通电源时必须确信变频器的前盖已经盖好。7）确信供电电源与变频器之间已经正确接入与其额定电流相应的断路器、熔断器。（2）接线单相和三相接线图如图1-5所示。图1-5电动机和电源的接线方法3．西门子MM440变频器的面板操作西门子MM440变频器面板上的按键及功能，参见西门子MM420变频器。4．西门子MM440变频器的电路结构（1）主电路如图1-6所示，MM440变频器的直流环节是通过电容滤波的，因此属于电压型交—直—交变频器。图1-6西门子MM440变频器的电路图（2）控制电路控制电路由CPU、模拟输入、模拟输出、数字输入、输出继电器触头、操作板等组成。如图1-6所示。端子1、2是变频器为用户提供的10V直流稳压电源。当采用模拟电压信号输入方式输入给定频率时，为了提高交流变频调速系统的精度，必须配备一个一个高精度的直流稳压电源作为模拟电压输入的直流电源。MM440变频器通过1、2输出端为用户提供了一个高精度的直流稳压电源。模拟输入3、4和10、11端为用户提供了两对模拟电压输入端作为频率给定信号，经变频器内A/D转换器，将模拟量转换成数字量，传输给CPU来控制系统。数字输入5、6、7、8、16、17端为用户提供了6个完全可编程的数字输入端，数字输入信号经光耦合隔离输入CPU，对电动机进行正反转、正反向点动、固定频率设定值控制等。输入9、28端是24V直流电源端，用户为变频器的控制电路提供了24V直流电源。输出12、13和26、27端为两对模拟输出端，输出18、19、20、21、22、23、24、25端为输出继电器的触头，输入14、15端为电动机过热保护输入端，输入29、30为RS-485（USS协议）端。控制端子的功能见表1-1。表1-1控制端子功能表【工作任务书】一、任务描述本项目是在了解西门子MM440变频器的基础上完成电动机与变频器的安装，接线，以及变频器的简单参数设置等，并画出U/F开环控制下的频率和输出电压之间的关系曲线。二、实训器材本项目所需的实训器材明细如表1-1所示。表1-1项目1实训器材明细表序号实训器材数量备注实训操作工作台1台带电源1西门子MM440变频器1台3三相异步电动机1台4电位器1个5三联按钮1个6导线若干7数字万用表1块8组合工具1套三、工作任务1.工作任务1：项目实施前的准备（1）阅读MM440变频器使用说明书（2）阅读相关知识（3）领取实训器材并检测2.工作任务2：安装和接线（1）变频器与电动机和电源的连接（2）变频器与外接电路的连接（3）检查与通电测试3.工作任务3：编程与调试（1）变频器的参数设置（2）现场调试4.工作任务4：运行与分析（1）开始运行并观察结果（2）记录相关数据并分析5.工作任务5：提交数据和报告（1）认真填写实训报告（2）变频器指令参数清单四、工期要求本项目以工作任务为单元进行实施，2个学员为一个工作小组。学员应充分发挥团队协作能力，合理分配工作任务及时间，本学习情境占用8学时（360分钟。五、注意事项1.对领出的器件应仔细进行检查，发现问题向指导教师说明并更换2.拆卸变频器前应仔细阅读用户手册，避免造成设备的损坏3.安装及布线时应严格遵循国际电工委员会的安装标准4.禁止私自对设备送电，送电时指导教师必须在场5.接通电源前应仔细进行检查，确保无误时再按顺序进行送电6.调试运行过程中发现异常现象应立即断开设备供电电源7.任务完成后对实训器材应做好检查和退库工作8.工作任务结束后要做好实训场所的公共卫生【工作日志】系部：班级：日期：学习领域：经典控制方法分析与实践授课地点:学习情境：变频调速技术授课教师:学时：课程性质:项目教学学习形式：小班教学24～30人，分6组，团队合作工作任务1：项目实施前的准备序号工作步骤完成情况存在问题解决方法1阅读MM440变频器使用说明书2阅读相关知识3领取实训器材并检测45678【工作日志】系部：班级：日期：学习领域：经典控制方法分析与实践授课地点:学习情境：变频调速技术授课教师:学时：课程性质:项目教学学习形式：小班教学24～30人，分6组，团队合作工作任务2：安装和接线序号工作步骤完成情况存在问题解决方法1变频器与电动机和电源的连接2变频器与外接电路的连接3检查与通电测试45678【工作日志】系部：班