机电设备系统安装与调试04机电设备系统安装与调试概述与成品检测工作站的安装调试实例ppt课件.pptx
机电设备系统安装与调试,课程导入,1.引入 图0.1所示的生产线和机械手由什么来驱动（带动）？数量的检测、位置的控制、质量好坏的判别由什么器件来实现的？整个系统由什么来控制？ ,课程导入,课程导入,不错，这些生产线的传送带是由电动机驱动的，机械手由气压元件驱动，数量的检测、位置的控制、质量好坏的判别由相应的传感器来实现。整个系统由可编程序控制器（PLC）组成的网络控制，这就是现代化机电设备。 现代化机电设备的最大特点是综合性和系统性。综合性是指把机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机结合，综合应用到生产设备中；而系统性是指设备的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。,课程导入,在现代化机电设备中担负着指挥角色的PLC，以其高抗干扰能力、高可靠性、高性价比，编程简单而得以广泛地应用，尤其在自动化的控制中。 本书采用集气动控制技术、机械技术（机械传动、机械连接等）、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等技术的YL335A实训装置，其目的是模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程，使学习者得到一个非常接近于实际的设备环境，从而缩短理论学习与实际应用之间的距离。2.课程教学目标 本课程是机电技术应用专业的一门集机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等专业理论知识与技能训练为一体的综合课程.,课程导入,主要内容包括：供料工作站的安装、加工工作站的安装、装配工作站的安装、成品检测工作站的安装、搬运工作站的安装、电气系统联机的调试。 通过本课程的学习，学生将具备以下一些能力： 1) 团结协作能力。 2) 机电技术有关的专业理论知识和操作技能。 3) 理论联系实际、分析和解决一般技术问题的能力。 4) 气动控制技术的应用能力。 5) 自动检测技术的应用能力。 6) 可编程控制器编程及其网络组建的能力。 7) 电气控制电路的综合应用能力。 8) 变频器技术的应用能力。 9) 步进电机驱动和位置控制的应用能力。,课程导入,10) 自动控制技术的应用能力。 11) 机械系统安装和调试的应用能力。 12) 系统维护与故障检测的能力。3.注意事项 本课程是一门实践性很强的课程，在学习过程中应注意以下几点： 1) 以操作技能为主体，注重学习好相关的理论知识。 2) 在教师的指导下，勤学苦练，注意积累经验，总结规律，逐步形成独立分析问题和解决问题的能力。 3) 注意团结协作完成任务。 4) 注意复习相关课程的理论知识。 5) 在技能训练中，要注意爱护工具、设备。 6) 严格遵守安全操作规程，做到安全、文明生产。 ,课程导入,学习目标： 1.了解机电设备安装调试的基本过程。 2.了解机电设备安装调试的基本常识。 3.了解机电设备安装调试的安全事项。 4.了解机电设备试运行的要求。 5.了解机电设备验收移交的内容。,课程导入,现代机电设备，无论其体积大还是小、结构复杂还是简单，功能多少，都是由一个个机械零件和电子元器件组成的有机体，是一个完整的系统，整个系统一般都由机械本体、动力部分、检测及传感器部分、执行机构和控制器件等组成。为保证机电设备这些组件应具有的各项性能指标、使用寿命以及正常运行，就必须保证设备的安装、装配质量。对整个安装、调试过程的每一项工序都应严格按照有关安装技术、工艺要求进行。设备安装调试过程主要包括开箱验收、设备安装调试、设备试运行、设备安装的验收与移交使用四个过程。,课程导入,1.开箱验收 设备到货后，由设备管理部门，会同采购部门，使用部门进行开箱验收，检查设备在运输过程中有无损坏、丢失，附件、随机备件、专用工具、技术资料等是否与装箱单相符，并填写设备开箱验收单，存入设备档案。2.设备安装调试 （1） 安装 设备安装前，应按照技术部门提供的设备工艺平面布置图、安装施工图、基础图、设备轮廓尺寸以及相互间距等要求划线定位，组织基础施工及设备搬运就位，然后按照设备设计安装图要求，将各零部件、组件安装在相应的位置上，组合成一个整体，再用导线将元器件之间进行电气连接，完成一个具有一定功能的完整的设备，以便进行整机调整和测试。安装包括机械安装和电气安装两大部分。,课程导入,1) 机械安装。机械安装主要包括清点、清洗、组装、调整、总装、检验六个过程。 清点： 根据设备技术资料清点设备的零部件是否齐全、符合要求，有无损伤，并进行分类。 清洗：去除零件表面或部件中的油污及机械杂质。零部件不得有毛刺、飞边、氧化皮、锈蚀、切屑、油污、着色剂等。 组装： 将零部件、整件通过各种连接方法安装在一起，组成一个不可分的整体，使之具有独立工作的功能。 组装前应对零部件的配合面、滑动面的主要配合尺寸，特别是过盈配合尺寸及相关精度进行复查，确认无误后方可组装。组装的原则是：先轻后重、先小后大、先铆后装、先装后焊、先里后外、先平后高，上道工序不影响下道工序。 调整：包含平衡、校正、配作等。 a.平衡：对设备中的旋转零部件进行平衡，以防止设备在使用中出现振动，包括静平衡（图0.2）和动平衡（图0.3）。,课程导入,b.校正：产品中各相关零部件间找正相互位置，并通过适当的调整方法，达到装配精度要求，比如机床的平行度校正，如图0.4所示。 c.配作：两个零件装配后固定其相互位置的加工，如配钻、配铰等;亦有为改善两零件表面结合精度的加工，如配刮、配研及配磨等。配作一般需与校正调整工作结合进行。 总装：按照总装图，将组装调整好的组件安装在机械本体上，最后将整机安装在基础上，或先将机械本体安装在基础上，校正好机械本体水平后再将组件安装在机械本体上。其原则也是：先轻后重、先小后大、先铆后装、先装后焊、先里后外、先平后高，上道工序不影响下道工序。 检验：安装完成后，按配套的工艺和技术文件的要求进行安装质量检查，主要检查外观、正确性、安全性、精度等。,课程导入,课程导入,2) 电气安装。电气安装是根据设备电气布置图，将电气元件（部件、控制器等）安装在相应位置，根据接线图连接所有元器件，对设备可靠地保护接地。安装完毕应对电气设备进行绝缘测试。电气安装时应注意以下事项： 安装前应检查电气元件（部件、控制器等）是否符合要求和标准。 电气元件（部件、控制器等）安装紧固时力度要适合，避免损坏器件。 布线时不同电压等级的导线不得用同一线管。 接线时一定要按照接线图或电气原理图上的标号，给导线套上线号管。 导线不得裸露金属部分，以防发生触电事故。 保护接地线截面积不得小于相线的1/2，且要用黄/绿双色线。,课程导入,（2） 调试 1) 调试目的。调试目的是发现设计的缺陷和安装的错误，并改进与纠正，或提出改进建议。通过调试，确保设备的各项功能和性能指标均达到设计要求。调试包括调整和测试（检验）两部分内容。 调整：主要根据设备技术条件的要求，对设备的各机械参数、电气参数进行调整，使设备达到预定的功能和性能要求。 测试：主要是对设备的各项技术指标和功能进行测量和试验，并同设计的性能指标进行比较，以确定是否合格，能否满足系统安全、经济运行的需要。 2) 调试过程。 根据设备的技术和操作要求，将设备置于原始状态。 按照设备要求，加注润滑液（脂）。 检查各机械部件，特别是传动部件是否紧固。,课程导入, 检查气液管路。 检查机械保护装置。 检查电路的接线是否牢固以及绝缘状况。 检查电压等级是否与设备要求相符合。 调整电气保护装置，并根据要求整定参数。 通电、通气。 根据设备要求，按先部件、再成组、后系统，先手动、再半自动、后自动，先近程后远程控制的原则进行调试。 设备安装调试中应注意安全，设备安装调试安全包括设备安装施工中的安全、设备试运行安全和设备自身的安全状况。安装施工和试运行的安全应按有关作业和运行操作安全要求。设备自身的安全状况应在设备安装好后，逐项检查安全状态、性能是否符合要求。检查的安全项目包括静态和动态方面，检查项目在设备不运行的条件下进行，如设备表面安全性、安全防护装置的工作性能与可靠性、设备运行中尘毒、易燃等物的产生情况等。 ,课程导入,3.设备试运行 (1) 设备试运行 经过一系列的调试，准确无误后，可以进行设备的试运行。设备试运行一般可分为空转试验、负荷试验、精度试验三种。 1）空转试验：为了检验设备安装精度的保持性，设备的稳固性，以及传动、操纵、控制、润滑、液压等系统是否正常，灵敏可靠等有关各项参数和性能，在无负载运行状态下进行的试验。一定时间的空载运行是新设备投入使用前进行磨合的一个不可缺少的步骤。 2）设备的负载试验：在负载试验中应按规范检查轴承的温升，检验液压系统、传动、操纵、控制、安全等装置工作是否达到出厂的标准，是否正常、安全、可靠。不同负载状态下的试运行，也是新设备进行磨合所必须进行的工作。磨合试验进行的质量如何，对于设备使用寿命影响极大。,课程导入,3） 设备的精度试验：一般应在负载试验后按技术资料（说明书）的规定进行，既要检查设备本身的几何精度，也要检查工作（如加工产品）的精度。这项试验大多在设备投入使用两个月后进行。 (2) 设备试运行后的工作 首先断开设备的总电路和动力源，然后做好下列设备检查、记录工作： 1）设备磨合后，对其清洗、润滑、紧固，更换或检修故障零部件并进行调试，使设备进入最佳使用状态。 2）做好并整理设备几何精度、加工精度的检查记录和其他机能的试验记录。 3）整理设备试运行中的情况（包括故障排除）记录。 4）对于无法调整的问题，分析原因，从设备设计、制造、运输、保管、安装等方面进行归纳。 5）对设备运行做出评定结论、处理意见，办理移交的手续，并注明参加试运行的人员和日期。,课程导入,4.设备安装的验收与移交使用 1)设备基础的施工验收由基建部门质量检查员会同土建施工员进行验收，填写施工验收单。基础的施工质量必须符合基础图纸和技术要求。 2)设备安装工程的最后验收，在设备调试合格后进行。由设备管理部门和工艺技术部门会同其他部门，在安装、检查、安全、使用等各方面有关人员共同参加下进行验收，做出鉴定，填写安装施工质量、精度检验、安全性能、试车运行记录等凭证和验收移交单，由参加验收的各方人员签字方可竣工。 3)设备验收合格后办理移交手续，设备开箱验收（或设备安装移交验收单）、设备运行试验记录单，由参加验收的各方人员签字后随设备带来的技术文件由设备管理部门纳入设备档案管理；随设备的配件、备品，应填写备件入库单，送交设备仓库入库保管。安全管理部门应就安装试验中的安全问题进行建档。,课程导入,4)设备移交完毕，由设备管理部门签署设备投产通知书，并将副本分别交设备管理部门、使用单位、财务部门、生产管理部门，作为存档、通知开始使用、固定资产管理凭证、考核工程计划的依据。,课程导入,1.设备安装调试过程主要有哪些内容？ 2.设备调试的目的是什么？ 3.设备调试的原则是什么？ 4.设备安装调试的安全事项有哪些？,谢谢观赏,THANKS,机电设备系统安装与调试,目 录,出版说明前 言课程导入,目 录,任务1 供料工作站的安装调试 工作任务 供料工作站的安装调试 知识探究 电磁阀和光电开关,目 录,任务2 加工工作站的安装调试 工作任务 加工工作站的安装调试 知识探究 气压传动系统的基础知识,目 录,任务3 装配工作站的安装调试 工作任务 装配工作站的安装调试 知识探究 气压传动系统的安装与调试、维护与维修,目 录,任务4 成品检测工作站的安装调试 工作任务 成品检测工作站的安装调试 知识探究 变频器,目 录,任务5 搬运工作站的安装调试 工作任务 搬运工作站的安装调试 知识探究 步进电机的基本知识,目 录,任务6 电气系统联机调试 工作任务 电气系统联机调试 知识探究 其它相关知识,谢谢观赏,THANKS,成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,1.能识读机械安装图，根据安装图会安装机械部件。2.正确安装电气部件。3.会变频器接线，并进行参数设定 。4.正确安装气动元件。5.正确调试工作站。6.会处理调试过程中出现的故障。7.能根据工艺控制要求进行程序设计。,任务4 成品检测工作站的安装调试,1.穿戴好安全防护用具。严禁穿凉鞋、背心、短裤、裙装进入实训场地。 2.使用绝缘工具，并认真检查工具绝缘是否良好。 3.停电作业时，必须先验电确认无误后方可工作。 4.带电作业时，必须在教师的监护下进行。 5.树立安全和文明生产意识。,任务4 成品检测工作站的安装调试,1.会识读机械安装图。2.能根据机械安装图安装机械部件。3.能根据气动控制图安装气动系统。4.知道变频器的基本原理。5.会变频器接线和参数设定。6.能排除机械、电气的一般故障。,任务4 成品检测工作站的安装调试,1.在实训室中进行供料工作站的安装调试。 2.实训室条件：YL-335A型实训台、供料工作站的器件、电脑、PLC编程软件、多媒体课件、投影仪,常用电工工具、常用机械安装工具、电工仪表等。,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,成品检测工作站相当于实际自动化生产设备中的产品质量检测区域或分拣包装区域,在实训设备中完成对已经加工、装配好的工件，按不同的颜色分拣到不同的料槽中。 成品检测工作站主要由传送和分拣机构、传动机构、变频器、电磁阀组、接线端口、PLC、底板等组成，部分构件如图4.1所示。,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,1.所需的工具、材料 (1) 所需工具 所需工具见表4.1。,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,(2) 所需主要材料 所需主要材料见表4.2。2.机械部件的安装 根据总装图的位置要求安装机械部件，总装图如图4.2所示,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,首先，将各零件组装成总体安装时的组件，然后将各组件进行组装。具体安装过程如下： 1) 组装料槽部件。先将料槽的支撑架组装成一个整体，如图4.3所示,再将料槽的零部件组装成整体安装时的料槽组件，如图4.4(ad)所示。,任务4 成品检测工作站的安装调试,2) 组装传动机构。先将电动机安装支架与电动机连接，保持两者可以自由调节的松动状态，再将挠性联轴器安装在电动机输出轴上，如图4.5(a,b)所示。 3) 组装传送带机构。其步骤如下： 组装传送带传动侧的皮带轮，先安装皮带轮左侧的固定板，先不要拧紧,然后把皮带轮放置在固定板内，再安装皮带轮右侧固定板，同样保持固定板的松动状态，如图4.6(ac)所示。 组装传送带从动侧的皮带轮，同样先安装皮带轮左侧的固定板，然后把皮带轮放置在固定板内并套上皮带，再安装皮带轮右侧固定板。在传送带两侧安装张紧机构，如图4.7(ad)所示。 组装传送带四根立柱，如图4.8所示。,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试, 调整传送带，如图4.9所示。 组装来料检测传感器支架和工件导向件，如图4.10所示。 4) 总装成品检测工作站。 将组装好的传送带机构安装在成品检测站底板上，如图4.11所示。 安装传动机构。先将挠性联轴器安装在传动机构的传动皮带轮上，放置好联轴器弹性圈，再将传动机构与传动机构对接安装,同时调节横向和纵向的水平位置,最后紧固所有螺栓，如图4.12所示。 安装料槽部件。安装料槽部件之前，先安装电磁阀组的安装底板和料槽支撑架，再安装两个料槽，如图4.13(ac)所示。,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试, 调整传送带，如图4.9所示。 组装来料检测传感器支架和工件导向件，如图4.10所示。 4) 总装成品检测工作站。 将组装好的传送带机构安装在成品检测站底板上，如图4.11所示。 安装传动机构。先将挠性联轴器安装在传动机构的传动皮带轮上，放置好联轴器弹性圈，再将传动机构与传动机构对接安装,同时调节横向和纵向的水平位置,最后紧固所有螺栓，如图4.12所示。 安装料槽部件。安装料槽部件之前，先安装电磁阀组的安装底板和料槽支撑架，再安装两个料槽，如图4.13(ac)所示。,任务4 成品检测工作站的安装调试,安装顶料气缸。先安装传感器安装支架和气缸安装支架，支架位置应与料槽对齐,再安装顶料气缸，如图4.14(a,b)所示。 5)安装气动电磁阀组，并根据气动控制回路图连接好气管，用扎线将气管捆扎好，注意力度，不要将气管捆扎变形。机械安装完成的成品检测工作站如图4.15所示,气动控制回路图如图4.16所示。,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,3.电气部件的安装 将PLC和接线柱总成安装在成品检测工作站底板上,将传感器安装在传感器安装支架上，把限位磁性开关安装在气缸上，将变频器安装在电器箱内(实训设备采用的变频器模块盒安装在抽屉式安装架上，如图4.17所示)。按照成品检测工作站PLC的I/O接线图，将变频器以及所有电磁阀、传感器、磁性开关等器件和PLC的工作电源通过接线柱总成连接到PLC的I/O端口, 完成所有安装，如图4.18所示。西门子系统I/O接线图如图4.19所示，三菱系统I/O接线图如图4.20所示。接好所有导线后，梳理清楚，用缠绕管将导线绑扎好。,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,4.根据工艺控制要求设计程序 (1)工艺控制要求 1）系统启动后，当传送带上的工件导向位置物料光电传感器检测到有工件时，启动变频器，工件开始送入成品检测区进行检测。 2）当检测到工件是合格品(白色)时，被送入料槽1，当检测到工件是废品(黑色)时，被送入料槽2。 3）传送带驱动电动机要求以25Hz的频率运行。 4)当工件被顶入料槽后，如果传送带上的工件导向位置物料光电传感器没有检测到工件，延时10s，传送带驱动电动机停止。 5) 系统启动、停止用一个按钮实现控制。 (2) 程序设计,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,1) 西门子系统程序设计。 设计初始状态程序。要求用一个按钮实现系统启动、停止控制。参考程序如图4.21所示。 设计传送带驱动电动机启动程序。传送带驱动电动机由变频器实现频率控制，所以程序只要实现控制变频器即可。传送带驱动电动机只要求以一种频率(25Hz)运行，在程序设计时只用Q0.3输出。参考程序如图4.22所示。 设计成品检测程序。需要注意的是，当物料被顶出后，顶料伸出运动可能产生干扰信号，使得顶料操作反复进行，为此应采取相应的防范措施。参考程序如图4.23所示。,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,2）三菱系统程序设计。 设计初始状态程序。要求用一个按钮实现系统启动、停止控制。参考程序如图4.24所示。 设计传送带驱动电动机启动程序。传送带驱动电动机由变频器实现频率控制，所以程序只要实现控制变频器即可。传送带驱动电动机只要求以一种频率(25Hz)运行，在程序设计时只用Y3、Y4输出。参考程序如图4.25所示。 设计成品检测程序。需要注意的是，当物料被顶出后，顶料伸出运动可能产生干扰信号，使得顶料操作反复进行，为此应采取相应的防范措施。参考程序如图4.26所示。,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,5）调节顶料气缸的活塞推进速度。为了准确且平稳地把工件推出，需要仔细地调整两个顶料气缸活塞杆的伸出速度。 6）设定变频器参数。在本工作站变频器需要设定的参数是：电动机额定电压380V，额定电流017A，额定功率003kW,额定频率50Hz,额定转速1480r/min(或1500 r/min),最低频率0Hz,最高频率50Hz,运行频率25Hz,斜坡上升时间2s,斜坡下降时间2s。 西门子MM420变频器的参数设定操作步骤和方法。 a.需要设定的MM420变频器参数代码如表43所示(只有本站使用的参数代码和设定值)。,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试, 三菱E740变频器的参数设定操作步骤和方法。 a.需要设定的E740变频器参数代码如表4.4所示(只有本站使用的参数代码和设定值)。,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,c.设定参数操作的步骤：按照表4.4参数表设定即可。 7）送上工作站所有的电源，并启动系统。 8）将工件放置在工件导向件的槽内。 9）调整好后，可进行循环试车，手动放置工件，看整个工作过程是否满足工艺控制要求，如不满足，修改程序。,任务4 成品检测工作站的安装调试,1.任务要求 1）识读图4.2所示的机械安装图和图4.16所示的气动控制回路图。 2）识读图4.19、图4.20所示的I/O接线图，并按图接线。 3）根据图4.2所示的机械安装图安装成品检测工作站。 4）根据工艺控制要求编程，并进行调试。工艺控制要求如 下： 系统启动后，当传送带上的工件导向位置物料光电传感器检测到有工件时，启动变频器，工件开始送入成品检测区进行检测。 当检测到工件是合格品(白色)时，送入料槽1; 当检测到工件是废品(黑色)时，送入料槽2。,任务4 成品检测工作站的安装调试,检测到工件，传送带驱动电动机要求以25Hz的频率运行。 如果没有检测到工件，传送带驱动电动机以30Hz的频率运行，延时10s，传送带驱动电动机停止。 系统启动、停止用一个按钮实现控制。 5)检修调试过程中出现的故障2注意事项 1)安装支架总成时，注意各边的平行度和各角的垂直度。 2)紧固螺栓时注意力度，千万不要用力过大，以免损坏器件。 3)气管绑扎不可用力过大，以免将气管绑扎变形，影响气体的流动和损坏气管。 4)外部导线一定要用缠绕管进行保护。,任务4 成品检测工作站的安装调试,5）调节光电开关和磁性开关时应缓慢进行，不可用力过猛，以免损坏。 6）注意PLC的工作电源的电压等级和I/O的电压等级不要混淆，接线务必正确。 7）注意顶料气缸与料槽的中间位置处于同一直线。 8）程序设计时，不要将所有工艺控制要求一次性满足，应逐步满足完善工艺控制要求，同时要考虑机械运动的稳定性。 9）光纤传感器灵敏度的调整、变频器参数(运转频率、斜坡下降时间等)的设置以及软件编程中定时器设定值的设置等，应相互配合。 10）金属机架应保护接地。 11）通电试车、调试及检修时，在指导教师的监护和允许下进行。,任务4 成品检测工作站的安装调试,12）要做到安全操作和文明生产。3.时间 额定工时360min。4.评分 评分细则见评分表。,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,随着电力电子技术的发展，交流变频技术从理论到实际应用逐渐走向成熟。变频器不仅调速平滑、范围大、效率高、启动电流小、运行平稳，而且节能效果明显。因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛地应用于各行各业生产领域。1.变频器的工作原理 由交流电动机的转速表达式：n60f(1s)/p可知，在磁极对数p和转差率s不变的情况下，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在050Hz的范围内变化时电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 ,任务4 成品检测工作站的安装调试,变频器工作原理框图如图4.27所示，它首先将交流电变为直流电，然后用电子元件对直流电进行开关，变为交流电。一般功率较大的变频器用晶闸管(可控硅)，并设一个可调频率的装置，使频率在一定范围内可调，用来控制电机的转数，使转数在一定的范围内可调。 ,任务4 成品检测工作站的安装调试,2.变频器控制方式 低压通用变频输出电压为380650V，输出功率为075400kW，工作频率为0400Hz，它的主电路采用的是交直交电路，其控制方式有如下几种。 (1)正弦脉宽调制(SPWM)控制方式 其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在各个领域得到广泛应用。 (2)电压空间矢量(SVPWM)控制方式,任务4 成品检测工作站的安装调试,它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。它经实际使用后又有所改进，即引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流闭环，以提高动态的精度和稳定度。但其控制电路环节较多，且没有引入转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。 (3)矢量控制(VC)方式 矢量控制变频调速其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度、磁场两个分量进行独立控制。在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。,任务4 成品检测工作站的安装调试,(4)直接转矩控制(DTC)方式 直接转矩控制方式直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。3.变频器使用注意事项 变频器使用不当，不但不能很好地发挥其优良的功能，而且还有可能损坏变频器及其设备，或造成干扰影响等，因此在使用中应注意以下事项： 1)变频器使用前，必须认真阅读产品使用说明书，并按说明书的要求接线、安装和使用。 2)变频器装置应可靠接地，以抑制射频干扰，防止变频器内因漏电而引起电击。 3)用变频器控制电机转速时，电机的温升及噪声会比电网时高；在低速运转时，因电机风叶转速低，应注意通风冷却或适当减轻负载，以免电机温升超过允许值。,任务4 成品检测工作站的安装调试,4)供电线路的阻抗不能太小。当线路阻抗较小时，应在变频器电源输入端加装交流电抗器。当电网三相电压不平衡度大于3%时，变频器输入电流的峰值就很大，会造成变频器及连接线过热或损坏电子元件，这时也需加装交流电抗器，特别是变压器为V形接法时更为严重，除在交流侧加装电抗器外，还需在直流侧加装直流电抗器。 5)不能在变频器的电源输入端和输出端装设过大的电容器，否则会使线路阻抗下降，产生过流而损坏变频器。 6)变频器出线侧不能并联补偿电容，也不能为了减少变频器的输出电压的高次谐波而并联电容器，否则可能损坏变频器。为了减少谐波，可以串联电抗器。 7)不能用断路器及接触器直接起动和停止变频器，应用变频器的控制端子来操作，否则会造成变频器失控，并可能造成严重后果。,任务4 成品检测工作站的安装调试,8)变频器与电机间一般不宜加装交流接触器，以免断流瞬间产生过电压而损坏变频器。若需加装，在变频器运行前接触器应先闭合，而在断开前变频器应先停止输出。 9)对于变频器驱动普通电机作恒转矩运行的场合，应尽量避免长期低速运行，否则电机散热效果变差，发热严重。如果需要以低速恒转矩长期运行，就必须选用变频电机。 10)变频器外接制动电阻的阻值不能小于变频器允许所带制动电阻的要求。在满足制动要求的前提下，制动电阻宜大些。切不可将制动电阻的端子短接，否则在制动时会通过开关管发生短路事故。 11)变频器与电机相连时，不允许用兆欧表测量电机的绝缘电阻，否则兆欧表输出的高电压会损坏变频器。 12)正确处理升速与减速的问题。变频器设定的加、减速时间过短，容易受到“电冲击”而损坏变频器。因此，使用变频器时，在负载设备允许的前提下，应尽量延长加、减速时间。,任务4 成品检测工作站的安装调试,如果负载重，则应增加加、减速时间；反之，可适当减少加、减速时间。 如果负载设备需要短时间内加、减速，则必须考虑加大变频器的容量，以免出现太大的电流，超过变频器的额定电流。 如果负载设备需要很短的加、减速时间(如1s内)，则应考虑在变频器上采用制动系统。一般较大容量的变频器都配有制动系统。 13)变频器应垂直安装，留有通风空间，并控制环境温度不超过40。 14)必须采用抗干扰措施，以免变频器受干扰而影响其正常工作，变频器产生的高次谐波干扰其他电子设备的正常工作。 15)注意电机的热保护。如果电机与变频器容量匹配，则变频器内部的热保护能有效保护电机。如果两者容量不匹配，须调整其保护值或采取其他保护措施以保证电机的安全运行。变频器电子热保护值(电机过载检测)可在变频器额定电流的25%105%范围内设定。,任务4 成品检测工作站的安装调试,MM420变频器是全新一代模块化设计的多功能标准变频器，具有多灵活性、标准参数访问结构，操作方便。1.主要特性 易于安装、易于调试、牢固的EMC设计、可由IT(中性点不接地)电源供电、对控制信号的响应快、参数设置的范围广，采用模块化设计，配置灵活、脉宽调制的频率高。2.性能特征 1)磁通电流控制(FCC)，改善了动态响应和电动机的控制特性。 2)快速电流限制(FCL)功能，实现正常状态下的无跳闸运行。 3)内置的直流注入制动。 4)复合制动功能改善了制动特性。,任务4 成品检测工作站的安装调试,5)加速/减速斜坡特性具有可编程的平滑功能。 6)具有比例、积分(PI)控制功能的闭环控制。 7)多点V/f特性。3.保护特性 具有过电压/欠电压保护、变频器过热保护、接地故障保护、短路保护、I.2t电动机过热保护、PTC 电动机保护等保护措施。4.MM420变频器端子接线图 MM420变频器端子接线图见图4.28，各端子说明见表4.5。,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,5. BOP操作面板 BOP具有7段显示的五位数字，可以显示参数的序号和数值、报警和故障信息以及设定值和实际值，但是不能存储参数的信息。其外形如图4.29所示。BOP操作面板各键的功能说明如表4.6所示。,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,三菱E740变频器采用磁通矢量控制，实现1Hz运行150%转矩输出、PID、15段速度等多功能选择，内置 RS485 通信口，柔性 PWM，实现更低噪声运行。1.E740变频器端子接线图 端子接线图见图4.30，各端子说明见表4.7。,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,任务4 成品检测工作站的安装调试,2.E740变频器操作面板 E740变频器操作面板具有7段显示的四位数字，可以显示参数的序号和数值、报警和故障信息以及设定值和实际值，但是不能存储参数的信息，且不能拆卸。其外形如图4.31所示。操作面板各键的功能说明如表4.8所示。,任务4 成品检测工作站的安装调试,1.阅读E740变频器使用手册或M4420变频器使用手册，了解其他的参数。2.如果传送带驱动电动机要求分别以10Hz、15Hz、25Hz、50Hz的频率运行，每频段运行时间间隔为2s，试设计控制程序和整定变频器参数。3.变频器能用接触器直接启动和停止控制吗？为什么？4.变频器有哪些控制方式？,任务4 成品检测工作站的安装调试,1.兰建设.2002液压与气压传动. 北京:高等教育出版社.2.王化祥,张淑英.2004.传感器原理及应用. 天津：天津大学出版社.3.廖常初.2002PLC编程及应用.北京：机械工业出版社.4.王国海.2007.可编程序控制器及其应用. 北京：中国劳动社会保障出版社.5.三菱电机自动化(上海)有限公司.2001.FX系列可编程序控制器编程手册.6.三菱电机自动化(上海)有限公司.2007E740变频器使用手册.7.西门子(中国)有限公司.2005.S7200可编程序控制器系统手册.8.西门子(中国)有限公司.2003M4420变频器使用手册. 9.亚龙科技集团有限公司.2008.YL335A实训指导书.,任务4 成品检测工作站的安装调试,
