恒液位控制系統的PID調節恒液位控制系統01任務要求02任務目標03知識準備04任務實施05任務評價06知識拓展CONTENTS項目內容07思考與練習08實踐中常見問題解析在工業生產過程中，有很多像蒸餾塔這樣大規模連續過程，溫度、壓力、流量和液位這四種是常見的過程變量。由于在控制過程中存在進料量和出料量的變化，從而導致液位波動。因此，高精度地進行液位控制是非常重要的一個課題。01任務要求1.掌握常用傳感器的基本工作原理及接線方法；2.掌握遞增、遞減等指令的使用方法；3.能完成電氣接線、編寫PLC程序并調試。02任務目標

在生產過程中，存在大量的物理量，如壓力、溫度、速度、旋轉速度、pH值、粘度等。這些物理量都是連續量，而且是非電量。為了實現自動控制，這些模擬信號都需要被PLC來處理，這就需要相應的轉換模塊來對信號進行轉換。

PLC的模擬量輸入一般包括信號為直流電壓信號DC0～10V、直流電流信號4～20mA兩種，對于不同的輸入，可以通過撥碼開關、參數設定或者接線方式的不同來進行區分。

如圖所示為一個典型的模擬量處理過程，壓力傳感器檢測的壓力值為模擬量，經過變送器將其變為直流電壓信號DC0～10V然后通過A/D（模數）轉換模塊變為數字量，將此數字量用于PLC的運算。03知識準備

一、PLC的模擬量控制簡介03知識準備

圖10-4為EMAE04模擬量輸入模塊的接線示意圖，該模擬量模塊共有4個模擬量輸入端口，每兩個為一組，可以選擇電壓輸入或電流輸入，其測量范圍為±10V、±5V、±2.5V或0到20mA，其滿量程范圍為-27,648到27,648。該模塊可以連接電流變送器送來的電流信號，有兩種接法，分別對應2線制傳感器和4線制傳感器，如圖10-5所示。該模塊的電壓測量范圍及數字量對照見表10-1、電流測量范圍及數字量對照見表10-2。03知識準備

二、模擬量輸入模塊EMAE04的使用方法03知識準備

圖10-4EMAE04模擬量輸入模塊的接線示意圖圖10-5EMAE04模擬量輸入模塊連接傳感器電流變送器示意圖

圖10-4為EMAE04模擬量輸入模塊的接線示意圖，該模擬量模塊共有4個模擬量輸入端口，每兩個為一組，可以選擇電壓輸入或電流輸入，其測量范圍為±10V、±5V、±2.5V或0到20mA，其滿量程范圍為-27,648到27,648。該模塊可以連接電流變送器送來的電流信號，有兩種接法，分別對應2線制傳感器和4線制傳感器，如圖10-5所示。03知識準備

3.模擬量輸出模塊EMAQ02的使用方法

圖為EMAQ02模擬量輸出模塊的接線示意圖，該模擬量模塊共有2個模擬量輸出端口，可以選擇電壓輸出或電流輸出，其輸出范圍為±10V或0到20mA，其滿量程范圍為-27,648到27,648。03知識準備

4.PID控制的基本工作過程03知識準備

4.PID控制的基本工作過程03知識準備

比例：來控制當前，誤差值和一個負常數Р(表示比例）相乘，然后和預定的值相加。P只是在控制器的輸出和系統的誤差成比例的時候成立。這種控制器輸出的變化與輸入控制器的偏差成比例關系。比如說，一個電熱器的控制器的比例尺范圍是10°C，它的預定值是20°C。那么它在10°C的時候會輸出100%，在15°C的時候會輸出50%，在19°C的時候輸出10%，注意在誤差是0的時候，控制器的輸出也是0。4.PID控制的基本工作過程03知識準備

積分：來控制過去，誤差值是過去一段時間的誤差和，然后乘以一個負常數I，然后和預定值相加。I從過去的平均誤差值來找到系統的輸出結果和預定值的平均誤差。一個簡單的比例系統會振蕩，會在預定值的附近來回變化，因為系統無法消除多余的糾正。通過加上一個負的平均誤差比例值，平均的系統誤差值就會總是減少。所以，最終這個PID回路系統會在預定值定下來。4.PID控制的基本工作過程03知識準備

微分：來控制將來，計算誤差的一階導，并和一個負常數D相乘，最后和預定值相加。這個導數的控制會對系統的改變作出反應。導數的結果越大，那么控制系統就對輸出結果作出更快速的反應。這個D參數也是PID被稱為可預測的控制器的原因。D參數對減少控制器短期的改變很有幫助。一些實際中的速度緩慢的系統可以不需要D參數。用更專業的話來講，一個PID控制器可以被稱作一個在頻域系統的濾波器。這一點在計算它是否會最終達到穩定結果時很有用。如果數值挑選不當，控制系統的輸入值會反復振蕩，這導致系統可能永遠無法達到預設值。1.任務分析

在本項目中，閥門控制器采用調節閥控制，其外觀如圖10-9（a）所示，該調節閥能夠接收DC0—10V信號來進行開度調節，其中10V代表100%開度，0V表示0%開度。PLC經過計算后，通過D/A轉換模塊將計算結果轉換為DC0—10V的電壓信號，用于調節閥的開度調節。04任務實施

（a）調節閥

（b）西門子EM231模擬量模塊

本項目中使用液位傳感器來檢測容器中的實時液位，并通過變送器將其轉換為DC0-10V的電壓量。PLC通過A/D轉換模塊將此電壓量轉換為數字量用于程序的運算，利用液位傳感器的變送器，將0~1000mm的液位值轉換為0~10V的電壓信號，送到擴展模塊EMAE04的模擬量輸入通道1，擴展模塊EMAE04將模擬量輸入0~10V電壓信號轉換為數字量，電壓信號與數字量值呈線性關系，對應數值范圍為0~27648，傳送到S7-200SMARTCPU中。04任務實施

（a）液位傳感器（b）數字量與液位變送器電壓值的關系2.準備元器件04任務實施

序號名稱型號規格數量1可編程控制器200SMARTSR301只2模擬量輸入模塊EMAE041只3模擬量輸出模塊EMAQ021只4開關電源輸入AC220V，輸出DC24V1只5空氣開關DZ47-C32/2P1只6熔斷器RT18-32/201只7調節閥DN20（控制信號DC0-10V）1只8液位傳感器SIN-MP-C1只9網孔板通用1塊10電工工具

1套11端子排TD20/153.電氣原理圖04任務實施

4.電氣線路的安裝與測量04任務實施

（1）安裝元器件的技術規范1).安裝前必須檢查元器件有無損壞。2).安裝要橫平豎直，各器件留有一定的間距。3).不同電壓等級的器件要分開安裝。4).PLC要原理干擾源。5).元器件的安裝要牢固可靠。

4.電氣線路的安裝與測量04任務實施

（2）電氣線路安裝的要求1）.布線橫平豎直、不凌亂、不架空，導線連接可靠、不松動；2）.導線顏色、線徑使用正確；3）.導線兩端均使用冷壓插針、不傷線芯、不破皮、不露銅；4）.連接的導線套有寫有編號的號碼管；5）.導線正確進線槽，線槽外過長的要使用纏繞管；6）.接地可靠、完整。

（3）測量電路測量電路正確性的目的是為通電調試做好準備，排除接線可能出現的錯誤，杜絕安全事故的發生。應測量的部位：電源部分、終端電路部分、輸入電路部分、輸出電路部分。5.PLC程序解析04任務實施

配置硬件組態及模擬量模塊通道設置

圖10-12系統塊配置5.PLC程序解析04任務實施

（1）在系統塊的“CPU”中更改CPU型號為“CPUST30（DC/DC/DC）”,“EM0”中添加擴展模塊“EMAE04（4AI）”，“EM1”中添加擴展模塊“EMAQ02（2AQ）”。

圖10-13配置EMAE04模塊5.PLC程序解析04任務實施

（2）鼠標點擊“EM0”的“EMAE04（4AI）”，彈出對話框如圖10-13所示，勾選“用戶電源”啟用報警。然后鼠標點擊左側“模擬量輸入”的“通道0”對此通道進行參數配置，配置的參數如圖10-14所示：通道類型選擇為“電壓”、范圍選擇為“+/-10V”、抑制選擇為“50Hz”、濾波選擇為“弱（4個周期）”、勾選“超出上限”和“超出下限”報警。圖10-14模擬量輸入通道0設置圖10-15模擬量輸出通道0設置5.PLC程序解析04任務實施

（3）鼠標點擊“EM1”的“EMAQ02（2AQ）”，同樣勾選“用戶電源”啟用報警。然后鼠標點擊左側“模擬量輸出”的“通道0”對此通道進行參數配置，配置的參數如圖10-15所示：通道類型選擇為“電壓”、范圍選擇為“+/-10V”、取消勾選“將輸出凍結在最后一個狀態”、勾選“超出上限”、“超出下限”和“短路”報警。設置結束之后鼠標點擊“確定”按鈕完成配置。5.PLC程序解析04任務實施

2.配置PID向導（1）在菜單欄“工具”向導中，點擊“PID”向導，在對話框中勾選“回路0（Loop0）”，如圖10-16所示

圖10-16配置PID向導5.PLC程序解析04任務實施

（2）鼠標單擊左側Loop0中的“參數”節點，向導對話框變為如圖10-17所示。其中“增益”為比例作業、“積分時間”為積分作用、“微分時間”為微分作用、“采樣時間”是PID控制器對反饋采樣以及對重新計算輸出值的時間間隔，此時我們先均采用默認值，后面在調試的過程中自整定。

圖10-17配置參數5.PLC程序解析04任務實施

（3）鼠標單擊左側Loop0中的“輸入”節點，向導對話框變為如圖10-18所示。在這個地方指定回路過程變量的標定方式，根據外界模擬量輸入的情況可以將其選擇為“單極”。在“標定”選項中設置過程變量為“0~27648”，由于我們液位傳感器的檢測范圍是0~1000mm，回路設置值可設置為“0~1000”，這樣計算過程中就可以認定其為工程量了。

圖10-18配置輸入5.PLC程序解析04任務實施

（4）鼠標單擊左側Loop0中的“輸出”節點，向導對話框變為如圖10-19所示。在這個地方指定回路輸出的標定方式，根據外界模擬量輸出的情況可以將其選擇為“單極”。范圍設置為“0~27648”。

圖10-19配置輸出5.PLC程序解析04任務實施

（5）鼠標單擊左側Loop0中的“報警”節點，向導對話框變為如圖10-20所示。勾選“啟動下限報警”、“啟動上限報警”和“啟用模擬量輸入錯誤”報警，報警值使用默認。

圖10-20配置報警5.PLC程序解析04任務實施

（6）鼠標單擊左側Loop0中的“代碼”節點，向導對話框變為如圖10-21所示。勾選“添加PID的手動控制”，這樣如果處于手動控制時就不執行PID運算，回路的輸出由程序控制。

圖10-21配置子程序5.PLC程序解析04任務實施

（7）鼠標單擊左側Loop0中的“存儲器分配”節點，向導對話框變為如圖10-22所示。PID向導為了完成PID運算需要120個字節的位存儲器，我們在編寫其他控制程序的時候一定要注意不再使用這些存儲器。

圖10-22配置存儲器分配5.PLC程序解析04任務實施

（8）鼠標單擊左側Loop0中的“組件”節點，向導對話框變為如圖10-23所示。向導列出了PID項目自動生成的組件。包括一個用于初始化PID的子程序、一個用于循環執行PID功能的中斷程序、一個120個字節的數據頁以及一個符號表。然后鼠標點擊“生成”按鈕，完成此PID的向導設置。

圖10-23該PID自動生成的組件5.PLC程序解析04任務實施

（9）生成PID組件后，可以在項目樹中展開“程序塊”下的“向導”文件夾中查看生成的PID初始化子程序“PID0_CTRL(SBR1)”及PID運行中斷程序“PID_EXE(INT1)”，可以雙擊打開程序說明。注意：這兩個程序是加密的，無法查看程序內容，僅可查看程序說明；中斷程序占用了“定時中斷0”，編程的時候不能重復使用。在符號表中單擊“PID0_SYM”選項卡可以查看PID的相關符號及地址信息，用于編程時參考。圖10-24查看PID的初始化子程序和運行中斷程序5.PLC程序解析04任務實施

圖10-25查看PID的符號表5.PLC程序解析04任務實施

3.調用PID生成的子程序編程（1）在項目樹中展開“指令”下的“調用子例程”文件夾（圖10-26（a）），拖拽“PID0_CTRL(SBR1)”到main程序中，如圖10-26（b）所示。

圖10-26（a）調用子例程

（b）子程序添加到main程序中5.PLC程序解析04任務實施

（2）子程序“PID0_CTRL(SBR1)”的引腳定義可以參考其變量表（如圖10-27所示）。

圖10-27子程序“PID0_CTRL(SBR1)”的變量表5.PLC程序解析04任務實施

子程序“PID0_CTRL(SBR1)”的引腳6.調試程序04任務實施

1.下載測試（1）將經過編譯的程序下載到PLC中，并將PLC的模式置為“RUN”。（2）將PID程序中用到的符號添加到狀態圖表中，并切換尋址顯示的模式及數據顯示格式，然后將狀態圖表切換為開始監控，如圖10-29所示。此時將M0.0置為ON，自動經過運算后向PID輸出，液位隨之發生變化。（3）此時可以在狀態圖表中修改PID的控制參數，觀察被控對象的變化狀態。也可以通過觸摸屏+程序的方式來調整PID的參數。更方便的是我們可以使用編程軟件中的PID控制面板來自整定控制參數。6.調試程序04任務實施

狀態圖表6.調試程序04任務實施

2.使用PID控制面板自整定控制參數（1）在工具菜單欄中點擊“PID控制面板”按鈕（如圖10-30所示），彈出對話框后，點擊左側“Loop0（Loop0）”節點后，變化為PID自整定的控制面板，其各個部分的作用如圖10-31所示。

圖10-30打開PID控制面板6.調試程序04任務實施

PID自整定面板6.調試程序04任務實施

圖中：A：過程變量和設定值的取值范圍及刻度。B：PID輸出的取值范圍及刻度。C：當前的時間。D：以不同顏色表示的設定值、過程變量及輸出的趨勢圖。1.檢查內容05任務評價

1)檢查選擇的元器件是否齊全，熟悉各元器件功能及作用。2)熟悉電氣控制原理圖，并列出PLC的I/O表。3)檢查電氣線路安裝是否合理及運行情況。06知識拓展1.漏水的水缸加水故事

小明接到這樣一個任務:有一個水缸有點漏水(而且漏水的速度還不一定固定不變)，要求水面高度維持在某個位置，一旦發現水面高度低于要求位置，就要往水缸里加水。小明接到任務后就一直守在水缸旁邊，時間長就覺得無聊，就跑到房里看小說了，每30分鐘來檢查一次水面高度。但是有時候水漏得太快，每次小明來檢查時,水都快漏完了，離要求的高度相差很遠，小明改為每3分鐘來檢查一次，結果每次來水都沒怎么漏，不需要加水，來得太頻繁做的是無用功。幾次試驗后，確定每10分鐘來檢查一次。這個檢查時間就稱為采樣周期。06知識拓展1.漏水的水缸加水故事一開始小明用瓢加水，水龍頭離水缸有十幾米的距離，經常要跑好幾趟才加夠水，于是小明又改為用桶加，一加就是一桶，跑的次數少了，加水的速度也快了，但好幾次將缸給加溢出了，不小心弄濕了幾次鞋，小明又動腦筋,不用瓢也不用桶改為用盆，幾次下來，發現剛剛好，不用跑太多次，也不會讓水溢出。這個加水工具的大小就稱為比例系數。小明又發現水雖然不會加過量溢出了，有時會高過要求位置比較多，還是有打濕鞋的危險。他又想了個辦法，在水缸上裝一個漏斗,每次加水不直接倒進水缸，而是倒進漏斗讓它慢慢加。這樣溢出的問題解決了,但加水的速度又慢了，有時還趕不上漏水的速度。于是他試著變換不同大小口徑的漏斗來控制加水的速度，最后終于找到了滿意的漏斗。漏斗的時間就稱為積分時間。06知識拓展1.漏水的水缸加水故事

小明終于喘了一口氣，但任務的要求突然嚴了,水位控制的及時性要求大大提高，一旦水位過低，必須立即將水加到要求位置，而且不能高出太多，否則不給工錢。小明又為難了!于是他又開努腦筋，終于讓它想到一-個辦法，常放一盆備用水在旁邊，一發現水位低了，不經過漏斗就是一盆水下去，這樣及時性是保證了，但水位有時會高多了。他又在要求水面位置上面一點將水缸鑿了一個孔，再接一根管子到下面的備用桶里這樣多出的水會從上面的孔里漏出來。這個水漏出的快慢就稱為微分時間。06知識拓展2.PID控制器參數整定的一般方法

PID控制器的參數整定是控制系統設計的核心內容。它是根據被控過程的特性確定PID控制器的比例系數、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數整定的方法很多,概括起來有兩大類:一是理論計算整定法。它主要是依據系統的數學模型，經過理論計算確定控制器參數。這種方法所得到的計算數據未必可以直接用，還必須通過工程實際進行調整和修改;二是工程整定方法，它主要依賴工程經驗，直接在控制系統的試驗中進行，且肪法簡單、易于掌握,在工程實際中被廣泛采用。PID控制器參數的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應曲線法和衰減法。06知識拓展2.PID控制器參數整定的一般方法三種方法各有其特點，其共同點都是通過試驗,然后按照工程經驗公式對控制器參數進行整定。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數，都需要在實際運行中進行最后調整與完善。現在一般采用的是臨界比例法。利用該方法進行PID控制器參數的整定步驟如下:(1)首先預選擇-個足夠短的采樣周期讓系統工作;(2)僅加入比例控制環節,直到系統對輸入的階躍響應出現臨界振蕩,記下這時的比例放大系數和臨界振蕩周期;(3)在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數。PID參數的設定：是靠經驗及工藝的熟悉，參考測量值跟蹤與設定值曲線，從而調整P、I、D的大小。06知識拓展3.PID整定的常用口訣參數整定找最佳，從小到大順序查；先是比例后積分，最后再把微分加；曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大；曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳；曲線偏離回復慢，積分時間往下降；曲線波動周期長，積分時間再加長；曲線振蕩頻率快，先把微分降下來；動差大來波動慢。微分時間應加長；理想曲線兩個波，前高后低4比1；一看二調多分析，調節質量不會低。07思考與練習擴展練習1.給控制系統添加一個觸摸屏用于設定相關的PID參數及監控系統的當前狀態。觸摸屏的界面及所需功能參考下圖。2.編寫PLC控制程序，要求可以在觸摸屏上來實時設置PID的3個參數，還需要在觸摸屏上顯示容器的當前液位、可以設置目標液位、顯示上限報警和下限報警。08實踐中常見問題解析常見問題解析1、如何確保PID向導生成的程序能正確執行？確保用SM0.0無條件調用PID0_CTRL庫；在程序的其它部分不要再使用SMB34定時中斷，也不要對SMB34賦值。確認當前工作狀態：手動還是自動。2、如何實現PID反作用調節？在有些控制中需要PID反作用調節。例如：在夏天控制空調制冷時，若反饋溫度（過程值）低于設定溫度，需要關閥，減小輸出控制（減少冷水流量等）這就是PID反作用調節（在PID正作用中若過程值小于設定值，則需要增大輸出控制）。若想實現PID反作用調節，需要把PID回路的增益設為負數。對于增益為0的積分或微分控制來說，如果指定積分時間、微分時間為負值，則是反作用回路。感謝觀看PLC技術應用（西門子）項目十一：基于MM420與S7-200SMART的自動生產線多段速控制系統01項目引入02項目目標03項目分析04知識準備05器材準備06項目實施CONTENTS項目內容07項目拓展１１基于MM420與S7-200SMART的

自動生產線多段速控制系統通過S7-200型PLC和MM420變頻器聯機，實現電動機三段速頻率運轉控制，按下起動按鈕SB1，電動機起動并運行在第一段，頻率為10Hz，延時20s后電動機運行在第二段，頻率為20Hz，再延時10s后電動機反向運行在第三段，頻率為50Hz，。按下停車按鈕，電動機停止運行。01項目引入1.學會變頻器多段速頻率控制方式。2.熟練掌握變頻器的運行操作過程。3.掌握PLC和變頻器多段速頻率聯機操作方法。4.熟練掌握PLC和變頻器聯機調試方法。02項目目標變頻器和PLC聯合控制自動化生產線的多段速控制系統是比較經典的一類控制。在實際生產中，應不同任務的需求，自動化生產線在運行過程中需要改變某段時間或路程內的運行速度，運行速度的改變可根據改變變頻器對應參數實現，將變頻器對應的方向信號和速度信號與PLC對應的輸出信號相連，運用PLC程序段，實現對電動機三段速頻率運轉的控制。03項目分析

04知識準備

１.MM420系列變頻器的配線

變頻器采用恒轉矩、V/F控制方式，輸出頻率的范圍為0~650Hz。MM420還有內部PID調節功能，改善了調節性能；并增加了二進制連接（BICO）的功能。變頻器的接線端子分為主電路端子和控制電路端子，主電路為變頻器與工作電源和電動機之間的接線，控制電路的控制信號為微弱的電壓、電流信號，MM420的基本配線如圖所示。

變頻器可以通過外部模擬量輸入接口（3、4），通過0~10V的模擬量輸入，3點開關量輸入信號（5、6、7）與1點開關量輸出信號（10、11）進行控制；12、13端子為模擬量輸出0~20mA信號，其功能也是可編程的，用于輸出顯示運行頻率、電流等。變頻器提供了3種頻率模擬設定方式：外接電位器設定、0~10V電壓設定和4~20mA電流設定。當用電壓或電流設定時，最大的電壓或電流對應變頻器輸出頻率設定的最大值。變頻器有兩路頻率設定通道，開環控制時只用AIN1通道，閉環控制時使用AIN2通道作為反饋輸入，兩路模擬設定進行疊加。（一）MICROMASTER420變頻器簡介04知識準備

14、15為通信接口端子，是一個標準的RS-485接口。S7-200/300/400系列PLC通過此通信接口，可以實現對變頻器的遠程控制，包括運行/停止及頻率設定控制，也可以與端子控制進行組合完成對變頻器的控制。變頻器可使用數字操作面板控制，也可使用端子控制，也可使用RS-485通信接口對其遠程控制。04知識準備

模擬輸入回路可以另行組態，用以提供一個附加的數字輸入（DIN4）04知識準備

2.MM420變頻器操作面板的介紹MM420變頻器的操作面板如圖所示。在標準供貨方式時裝有狀態顯示板（SDP），對于很多用戶來說，利用SDP和制造廠的默認設置值，就可以使變頻器成功地投入運行。如果工廠的默認設置值不適合用戶的設備情況，可以利用基本操作板（BOP），或高級操作板（AOP）修改參數。BOP和AOP是作為可選件供貨的。04知識準備

3.BOP面板基本操作方法04知識準備

04知識準備

4.MM420變頻器參數簡介

（1）MM420變頻器參數分類。MM420變頻器參數可以分為顯示參數和設定參數兩大類。顯示參數為只讀參數，以r××××表示，典型的顯示參數為頻率給定值、實際輸出電壓、實際輸出電流等。設定參數為可讀寫的參數，以p××××表示。設定參數可以用基本操作面板、高級操作面板或通過串行通信接口進行修改，使變頻器實現一定的控制功能。變頻器的參數有三個用戶訪問級，“1”標準級、“2”擴展級和“3”專家級。訪問的等級由參數P0003來選擇，對于大多數應用對象，只要訪問標準級（P0003=1）和擴展級（P0003=2）參數就足夠了。第四級的參數只是用于內部的系統設置，是不能修改的。第四訪問級參數只有得到授權的人員才能修改。04知識準備

（2）變頻器常用的設定參數P0003：用于定義用戶訪問級，P0003的設定值如下：P0003=1：標準級，可以訪問最經常使用的參數。P0003=2：擴展級，允許擴展訪問參數的范圍。P0003=3：專家級，只供專家使用。P0003=4：維修級，只供授權的維修人員使用，具有密碼保護。04知識準備

P0004：參數過濾器，用于過濾參數，按功能的要求篩選（過濾）出與該功能相關的參數，這樣可以更方便地進行調試。P0004的訪問級為1。參數過濾器P0004的設定值如下：P0004＝0全部參數。P0004＝2變頻器參數。

P0004＝3電動機參數。P0004＝7命令，二進制I/OP0004＝8ADC（模-數轉換）和DAC（數-模轉換）。改為：模擬I/O。P0004＝10設定值通道/RFG（斜坡函數發生器）。P0004＝12驅動裝置的特征。

P0004＝13電動機的控制。P0004＝20通訊。

P0004＝21報警/警告/監控。

P0004＝22工藝參量控制器（例如PID）。04知識準備

P0010：變頻器工作方式的選擇，P0010的訪問級為P0003=1。P0010=0為運行，P0010=1為快速調試，P0010=30恢復工廠默認的的設置值。在P0010=1時，變頻器的調試可以非常快速和方便地完成。這時，只可以設置一些重要的參數（例如P0304，P0305等）。這些參數設置完成時，當P3900設定為1~3時，快速調試結束后立即開始變頻器參數的內部計算。然后自動把參數P0010復位為0。P0100：本參數用于確定功率設定值的單位是“kW”還是“hp”以及電動機銘牌的額定頻率。P0100只有在快速調試P0010=1時才能被修改，參數的訪問級為P0003=1。可能的設定值：

P0100=0功率設定值的單位為kW，頻率默認值50Hz。（我國適用）。P0100=1功率設定值的單位為hp，頻率默認值60Hz。

P0100=2功率設定值的單位為kW頻率缺省值60Hz。04知識準備

P0300：選擇電動機的類型，P0100只有在快速調試P0010=1時才能被修改，參數的訪問級為P0003=2。可能的設定值：P0300=1異步電動機。P0300=2同步電動機。P0304：電動機的額定電壓（V），應根據所選用電動機銘牌上的額定電壓設定。本參數的訪問級為1，只有在快速調試P0010=1時才能被修改。P0305：電動機額定電流（A），根據電動機銘牌數據的額定電流設定，本參數只能在P0010=1（快速調試）時進行修改，訪問級為1。P0307：電動機額定功率，應根據電動機銘牌數據的額定功率（kW/hp）設定。P0100=0（功率的單位為KW，頻率缺省值50Hz）時，本參數的單位為KW。本參數只能在P0010=1（快速調試）時才可以修改。訪問級為1。04知識準備

P0308：電動機的額定功率因數，根據電動機銘牌數據的額定功率因數設定，本參數只能在P0010=1（快速調試）時進行修改，而且只能在P0100=0或2（輸入的功率以kW為單位）時才能見到。但參數的設定值為0時，將由變頻器內部來計算功率因數（見r0332）。本參數的訪問級為2。P0310：電動機的額定頻率，設定值的范圍為12~650Hz，默認值是50Hz,根據電動機銘牌數據的額定頻率設定。本參數只能在P0010=1（快速調試）時進行修改。訪問級為1。P0311：電動機的額定速度（r/min），本參數只能在P0010=1（快速調試）時進行修改。參數的設定值為0時，將由變頻器內部來計算電動機的額定速度。對于帶有速度控制器的矢量控制和V/f控制方式，必須有這一參數值。如果這一參數進行了修改，變頻器將自動重新計算電動機的極對數。訪問級為1。04知識準備

P0700：選擇命令源，即變頻器運行控制指令的輸入方式。訪問級為1。可能的設定值：

P0700=0工廠的缺省設置

P0700=1由變頻器的基本面板BOP設置

P0700=2由變頻器的開關量輸入端（DIN1~DIN4）進行控制，DIN1~DIN4的控制功能通過參數P0701~P0704定義。

P0700=4通過BOP鏈路的USS設置

P0700=5通過COM鏈路的USS設置

P0700=6通過COM鏈路的通訊板（CB）設置改變這一參數時，同時也使所選項目的全部設置值復位為工廠的缺省設置值。例如：把它的設定值由1改為2時，所有的數字輸入都將復位為缺省的設置值。04知識準備

P0701：數字輸入DIN1的功能P0702：數字輸入DIN2的功能P0703：數字輸入DIN3的功能P0704：數字輸入DIN4的功能P0701~P0704的訪問級為2，設定值如下：0：禁止數字輸入即不使用該端子。1：ON/OFF1（接通正轉/停車命令1）。

2：ONreverse/OFF1（接通反轉/停車命令1）。

3：OFF2（停車命令2），電動機按慣性自由停車。

4：OFF3（停車命令3），電動機快速停車。9：故障確認。

10：正向點動。

11：反向點動。15：固定頻率設定值（直接選擇）。

16：固定頻率設定值（直接選擇+ON命令）。

17：固定頻率設定值（二進制編碼的十進制數（BCD碼）選擇+ON命令）。

21：機旁/遠程控制。

25：直流注入制動。

29：由外部信號觸發跳閘。

33：禁止附加頻率設定值。

99：使能BICO參數化（僅用于特殊用途）。04知識準備

P0970：工廠復位。P0970=1時所有的參數都復位到它們的缺省值。工廠復位前，首先要設定P0010=30（工廠設定值），且變頻器停車。訪問級為1。可能的設定值：P0970=0禁止復位

P0970=1參數復位P1000：頻率設定值的選擇。訪問級為1。常用的設定值：

P1000=1MOP設定值P1000=2模擬設定值

P1000=3固定頻率

P1000=4通過BOP控制面板，由連接總線以USS串行通信協議設定

P1000=5通過COM鏈路的USS設定，即由RS485接口通過連接總線以USS串行通信協議，由PLC設定。P1000=6通過COM鏈路的CB設定，即由通信接口模塊通過連接總線進行設定。04知識準備

P1001~P1007：定義固定頻率1~7的設定值。訪問級為2。為了使用固定頻率功能，需要用P1000=3選擇固定頻率的操作方式。有三種選擇固定頻率的方法：

直接選擇

直接選擇（P0701-P0703=15）

在這種操作方式下，一個數字輸入選擇一個固定頻率，還需要一個ON命令才能使變頻器投入運行。如果有幾個固定頻率輸入同時被激活（數字輸入端接通，為1），選定的頻率是它們的總和。例如：FF1+FF2+FF3直接選擇+ON命令（P0701-P0703=16）

選擇固定頻率時，既有選定的固定頻率，又帶有ON命令，把它們組合在一起。

在這種操作方式下，一個數字輸入選擇一個固定頻率。如果有幾個固定頻率輸入同時被激活，選定的頻率是它們的總和。

例如：FF1+FF2+FF3二進制編碼的十進制數（BCD碼）選擇+ON命令（P0701-P0703=17）

使用這種方法最多可以選擇7個固定頻率。各個固定頻率的數值根據下表選擇：04知識準備

二進制編碼的十進制數（BCD碼）選擇+ON命令的七段頻率設定DIN3DIN2DIN1OFF000P1001FF1001P1002FF2010P1003FF3011P1004FF4100P1005FF5101P1006FF6110P1007FF711104知識準備

P1080：變頻器輸出的最低頻率（Hz）。其范圍為0.00~650.00Hz，工廠默認值為0Hz。本參數訪問級為1。P1082：變頻器輸出的最高頻率（Hz）。其范圍為0.00~650.00Hz，工廠默認值為50Hz。本參數訪問級為1。P1120：斜坡上升時間（即電動機從靜止狀態加速到最高頻率P1082設定值所用的時間），其設定范圍0~650s，工廠默認值是10s，本參數的用戶訪問級為1。P1121：斜坡下降時間（即電動機從最高頻率P1082設定值減速到靜止狀態所用的時間），其設定范圍0~650s，工廠默認值是10s，如果設定的斜坡下降時間太短，就有可能導致變頻器跳閘。本參數訪問級為1。P1300：變頻器的控制方式，控制電動機的速度和變頻器的輸出電壓之間的相對關系，當p1300=0時為線性特性的V/f控制。本參數訪問級為2。P3900：結束快速調試，本參數只是在P0010=1（快速調試）時才能改變。本參數訪問級為2。可能的設定值：

P3900=0不用快速調試

P3900=1結束快速調試，并按工廠設置使參數復位

P3900=2結束快速調試

P3900=3結束快速調試，只進行電動機數據的計算04知識準備

（3）變頻器的參數恢復為出廠默認參數。

當變頻器的參數設定錯誤，將影響變頻器的正常運行，可以使用基本面板或高級面板操作，將變頻器的所有參數恢復到工廠默認值，步驟如下：設定P0010=30，設定P0970=1，完成復位過程至少要3分鐘。04知識準備

05器材準備

名稱型號數量變頻器MM4201可編程控制器S7-200SMART1交流電機

1外接部件

1導線

1利用MM420變頻器控制實現電動機三段速頻率運轉。DIN3端口設為電動機起停控制，DIN1和DIN2端口設為三段速頻率輸入選擇，三段速度設置如下：第一段：輸出頻率為20Hz；第二段：輸出頻率為30Hz；第三段：輸出頻率為50Hz。06項目實施1）電路接線檢查電路正確無誤后，合上主電源開關QS。2）參數設置①恢復變頻器工廠默認值。設定P0010=30和P0970=1，按下P鍵,開始復位,復位過程大約為3min,這樣就保證了變頻器的參數恢復到工廠默認值。②設置電動機參數。電動機參數設置完成后，設P0010=0，變頻器當前處于準備狀態,可正常運行。③設置三段固定頻率控制參數06項目實施

三段固定頻率控制參數表

參數號出廠值設置值說明P000311設用戶訪問級為標準級P000407命令和數字I/OP070022命令源選擇由端子排輸入P000312設用戶訪問級為擴展級P000407命令和數字I/OP0701117選擇固定頻率P0702117選擇固定頻率P070311ON接通正轉,OFF接通停止P000311設用戶訪問級為標準級P0004010設定值通道和斜坡函數發生器P100023選擇固定頻率設定值P000312設用戶訪問級為擴展級P0004010設定值通道和斜坡函數發生器P1001020設置固定頻率1(Hz)P1002530設置固定頻率2(Hz)P10031050設置固定頻率3(Hz)06項目實施3）操作控制。當按下開關S3時，數字輸入端口DIN3為“ON”，允許電動機運行。①第1段控制。當開關S1接通、S2斷開時，變頻器數字輸入端口DIN1為“ON”，端口DIN2為“OFF”，變頻器工作在由P1001參數所設定的頻率為20Hz的第1段上，電動機運行在與此頻率對應的轉速上。②第2段控制。當開關S1斷開、S2接通時，變頻器數字輸入端口DIN1為“OFF”，端口DIN2為“ON”，變頻器工作在由P1002參數所設定的頻率為30Hz的第2段上，電動機運行在與此頻率對應的轉速上。③第3段控制。當按鈕S1接通、按鈕S2接通時，變頻器數字輸入端口DIN1為“O