5.5.11 数字量输出

GD350-CCS系列标配2组继电器输出端子、1路开路集电极Y输出端子和1路高速脉冲输出(HDO)端子。所有数字量输出端子功能全部可以通过功能码进行编程。其中高速脉冲输出端子HDO还可以通过功能码选择设置为高速脉冲输出或者是开关量输出。

image.png

 下表为以上四个功能参数的可选项,允许重复选取相同的输出端子功能。

设定值

功能

说明

0

无效

输出端子无任何功能

1

运行中

当变频器运行,有频率输出时,输出ON信号

2

正转运行中

当变频器正转运行,有频率输出时,输出ON信号

3

反转运行中

当变频器反转运行,有频率输出时,输出ON信号

4

点动运行中

当变频器点动运行,有频率输出时,输出ON信号

5

变频器故障

当变频器发生故障时,输出ON信号

6

频率水平检测FDT1

请参考功能码P08.32P08.33的详细说明

7

频率水平检测FDT2

请参考功能码P08.34P08.35的详细说明

8

频率到达

请参考功能码P08.36的详细说明

9

零速运行中

变频器输出频率与给定频率同为零时,输出ON信号

10

上限频率到达

运行频率到达上限频率时,输出ON信号

11

下限频率到达

运行频率到达下限频率时,输出ON信号

12

运行准备就绪

主回路和控制回路电源建立,变频器保护功能不动作,变频器处于可运行状态时,输出ON信号

13

预励磁中

变频器预励磁时,输出ON信号

14

过载预警

依据变频器预警点,在超过预警时间后,输出ON信号;具体参照功能码P11.08~P11.10中的说明

15

欠载预警

依据变频器预警点,在超过预警时间后,输出ON信号。具体参照功能码P11.11~P11.12中的说明

16

简易PLC阶段完成

当简易PLC当前阶段运转完成后,输出信号

17

简易PLC循环完成

当简易PLC运行完成一个循环后,输出信号

23

Modbus通讯虚拟端子输出

可以按照Modbus的设定值来输出对应的信号,当设定为1时输出ON信号,0时输出OFF信号

24

POROFIBUS/CANopen/DeviceNET通讯虚拟端子输出

根据PROFIBUS/CANopen的设定值来输出对应的信号,当设定为1时输出ON信号,0时输出OFF信号

25

以太网通讯虚拟端子输出

根据以太网的设定值来输出对应的信号,当设定为1时输出ON信号,0时输出OFF信号

26

直流母线电压建立完成

当母线电压达到逆变器欠压点以上时,输出有效

27

z脉冲输出

编码器Z脉冲到达后输出有效,持续10毫秒后无效

28

脉冲叠加中

脉冲叠加端子输入功能有效时,输出有效

29

STO动作

发生STO故障时输出

30

定位完成

位置控制定位完成,输出有效

31

主轴回零完成

主轴回零完成后,输出有效

32

主轴分度完成

主轴分度完成后,输出有效

33

速度极限中

频率限幅后输出有效

34

EtherCat/Profinet通讯虚拟端子输出

根据Profinet通讯的设定值来输出对应的信号,当设定为1时输出ON信号,0时输出OFF信号

35

保留


36

速度/位置控制切换完成

模式切换完成后输出有效

37~40

保留


41

C_Y1

来自PLC卡的C_Y1(P27.00需设置为1)

42

C_Y2

来自PLC卡的C_Y2(P27.00需设置为1)

43

C_HDO

来自PLC卡的C_HDO(P27.00需设置为1)

44

C_RO1

来自PLC卡的C_RO1(P27.00需设置为1)

45

C_RO2

来自PLC卡的C_RO2(P27.00需设置为1)

46

C_RO3

来自PLC卡的C_RO3(P27.00需设置为1)

47

C_RO4

来自PLC卡的C_RO4(P27.00需设置为1)

48~63

保留


 

相关参数表:

功能码

名称

参数详细说明

缺省值

P06.00

HDO输出类型选择

0:开路集电极高速脉冲输出

1:开路集电极输出

0

P06.01

Y1输出选择

0:无效

1:运行中

2:正转运行中

3:反转运行中

4:点动运行中

5:变频器故障

6:频率水平检测FDT1

7:频率水平检测FDT2

8:频率到达

9:零速运行中

10:上限频率到达

11:下限频率到达

12:运行准备就绪

13:预励磁中

14:过载预警

15:欠载预警

16:简易PLC阶段完成

17:简易PLC循环完成

18:设定记数值到达

19:指定记数值到达

20:外部故障有效

21:保留

22:运行时间到达

23:Modbus通讯虚拟端子输出

24:PROFIBUS/CANopen/DeviceNET通讯虚拟端子输出

25:以太网通讯虚拟端子输出

26:直流母线电压建立完成

27:z脉冲输出

28:脉冲叠加中

29:STO动作

30:定位完成

31:主轴回零完成

32:主轴分度完成

33:速度极限中

34:EtherCat/Profinet通讯虚拟端子输出

35:保留

36:速度/位置控制切换完成

37:任意频率到达

38~40:保留

41:来自PLC卡的C_Y1(P27.00需设置为1)

42:来自PLC卡的C_Y2(P27.00需设置为1)

43:来自PLC卡的C_HDO(P27.00需设置为1)

44:来自PLC卡的C_RO1(P27.00需设置为1)

45:来自PLC卡的C_RO2(P27.00需设置为1)

46:来自PLC卡的C_RO3(P27.00需设置为1)

47:来自PLC卡的C_RO4(P27.00需设置为1)

48~63:保留

0

P06.02

HDO输出选择

0

P06.03

继电器RO1输出选择

1

P06.04

继电器RO2输出选择

5

P06.05

输出端子极性选择

0x00~0x0F

0x00

P06.06

Y开通延时时间

0.000~50.000s

0.000s

P06.07

Y断开延时时间

0.000~50.000s

0.000s

P06.08

HDO开通延时时间

0.000~50.000s(仅P06.00=1有效)

0.000s

P06.09

HDO断开延时时间

0.000~50.000s(仅P06.00=1有效)

0.000s

P06.10

继电器RO1开通延时时间

0.000~50.000s

0.000s

P06.11

继电器RO1断开延时时间

0.000~50.000s

0.000s

P06.12

继电器RO2开通延时时间

0.000~50.000s

0.000s

P06.13

继电器RO2断开延时时间

0.000~50.000s

0.000s

P07.40

最近故障输出端子状态


0

P17.13

开关量输出端子状态


0

 

5.5.12 简易PLC

简易PLC功能是一个多段速度发生器,变频器可以根据运行时间自动变换运行频率、方向,以满足工艺要求。以前该功能需要外部PLC来辅助完成,现在依靠变频器本身就可以实现该功能。

本系列变频器可以实现16段速度控制,有4组加减速时间可供选择。

当所设定的PLC完成一个循环(或者是一段)后,可由多功能继电器输出一个ON信号。

 image.png

 

相关参数表:

功能码

名称

参数详细说明

缺省值

P05.01~P05.06

数字量输入功能选择

23:简易PLC停机复位

24:简易PLC暂停

25:PID控制暂停


P06.01~P06.04

数字量输出功能选择

16:简易PLC阶段到达

17:简易PLC循环到达


P10.00

简易PLC方式

0:运行一次后停机

1:运行一次后保持最终值运行

2:循环运行

0

P10.01

简易PLC记忆选择

0:掉电不记忆

1:掉电记忆

0

P10.02

多段速0

-100.0~100.0%

0.0%

P10.03

第0段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.04

多段速1

-100.0~100.0%

0.0%

P10.05

第1段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.06

多段速2

-100.0~100.0%

0.0%

P10.07

第2段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.08

多段速3

-100.0~100.0%

0.0%

P10.09

第3段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.10

多段速4

-100.0~100.0%

0.0%

P10.11

第4段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.12

多段速5

-100.0~100.0%

0.0%

P10.13

第5段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.14

多段速6

-100.0~100.0%

0.0%

P10.15

第6段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.16

多段速7

-100.0~100.0%

0.0%

P10.17

第7段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.18

多段速8

-100.0~100.0%

0.0%

P10.19

第8段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.20

多段速9

-100.0~100.0%

0.0%

P10.21

第9段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.22

多段速10

-100.0~100.0%

0.0%

P10.23

第10段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.24

多段速11

-100.0~100.0%

0.0%

P10.25

第11段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.26

多段速12

-100.0~100.0%

0.0%

P10.27

第12段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.28

多段速13

-100.0~100.0%

0.0%

P10.29

第13段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.30

多段速14

-100.0~100.0%

0.0%

P10.31

第14段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.32

多段速15

-100.0~100.0%

0.0%

P10.33

第15段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.34

简易PLC第0~7段的加减速时间选择

0x0000~0XFFFF

0000

P10.35

简易PLC第8~15段的加减速时间选择

0x0000~0XFFFF

0000

P10.36

PLC再启动方式选择

0:从第一段开始重新运行

1:从中断时刻的阶段频率继续运行

0

P17.00

设定频率

0.00Hz~P00.03(最大输出频率)

0.00Hz

P17.27

简易PLC当前段数

显示简易PLC功能当前多段速段数

0

 

5.5.13 多段速运行

设定用变频器进行多段速度运行时参数。GD350-CCS系列变频器可设定16段速度,由多段速端子1~4的组合编码选择,分别对应多段速度0至多段速度15。

image.png


 

相关参数表:

功能码

名称

参数详细说明

缺省值

P05.01~P05.06

数字量输入功能选择

16:多段速端子1

17:多段速端子2

18:多段速端子3

19:多段速端子4

20:多段速暂停


P10.02

多段速0

-100.0~100.0%

0.0%

P10.03

第0段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.04

多段速1

-100.0~100.0%

0.0%

P10.05

第1段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.06

多段速2

-100.0~100.0%

0.0%

P10.07

第2段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.08

多段速3

-100.0~100.0%

0.0%

P10.09

第3段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.10

多段速4

-100.0~100.0%

0.0%

P10.11

第4段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.12

多段速5

-100.0~100.0%

0.0%

P10.13

第5段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.14

多段速6

-100.0~100.0%

0.0%

P10.15

第6段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.16

多段速7

-100.0~100.0%

0.0%

P10.17

第7段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.18

多段速8

-100.0~100.0%

0.0%

P10.19

第8段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.20

多段速9

-100.0~100.0%

0.0%

P10.21

第9段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.22

多段速10

-100.0~100.0%

0.0%

P10.23

第10段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.24

多段速11

-100.0~100.0%

0.0%

P10.25

第11段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.26

多段速12

-100.0~100.0%

0.0%

P10.27

第12段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.28

多段速13

-100.0~100.0%

0.0%

P10.29

第13段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.30

多段速14

-100.0~100.0%

0.0%

P10.31

第14段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.32

多段速15

-100.0~100.0%

0.0%

P10.33

第15段运行时间

0.0~6553.5s(min)

0.0s

P10.34

简易PLC第0~7段的加减速时间选择

0x0000~0XFFFF

0000

P10.35

简易PLC第8~15段的加减速时间选择

0x0000~0XFFFF

0000

P17.27

简易PLC当前段数

显示简易PLC功能当前多段速段数

0

 

5.5.14 PID控制

PID控制是用于过程控制的一种常用方法,通过对被控量的反馈信号与目标量信号的差量进行比例、积分、微分运算,来调整变频器的输出频率或输出电压,构成负反馈系统,使被控量稳定在目标量上。适用于流量控制、压力控制及温度控制等过程控制。调整输出频率的基本原理框图如下:

image.png

 

PID控制工作原理简要和调节方法简单介绍:

比例调节(Kp):当反馈与给定出现偏差时,输出与偏差成比例调节,若偏差恒定,则调节量也恒定。比例调节可以快速响应反馈的变化,但单纯用比例调节无法做到无差控制。比例增益越大,系统的调节速度越快,但若过大会出现振荡。调节方法为先将积分时间设很长,微分时间设为零,单用比例调节使系统运行起来,改变给定量的大小,观察反馈信号和给定量的稳定的偏差(静差),如果静差在给定量改变的方向上(例如增加给定量,系统稳定后反馈量总小于给定量),则继续增加比例增益,反之则减小比例增益,重复上面的过程,直到静差比较小。

积分时间(Ti):当反馈与给定出现偏差时,输出调节量连续累加,如果偏差持续存在,则调节量持续增加,直到没有偏差。积分调节器可以有效地消除静差。积分调节器过强则会出现反复的超调,使系统一直不稳定,直到产生振荡。由于积分作用过强引起的振荡的特点是:反馈信号在给定量的上下摆动,摆幅逐步增大,直至振荡。积分时间参数的调节一般由大到小调,逐步调节积分时间,观察系统调节的效果,直到系统稳定的速度达到要求。

微分时间(Td):当反馈与给定的偏差变化时,输出与偏差变化率成比例的调节量,该调节量只与偏差变化的方向和大小有关,而与偏差本身的方向和大小无关。微分调节的作用是在反馈信号发生变化时,根据变化的趋势进行调节,从而抑制反馈信号的变化。微分调节器请谨慎使用,因为微分调节容易放大系统的干扰,尤其是变化频率较高的干扰。

当频率指令选择(P00.06P00.07)为7或者电压设定通道选择(P04.27)为6时,变频器运行模式为过程PID控制。

5.5.14.1 PID参数设定的一般步骤

1、 确定比例增益P

确定比例增益P时,首先去掉PID的积分项和微分项,一般是令Ti=0、Td=0(具体见PID的参数设定说明),使PID为纯比例调节。输入设定为系统允许的最大值的60%~70%,由0逐渐加大比例增益P,直至系统出现振荡;再反过来,从此时的比例增益P逐渐减小,直至系统振荡消失,记录此时的比例增益P,设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。比例增益P调试完成。

2、 确定积分时间Ti

比例增益P确定后,设定一个较大的积分时间数Ti的初值,然后逐渐减小Ti,直至系统出现振荡,之后在反过来,逐渐加大Ti,直至系统振荡消失。记录此时的Ti,设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。积分时间常数Ti调试完成。

3、 确定微分时间Td

微分时间Td一般不用设定,为0即可。

若要设定,与确定P和Ti的方法相同,取不振荡时的30%。

4、 系统空载、带载联调,再对PID参数进行微调,直至满足要求。

5.5.14.2 PID微调方法

设定PID控制的参数后,可以用以下的方法进行微调。

抑制超调:发生超调时,请缩短微分时间(Td),延长积分时间(Ti)。

image.png

   

尽快使其达到稳定状态:即使发生超调,但要尽快稳定控制时,请缩短积分时间(Ti),延长微分时间(Td)。

image.png

 

抑制周期较长的振动:如果周期性振动的周期比积分时间(Ti)的设定值还要长时,说明积分动作太强,延长积分时间(Ti)则可抑制振动。

image.png

 

抑制周期较短的振动:振动周期较短,振动周期与微分时间(Td)的设定值几乎相同,说明微分动作太强。如缩短微分时间(Td),则可抑制振动。当将微分时间(Td)设定为0.00(即无微分控制),也无法抑制振动时,请减小比例增益。

image.png

 相关参数表:

功能码

名称

参数详细说明

缺省值

P09.00

PID给定源选择

0:键盘定数字给定(P09.01

1:模拟通道AI1给定

2:模拟通道AI2给定

3:模拟通道AI3设定

4:高速脉冲HDIA设定

5:多段给定

6:Modbus通讯设定

7:PROFIBUS/CANopen/DevicneNET通讯设定

8:以太网通讯设定

9:高速脉冲HDIB设定

10:EtherCat/Profinet通讯设定

11:可编程扩展卡设定

12:保留

0

P09.01

键盘预置PID给定

-100.0%~100.0%

0.0%

P09.02

PID反馈源选择

0:模拟通道AI1反馈

1:模拟通道AI2反馈

2:模拟通道AI3反馈

3:高速脉冲HDIA反馈

4:Modbus通讯反馈

5:PROFIBUS/CANopen/DevicneNET通讯设定

6:以太网通讯设定

7:高速脉冲HDIB反馈

8:EtherCat/Profinet通讯设定

9:可编程扩展卡设定

10:保留

0

P09.03

PID输出特性选择

0:PID输出为正特性

1:PID输出为负特性

0

P09.04

比例增益(Kp)

0.00~100.00

1.80

P09.05

积分时间(Ti)

0.01~10.00s

0.90s

P09.06

微分时间(Td)

0.00~10.00s

0.00s

P09.07

采样周期(T)

0.000~10.000s

0.100s

P09.08

PID控制偏差极限

0.0~100.0%

0.0%

P09.09

PID输出上限值

P09.10~100.0%(最大频率或电压)

100.0%

P09.10

PID输出下限值

-100.0%~P09.09(最大频率或电压)

0.0%

P09.11

反馈断线检测值

0.0~100.0%

0.0%

P09.12

反馈断线检测时间

0.0~3600.0s

1.0s

P09.13

PID调节选择

0x0000~0x1111

个位:

0:频率到达上下限继续积分调节

1:频率到达上下限停止积分调节

十位:

0:与主给定方向一致

1:可与主给定方向相反

百位:

0:按照最大频率限幅

1:按照A频率限幅

千位:

0:A+B频率,主给定A频率源缓冲加减速无效

1:A+B频率,主给定A频率源缓冲加减速

有效,加减速由P08.04加速时间4确定

0x0001

P09.14

低频比例增益(Kp)

0.00~100.00

1.00

P09.15

PID指令加减速时间

0.0~1000.0s

0.0s

P09.16

PID输出滤波时间

0.000~10.000s

0.000s

P09.17

保留



P09.18

低频积分时间(Ti)

0.00~10.00s

0.90s

P09.19

低频微分时间(Td)

0.00~10.00s

0.00s

P09.20

PID参数切换低频点

0.00~P09.21

5.00Hz

P09.21

PID参数切换高频点

P09.20~P00.04

10.00Hz

P17.00

设定频率

0.00Hz~P00.03(最大输出频率)

0.00Hz

P17.23

PID给定值

-100.0~100.0%

0.0%

P17.24

PID反馈值

-100.0~100.0%

0.0%

 

5.5.15 摆频运行

摆频适用于纺织、化纤等行业及需要横动、卷绕功能的场合,其典型工作如图所示:

image.png

 

功能码

名称

参数详细说明

缺省值

P00.03

最大输出频率

P00.03~400.00Hz

50.00Hz

P00.06

A频率指令选择

0:键盘数字设定

1:模拟量AI1设定

2:模拟量AI2设定

3:模拟量AI3设定

4:高速脉冲HDIA设定

5:简易PLC程序设定

6:多段速运行设定

7:PID控制设定

8:Modbus通讯设定

9:PROFIBUS/CANopen/DeviceNet通讯设定

10:以太网通讯设定

11:高速脉冲HDIB设定

12:AB脉冲串

13:EtherCat/Profinet通讯设定

14:可编程扩展卡

0

P00.11

加速时间1

0.0~3600.0s

机型确定

P00.12

减速时间1

0.0~3600.0s

机型确定

P05.01~P05.06

数字量输入功能选择

26:摆频暂停(停在当前频率)

27:摆频复位(回到中心频率)


P08.15

摆频幅度

0.0~100.0%(相对设定频率)

0.0%

P08.16

突跳频率幅度

0.0~50.0%(相对摆频幅度)

0.0%

P08.17

摆频上升时间

0.1~3600.0s

5.0s

P08.18

摆频下降时间

0.1~3600.0s

5.0s

 


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