機(jī)電文章

一、總體思路

1. 應(yīng)用位置與功能
   在干燥劑包裝機(jī)上，一般有多個驅(qū)動電機(jī)：如送料電機(jī)、封口電機(jī)、吹氣或鼓風(fēng)電機(jī)、傳送帶電機(jī)等。若側(cè)重“吹干燥劑”或“吹風(fēng)”環(huán)節(jié)，可將 HLP-C100 變頻器應(yīng)用到以下場合：

   以下以“吹干燥劑包裝機(jī)電機(jī)”為例，給出詳細(xì)變頻調(diào)速控制方案。

• 吹風(fēng)鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)：調(diào)節(jié)風(fēng)量大小或吹風(fēng)速度，用變頻器可根據(jù)包裝速度或干燥劑特性靈活調(diào)整吹風(fēng)量；

• 輸送/下料電機(jī)（若需要）：對干燥劑位置輸送的速度控制可更精準(zhǔn)，避免堵料或撒料；

• 其它輔助機(jī)構(gòu)電機(jī)（如攪拌、提升、旋轉(zhuǎn)等），可根據(jù)需求配置變頻器實(shí)現(xiàn)多段速或點(diǎn)動等功能。

2. 控制方式選擇

• 若要靈活調(diào)速，可讓操作員直接在變頻器面板上旋鈕設(shè)定轉(zhuǎn)速（即本地控制模式），或由外部模擬量（PLC 或工控機(jī)的 010V / 420mA 輸出）進(jìn)行遠(yuǎn)程給定；

• 若整機(jī)還需要集中自動化控制（如人機(jī)界面統(tǒng)一操作、聯(lián)動產(chǎn)線、配方管理等），可在變頻器外部增加小型 PLC（例如海利普自己的 PLC、三菱 FX 系列、信捷、臺達(dá)等）和觸摸屏（HMI）來統(tǒng)籌管理變頻器的啟停、頻率給定、報警顯示等。

下面將從主回路接線、控制回路接線、參數(shù)設(shè)置、以及 PLC/HMI 的選型與連接等幾個方面展開介紹。

二、主回路接線

1. 電機(jī)與變頻器連接

   具體如手冊“3.3 主回路接線示意圖”所示citeturn0file0。
   若該機(jī)器上電機(jī)功率不大，典型選用例如 0.75kW～1.5kW 的 HLP-C100 機(jī)型即可。確認(rèn)電機(jī)額定功率、電壓、電流與變頻器銘牌匹配，并留有余量。

• 變頻器輸出端子：U、V、W → 對應(yīng)接到鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)的三相接線柱（若是單相電機(jī)則不適用，需要改為三相電機(jī)或選用適配單相輸出機(jī)型）。

• 變頻器輸入端子：R、S、T → 接三相交流電源（若是單相 220V 機(jī)型則接到 R、T）。

• 接地端子 PE：必須可靠接地，防止漏電、干擾和感應(yīng)電壓。

2. 外圍保護(hù)與輸入側(cè)器件

• 空氣開關(guān)（斷路器）：容量按變頻器額定輸入電流選擇（手冊“3.2.1 空開、保險絲、接觸器選型”有指導(dǎo)citeturn0file0），保證出現(xiàn)過流等嚴(yán)重故障時及時切斷電源。

• 交流接觸器（可選）：不要頻繁用它來啟停變頻器，一般僅在檢修或緊急斷電場合下使用。

• 輸入電抗器 / EMI 濾波器（可選）：若現(xiàn)場有電網(wǎng)諧波或周邊有較敏感設(shè)備，可考慮在輸入側(cè)增加電抗器或?yàn)V波器，抑制高次諧波和電磁干擾。

3. 制動單元與制動電阻（可選）
   對于“吹風(fēng)機(jī)”類負(fù)載，慣性通常不大，頻繁快速減速要求也不太高，一般無需外置制動單元和電阻。但若應(yīng)用在下料輸送等慣性較大或急停要求高的場合，則需考慮在變頻器內(nèi)置或外加制動單元和合適阻值的制動電阻citeturn0file0。

4. 主回路示意（文本示例）

   電源 R ——┐
            │
   電源 S ——┤—— [空開/斷路器] —— [變頻器 HLP-C100] —— U —— 電機(jī)UVW
            │                                      V
   電源 T ——┘                                      W
   
   變頻器PE ———— 地線

   （以上示例為三相 380V 接法，單相時則省略 S 相并將 R、T 接市電火、零線）

三、控制回路接線

控制回路接線決定變頻器如何接收啟停、方向、頻率等命令，以及輸出故障、運(yùn)行信號。若需要用 PLC 或者外部按鈕來控制，則可參考以下思路。

1. 數(shù)字量輸入 DI

• FOR = 啟動（常開按鈕 + 一路電源 24V，經(jīng)按下導(dǎo)通后變頻器識別為高電平）

• DI1 = 停止（常閉按鈕 + 24V，按下斷開后變頻器識別為低電平執(zhí)行停機(jī)）

• 或者直接讓 FOR 擔(dān)任“啟?！币惑w（反邏輯）也可。

• HLP-C100 有 5 個數(shù)字量輸入端子（FOR、REV、DI1、DI2、DI3），默認(rèn)為 NPN 方式（手冊“3.4 控制回路接線”citeturn0file0）。

• 一般將 FOR 配置為“正轉(zhuǎn)啟動”、REV 配置為“反轉(zhuǎn)啟動”（如果需要），其余 DI1、DI2、DI3 根據(jù)需求設(shè)置為多段速切換、急停、復(fù)位、點(diǎn)動等。

• 對于僅需要“正轉(zhuǎn)＋停止”的吹風(fēng)機(jī)：可在外部布置一個 “啟動” 按鈕（常開）和一個 “停止” 按鈕（常閉），接到相應(yīng)端子上。例如：

2. 模擬量輸入 VI

• 若需要用外部模擬量（如 010V / 420mA）對吹風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，可將 PLC/外部傳感器的模擬輸出接入變頻器 VI、GND。

• 在參數(shù)里（如 C03.15 等）選擇“參考值來源 1 = 端子 VI”，并根據(jù)實(shí)際信號電壓或電流在 C06.10~C06.19 做好標(biāo)定。

3. 繼電器輸出 FA-FB-FC

• 若希望在變頻器故障或運(yùn)行時給出一個干接點(diǎn)信號，可以選擇參數(shù) C05.40（“繼電器輸出功能選擇”）為 9（故障）、5（運(yùn)行）等。這樣 PLC 或外部指示燈能實(shí)時監(jiān)測變頻器狀態(tài)。

4. 控制回路示意（文本示例）

   [+24V] —— 啟動按鈕（常開） ——> FOR端子
          —— 停止按鈕（常閉） ——> DI1端子
   GND --------------------------------> 變頻器GND
   
   模擬量： PLC AO(0~10V) ——> VI
            PLC AGND       ——> GND
   
   繼電器輸出：FA-FB-FC（FB 為公共端，F(xiàn)A 常閉，F(xiàn)C 常開）

   （如果只是用面板啟停和旋鈕給定頻率，則數(shù)字量輸入可不接或僅接緊急停止。）

四、關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置舉例

假設(shè)你所用電機(jī)為 0.75kW，額定電壓 380V，額定頻率 50Hz，額定電流 1.8A（示例），并用端子 FOR 與 DI1 做啟停，外部 010V 做調(diào)速。以下為重點(diǎn)參數(shù)配置思路（具體可結(jié)合手冊第 57 章“功能參數(shù)表”“快速應(yīng)用指南”citeturn0file0進(jìn)行）：

1. 電機(jī)參數(shù)（第01組）

• C01.20 = 電機(jī)功率 = 0.75（kW）

• C01.22 = 電機(jī)額定電壓 = 380（V）

• C01.23 = 電機(jī)額定頻率 = 50.0（Hz）

• C01.24 = 電機(jī)額定電流 = 1.80（A）

• C01.25 = 電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 = 1440（rpm）(示例)

2. 運(yùn)行模式

• C01.00 = 0（速度開環(huán)）

3. 參考頻率與加減速（第03組）

• C03.03 = 50.00（最大參考值，若要 50Hz 上限，則設(shè) 50；若想擴(kuò)展到 60Hz 或更高可修改）

• C03.15 = 1（參考值來源 1 = “端子 VI”）

• C03.41 / C03.42 = 5.0s / 5.0s（加減速時間，視吹風(fēng)機(jī)負(fù)載慣量和實(shí)際需求微調(diào)）

4. 啟停/方向控制（第05組）

• C05.10（FOR輸入功能選擇）= 8（“啟動”）

• C05.12（DI1輸入功能選擇）= 6（“停止(反邏輯)”）或者 46（“停止(正邏輯)”）

• 如果不需要反轉(zhuǎn)，可將 C04.10（電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向）設(shè)為 0：只允許正轉(zhuǎn)，以防誤觸反轉(zhuǎn)。

5. 模擬量輸入（第06組）

• C06.19 = 0（表示 VI 為電壓信號輸入）

• C06.10 = 0.00、C06.11 = 10.00（表示 0~10V 對應(yīng)從 0Hz 到 50Hz）

• 若有“零點(diǎn)死區(qū)”需求，可設(shè) C06.18；若輸入抖動較大，可適當(dāng)增大 C06.16（濾波時間）等。

6. 保護(hù)與告警

• C04.58 = 0（電機(jī)缺相檢測，如有需要可設(shè)為 1）

• C14.01 = 5（載波頻率，默認(rèn) 4~6kHz 左右即可，若環(huán)境干擾較大可適當(dāng)降低）

• 其他如過流、過壓、過熱、外部故障等，默認(rèn)已具備完善保護(hù)，可根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)優(yōu)。

7. 其他常用功能

• 多段速：可用 DI1、DI2、DI3 組合成多段速，如包裝機(jī)需快速、慢速、點(diǎn)動等模式；

• PID 調(diào)節(jié)：若要控制吹風(fēng)壓力或流量，可使用過程閉環(huán)模式 (C01.00=3)，并在第07組設(shè)定 PID 參數(shù)，以及給定壓力/流量傳感器信號到 VI；

• 點(diǎn)動：C03.11可設(shè)定點(diǎn)動頻率，C05.10~14里可將某 DI 分配為“點(diǎn)動”。

五、若需搭配 PLC / 觸摸屏 / 工控機(jī)

1. PLC 選型

• 功能需求簡單（如只要啟停及頻率參考、少量 I/O），可選用一款經(jīng)濟(jì)型小 PLC（如海利普、臺達(dá)、信捷、三菱 FX1S/FX3U 等）。

• 若要實(shí)現(xiàn)更多聯(lián)動控制（比如與包裝機(jī)其它工位同步、多段速、故障報警聯(lián)鎖等），選擇帶足夠 I/O 的中小型 PLC 即可。

• 通訊方式：HLP-C100 自帶 RS485（Modbus RTU），PLC 若有 RS485 接口可直接用雙絞線連接變頻器 RS+、RS-（并聯(lián)通訊）。PLC 通過寄存器讀寫變頻器的運(yùn)行狀態(tài)、故障信息以及頻率等。

2. 觸摸屏 / 工控機(jī)

• 若要人機(jī)界面操作，選用普通 7 寸或 10 寸觸摸屏（如威綸通、昆侖通態(tài)、海利普自家 HMI 等）并通過 PLC 統(tǒng)一管理，或者在 HMI 上做 Modbus RTU 直連變頻器皆可。

• 在 HMI 的配置軟件中，設(shè)置變頻器的從站地址、波特率、校驗(yàn)方式等（對應(yīng) C08.31、C08.32、C08.33），實(shí)現(xiàn)讀寫變頻器寄存器來遠(yuǎn)程啟停、調(diào)速、報警查看、參數(shù)配方管理等。

• 工控機(jī)同理，可通過串口 RS485 或者轉(zhuǎn) USB/232 → 485 方式與變頻器進(jìn)行 Modbus RTU 通訊。

3. 接線及注意事項

• RS485 接口：變頻器端子 RS+、RS-；PLC/上位機(jī)也有對應(yīng)的 D+、D-。注意 120 歐姆終端電阻，如需要時在變頻器側(cè) J1 跳線置為 ON（或外部并接 120Ω 電阻）。

• 多臺變頻器聯(lián)網(wǎng)時地址（C08.31）要區(qū)分開，波特率（C08.32）和數(shù)據(jù)格式（C08.33）必須與主站一致。

六、接線與控制示意圖示例（點(diǎn)劃線版）

以三相 380V 供電、外部按鈕啟停加模擬量調(diào)速為例，示意如下：

          三相 AC380V
      R ——┐
      S ——┤—— [斷路器] ——> [變頻器 HLP-C100] ——> U ——> 鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)
      T ——┘                              V
                                          W
           PE ————————————> 保護(hù)接地


數(shù)字量控制：
   +24V（PLC 或獨(dú)立電源） ——啟動按鈕NO——→ FOR (變頻器)
                                  停止按鈕NC——→ DI1 (變頻器)
   變頻器 GND ————————————————————> +24V電源地

模擬量信號：
   PLC AO(0~10V) ——> VI (變頻器)
   PLC AGND      ——> GND(變頻器)

繼電器輸出（可選）：
   FA-FB：常閉點(diǎn)
   FB-FC：常開點(diǎn)
   ——> PLC輸入或報警指示燈

RS485通信（可選）：
   PLC D+ ——> RS+  (變頻器)
   PLC D- ——> RS-  (變頻器)
   共地：PLC COM ——> COM(變頻器)

如只打算用變頻器自帶面板操作，則不需外部按鈕：把 C00.40（HAND鍵）、C00.42（AUTO鍵）都設(shè)為有效（出廠默認(rèn)），即可本地運(yùn)行或切換到遠(yuǎn)程。頻率給定可用面板自帶旋鈕（C03.15=21：面板電位器）即可。

七、總結(jié)

1. 本方案優(yōu)點(diǎn)：

• 可以根據(jù)干燥劑包裝工藝需要，靈活調(diào)節(jié)吹風(fēng)電機(jī)的速度（頻率）；

• 通過外部按鈕或 PLC/HMI，可實(shí)現(xiàn)自動/手動控制切換，提高效率和便利性；

• 變頻器內(nèi)置完備的保護(hù)功能，對電機(jī)和變頻器本身提供可靠保障。

2. 選配與擴(kuò)展：

• 若機(jī)器還需多工序聯(lián)動或上位機(jī)監(jiān)控，可以選配更高端的 PLC 和 HMI，利用 RS485（Modbus RTU）通訊集中管理；

• 現(xiàn)場諧波干擾嚴(yán)重時，可加裝輸入電抗器 / EMI 濾波器；

• 想要快速停機(jī)或負(fù)載慣性大，可配置制動單元和適當(dāng)?shù)闹苿与娮瑁?/p>

• 若環(huán)境溫度過高（>40℃），應(yīng)降容使用并加強(qiáng)通風(fēng)散熱。

以上即為將 HLP-C100 變頻器應(yīng)用到干燥劑包裝機(jī)（吹干燥劑工位）的推薦方案示例。實(shí)際使用中，可根據(jù)現(xiàn)場的設(shè)備數(shù)量、工藝需求、安裝空間、控制要求等做針對性調(diào)整。只要遵循“正確選型、規(guī)范配線、合理參數(shù)”的原則，即可充分發(fā)揮 HLP-C100 的變頻調(diào)速功能，提升干燥劑包裝機(jī)的性能與穩(wěn)定性。