变频器UP/DOWN功能在恒压供水系统上的设计与应用

德州职业技术学院 王玉梅

1.UP/DOWN功能定义

变频器频率给定方式通常有面板操作频率给定和外部端子频率给定两种。面板操作给定有键盘频率给定和电位器频率给定；外部端子给定有UP/DOWN功能频率给定、模拟量信号给定频率给定、多段速给定频率给定、通信方式频率给定等。这些不同频率给定方式各有优点，在实际工程案例的控制设计中，要根据实际情况需要进行给定方式的选择。不同给定方式的选择由变频器信号端口和参数设置来完成[1]。

UP/DOWN是通过变频器控制上升和下降数字端子，实现对电动机的变频调速。这两个端子是通过多功能端子预置为UP/DOWN功能实现的。预置为UP功能的端子闭合时，变频器的输出频率上升，端子断开时变频器以断开时的频率运转。预置为DOWN功能的端子闭合时，变频器的输出频率下降，断开时变频器以断开时的频率运转，如图1所示。

图1 UP/DOWN功能控制曲线图

2.UP/DOWN功能控制恒压供水系统方案设计

如图2所示为UP/DOWN功能控制恒压供水系统图。因为在供水系统中对系统恒定压力的偏差要求不需要十分严格，比如要求水压控制在2.7-3.3MPa的范围内就可以满足供水恒压的要求，如图2所示可以把压力表的上下限设定在2.7-3.3MPa范围内，选用UP/DOWN功能端子DIN2、DIN3控制频率的升、降，实现在2.7-3.3MPa范围内的恒压供水控制。

用水量增多时，当供水压力下降2.6MPa的时候，压力表下限触点接通DIN3端子，UP功能控制频率上升，电动机加速运行，输出水量升高，压力上升，上升到一定程度，上限触点断开，电动机维持在一个频率稳定运行。当用水量减少时，供水压力升到3.3MPa的时候，压力表上限触点接通DIN2端子，DOWN功能控制频率下降，电动机减速运行，输出水量降低，压力下降，下降到一定程度，上限触点断开，电动机维持在一个频率稳定运行[1]。如此反复运行电动机就在以上动态工作状态下工作[1]。

3.UP/DOWN功能时序

参数设置关系如图3所示频率的输出由参数设定决定，频率设定由P1040决定，频率上升时间由P1120决定，频率下降时间有P1121决定，频率是否允许反转由P1032决定，频率是否有记忆功能由P1031决定[1]。

如图3所示，当启动按钮SB1闭合后电动机从0HZ开始加速运行到10HZ稳定，此时如果加速按钮SB2闭合，端子UP功能开始控制频率上升，电动机加速，加速快慢P1120决定，最终加速到最高设置频率50HZ。此时如果减速按钮SB3闭合，端子DOWN功能开始控制频率下降，电动机减速，减速快慢由P1121决定，减到0HZ时，如果P1032设置为0，允许电机反转，电机最终加速到反转最高设置频率-50HZ；如果P1032设置为0，则电机减速到正传到0停止运行。如果P1031设置为1，则电机有记忆运行，下次启动在停车时的频率[1]。

图2 UP/DOWN功能控制恒压供水系统

图3 UP/DOWN功能时序

4.UP/DOWN功能控制恒压供水系统硬件接线

UP/DOWN功能实现的影线连接主要有两个部分如图4所示，一个是主电路接线一个是控制电路接线。

其中SB1为供水系统启动控制按钮，SB2为供水系统停止控制按钮，SB3为压力表的下限信号输入端子，实现UP升频控制，SB3为压力表的上限输入信号端子，实现DOWN降频控制[1]。

图4 2UP/DOWN功能控制恒压供水系统硬线连接

表1 变频器UP/DOWN功能控制恒压供水系统参数设置

5.UP/DOWN功能控制恒压供水系统参数设置

接通断路器QF，在变频器在通电的情况下，首相对变频器初始化设置。然后完成电动机基本参数设置。最后完成UP/DOWN功能相关参数设置，具体设置见表1。

6.UP/DOWN功能控制恒压供水系统运行操作

当按下启动按钮SB1时，电动机开始加速运行，当运行到10Hz时便固定运行在这个速度，这时如果SB2闭合，电动机在10Hz的基础上以0.01Hz的单位增加，最大可增加至50HZ，当在增速过程中断开SB2时，频率上升停止，电动机以SB2断开前的频率运行。当电动机运行在某一固定（大于10HZ）时，如果接通SB3开关，那么频率开始下降，如果允许反转，最大可降至-50HZ，不允许反转降至0HZ。如果有记忆功能，再次运行在上次停止的频率，没有记忆的话工作在预设频率10HZ[1]。

[1]向晓汉.变频器步进伺服驱动技术[M].北京:化学工业出版社,2017.

[2]胡宗岳.现代交流调速技术[M].北京:机械工业出版社,2005.

[3]张燕宾.变频器460问[M.北京:机械工业出版社,2005.