正确选择跟电动机相匹配的变频器，对于控制系统的正常运行是极其关键的。选择变频器的时候，必须要十分了解变频器所驱动的负载特性。人们在实践中厂将生产机械分为三种类型：恒转矩负载、恒功率负载和风机、水泵负载。

  一、恒转矩负载

  负载转矩TL与转速n无关，任何转速下TL保持恒定的或基本的恒定。eg：传送带、搅拌机，挤压机等摩擦类负载以及吊车、提升机等位能负载都属于恒转矩负载。变频器拖动恒转矩性质负载时，低速下的转矩要够大，并有足够的过载能力。如需要在低速下稳速运行，应考虑标准异步电动机的散热能力，避免电动机的温升过高。

  二、恒功率负载

  机床主轴和轧机、造纸机、塑料薄膜生产线中的卷取机、开卷机等要求的转矩，大体和转速成反比，这就是所谓的恒功率负载。负载的恒功率性质应该是就一定的速度变化范围来说的。当速度很低时，受机械强度的限制，TL不会无限增大，在低速下变为恒转矩性质。负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的选择有非常大的影响。电动机恒磁通调速时，大允许输出的转矩不变，属于恒转矩调速；而在弱磁调速时，大允许输出转矩与速度成反比，属于恒功率调速。如果电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与负载的恒转矩和恒功率范围调速的范围与负载的恒转矩和恒功率范围一致时，就是所谓“匹配”的情况下，电动机的容量和变频器的容量都小。

  三、风机、泵类负载

  在各种风机、水泵、油泵中，随叶轮的转动，空气或液体在一定的速度范围内所产生的阻力大体上与速度n的2次方成正比。随着转速的减小，转矩按转速的2次方减小。这种负载所需要的功率与速度的3次方成正比。当所需风量、流量减小的时候，利用变频器通过调速的方式来调节风量、流量，可以大幅度地节约电能。因高速时所需功率随转速增长过快，跟速度的三次方成正比，所以通常不应使风机、泵类负载工频繁运行。

  四、选择变频器时注意事项：

  1、选择变频器时应以实际电机电流值作为变频器选择的依据，电机的额定功率值能作为参考。应充分考虑变频器的输出含有大量的高次谐波，会使电动机的功率因数和效率变坏。用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比，电动机的电流会增加10%而温升会大概增加20%左右。所以在选择电动机和变频器时，应考虑到这种情况，适当留有余量，以防止温升过高，影响电动机的使用寿命。

  本文主要分析的是三晶变频器在包装机械的应用，写了食品包装机的工作原理，以及应用易能变频调速设备的优点等内容，以下是主要内容。

一、食品包装机的工作原理

目前的枕式自动包装机采用国内且为成熟可靠的技术设计生产，汇集了包装机械领域多年经验的精华，该包装机能够采用各种复合包装膜卷材对块状食品进行包装，十分适合广大用户需要。

1）自动包装机的电气部分一般由以下组成：a）主控电路由变频器、可编程控制器（PLC）组成控制核心；b）温控电路由智能型温控表、固态继电器、热电偶元件等组成，控温，显示直观，设定方便；c）由光电开关、电磁接近传感器等实现多点追踪与检测；

2）全自动枕式工作原理：

随着自动化程度的提高，包装机的操作、维护和日常保养更加方便简单，降低了对操作人员的技能要求。产品包装质量的好坏，直接与温度系统、主机转速精度、追踪系统的稳定性能等息息相关。

追踪系统是包装机的控制核心，采用正反向双向追踪，进一步提高了追踪精度。机器运行后，薄膜标记传感器不断的在检测薄膜标记（色标），同时机械部分的追踪微动开关检测机械的位置，上述两种信号送至PLC，经程序运算后，由PLC的输出Y6（正追）、Y12（反追）控制追踪电机的正反追踪，对包装材料在生产过程中出现的误差及时发现同时准确的给予补偿和纠正，避免了包装材料的浪费。检测若在追踪预定次数后仍不能达到技术要求，可自动停机待检，避免废品的产生。

由于采用了变频调速，大幅减少了链条传动，提高了机器运转的稳定性和可靠性，降低了机器运转的噪音。保证了该包装机高效、低损耗、自动检测等多功能、全自动的高技术水平。使其既有美丽时尚的外表，又有健康机敏的头脑。

食品包装机所用传动系统虽然应用功能比较简单，但对传动的动态性能有较高的要求，系统要求较快的动态跟随性能和高稳速精度。因此必须考虑变频器的动态技术指标，选用高性能变频器才能满足要求。

SAJ8000Ｇ 矢量通用型变频器，能满足包装机的要求，因为它具有如下特点：1）应用无速度传感器矢量控制技术，自动修正频率，以达到负载变动时电机转速稳定的效果；2）具有较高的稳速精度和快速动态响应，能满足高性能场合的传动控制要求。减少了因传动系统故障导致的时间和经济损失。同时省去了速度传感器，具有较低的维护成本。3）具有功能丰富、性能稳定、小型化、低噪音运行等优点。

二、应用易能变频调速设备的优点

1）简化传动系统，大幅度降低故障率，减小企业维修费用。2）增加产量、降低成本。可以提高生产技术，使产品产量和品质都得到提高，并能有效节约成本，实现利润大化。3）实现控制的软件化，提高功能。4）通过转矩补偿、防止失速和再启动等功能，实现不跳闸运行；使生产的产品质量稳定、效率提高。

三、SAJ8000Ｇ 矢量通用型变频器在食品包装机上的应用原理图主要参数设置： F039=2 运行控制方式为外部端子控制 F040=1﹒08 频率为0-10V信号控制 F041=22 设定正反器 F041=23 清除正反器 F047=32 控制正反器的输出，用A﹑B端子 F044=9 正向点动运行控制 F019=15

点动运行频率功能及作用：

自身故障继电器实现开关自锁功能，并且FWD与DCM断开后，可以实现点动运行。这个功能即是SAJ8000系列正反器的应用，来实现无接点控制。

  目前的枕式自动包装机采用国内且为成熟可靠的技术设计生产，汇集了包装机械领域多年经验的精华，该包装机能够采用各种复合包装膜卷材对块状食品进行包装，十分适合广大用户需要。

一、食品包装机的工作原理

1)自动包装机的电气部分一般由以下组成：

a)主控电路由变频器、可编程控制器（PLC）组成控制核心；

b)温控电路由智能型温控表、固态继电器、热电偶元件等组成，控温，显示直观，设定方便；

c)由光电开关、电磁接近传感器等实现多点追踪与检测；

2)全自动枕式工作原理：

随着自动化程度的提高，包装机的操作、维护和日常保养更加方便简单，降低了对操作人员的技能要求。产品包装质量的好坏，直接与温度系统、主机转速精度、追踪系统的稳定性能等息息相关。

追踪系统是包装机的控制核心，采用正反向双向追踪，进一步提高了追踪精度。机器运行后，薄膜标记传感器不断的在检测薄膜标记（色标），同时机械部分的追踪微动开关检测机械的位置，上述两种信号送至PLC，经程序运算后，由PLC的输出Y6（正追）、Y12（反追）控制追踪电机的正反追踪，对包装材料在生产过程中出现的误差及时发现同时准确的给予补偿和纠正，避免了包装材料的浪费。检测若在追踪预定次数后仍不能达到技术要求，可自动停机待检，避免废品的产生。

由于采用了变频调速，大幅减少了链条传动，提高了机器运转的稳定性和可靠性，降低了机器运转的噪音。保证了该包装机高效、低损耗、自动检测等多功能、全自动的高技术水平。使其既有美丽时尚的外表，又有健康机敏的头脑。

食品包装机所用传动系统虽然应用功能比较简单，但对传动的动态性能有较高的要求，系统要求较快的动态跟随性能和高稳速精度。因此必须考虑变频器的动态技术指标，选用高性能变频器才能满足要求。SAJ8000Ｇ 矢量通用型变频器，能满足包装机的要求，因为它具有如下特点：

1)应用无速度传感器矢量控制技术，自动修正频率，以达到负载变动时电机转速稳定的效果；

2)具有较高的稳速精度和快速动态响应，能满足高性能场合的传动控制要求。减少了因传动系统故障导致的时间和经济损失。同时省去了速度传感器，具有较低的维护成本。

3)具有功能丰富、性能稳定、小型化、低噪音运行等优点。

二、应用易能变频调速设备的优点

1)简化传动系统，大幅度降低故障率，减小企业维修费用。

2)增加产量、降低成本。可以提高生产技术，使产品产量和品质都得到提高，并能有效节约成本，实现利润大化。

3)实现控制的软件化，提高功能。 4)通过转矩补偿、防止失速和再启动等功能，实现不跳闸运行；使生产的产品质量稳定、效率提高。

  1.项目介绍

  包装机行业未来发展的趋势是机械简单化，电气复杂化。越来越多的用伺服电机代替繁琐的机械传动，这就优化了机械结构，节省了设计成本，缩短了开发周期。

  以前的包装机只有一个普通电机做为主动力，各个部分的配合都是通过机械传动来实现，机械结构非常复杂，精度差，故障率高。现在全部用伺服电机代替之后，机 械结构变的非常简单。枕式包装机是一个伺服电机带动包装机的切刀部分，一个伺服电机带动包装机的供膜部分，后一个伺服电机带动推料部分。通过各部分之间 的追踪，来实现对包装物的包装。由于包装机是一个连续的，并且在运行中需要实时追踪调整，所以PLC必须保证伺服电机运行的稳定性及准确性。

  在以往的三轴枕式包装机方案中，由于受PLC本体集成的脉冲输出轴数所限，通常采用两个 PLC通讯的方式，两者通过网络读写指令进行数据传递。由于控制器所支持的通信波特率太低，所以主站发出命令后，从站会有滞后的响应，这样在高速的情况 下，三个电机的配合就会出差较大的误差，不能正常工作。S7-200 SMART本体集成3路高速脉冲输出，能够满足该机型的升级需求，因此设备改型中选择了该方案。

  2．工艺流程介绍：

  本包装机由主机部分与输送机部分组成，主机部分主要是由横封刀部分与送膜部分组成。由色标传感器，接近开关等来确定包装膜与切刀之间的相对位置。通过温度传感器来测量横封刀的温度。

  3.方案确定

  一方面，鉴于三轴脉冲输出的功能满足设备的改型需求，另一方面通过集成的以太网接口能够非常方便的下载程序，与新版的SMART LINE触摸屏也能实现良好的通讯。综合选型之下，终将S7-200 SMART PLC和SMART LINE触摸屏一起放到SF-G3机型上进行实验。

  4.产品硬件配置

  由于是实验机型，所以仅仅将原有的两个S7-200的CPU改为S7-200 SMART，其余的硬件部分并未做大的改动。

  型号

  描述

  数量

  CPU ST40

  标准型 CPU 模块，晶体管输出，24 V DC 供电，24 输入/16 输出

  Smart 700 IE

  SMART LINE 7寸触摸屏

  5.软件开发：

  I0.0 刀零位接近开关：刀每旋转一周，接近开关接收一次信号。

  I0.1 色标光电：包装膜，每走一个膜长，色标光电接收一次信号。

  I0.2 推料零位光电：每走一个拔杈，光电接收一次信号。

  I0.3 编码器A相

  I0.4 编码器B相：自动接膜的时候，用于计算接膜的位置。

  I0.5 急停按钮

  I0.6 启动按钮

  I0.7 点动按钮

  I1.0 停止按钮

  I1.1 刀伺服电机报警：如果伺服驱动器有报警的话，会给PLC一次个报警信号，立即停车。

  I1.2 膜伺服电机报警：同上。

  I1.3 推料伺服电机报警：同上。

  I1.4 防护罩保护开关：当防护罩打开的时候，设备会报警，立即停车。

  I1.5 左微动开关

  I1.6 右微动开关

  I1.7 中微动开关：以上三个微动开关，都是在自动接膜过程中使用。

  Q0.0 Q0.1 Q0.3是三路高速脉冲输出，用于控制伺服电机的运行速度。

  Q0.4 指示灯：该点控制一个中间继电器，分别用常开点与常闭点控制启动指示灯与停止指示灯。

  Q0.5 指示灯：直接接近报警指示灯与蜂鸣器。

  Q0.6 打码信号：用于给打码机提供打码位置信号。

  Q0.7 吹气信号

  Q1.2变频器启动信号

  Q1.3 熨烫吸合控制

  Q1.5 左刀电磁阀

  Q1.6 右刀电磁阀

  Q1.7 接膜电磁阀：三个电磁阀都是在自动接膜过程中控制气缸。

  软件设计上主要分为以下三部分：

  ，频率计算：根据客户的要包装要求，将数据通过SMART LINE输入到PLC，通过复杂的数学运算，计算出每个工位下电机的运行频率。

  第二，脉冲输出：通过向导，配置三个轴，调用向导配置后产生的子程序，来实现对三个电机的控制。

  第三，自由口通讯：S7-200 SMART的485串口，设为自由口通讯，与宇电的温控模块进行数据交换。

  6.应用体会

  S7-200 SMART较S7-200来说多了一路脉冲输出。当机器需要三轴时，S7-200只能通过两个PLC的通讯来实现。由于通讯的延时，所以很容易造成追踪效 果不理想。而S7-200 SMART有效的解决了这个问题。尤其是S7-200 SMART程序的下载和与触摸屏的通讯都是通过网口通讯，大大的加快了通讯与下载程序的速度。