simocorde在沙特水泥厂的应用_secret

1、 PAGE 13SIMOCODEpro智能控制器在沙特水泥项目中的应用日 期：2008年4月SIMOCODEpro智能控制器在沙1水泥项目中的应用摘要 本文介绍了智能马达控制器SIMOCODE pro基本原理以及在沙1水泥项目中的应用情况，并介绍了在实际应用中存在的问题及解决方案。 关键词 交流电机 智能马达控制器 1：前言传统的电动机控制采用了大量的元件，例如：空气开关、熔断器、接触器、过热保护元件、各种检测装置、显示仪表、操作按钮等，如果要求远程控制和监视还要引出许多导线，无形中引进了许多的故障因素，接线多、故障点多。而且整套系统不易维护，出故障后不易维修。为了解决上述问题，SIEMENS

2、公司生产的SIMOCODE pro 3UF系列智能马达控制器，只需要一个塑壳空气开关、接触器、按钮和少量的接线，就能够实现由传统元器件组成的操作和保护功能，而且还能够完成传统控制不能完成的强大功能，使马达控制器在电路设计和电路图方面达到高水平的标准化，马达控制器的功能包括保护功能和控制功能。保护功能包括：过载保护、电机热敏电阻保护、相故障监视、相电流不平衡保护、堵转保护、接地故障监视、限流监视、运行时间监视、启动次数监视；SIMOCODE pro 通过结合不同的多步和可延时保护以及监控功： 反时限固态过载保护（TC 5 .40） 电机的热敏电阻保护 相故障/ 相不平衡保护 电机堵转保护 监视所

3、设定的电机限值电流 监视电压和功率 监视功率因数（电机空转/ 负荷故障） 监视接地故障 监视温升，如，通过连接外部PT100 / PT1000 监视电机运转时间，停机时间和起动次数控制功能包括：（灵活的软件SIMOCODE ES Smart取代了硬件对电机的控制），直接启动、可逆启动、Y启动、具有反转功能的Y启动、用于多功能电机的驱动等。许多预定义的电机控制功能早已集成到SIMOCODE pro 中，包括所有必要的逻辑操作和连锁。 直接起动和可逆起动工艺 星三角起动工艺（也适用于可逆的起动） 双速、配有单独绕组的电机（变极电机）；也适用于可逆的起动 双速、配有单独Dahlander 绕组的电机

4、（也适用于可逆的起动） 电磁阀启动 定位器启动 塑壳断路器的控件和通讯网关 软起动器启动（也有可逆）。具有详细的运行、维修和诊断数据。使用SIMOCODE pro，可利用不同的运行、维修和诊断数据，帮助及时检测可能的故障，通过预防性措施预防故障的发生。在故障情况下，可以非常快速地诊断、定位和纠正故障，几乎没有停机时间或者停机时间非常短。运行时检测的数据 从主回路电流的检测反馈电机开关状态 所有相电流 所有线电压 有功功率，视在功率和功率因数 相不平衡和相序 预计的剩余脱扣时间 电机的温升 剩余冷却时间等维修数据 电机运转时间 电机停机次数 电机起动次数 过载脱扣次数 装置中贮存的内部注释等诊断

5、数据 无数详细的预警和故障信息 带有时间戳的装置内部故障记录 带时间戳的装置内部定义功能状态、报警和故障记录等由于智能马达控制器具有一个集成的PROFIBUSDP（Progress Field bus Decentralized Periphery）12Mbps通讯接口，因此，可以将智能马达控制器作为标准设备集成到任意一个具有PROFIBUSDP通讯能力的自动化系统中，快速地实现和上位机进行数据交换，实现远程控制和监视等功能。 SIMOCODE pro的一个突出的特点就是，所有保护和控制功能都可独立执行，这意味着即使总线或自动化系统发生故障，它的整体功能依然正常，还可保证智能马达控制器受到保护

6、。智能马达控制器有两个品种SIMOCODE proC，SIMOCODE proV，它们的区别是：SIMOCODE proC为基本型，是由电流检测元件（穿芯式互感器或母排式互感器）、基本控制单元、操作面板和连接导线构成，最大检测电流为608A，不能带扩展模块，见图1。SIMOCODE proV除上述配置外，可连接扩展模块，使它具有更广泛的功能，最多可连接5个扩展模块，见图2 SIMOCODE proV。 图1 SIMOCODE proC 图1 SIMOCODE proV 2：技术特点：SIMOCODE pro的两个品种在沙1水泥项目中都得到使用，现以SIMOCODE proV为例，说明基本控制单

7、元的配置：输入端：4隔开关量输入，内部供电24V输出端：3个单稳态继电器输出PROFIBUS接口：Sub D9针接口或螺丝接线端子适用的操作电压：DC24V，AC/DC 110240V测试复位按钮扩展接口：连接扩展单元视具体的控制对象及控制要求选择SIMOCODE pro的基本单元和带扩展的单元，PROFIBUSDP接口用于现场总线连接，实现组网。SIMOCODE pro辅助工作电源分为DC24V和AC230V，全部元件轨道安装，快捷方便。两种SIMOCODE pro的典型原理图见附图1；附图2，以及表1。表1：No内容SIMOCODE pro C基本单元SIMOCODE pro V基本单元1

8、操作面板2电流检测模块 0.3630A3电流/电压监测模块 0.3630A扩展模板1数字量模板 最多2个2模拟量模板 最多1个3接地检测模板 最多1个4温度模板 最多11：电流检测元件：穿芯式电流互感器 0.3200A母排连接式电流互感器 20630A2：电流 / 电压检测元件 电压测量范围至690V穿芯式电流互感器 0.3200A母排连接式电流互感器 20630A3：开关量模板：4开关量输入 2继电器输出，每个SIMOCODE pro V 最多连接2个开关量模板4：模拟量模板：2输入和1 输出，信号类型: 0/4.20 mA，每个SIMOCODE pro V 基本单元2最多连接1个模拟量模板

9、。5：接地故障检测模板：1个零序电流互感器输入端，用以连接 3UL22每个SIMOCODE pro V 基本单元 2 最多连接1个接地故障检测模板。6：温度模板：3个输入端能够连接 3 只温度传感器，每个SIMOCODE pro V 基本单元 至多能够连接1个温度模板。2.1 SIMOCODE pro的通讯协议：PROFIBUS（Progress Field Bus）是德国标准DIN19245和欧洲标准EN50170，也是IEC标准IEC61158（PROFIBUS是SIEMENS公司于1984年开发，于1990年完成PROFIBUS规范的制定，1994年推出PA。1992年由SIEMENS、

10、Foxboro、Yokogawa、ABB等公司成立ISP（互可操作规划组织），以PROFIBUS为基础制定出现场总线标准）。PROFIBUS大量的用于制造自动化、过程自动化、交通、电力等领域的自动化，实现现场级的分散控制和车间级或厂级的集中监控。它包含了三个兼容的协议：PROFIBUSDP（Decentralized Periphery 分散外围设备12Mbit/s）；主要应用于现场级和装置级的自动化。PROFIBUSDA（Progress Automation过程自动化,（31.25Kbit/s）；主要应用于现场级过程自动化。PROFIBUSMFS（Fieldbus Message Spec

11、ification现场总线报文规范）。主要用于车间级和厂级监控，构成控制和管理的一体化系统，进行系统信息集成。通讯模型：PROFIBUS通讯模型参照了ISO/OSI参考模型的第1层（物理层）、和第2层（数据链路层），其中FMS采用了第7层（应用层）另外增加了用户层。参考模型：物理层；数据链路层；网络层；传输层；会话层；表示层；应用层。PROFIBUS的总线存取控制机制：主站与主站之间采用令牌传送方式，主站与从站之间采用主从方式。PROFIBUSDP的基本功能：主站周期地读取从站的信息并周期地向从站发送信息，除了发送周期性用户数据外，还提供诊断和组态功能，数据通信依靠主站和从站进行监控。PROF

12、IBUSDP的基本特征：PROFIBUSDP采用RS-485技术，传输速率9.6Kbit/s12Mbit/s。最多126个站点。PROFIBUSDP通讯方式采用点对点（用于传送用户数据）、广播（用于传送控制命令）、主从用户数据命令和主从数据循环传送。PROFIBUSDP系统可以包括三种不同类型的设备：一级DP主站（DPM1）即中央控制器，它在规定的时间周期内与分散的站（如DP从站）交换信息，典型的一级主站包括PLC和PC。二级DP主站（DPM2），即可进行组态、编程、诊断的设备，如编程器、组态设备或操作面板。以实现系统的操作和监视。DP从站：是进行输入和输出信息采集并发送的外围设备，如输入/输

13、出设备、人机接口、驱动器、阀门等。SIMOCODE pro采用PROFIBUSDP ，其传输速率为0.512Mbits，2.2 SIMOCODE pro保护和控制功能以及组态：具有强大的保护功能和控制功能，使用个人电脑（PC）可以在Windows XP下运行SIMOCODE pro的参数化软件：SIMOCODE ES Smart（简易版，通过装置系统接口 (RS232) 实现参数化），对智能马达控制器进行点对点的参数设置，将电动机的铭牌参数输入，保护的内容和条件输入；利用拖放功能将控制方案输入，快捷方便。同时也可以通过SIMOCODE ES Professional （专业版，通过PROFIB

14、US 或装置系统接口 (RS232) 实现参数化，包括STEP 7 目标管理器）软件借助于PROFIBUSDP，从中控室工程师站对智能马达控制器进行参数化和诊断。SIMOCODE ES 图形编辑器订购附加的 SIMOCODE ES Smart/ Professional 图形编辑器，能够实现可视的，用户友好的拖放参数化。在沙1水泥项目中控制系统使用的是SIMATIC PCS7(Progress Control System)过程控制系统，系统的组成见附图3，通过使用PCS7库，可以方便地将SIMOCODE pro集成到SIMATIC PCS7过程控制系统中。PCS7库中有标准的SIMOCODE

15、 pro电机模块和面板，组态方便，适于操作员控制和电动机的可视化，能过观察到电机电流、温度、功率和趋势、过程故障、报警信息等。3：SIMOCODE pro在沙1水泥项目中的使用沙1水泥项目中所有的电动机都使用了智能马达控制器，通过PROFIBUSDP与PLC400通讯，使控制柜内部及外部的接线大幅度的减少，同时能快速地检测到电动机在运行时出现的各种故障，如一台30KW风机电动机在调试时，在智能马达控制器中设定的启动时间是15秒钟，由于启动时间过长造成过载，修改了设定时间后，电机还是过载，经查是由于挡板不严造成的。在试生产阶段，由于电气、工艺和设备的问题，出现的故障多一些，利用智能马达控制器SI

16、MOCODE pro的面板显示，可以在电力室快速的判断故障，加快了查找和处理故障的速度。在实际使用中，SIMOCODE pro也有个别损坏的情况，这可能属于元件的质量问题。另外有局部SIMOCODE pro出现通讯时好时坏的情况，分析其原因，是由于DP线在安装过程中不规范，首先是通讯电缆没有与强电分开敷设，造成干扰。其次有的DP线接地不良，再有是DP线削头过长造成的干扰，解决的办法：由于DP通讯电缆没有与强电分开敷设，在施工中已经与强电的电缆在桥架中混在一起，要想分开工作量太大，只有逐一检查DP线的接地和减少DP线的削头，经过运行如还不能解决问题，在通讯线路中增加中继器，经过几次查找，基本上消

17、除了通讯故障。4：结束语 SIMOCODE pro智能马达控制器在国内的水泥行业使用的不多，通过沙1水泥项目的使用，确实体现除了SIMOCODE pro的诸多优越性，它为中小型电动机提供了多功能的综合保护、智能控制和网络通讯等，不仅可以减小马达控制中心的体积，提高自动化水平，而且降低综合投资成本，实现网络控制、故障预报警，减少了故障停车时间提高了生产效率。对改造我国落后的机电装备，推进我国机电设备行业进步，实现装备机电一体化、自动化、加速产品的更新换代起到了促进作用。软启动器3RW30举例：起动电压为输入电压Ue 的50% 时，起动电流等于直接起动时电动机起动电流的50%。用软起动方式进行起动

18、还能降低电动机的转矩。这就是为什么一台用软起动方式起动的电动机在起动时不会发生振动原因。下列系它们的关系：电动机转矩与电动机电压平方成正比。举例：起动电压为输入电压Ue 的50时，起动转矩为直接起动时的起动转矩的25。3RW30：下列辅助触头集成在S0 至S3 尺寸的装置中： “常开” 触头：触发时，只要按一下“开和关” 按钮(触头识别号为13/14)就可对所需锁定的信号进行锁定。A1、A2为控制电源。IN1为控制输入端对于3RW30下列参数可通过三只电位器进行设定： 起动时间在0 至20 秒范围内可调 起动电压在电动机额定电压约30% 至100% 的范围内可调 惯性时间在0 至20 秒范围内可调起动转矩：只要把一台三相异步电动机的端电压降下来，就能达到降低起动电流和起动转矩之目的。当电压与电动机的转矩成平方关系时，电流就与电压成正比。例如：电动机= 55kW，额定电流= 100A，起动电流= 7 x 额定