傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)控制采用了許多元件，如：熔斷器、隔離開關(guān)、接觸器、各種儀表、指示燈、操作按鈕及過熱保護(hù)元件等；如要遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視還要引出許多線，這樣就引進(jìn)了大量出故障的因素 ，并且整套系統(tǒng)不易維護(hù)，出故障后不易維修。目前，國(guó)外的新型馬達(dá)控制器，如SIEMENS公司的3UF50、ALSTOM公司的GEMSTART3、埃森耐爾公司的MOTOR MANAGER Ⅱ等，只需一個(gè)塑殼開關(guān)（或熔斷器）、接觸器和一臺(tái)智能馬達(dá)控制器，不僅能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的所有操作和保護(hù)功能，而且還有各種輔助功能和自我維護(hù)功能，具有過載、過流、欠流、三相不平衡、漏電、過壓、欠壓、起動(dòng)超時(shí)、接觸器分?jǐn)嗷蛭鲜〉缺Ｗo(hù)功能,并且由于配有至少一種現(xiàn)場(chǎng)總線的接口，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)、正反起動(dòng)、星-三角轉(zhuǎn)換起動(dòng)和自耦變壓器減壓起動(dòng)；通過數(shù)碼管或液晶可顯示三相電流、三相電壓、功率因數(shù)、運(yùn)行時(shí)間、起動(dòng)次數(shù)、電機(jī)的熱容量、報(bào)警和故障信息等；現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)設(shè)置由手持編程器來(lái)完成。由于馬達(dá)控制器具有標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口，因此可以與其它公司帶有標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口的產(chǎn)品組成一個(gè)網(wǎng)，也可以單獨(dú)組網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視。
西門子公司的西門子電動(dòng)機(jī)保護(hù)和控制-分散式外圍設(shè)備(SIEMENS MOTOR PROTECTION AND CONTROL DEVICE—DECENTRALIZED PERIPHERALS) - SIMOCODE 3UF系列就是其中的代表，其3UF 10/20在全世界已經(jīng)有五年以上應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),在SIMOCODE-DP系統(tǒng)中可以監(jiān)視所有重要數(shù)據(jù)，如電動(dòng)機(jī)電流、運(yùn)行時(shí)間、起動(dòng)次數(shù)等，并通過PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)迅速傳到控制中心，實(shí)現(xiàn)快速診斷和控制。這些功能不需任何附加計(jì)算附件，因此減少了在開關(guān)柜中所需的安裝空間。還可以運(yùn)用其內(nèi)置的定時(shí)器、計(jì)量表和真值表更改多種電動(dòng)機(jī)控制功能范圍，如反向、滑閥控制等。2002年萊城發(fā)電廠#3#4機(jī)組成功的應(yīng)用了SIMOCODE 3UF50智能控制器，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)400V以下電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，取得了很好的使用效果。SIMOCODE 3UF50外形結(jié)構(gòu)如圖1所示：
二、技術(shù)特點(diǎn)
SIMOCODE 3UF50是以經(jīng)多次試驗(yàn)證明可靠的3UF10/20為基礎(chǔ)的，它具有四路8A、AC250V觸點(diǎn)輸出和四路光隔離信號(hào)輸入功能,可以通過擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)另外四路輸入和四路輸出?？刂破饔袃蓚€(gè)串行接口，一個(gè)用于PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線連接，實(shí)現(xiàn)通訊組網(wǎng)；另一個(gè)用于手持編程器或操作顯示模塊連接，用于控制器的參數(shù)設(shè)定和操作監(jiān)視。控制器具有0.25A-820A的額定電流范圍,可減少產(chǎn)品選型的不便,從而節(jié)省了備件成本. 控制器輔助工作電源分AC230V、DC24V 兩種，可采用電纜串孔連接方式和母線連接方式兩種接線方式，可導(dǎo)軌安裝和固定安裝。對(duì)于PROFIBUS -DP連接到基本單元的系統(tǒng)，總線終端使用帶內(nèi)置總線終端電阻的標(biāo)準(zhǔn)9針SUB-D插頭，特別是采用MCC抽出單元設(shè)計(jì)的，可設(shè)置帶有內(nèi)置電源的總線終端模塊，以確保總線內(nèi)最后單元抽出或損壞情況下，對(duì)總線數(shù)據(jù)流不造成影響。SIMOCODE 3UF50接線方式如圖2所示:
2.1 Simocode的通訊協(xié)議：
Simocode 3UF50采用Profibus-DP通訊協(xié)議。Profibus-DP（Process Fieldbus-Decentrahied Periphery）支持EN50170標(biāo)準(zhǔn)以及IEC61158國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，目前全世界有190家公司支持此協(xié)議。系統(tǒng)通訊通過Profibus-DP、Profibus-DPV1 、RS232接口來(lái)完成。
2.2 Simocode的電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)功能：
SIMOCODE 3UF50具有負(fù)荷過載、相故障和電流不平衡、閉鎖保護(hù)、電流限值等基本功能，這些功能與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)無(wú)關(guān)，因此SIMOCODE 3UF50可以作為獨(dú)立的固態(tài)過載繼電器使用，而不必依賴外部系統(tǒng)。
除此之外，SIMOCODE 3UF50還具備電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)功能，通過內(nèi)置式熱敏電阻PTC或NTC或KTY（熱敏電阻檢測(cè)器）接在電動(dòng)機(jī)繞組上測(cè)量溫度，且該溫度在SIMOCODE 3UF50內(nèi)部進(jìn)行計(jì)算，對(duì)其溫度進(jìn)行限值保護(hù)，無(wú)需增加計(jì)算設(shè)備，節(jié)省了配電盤內(nèi)部空間，并且由于將熱敏電阻型溫度保護(hù)與電子延遲過載繼電器結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)完全過熱保護(hù).
SIMOCODE 3UF50通過對(duì)三線制接線的電動(dòng)機(jī)超過額定電流設(shè)定值（Ie）30%的故障電流進(jìn)行接地故障檢測(cè)，通過內(nèi)部的接地故障檢測(cè)功能判斷是否存在接地現(xiàn)象。
SIMOCODE 3UF50也適用于精確的接地故障檢測(cè)，對(duì)于一個(gè)馬達(dá)來(lái)說(shuō)，有三個(gè)集成在內(nèi)部的電流互感器，能夠通過三種電流不平衡檢測(cè)到可能的接地電流.也可以通過連接外部矢量和電流互感器檢測(cè)到接地電流，可以檢測(cè)到0.3-1A的故障電流。
2.3 Simocode的控制功能：
SIMOCODE 3UF50具有直接啟動(dòng)、可逆啟動(dòng)、Y-△啟動(dòng)、滑閥（Positioner）、電磁閥、SIKOSTART 3PW22軟啟動(dòng) 、dahlande啟動(dòng)、變極啟動(dòng)八種啟動(dòng)方式?？梢灶A(yù)定義控制功能，也可以設(shè)定自動(dòng)（執(zhí)行總線發(fā)出的命令）手動(dòng)（執(zhí)行就地操作面板或就地控制站命令）操作方式，并可以實(shí)現(xiàn)安全的切換。當(dāng)采用就地方式時(shí)，遠(yuǎn)方操作信號(hào)被忽略。當(dāng)通訊系統(tǒng)出現(xiàn)系統(tǒng)故障，SIMOCODE 3UF50將自動(dòng)切換到手動(dòng)模式，可以繼續(xù)獨(dú)立的工作。
三、萊城電廠SIMOCODE系統(tǒng)應(yīng)用情況
萊城發(fā)電廠＃3、＃4機(jī)組采用新華控制有限公司引進(jìn)德國(guó)SIEMENS公司的TELEPERM—XP分散控制系統(tǒng),400V及以下電機(jī)采用SIMOCODE控制。SIMOCODE控制器安裝于就地開關(guān)柜（SIVACON專用開關(guān)設(shè)備）中，采用光纜串接，其DCS 組態(tài)控制由DCS工程師站完成，SIMOCODE內(nèi)部參數(shù)在就地通過RS232接口直接輸入，不需要從DCS內(nèi)部組態(tài)。SIMOCODE控制電機(jī)分布于4個(gè)AP控制柜中，每臺(tái)機(jī)組控制83臺(tái)電動(dòng)機(jī)或電加熱器.
3．1 系統(tǒng)組成：
萊城發(fā)電廠SIMOCODE與DCS系統(tǒng)連接設(shè)備分布在AP1 AP3 AP4 AP6 四個(gè)控制柜中，獨(dú)立成系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)由以下設(shè)備構(gòu)成：
（1）3UF50 Simocode-DP基本單元
（2）兩塊IM308C通訊卡（用于T-XP系統(tǒng)AP控制柜同Simocode之間通訊）
（3）3UF52 Operator Panel
（4）通訊電纜
（5）直流24V電源，為Y Switch及OLM通訊卡提供電源
（6）Y Switch及Y Coupler接口卡件（將兩路(冗余）AP通訊雙絞線轉(zhuǎn)為一根雙絞線)
（7）兩塊OLM通訊卡（AP柜及就地各一塊,AP柜OLM通訊卡用于將雙絞線轉(zhuǎn)為多模光纖,就地OLM通訊卡用于將多模光纖轉(zhuǎn)換為雙絞線）實(shí)際安裝原理圖參見圖3：
3．2 軟件組態(tài)：
PROFIBUS設(shè)備具有不同的性能特征，特性的不同在于現(xiàn)有功能（即I/O信號(hào)的數(shù)量和診斷信息）的不同或總線參數(shù)的不同，如波特率和各種監(jiān)控時(shí)間。這些參數(shù)對(duì)每種設(shè)備類型和生產(chǎn)廠商來(lái)說(shuō)均有差別，為了達(dá)到 PROFIBUS 簡(jiǎn)單的即插即用，這些均在設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)文件，即GSD文件中說(shuō)明，GSD文件是以一種準(zhǔn)確定義的格式描述的，生產(chǎn)廠商對(duì)每一種設(shè)備都有一個(gè)GSD文件。將來(lái)用配置軟件（如COMPROFIBUS）組網(wǎng)時(shí)，只要把它拷貝到相應(yīng)的目錄下，就可以方便地把此設(shè)備放在系統(tǒng)中。由于萊城發(fā)電廠TELEPERM—XP分散控制系統(tǒng)CPU為6ES5948-3UR23，根據(jù)SIMOCODE 3UF50及DCS系統(tǒng)配置情況，采用IM308C作為通訊接口，軟件組態(tài)分為DCS內(nèi)部組態(tài)及SIMOCODE就地組態(tài)兩部分，分別為：
308C卡軟件組態(tài)：
利用COMPROFIBUS軟件包組態(tài)IM308C卡，組態(tài)軟件主要包括以下四部分：總線參數(shù)、主參數(shù)、I/O范圍、SIMOCODE-DP卡件參數(shù)
組態(tài)具體方法：
（1）修改工程師站中的YDH組態(tài)圖，并生成memory card 代碼。
（2）利用PG轉(zhuǎn)換memory card 代碼，具體做法如下：
■ 先將生成的文件拷貝到PG中
■ 修改文件中的部分內(nèi)容
■ 將文件轉(zhuǎn)換成ASCII碼
■ 另存為.ETI文件。
■ 將文件存儲(chǔ)到IM308C卡的RAM卡中。
2．SIMOCODE 3UF50參數(shù)組態(tài)：
SIMOCODE的內(nèi)部參數(shù)修改需要通過PC機(jī)與SIMOCODE單獨(dú)相連，利用WIN-SIMOCODE DP軟件修改，（該軟件可在windows95 或 windows NT運(yùn)行，主要用于設(shè)備的組態(tài)、診斷和維護(hù)）設(shè)定修改設(shè)備參數(shù)如：地址、波特率、電流限值、額定電流、過流、控制功能、操作面板組態(tài)等。
四、萊城電廠SIMOCODE系統(tǒng)運(yùn)行情況
由于SIMOCODE系統(tǒng)在萊城電廠屬于首次使用,設(shè)備廠家在這方面也沒有成熟的經(jīng)驗(yàn),在系統(tǒng)調(diào)試過程軟件組態(tài)、通訊、以及設(shè)備單體調(diào)試都遇到了一些困難，特別是SIMOCODE是以PLC作為自動(dòng)化級(jí)的設(shè)備，它與萊城電廠應(yīng)用的TXP 系統(tǒng)在通訊上碰到了一些麻煩，加上西門子公司的軟件系統(tǒng)比較復(fù)雜、嚴(yán)謹(jǐn)， 在調(diào)試過程中浪費(fèi)了一些時(shí)間。設(shè)備投產(chǎn)后運(yùn)行基本穩(wěn)定，出現(xiàn)的主要問題是：
1．SIMOCODE存在損壞現(xiàn)象，設(shè)備投產(chǎn)兩年來(lái)，SIMOCODE 3UF50損壞10余臺(tái)，這主要是由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不良及維護(hù)不善造成，但也有部分屬于設(shè)備質(zhì)量問題。
2．發(fā)生磨煤機(jī)高低壓油泵通訊中斷，造成磨煤機(jī)潤(rùn)滑油泵故障信號(hào)發(fā)出,磨煤機(jī)運(yùn)行中跳閘現(xiàn)象，SIMCODE設(shè)備與DCS系統(tǒng)通訊中斷具體原因未能分析清楚。故障發(fā)生后，萊城發(fā)電廠采取了SIMOCODE與DCS系統(tǒng)間通訊的抗干擾隔離措施，加裝Profibus有源抗干擾模件；對(duì)DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行完善，當(dāng)SIMOCODE與DCS通訊中斷時(shí)，采用閉鎖邏輯，防止DCS動(dòng)作跳閘相關(guān)設(shè)備；并對(duì)現(xiàn)有的SIMOCODE系統(tǒng)進(jìn)行完善，按照工藝系統(tǒng)要求對(duì)SIMOCODE進(jìn)行分段控制，即按電源、工藝系統(tǒng)的組成，將Simocode掛接的兩套及以上的同一功能設(shè)備，通過增加適量的接口設(shè)備如Y型切換器、光電轉(zhuǎn)換器、光纜進(jìn)行物理分離，將每對(duì)AP處理器內(nèi)采用SIMOCODE控制的電氣設(shè)備，分成兩路接口、光纜、總線控制。在就地SIMOCODE連接總線出現(xiàn)信號(hào)干擾、總線通訊故障時(shí)盡可能避免影響到機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行等技術(shù)措施，改進(jìn)后系統(tǒng)運(yùn)行正常，類似故障未再出現(xiàn)。
五、結(jié)論：
萊城電廠兩年多來(lái)SIMOCODE 3UF50的使用情況證明，智能馬達(dá)控制器和馬達(dá)控制中心與DCS系統(tǒng)配套使用，用以提供中小容量電動(dòng)機(jī)的多功能綜合保護(hù)、智能控制與網(wǎng)絡(luò)通訊等不僅可以減小馬達(dá)控制中心的體積，提高自動(dòng)化水平，而且能降低綜合投資成本，還可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)故障預(yù)報(bào)警，減少了故障停機(jī)時(shí)間，提高了勞動(dòng)效率。這一技術(shù)的發(fā)展、該新產(chǎn)品的大面積推廣應(yīng)用，對(duì)改造我國(guó)的機(jī)電裝備面貌，推進(jìn)我國(guó)機(jī)電裝備行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)裝備機(jī)電一體化、自動(dòng)化，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加速產(chǎn)品更新?lián)Q代等方面，具有較大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
（轉(zhuǎn)載）
