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所在位置:工控博客苑 -- cuisir1 -- SIMOCODEpro智能控制器在水泥项目中的应用

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崔先生

     学历:大学专科
     职称:工程师
     年龄:67岁
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发表人:cuisir11 发表时间:2009-2-26 9:37:00

 

发表新论题

 本栏论题: SIMOCODEpro智能控制器在水泥项目中的应用  [6649]
    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;ぴ、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;すδ,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;すδ芎涂刂乒δ。
    ★;すδ馨ǎ汗乇;、电机热敏电阻;、相故障监视、相电流不平衡;、堵转;、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;ひ约凹嗫毓Γ
    • 反时限固态过载;ぃ═C 5 ...40)
    • 电机的热敏电阻;
    • 相故障/ 相不平衡;
    • 电机堵转;
    • 监视所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,;奔浜推鸲问
    ★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(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?焖俚卣锒、定位和纠正故障,几乎没有;奔浠蛘咄;奔浞浅6。
    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;问
    • 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PROFIBUS-DP(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PROFIBUS-DP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;ず涂刂乒δ芏伎啥懒⒅葱,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;。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?,见图1。
    SIMOCODE proV除上述配置外,可连接扩展?,使它具有更广泛的功能,最多可连接5个扩展?,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 110~240V
    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,PROFIBUS-DP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 操作面板 ☆ ☆
    2 电流检测? ☆ ☆ 0.3~630A
    3 电流/电压监测? ☆ 0.3~630A
   
    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1
   
    1:电流检测元件:穿芯式电流互感器 0.3~200A
    母排连接式电流互感器 20~630A
    2:电流 / 电压检测元件 电压测量范围至690V
    穿芯式电流互感器 0.3~200A
    母排连接式电流互感器 20~630A
    3: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。
    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、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:
    PROFIBUS-DP(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。
    PROFIBUS-DA(Progress Automation过程自动化,(31.25Kbit/s));主要应用于现场级过程自动化。
    PROFIBUS-MFS(Fieldbus Message Specification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。
    PROFIBUS-DP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。
    PROFIBUS-DP的基本特征:
    ※PROFIBUS-DP采用RS-485技术,传输速率9.6Kbit/s~12Mbit/s。最多126个站点。
    ※PROFIBUS-DP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。
    PROFIBUS-DP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/输出设备、人机接口、驱动器、阀门等。
    SIMOCODE pro采用PROFIBUS-DP ,其传输速率为0.5~12Mbit/s,
    2.2 SIMOCODE pro;ず涂刂乒δ芤约白樘
    具有强大的;すδ芎涂刂乒δ,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,;さ哪谌莺吞跫淙;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PROFIBUS 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PROFIBUS-DP,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 pro电机?楹兔姘,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PROFIBUS-DP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SIMOCODE 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;、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。
   
   
   
 

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