利用Simocode-DP電機保護器實現馬達的控制

楊守勝 上海拜耳技術工程有限公司，201507

利用Simocode-DP電機保護器實現馬達的控制

楊守勝 上海拜耳技術工程有限公司，201507

馬達作為現代工業生產的主要驅動設備，如何控制和保護它已成為企業運行維護管理的一個課題之一。本文介紹了一種化工生產中常用的西門子Simocode —DP電機保護器的主要保護功能及其相關設備特點，通過圖例展示了其主要的參數設定及組態過程。

SIMOICODE-DP；電機保護器；控制；保護功能；設定；組態

電機（包括各種發電機和各類電機）保護控制裝置已滲透到所有發電、供電、用電系統等領域，是發電、供電、用電系統的重要組成部分；它不僅關系到工業、農業和國防建設及人民生活等各個方面，同時它也是保證設備的正常運轉、確保設備、人身安全以及節能降耗和自動化保護控制系統不可缺少的重要裝置。在化工生產中使用符合國家產業發展政策的節能機電產品和更新換代產品，在國民經濟和節約能源事業中有著不可替代的重要地位和作用。2000年國家頒布的強制執行標準GB3836.3-2000《爆炸性氣體環境用設備.增安型電動機》要求必須配套保護裝置，否則不準投入使用。目前，電子型電機保護控制裝置在我國已基本成熟，被人們逐漸所認識和接受，正在推廣和應用，在發達國家的電機行業配套和各行業的應用已經普及，并早已取代熱繼電器。

Simocode-DP 是西門子公司推出的一款智能馬達控制器，它在保證滿足電機的傳統控制的基礎上，通過PROFIBUS-DP數據總線接口與DCS控制系統進行通訊，從而實現了電機的集中自動化管理。圖一為一個典型采用Simocode-DP控制器進行控制的馬達控制管理系統圖。

目前，西門子在中國市場主要推廣Simocode-DP 3UF5 和Simocode-DP 3UF7兩個系列的電機保護與控制設備，3UF7是3UF5的改進產品，主要增加了輸出功率的控制功能，能實現低功率參數的保護控制功能，這樣對于一些有低流量保護控制的泵可以不再需要用流量參數來保護控制馬達，從而達到了簡化控制，節省投資的目的。

1 Simocode-DP 的保護功能

1.1 三相電流不平衡、缺相，以及機械過負荷保護

3UF5與3UF7可以通過集成的電流互感器監控三相電流和通過評測PTC、NTC或KTY電路電阻值實現電機的熱敏保護，從而實現電機的三相電流不平衡、缺相，以及機械過負荷等保護功能。

1.2 接地故障保護

通過計算三相電流的差動電流，激活集成在設備上的接地故障保護功能。例如如果三相差動電流超過了設定的極限值（30%Ie），負載分支就會被分段或向高層控制系統（可參數化）發送一個信號。需要注意的是接地故障保護功能只能用在沒有中性點抽頭的負載；為了絕對精確的檢測接地故障，可以利用外部電流互感器進行矢量疊加控制。

1.3 EEXe類型保護

Simocode-DP 3UF5/3UF7系統在EN50019/DIN VDE 0165 和DIN VDE 0170/0171以及PTB的測試規定的要求和EEXe增安型防爆電機的保護要求是一致的。

2 設備特點

2.1 控制單元

通過集成在設備中的控制單元和4個可參數化的自供電24VDC輸出和4個數字輸出點，從而實現電機的完全控制；利用其內部觸點可以直接建立Y/⊿或反向接觸器電路，而不需要借助輔助繼電器、時間繼電器、可編程控制器的輸入/輸出模塊，既能簡化電路，也可以保證電路的安全可靠性。如圖二為通過Simocode-DP 3UF7 實現的正反轉控制典型圖。

2.2 安全隔離

根據 VDE 0100/0106/0160 ，Simocode-DP所有電路都是隔離的，也就是在出現故障以后，不會對其他電路產生感應電壓，從而達到了隔離保護的功能。

圖三 通訊地址的設定

圖四 設定電機的額定電流

圖五 PTC 溫度保護的設定和電流測量范圍的設定

圖六 電機功率保護的設定

2.3 通訊 ROFIBUS-DP 標準

3UF50/3UF70 電機保護和控制裝置內集成有現場總線系統PROFIBUS-DP標準接口，可以保證控制命令、操作狀態以及診斷、服務、統計和參數等數據與高層總線接口之間可靠的數據傳輸。

PROFIBUS-DP也是可編程控制器的一個組成部分，通過該接口可以實現過程控制。Simocode通過參數服務程序SIMATIC S5 ：COMPROFIBUS 或SIMATIC S7: SETP7可以非常容易地集成到PROFIBUS-DP網絡中。

2.4 自主操作

系統的自主結構允許通過Simocode-DP里集成得智能設備采取本地／就地控制方式，保證設備的可靠運行。這樣如果系統通訊出現故障Simocode-DP 會自動切換到手動控制模式，通過手動方式進行下一步的生產操作，減少了因自動化和通訊層故障導致的停產損失。

2.5 參數化和組態軟件

在不同的參數分配場合，用戶可以根據實際情況自主地選擇不同的軟件包，如：COM-PROFIBUS、STEP7、Win-Simocode-DP、OM-Simocode-DP、PCS7-FB Simocode-DP、SICAM LCC可視化軟件等，方便靈活地進行組態。

3 Simocode-DP 的設定及組態(以3UF7 Simocode-DP Pro.為例)

3.1通訊地址的設定，見圖三。

3.2電機額定電流的設定，見圖四。

3.3 Simocode-DP 測量電流范圍的設定，見圖五。

3.4電機PTC溫度保護的設定（如電機沒有PTC保護時，可不做），見圖五。

3.5電機有功功率保護的設定，見圖六。

[1]Simocode-DP 電機保護和控制設備手冊

[2]GB3836.3-2000.爆炸性氣體環境用設備.增安型電動機

[3]典型圖與組態圖均來自上海化學工業區內正在施工建設的項目

Use Simocode-DP motor protector to control motors

The motor is thought of the main driving equipment in the moderm industry. It is a task to the running&maintenance team of an enterprise that how to contorl&protect it.This article described the main protected function & related equipment’s specification of Siemens Simocode-DP motor protector & displayed its process of main parameters setting & configuration by some pictures .

Simocode-DP；motor protector；control；protected fuction；setting；configuration

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.111