3 UF5邏輯輸入及分析

祁 斌 丁曉陽 呂志明 楊 濤

（獨山子石化公司乙烯廠電氣車間，新疆 克拉瑪依833600）

0 引言

西門子3 UF5系統(tǒng)的中央處理單元是微處理器，所有的控制和保護功能都由微處理器執(zhí)行，包括連鎖功能、運行計算、診斷和統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及自動控制器與電機回路之間高性能的通訊（PROFIBUS－DP）等。西門子3 UF5綜合保護器通過編程軟件WinSi mocode DP＿Pro設置各種功能，如正反轉(zhuǎn)、星三角等控制功能。

1 3UF5的基本保護特性

西門子3 UF5馬達控制器結構緊湊、功能強大，有6種脫扣類別可選。脫扣的時間class曲線可按照負載性質(zhì)及起動條件進行微調(diào)，公差小于10%，確保了脫扣曲線的準確性。通過分散的邏輯信號、延遲信號以及信號調(diào)節(jié)實現(xiàn)靈活性，集成以下功能：

（1）3輸入1輸出真值表：3個；輸出性能：可根據(jù)不同需要輸出不同結果。

（2）5輸入2輸出真值表：1個；輸出性能：可根據(jù)不同需要輸出不同結果。

（3）計時器：2個；0．5 s～60 min范圍可調(diào)；輸出性能：ON延遲，OFF延遲，瞬時NO觸點。

（4）計數(shù)器：2個；0～65 535范圍可調(diào)；輸出性能：當計數(shù)器計數(shù)未溢出值時，就輸出為高電平。

（5）信號處理單元：4個。

2 3UF5的保護設置

3 UF5保護設置主要分為3個部分：第1部分是用戶根據(jù)不同的需求選擇所需要類型的3 UF5。第2部分是進行電流設置，西門子3 UF5里集成了電流互感器，可以檢測電流。過流保護、過流報警、電流限制、ON／OFF返回值檢測信號、運行次數(shù)和時間的計算等參數(shù)都是以電流作為參考值。第3部分是OUT輸出，3 UF5邏輯所有的編程邏輯均是圍繞著輸出去設置的，所以該部分也是最重要的一部分。下面將進行詳細介紹：

2．1 3UF5的選型

根據(jù)電機功率的不同，選擇不同額度電流的3 UF5，其內(nèi)部已經(jīng)固化好了電流使用范圍及單雙穩(wěn)態(tài)的類型。“Output Relays”選項選擇單穩(wěn)態(tài)單元是考慮了故障安全問題，當控制電源失電后復位輸出；若選擇雙穩(wěn)態(tài)單元，當控制電源失電后保持輸出狀態(tài)。我廠使用的一般是單穩(wěn)態(tài)單元，當出現(xiàn)故障時，如果切斷控制電源，故障會自動復位。

2．2 3UF5的overload保護設置

首先，我們應該針對電機的額定電流設置正確的current，在額定電流的基礎上設置不同的class曲線來滿足電機的保護特性。堵轉(zhuǎn)保護也在overload內(nèi)部設置，用戶只要合理設置堵轉(zhuǎn)倍數(shù)、冷卻時間和動作類型等，就能準確對電機進行保護。

2．3 OUTPUT輸出設置

3UF5保護器輸出有4個，即OUT1、OUT2、OUT3和OUT4。

（1）OUT1—Output 1 Relay紅燈 HD也是3 UF5上的7號端子輸出，采用BU Input 4作為輸入因子。當接觸器動作吸合時，接觸器－4的輔助接點43、44閉合輸入3 UF5。所以當接觸器－4吸合時，BU Input 4輸出為1，紅燈亮。

（2）OUT2—Output 2 Relay綠燈GD也是3 UF5上的8號端子輸出，采用Signal Matching 1作為輸入因子，然后Signal Matching 1是一個邏輯變量，Signal Matching 1的輸入因子為BU Input 4，Signal Matching 1對其輸入因子BU Input 4取反。當接觸器動作吸合時，接觸器－4的輔助接點43、44閉合輸入3 UF5，也就是當接觸器－4吸合時，BU Input 4輸出為1，Signal Matching 1取反后輸出為0，OUT2綠燈輸入設置為Signal Matching 1，此時 Signal Matching 1為0，OUT2也輸出為0。所以當接觸器－4吸合時，OUT2綠燈熄滅，OUT1紅燈點亮。

（3）OUT3—Output 3 Relay故障指示燈YF及故障繼電器也是3 UF5上的9號端子輸出，采用真值表3的1作為輸入，真值表3也是一個邏輯變量，真值表3的1輸入因子分別為Ⅰ1：Status General Fault、Ⅰ2：BU Input 2、Ⅰ3：Signal Match．3 Output。當電機出現(xiàn)一般性故障或斷路器跳閘故障及三相不平衡故障的任意一項故障時，OUT3均輸出1，黃燈點亮，故障繼電器74得電，輔助常閉接點斷開接觸器線圈回路，電機停止運行。

（4）OUT4—Output 4 Relay＝3 UF5的輸出接點（10、11）；由于我廠特殊電機在生產(chǎn)運行中不能停機，即便是發(fā)生晃電，也要短時間內(nèi)自啟，否則將對工藝生產(chǎn)造成巨大損失，所以設置抗晃電功能就尤為重要。3 UF5的輸出點OUT4（10、11）就是設置抗晃電接線端子。根據(jù)我廠低壓電機的狀況，抗晃電接線可分為2類：一是無時間繼電器的抗晃電接線；二是有時間繼電器的抗晃電接線。

（5）實際抗晃電設置邏輯輸出：OUTPUT 4（10、11）＝Tr uth Table 2 3Ⅰ／10。邏輯表達式：Signal Matching 2 Out put＝Edge Rising wit h memor y（Input 4＊Ti mer 1 Output），Ti mer 1 Output＝Wit h Closing Delay 3 s［Val ue（Signal Matching 1 Output）］，Signal Matching 1 Output＝Level inverted without memory（Input 4）。

（6）模擬晃電：電動機運行時，Output 4（10、11）是斷開的；當出現(xiàn)電網(wǎng)波動時，接觸器－4因失壓釋放，電動機停運；此時3 UF5的Output 4 Relay（即10、11端子）接通并延時3 s后斷開。一般性的電網(wǎng)波動3 s內(nèi)即可來電，此時，因3 UF5的Output 4 Relay尚未斷開，電動機通過該OUTPUT 4（10、11）接點實現(xiàn)自啟動功能。

3 現(xiàn)場特殊情況的應用

針對現(xiàn)場特殊電機由于某些非電氣原因造成多次或頻繁出現(xiàn)過載動作，建議對特殊電機過載動作3次自動復位，第4次必須經(jīng)行詳細檢查后手動復位。

（1）Function Block Input里面Reset設置項有3種復位方式，基本設置和普通電機設置都采用了1種手動復位Input 3（也就是復位按鈕復位方式），其余2種復位方式均未設置；要完成前3次自動復位，第4次手動復位就必須在Function Block Input里面Reset設置項設置并增加Counter 1 Output計數(shù)器輸出1復位方式。

（2）輸入及中間變量邏輯表達式如下：

Counter 1 Output＝ Ti mer 2 Output；

Ti mer 2 Output＝ Wit h Opening delay 5 min ［Value（Tr uth Table 3 3I1 O）］；

Tr uth Table 3 3I1 O Output＝I1（Fault Overload）＆I2（Fault I1＜）。

其邏輯關系如表1所示。

（3）輸出邏輯表達式：

OUTPUT 3＝Tr ut h Table 1 5I1 O Output；

Tr uth Table 1 5I1 O Output＝I1（Status General Fault）＆I2（BU Input 2）＆I3（Signal Match．3 Out put）＆I4（I＜）。

表1 輸入及中間變量邏輯關系

（4）復位方式輸出：

Function Block Input—Reset（1）＝Bu Input 3；

Function Block Input—Reset（2）＝Counter 1 Output。

4 結語

通過深入了解3 UF5保護器的設置，電氣維護人員可以提高快速處理故障的能力，并根據(jù)現(xiàn)場實際需要，設置出實際需要的特殊功能，從而滿足工藝和生產(chǎn)的需要。

［1］3 UF5用戶手冊

［2］3 UF5 SI MOCODE－DP System Motor Protection and Control Device