西門子模塊6SL3120-1TE15-0AA4

SIMOCODE pro 是一種靈活的模塊化電機管理系統，用于在低壓性能范圍內的恒速電機。它優化了 I&C 和電機起動器之間的連接，提高了設備可用性，使系統的起動、運行和維護費用大大降低。

例如，SIMOCODE pro 提供：

• 獨立于自動化系統的多功能、電子式全電機防護系統

• 集成控制功能取代了硬件對電機的控制

• 詳細的運行、維修和診斷數據

• 通過 PROFIBUS DP、PROFINET/OPC UA、Modbus RTU 或 EtherNet/IP 進行開放式通信

• 通過安全繼電器功能，以故障安全方式斷開電機的連接，安全等級達到 SIL 3（IEC 61508、IEC 62061）或 PL e 類別 4 (EN ISO 13849-1)

• SIMOCODE ES 是用于 SIMOCODE pro 參數化、調試和診斷的軟件包。

設備系列

基本性能型 SIMOCODE pro C

該緊湊式系統適用于直接起動器和可逆起動器，或用于控制電機起動器保護器。

一般性能型 SIMOCODE pro S 或 SIMOCODE pro V PN GP

一個智能系統，用于直接起動器、可逆起動器和星-三角起動器，或用于控制電機起動器保護器或軟起動器。該系統可通過擴展模塊/多功能模塊進行擴展以提供大量輸入/輸出項目數據，通過 3UL23 零序電流互感器精確監控接地故障和溫度測量功能。

高性能型 SIMOCODE pro V

具有所有控制功能的可變系統，能夠使用擴展模塊對系統的輸入、輸出和功能進行擴展。

優勢

一般客戶優點

• 通過 PROFIBUS DP、PROFINET/OPC UA、Modbus RTU 或 EtherNet/IP 將整個電機起動器集成到過程控制中，從而降低了電機起動器和 PLC 之間的接線費用

• 通過起動器中可組態的控制和監控功能，分布式控制自動化過程，節省了自動化系統中的資源，即使在 I&C 或總線系統發生故障的情況下，也能保證起動器的全面功能性和保護。

• 通過采集與監控起動器和過程控制系統中的運行、維修和診斷數據，提高了設備的可用性以及維護和檢修的友好性。

• 高度模塊化使用戶可以對每臺電機起動器完善地實現針對設備的特殊要求。

• SIMOCODE pro 為每一類客戶應用提供功能上分級、節省空間的解決方案。

• 用集成控制功能替換控制電路硬件，減少所需的硬件零件和接線數量，因此降低了庫存管理的費用以及可能的接線錯誤。

• 使用全面的電子電機保護，能夠更好地利用電機并保證脫扣特性的長期穩定性，即使工作多年以后也能保證可靠的脫扣。

• 由于電流、電壓、功率和電能測量值的高精度（尤其是通過第二代電流/電壓測量模塊獲得的測量值），能夠以很高精確度在內部分配費用

多功能、固態全面電機保護用于額定電流820 A及以下電機

SIMOCODE pro 通過結合不同的多步和可延時保護以及監控功能提供電機起動器綜合保護：

• 反時限延時固態過載保護（5E - 40E 級）

• 電機的熱敏電阻保護

• 相故障/相不平衡保護

• 電機堵轉保護

• 監視所設定的電機電流限值

• 監視電壓和功率

• 監控功率因數 φ（電機怠速/甩負載）

• 監視接地故障

• 監視溫度，例如，通過 PT100/PT1000

• 監視電機運轉時間、停機時間和起動次數

測量值曲線的記錄

SIMOCODE pro 可以記錄測量值曲線，例如，能夠提供電機起動過程中的電流變化曲線。

通過集成控制功能實現靈活電機控制（取代了大量硬件聯鎖）

許多預定義的電機控制功能早已集成到SIMOCODE pro中，包括所有必要的邏輯操作和聯鎖：

• 過載繼電器

• 直接起動器和可逆起動器

• 星-三角起動器（也適用于可逆起動）

• 雙速、配有單獨繞組的電機（變極開關）；也有反向

• 有單獨 Dahlander 繞組的雙速電機(也有反向）

• 定位器啟動

• 電磁閥啟動

• 斷路器操作

• 軟起動器起動（也適用于可逆起動）

這些控制功能預定義在 SIMOCODE pro，并可以自由分配到設備的輸入和輸出（包括 PROFIBUS/PROFINET 過程映像）。

這些預定義的控制功能也可以通過可自由組態的邏輯模塊（真值表、計數器、定時器、脈沖邊沿分析等），借助于標準功能（電源故障監控、緊急起動、外部故障功能等），靈活地適應電機起動器各種客戶特定的組態，控制電路中無須任何輔助繼電器。

使用 SIMOCODE pro，可以避免控制電路中的大量額外硬件和接線，使電機起動器在設計和電路圖方面達到高水平的標準化。

詳細的運行、維修和診斷數據

使用SIMOCODE pro，可利用不同的運行、維修和診斷數據，幫助及時檢測可能的故障，通過預防性措施預防故障的發生。在故障情況下，可以非常快速地診斷、定位和糾正故障，幾乎沒有停機時間或者停機時間非常短。

運行數據

• 從主回路電流的檢測反饋電機開關狀態

• 所有相電流

• 所有相和相間電壓

• 有功功率、視在功率和功率因數

• 相不平衡和相序

• 接地故障電流

• 頻率

• 脫扣時間

• 電機溫度

• 剩余冷卻時間等

維護數據

• 電機運轉時間

• 電機停機次數

• 電機起動次數

• 過載脫扣次數

• 使能電路的強制測試間隔

• 消耗的能量

• 裝置中存儲的內部注釋等

診斷數據

• 無數詳細的預警和故障信息

• 帶有時間戳的裝置內部故障記錄

• 任何可選擇的狀態、報警和故障信息都可帶時間戳記等

便于操作和診斷

操作員面板

操作員面板用于控制電機起動器，可取代所有常規按鈕和指示燈以節省空間。使您可以在控制柜內直接操作 SIMOCODE pro 和饋電裝置。該面板具有基本單元上的所有 LED 指示燈，外部具有用于在 PC/PG 上進行簡易參數化或診斷的系統接口。

帶顯示屏的操作員面板

還可以使用一種帶顯示屏的操作面板替代 SIMOCODE pro V 的 3UF720 標準操作面板：3UF721 能夠在控制柜上另外指示電機起動器的電流測量值、運行和診斷數據或狀態信息。可使用操作面板上的按鈕來控制電機。而且，可直接通過帶顯示屏的操作面板，設置額定電機電流、限值等參數（通過 SIMOCODE pro V PROFIBUS E15 及以上版本、SIMOCODE pro V Modbus RTU E03 及以上版本以及所有 SIMOCODE pro V PROFINET 和 EtherNet/IP）。

通信

SIMOCODE pro 具有一個集成 PROFIBUS DP 或 Modbus RTU 接口（SUB-D 或端子接頭）或一個 PROFINET 或 EtherNet / IP接口 (2 x RJ45)。

與故障安全控制器 (F-CPU) 和 DM-F PROFIsafe 故障安全數字量模塊結合使用時，也可通過采用 PROFIsafe 行規的 PROFIBUS 或 PROFINET 實現故障安全斷開。

SIMOCODE pro PROFIBUS

例如，適用于 PROFIBUS 的 SIMOCODE pro 支持：

• 循環服務 (DPV0) 和非循環服務 (DPV1)

• 豐富的診斷和過程報警

• 高時間精度時間戳 (SIMATICS7)，適用于 SIMOCODE pro V

• Y-Link 后面的 DPV1 通訊

適用于 PROFINET 的 SIMOCODE pro

例如，適用于 PROFINET 的 SIMOCODE pro 支持：

• 總線型和環型總線拓撲（適用于帶集成交換機的 2 端口設備）

• 通過 MRP 協議實現介質冗余（適用于帶集成交換機的 2 端口設備）

• 借助于標準 Web 瀏覽器進行操作、維護和診斷

• 通過 OPC UA 服務器與可視化和控制系統進行開放式通訊

• NTP 同步時間

• 通過 PROFIenergy 能源管理的間隔功能和測量值

• 通過鄰居檢測進行模塊更換，無需 PC/存儲器模塊

• 豐富的診斷和維護報警

通過 SIMOCODE pro 可實現系統冗余 PROFINET

所有 SIMOCODE PROFINET 設備均支持 PROFINET IO 的系統冗余機制，因此可直接在容錯站（如 SIMATIC S7-400 H）上運行。同樣，SIMOCODE pro 也可針對要求有較高工廠可用性和控制系統冗余性的工廠現場層提供重要附加價值。

《SIMOCODE pro Modbus RTU》，

例如，適用于 Modbus RTU 的 SIMOCODE pro 支持：

• 通訊速率 1 200/2 400/4 800/9 600/19 200 或 57 bps 600 baud

• 通過 Modbus RTU 訪問可任意設置參數的過程映像

• 通過 Modbus RTU 訪問所有操作、維護和診斷數據

SIMOCODE pro EtherNet/IP

例如，適用于 EtherNet/IP 的 SIMOCODE pro 支持：

• 具有集成式交換機，可實現線型和環型總線拓撲

• 通過設備級環網 (DLR) 協議實現環型結構

• 借助于標準 Web 瀏覽器進行操作、維護和診斷

• NTP 同步時間

• 通過 SIMOCODE ES V14 進行參數分配 – 經由本地設備接口和以太網

安全說明

為了保護設備、系統、機器和網絡以防受到網絡威脅，必須實施并持續保持全面、工業安全概念。西門子的產品和解決方案只是這種概念的一個組成部分。

有關工業信息安全的詳細信息， 

自主運行

SIMOCODE pro 的一個基本功能是可自主執行所有保護和控制功能，即使與上位系統的通信中斷時也是如此。這意味著即使總線系統或自動化系統發生故障，也可確保電機起動器的全面功能性，或者對發生這種故障時的特定行為進行參數設置，例如，有針對性地關斷饋電裝置或執行已設置的特定控制機制（如改變旋轉方向）

西門子模塊6SL3120-1TE15-0AA4

三相異步電動機的三種制動方式

三相異步電動機與直流電動機一樣，也有再生回饋制動、反接制動和能耗制動三種方式。它們的共同點是電動機的轉矩M與轉速n的方向相反，以實現制動。此時電動機由軸上吸收機械能，并轉換成電能。

一、再生回饋制動

再生回饋制動是在外加轉矩的作用下，轉子轉速超過同步轉速，電磁轉矩改變方向成為制動轉矩的運行狀態。再生回饋制動與反接制動和能耗制動不同，再生回饋制動不能制動到停止狀態。

以下是再生回饋制動存在：

（1）當電網的頻率突然下降或者電機的極數突然增高，電機可能工作在發電狀態，此時的電機將機械能轉變成電能回饋給電網。如圖1，當電機在電動狀態下運行時工作于P₁點，在突然變極或者變頻時，電機的工作特性會突然在a線段部分（藍線部分），電機的轉矩突然變負，其制動作用，直到最后重新穩定工作于P₂點為止，電機又回到電動狀態。

圖1

（2）當電機在位能負載（如吊車、提升機）的作用下，使其轉速n高于同步轉速n₀，此時，電機的輸出轉矩變負，電機由軸上吸收機械能，當電機的轉矩（制動轉矩）與負載的位能轉矩相平衡時，電機既穩定運行（如圖2中P₃點），此時電機以高于同步轉速的速度運行。在轉子電路中串入不同的電阻，可得到不同的人為機械特性，并可得到不同的穩定速度，串入的電阻越大，穩定速度越高，一般在回饋制動時不串入電阻，以免轉速過高。

圖2

二、反接制動

反接制動是在電機定子三根電源線中的任意兩根對調而使電機輸出轉矩反向產生制動，或者在轉子電路上串接較大附加電阻使轉速反向，而產生制動。

（1）電源兩相反接的反接制動：

如圖3所示，電機原在P₁點穩定運行，為使電機停轉，將定子三根電源線中的任意兩根對調，使旋轉磁場反向，電機的轉矩反向，起制動作用，電機運行在a線段。當電機制動停止時，應及時將電機與電網分離，否則電機會反轉。

電源兩相反接反接制動的優點是制動效果強，缺點是能量損耗大，制動準確度差。

圖3

（2）轉速反向的反接制動

當電機在位能負載（如吊車、提升機）的作用下，在電機的轉子電路中串入較大電阻時，此時負載拉著電機在與轉矩相反的方向旋轉，電機起制動作用，電機能穩定運行在P₂點。如圖4

在轉子電路中串入不同的電阻，能得到不同的制動轉速。

圖4

三、能耗制動

電機在正常運行中（如圖5中P點，KM1閉合，KM2斷開），為了迅速停車，KM1斷開，KM2閉合，在電機定子線圈中接入直流電源，在定子線圈中通入直流電流，形成磁場，轉子由于慣性繼續旋轉切割磁場，而在轉子中形成感應電勢和電流，產生的轉矩方向與電機的轉速方向相反，產生制動作用，最終使電機停止。如圖5。

在電機的轉子中串入不同的電阻和在電機的定子中接入不同的直流電流，可以產生不同的制動轉矩。

從機械特性圖中可以看出，當電機的轉速下降為零時，制動轉矩也將為零，所以能耗制動能使電機準確停車。