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【摘要】本文介紹了3UF7 馬達保護器 的基本功能，并結合現場(chǎng)實(shí)際應用體現其自主性及靈活性，以達到用戶(hù)需求控制的目的。
 

　　 1、引言

　　科技的發(fā)展為工業(yè)控制帶來(lái)了日新月益的變化，傳統的電機控制及保護元件已逐漸被集成的、多功能的馬達保護器所替代，而西門(mén)子3UF7馬達保護器是在其同系列產(chǎn)品3UF5基礎上經(jīng)過(guò)了部分更新后的產(chǎn)品，較之傳統的馬達保護器它具有控制、保護、數據傳輸等多種功能，為工業(yè)的自動(dòng)化閉環(huán)控制提供了基礎保障。
 

　　 2、功能特點(diǎn)
 

　　2.1控制、保護功能模塊
 

　　3UF5的集成化為成本效益控制帶來(lái)極大的浪費，當發(fā)生本體故障時(shí)，需對其進(jìn)行整體更換；而3UF7采取了控制模塊靈活組合的方式，用戶(hù)可根據自身的控制需求選取控制模塊，通過(guò)連接電纜將各控制模塊與主模塊BU進(jìn)行連接，實(shí)現靈活控制及保護的目的。
 

　　3UF7配置可由基本單元BU、電流/電壓檢測模塊IM、操作員面塊OP、開(kāi)關(guān)量模塊DM、模擬量模塊AM、接地故障檢測模塊、溫度模塊、連接電纜、PC電纜等附件靈活搭配組成，模塊端子也采用了可拆卸的模塊方式，當其中的某個(gè)模塊發(fā)生故障時(shí)可快速更換，不但節約了成本，而且也極大的減輕了維護人員的工作量。
 

　　2.2控制站及操作方式
 

　　3UF7的控制站提供了4種類(lèi)型的控制操作方式，分別為本地控制、PLC/DCS[DP]、PC[DPV1]、操作員面板OP?？赏ㄟ^(guò)S1、S2操作模式選擇實(shí)現4種控制操作方式選擇，如圖1所示，通過(guò)在當前操作方式內on/off選擇，決定此操作方式的某個(gè)功能是否投用。4種控制操作方式為或關(guān)系，既實(shí)現了靈活應用，也省去了煩瑣的外部電路接線(xiàn)，比如可采用現場(chǎng)起動(dòng)，現場(chǎng)、操作員面板、PC、PLC/DCS停止的控制操作方式。
 

　　2.3控制及保護功能
 

　　西門(mén)子3UF7馬達控制器，具有過(guò)載、過(guò)/欠流、堵轉、三相不平衡、熱保護、接地保護等基本保護功能外，還可以實(shí)現功率、功率因數、運行時(shí)間、起動(dòng)次數等統計功能，并利用通訊將數據遠傳；根據保護功能和統計功能等參數引用，可實(shí)現電動(dòng)機的直接起動(dòng)、正反起動(dòng)、星-三角轉換起動(dòng)等多種控制功能；還能在故障時(shí)通過(guò)功能定義、在線(xiàn)監視等功能為故障處理提供數據支持。
 

　　 3、現場(chǎng)應用實(shí)例
 

　　現場(chǎng)應用我們采用了基本單元BU、電流檢測模塊IM、接地故障檢測模塊、零序電流互感器BL22、操作面板op等組成的控制系統。圖2為操作面板的指示燈定義及功能顯示，這些是根據現場(chǎng)維護的實(shí)際經(jīng)驗和基本需求得出，使維護人員在故障處理和日常檢查時(shí)能提高效率。
 

　　3.1元件功能
 

　　3.1.1 A1、A2為3UF7的電源輸入，有230VAC、115VAC、24VDC這3種規格，為了保證控制的穩定性，我們采取控制與主路分離的理念，采用了24VDC的元件，3UF7采用獨立的直流供電，方便在主路故障時(shí)對故障信息進(jìn)行查看；
 

　　3.1.2 IN1～4為4個(gè)光耦合輸入，在此IN1為空開(kāi)故障、IN2為電源電壓檢測、IN3為接觸器運行狀態(tài)（主要用于控制3UF7內部的接接觸器控制QE，以實(shí)現多種功能）；
 

　　3.1.3 OUT1～2、OUT3為3繼電器輸出，在此OUT2為故障輸出，OUT3定義為失壓再起接點(diǎn)，當做為調試時(shí)，可對圖1中的操作方式進(jìn)行定義，對程序稍做改動(dòng)，即可實(shí)現抽屜上面板、和計算機發(fā)信號起停進(jìn)行調試，而免去了人到現場(chǎng)或二次短接起停帶來(lái)的不便；
 

　　3.1.4 圖2中有4個(gè)自定義按鈕和一個(gè)T/R按鈕、4個(gè)自定義綠燈及3個(gè)自定義黃燈；由于此回路較為簡(jiǎn)單，在定義時(shí)僅將電動(dòng)機的基本常見(jiàn)故障通過(guò)燈指示體現，為了引起人員注意，在此將起動(dòng)信號通過(guò)閃爍信號引用，在電機停止時(shí)以1Hz的固定頻率指示閃爍；按鈕定義可根據現場(chǎng)實(shí)際，不管在調試還是日常應用中均可進(jìn)行自定義引用，非常靈活；
 

　　3.1.5 接地檢測模塊C1、C2連接零序電流互感器，用于接地監測，在此采用其與零序電流互感器相配合使用，實(shí)現接地故障檢測功能。
 

　　3.2保護功能
 

　　保護功能根據其不同響應可分為關(guān)閉/報警/發(fā)信號/脫扣四種，當響應定義后系統內部會(huì )根據定義關(guān)閉或投用相應的功能，定義后可重復引用，其引用結果可繼續引用。
 

　　3.2.1 過(guò)載：脫扣等級Class5～40共8個(gè)脫扣特性曲線(xiàn)，根據負荷類(lèi)型可靈活選用，過(guò)載響應可設報警/發(fā)信號/脫扣，防爆電動(dòng)機必須設置為脫扣，且為了安全起見(jiàn)，一般設置為手動(dòng)復位。
 

　　3.2.2 堵轉：在脫扣等級特性曲線(xiàn)后啟用，可設0～1020%有效，在此我們定義300%，無(wú)延遲。
 

　　3.2.3 三相不平衡：與堵轉啟用時(shí)間相同，可設0～100%有效，為了防止異常波動(dòng)引起的故障，現場(chǎng)定義為40%，10S延遲響應為報警；當確已發(fā)現缺相運行時(shí)，會(huì )引起過(guò)載動(dòng)作脫扣，系統gen.fault指示燈亮，內部檢測故障為相不平衡+過(guò)載。
 

　　3.3監測功能
 

　　監測功能通過(guò)元件對運行數據等進(jìn)行檢測，與設定值進(jìn)行對比，選擇響應為關(guān)閉/報警/發(fā)信號/脫扣四種結果，當不需要此功能時(shí)可將其設置為關(guān)閉。
 

　　3.3.1 接地：分為內部接地和外部接地，由于3相異步電機為高阻抗接地，所以在此選用外部接地，3S延遲響應為報警；
 

　　3.3.2 過(guò)/欠流：為了防止負荷機械故障引起的故障，在此欠流設置大于空載電流為30%，過(guò)流設置為100%，響應均為報警，可方便DCS查看，為人員提供預警信號；
 

　　3.3.3 電壓、功率因數、有功功率：此需要電壓/電流檢測模塊IM，電壓檢測范圍可達到690V，使用方法與其它監測功能相同，設定值需要與現場(chǎng)實(shí)際相結合，選用合適的設定值及響應結果。 　　

 3.4其它常用功能
 

　　3.4.1 電源故障監測UVO（抗晃電）：圖2中的K1為電壓監測繼電器，通過(guò)IN2輸入引用，當發(fā)生晃電時(shí)，動(dòng)作于直起內部控制繼電器QE1，OUT3在引用QE1后，在失電至得電的N秒+延遲設定分批（grading time）X秒后吸合，實(shí)現抗晃電的目的；當超過(guò)電源故障時(shí)間設定值時(shí)，抗晃電功能失敗，電機不能自啟。此功能還可用電壓/電流監測模塊實(shí)現，在引用時(shí)僅需將輸入條件改為事件-報警U（ON》）等，還可通過(guò)脈沖觸發(fā)器（四種邏輯關(guān)系為電平不取反、電平取反、帶記憶功能上升沿、帶記憶功能下降沿）、非易失性元件（同脈沖觸發(fā)器）、閃爍信號、快閃信號等將信號進(jìn)行擴展，引用合適的類(lèi)型邏輯關(guān)系去輸出響應；如起動(dòng)信號引用脈沖信號做為起動(dòng)顯示關(guān)系：輸入為BU INPUT 3，引用電平不取反關(guān)系，無(wú)復位輸入，此種設法可以監控接觸器接點(diǎn)的變化情況。
 

　　3.5.3 停止（LED黃2）指示：引用方法與起動(dòng)相同，為起警示作用，在此選擇閃爍信號做為輸出，即閃爍信號1輸入為BU INPUT 3或引用脈沖觸發(fā)器（其輸入為接觸器控制QE1，邏輯條件選取電平取反），即可實(shí)現以1Hz黃燈閃爍表示停機的信號。
 

　　 4、結論
 

　　通過(guò)本文的介紹，旨在讓大家對3UF7應用的靈活性能有深刻體會(huì )，在現場(chǎng)應用時(shí)，可通過(guò)輸入與輸出間的關(guān)系及引用，根據邏輯關(guān)系進(jìn)行編程，實(shí)現不同的目的和要求的需求功能。結合通訊功能，可組建小型或大型的數據網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現DCS監控及數據遠傳；還可通過(guò)電腦查看3UF7的相關(guān)信息和機泵的運行狀態(tài)，從監控報文中獲得信息，從而采取相應措施處理，實(shí)現故障處理效率和維護質(zhì)量共同提高。
 

　　參考文獻

　　[1]西門(mén)子3UF7 馬達保護器 系統手冊。

　　作者簡(jiǎn)介

　　閆景雷：男，2006年畢業(yè)于新疆大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，工程師，工作于新疆獨山子煉油廠(chǎng)電修車(chē)間，現主要從事現場(chǎng)電氣維護工作。