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摘要：本文介绍了西门子智能电机管理系统Simocode Pro功能及特点，并叙述其在烧结厂电机控制系统中的应用。结合现场调试经验和实例，重点分析了烧结工程中Simocode Pro系统组成结构、通过Simocode ES的参数设置、施奈德PLC与Simocode组网及通讯设定等。
关键词：Simocode Pro；Simocode ES；PLC；烧结厂
Abstract: this paper introduces the intelligent motor management system of Siemens Simocode Pro function and characteristics, and described in sintering motor control system, the application. Combining with the debugging experience and examples, and analyses the sintering engineering system composition structure, Simocode Pro by Simocode ES parameter Settings, schneider PLC and Simocode networking and communication setting.
Keywords: Simocode Pro; Simocode ES; PLC; sintering
中图分类号：O434.19文献标识码：A 文章编号：
一．引言
传统的电动机控制采用了许多元件，如：熔断器、隔离开关、接触器、过热保护元件、各种检测装置、指示灯及操作按钮等；如需进行远程控制和监视还要引出很多导线，无形中增加了大量出故障的因素，并且整套系统不易维护，出故障后不易维修[1]。随着现代化生产的自动化水平不断提高，对电机管理系统的要求也越来越高，在控制器和电子技术飞速发展的同时，出现了带有微处理器的智能化电机管理系统，这些系统不仅能保护电机，还具有控制和监视以及信号处理功能。
Simocode Pro是西门子公司开发的智能化电机管理控制系统，用它可以实现对马达的所有控制和保护功能，如连锁、操作、运算、诊断和统计功能，以及自动控制层和马达分支之间的高性能通讯功能等，此外由于其良好的系统开放性[2]，使得在国内外各大生产企业中得到广泛应用。此次南钢新建烧结厂主工艺流程上电机均采用Simocode Pro 3UF7作为基本控制单元，笔者有幸参与了整个项目的调制工作，根据项目的实际应用经验，浅谈下Simocode在该烧结厂的应用。
二．Simocode Pro系统简介
Simocode Pro系统分为功能不同的两个设备系列，分别是Simocode Pro-C和Simocode Pro-V。
Simocode Pro-C用于直接、可逆的紧凑型系统，没有扩展功能。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。
Simocode Pro-V具有Simocode Pro-C功能外还可以提供众多附加功能的可扩展系统。可以根据需要扩展最多五个模块。Simocode Pro系统中，电流测量模块作为系统的必须模块，可以检测电流，因为不管是过载保护，过载报警，电流限制，开关返回信号等参数都是以电流作为参考值[3]。
此次南京工程中我们选择了Simocode Pro-V，成功应用了Simocode 3UF70智能控制器对现场的电机进行控制，取得了很好的使用效果。Simocode 3UF70外形结构如图1所示。
Simocode 3UF70控制器具有三路输出和四路光隔离信号输入功能；有两个串行接口，一个用于手持编程器或操作显示模块连接，用于控制器的参数设定和操作监视；另一个用于现场总线连接，采用Profibus-DP通讯协议组网，使监控信号可以通过Profibus-DP迅速传到控制中心(PLC)，实现快速诊断和控制。
Simocode 3UF70保护功能包括：过载保护、电机热敏电阻保护、相电流不平衡保护、堵转保护、相故障监视、接地故障监视、限流监视、运行时间监视、启动次数监视[4]；控制功能包括：（灵活的软件SIMOCODE ES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。
图1
三．Simocode Pro在南京钢烧结厂电机控制系统中应用
1.系统组成结构
南京烧结工程中单个设备所采用的Simocode Pro-V系统组成包括基本单元(BU)、电流测量模块(IM)以及操作员面板(OP)以及连接导线。设备控制原理接线图如图2所示。
图2
图中基本单元输入端9、10、4、5分别为现场起动按钮控、现场停止按钮、接触器辅助触头、现场设备远程位控制继电器辅助触头。输入端1、A1为外部230V AC电源输入，输入端8为内部23V DC电源输出。输出端2、3分别为电机驱动、电机起动前预示打铃。据图所示，当输入端1、A1通电，输入端5接通，输出端2为1时，KM才能吸合，才能远程起动电机。当要求现场控制电机时，按下现场起动、停止按钮即可，前提是输入端1、A1通电。
从图2可以看出，Simocode Pro大大简化了电机的控制回路，单独的Simocode Pro系统就实现控制和监视功能，不需增加过载继电器，热敏电阻计算回路，电流互感器，模数转换等，接触器线圈通过基本单元的输出控制，不需互锁辅助触点。
2. Simocode 3UF70就地参数设置
Simocode 3UF70就地调试、运行监控和诊断都可通过其核心软件Simocode ES来进行。例如在线对正在运行的设备进行参数更改的方式,有效避免不必要的系统停工检修时间. 控制和保护功能以及控制线路基于在Simocode Pro中预先进行的设定等。
在Simocode ES中，我们先正确设置好对应的硬件环境和DP地址；其次是电机额定参数设置及起动方式选择；然后按照原理接线图对Simocode 3UF70的各引脚进行定义和通信字的设置。如图3a，在 Control Station界面中定义本地控制输入引脚以及定义远程控制输入字节位。图3b，在Cyclic Send Date界面中定义Simocode 3UF70发送的设备状态字。此外，还可运用其内置的定时器、计量表和真值表更改多种电动机控制功能范围，如反向、滑阀控制等。
图3a图3b
Simocode 3UF70就地参数设置中的一项重要工作是对循环数据的定义，包括控制数据和信息数据。此次南京鋼Simocode 3UF70中定义循环数据为基本类型1，控制数据为4字节长，信息数据位10字节长。循环数据位定义如下表1：
表1
3.施奈德PLC与Simocode组网及通讯设定
南京钢新建烧结厂整体的网络构建如图4：
图4
PLC系统采用施奈德昆腾系列，与上位PC机之间通过工业以太网进行通信；与下位终端设备Simocode 3UF70控制器之间，因分属不同的生产厂商，采用了基于Profibus DP协议的DP网络，以昆腾CPU作为DP主站，通过专业通讯模块PTQ，对各个从站(Simocode 3UF70)进行数据采集和命令控制。
具体做法是：
1.在PTQ模块中，通过protalk软件对该模块下所挂的DP从站设备分配DP地质 (与Simocode ES中设置的DP地址保持一致)，进行内部组态并指定设备通信字所占用内存地址区间；
2.导入终端设备生产厂商提供的GSD文件；
3.生成并导出后缀为.xsy文件与.xfm文件，供PLC编程软件Unity使用。
至此，作为DP从站的终端设备组网完成，通过编程软件Unity调试即可在上位机看到用户需要的终端设备状态信息以及实现对终端设备的控制。
四．小结
南钢新建烧结厂通过智能马达控制器对中小容量的电机实行智能控制，实现了网络监控，故障报警的多功能综合保护，提高了整个企业的自动化水平。投产至今，整个设备运行状态良好，电机故障率低，对提高生产率降低成本发挥了重要作用，产生了较大的社会经济效益。相信在以后的工程设计中，智能马达控制器将得到更为广泛的应用。
参考文献：
[1]工业与民用配电设计手册，中国电力出版社
[2]张家骏，胡正3UF5 SIMOCODE-DP在DeltaV控制系统中的应用[J].微计算机信息，2005年， 第21卷第8-1期； 101.
[3]A0069_Simocode Pro使用入门，西门子（中国）有限公司
[4]胡夏波，卢军用西门子SIMOCODE-DP组建的电厂电动机控制系统[J].低压电器，2005年， 第7期； 55-57.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：Simocode Pro；Simocode ES；PLC；烧结厂
Abstract: this paper introduces the intelligent motor management system of Siemens Simocode Pro function and characteristics, and described in sintering motor control system, the application. Combining with the debugging experience and examples, and analyses the sintering engineering system composition structure, Simocode Pro by Simocode ES parameter Settings, schneider PLC and Simocode networking and communication setting.
Keywords: Simocode Pro; Simocode ES; PLC; sintering
中图分类号：O434.19文献标识码：A 文章编号：
一．引言
传统的电动机控制采用了许多元件，如：熔断器、隔离开关、接触器、过热保护元件、各种检测装置、指示灯及操作按钮等；如需进行远程控制和监视还要引出很多导线，无形中增加了大量出故障的因素，并且整套系统不易维护，出故障后不易维修[1]。随着现代化生产的自动化水平不断提高，对电机管理系统的要求也越来越高，在控制器和电子技术飞速发展的同时，出现了带有微处理器的智能化电机管理系统，这些系统不仅能保护电机，还具有控制和监视以及信号处理功能。
Simocode Pro是西门子公司开发的智能化电机管理控制系统，用它可以实现对马达的所有控制和保护功能，如连锁、操作、运算、诊断和统计功能，以及自动控制层和马达分支之间的高性能通讯功能等，此外由于其良好的系统开放性[2]，使得在国内外各大生产企业中得到广泛应用。此次南钢新建烧结厂主工艺流程上电机均采用Simocode Pro 3UF7作为基本控制单元，笔者有幸参与了整个项目的调制工作，根据项目的实际应用经验，浅谈下Simocode在该烧结厂的应用。
二．Simocode Pro系统简介
Simocode Pro系统分为功能不同的两个设备系列，分别是Simocode Pro-C和Simocode Pro-V。
Simocode Pro-C用于直接、可逆的紧凑型系统，没有扩展功能。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。
Simocode Pro-V具有Simocode Pro-C功能外还可以提供众多附加功能的可扩展系统。可以根据需要扩展最多五个模块。Simocode Pro系统中，电流测量模块作为系统的必须模块，可以检测电流，因为不管是过载保护，过载报警，电流限制，开关返回信号等参数都是以电流作为参考值[3]。
此次南京工程中我们选择了Simocode Pro-V，成功应用了Simocode 3UF70智能控制器对现场的电机进行控制，取得了很好的使用效果。Simocode 3UF70外形结构如图1所示。
Simocode 3UF70控制器具有三路输出和四路光隔离信号输入功能；有两个串行接口，一个用于手持编程器或操作显示模块连接，用于控制器的参数设定和操作监视；另一个用于现场总线连接，采用Profibus-DP通讯协议组网，使监控信号可以通过Profibus-DP迅速传到控制中心(PLC)，实现快速诊断和控制。
Simocode 3UF70保护功能包括：过载保护、电机热敏电阻保护、相电流不平衡保护、堵转保护、相故障监视、接地故障监视、限流监视、运行时间监视、启动次数监视[4]；控制功能包括：（灵活的软件SIMOCODE ES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。
图1
三．Simocode Pro在南京钢烧结厂电机控制系统中应用
1.系统组成结构
南京烧结工程中单个设备所采用的Simocode Pro-V系统组成包括基本单元(BU)、电流测量模块(IM)以及操作员面板(OP)以及连接导线。设备控制原理接线图如图2所示。
图2
图中基本单元输入端9、10、4、5分别为现场起动按钮控、现场停止按钮、接触器辅助触头、现场设备远程位控制继电器辅助触头。输入端1、A1为外部230V AC电源输入，输入端8为内部23V DC电源输出。输出端2、3分别为电机驱动、电机起动前预示打铃。据图所示，当输入端1、A1通电，输入端5接通，输出端2为1时，KM才能吸合，才能远程起动电机。当要求现场控制电机时，按下现场起动、停止按钮即可，前提是输入端1、A1通电。
从图2可以看出，Simocode Pro大大简化了电机的控制回路，单独的Simocode Pro系统就实现控制和监视功能，不需增加过载继电器，热敏电阻计算回路，电流互感器，模数转换等，接触器线圈通过基本单元的输出控制，不需互锁辅助触点。
2. Simocode 3UF70就地参数设置
Simocode 3UF70就地调试、运行监控和诊断都可通过其核心软件Simocode ES来进行。例如在线对正在运行的设备进行参数更改的方式,有效避免不必要的系统停工检修时间. 控制和保护功能以及控制线路基于在Simocode Pro中预先进行的设定等。
在Simocode ES中，我们先正确设置好对应的硬件环境和DP地址；其次是电机额定参数设置及起动方式选择；然后按照原理接线图对Simocode 3UF70的各引脚进行定义和通信字的设置。如图3a，在 Control Station界面中定义本地控制输入引脚以及定义远程控制输入字节位。图3b，在Cyclic Send Date界面中定义Simocode 3UF70发送的设备状态字。此外，还可运用其内置的定时器、计量表和真值表更改多种电动机控制功能范围，如反向、滑阀控制等。
图3a图3b
Simocode 3UF70就地参数设置中的一项重要工作是对循环数据的定义，包括控制数据和信息数据。此次南京鋼Simocode 3UF70中定义循环数据为基本类型1，控制数据为4字节长，信息数据位10字节长。循环数据位定义如下表1：
表1
3.施奈德PLC与Simocode组网及通讯设定
南京钢新建烧结厂整体的网络构建如图4：
图4
PLC系统采用施奈德昆腾系列，与上位PC机之间通过工业以太网进行通信；与下位终端设备Simocode 3UF70控制器之间，因分属不同的生产厂商，采用了基于Profibus DP协议的DP网络，以昆腾CPU作为DP主站，通过专业通讯模块PTQ，对各个从站(Simocode 3UF70)进行数据采集和命令控制。
具体做法是：
1.在PTQ模块中，通过protalk软件对该模块下所挂的DP从站设备分配DP地质 (与Simocode ES中设置的DP地址保持一致)，进行内部组态并指定设备通信字所占用内存地址区间；
2.导入终端设备生产厂商提供的GSD文件；
3.生成并导出后缀为.xsy文件与.xfm文件，供PLC编程软件Unity使用。
至此，作为DP从站的终端设备组网完成，通过编程软件Unity调试即可在上位机看到用户需要的终端设备状态信息以及实现对终端设备的控制。
四．小结
南钢新建烧结厂通过智能马达控制器对中小容量的电机实行智能控制，实现了网络监控，故障报警的多功能综合保护，提高了整个企业的自动化水平。投产至今，整个设备运行状态良好，电机故障率低，对提高生产率降低成本发挥了重要作用，产生了较大的社会经济效益。相信在以后的工程设计中，智能马达控制器将得到更为广泛的应用。
参考文献：
[1]工业与民用配电设计手册，中国电力出版社
[2]张家骏，胡正3UF5 SIMOCODE-DP在DeltaV控制系统中的应用[J].微计算机信息，2005年， 第21卷第8-1期； 101.
[3]A0069_Simocode Pro使用入门，西门子（中国）有限公司
[4]胡夏波，卢军用西门子SIMOCODE-DP组建的电厂电动机控制系统[J].低压电器，2005年， 第7期； 55-57.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。