西門子6SL3120-2TE15-0AA4

設計

硬件特性:

• 高分辨率 64K 真彩寬屏顯示

• 800×480 dpi 寬屏顯示設計和傳統(tǒng)屏幕相比具有更大的可視面積,，使單個畫面中可以顯示更多的信息,，讓操作員具有更舒適的視覺體驗

• 高分辨率 64K 色真彩顯示,，使得畫面更清晰,，畫質更細膩

• 強大且豐富的通訊能力

• 集成的工業(yè)以太網接口,，可以和 S7-200 SMART 以及 LOGO,！0BA7 建立高速無縫的連接,。同時,，程序下載速度也有大幅度的提升

• 通過以太網可以同時連接 3 臺控制器

• 通過串口可以連接西門子 S7-200 以及 S7-200 SMART PLC,，通訊速率高達187.5kb/s

• 集成的串口（支持Modbus,，RS422/485 自適應切換）,，使精彩系列面板的通訊更加靈活，可以和市場主流的小型 PLC 建立穩(wěn)定可靠的通訊連接,。（三菱 FX 系列,；歐姆龍 CP1 系列；臺達 DVP-SV/ES2 系列）

• LED 背光，節(jié)能降耗

• LED 較之 CCFL,，背光板厚度降低一半左右，使精彩系列面板更輕巧,。同時，操作屏亮度更高,，色彩更均勻,，表現(xiàn)力更強，可視范圍提高到 140°

• LED 背光可以降低設備能耗，結合屏保功能程度地延長操作屏的使用壽命

• 高性能處理器、高速外部總線及 64M DDR 內存

• 的 ARM 處理器,，主頻達到 400MHz，使數(shù)據(jù)處理更快，畫面顯示更流暢

• 高速的外部總線充分發(fā)揮處理器的強大性能

• 增強的 64M DDR 內存使得畫面的切換速度更快

• *的工業(yè)設計理念

• *的邊框倒角設計,，讓操作屏的外觀更具流線型,，給人以舒適感

• 優(yōu)雅清新的綠色邊框設計，給人以視覺上的開闊感,，緩解操作員的視覺疲勞

• 使用符合 UL 標準的 PC + ABS 合金材料,，耐高溫、抗腐蝕,，特別適用于工業(yè)現(xiàn)場的應用環(huán)境

• 可靠的電源設計

• 內置的 24V 電子自恢復反接保護,，避免因誤接線而導致的產品損壞

• 供電電源范圍可達 ±20%

• * 輕松擁有

• 精彩系列面板的 ESD、RS 等關鍵指標比標準（IEC）提高 50%

• 精彩系列面板通過 CE 認證

• *的生產失效故障模式分析

• 潛在的缺陷及故障分析模型貫穿產品從研發(fā)到生產的每個環(huán)節(jié),，程度確保產品可靠性

• 成熟的生產流程及完善的質量控制體系確保產品質量

軟件特點：

作為精彩系列面板的組態(tài)軟件,，WinCC flexible 簡單直觀、功能強大、應用靈活且智能高效,，非常適合機械設備或生產線中人機界面的應用,。
隨著新一代精彩系列人機界面的發(fā)布，WinCC fl exible 的軟件功能也得到了進一步的加強,。

• 變量管理

• 查閱,、檢索變量更方便 ，可使用變量名稱來標識 PLC 變量

• 通過拖放操作,，批量創(chuàng)建名稱,、類型及地址滿足一定關系的變量

• 快速修改多個變量的類型、地址或名稱等屬性

• 報警管理

• 可以自定義報警類別

• 支持模擬量及數(shù)字量報警

• 可以自定義報警組,，相同組的報警可以同時被確認

• 支持報警事件函數(shù)

• 包含功能完善的報警顯示控件,，支持外觀自定義

• 可改變尺寸和顏色的報警提示器

• 豐富的畫面對象庫

• 基本對象庫 — 開關、按鈕和圖形等

• 增強對象庫 — 顯示配方,、趨勢圖等

• 豐富的符號庫

• 豐富的動畫效果 簡單的生成方式

• 通過設置對象屬性生成動畫

• 支持函數(shù)設定動畫路徑方式

• 支持通過變量控制對象組生成動畫

• 高效,、智能的組態(tài)方式

• 通過拖拽方式自動創(chuàng)建變量的顯示對象及畫面的切換按鈕

• 支持畫面對象的自動排列功能

• 支持用戶自定義對象庫

• 支持向導式快速工程組態(tài)

• 多語言組態(tài)

• 支持 32 種語言，其中 5 種可以在線轉換

• 支持多語言顯示,，無需重新設計畫面

• 內置系統(tǒng)字典和用戶字典功能,，支持畫面自動翻譯

• *的項目文本導入/導出功能，提高并優(yōu)化工程組態(tài)效率

• Pack & Go 輕松的項目更新與維護

• 利用 Pack & Go 功能,，工程師編輯修改項目后,，無需親臨現(xiàn)場就能輕松實現(xiàn)項目的維護和更新

• 現(xiàn)場客戶無需安裝 WinCC Flexible,，一鍵執(zhí)行批處理文件即可實現(xiàn)項目傳輸

• 安全等級管理

• 引入用戶的概念,，可以建立多個用戶，每個用戶擁有不同的權限

• 所有畫面對象都可以獨立設置訪問權限

•  運行期間可以對用戶信息進行管理

• 權限的設置參數(shù)可調整

• 趨勢圖

• 控件支持外觀顯示設置的很多屬性，包括坐標軸,、刻度、上下限等

• 提供多個系統(tǒng)函數(shù),，用于控制曲線翻頁、縮放等操作

• 配方管理

• 可以支持顯示多個配方預定義數(shù)據(jù)記錄，無需手動組態(tài)翻頁等操作即可實現(xiàn)配方的良好顯示

• 使用配方視圖控件,，無需更多的編程即可動態(tài)增加數(shù)據(jù)記錄

• 支持上載,、下載配方操作

西門子6SL3120-2TE15-0AA4

大中型電動機軟啟動器的應用及改進

傳統(tǒng)的大中型電動機控制裝置采用的是接觸器,、磁力啟動器直接啟停方式,，缺點是控制方式簡單,、不靈活,，對系統(tǒng)沖擊較大且控制元件易損壞,，維護工作量大。

隨著計算機控制技術的日趨成熟,，近年來一種以計算機為核心,，采用雙向可控硅為主控回路的智能化新型控制器“軟啟動器"已普遍應用于該領域，它以控制方式靈活簡便,，對系統(tǒng)沖擊小且控制元件不易損壞以及維護方便等諸多優(yōu)點正逐步取代傳統(tǒng)的控制裝置,。當然新產品應用總會暴露出一些不足，本文以丹江口電廠使用的軟啟動器為基礎,，對其在3年中的運行情況及暴露出的問題進行探討，從生產角度提出幾點改進建議使其控制功能更加完善，供生產廠家及同行們參考,。

一、軟啟動器的功能及特點

1、應用情況

丹江電廠20 m3空壓機系統(tǒng)是機組調相,、檢修和其它用氣設備的氣源,，由2臺空壓機和4個儲氣罐構成，工作氣壓為0．6～0．8MPa，空壓機的電機容量為132 kW，額定電流272 A。2套獨立的控制系統(tǒng)各控制1臺空壓機，運行已20多年，設備老化嚴重,，故障率高,。受當時科技水平的限制,，邏輯控制回路由繼電器構成,，啟動方式為傳統(tǒng)的頻敏電阻降壓方式,，啟動電機執(zhí)行元件是接觸器?？刂葡到y(tǒng)接線復雜,，故障點多，對電機保護功能不全,，啟動電流大,，對廠用電有較大的沖擊，不利于其它設備的穩(wěn)定運行。1997年初對該系統(tǒng)改造時，應用了軟啟動器,。新控制系統(tǒng)解決了原控制系統(tǒng)存在的諸多問題,，且有利于同正著手全面改造的新計算機監(jiān)控系統(tǒng)接口,，為提高全廠綜合自動化水平,，實現(xiàn)減人增效打下了基礎。

2,、軟啟動器

軟啟動器主要由CPU為8096的主控板,、驅動板、電機主控制回路及控制面板構成,。軟啟動器具有控制功能,、電機保護功能以及顯示、報警、參數(shù)設置功能,。

（1）控制功能模式

收到外部啟,、停命令后，按照預先設定的啟,、停方式實現(xiàn)對電機的控制,。可選的啟,、停控制模式有以下幾種：

①限流軟啟動控制模式：

如圖1所示,，電動機啟動時,，其輸出電壓從零迅速增加，直至輸出電流達到設定的電流限幅值Ｉm,，然后保證輸出電流在不大于該值的情況下,，電壓逐漸升高，電動機逐漸加速,，完成啟動過程,。

②電壓斜坡啟動控制模式：

如圖2所示，U1為電動機啟動所需最小轉矩對應的初始電壓,。當電動機啟動時,，軟啟動器的輸出電壓迅速上升到整定值U1，然后按設定的速率逐漸增加,，直至達到電網電壓后,，接觸器吸合，啟動過程完成,。

停車模式：電動機按所設定的速率逐漸減速直到*停機,。

自由停車：電動機不受控制地依慣性自由停機。

點動功能：在該方式的控制下,，軟啟動器輸出電壓迅速增加至初始電壓U1,，并保持該輸出電壓值。

（2）電機保護功能

軟啟動器的電機保護功能有：相序保護,、缺相保護,、啟動過流保護、運行過流保護,、運行過載保護及電動機長時間不能完成啟動過程保護,。軟啟動器的保護功能動作時，軟啟動器將產生停機輸出,，并在控制面板上直接顯示其原因,。

（3）顯示、報警和參數(shù)設置功能

在軟啟動器的控制面板上,，可顯示電機電流,、報警信號及設定的參數(shù)值,；以數(shù)字形式設置電機保護值、電機運行方式,；手動操作啟,、停電機。

軟啟動器的工作原理是：軟啟動器收到啟動命令后,，便按所設定的啟動方式進行有關計算,，確定可控硅的觸發(fā)輸出電壓信號，以控制電動機的啟動過程,。當電動機的啟動過程完成后,，軟啟動器便控制交流接觸器吸合，短接所有可控硅,，使電動機直接投網運行,，避免不必要的能源損耗。圖3為軟啟動器的原理圖,。

3,、應用于丹江口電廠的軟啟動器

（1）系統(tǒng)結構

控制系統(tǒng)結構如圖4所示，主要包括軟啟動器,、可編程控制器,、壓力傳感器、進氣電磁閥,。

（2）系統(tǒng)主要功能

①控制功能

自動／手動控制空壓機啟,、停?？刂品绞酵ㄟ^工作方式切換開關選擇,。自動工作方式時，根據(jù)氣罐氣壓的變化自動啟?？諌簷C,。手動方式時可編程控制器退出運行，在軟啟動器控制面板上手動操作啟?？諌簷C,。根據(jù)20m3空壓機系統(tǒng)的實際情況，選擇電機的啟停方式是限流軟啟動和軟停車,。

②保護功能

保護功能涉及整個空壓機系統(tǒng),。當發(fā)生一級氣缸氣壓過高／低、油缸壓力過高／低,、排氣溫度過高以及斷相,、相序錯、電機過流、過載等任一異常時,，保護動作自動停機,。

③監(jiān)視、報警功能

實時監(jiān)視系統(tǒng)的運行工況,，在控制盤上有主回路電流,、電壓指示及顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,，控制盤上有詳細的故障報警顯示,，同時向中控室發(fā)報警信號。

（3）系統(tǒng)工作原理

當氣罐氣壓降至空壓機啟動值時,，可編程控制器向軟啟動器發(fā)出啟動命令,，軟啟動器通過可控硅控制電動機的啟動電壓和電流，使空壓機系統(tǒng)平滑啟動到空載,。當電壓達到額定值時,，接觸器吸合,，可控硅短路,，三相電源直接加在電動機上，軟啟動器啟動完成,，并向可編程控制器發(fā)啟動完成信號,。可編程控制器經過9 s的延時,，投進氣電磁閥,，空壓機帶載運行，向氣罐打氣,；當氣罐氣壓達停機值時,，可編程控制器切進氣電磁閥，使空壓機系統(tǒng)進入空載狀態(tài),，2 s后向軟啟動器發(fā)停機令,，在軟啟動器的控制下，電動機逐漸減速至*停機,。

二,、運行效果及改進建議

新控制系統(tǒng)3年的運行情況表明，其可靠性,、功能和性能與原控制系統(tǒng)相比都有顯著的改善和提高,。主要體現(xiàn)在以下幾點：

1、在結構上采用軟啟動器作為控制輸出執(zhí)行元件,，控制邏輯用可編程控制器實現(xiàn),，使得系統(tǒng)結構簡單明了，提高了控制系統(tǒng)的可靠性，也便于維護,。

2,、軟啟動器的限流啟動方式，將啟動電流控制在安全范圍內,，改善了原控制系統(tǒng)因啟動電流較大沖擊廠用電而影響其它設備正常運行的狀況,。

3、啟動過程采用雙向可控硅,，啟動過程完成后,，接觸器短接可控硅的控制方式，既避免了用接觸器直接控制電機接點易拉弧,、粘連,、燒壞等故障的發(fā)生，也節(jié)約了能源,。

4,、軟啟動、軟停車方式,，減少機械應力,，保護設備，延長其使用壽命,。

5,、保護功能涉及空壓機系統(tǒng)各不良運行工況，有利于提高設備健康水平,。

6,、控制盤上的顯示功能，便于在現(xiàn)場全面了解設備運行情況,。

7,、數(shù)字化參數(shù)設定及顯示功能直觀、方便,、省時,。

軟啟動器的抗干擾能力，是影響其可靠性的一個重要指標,，在軟啟動器運行的3年中,，曾發(fā)生裝置加電瞬間誤啟動的現(xiàn)象，為此,，針對目前該軟啟動器存在的問題,，特提出以下建議和改進措施供廠家參考：

1、為防止裝置加電后瞬間誤啟動現(xiàn)象的發(fā)生,，建議廠家對控制軟件進行修改,，在裝置軟件的最終出口信號回路上增加一個延時功能塊,，延時時間的多少要以躲過干擾信號為前提，這需要現(xiàn)場調試確定,，或者在硬件最終信號出口回路上增加一個延時繼電器,，也可以有效解決干擾問題。

2,、為便于維護,，希望軟啟動器能夠在負載正常運行中便于退出和投入，也就是說正常運行過程中,，若關斷相應的軟啟動器控制裝置電源,，系統(tǒng)運行方式保持原狀態(tài)不變，此時可以對故障的軟啟動器裝置進行檢修,，檢修完后直接將軟啟動器控制裝置電源合上,，而運行方式(即自動跟隨裝置軟件)的要求一致，該功能對現(xiàn)場日常維護非常適用,。

3,、建議將軟啟動器裝置模塊化，便于維修