西門子6SL3120-2TE15-0AA4

設(shè)計

硬件特性:

• 高分辨率 64K 真彩寬屏顯示

• 800×480 dpi 寬屏顯示設(shè)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(zhì)更細(xì)膩

• 強(qiáng)大且豐富的通訊能力

• 集成的工業(yè)以太網(wǎng)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(wǎng)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(dá)187.5kb/s

• 集成的串口（支持Modbus,，RS422/485 自適應(yīng)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(dá) 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(qiáng)，可視范圍提高到 140°

• LED 背光可以降低設(shè)備能耗,，結(jié)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(nèi)存

• 的 ARM 處理器，主頻達(dá)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(qiáng)大性能

• 增強(qiáng)的 64M DDR 內(nèi)存使得畫面的切換速度更快

• *的工業(yè)設(shè)計理念

• *的邊框倒角設(shè)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用環(huán)境

• 可靠的電源設(shè)計

• 內(nèi)置的 24V 電子自恢復(fù)反接保護(hù),，避免因誤接線而導(dǎo)致的產(chǎn)品損壞

• 供電電源范圍可達(dá) ±20%

• * 輕松擁有

• 精彩系列面板的 ESD,、RS 等關(guān)鍵指標(biāo)比標(biāo)準(zhǔn)（IEC）提高 50%

• 精彩系列面板通過 CE 認(rèn)證

• *的生產(chǎn)失效故障模式分析

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

• 成熟的生產(chǎn)流程及完善的質(zhì)量控制體系確保產(chǎn)品質(zhì)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(qiáng)大、應(yīng)用靈活且智能高效,，非常適合機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)線中人機(jī)界面的應(yīng)用,。
隨著新一代精彩系列人機(jī)界面的發(fā)布，WinCC fl exible 的軟件功能也得到了進(jìn)一步的加強(qiáng),。

• 變量管理

• 查閱,、檢索變量更方便 ，可使用變量名稱來標(biāo)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(guān)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(rèn)

• 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(guān),、按鈕和圖形等

• 增強(qiáng)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(shè)置對象屬性生成動畫

• 支持函數(shù)設(shè)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?qū)娇焖俟こ探M態(tài)

• 多語言組態(tài)

• 支持 32 種語言,，其中 5 種可以在線轉(zhuǎn)換

• 支持多語言顯示，無需重新設(shè)計畫面

• 內(nèi)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(dǎo)入/導(dǎo)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(hù)

• 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(hù)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(quán)限

• 所有畫面對象都可以獨立設(shè)置訪問權(quán)限

•  運(yùn)行期間可以對用戶信息進(jìn)行管理

• 權(quán)限的設(shè)置參數(shù)可調(diào)整

• 趨勢圖

• 控件支持外觀顯示設(shè)置的很多屬性,，包括坐標(biāo)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(yù)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(jī)軟啟動器的應(yīng)用及改進(jìn)

傳統(tǒng)的大中型電動機(jī)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(hù)工作量大。

隨著計算機(jī)控制技術(shù)的日趨成熟,，近年來一種以計算機(jī)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(yīng)用于該領(lǐng)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(hù)方便等諸多優(yōu)點正逐步取代傳統(tǒng)的控制裝置,。當(dāng)然新產(chǎn)品應(yīng)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(chǔ),，對其在3年中的運(yùn)行情況及暴露出的問題進(jìn)行探討,，從生產(chǎn)角度提出幾點改進(jìn)建議使其控制功能更加完善，供生產(chǎn)廠家及同行們參考。

一,、軟啟動器的功能及特點

1、應(yīng)用情況

丹江電廠20 m3空壓機(jī)系統(tǒng)是機(jī)組調(diào)相,、檢修和其它用氣設(shè)備的氣源,，由2臺空壓機(jī)和4個儲氣罐構(gòu)成，工作氣壓為0．6～0．8MPa,，空壓機(jī)的電機(jī)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(jī),，運(yùn)行已20多年,，設(shè)備老化嚴(yán)重，故障率高,。受當(dāng)時科技水平的限制,，邏輯控制回路由繼電器構(gòu)成，啟動方式為傳統(tǒng)的頻敏電阻降壓方式,，啟動電機(jī)執(zhí)行元件是接觸器,。控制系統(tǒng)接線復(fù)雜,，故障點多,，對電機(jī)保護(hù)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(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。1997年初對該系統(tǒng)改造時,，應(yīng)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(jī)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(chǔ)。

2,、軟啟動器

軟啟動器主要由CPU為8096的主控板,、驅(qū)動板、電機(jī)主控制回路及控制面板構(gòu)成,。軟啟動器具有控制功能,、電機(jī)保護(hù)功能以及顯示、報警,、參數(shù)設(shè)置功能,。

（1）控制功能模式

收到外部啟、停命令后，按照預(yù)先設(shè)定的啟,、停方式實現(xiàn)對電機(jī)的控制,。可選的啟,、?？刂颇Ｊ接幸韵聨追N：

①限流軟啟動控制模式：

如圖1所示，電動機(jī)啟動時,，其輸出電壓從零迅速增加,，直至輸出電流達(dá)到設(shè)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(jī)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(jī)啟動所需最小轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的初始電壓。當(dāng)電動機(jī)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(shè)定的速率逐漸增加，直至達(dá)到電網(wǎng)電壓后,，接觸器吸合,，啟動過程完成。

停車模式：電動機(jī)按所設(shè)定的速率逐漸減速直到*停機(jī),。

自由停車：電動機(jī)不受控制地依慣性自由停機(jī),。

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(jī)保護(hù)功能

軟啟動器的電機(jī)保護(hù)功能有：相序保護(hù)、缺相保護(hù),、啟動過流保護(hù),、運(yùn)行過流保護(hù)、運(yùn)行過載保護(hù)及電動機(jī)長時間不能完成啟動過程保護(hù),。軟啟動器的保護(hù)功能動作時,，軟啟動器將產(chǎn)生停機(jī)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(shè)置功能

在軟啟動器的控制面板上，可顯示電機(jī)電流,、報警信號及設(shè)定的參數(shù)值,；以數(shù)字形式設(shè)置電機(jī)保護(hù)值、電機(jī)運(yùn)行方式；手動操作啟,、停電機(jī),。

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(shè)定的啟動方式進(jìn)行有關(guān)計算,，確定可控硅的觸發(fā)輸出電壓信號,，以控制電動機(jī)的啟動過程。當(dāng)電動機(jī)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(jī)直接投網(wǎng)運(yùn)行,，避免不必要的能源損耗。圖3為軟啟動器的原理圖,。

3,、應(yīng)用于丹江口電廠的軟啟動器

（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jìn)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(jī)啟,、停?？刂品绞酵ㄟ^工作方式切換開關(guān)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(jī),。手動方式時可編程控制器退出運(yùn)行，在軟啟動器控制面板上手動操作啟?？諌簷C(jī),。根據(jù)20m3空壓機(jī)系統(tǒng)的實際情況,，選擇電機(jī)的啟停方式是限流軟啟動和軟停車,。

②保護(hù)功能

保護(hù)功能涉及整個空壓機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)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(jī)過流,、過載等任一異常時，保護(hù)動作自動停機(jī)。

③監(jiān)視,、報警功能

實時監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)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(yùn)行狀態(tài),，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,，控制盤上有詳細(xì)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(dāng)氣罐氣壓降至空壓機(jī)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(jī)的啟動電壓和電流,，使空壓機(jī)系統(tǒng)平滑啟動到空載。當(dāng)電壓達(dá)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(jī)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?？删幊炭刂破鹘?jīng)過9 s的延時,，投進(jìn)氣電磁閥，空壓機(jī)帶載運(yùn)行,，向氣罐打氣,；當(dāng)氣罐氣壓達(dá)停機(jī)值時，可編程控制器切進(jìn)氣電磁閥,，使空壓機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入空載狀態(tài),，2 s后向軟啟動器發(fā)停機(jī)令，在軟啟動器的控制下,，電動機(jī)逐漸減速至*停機(jī),。

二,、運(yùn)行效果及改進(jìn)建議

新控制系統(tǒng)3年的運(yùn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)簡單明了，提高了控制系統(tǒng)的可靠性,，也便于維護(hù)。

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(nèi),，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(shè)備正常運(yùn)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(jī)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(jī)械應(yīng)力，保護(hù)設(shè)備,，延長其使用壽命。

5,、保護(hù)功能涉及空壓機(jī)系統(tǒng)各不良運(yùn)行工況，有利于提高設(shè)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(shè)備運(yùn)行情況,。

7、數(shù)字化參數(shù)設(shè)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(biāo),，在軟啟動器運(yùn)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(jìn)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(jìn)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(diào)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(hù),，希望軟啟動器能夠在負(fù)載正常運(yùn)行中便于退出和投入，也就是說正常運(yùn)行過程中,，若關(guān)斷相應(yīng)的軟啟動器控制裝置電源，系統(tǒng)運(yùn)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(jìn)行檢修,，檢修完后直接將軟啟動器控制裝置電源合上，而運(yùn)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(hù)非常適用。

3,、建議將軟啟動器裝置模塊化，便于維修