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【摘要】本文介紹了3UF7
馬達保護器
的基本功能，并結合現場實際應用體現其自主性及靈活性，以達到用戶需求控制的目的。
1、引言
科技的發展為工業控制帶來了日新月益的變化，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，而西門子3UF7馬達保護器是在其同系列產品3UF5基礎上經過了部分更新后的產品，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，為工業的自動化閉環控制提供了基礎保障。
2、功能特點
2.1控制、保護功能模塊
3UF5的集成化為成本效益控制帶來極大的浪費，當發生本體故障時，需對其進行整體更換；而3UF7采取了控制模塊靈活組合的方式，用戶可根據自身的控制需求選取控制模塊，通過連接電纜將各控制模塊與主模塊BU進行連接，實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、開關量模塊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，當其中的某個模塊發生故障時可快速更換，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。可通過S1、S2操作模式選擇實現4種控制操作方式選擇，如圖1所示，通過在當前操作方式內on/off選擇，決定此操作方式的某個功能是否投用。4種控制操作方式為或關系，既實現了靈活應用，也省去了煩瑣的外部電路接線，比如可采用現場起動，現場、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
西門子3UF7馬達控制器，具有過載、過/欠流、堵轉、三相不平衡、熱保護、接地保護等基本保護功能外，還可以實現功率、功率因數、運行時間、起動次數等統計功能，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，可實現電動機的直接起動、正反起動、星-三角轉換起動等多種控制功能；還能在故障時通過功能定義、在線監視等功能為故障處理提供數據支持。
3、現場應用實例
現場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，這些是根據現場維護的實際經驗和基本需求得出，使維護人員在故障處理和日常檢查時能提高效率。
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，方便在主路故障時對故障信息進行查看；
3.1.2 IN1～4為4個光耦合輸入，在此IN1為空開故障、IN2為電源電壓檢測、IN3為接觸器運行狀態（主要用于控制3UF7內部的接接觸器控制QE，以實現多種功能）；
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，當做為調試時，可對圖1中的操作方式進行定義，對程序稍做改動，即可實現抽屜上面板、和計算機發信號起停進行調試，而免去了人到現場或二次短接起停帶來的不便；
3.1.4 圖2中有4個自定義按鈕和一個T/R按鈕、4個自定義綠燈及3個自定義黃燈；由于此回路較為簡單，在定義時僅將電動機的基本常見故障通過燈指示體現，為了引起人員注意，在此將起動信號通過閃爍信號引用，在電機停止時以1Hz的固定頻率指示閃爍；按鈕定義可根據現場實際，不管在調試還是日常應用中均可進行自定義引用，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閉/報警/發信號/脫扣四種，當響應定義后系統內部會根據定義關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 過載：脫扣等級Class5～40共8個脫扣特性曲線，根據負荷類型可靈活選用，過載響應可設報警/發信號/脫扣，防爆電動機必須設置為脫扣，且為了安全起見，一般設置為手動復位。
3.2.2 堵轉：在脫扣等級特性曲線后啟用，可設0～1020%有效，在此我們定義300%，無延遲。
3.2.3 三相不平衡：與堵轉啟用時間相同，可設0～100%有效，為了防止異常波動引起的故障，現場定義為40%，10S延遲響應為報警；當確已發現缺相運行時，會引起過載動作脫扣，系統gen.fault指示燈亮，內部檢測故障為相不平衡+過載。
3.3監測功能
監測功能通過元件對運行數據等進行檢測，與設定值進行對比，選擇響應為關閉/報警/發信號/脫扣四種結果，當不需要此功能時可將其設置為關閉。
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/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，設定值需要與現場實際相結合，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IN2輸入引用，當發生晃電時，動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，實現抗晃電的目的；當超過電源故障時間設定值時，抗晃電功能失敗，電機不能自啟。此功能還可用電壓/電流監測模塊實現，在引用時僅需將輸入條件改為事件-報警U（ON》）等，還可通過脈沖觸發器（四種邏輯關系為電平不取反、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（同脈沖觸發器）、閃爍信號、快閃信號等將信號進行擴展，引用合適的類型邏輯關系去輸出響應；如起動信號引用脈沖信號做為起動顯示關系：輸入為BU INPUT 3，引用電平不取反關系，無復位輸入，此種設法可以監控接觸器接點的變化情況。
3.5.3 停止（LED黃2）指示：引用方法與起動相同，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或引用脈沖觸發器（其輸入為接觸器控制QE1，邏輯條件選取電平取反），即可實現以1Hz黃燈閃爍表示停機的信號。
4、結論
通過本文的介紹，旨在讓大家對3UF7應用的靈活性能有深刻體會，在現場應用時，可通過輸入與輸出間的關系及引用，根據邏輯關系進行編程，實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絡，實現DCS監控及數據遠傳；還可通過電腦查看3UF7的相關信息和機泵的運行狀態，從監控報文中獲得信息，從而采取相應措施處理，實現故障處理效率和維護質量共同提高。
參考文獻
[1]西門子3UF7 馬達保護器 系統手冊。
作者簡介
閆景雷：男，2006年畢業于新疆大學電氣工程及其自動化專業，工程師，工作于新疆獨山子煉油廠電修車間，現主要從事現場電氣維護工作。
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