西门子模块6SL3120-1TE15-0AA4

西门子模块6SL3120-1TE15-0AA4

SIMOCODE pro 是一种灵活的模块化电机管理系统，用于在低压性能范围内的恒速电机。它优化了 I&C 和电机起动器之间的连接，提高了设备可用性，使系统的起动、运行和维护费用大大降低。

例如，SIMOCODE pro 提供：

• 独立于自动化系统的多功能、电子式全电机防护系统

• 集成控制功能取代了硬件对电机的控制

• 详细的运行、维修和诊断数据

• 通过 PROFIBUS DP、PROFINET/OPC UA、Modbus RTU 或 EtherNet/IP 进行开放式通信

• 通过安全继电器功能，以故障安全方式断开电机的连接，安全等级达到 SIL 3（IEC 61508、IEC 62061）或 PL e 类别 4 (EN ISO 13849-1)

• SIMOCODE ES 是用于 SIMOCODE pro 参数化、调试和诊断的软件包。

设备系列

基本性能型 SIMOCODE pro C

该紧凑式系统适用于直接起动器和可逆起动器，或用于控制电机起动器保护器。

一般性能型 SIMOCODE pro S 或 SIMOCODE pro V PN GP

一个智能系统，用于直接起动器、可逆起动器和星-三角起动器，或用于控制电机起动器保护器或软起动器。该系统可通过扩展模块/多功能模块进行扩展以提供大量输入/输出项目数据，通过 3UL23 零序电流互感器精确监控接地故障和温度测量功能。

高性能型 SIMOCODE pro V

具有所有控制功能的可变系统，能够使用扩展模块对系统的输入、输出和功能进行扩展。

优势

一般客户优点

• 通过 PROFIBUS DP、PROFINET/OPC UA、Modbus RTU 或 EtherNet/IP 将整个电机起动器集成到过程控制中，从而降低了电机起动器和 PLC 之间的接线费用

• 通过起动器中可组态的控制和监控功能，分布式控制自动化过程，节省了自动化系统中的资源，即使在 I&C 或总线系统发生故障的情况下，也能保证起动器的全面功能性和保护。

• 通过采集与监控起动器和过程控制系统中的运行、维修和诊断数据，提高了设备的可用性以及维护和检修的友好性。

• 高度模块化使用户可以对每台电机起动器完善地实现针对设备的特殊要求。

• SIMOCODE pro 为每一类客户应用提供功能上分级、节省空间的解决方案。

• 用集成控制功能替换控制电路硬件，减少所需的硬件零件和接线数量，因此降低了库存管理的费用以及可能的接线错误。

• 使用全面的电子电机保护，能够更好地利用电机并保证脱扣特性的长期稳定性，即使工作多年以后也能保证可靠的脱扣。

• 由于电流、电压、功率和电能测量值的高精度（尤其是通过第二代电流/电压测量模块获得的测量值），能够以很高精确度在内部分配费用

多功能、固态全面电机保护用于额定电流820 A及以下电机

SIMOCODE pro 通过结合不同的多步和可延时保护以及监控功能提供电机起动器综合保护：

• 反时限延时固态过载保护（5E - 40E 级）

• 电机的热敏电阻保护

• 相故障/相不平衡保护

• 电机堵转保护

• 监视所设定的电机电流限值

• 监视电压和功率

• 监控功率因数 φ（电机怠速/甩负载）

• 监视接地故障

• 监视温度，例如，通过 PT100/PT1000

• 监视电机运转时间、停机时间和起动次数

测量值曲线的记录

SIMOCODE pro 可以记录测量值曲线，例如，能够提供电机起动过程中的电流变化曲线。

通过集成控制功能实现灵活电机控制（取代了大量硬件联锁）

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联锁：

• 过载继电器

• 直接起动器和可逆起动器

• 星-三角起动器（也适用于可逆起动）

• 双速、配有单独绕组的电机（变极开关）；也有反向

• 有单独 Dahlander 绕组的双速电机(也有反向）

• 定位器启动

• 电磁阀启动

• 断路器操作

• 软起动器起动（也适用于可逆起动）

这些控制功能预定义在 SIMOCODE pro，并可以自由分配到设备的输入和输出（包括 PROFIBUS/PROFINET 过程映像）。

这些预定义的控制功能也可以通过可自由组态的逻辑模块（真值表、计数器、定时器、脉冲边沿分析等），借助于标准功能（电源故障监控、紧急起动、外部故障功能等），灵活地适应电机起动器各种客户特定的组态，控制电路中无须任何辅助继电器。

使用 SIMOCODE pro，可以避免控制电路中的大量额外硬件和接线，使电机起动器在设计和电路图方面达到高水平的标准化。

详细的运行、维修和诊断数据

使用SIMOCODE pro，可利用不同的运行、维修和诊断数据，帮助及时检测可能的故障，通过预防性措施预防故障的发生。在故障情况下，可以非常快速地诊断、定位和纠正故障，几乎没有停机时间或者停机时间非常短。

运行数据

• 从主回路电流的检测反馈电机开关状态

• 所有相电流

• 所有相和相间电压

• 有功功率、视在功率和功率因数

• 相不平衡和相序

• 接地故障电流

• 频率

• 脱扣时间

• 电机温度

• 剩余冷却时间等

维护数据

• 电机运转时间

• 电机停机次数

• 电机起动次数

• 过载脱扣次数

• 使能电路的强制测试间隔

• 消耗的能量

• 装置中存储的内部注释等

诊断数据

• 无数详细的预警和故障信息

• 带有时间戳的装置内部故障记录

• 任何可选择的状态、报警和故障信息都可带时间戳记等

便于操作和诊断

操作员面板

操作员面板用于控制电机起动器，可取代所有常规按钮和指示灯以节省空间。使您可以在控制柜内直接操作 SIMOCODE pro 和馈电装置。该面板具有基本单元上的所有 LED 指示灯，外部具有用于在 PC/PG 上进行简易参数化或诊断的系统接口。

带显示屏的操作员面板

还可以使用一种带显示屏的操作面板替代 SIMOCODE pro V 的 3UF720 标准操作面板：3UF721 能够在控制柜上另外指示电机起动器的电流测量值、运行和诊断数据或状态信息。可使用操作面板上的按钮来控制电机。而且，可直接通过带显示屏的操作面板，设置额定电机电流、限值等参数（通过 SIMOCODE pro V PROFIBUS E15 及以上版本、SIMOCODE pro V Modbus RTU E03 及以上版本以及所有 SIMOCODE pro V PROFINET 和 EtherNet/IP）。

通信

SIMOCODE pro 具有一个集成 PROFIBUS DP 或 Modbus RTU 接口（SUB-D 或端子接头）或一个 PROFINET 或 EtherNet / IP接口 (2 x RJ45)。

与故障安全控制器 (F-CPU) 和 DM-F PROFIsafe 故障安全数字量模块结合使用时，也可通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS 或 PROFINET 实现故障安全断开。

SIMOCODE pro PROFIBUS

例如，适用于 PROFIBUS 的 SIMOCODE pro 支持：

• 循环服务 (DPV0) 和非循环服务 (DPV1)

• 丰富的诊断和过程报警

• 高时间精度时间戳 (SIMATICS7)，适用于 SIMOCODE pro V

• Y-Link 后面的 DPV1 通讯

适用于 PROFINET 的 SIMOCODE pro

例如，适用于 PROFINET 的 SIMOCODE pro 支持：

• 总线型和环型总线拓扑（适用于带集成交换机的 2 端口设备）

• 通过 MRP 协议实现介质冗余（适用于带集成交换机的 2 端口设备）

• 借助于标准 Web 浏览器进行操作、维护和诊断

• 通过 OPC UA 服务器与可视化和控制系统进行开放式通讯

• NTP 同步时间

• 通过 PROFIenergy 能源管理的间隔功能和测量值

• 通过邻居检测进行模块更换，无需 PC/存储器模块

• 丰富的诊断和维护报警

通过 SIMOCODE pro 可实现系统冗余 PROFINET

所有 SIMOCODE PROFINET 设备均支持 PROFINET IO 的系统冗余机制，因此可直接在容错站（如 SIMATIC S7-400 H）上运行。同样，SIMOCODE pro 也可针对要求有较高工厂可用性和控制系统冗余性的工厂现场层提供重要附加价值。

《SIMOCODE pro Modbus RTU》，

例如，适用于 Modbus RTU 的 SIMOCODE pro 支持：

• 通讯速率 1 200/2 400/4 800/9 600/19 200 或 57 bps 600 baud

• 通过 Modbus RTU 访问可任意设置参数的过程映像

• 通过 Modbus RTU 访问所有操作、维护和诊断数据

SIMOCODE pro EtherNet/IP

例如，适用于 EtherNet/IP 的 SIMOCODE pro 支持：

• 具有集成式交换机，可实现线型和环型总线拓扑

• 通过设备级环网 (DLR) 协议实现环型结构

• 借助于标准 Web 浏览器进行操作、维护和诊断

• NTP 同步时间

• 通过 SIMOCODE ES V14 进行参数分配 – 经由本地设备接口和以太网

安全说明

为了保护设备、系统、机器和网络以防受到网络威胁，必须实施并持续保持全面、工业安全概念。西门子的产品和解决方案只是这种概念的一个组成部分。

有关工业信息安全的详细信息， 

自主运行

SIMOCODE pro 的一个基本功能是可自主执行所有保护和控制功能，即使与上位系统的通信中断时也是如此。这意味着即使总线系统或自动化系统发生故障，也可确保电机起动器的全面功能性，或者对发生这种故障时的特定行为进行参数设置，例如，有针对性地关断馈电装置或执行已设置的特定控制机制（如改变旋转方向）

西门子模块6SL3120-1TE15-0AA4

三相异步电动机的三种制动方式

三相异步电动机与直流电动机一样，也有再生回馈制动、反接制动和能耗制动三种方式。它们的共同点是电动机的转矩M与转速n的方向相反，以实现制动。此时电动机由轴上吸收机械能，并转换成电能。

一、再生回馈制动

再生回馈制动是在外加转矩的作用下，转子转速超过同步转速，电磁转矩改变方向成为制动转矩的运行状态。再生回馈制动与反接制动和能耗制动不同，再生回馈制动不能制动到停止状态。

以下是再生回馈制动存在：

（1）当电网的频率突然下降或者电机的极数突然增高，电机可能工作在发电状态，此时的电机将机械能转变成电能回馈给电网。如图1，当电机在电动状态下运行时工作于P₁点，在突然变极或者变频时，电机的工作特性会突然在a线段部分（蓝线部分），电机的转矩突然变负，其制动作用，直到最后重新稳定工作于P₂点为止，电机又回到电动状态。

图1

（2）当电机在位能负载（如吊车、提升机）的作用下，使其转速n高于同步转速n₀，此时，电机的输出转矩变负，电机由轴上吸收机械能，当电机的转矩（制动转矩）与负载的位能转矩相平衡时，电机既稳定运行（如图2中P₃点），此时电机以高于同步转速的速度运行。在转子电路中串入不同的电阻，可得到不同的人为机械特性，并可得到不同的稳定速度，串入的电阻越大，稳定速度越高，一般在回馈制动时不串入电阻，以免转速过高。

图2

二、反接制动

反接制动是在电机定子三根电源线中的任意两根对调而使电机输出转矩反向产生制动，或者在转子电路上串接较大附加电阻使转速反向，而产生制动。

（1）电源两相反接的反接制动：

如图3所示，电机原在P₁点稳定运行，为使电机停转，将定子三根电源线中的任意两根对调，使旋转磁场反向，电机的转矩反向，起制动作用，电机运行在a线段。当电机制动停止时，应及时将电机与电网分离，否则电机会反转。

电源两相反接反接制动的优点是制动效果强，缺点是能量损耗大，制动准确度差。

图3

（2）转速反向的反接制动

当电机在位能负载（如吊车、提升机）的作用下，在电机的转子电路中串入较大电阻时，此时负载拉着电机在与转矩相反的方向旋转，电机起制动作用，电机能稳定运行在P₂点。如图4

在转子电路中串入不同的电阻，能得到不同的制动转速。

图4

三、能耗制动

电机在正常运行中（如图5中P点，KM1闭合，KM2断开），为了迅速停车，KM1断开，KM2闭合，在电机定子线圈中接入直流电源，在定子线圈中通入直流电流，形成磁场，转子由于惯性继续旋转切割磁场，而在转子中形成感应电势和电流，产生的转矩方向与电机的转速方向相反，产生制动作用，最终使电机停止。如图5。

在电机的转子中串入不同的电阻和在电机的定子中接入不同的直流电流，可以产生不同的制动转矩。

从机械特性图中可以看出，当电机的转速下降为零时，制动转矩也将为零，所以能耗制动能使电机准确停车。