SIMOCODE pro 3UF7 電機管理與控制設備

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概述

優勢

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技術規范

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概述

和 SIMOCODE pro V 的存儲模塊

SIMOCODE pro 是一種靈活的模塊化電機管理系統，用于在低壓性能范圍內的恒速電機。它優化了 I&C 和電機起動器之間的連接，提高了設備可用性，使系統的起動、運行和維護費用大大降低。

例如，SIMOCODE pro 提供：

• 獨立于自動化系統的多功能、電子式全電機防護系統
• 集成控制功能取代了硬件對電機的控制
• 詳細的運行、維修和診斷數據
• 通過 PROFIBUS DP、PROFINET/OPC UA、Modbus RTU 或 EtherNet/IP 進行開放式通信
• 通過安全繼電器功能，以故障安全方式斷開電機的連接，安全等級達到 SIL 3（IEC 61508、IEC 62061）或 PL e 類別 4 (EN ISO 13849-1)
• SIMOCODE ES 是用于 SIMOCODE pro 參數化、調試和診斷的軟件包。

設備系列

基本性能型 SIMOCODE pro C

該緊湊式系統適用于直接起動器和可逆起動器，或用于控制電機起動器保護器。

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

一個智能系統，用于直接起動器、可逆起動器和星-三角起動器，或用于控制電機起動器保護器或軟起動器。該系統可通過擴展模塊/多功能模塊進行擴展以提供大量輸入/輸出項目數據，通過 3UL23 零序電流互感器監控接地故障和溫度測量功能。

高性能型 SIMOCODE pro V

具有所有控制功能的可變系統，能夠使用擴展模塊對系統的輸入、輸出和功能進行擴展

設備系列

系統結構

? 可用

-- 不可用

1) 故障安全數字量模塊將代替兩個數字量模塊中的一個。

2) 僅可以使用單穩態型。

每個系統的每個電機起動器都包含一個基本單元和一個單獨的電流測量模塊。這兩個模塊通過系統接口和連接電纜連接在一起，可以安裝為一個機械單元（彼此前后布置）或分開進行安裝（并排）。所監視的電機電流決定了選擇哪種電流測量模塊。

安裝在控制柜門上的操作面板可以選擇通過基本裝置上的第二個系統接口進行連接。電流測量模塊和操作面板都由基本裝置通過連接電纜來供電。通過選件擴展模塊可給 SIMOCODE pro V 和 SIMOCODE pro S 增加更多的輸入、輸出和功能，因此基本裝置上已經具有補充輸入和輸出。使用 DM-F 本地和 DM-F PROFIsafe 故障安全型數字模塊時，還可以將電機的故障安全斷開裝置集成在 SIMOCODE pro V 電機管理系統中。

所有模塊均通過連接電纜來連接。連接電纜分為各種長度。兩個模塊間的大距離不得超過 2.5 m（如基本裝置與電流測量模塊之間）。對于基本單元的每個系統接口，所有連接電纜的總長度可能長達 3 m。

訂貨號編排方式

注：

該訂貨號編排方式給出了產品型號概覽，用于更好理解訂貨號的含義。

對于具體訂單，請使用選型和訂貨數據中列明的訂貨號。

優勢

一般客戶優點

• 通過 PROFIBUS DP、PROFINET/OPC UA、Modbus RTU 或 EtherNet/IP 將整個電機起動器集成到過程控制中，從而降低了電機起動器和 PLC 之間的接線費用。
• 通過起動器中可組態的控制和監控功能，分布式控制自動化過程，節省了自動化系統中的資源，即使在 I&C 或總線系統發生故障的情況下，也能保證起動器的全面功能性和保護。
• 通過采集與監控起動器和過程控制系統中的運行、維修和診斷數據，提高了設備的可用性以及維護和檢修的友好性。
• 高度模塊化使用戶可以對每臺電機起動器完善地實現針對設備的特殊要求。
• SIMOCODE pro 為每一類客戶應用提供功能上分級、節省空間的解決方案。
• 用集成控制功能替換控制電路硬件，減少所需的硬件零件和接線數量，因此降低了庫存管理的費用以及可能的接線錯誤。
• 使用全面的電子電機保護，能夠更好地利用電機并保證脫扣特性的長期穩定性，即使工作多年以后也能保證可靠的脫扣。
• 由于電流、電壓、功率和電能測量值的高精度（尤其是通過第二代電流/電壓測量模塊獲得的測量值），能夠以很高度在內部分配費用。
• 由于頻率范圍很寬 (20 - 400 Hz)，SIMOCODE 可在廣泛的電機應用中與第二代電流/電壓測量模塊結合使用。

多功能、固態全面電機保護用于額定電流820 A及以下電機

SIMOCODE pro 通過結合不同的多步和可延時保護以及監控功能提供電機起動器綜合保護：

• 反時限延時固態過載保護（5E - 40E 級）
• 電機的熱敏電阻保護
• 相故障/相不平衡保護
• 電機堵轉保護
• 監視所設定的電機電流限值
• 監視電壓和功率
• 監控功率因數 φ（電機怠速/甩負載）
• 監視接地故障
• 溫度監控，例如，通過 Pt100/Pt1000
• 監視電機運轉時間、停機時間和起動次數

測量值曲線的記錄

SIMOCODE pro 可以記錄測量值曲線，例如，能夠提供電機起動過程中的電流變化曲線。

通過集成控制功能實現靈活電機控制（取代了大量硬件聯鎖）

許多預定義的電機控制功能早已集成到SIMOCODE pro中，包括所有必要的邏輯操作和聯鎖：

• 過載繼電器
• 直接起動器和可逆起動器
• 星-三角起動器（也適用于可逆起動）
• 雙速、配有單獨繞組的電機（變極開關）；也有反向
• 有單獨 Dahlander 繞組的雙速電機（也有反向）
• 定位器啟動
• 電磁閥啟動
• 斷路器操作
• 軟起動器起動（也適用于可逆起動）

這些控制功能預定義在 SIMOCODE pro，并可以自由分配到設備的輸入和輸出（包括 PROFIBUS/PROFINET 過程映像）。

這些預定義的控制功能也可以通過可自由組態的邏輯模塊（真值表、計數器、定時器、脈沖邊沿分析等），借助于標準功能（電源故障監控、緊急起動、外部故障功能等），靈活地適應電機起動器各種客戶特定的組態，控制電路中無須任何輔助繼電器。

使用 SIMOCODE pro，可以避免控制電路中的大量額外硬件和接線，使電機起動器在設計和電路圖方面達到高水平的標準化。

詳細的運行、維修和診斷數據

使用SIMOCODE pro，可利用不同的運行、維修和診斷數據，幫助及時檢測可能的故障，通過預防性措施預防故障的發生。在故障情況下，可以非常快速地診斷、定位和糾正故障，幾乎沒有停機時間或者停機時間非常短。

運行數據

• 從主回路電流的檢測反饋電機開關狀態
• 所有相電流
• 所有相和相間電壓
• 有功功率、視在功率和功率因數
• 相不平衡和相序
• 接地故障電流
• 頻率
• 脫扣時間
• 電機溫度
• 剩余冷卻時間等

維護數據

• 電機運轉時間
• 電機停機次數
• 電機起動次數
• 過載脫扣次數
• 使能電路的強制測試間隔
• 消耗的能量
• 裝置中存儲的內部注釋等

診斷數據

• 無數詳細的預警和故障信息
• 帶有時間戳的裝置內部故障記錄
• 任何可選擇的狀態、報警和故障信息都可帶時間戳記等

便于操作和診斷

操作員面板

操作員面板用于控制電機起動器，可取代所有常規按鈕和指示燈以節省空間。使您可以在控制柜內直接操作 SIMOCODE pro 和饋電裝置。該面板具有基本單元上的所有 LED 指示燈，外部具有用于在 PC/PG 上進行簡易參數化或診斷的系統接口。

帶顯示屏的操作員面板

還可以使用一種帶顯示屏的操作面板替代 SIMOCODE pro V 的 3UF720 標準操作面板：3UF721 能夠在控制柜上另外指示電機起動器的電流測量值、運行和診斷數據或狀態信息。可使用操作面板上的按鈕來控制電機。而且，可直接通過帶顯示屏的操作面板，設置額定電機電流、限值等參數（通過 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 具有一個集成 PROFIBUS DP 或 Modbus RTU 接口（SUB-D 或端子接頭）或一個 PROFINET 或 EtherNet / IP接口 (2 x RJ45)。

與故障安全控制器 (F-CPU) 和 DM-F PROFIsafe 故障安全數字量模塊結合使用時，也可通過采用 PROFIsafe 行規的 PROFIBUS 或 PROFINET 實現故障安全斷開。

SIMOCODE pro PROFIBUS

例如，適用于 PROFIBUS 的 SIMOCODE pro 支持：

• 循環服務 (DPV0) 和非循環服務 (DPV1)
• 豐富的診斷和過程報警
• 高時間精度時間戳 (SIMATICS7)，適用于 SIMOCODE pro V
• Y-Link 后面的 DPV1 通訊

適用于 PROFINET 的 SIMOCODE pro

例如，適用于 PROFINET 的 SIMOCODE pro 支持：

• 總線型和環型總線拓撲（適用于帶集成交換機的 2 端口設備）
• 通過 MRP 協議實現介質冗余（適用于帶集成交換機的 2 端口設備）
• 借助于標準 Web 瀏覽器進行操作、維護和診斷
• 通過 OPC UA 服務器與可視化和控制系統進行開放式通訊
• NTP 同步時間
• 通過 PROFIenergy 能源管理的間隔功能和測量值
• 通過鄰居檢測進行模塊更換，無需 PC/存儲器模塊
• 豐富的診斷和維護報警

通過 SIMOCODE pro 可實現系統冗余 PROFINET

所有 SIMOCODE PROFINET 設備均支持 PROFINET IO 的系統冗余機制，因此可直接在容錯站（如 SIMATIC S7-400 H）上運行。同樣，SIMOCODE pro 也可針對要求有較高工廠可用性和控制系統冗余性的工廠現場層提供重要附加價值。

SIMOCODE pro Modbus RTU

例如，適用于 Modbus RTU 的 SIMOCODE pro 支持：

• 通訊速率 1 200/2 400/4 800/9 600/19 200 或 57 600 bps
• 通過 Modbus RTU 訪問可任意設置參數的過程映像
• 通過 Modbus RTU 訪問所有操作、維護和診斷數據

SIMOCODE pro EtherNet/IP

例如，適用于 EtherNet/IP 的 SIMOCODE pro 支持：

• 具有集成式交換機，可實現線型和環型總線拓撲
• 通過設備級環網 (DLR) 協議實現環型結構
• 借助于標準 Web 瀏覽器進行操作、維護和診斷
• NTP 同步時間
• 通過 SIMOCODE ES V14 進行參數分配 – 經由本地設備接口和以太網

安全說明

為了保護設備、系統、機器和網絡以防受到網絡威脅，必須實施并持續保持全面、工業安全概念。西門子的產品和解決方案只是這種概念的一個組成部分。

有關工業信息安全的詳細信息

SIMOCODE pro 的一個基本功能是可自主執行所有保護和控制功能，即使與上位系統的通信中斷時也是如此。這意味著即使總線系統或自動化系統發生故障，也可確保電機起動器的全面功能性，或者對發生這種故障時的特定行為進行參數設置，例如，有針對性地關斷饋電裝置或執行已設置的特定控制機制（如改變旋轉方向）。

綜合能量管理的優勢

作為 TIA Portal 的集成選項，SIMATIC Energy Suite 能夠有效地將能量管理與自動化進行結合，從而使您的生產設備的能耗透明。

由于簡化了能量測量組件的組態，例如：SIMOCODE pro V，因此，組態工作量也會明顯減少。

由于與更別的能量管理系統或基于云的服務進行端到端連接，因此，您可以無縫擴展記錄的能量數據，以創建跨站點的能量管理系統。

優點一覽：

• 自動生成能量管理數據
• 集成到 TIA Portal 和自動化中
• 組態簡單

應用

SIMOCODE pro 經常用于裝置停產的代價十分高昂的自動化過程（如化工、石油與天然氣、水/污水處理、鋼鐵或水泥領域）以及必須通過詳細的運行、維護和診斷數據來防止裝置停產或必須非常迅速地找到故障的場合。

SIMOCODE pro 為模塊化設計，節省空間，特別適用于過程工業中的電機控制中心以及電廠技術。

應用

• 對 ATEX 規范 2014/34/EU 中規定的 EEx e/d 保護類型危險區域中的電機進行保護和控制
  • 重載起動（造紙、水泥、冶金和水處理工業）
  • 高可用性工廠（化工、石油、原材料加工工業、電廠）
• 新產品：基于針對保護類型 Ex b 的有功功率監視為離心泵提供干運轉保護

將 SIMOCODE pro 3UF7 與 IE3/IE4 配合使用

注：

將 SIMOCODE pro 3UF7 與高能效 IE3/IE4 電機結合使用，請遵循有關規格設計與配置的信息，
請見 應用手冊。

SIMOCODE pro 的安全技術

由于安全技術領域中存在各種新的和經過修訂的標準與要求，過程工業中電機的安全斷開正變得日益重要。

使用 DM-F Local 和 DM-F PROFIsafe 故障安全擴展模塊，可方便地將故障安全斷開功能集成到 SIMOCODE pro V 電機管理系統中，同時保留熟悉的運行方式。將安全功能和操作功能嚴格分開經證明特別有利于規劃、組態和生產制造。通過無縫集成到電機管理系統中，可在診斷時以及系統運行期間獲得更高透明度。

符合這一用途的適宜組件為 DM-F Local 和 DM-F PROFIsafe 故障安全擴展模塊，需根據具體要求加以選擇：

• DM-F 本地故障安全型數字量模塊適用于在故障安全硬件斷開信號和電機饋線之間需要直接分配的情況，或者
• DM-F PROFIsafe 故障安全型數字量模塊適用于故障安全控制器 (F-CPU) 創建斷開信號，并通過 PROFIBUS/PROFIsafe 或 PROFINET/PROFIsafe 將其故障安全地傳輸到電機管理系統的情況

新產品：通過 SIMOCODE pro 為危險區域中的離心泵提供干運轉保護

通過特殊型號的電流/電壓測量模塊，SIMOCODE pro 可提供有功功率監視和電機關斷，從而為離心泵提供干運轉保護。這種保護適用于具有漸增流量特性的離心泵；這些泵也適合抽送易燃介質，并且也安裝在危險區域中。如果有功功率（從而流速）下降到一個小值以下，則電機（從而離心泵）關閉。在確定要監視的限值時，用戶可利用工程組態軟件中一個菜單指引的示教過程