西门子S7-300PLC模块6ES7322-5HF00-0AB0

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西门于S7-300系列PLC控制电机分批启动

一、电机分批自启动在石油化工等连续生产企业中有着广泛的用途。以PLC为核心控制单元的电机分批自启动系统具有以下功能及特点：

1、能够实时地监控电机的运行状态；

2、记忆电网波动前电机的运行状态，只有在电网波动前处于运行状态而且在电网波动时停机的电机才具备电机启动条件

3、准确及时地捕获电网电压信息。

4、分批自启动的电机按照工艺流程需要，在PLC中预先设置，同时为避免多台电机在自启动中对电网的影响、电机分批自启动中采用分批延时处理方式；

5、具有多路输入和多路输出功能，实现多台电机自启动集中控制；

6、具备远程通信接口，实现与上位机或DCS系统的通信，在上位机或DCS系统中方便地对该系统进行监控和维护。

洛阳石油化工总厂的2套PLC电机分批自启动设备，采用西门于S7-300系列PLC，它以CPU313为*处理单元，每执行1000条二进制指令约需 0.7ms。S7—300同时具备128点数字量输入/输出和32路模拟量输入/输出，12KB的RAM，20KB的负载存储器；能够满足电机状态和 系统电压的实时监控和及时实现电机分批自启动的要求。

二、系统组成

2套PLC电机分批自启动系统根据变电所供电方式，每一段低压母线采用l台PLC。系统硬件主要分为外围电路和核心单元2部分。外围电路主要完成母线电 压、电机运行状态等信号的采集、处理和转换以及电机启动指令的驱动等。核心单元(即PLC)主要完成信号处理，发出电机驱动指令。

2.1外围电路

外围电路主要包括以下几个部分：

1、母线电压采样监测。它通过1个电流型电压变送器将0—380V交流母线电压转换为4*20mA直流信号。

2、电机运行状态信号监控。电机运行状态信号通过电机控制回路中的1个干接点输入到PLC的输入模块。所有信号的输入都经过光藕隔离，以提高抗干扰能力。

3、电机驱动单元。电机启动信号由PLC发出，输出单元不直接驱动电机，而是通过1个220V、10A AC的中间继电器带动电机操作回路。这样一方面提高了驱动能力，另一方面使得电气操作回路和PLC控制回路分隔，提高了系统的可靠性。

2.2核心单元

根据系统的要求，其核心PLC主要有以下几部分：

1、CPU313及系统软件。它完成电压和电机运行状态监测，实时进行逻辑判断，发出电机分批自启动指令。CPU313有4种操作选择：RUN—P、RUN、STOP和MRES运行方式。

2、模拟量输入模块SM331(8路输入)。它把电压变送器输入的4-20mA的模拟量转换为数字信号，并将数字信号送到PI，C的控制单元，以供PLC做出电压判断。

3、数字量输入模块SM321。16路输入2个，32路输入1个，完成62台电机运行状态监测和PLC电机分批自启动系统运行、调试状态监侧，电机运行状态信号通过电机操作回路中的接触器辅助接点接至该模块。

4、数字量输出模块SM322(输出8路)。接受PLC控制单元的指令，完成电机驱动信号输出，通过出口中间继电器，驱动电机操作回路，完成电机分批自启动。

三、系统软件设计

电机分批自启动系统软件主要任务为：

1、完成系统初始化；

2、正常状态下的数据监测；

3、电网电压出现波动后，即电网电压降至70%，所有电机都会因为电气保护装置而强制退出运行，在此之前，程序已经做出判断并锁存电机状态信号；

4、当电力系统恢复正常（3s内，母线电压恢复至95%）时，程序依据故障前保存的电机状态信号、对具备白启动条件的电机。按照顺序分批发出启动信号，使其恢复运行；

5、无论在正常状态下或是在电机自启动过程中，PLC均实时监侧母线电压；

6、通信接口程序。包括系统监测数据和故障信息，PLC将采集的母线电压信息、电机启动状态信息传输到上位机或DCS系统，便于维护人员实时了解设备运行状况

凭借其丰富的功能，SENTRON PAC3200能够应用于各种用途。

监测测量变量看是否超出极限值

SENTRON PAC3200具有一个对多6个测量变量进行监测，看其是否超过了一个可调的上、下极限值。可对以下变量 进行监测：电压、电流、功率、功率因数、 THD U/I、频率或电压和电流的不对称度

数字输出函数：

发送功脉冲(有功电能,无功电能)的脉冲输出 发出超出极限值的警报输出 SENTRON PAC3200运行状态指示器 相序指标 利用系统软件进行远程控制的输出转换

其易用的组合架和仅有51mm的较小的安装深度使其能够简便的进行一个挨一个的多个装置的安装。

强大的通讯功能

作为标准配置提供的以太网接口是迄今为止该类设备中*的，它不仅可以用SENTRON powerconfig实现配置的目的，还可用于在更高水平的电力管理系统中的系统通讯。 它具有的系统适配性，可以在SEAbus TCP协议和Modbus TCP协议之间转换。

对于Modbus RTU和SEAbus可选用SENTRON PAC PROFIBUS DP和PAC RS485扩展模块从而能够在网络中进行通讯。

利用一个称为GSD (Geräte-Stammdaten-Datei)的标准化文本文件可以进行PROFIBUS内的集成。在PROFIBUS配置工具的辅助下，GSD文件被读入主机。主机因此接受PAC3200的从机专有结构，从而能够立即开始循环运行。

Modbus RTU或SEAbus系统中的集成是利用设备键盘或SENTRON powerconfig通过设备地址和波特率的参数化来实现的。

多功能数字输入和输出

SENTRON PAC3200装备有一个数字输入和一个数字输出，它们各自可担负多种功能。

数字输入的功能：

用第三方的设备计算功的脉冲(有功电能,无功电能)输入 转换设备的状态监测 速度在高速和低速之间转换 测量期间的同步信号输入

凭借其较高的精度，SENTRON PAC3200能够满足不断高的准确进行电力测量的要求。它满足固态有源耗量表符合 IEC 62053-22 标准等级 0.5S 的精度要求。

电力故障的透明度

总共有10个针对有效功、无效功和视在功的功率表分别按照高速和低速对系统中的电能输入和电能回馈的电能消耗进行监测。

这使得SENTRON PAC3200成为为更高水平的电力管理系统提供数据的选择。应集成在可使用户能够记录设备负荷情况的系统中。

为实现这个目的， SENTRON PAC3200 还提供所需的有效和无效功率的功率平均值。

纯文本显示

巨大的全图形液晶显示器，即使在远距离也能轻易读取。为保证在照明条件差的条件下同样如此，背光照明可根据实际需要单独进行适应。

操作，同样为多语言环境

特别加亮处为可视化用户操作处。通过带有多语言纯文本显示的4个功能按钮的操作简单易学。可选用以下语言：德语、英语、葡萄牙语、土耳其语、西班牙语、意大利语、法语、汉语和俄语。