李金明 ，李咚

SIMOCODE是西門子公司生產(chǎn)的一套智能模塊化電機(jī)管理控制系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的電機(jī)控制回路相比，該系統(tǒng)大大簡化了電機(jī)的二次控制回路，減少了大量的電纜接線，降低了故障出現(xiàn)的概率。SI?MOCODE Pro基本單元模塊即可實現(xiàn)控制、監(jiān)視功能及信號處理，不再需要單獨配置熱過載繼電器、電流互感器等部件，通過增加擴(kuò)展模塊即可實現(xiàn)電流、電壓測量監(jiān)視和接地故障監(jiān)視等功能。SIMO?CODE Pro還可通過基本單元上集成的Profibus-DP總線接口與工廠DCS進(jìn)行總線數(shù)據(jù)通訊，只需一根Profibus-DP總線即可實現(xiàn)工廠DCS和電機(jī)控制器之間的數(shù)據(jù)通訊和控制，提高設(shè)備的通用性和控制的靈活性，系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)費用大大降低。

1 SIMOCODE Pro基本單元模塊

1.1 SIMOCODE Pro基本單元模塊組成

SIMOCODE Pro是一套靈活的模塊化電機(jī)管理組件，組合了電機(jī)控制回路所需要的所有功能。該組件還可提供大量操作、維護(hù)和診斷數(shù)據(jù)，使電機(jī)饋電回路的功能更加透明，并可通過Profibus-DP將電機(jī)饋電回路全部集成到一個主自動化系統(tǒng)中。SIMOCODE Pro基本單元模塊及典型應(yīng)用如圖1、圖2所示。

SIMOCODE Pro由基本模塊單元和可選擴(kuò)展模塊單元組成?；灸K單元包括基本控制單元和電流測量模塊（內(nèi)置電流互感器），可選擴(kuò)展模塊單元包括操作顯示面板、數(shù)字量擴(kuò)展模塊、接地故障模塊、溫度監(jiān)視模塊、模擬量監(jiān)視模塊等。

1.2 SIMOCODE Pro擴(kuò)展功能

SIMOCODE Pro的功能十分全面，其擴(kuò)展功能主要有以下幾點：

（1）可根據(jù)需要增加數(shù)字量輸入模塊與數(shù)字量輸出模塊，用來采集現(xiàn)場開關(guān)量信號。

（2）可根據(jù)需要增加電流/電壓測量模塊監(jiān)測附加電壓和功率。

（3）可根據(jù)需要增加溫度測量模塊，監(jiān)測電機(jī)繞組溫度、軸承溫度。

（4）可通過增加接地故障模塊與零序電流互感器，實現(xiàn)回路接地故障檢測功能。

（5）可通過增加模擬量擴(kuò)展模塊實現(xiàn)對控制所需的模擬量的監(jiān)測，并在程序控制部分增加相應(yīng)的連鎖保護(hù)功能，如流量信號和液位信號等。

SIMOCODE Pro基本單元及擴(kuò)展單元組合如圖3所示。1.3 SIMOCODE Pro優(yōu)勢

采用SIMOCODE Pro代替?zhèn)鹘y(tǒng)電機(jī)二次控制回路具有以下優(yōu)勢：

（1）無需附加熱過載繼電器、熱敏電阻繼電器、電流互感器等電氣部件，只需加裝主回路的短路保護(hù)和控制分?jǐn)嗥骷?，如主空氣斷路器、接觸器等，大大簡化了電機(jī)的二次控制回路部分，還可執(zhí)行必要的互鎖功能。

（2）通過外部線路設(shè)計，現(xiàn)場啟停按鈕可以直接連接到基本單元的數(shù)字輸入端。

（3）主回路接觸器線圈通過基本單元輸出端驅(qū)動，不再需要用于互鎖的輔助觸點。

（4）通過自身集成的 Profi?bus-DP接口連接至工廠DCS，便于實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷、控制以及與工藝系統(tǒng)的集成，提高了DCS系統(tǒng)的電機(jī)控制質(zhì)量。

（5）減少了硬件電纜接線和可能的故障點，同時方便了備品備件的管理，有效節(jié)約了成本。SIMOCODE Pro典型應(yīng)用電機(jī)控制回路設(shè)計及接口如圖4所示。

圖1 單向驅(qū)動單元SIMOCODE Pro C與雙向驅(qū)動單元SIMOCODE Pro V示意圖

圖2 SIMOCODE Pro典型應(yīng)用電機(jī)控制電路示意圖

圖3 SIMOCODE Pro基本單元及擴(kuò)展單元組合應(yīng)用示意圖

2 SIMOCODE ES軟件

SIMOCODE ES是對 SIMO?CODE Pro進(jìn)行參數(shù)化、操作、診斷及監(jiān)測的軟件，用戶通過Graphic Editor圖形編輯器實現(xiàn)編程，通過“拖放”方式可以非常方便地對SIMOCODE Pro進(jìn)行參數(shù)化。SIMOCODE ES本身集成了各種附加控制程序模塊，可以用于直接啟動、正反轉(zhuǎn)啟動、星/三角啟動、變極電機(jī)、軟啟動器、電磁閥及定位器等設(shè)備的功能控制，集成了過載保護(hù)、接地故障保護(hù)、溫度監(jiān)視保護(hù)、有功功率監(jiān)視、運(yùn)行時間監(jiān)視和啟動次數(shù)限制等保護(hù)功能。操作和維護(hù)人員可在線對SIMOCODE Pro進(jìn)行參數(shù)修改，還可監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)，獲取各種操作記錄數(shù)據(jù)和故障信息。SIMOCODE ES基本參數(shù)設(shè)置包括以下方面：

（1）配置設(shè)置：包括單元類型選擇、測量模塊選擇、控制功能選擇、總線參數(shù)設(shè)置。

（2）電機(jī)保護(hù)：包括額定電流設(shè)置、負(fù)載等級選擇、不平衡保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)設(shè)置。

（3）電機(jī)控制：包括操作模式選擇、本地控制、PLC/DCS控制、操作面板OP控制。

（4）監(jiān)控功能：包括電流限制值、操作時間及啟停次數(shù)記錄、接地故障設(shè)置。

（5）輸出定義：包括基本單元輸出設(shè)置、操作面板LED設(shè)置、循環(huán)及非循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)。

（6）標(biāo)準(zhǔn)功能：包括測試和復(fù)位、外部故障定義。

（7）邏輯模塊：包括真值表定義、計數(shù)器、計時器定義等功能。

圖4 SIMOCODE Pro典型應(yīng)用控制電機(jī)回路設(shè)計及接口示意圖

圖5 SIMOCODE ES電機(jī)控制功能參數(shù)配置示意圖

SIMOCODE ES電機(jī)控制功能參數(shù)配置如圖5所示。

SIMOCODE ES Graphic Editor編程實現(xiàn)的電機(jī)控制功能如圖6所示。

圖6 SIMOCODE ES Graphic Editor編程實現(xiàn)的電機(jī)控制功能示意圖

圖7 SIMOCODE Pro與SIMATIC PCS 7系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

與SIMATIC PCS7 CFC編程環(huán)境相似，Graphic Editor窗口左邊部分是輸入信號定義，包括現(xiàn)場按鈕啟停信號輸入、模式選擇和OP操作面板啟停信號的定義；窗口中間部分是電機(jī)控制功能塊和電機(jī)保護(hù)功能塊邏輯運(yùn)算部分；窗口右邊部分是驅(qū)動線圈輸出、設(shè)備狀態(tài)輸出和OP面板顯示輸出的定義。Graphic Editor具有可視的圖形編輯以及用戶界面友好的拖放參數(shù)化功能，既能夠圖形化連接功能塊的輸入輸出，也可以設(shè)定參數(shù)。SIMOCODE ES基本參數(shù)配置和程序功能塊編輯完畢后編譯下載到SIMOCODE Pro，然后選擇在線模式即可在Graphic Editor中監(jiān)控到各個信號流的狀態(tài)，現(xiàn)場設(shè)備的調(diào)試效率大大提高。另外，借助于注釋功能對程序組態(tài)功能的詳盡描述，以及裝置參數(shù)化的圖形化歸檔，所有功能在提高了設(shè)備調(diào)試效率的同時，也簡化了文件歸檔過程，節(jié)省了大量的人力物力。

此外，西門子公司在SIMATIC PCS 7過程控制系統(tǒng)中有專門為SIMO?CODE Pro設(shè)計的PCS 7 Library SIMO?CODE Pro集成軟件包，軟件包包含了SIMOCODE標(biāo)準(zhǔn)的電機(jī)信息診斷和電機(jī)驅(qū)動功能塊（Function Block）以及操作員進(jìn)行過程監(jiān)控和操作的面板（Faceplate）。

SIMOCODE Pro與SIMATIC PCS 7系統(tǒng)架構(gòu)如圖7所示。用戶可在中央控制室實現(xiàn)操作員控制和電機(jī)可視化，輕松實現(xiàn)過程設(shè)備的遠(yuǎn)程操作控制，并且系統(tǒng)中所有的過程設(shè)備信息和故障報警記錄均可透明地顯示在DCS上位畫面。■