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3RW40 软启动器

SIRIUS 3RW40
SIRIUS 3RW40 软起动器具有与 3RW30 软起动器完全相同的优点。
SIRIUS 3RW40 软起动器较**的特点在于占用空间小。集成式旁通触点意味着电机起动后，在交易时*考虑功率半导体（晶闸管）的功耗。从而降低了热损失，使设计更加紧凑，且*外部旁通电路。
同时，软起动器还具有其它集成式功能，如可调限流、电机过载和本征设备保护及可选热敏电阻电机保护。由于这些功能，*再购买和安装如过载继电器等保护设备，因此，电机额定值越高，这些功能也越重要。
内部本征设备保护可防止晶闸管热过载及功率方面的缺陷。另一个选择，可使用半导体保险丝防止晶闸管短路。
由于集成式状态监控和故障监控，该紧凑型软起动器具有许多不同的诊断功能。使用 4 个 LED 和继电器输出，来指示工作状态以及电源或相位故障、负载缺失、不允许的脱扣时间/等级设置、热过载或设备故障等，实现监控和诊断。
起动器额定功率达 250 kW（400 V 时），可用于三相电网中的标准应用。**小外形尺寸、低功率损耗和简单起动仅仅是 SIRIUS 3RW40 软起动器的众多优点中的三个。
“增安型”防护 EEx e，符合 ATEX 指令 94/9/EC
S0 到 S12 规格的 3RW40 软起动器适合起动带“增安”型保护 EExe 的防爆电机。
功能
紧凑型 SIRIUS 3RW40 软起动器所需的空间仅为用于比较额定值 wye-delta 起动的接触器所需空间的三分之一。这不仅节约了控制柜和标准安装导轨的空间，还完全省去了 wye-delta 起动器所需的布线工作。这对于高电机额定值尤为明显，这些高额定值较少用作高技术解决方案。
同时，连接起动器和电机所需的电缆从六根减少到三根。紧凑的外形尺寸、短起动时间、简单布线和快速调试使得软起动器具有明显的成本优势。
这些软起动器的旁通触点在工作时由一个集成固态灭弧系统保护。从而在故障时可防止对旁通触点的破坏，如线圈操作机构或主操作弹簧的短暂的控制电压故障、机械震动或与寿命相关的部件缺陷。
特别强大的操作机构的起动电流会在本地供电系统上施加一个不可控制的负荷。软起动器通过其电压软起动降低了该起动电流。通过可调电流限值功能，SIRIUS 3RW40 软起动器为供电系统缓解了不少压力。一达到选择的电流限值，剩下的只需设置软起动期间的起动起点（软起动升降率由起动电压和软起动时间决定）。从此刻开始，可通过控制软起动器电压以使电机电流保持为常数。可通过电机软起动完成、本征设备保护脱扣或电机过载保护脱扣来结束该过程。该功能的结果就是电机的实际软起动时间要比软起动器上选择的软起动时间长。
由于集成有电机过载保护功能，并符合标准 IEC 60947-4-2，全新软起动器*附加过载继电器。可简单、快速地调整电机额定电流、过载脱扣时间（操作次数）设置和电机过载保护功能复位。使用 4 档旋转电位器，可在软起动器上设置不同的过载脱扣时间。除了 10、15 和 20 级，若一个不同的电机管理控制设备用于该功能（如连接到 PROFIBUS），还可切断电机过载保护。
另外，还提供有带晶闸管电机保护分析功能的设备型号，额定功率 55 kW（ 400 V 时）。A 型 PTC 或 Thermoclick 测量探头都可直接连接。电机热过载以及传感器回路中的开路和短路都会造成直接断开软起动器。若软起动器曾经脱扣，与本征设备保护和电机负载保护一样，还提供有各种复位选件。通过复位按钮的手动复位，通过控制电压的短暂断开的自动或远程复位。
设备系列采用“极性平衡”控制方法，用于保护两相控制的软起动器中的直流部件。对于两相控制软起动器，来自两个控制相位重叠的电流会流经未受控制的相位。这也是导致电机软起动中三相电流非对称分布的物理原因。这虽然不受影响，但在大多数应用中仍不可忽视。
控制功率半导体不仅导致不对称，在起动电压低于电机起动电压值的 50 % 时，还导致之前提到的直流部件产生严重的噪音。
用于这些软起动器的控制方法省去了软起动相位的直流部件，并防止了可能产生的制动扭矩。该方法创建了在速度、扭矩和电流上升上一致的电机软起动，从而可实现电机的缓和两相起动。同时，起动操作的声音质量与三相控制软起动器接近。可通过电机软起动期间不同极性半波电流的持续的动态协调和均衡来实现。因此命名为“极性平衡”。

用于高性能应用的 3RW44

3RW44 软启动器
除软起动和软停止外，SIRIUS 3RW44 固态软起动器还具有许多可满足高级别要求的功能。性能范围在直接串联电路中达 710 kW（400 V），在内三角电路中可达 1200 kW（400 V）。
SIRIUS 3RW44 软起动器的特点为设计紧凑，可节省空间，且控制柜布局直观明了。在优化电机起动和停机方面，由于在节约方面效果显着，与使用变频器的应用相比，创新的 SIRIUS 3RW44 软起动器较具吸引力。新扭矩控制和可调电流限值使得高性能软起动器几乎可用于任何一项任务。电机起动和停机期间可有效避免突发性扭矩应用和电流峰值。从而在计算开关柜尺寸及维护已安装机器时可创建潜在节约。对于直接串联电路和内三角电路，SIRIUS 3RW44 软起动器具有节约功效，特别是在尺寸和设备成本方面。
已集成到软起动器中的旁通触点在检测到电机软起动后可绕开晶闸管。这样，可显着降低软起动器以额定值工作期间的热损耗。
结合起动、工作和停机时的各种可能性以确保对特定应用需求的较佳适应。可使用菜单控制键盘和具有背光照明的菜单提示、多行图形显示屏，执行操作和调试。使用预先选择的语言，通过少量设置，即可快速、简便、可靠地优化电机软起动和软停机。每个菜单项的四键操作和纯文本使得参数化和操作的每个环节都十分直观明了。
应用标准
IEC 60947 -4-2
UL/CSA
功能
通过现代化、人性化的用户提示，键盘及带背光照明功能的菜单提示、多行图形显示屏，可简便、快速地对 3RW44 进行调试。使用选择的语言，通过少量设置，可快速、简便、可靠地优化电机软起动和软停止。每个菜单项的四键操作和纯文本使得参数化和操作的每个环节都十分直观明了。工作期间及施加控制电压后，显示区域持续显示测量值、工作值及警告和故障消息。可通过连接电缆将外置显示器和操作员模块连接到软起动器，从而实现有源指示及直接从控制柜门读取类似消息。
SIRIUS 3RW44 软起动器具有较佳功能。集成的旁通接触系统可以降低软起动器运行过程中的功率损失。从而可靠地防止加热开关柜周围的环境。 SIRIUS 3RW44 软起动器具有内置本征设备保护。可防止电源部分晶闸管的热过载，如由于难以接受的高合闸操作。
因为 SIRIUS 3RW44 软起动器的功能，可省去安装附加电机过载继电器的布线费用。此还，还具有可调脱扣等级和热敏电机保护功能。作为选项，晶闸管也可由 SITOR 半导体熔断器提供短路保护，以便短路（协调类型 2）后软起动器仍然工作。由于可调电流限值，还可以可靠地避免突然的电流峰值。
还可使用 PROFIBUS DP 或 PROFINET 模块升级 SIRIUS 3RW44 软起动器。由于其通讯能力和可编程控制输入和继电器输出，SIRIUS 3RW44 软起动器可轻松、快速集成到更高一级的控制器中。
此外，还具有爬行速度功能，可用于定位和设置工作。通过该功能，可控制电机以减小的转矩和可调低速双向转动。
另外，SIRIUS 3RW44 软起动器还具有新的、组合式 DC 制动功能，可用于驱动负载的快速停止。
**特点
具有分离脉冲、转矩控制或电压等变率、可调转矩或电流限制及其任意组合的软起动，取决于负载类型
集成式旁通接触系统，可较小化功率损失
用于起动参数（如起动转矩、起动电压、软起动和软停止时间）及三个独立的参数集中的更多参数的各种设置选项
起动检测
内三角电路，在尺寸和设备成本方面具有节约功效
可选择各种软停机模式：自由软停机、转矩控制的泵软停机、组合式 DC 制动
固态电机过载和本征设备保护
电机的热敏电阻保护
键盘，带采用背光照明的、具有菜单提示功能的多行图形显示器
PC 通信接口，用于更精确的参数设置与控制和监视
适应电机馈电装置简便
安装与调试简单
工作状态和故障消息显示
使用可选的 PROFIBUS DP 或 PROFINET 模块连接到 PROFIBUS 和 PROFINET
外部显示和操作员控制模块
电源电压 200 ~ 690 V，50 ~ 60 Hz
使用温度可高达 60 ℃（40 ℃ 时开始降低额定值）

电路概念
SIRIUS 3RW44 软起动器电机控制器可以在两种不同类型的电路中运行。
直接起动：
直接串联电路隔离和保护电机的开关装置简单地同软起动器串联。电机通过三根导线连接到软起动器上。
内三角起动：
布线类似于星三角软起动器的每相与各电动机线圈串联。软起动器仅需承载相电流，该相电流大约等于电机额定电流（导线电流）的 58%。
电路类型对比：

直接电路：额定电流 Ie 对应于额定电机电流 In，电机连有 3 条电缆

内三角起动：额定电流 Ie 对应于额定电机电流 In 的大约 58 %，电机连有 6 条电缆（对于星-三角接线方式的起动器）
哪条电路？
使用内联电路目的是将接线费用降至较低。若软起动器和电机之间的连接距离较短，应优先选用后者。
当使用内三角接线方式的电路时，接线复杂性加倍，但较小的装置可使用相同额定值。
由于可在内嵌电路和内三角电路之间选择操作模式，始终可以选择较有利的解决方案。
制动功能只能在内嵌电路中使用。
组态
SIRIUS 3RW44 电子式电机软起动器是为简单的起动条件而设计的。一旦出现起动负载较大或者起停频率增加的情况，就必须选择较大额定值的产品。
3RW44 软起动器可以用在电压高达 600 V AC 的隔离电源网络（IT 系统）中。
若起动时间较长，建议在电机中使用 PTC 传感器。平稳斜坡减速、泵停止以及直流制动等转矩控制模式也是这种情况，因为在这些模式下的斜坡减速时间内，与自由斜坡减速相比会有额外的电流负载。
不允许在电机馈电线内 SIRIUS 3RW 软起动器和电机之间使用电容性元件（如，不能使用无功补偿设备）。此外，无论是用于无功补偿的静态系统，还是动态 PFC（功率因数校正），在启动时和软起动器斜降时都不能并行操作。这对于防止补偿设备和/或软起动器发生故障来说十分重要。
主电路的所有元件（比如熔断器和控制器）应该按照在加载短路时直接起动的情况下相应的进行选型。熔断器和分断装置必须单独订购。
3RW44 软起动器中已集成一个旁路触点系统和固态过载继电器，*单独订购。
在选择断路器（选择脱扣器）时，必须考虑用于起动电流的谐波分量负载。
注：
在接通感应电机时，所有类型的起动器上（直接起动器、星-三角起动器、软起动器）通常都会产生电压降。馈电变压器的尺寸必须能达到这样的效果：启动电机时，所发生的电压降不能**出允许公差的范围。如果馈电变压器确定尺寸时边沿较小，则较好从一个独立电路（都不依赖于主电压）将控制电压馈入，以便防止可能发生将软起动器切断的情形。
若要对软起动器进行规格设计，建议使用软起动器仿真工具
  西门子S7-300 plc具有非常强大的故障诊断功能，通过STEP 7编程软件可以获得大量的硬件故障与编程错误的信息，使用户能*地查找到故障。
这里的诊断是指西门子S7-300 PLC内部集成的错误识别和记录功能，错误信息在CPU的诊断缓冲区内。有错误或事件发生时，标有日期和时间的信息被保存到诊断缓冲区，时间保存到系统的状态表中，如果用户已对有关的错误处理组织块编程，CPU将调用该组织块。
在SIMATIC管理器中用菜单命令“查看”→“在线”打开在线窗口。打开所有的站，查看是否有CPU显示了指示错误或故障的诊断符号。
诊断符号用来形象直观地表示模块的运行模式和模块的故障状态，如图所示。如果模块有诊断信息，在模块符号上将会增加一个诊断符号或者模块符号的对比度降低。
诊断符号
诊断符号
图   诊断符号
诊断符号“当前组态与实际组态不匹配”表示被组态的模块不存在或者插入了与组态的模块型号不同的模块。
诊断符号“无法诊断”表示无线上连接或该模块不支持模块诊断信息，例如电源模块或子模块。
“强制”符号表示在该模块上有变量被强制，即在模块的用户程序中有变量被赋予一个固定值，该数据值不能被程序改变。“强制”符号可以与其他符号组合在一起显示，如图中“强制与运行”符号。
从在线的SIMATIC管理器的窗口、在线的硬件诊断功能打开的快速窗口和在线的硬件组态窗口（诊断窗口），都可以观察到诊断符号。
通过观察诊断符号，町以判断CPU模块的运行模式是否有强制变量，CPU模块和功能模块(FM)是否有故障。
打开在线窗口，在SIMATIC管理器中执行菜单命令“PLC”→“诊断/设置”→“硬件诊断”，将打开硬件诊断快速浏览窗口。在该窗口中显示PLC的状态，看到诊断功能的模块硬件故障，双击“故障模块”可以获得详细的故障信息。
  尽管梯形图与继电器电路图在结构形式、元件符号及逻辑控制功能等方面相类似，但它们又有许多不同之处，plc梯形图有自己的编程规则。
1)每一逻辑行总是起于左母线，最后终止于线圈或右母线（右母线可以不画出），如图1所示。
2)无论选用哪种机型的PLC，所用元件的编号必须在该机型的有效范围内。例如西门子S7- 300 PLC中没有M99000.0。
图1    梯形图
a）错误b）正确
3)梯形图中的触点可以任意串联或并联，但继电器线圈只能并联而不能串联。
4)触点的使用次数不受限制。例如，辅助继电器M0.0可以在梯形图中出现无限制的次数，而实物继电器的触点一般少于8对，只能用有限次。
5)在梯形图中同*圈只能出现一次。如果在程序中，同*圈使用了两次或多次，称为“双线圈输出”。对于“双线圈输出”，有些PLC将其视为语法错误，**不允许（如三菱FX系列PLC）；有些PLC则将前面的输出视为无效，只有最后一次输出有效(如西门子PLC)；而有些PLC在含有跳转指令或步进指令的梯形图中允许双线圈输出。
6)西门子PLC的梯形图中不能出现Ⅰ线圈。
7)对于不可编程的梯形图必须经过等效变换，变成可编程梯形图。
8)在有几个串联电路相并联时，应将串联触点多的回路放在上方，归纳为“多上少下”的原则，如图2所示。在有几个并联电路相串联时，应将并联触点多的回路放在左方，归纳为“多左少右”原则，如图3所示。因为这样所编制的程序简洁明了，语句较少。但要注意图2a和图3a的梯形图逻辑上是正确的。
梯形图
梯形图
图2    梯形图
a)不合理b）合理
9) PLC的输入端所连的电器元件通常使用常开触点，即使与PLC对应的继电器一接触器系统原来使用的是常闭触点，改为PLC控制时也应转换为常开触点。如图4所示为继电器接触器系统控制的电动机的起/停控制，如图5所示为电动机的起/停控制的梯形图。可以看出：继电器一接触器系统原来使用常闭触点SB1和FR，改用PLC控制时，则在PLC的输入端变成了常开触点。
梯形图
梯形图
图3    梯形图
a)不合理b)合理
电动机起/停控制图
电动机起/停控制图
图4    电动机起/停控制图
电动机起/停控制的梯形图
电动机起/停控制的梯形图
图5   电动机起/停控制的梯形图
图5的梯形图中I0.1和I0.2用常闭触点，否则控制逻辑不正确。若读者一定要让PLC的输入端的按钮为常闭触点输入也可以（一般不推荐这样使用），但梯形图中I0.1和I0.2要用常开触点，对于急停按钮必须使用常闭触头，若一定要使用常开触头，从逻辑上讲是可行的，但在某些情况下，有可能急停按钮不起作用而造成事故，这是读者要特别注意的。另外，一般不推荐将热继电器的常开触点接在PLC的输入端，因为这样做占用了宝贵的输入点，较好将热继电器的常闭触点接在PLC的输出端，与KM的线圈串联。
  功能图(SFC)是描述控制系统的控制过程、功能和特征的一种图解表示方法。它具有简单、直观等特点，不涉及控制功能的具体技术，是一种通用的语言，是IEC（**电工**）可以选择的编程语言，近年来在plc的编程中已经得到了普及与推广。
功能图的基本思想是：设计者按照生产要求，将被控设备的一个工作周期划分成若干个工作阶段（简称“步”），并明确表示每一步要执行的输出，“步”与“步”之间通过制定的条件进行转换，在程序中，只要通过正确连接进行“步”与“步”之间的转换，就可以完成被控设备的全部动作。
PLC执行功能图程序的基本过程是：根据转换条件选择工作“步”，进行“步”的逻辑处理。组成功能图程序的基本要素是步、转换条件和有向连线，如图所示。
功能图
功能图
图    功能图
1．步
一个顺序控制过程可分为若干个阶段，也称为步或状态。系统初始状态对应的步称为初始步，初始步一般用双线框表示。在每一步中施控系统要发出某些“命令”，而被控系统要完成某些“动作”、“命令”和“动作”都称为动作。当系统处于某一工作阶段时，则该步处于激活状态，称为活动步。
2．转换条件
使系统由当前步进入下一步的信号称为转换条件。顺序控制设计法用转换条件控制代表各步的编程元件，让它们的状态按一定的顺序变化，然后用代表各步的编程元件去控制输出。不同状态的“转换条件”可以不同，也可以相同。当“转换条件”各不相同时，在功能图程序中每次只能选择其中一种工作状态（称为“选择分支”），当“转换条件”都相同时，在功能图程序中每次可以选择多个工作状态（称为“选择并行分支”）。只有满足条件状态，才能进行逻辑处理与输出。因此，“转换条件”是功能图程序选择工作状态（步）的“开关”。
3．有向连线
步与步之间的连接线称为“有向连线”，“有向连线”决定了状态的转换方向与转换途径。在有向连线上有短线，表示转换条件。当条件满足时，转换得以实现，即上一步的动作结束而下一步的动作开始，因而不会出现动作重叠。步与步之间必须要有转换条件。
图中的双框为初始步，M0.0和M0.1是步名，I0.0、I0.1为转换条件，Q0.0、Q0.1为动作。当M0.0有效时，输出指令驱动Q0.0。步与步之间的连线称为有向连线箭头省略未画。