3 UF5逻辑输入及分析

祁 斌 丁晓阳 吕志明 杨 涛

（独山子石化公司乙烯厂电气车间，新疆 克拉玛依833600）

0 引言

西门子3 UF5系统的中央处理单元是微处理器，所有的控制和保护功能都由微处理器执行，包括连锁功能、运行计算、诊断和统计数据以及自动控制器与电机回路之间高性能的通讯（PROFIBUS－DP）等。西门子3 UF5综合保护器通过编程软件WinSi mocode DP＿Pro设置各种功能，如正反转、星三角等控制功能。

1 3UF5的基本保护特性

西门子3 UF5马达控制器结构紧凑、功能强大，有6种脱扣类别可选。脱扣的时间class曲线可按照负载性质及起动条件进行微调，公差小于10%，确保了脱扣曲线的准确性。通过分散的逻辑信号、延迟信号以及信号调节实现灵活性，集成以下功能：

（1）3输入1输出真值表：3个；输出性能：可根据不同需要输出不同结果。

（2）5输入2输出真值表：1个；输出性能：可根据不同需要输出不同结果。

（3）计时器：2个；0．5 s～60 min范围可调；输出性能：ON延迟，OFF延迟，瞬时NO触点。

（4）计数器：2个；0～65 535范围可调；输出性能：当计数器计数未溢出值时，就输出为高电平。

（5）信号处理单元：4个。

2 3UF5的保护设置

3 UF5保护设置主要分为3个部分：第1部分是用户根据不同的需求选择所需要类型的3 UF5。第2部分是进行电流设置，西门子3 UF5里集成了电流互感器，可以检测电流。过流保护、过流报警、电流限制、ON／OFF返回值检测信号、运行次数和时间的计算等参数都是以电流作为参考值。第3部分是OUT输出，3 UF5逻辑所有的编程逻辑均是围绕着输出去设置的，所以该部分也是最重要的一部分。下面将进行详细介绍：

2．1 3UF5的选型

根据电机功率的不同，选择不同额度电流的3 UF5，其内部已经固化好了电流使用范围及单双稳态的类型。“Output Relays”选项选择单稳态单元是考虑了故障安全问题，当控制电源失电后复位输出；若选择双稳态单元，当控制电源失电后保持输出状态。我厂使用的一般是单稳态单元，当出现故障时，如果切断控制电源，故障会自动复位。

2．2 3UF5的overload保护设置

首先，我们应该针对电机的额定电流设置正确的current，在额定电流的基础上设置不同的class曲线来满足电机的保护特性。堵转保护也在overload内部设置，用户只要合理设置堵转倍数、冷却时间和动作类型等，就能准确对电机进行保护。

2．3 OUTPUT输出设置

3UF5保护器输出有4个，即OUT1、OUT2、OUT3和OUT4。

（1）OUT1—Output 1 Relay红灯 HD也是3 UF5上的7号端子输出，采用BU Input 4作为输入因子。当接触器动作吸合时，接触器－4的辅助接点43、44闭合输入3 UF5。所以当接触器－4吸合时，BU Input 4输出为1，红灯亮。

（2）OUT2—Output 2 Relay绿灯GD也是3 UF5上的8号端子输出，采用Signal Matching 1作为输入因子，然后Signal Matching 1是一个逻辑变量，Signal Matching 1的输入因子为BU Input 4，Signal Matching 1对其输入因子BU Input 4取反。当接触器动作吸合时，接触器－4的辅助接点43、44闭合输入3 UF5，也就是当接触器－4吸合时，BU Input 4输出为1，Signal Matching 1取反后输出为0，OUT2绿灯输入设置为Signal Matching 1，此时 Signal Matching 1为0，OUT2也输出为0。所以当接触器－4吸合时，OUT2绿灯熄灭，OUT1红灯点亮。

（3）OUT3—Output 3 Relay故障指示灯YF及故障继电器也是3 UF5上的9号端子输出，采用真值表3的1作为输入，真值表3也是一个逻辑变量，真值表3的1输入因子分别为Ⅰ1：Status General Fault、Ⅰ2：BU Input 2、Ⅰ3：Signal Match．3 Output。当电机出现一般性故障或断路器跳闸故障及三相不平衡故障的任意一项故障时，OUT3均输出1，黄灯点亮，故障继电器74得电，辅助常闭接点断开接触器线圈回路，电机停止运行。

（4）OUT4—Output 4 Relay＝3 UF5的输出接点（10、11）；由于我厂特殊电机在生产运行中不能停机，即便是发生晃电，也要短时间内自启，否则将对工艺生产造成巨大损失，所以设置抗晃电功能就尤为重要。3 UF5的输出点OUT4（10、11）就是设置抗晃电接线端子。根据我厂低压电机的状况，抗晃电接线可分为2类：一是无时间继电器的抗晃电接线；二是有时间继电器的抗晃电接线。

（5）实际抗晃电设置逻辑输出：OUTPUT 4（10、11）＝Tr uth Table 2 3Ⅰ／10。逻辑表达式：Signal Matching 2 Out put＝Edge Rising wit h memor y（Input 4＊Ti mer 1 Output），Ti mer 1 Output＝Wit h Closing Delay 3 s［Val ue（Signal Matching 1 Output）］，Signal Matching 1 Output＝Level inverted without memory（Input 4）。

（6）模拟晃电：电动机运行时，Output 4（10、11）是断开的；当出现电网波动时，接触器－4因失压释放，电动机停运；此时3 UF5的Output 4 Relay（即10、11端子）接通并延时3 s后断开。一般性的电网波动3 s内即可来电，此时，因3 UF5的Output 4 Relay尚未断开，电动机通过该OUTPUT 4（10、11）接点实现自启动功能。

3 现场特殊情况的应用

针对现场特殊电机由于某些非电气原因造成多次或频繁出现过载动作，建议对特殊电机过载动作3次自动复位，第4次必须经行详细检查后手动复位。

（1）Function Block Input里面Reset设置项有3种复位方式，基本设置和普通电机设置都采用了1种手动复位Input 3（也就是复位按钮复位方式），其余2种复位方式均未设置；要完成前3次自动复位，第4次手动复位就必须在Function Block Input里面Reset设置项设置并增加Counter 1 Output计数器输出1复位方式。

（2）输入及中间变量逻辑表达式如下：

Counter 1 Output＝ Ti mer 2 Output；

Ti mer 2 Output＝ Wit h Opening delay 5 min ［Value（Tr uth Table 3 3I1 O）］；

Tr uth Table 3 3I1 O Output＝I1（Fault Overload）＆I2（Fault I1＜）。

其逻辑关系如表1所示。

（3）输出逻辑表达式：

OUTPUT 3＝Tr ut h Table 1 5I1 O Output；

Tr uth Table 1 5I1 O Output＝I1（Status General Fault）＆I2（BU Input 2）＆I3（Signal Match．3 Out put）＆I4（I＜）。

表1 输入及中间变量逻辑关系

（4）复位方式输出：

Function Block Input—Reset（1）＝Bu Input 3；

Function Block Input—Reset（2）＝Counter 1 Output。

4 结语

通过深入了解3 UF5保护器的设置，电气维护人员可以提高快速处理故障的能力，并根据现场实际需要，设置出实际需要的特殊功能，从而满足工艺和生产的需要。

［1］3 UF5用户手册

［2］3 UF5 SI MOCODE－DP System Motor Protection and Control Device