摘要：介紹了TeSys U電動機智能啟動-控制器在橫江水庫閘門系統中的應用、基本特點、
結構組成、與PLC系統的通訊方法。該設備的出現，徹底改變了傳統的接觸器、熱繼電器
的電機控制方法。
關鍵詞：TeSys U電動機智能啟動-控制器；PLC系統；Modbus通訊；閘門；自動化控制系統
1. 概述
橫江水庫位于揭西縣河婆鎮新四管區，榕江南河上游左岸的一級支流橫江水中游，距揭西縣城10KM，屬揭陽市管中型水庫。水庫集雨面積155平方千米，總庫容7407萬立方米。水庫閘門包括4扇弧形泄洪鋼閘門（高8.2米寬10.0米），2×22.5噸卷揚機4臺，挑流消能；發電引水隧洞深水平板鋼閘門1扇（2.7米×2.7米），2×22.5噸卷揚機一臺；灌溉輸水管的塔式進水口設深水平板鋼閘門2扇（高1.85米×寬2.6米），50噸卷揚機2臺。為了提高系
統的自動化管理水平，每扇閘門配備一套Twido PLC和一套TeSys U電動機智能啟動-控制器。
2. 系統描述
1) 系統結構
對于每扇閘門，系統配置了以下主要設備：1套Twido P LC系統（帶以太網口）、1套TeSys U、1套閘門開度儀、1套人機界面。
系統結構框圖如下：
PLC系統選用法國施耐德電氣公司的TWIDO系列的TWDLCAE40DRF型號，該類型PLC屬于一體化機型，自帶24路開入，14路繼電器輸出，2路晶體管輸出，內置1個100Base TX以太網口、1個RS 485串行端口、一個擴展口（可以擴展為RS 485或RS 232接口）。PLC與人機界面之間、PLC與TeSys U之間通過Modbus 485通訊，閘門開度、手/自動指示、閘門運行指示、限位開關等開關量信號通過PLC直接采集。通過人機界面，可以對閘門進行升、降、停控制操作（包括按給定閘門開度開啟閘門），在人機界面上，可以顯示閘門的開度和電機的平均電流，查詢TeSys U的故障代碼及其故障原因。通過TeSys U型起動-控制器，我們可以控制電機主級的合閘和分閘、電機的反轉和正傳、故障確認，獲得設備故障（包括短路故障、過電流故障、熱過載故障）、報警、電機電流、熱狀態值、電機運行指示等參數。
2) TeSys U型起動-控制器的特性
TeSys U型起動-控制器具有如下特性：
A．集隔離器、斷路器、接觸器、熱繼電器、功能模塊與一體，只需單體設備即可完成電動機直接起動-控制全部功能；
B．所有功能模塊采用插拔式結構，無需手動接線，不允許錯誤的選型配合；
C．低功耗、寬電壓范圍接觸器線圈，寬范圍整定電流（4倍）電子式熱繼電器，控制保護精準無誤；
D．相比傳統方案，體積減小40％，接線時間節約60％，型號數量更減少90％；
E．符合IEC947/EN60947-6-2的全面配合標準，即使在短路情況下也不會出現主觸點的熔焊危險。
3) TeSys U型起動-控制器的組成
TeSys U型電動機起動-控制器由動力底座、控制單元、功能模塊三部分組成：
A．動力底座是TeSys U的主體部分，承載主回路電流，內置隔離器、斷路器和接觸器，并且提供控制單元和功能模塊的插槽。動力底座上/下可以擴展隔離限流器/可逆換向模塊，以增強設備的性能和功能；
B．控制單元參與導通底座的動力回路，是整套電動機起動-控制設備的必要組成部分，主要為系統提供各種保護功能。按照其功能的多少可以分為標準型、高級型和多功能型三類；三種單元均可以和動力底座自由配合使用；均提供撥盤式或者電子式的整定電流設置盤，設置盤可以加鉛封或者密碼鎖鎖定防止設定值更改。三種控制單元均采用電子芯片進行I²Rt熱值計算，免除環境溫度變化對雙金屬片帶來的影響，并且大幅拓寬熱繼電器的保護范圍；
C．功能模塊是可選件，用于增加系統的輔助功能。按照其功能不同可以分為三類： 輔助觸點類、應用控制類、通信類。各功能模塊須和不同的控制單元配合使用才能正常工作，并且同一模塊與不同控制單元配合使用所實現的功能也不盡相同。利用通信模塊，TeSys U電動機起動器可以通過并行總線、Modbus總線和AS-i總線等方便的與自動化系統相連，提供對設備最為實時和準確的監控。
TeSys U型電動機起動-控制器的控制電路圖：
3. TeSys U型起動-控制器與Twido PLC通訊
TeSys U型起動-控制器通過擴展的Modbus RS485通訊口與PLC通訊，通訊參數地址設為1，數據流為19200，數據位為8位（RTU），無效驗，1位停止位。在TeSys U通訊模塊中，寄存器（部分）與參數對照表如下：
Twido PLC通過EXCHx指令與Modbus從設備進行數據交換，定義一個字表（％MWi：L或％KWi：L），其中包含用來發送和/或接收的控制信息和數據（發送和/或接收最多128字節）。其語法格式：
[EXCHx %MWi：L] 或 [EXCHx %KWi：L]
其中x表示端口號（0或1），L表示控制字以及發送和接收表中的字數。
4. 結束語
本系統自運行以來，安全無誤，有效的提高了閘門系統的控制和調度的自動化管理水平。
參考文獻：
1、TeSys U電動機啟動－控制設備說明書
2、Twido可編程控制器軟件編程手冊
3、《電機學》，辜承林，陳喬夫，熊永前 華中科技大學出版社