浅谈智能电机?；て髟谒嗍炝仙咧械挠τ?/h1>

发布时间： 2021-07-06　　点击次数： 835次

孟洋
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

 

摘要：本文介绍了传统电气控制回路?；し绞胶偷缁；て鞅；し绞?，分析了电机?；て鞯闹饕δ芎陀攀?，给出了在巴西MZBA3000t/d熟料生产线自动控制系统中的实际应用，该控制系统投入运行后，系统运行安全、稳定、可靠，能够满足水泥工业生产所需的各项工艺技术指标。

 

关键词：电气控制; 电机保护器;

 

0 引言
  水泥生产企业属于能耗高，污染大同时需要设备连续不间断运行的行业，而电机设备是水泥生产企业应用广泛的动力装置，对电动机设备可靠性和稳定性的要求较高，一旦发生事故就必须尽快查明原因及时处理，以保证及时恢复生产。传统电动机的控制和?；ぶ荒芡ü胀ǖ缙?，电缆与DCS系统进行点对点硬件连接，?；すδ苌?，获取的状态信息有限，无法实现对电动机的综合?；ず拖晗傅墓收霞觳饧霸冻掏ㄑ兜雀咭?。随着智能电气设备的更新换代和工艺控制流程的不断完善，尤其是自动化和智能化等生产要求，迫切需要完善电动机控制和?；?，实现对生产过程的测控、故障诊断及集中管理等功能。

 

1 采用传统电气控制回路?；し绞?/strong>
  巴西MZBA水泥粉磨站系统位于巴西东北部城市莫索罗境内，原水泥粉磨站系统拥有大量低压三相异步电动机，在电机控制和保护中利用传统的电动机控制回路，见图1。在此控制回路中，主电路由断路器QF、接触器KM的主触头、热继电器FR的热元件与电动机M构成。当电动机过载时，热继电器脱扣以?；さ缍虢哟テ鞔钆涫褂迷诘缏分衅鸲舷啾；ぷ饔??？刂苹芈分杏上殖“磁ハ?转换开关、起/停按钮)、熔断器、接触器的?？?常闭触头、
  来自DCS控制系统的触点、热继电器的辅助触点等组成，由此实现在现场通过起/停按钮或由中控DCS系统控制电动机的起动和停止。

图1 传统的电动机控制回路

  原水泥磨系统电机控制和保护利用传统的断路器、接触器、热继电器等普通电气元件来实现，可靠性差，保护功能不全面，无法对电动机实施有效的?；ぃ自斐梢虮；げ患笆痹斐傻缍；蚬收?。此外所有连接都是通过硬接线连接来实现对电动机回路的控制，设备维护不方便，传送信息有限。

 

2 采用电机?；て鞅；し绞?/strong>
  巴西MZBA3000t/d熟料水泥生产线是合肥水泥研究设计院在原有水泥磨系统基础上新增设计的一条熟料生产线，该项目在低压电动机的?；ず涂刂粕希∮昧嘶谙殖∽芟叩牡缍刂坪捅；さピ∕otor Control & Protection Unit，缩写为MCU），采用电机?；て鞯目刂苹芈?，见图2。在此控制回路中，主电路由断路器+接触器+电动机?；て鞴钩桑渲械缁；て魇腔芈分兄饕暮诵脑５钡缍亩疃ǖ缌?le;63A 时，主回路的三相出线可以直接穿过的电流测量单元，实现对电动机三相电流的测量取样，用来实现对电动机的保护及现场中控的显示。当额定电流>63A 时不能用于直接测量，需要配合外部电流互感器 CT (二次侧输出为 1A 或 5A)进行电流测量。直接将电源的三相火线及中性线接到电压输入端子，以实现对电动机三相线电压和相电压的测量取样。额定工作电压为DC24V，按开关量外部输入电源划分，可分为AC240V、DC24V两种，前者有9点开关量输入，后者有13点开关量输入?？悸堑組ZBA3000t/d熟料水泥生产线皮带输送机，提升机等都安装有拉绳开关、跑偏开关，料位开关等，所需开关量输入较多，故为所有电机机配置了开关量输入电源为DC24V的。还具有先进的现场总线接口PrfibusDP的通信设计，保证了与DCS系统通信的快速可靠，同时能快速响应上位机的实时查询等要求并执行相应操作。标准的配置，为熟料水泥生产线低压电动机提供了一整套专业化的集?；?、控制、监测与通讯于一体的智能化管理方案。电机?；て髦饕δ苋缦隆?/p>

图2 电机?；て鞯牡缍刂苹芈?/p>

（1）?；すδ堋?完善的电机?；な嵌缘缁诵泄讨械母髦衷诵凶纯龅南晗感畔⒔胁杉?，通过对故障报警、?；ざ鳎ū；ね芽郏┮约岸餮邮笔奔涞纳瓒ɡ词迪旨笆弊既返谋；?，保证生产的安全。在设备可能产生重大故障前，及时发出报警信号，并记录故障信息，方便维护人员查找故障原因并作出及时处理，避免不必要的?；?，保证设备运行的有效性。通过对电动机的三相电压、三相电流、漏电电流、接触器状态、主开关状态的实时监测，实现对电动机的多种?；?，完善的电机全面综合?；すδ?，保证了水泥厂生产工作的安全连续运行。
（2）控制功能?？墒迪指髦植煌牡缁鸲刂品绞?，电动机的控制权限包括现场控制及远程控制，通过对控制权限的选择规定电机控制的优先权。各种需要的电动机起动控制方式已集成在装置中；包括直接起动、正反转直接起动、Y/Δ起动、自耦变压器降压起动、软起动器控制等。
（3）监测功能。 提供丰富的电机运行监测功能，监测数据经现场总线上传到上位机集中管理，同时通过安装在开关柜面板上的操作面板 MD 直接显示，用户可以直接通过面板查看各电参量值，操作面板上还有相应的指示灯，可以直接显示装置目前的工作状态，在发生故障时还以文本方式指示警告原因或脱扣原因。 可以监测电机运行、停机、故障脱扣等状态信号，可以监测电机故障信息，包括过载、断相、三相不平衡、接地故障、电机热?；さ刃畔?。
（4）通讯功能。通过RS485接口，采用Profibus DP通信协议，与DCS系统进行通信，Profibus DP是一种主-从式的现场总线协议，在DCS 系统结构中它作为 Profibus 从站。 的Profibus DP通讯接口芯片采用西门子公司的SPC3芯片，通讯介质通常采用屏蔽双绞线，其通讯速率为1.5 Mbit/s。在DCS系统硬件配置中
的通讯连接，见图3。

图3 电机?；て鞯耐ㄑ读?/p>

 

3 电机?；て鞯挠攀?/strong>
  电机?；て髟诎臀鱉ZBA3000t/d熟料生产线的应用中，和原水泥粉磨站系统传统的电机控制方式相比较已经充分体现出诸多的*性，主要表现在以下几点：
（1）电机?；て饔苫谖⒋砥骷际蹩⒀兄频牡缍；び肟刂谱爸?，各种保护功能可通过参数设置软件 MCUSetup轻松设置，通过对三相电流、电压的监测，实现对电动机的智能化?；?、控制及监测，为电动机提供的完备?；ぃ苊饬艘虻缍?，堵转，接地故障，断相等可能故障导致的生产事故，可以满足绝大多数用户的需要，保证了电机设备运行的稳定性与安全性。
（2）是具有先进的现场总线接口，采用了Profibus现场总线技术，以I/O站为基础，与总线控制器相结合，尽量发挥现场总线布线灵活的优势，通过接线方式设计的改变，本系统比传统结构的DCS更节省了I/O模件数量及装置室的空间；同时减少了大量电缆，可以极大节省安装费用，降低系统成本。同时， 标准的配置，完善的功能，大大简化了系统回路的维护，提高了水泥生产的连续性和可靠性。
（3）随着新一代的控制系统如FCS、NCS等的广泛应用，传统的电气元器件难以实现集中管理、分散控制的要求， Profibus DP/RS485的通讯设计，保证了与上位机通讯的快速可靠，同时能快速响应上位机的实时查询等要求并执行相应操作。
（4）此外， 增加了一些特殊的控制功能，如:分组起动，自动重起动，起动次数限制等，防止电动机的频繁启动等，可以满足在一些特殊情况下的应用，而在传统的控制方式中，实现这些功能比较困难。

4.安科瑞智能电动机?；て鹘樯?br style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; box-sizing: border-box;" />4.1产品介绍
  智能电动机保护器(以下简称?；て?，采用单片机技术，具有抗干扰能力强、工作稳定可靠、数字化、智能化、网络化等特点。?；て髂芏缘缍诵泄讨谐鱿值墓?、断相、不平衡、欠载、接地/漏电、堵转、阻塞、外部故障等多种情况进行?；ぃ⑸栌蠸OE故障事件记录功能，方便现场维护人员查找故障原因。适用于煤矿、石化、冶炼、电力、以及民用建筑等领域。本?；て骶哂蠷S485远程通讯接口，DC4-20mA模拟量输出，方便与PLC、PC等控制机组成网络系统。实现电动机运行的远程监控。

 

4.2技术参数
4.2.1数字式电动机保护器

4.2.2?？槭降缍；て?/strong>

4.3产品选型

说明：“√”表示具备，“■”表示可选。

5结束语
  本水泥熟料生产线控制系统投入运行后，系统运行安全、稳定、可靠，能够满足水泥工业生产所需的各项工艺技术指标，所选用的基于现场总线的 电机?；て魑喑У脱沟缍峁┝艘徽鬃ㄒ祷募；ぁ⒖刂?、监测与通讯于一体的智能化管理方案，在现场使用考核中具有良好的稳定性、实时性和先进性，全面提升了水泥企业的自动化程度，同时对提高水泥产品产量、质量，降低能耗，实现“生态文明建设”等方面都有着显著的经济效益和社会效益。

 

参考文献
[1]郭 剑.电机?；て髟谒嗍炝仙咧械挠τ?br style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; box-sizing: border-box;" />[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版

上一篇：基于桩联网的智能充电监测装置设计与研究

下一篇：浅谈售电公司的现状及辅助服务方案