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淺析智能電機控制中心的應用研究
智能電機控制又名智能馬達控制。即通過(guò)關(guān)鍵的過(guò)程信息之間的交流，提供較高的電機績(jì)效，增強電機的保護功能，使通訊更好，啟動(dòng)更快。
摘要：先進(jìn)元件和網(wǎng)絡(luò )、數據通訊技術(shù)的發(fā)展為MCC產(chǎn)品的發(fā)展和應用提供了嶄新的空間，即利用先進(jìn)的成熟的智能控制元件，通過(guò)成熟的工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)和網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)，充分利用設備的智能傳感和高級診斷功能，將傳統意義上的孤島數據轉變成完整集成的有助于減少停機時(shí)間、易于設備維護的有用的信息。
關(guān)鍵詞：智能電機 技術(shù)應用 控制中心
一、智能電機控制中心技術(shù)特點(diǎn)
1、智能馬達控制元件
1.1智能電機保護器的性能
智能電機保護器主要由：內置的網(wǎng)絡(luò )通訊能力、輸入點(diǎn)(用以對非智能開(kāi)關(guān)量的監測)、輸出點(diǎn) (用以控制接觸器)、LED狀態(tài)指示組成。
保護功能-熱過(guò)載、欠載、卡死、電流不平衡、堵轉、失相、零序接地故障，PTC 電熱器輸入等。
保護功能參數可編程-脫扣等級、報警級別、時(shí)間延遲、抑制窗口等，可以有效地避免出現脫扣導致用戶(hù)禁用了保護功能。
電流監測-相電流、平均電流、滿(mǎn)載電流、接地故障電流、電流不平衡百分比、熱容利用率等都是非常重要的監視特性。
1.2內嵌輸入輸出點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )通訊接口模塊
傳統的機電式起動(dòng)器和進(jìn)線(xiàn)分斷開(kāi)關(guān)無(wú)法通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通訊，可取的方案是將I/O模塊放置到單元內，尺寸很小不至于影響MCC單元大小。根據單元的功能不同，I/O模塊應當具備足夠的輸入輸出點(diǎn)。就起動(dòng)器而言，4輸入/2輸出的配置形式足可以滿(mǎn)足99%的不同應用的要求。
1.3變頻器
變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實(shí)現對交流異步電機的軟起動(dòng)、變頻調速、提高運轉精度、改變功率因素、過(guò)流/過(guò)壓/過(guò)載保護等功能。
1.4軟起動(dòng)器
軟啟動(dòng)器是一種集電機軟起動(dòng)、軟停車(chē)、輕載節能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置，國外稱(chēng)為Soft Starter。它的主要構成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。運用不同的方法，控制三相反并聯(lián)閘管的導通角，使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實(shí)現不同的功能。
2、監視軟件
下列要點(diǎn)給出了典型的集成智能型MCC軟件的基本要求。
熟悉的操作環(huán)境 - 軟件運行在應用最為普遍的Windows操作系統下，保證操作的簡(jiǎn)單性。
包含了初始化MCC所必需的特殊的文檔資料- 每臺MCC都是獨一無(wú)二的。一旦安裝完畢，應用程序應當能夠調用特定的信息，調出與這臺MCC相關(guān)的應用畫(huà)面。
起動(dòng)網(wǎng)絡(luò )通訊 - 組態(tài)并建立一體化的通訊網(wǎng)絡(luò )通常是一件非常耗時(shí)的事情。但是在理想情況下，MCC制造商把用戶(hù)特定的信息，然后對整個(gè)系統進(jìn)行功能和通訊的準確性進(jìn)行測試。
顯示預先組態(tài)的畫(huà)面，提供最為常見(jiàn)的參數 - 智能MCC軟件可提取用戶(hù)定義的數據文件，顯示相關(guān)畫(huà)面：
正面視圖 - 提供MCC 排布的實(shí)際布置形式，顯示單元類(lèi)型、銘牌信息、或者單元的狀態(tài)。
單元視圖 - 提供單元和網(wǎng)絡(luò )設備的動(dòng)態(tài)信息。最感興趣的參數預先設置在畫(huà)面中，在需要的時(shí)候可以進(jìn)行修改。
事件紀錄 - 自動(dòng)記錄預設置或者用戶(hù)定義的故障和報警信息，保持維護活動(dòng)和設備更新的記錄。
電子表格視圖 - 比較理想的信息瀏覽工具�？梢詫ο嚓P(guān)的數據進(jìn)行排序和過(guò)濾。
在網(wǎng)絡(luò )的任何一個(gè)層次上都可以進(jìn)行數據存取-用戶(hù)能夠在任何一個(gè)層次的網(wǎng)絡(luò )接入來(lái)讀取MCC數據。
3、系統設計與測試
設計檢查工具-網(wǎng)絡(luò )的設計要求對相關(guān)的規定和參數的完整的理解。應當借助設計軟件來(lái)檢查關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò )和設計參數要求是否得到滿(mǎn)足。
電器和環(huán)境測試-完整的測試程序，包括獨立元件測試與系統整體測試。
二、智能電機控制中心的應用
1、唐鋼青龍200萬(wàn)噸/年氧化球團項目簡(jiǎn)介
青龍爐料200萬(wàn)噸球團項目，年設計氧化球團生產(chǎn)能力200萬(wàn)噸。該項目采用了處于當今國際先進(jìn)水平的鏈篦機--回轉窯生產(chǎn)工藝，基本流程從鐵精粉到成品系統大致經(jīng)過(guò)8個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，設備按功能劃分為原料、輥壓、配混、造球、焙燒冷卻、成品、噴煤、動(dòng)力等區域。所生產(chǎn)的氧化球團產(chǎn)品可較好地滿(mǎn)足普通高爐生產(chǎn)、直接還原鐵生產(chǎn)及高爐護爐等各種不同需求。項目于2008年11月開(kāi)工建設，主線(xiàn)設備聯(lián)動(dòng)試車(chē)于2010年6月22日全部完畢。
2、電氣及自動(dòng)化系統
電氣控制系統包括：147面智能MCC柜;6套PLC控制系統，包括：原料系統、配混系統、造球系統、成品系統、焙燒系統、煤粉制備系統;1個(gè)服務(wù)器、7個(gè)操作站，2個(gè)工程師站。智能柜采用科力通電氣的IMCC6400D系列智能MCC柜，PLC系統采用Rockwell的ControlLogix系列PLC，上位機監控軟件采用Rockwell的RSView SE軟件。
原料準備工藝段主要是將精礦和熔劑采用圓盤(pán)給料機給料和下料，并由電子皮帶秤按預定配料比稱(chēng)量。該階段的智能電機控制系統由30面智能MCC柜組成，共分3個(gè)DeviceNet網(wǎng)段，對78臺電機中的32臺采用變頻控制，其余為直接啟動(dòng)，所有電機均采用E3 plus智能電機保護器。
輥壓工藝段的智能電機控制系統由9面智能MCC柜組成，共用1個(gè)DeviceNet網(wǎng)段。該工藝段共有21臺電機，其中有3臺采用變頻控制，1臺采用軟起動(dòng)器控制，其余為直接啟動(dòng)，所有電機均采用E3 plus智能電機保護器。
配混工藝段的智能電機控制系統由12面智能MCC柜組成，分成2個(gè)DeviceNet網(wǎng)段。該工藝段共有21臺電機，其中有6臺采用變頻控制，1臺采用軟起動(dòng)器控制，其余為直接啟動(dòng)，所有電機均采用E3 plus智能電機保護器。
造球工藝段的智能電機控制系統共有41面智能MCC柜，分成4個(gè)DeviceNet網(wǎng)段。該工藝段共有103臺電機，其中40臺采用變頻控制，4臺采用軟起動(dòng)器控制，其余為直接啟動(dòng)，所有電機均采用E3 plus智能電機保護器。
焙燒冷卻工藝段的智能電機控制系統共有37面智能MCC柜，分成4個(gè)DeviceNet網(wǎng)段。該工藝段共有71臺電機，其中10臺采用變頻控制，其余為直接啟動(dòng)，所有電機均采用E3 plus智能電機保護器。
成品工藝段的智能電機控制系統共設8面智能MCC柜，共用1個(gè)DeviceNet網(wǎng)段。該工藝段共有36臺電機，都為直接啟動(dòng)，所有電機均采用E3 plus智能電機保護器。
3、智能電機控制中心(IMCC)
本項目智能電機控制中心(IMCC)采用我公司IMCC6000系列產(chǎn)品。智能MCC系統由智能電機保護器、DeviceNET網(wǎng)絡(luò )、網(wǎng)關(guān)組成，其網(wǎng)絡(luò )結構如下圖所示：
智能MCC控制系統采用典型2層網(wǎng)絡(luò )結構，即控制層、設備層D現場(chǎng)總線(xiàn)結構�？刂茖訛�5 Mb/s的CoNTRoLNET 網(wǎng)，設備層為125 kb/s的DEVICENET現場(chǎng)總線(xiàn)。智能電機控制中心(IMCC)通過(guò)內置的DeviceNET通訊電纜與柜內網(wǎng)關(guān)通信，網(wǎng)關(guān)和PLC之間通過(guò)ControlNET網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信。
三、結論
智能電機控制中心(IMCC)顯著(zhù)簡(jiǎn)化了接線(xiàn)、故障診斷、單元重新布置、結構和單元的添加等工作。同時(shí)提供了許多新的信息，用來(lái)減少停機時(shí)間，為用戶(hù)帶來(lái)可觀(guān)的經(jīng)濟效益，獲得良好的投資回報。因此在實(shí)際工業(yè)控制，尤其是關(guān)鍵過(guò)程工業(yè)應用中日益普及。另外隨著(zhù)智能化元件成本的不斷降低，相信集成智能化的趨勢會(huì )更加明顯。
參考文獻：
[1]曹光華.智能控制在異步電機變頻調速系統中的應用研究[D].天津大學(xué)，2006.
[2]張焱.智能MCC系統工程設計方法在造紙中的應用[D].陜西科技大學(xué)，2014.
[3]易浩波.智能電機測試與控制系統的研究與開(kāi)發(fā)[D].湖南大學(xué)，2003.
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