智能电动机保护控制器在DCS工程中的应用与选型

周晓丽

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘　要：随着半导体嚣件的兴起．涌现出的性能可靠、功能多样化的电气元件——电动机保护控制嚣。近几十年，我圈工业有了长足的进步与发展，电动机广泛地应用于各个行业中，如冶金、机械、铁路、建材、化工等各行各业中，并在其中起到重要作用。但电动机在运行中因故障或烧毁引发的事故时有发生，严重危害着人身健康。因此做好电动机的保护具有很重要意义。

关键词：电动机保护控制嚣；保护；控制；通讯

0引言

        电动机保护主要有分为两种：一、热继电器：热继电器应用长达半个世纪，直到96年被强制淘汰。热继电器作为电机过载保护产品，存在定粗糙、受环境影响大、等缺陷，决定被淘汰的命运。二、电动机保护控制器：电动机保护控制器出现并普代热继电器引发了行业的剧烈变革，其保护功能更为丰富。保护涵盖了电动机运行中会遇到的所有非正常情况．还可以对实时数据、故障报表进行分析，因此更有针对性和准确性，此外，还可以参与到能源控制与管理分析中，它效仿了高压系统保护和控制模式，弥补了长期以来保护和管理无法延伸至低压系统中的空白。

1电动机保护控制器应用方式

        方式1：电动机保护控制器提供开关量、模拟量的输入输出接点和接口，通过控制电缆以硬接线方式将信号送至DCS。这种方式没有发挥电动机保护控制器强大的数据管理功能，只实现对电动机基础的操作，相对其他方式更加可靠。

        方式2：DCS直接与电动机保护控制器通讯。这种方式省掉了大量的控制电缆，对电动机的管理更加直接．但是增加了DCS通讯模块数量，在硬件配置和数据处理两方面都会增加额外的负担。

        方式3：DCS通过通讯管理机与双端通讯口电动机保护控制器通讯，这种方式不仅省掉大量的控制电缆、DCS的通讯模块，通过通讯管理机这种中间管理层，使网络结构更加清晰俺单。双网互为备用更是增加了系统运行的安全稳定性，同时在中控系统中可以读取电动机保护控制器的管理数据。

        因早期在某工程项目通讯的方式，36台电动机保护控制嚣MODBUS-RTU通讯串联一通讯管理机一光纤转换器一光纤一光纤转换嚣一Dcs通讯口。正式投产之前，电动机保护控制嚣厂隶技术员进行了电动机保护控制器的通讯试验，出现了扫描时间不匹配，散据传送位不一致、延时等多种原因。在电脑上对电机进行了启停控制，点鼠标启动到电机转动延时7秒。电机转动判电脑上能看到运转的反馈信号延时又是7秒，其原因 RS485接口MODBUS—RTU通讯方式是我们常说的手拉手的通讯方式．当设备扫描出现故障读扫描3次，36台电动机保护控制嚣串联回路元件过多，其中有的电动机保护控制器未通电造成设备重复扫描，因此造成了延时，这种延时远远不能满足其正常的生产需要。经过方案谈论：本项目每台低压开关柜的馈出回路数量不大于9台，每台低压开关柜电动机保护控制器连接到一个通讯譬理机上，对于启动、停止、运行、故障等输入输出量采用硬接线的方式接至DCS，对于其他量采用通过通讯管理机与ECS通讯，进行修改。DCS系统用于工艺控制，ECS用于电气系统监控。改造后经过在DCS系统上测试启动后反馈至DCS信号在小于0.1秒，ECS电气系统监控不到0.3秒。

        从此以后很多工厂都采用系统控制和电气监控分开的方式，即采用是方式1和方式3结台的方式。对于启动、停止、运行、故障等输入输出量采用硬接线的方式接至DCS，对于其他量通过通讯管理机与ECS通讯。

2实际案例分析

现有某企业实际配置如下：

        由于工艺生产的连续性特点和负荷的重要性，这种行业设计模式决定了必须采用成熟、可靠的电动机控制方式，才能保证工艺生产所要求的复杂联锁。电动机保护控制器采用硬接线和双通道双网屏蔽双绞线通讯方案，对于启动、停止、运行、故障等输入输出量采用硬接线的方式接至DCS，对于其他量通过通讯管理机与ECS通讯，通讯接口为R8485，MODBUS—RTU通讯规约，通讯管理机为透明网关。理论上不占用响应时间，电动机保护控制器两个通讯口实现冗余热备用。这样既保证的稳定性，也保证了施工和维护工作鼍更是减少。

        在我国现在运行的IkW～320kW低压电动机数量至少8000万台以下，占电网用电量的65％以上，全嗣每年因维修电动机就要10多亿元。电动机保护控制器的经济效益；Qs=电动机修理费×电动机保护控制嚣可靠系数一电动机保护控制器购买费+(电机拆装费+停工损失一保护安装费)=(直接经济效益)+(间接经济效益)例如；一台45kW 6的电动机，损毁后的维修费2300元．售价为1100元电动机保护控制嚣配置一台使用可靠系数为95％，避免因烧毁导致的直接经济效益0z为l Qz=电动机修理费×可靠系数一购买费=2300X95％一1100：1085(元)。节省比例：1085(元)／2300(元)×100％=47．2％

3安科瑞ARD系列智能电动机保护器介绍与综合选型

3.1产品简介

        ARD该系列低压电动机保护器，具有过载、断相、不平衡、欠载、接地/漏电、堵转等保护功能。可与接触器、电动机起动器等电器元件构成电动机控制保护单元，具有远程自动控制、现场直接控制、面板指示、信号报警、现场总线通信等功能。应用范围：可广泛应用于煤矿、石化、冶炼、电力、建筑等行业的配电领域。

3.2产品选型

产品功能