一文讀懂智能電動機(jī)保護(hù)器在冶金行業(yè)的合理選型
2023-05-05 16:49·安科瑞戴雅麗
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1 智能電動機(jī)保護(hù)器構(gòu)成和功能

1 智能電動機(jī)保護(hù)器的構(gòu)成

智能電動機(jī)保護(hù)器主要由兩個部分組成，一個主體模塊，一個顯示模塊。其中，主要包括電源模塊，數(shù)字信號處理模塊，開關(guān)量輸入輸出模塊，模擬量采集模塊，通訊模塊等；顯示模塊主要對操作參數(shù)進(jìn)行顯示，并對其進(jìn)行保護(hù)設(shè)定。當(dāng)主機(jī)與顯示器組合成一個整體時，被稱為一個整體的智能馬達(dá)保護(hù)裝置；如果單獨(dú)使用，又叫分體智能電機(jī)保護(hù)裝置。部分智能電動機(jī)保護(hù)器的測量模塊也獨(dú)立于本體之外。

2智能電動機(jī)保護(hù)器的功能

智能電動機(jī)保護(hù)器是利用微處理器對電機(jī)回路的電流、電壓信號進(jìn)行采集、處理，并依據(jù)遙控指令或就地控制指令來決定電機(jī)的啟動或停止。盡管不同品牌的產(chǎn)品名稱、型號存在差異，但是它們的核心功能基本上都是相同的，具體如下：

1)保護(hù)功能。包括過載、斷相、堵轉(zhuǎn)、啟動超時、單相接地、短路、外部故障、欠電流、欠電壓、過電壓保護(hù)和溫度保護(hù)等。

2)測量功能。可測量相電流、相電壓、線電壓、零序電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率和相位角等。

3)計(jì)量功能。可計(jì)量有功電度和無功電度。

4)控制功能。具有多路數(shù)字量輸出口，可實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的直接起動、雙向動、雙速啟動和星三角降壓啟動等。

5)管理功能。包括電動機(jī)累計(jì)運(yùn)行時間記錄，電動機(jī)累計(jì)起動次數(shù)和起動時間記錄、故障動作記錄和電動機(jī)起動報(bào)告。

6)信息采集功能。具備多路數(shù)字量輸入接口和模擬量輸入接口，可采集電動機(jī)相關(guān)的各種電氣狀態(tài)數(shù)字信號(斷路器狀態(tài)、接觸器狀態(tài)以及控制命令)和電動機(jī)繞組測溫模擬信號。

7)通信功能。可配備多種通信接口，如Modbus、Profibus-DP、DeviceNet和Ethnet-IP等，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的起、停控制和狀態(tài)量的反饋。

2 智能電動機(jī)保護(hù)器的合理選型

在選擇智能電動機(jī)保護(hù)裝置時，應(yīng)考慮其安裝地點(diǎn)的自然環(huán)境、電磁環(huán)境及測量與控制的需要。

1)安裝位置的環(huán)境條件主要是指溫度，腐蝕程度，震動程度，風(fēng)沙，海拔高度，電磁污染。與熱繼電器的區(qū)別在于，智能馬達(dá)保護(hù)器是一種電子元件，它對工作環(huán)境的要求比較苛刻，在這一點(diǎn)上要格外注意。

2)控制電壓。根據(jù)系統(tǒng)的控制電壓選擇適配的智能電動機(jī)保護(hù)器，部分廠家的電動機(jī)保護(hù)器僅提供24VDC的電源輸入接口。

3)測控保護(hù)需求。應(yīng)依據(jù)電機(jī)的種類、特性、功率大小及重要性，來確定其所需的檢測與保護(hù)。

4)控制需求。以工藝的操作需求為基礎(chǔ)，確定控制需求，選擇手動、自動、就地控制或遠(yuǎn)程控制等控制模式，以及所需要的控制功能和控制點(diǎn)數(shù)，然后確定輸入、輸出端子的數(shù)量和功能是否滿足要求。

3 智能電動機(jī)保護(hù)器的應(yīng)用實(shí)例

在有色冶煉中，根據(jù)工藝需求和客戶需求，智能電動機(jī)保護(hù)器的主要應(yīng)用模式有保護(hù)模式、端子控制模式、全通信模式和半通信模式。

1保護(hù)模式

在保護(hù)模式下，智能電動機(jī)保護(hù)器只利用其自身的保護(hù)功能和測量功能，并不參與外部控制，與原來熱繼電器的作用相同。

2端子控制模式

在端子控制方式下，智能電動機(jī)保護(hù)器通過自身的開關(guān)量輸入端子采集外部控制命令，進(jìn)而對其開關(guān)量輸出電動機(jī)的起、停或正反轉(zhuǎn)等進(jìn)行控制，具體接線如圖2所示。

這種模式下，智能馬達(dá)保護(hù)器同時具有保護(hù)與控制兩種功能，與上述保護(hù)方式相比，優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)⒅悄荞R達(dá)保護(hù)器的控制功能發(fā)揮到最大，但是與保護(hù)方式相同，其遠(yuǎn)端 DCS的控制線依然是硬線。

3全通信模式

在完全通訊方式下，在現(xiàn)場控制過程中，智能電機(jī)保護(hù)裝置僅起到保護(hù)的作用，并不直接參與到控制過程中，與保護(hù)方式相同；遠(yuǎn)程 DCS利用通訊線對智能保護(hù)裝置進(jìn)行控制，輸出電機(jī)的起停或正向、反向指令。該方式具有兩大優(yōu)點(diǎn)：一是確保了現(xiàn)場監(jiān)控的獨(dú)立性，最大限度地避免了因通訊監(jiān)控而引起的危險(xiǎn)，從而提高了系統(tǒng)的安全性；二是極大地降低了線纜的用量，降低了布線的工作量。

4半通信模式

半導(dǎo)通方式是一種中間狀態(tài)，它在保護(hù)方式與通達(dá)方式之間的一種中間狀態(tài)。其應(yīng)用背景是：客戶對智能電動機(jī)保護(hù)器缺乏信心，擔(dān)心因通信不可靠造成電機(jī)的起、停不受控制，進(jìn)而影響生產(chǎn)或造成安全事故，所以遠(yuǎn)程的控制信號仍以硬線方式傳輸。但這也為以后切換到完全通訊模式留下了一個界面，便于以后的升級。

4 ARD系列電動機(jī)保護(hù)器產(chǎn)品選型介紹

ARD智能電動機(jī)保護(hù)器適用于額定電壓至660V的低壓電動機(jī)回路，集保護(hù)、測量、控制、通訊、運(yùn)維于一體。其完善的保護(hù)功能確保電動機(jī)安全運(yùn)行，帶有邏輯可編程功能，可以滿足多種控制方式。該產(chǎn)品采用分體式結(jié)構(gòu)，由主體、顯示單元、互感器組成，可適應(yīng)各種柜體的安裝。可選配不同通訊模塊適應(yīng)現(xiàn)場通訊需求。

1功能特點(diǎn)

■支持基波和全波電力參數(shù)測量（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），電流及電流不平衡度、電流正序、負(fù)序、零序分量、電壓、三相電壓相角、剩余電流。

■保護(hù)功能包括過載反時限、過載定時限、接地、起動超時、漏電、欠載、斷相、堵轉(zhuǎn)、阻塞、短路、溢出、不平衡(電流、電壓)、過功率、欠功率、過壓、欠壓、相序、溫度、tE時間、外部故障、起動次數(shù)限制、運(yùn)行時間報(bào)警、故障次數(shù)報(bào)警。

■9路可編程DI輸入，默認(rèn)采用內(nèi)置DC24V電源，也可選擇外部有源濕接點(diǎn)。

■5路可編程DO輸出，滿足直接起動，星—三角起動，自耦變壓器起動，等多種起動方式，可通過通訊總線實(shí)現(xiàn)主站對電動機(jī)的遙控“起/停”。

■可選抗晃電功能：支持晃電立即再啟動、失壓重起動。

■可選配MODBUS_RTU通訊、PROFIBUSDP通訊，支持最多2路通訊接口。

■可選配1路DC4-20mA模擬量輸出接口，與DCS系統(tǒng)相接，可實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控。

■具有故障記錄、起動記錄、停車記錄、DI變位記錄和再起動記錄等各類事件記錄。

■顯示界面液晶顯示，支持中/英文切換。

2、產(chǎn)品選型

智能電動機(jī)保護(hù)器替代傳統(tǒng)熱繼電器是大勢所趨，將智能電機(jī)保護(hù)裝置以總線通訊的形式組成網(wǎng)絡(luò)，以遠(yuǎn)程檢測、遠(yuǎn)程控制為目的，是智能配電網(wǎng)、智能化廠房的重要發(fā)展方向。要想讓智能馬達(dá)保護(hù)器更好地使用與推廣，就必須要讓工程設(shè)計(jì)人員與設(shè)備制造商緊密合作，并針對存在的問題，給出更好的解決方法

審核編輯 黃宇