浅谈智能马达控制中心MCC在冶金行业的应用

 

摘要：分析智能马达控制中心MCC的特点和构成，网络架构，智能器件以及软件。通过案例介绍了智能MCC在冶金行业转炉系统的应用。

关键词：马达控制中心；自动控制；智能器件；网络架构。

 

1 引言

电机控制中心(motor control center，MCC)产品在工业生产中发挥着其重要的作用，可以集成各种电机控制和过程监控设备。在传统的MCC产品应用中，控制系统主要是通过硬接线来实现与MCC的信息的传输，接线非常复杂，同时传输的信息也其有限。

随着网络技术和智能化器件的发展，诞生了将硬件、软件、网络三者紧密地集成在一起的新型的智能马达控制中心(iMCC)。其特点为：(1)含有内置的通信网络；(2)各单元含有具有网络通信功能的智能化器件；(3)含有MCC专用的监控软件；(4)与控制系统通过网络，而不是硬接线传输信息。

 

2智能马达控制中心MCC

2.1 NetLinx技术

NetLinx(图1)是个开放的网络体系结构包括：

(1) DeviceNet适用于相对少量的数据通信的简单智能设备，减少硬接线，降低接线安装成本。

(2) ControlNet适用于中量的数据通信，较高的确定性和/或冗余。

(3) EtherNet用于工厂级管理信息通信，特点是信息量大，传输速率高。

 

图1 NetLinx三层网络结构

2.2点分析

智能MCC以减少设计、安装和文档编制时间的形式实现了可观的成本节约。节省经费的原因是对电缆的需求大大减少，包括电缆支架和接口设备，例如终端箱、控制系统I/O模块和插入继电器。事实上，与传统的MCC安装相比，智能MCC用户报告的安装成本降低了15％。用户通过改进诊断实现额外的成本节约，这有助于更快地进行故障排除。

如果没有智能电机控制、预配置的MCC软件以及允许技术人员收集数据和配置设备的网络体系结构，工程N41"J将被迫使用反复试验的方法。有了所有这些特性，工程师们花了几分钟的时间来解决每个问题，而不是几个小时。 

3案例分析

3.1项目背景

案例兴澄特钢的转炉系统，水处理系统，RH系统的主要机械设备和设施均从国外进口，对相应的控制设备的要求也很高。合适的MCC成为项目成败的关键。

3.2智能MCC在兴澄特钢的应用

智能MCC在兴澄特钢的转炉系统，水处理系统，RH系统都到了应用。图2为智能MCC的网络拓扑图。系统特点：智能电机控制中心在柜体结构中内置设备网通信电缆，并贯穿整个电机控制中心组，每个柜体中预留6个设备网接口用于垂直槽。设备网通信电缆用于传输控制数据，减少了PLC I/O模块和硬接线的数量。

 

图2转炉系统MCC的网络系统

本系统中有两种智能MCC接口模块：DSA模块和E3 PLUS模块用于马达的直接起动。 

4.安科瑞智能电动机保护器介绍

4.1产品介绍

智能电动机保护器(以下简称保护器)，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。保护器能对电动机运行过程中出现的过载、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保护，并设有SOE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。本保护器具有RS485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

技术参数		技术指标
		ARD2(L)	ARD2F	ARD3
辅助电源	电压	AC85V~265V/DC100V~350V
	功耗	≤7VA	≤15VA
额定工作电压		AC380V/AC660V，50Hz/60Hz
额定工作电流		1A（0.1～9999）
		5A（0.1～9999）
		1.6A（0.4A～1.6A）
		6.3A（1.6A～6.3A）
		25A（6.3A～25A）
		100A（25A～100A）
		250A（63A～250A）
		800A（250A～800A）
继电器输出触点容量		AC250V/3A；DC30V/3A	AC250V/6A
开关量输入		2路	9路
环境		工作温度：-10oC～55oC
		贮存温度：-20oC～65oC
		相对湿度：5﹪～95﹪不结露
		海拔高度：≤2000m
污染等级		2
防护等级		IP20	主体IP20,显示单元IP45
安装类别		III级

 

5.结束语

随着智能设备的成本不断下降，智能MCC为控制系统提供了一个利用先进技术中获益的好机会，包括改善诊断、提高系统可靠性、设计灵活性和简化布线。虽然稳定、可靠的设计对于帮助控制故障和减少停机时间至关重要，但同样重要的是当今智能MCC的设备级网络功能。智能MCC技术已经发展到既实用又经济地利用网络化智能电机控制设备的地步。这种技术为高级监视、控制和诊断提供了扩展的机会，为用户提供了重要的新信息，以防止或减少停机时间。

由于大多数信息可以远程获取，因此智能MCC可以通过减少启动和故障排除过程中暴露在危险电压下来帮助提高安全性。在这个注重减少开支的时代，成本是实施这项新技术的真正动力。

综合上述点，智能MCC将成为未来MCC项目的重要任务。

 

参考文献

[1] 郭宏，于凯平．电机控制中心综述[J]．电气传动，2006(03)：8-10+59．

[2] 张焱．智能MCC系统工程设计方法在造纸中的应用[D]．陕西：陕西科技大学，2014．

[3] 赵伟．智能马达控制中心MCC在冶金行业的应用

[4] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版