羅克韋爾E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器在選煤廠集中控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

曹娜+汪海濤

摘 要 在現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域，智能電機(jī)綜合保護(hù)器對受控設(shè)備電機(jī)能提供傳統(tǒng)繼電器所具備的各種保護(hù)功能，同時(shí)能提供設(shè)備電機(jī)電流監(jiān)測、狀態(tài)監(jiān)測、啟?？刂啤⒕W(wǎng)絡(luò)通信等智能功能。文章對羅克韋爾E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器的功能及特點(diǎn)在選煤廠集中控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析和論述。E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器在選煤廠集中控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，將大大提高選煤廠的生產(chǎn)效率，降低維護(hù)成本，為實(shí)現(xiàn)真正的“數(shù)字化”選煤廠奠定了良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 E3 Plus；智能；選煤廠；控制系統(tǒng)

中圖分類號：TM58 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0072-02

在選煤廠集中控制系統(tǒng)中，對受控工藝設(shè)備電機(jī)的保護(hù)、控制和通訊是非常重要的。通過對控制設(shè)備、電動機(jī)保護(hù)設(shè)備以及通訊網(wǎng)絡(luò)的不斷優(yōu)化和改進(jìn)，提高其功能性和安全可靠性，從而提高選煤廠集中控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率和系統(tǒng)安全，降低選煤廠的生產(chǎn)運(yùn)行成本和后期維護(hù)成本。

目前，在電動機(jī)配電一次回路中加裝斷路器和熱繼電器，分別起到短路保護(hù)和過載保護(hù)功能。在二次控制回路中，斷路器輔助接點(diǎn)和熱繼電器輔助接點(diǎn)采用硬接線的方式分別接入選煤廠集中控制系統(tǒng)PLC控制站，作為短路故障和過載故障報(bào)警信號。同時(shí)接觸器輔助接點(diǎn)也采用硬接線的方式接入選煤廠集中控制系統(tǒng)PLC控制站，作為設(shè)備運(yùn)行信號。

采用傳統(tǒng)的熱繼電器只能對受控設(shè)備電機(jī)提供最基本的過載保護(hù)功能，過載故障信號可在上位系統(tǒng)操作員終端上顯示。因選煤廠受控設(shè)備非常多，采用熱繼電器保護(hù)電機(jī)的方式，會大量占用集中控制系統(tǒng)PLC控制站I/O模塊輸入點(diǎn)；同時(shí)，熱繼電器保護(hù)電機(jī)只能提供最基本的過載保護(hù)功能，保護(hù)功能太單一。

現(xiàn)采用羅克韋爾E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器對受控設(shè)備電機(jī)進(jìn)行保護(hù)，不但具備傳統(tǒng)熱繼電器所提供的過載保護(hù)功能，同時(shí)能提供設(shè)備電機(jī)電流監(jiān)測、狀態(tài)監(jiān)測、啟?？刂啤⒕W(wǎng)絡(luò)通信等智能功能。

1 E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器的功能特點(diǎn)

E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器是一個(gè)將電子式熱繼電器、熱敏保護(hù)繼電器、堵轉(zhuǎn)/缺相/失速保護(hù)繼電器、接地保護(hù)繼電器、I/O模塊、通信模塊等全部功能整合在一起的智能型電機(jī)綜合保護(hù)器。

其主要功能特點(diǎn)如下。

1.1 多種保護(hù)功能

E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器具有過載保護(hù)脫扣/報(bào)警，過載診斷、非易失熱容量記憶、缺相保護(hù)脫扣/報(bào)警、接地故障保護(hù)脫扣/報(bào)警、失速保護(hù)脫扣/報(bào)警、堵轉(zhuǎn)保護(hù)脫扣/報(bào)警、欠載保護(hù)脫扣/報(bào)警、PTC過熱保護(hù)脫扣/報(bào)警、電流不平衡脫扣/報(bào)警、通訊故障保護(hù)等多種保護(hù)功能。

1.2 電流參數(shù)監(jiān)視

E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器允許用戶通過DeviceNet網(wǎng)絡(luò)對受控設(shè)備電機(jī)的各項(xiàng)電流參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，包括：每相電流、平均電流、已使用電機(jī)熱容量百分比、電流不平衡百分比、接地故障電流等信息。

1.3 保護(hù)電流范圍寬

采用內(nèi)置電流互感器時(shí)，E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器保護(hù)電流范圍為0.4～830A；采用外置電流互感器時(shí)，E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器保護(hù)電流范圍為0.4～5000A。

1.4 自動/手動復(fù)位

用戶可對E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器設(shè)置出現(xiàn)過載脫扣或過熱脫扣時(shí)的復(fù)位模式：自動模式或手動模式。

1.5 網(wǎng)絡(luò)通訊功能

E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器在網(wǎng)絡(luò)通訊上采用的是國際標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)現(xiàn)場總線—DeviceNet網(wǎng)絡(luò)。通過DeviceNet網(wǎng)絡(luò)可將保護(hù)器所有的保護(hù)參數(shù)、診斷參數(shù)和電流監(jiān)測參數(shù)實(shí)時(shí)上傳至選煤廠集中控制系統(tǒng)PLC控制站。

1.6 控制功能

E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器集成4個(gè)輸入端子和2個(gè)輸出端子，提供多種輸入、輸出組合對象供用戶使用。輸入端子可用于采集所保護(hù)設(shè)備的斷路器狀態(tài)和接觸器運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)，輸出端子可用于所保護(hù)設(shè)備的遠(yuǎn)程啟?？刂?。

1.7 DeviceNet網(wǎng)絡(luò)兼容性

E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器第二類從屬類型設(shè)備，支持I/O輪詢報(bào)文，支持I/O狀態(tài)改變和周期性報(bào)文，支持顯示報(bào)文，對網(wǎng)絡(luò)通訊速率可自動識別。

2 采用E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器的優(yōu)勢

當(dāng)選煤廠集中控制系統(tǒng)采用E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器對受控設(shè)備電機(jī)進(jìn)行保護(hù)，具有以下性能優(yōu)勢。

2.1 設(shè)備故障預(yù)報(bào)警

對E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器事先設(shè)定故障預(yù)報(bào)警，可在受保護(hù)設(shè)備發(fā)生故障脫扣前提供相應(yīng)的預(yù)報(bào)警；并在設(shè)備停機(jī)前，通過采取相應(yīng)的措施來解決引起報(bào)警的原因，從而避免選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)停機(jī)，大大減少嚴(yán)重故障發(fā)生。

2.2 ADR自動設(shè)備更換功能

E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器具有ADR自動設(shè)備更換功能，當(dāng)E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器發(fā)生故障后，更換新的E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器后無需重新設(shè)定技術(shù)參數(shù)，原有技術(shù)參數(shù)將自動從PLC控制系統(tǒng)下載到新的E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器上，從而大量節(jié)省了人力、物力和系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間，減少經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 安裝、調(diào)試方便

E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器采用模塊化結(jié)構(gòu)安裝在配電柜內(nèi)，便于安裝施工人員安裝和接線。E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器與選煤廠集中控制系統(tǒng)PLC控制站通過DeviceNet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，PLC控制站可通過DeviceNet網(wǎng)絡(luò)對其進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試、控制、組態(tài)、診斷及遠(yuǎn)程故障復(fù)位，大大減少了調(diào)試人員現(xiàn)場調(diào)試時(shí)間

2.4 內(nèi)部集成I/O模塊，簡化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

選煤廠集中控制系統(tǒng)需配置大量的數(shù)字量I/O模塊對受控設(shè)備的斷路器狀態(tài)、接觸器運(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)器狀態(tài)、電流參數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并對受控設(shè)備進(jìn)行啟停控制。而E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器內(nèi)部集成4個(gè)輸入端子和2個(gè)輸出端子，采用DeviceNet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，代替了PLC控制系統(tǒng)的部分?jǐn)?shù)據(jù)采集和控制功能，降低了PLC控制系統(tǒng)設(shè)備的硬件成本。同時(shí)，因E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器裝于配電柜內(nèi)，使控制系統(tǒng)二次回路接線簡單，大大減少硬接線控制電纜的距離，降低了材料成本和安裝成本。

2.5 系統(tǒng)自診斷

E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器可對設(shè)備狀態(tài)、脫扣狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài)、脫扣時(shí)間等進(jìn)行自診斷，并將診斷數(shù)據(jù)通過DeviceNet網(wǎng)絡(luò)上傳至集中控制系統(tǒng)PLC控制站，為控制系統(tǒng)故障分析提供參數(shù)數(shù)據(jù)。

2.6 后期維護(hù)簡單方便

用戶需要投入大量的人力、物力、財(cái)力對選煤廠集中控制系統(tǒng)進(jìn)行后期運(yùn)維工作。若將E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器應(yīng)用到集中控制系統(tǒng)中，因其高性能和高安全可靠性，從而提高了集中控制系統(tǒng)的整體性能和系統(tǒng)安全，降低了系統(tǒng)發(fā)生故障的概率，大大減少了后期維護(hù)工作，使整個(gè)集中控制系統(tǒng)可長期安全、可靠的運(yùn)行，降低了系統(tǒng)運(yùn)維成本。

2.7 為“數(shù)字化”選煤廠奠定基礎(chǔ)

通過E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器可實(shí)時(shí)的采集到控制系統(tǒng)底層設(shè)備的設(shè)備狀態(tài)和相關(guān)電氣參數(shù)，使整個(gè)控制系統(tǒng)的數(shù)字化程度有了很大的提高，為未來實(shí)現(xiàn)“數(shù)字化”選煤廠提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)保障。

3 結(jié)束語

本文通過對羅克韋爾E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器的性能特點(diǎn)的具體分析，結(jié)合選煤廠集中控制系統(tǒng)功能技術(shù)要求，將羅克韋爾E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器應(yīng)用到選煤廠集中控制系統(tǒng)中，對受控設(shè)備電機(jī)起到保護(hù)及控制功能，具有十分深遠(yuǎn)的意義。采用E3 Plus智能電機(jī)綜合保護(hù)器改變了選煤廠集中控制的控制模式，大大提高了選煤廠生產(chǎn)效率，減少了選煤廠集中控制系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)成本，為企業(yè)帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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