智能MCC控制中心

工作溫度:-10℃~55℃

存儲溫度:-25℃~70℃

相對濕度:≤95%不結露

海拔高度:≤2000m

靜電抗干擾實驗 Ⅲ級(IEC61000-4-2)

輻射抗干擾試驗 Ⅲ級(IEC61000-4-3)

電快速瞬變脈沖群干擾試驗 Ⅳ級(IEC61000-4-4)

浪涌抗干擾試驗 Ⅳ級(IEC61000-4-5)

射頻傳導干擾試驗 Ⅲ級(IEC61000-4-6)

電磁場抗干擾試驗 Ⅲ級(IEC61000-4-8)

工作范圍 AC85-270V

頻率 50±5Hz，60±5Hz

功耗 <5W

2kV/1min交流有效值

適用于煤礦、石化、冶煉、電力、船舶、以及民用建筑等領域。

智能馬達MCC管理中心通過現場電動機控制及保護裝置對電動機運行進行監(jiān)測、控制與保護，并通過裝置的通訊功能結合上位機監(jiān)控系統(tǒng)，實現對電動機的智能化監(jiān)測，控制及保護。

完善的馬達保護

完善的馬達保護是對馬達運行過程中的各種運行狀況的詳細信息進行采集跟蹤，通過對故障報警、保護動作(保護脫扣)、以及動作延時時間的設定來實現及時準確的保護，保證生產的安全。同時經通訊，可以對馬達運行狀況的詳細信息在上位機上進行實時監(jiān)測，并經計算機數據處理提供管理信息。在設備可能產生重大故障前，越限報警可及時提醒管理人員進行處理，避免了不必要的停機而對正常生產造成影響，最大限度地保證設備運行的有效性。

當馬達運行參數達到預置的報警值時，保護裝置僅進行報警，不觸發(fā)脫扣;但當越限值達到預置的脫扣值時，保護裝置進入脫扣觸發(fā)延時。在預置脫扣延時時間內若設備恢復正常運行，則取消脫扣執(zhí)行;而如果超過延時時限，則保護裝置發(fā)出脫扣信號，驅動執(zhí)行元件動作，停止電機運行。在馬達控制裝置實現各項保護功能的同時，各種保護信息也由裝置生成，并經通信接口上送至計算機管理系統(tǒng)。

馬達保護的特點:

● 各種保護功能已內置在裝置中，可根據實際需要進行配置

● 通過設置軟件可輕松選擇所需的保護功能

● 可根據保護功能的特點設置為報警并延時脫扣， 只報警不脫扣或直接進入延時脫扣保護

● 通過對保護脫扣復位模式的預先設定，用戶可選擇故障保護脫扣的復位方式，不同的保護功能具有的復位方式不一樣:

n自動復位

n遠程復位

n本地復位

n本地及遠程復位

熱過載保護(TOL)

熱過載保護是通過對電動機運行中熱容量的跟蹤計算來保護電動機免于因過熱而縮短壽命或損壞。同時，熱過載保護的熱記憶功能對需要頻繁啟動電機的場合具有重要的意義。熱過載保護具有熱記憶功能，可以有效地保護馬達過熱狀態(tài)下重復起動。電動機控制器裝置模擬了電機在各種運行狀態(tài)下的熱狀態(tài)，以便最大限度地使用電機，又能保證電機的安全。熱過載保護同時考慮了電機轉子和定子的溫升，并充分考慮了三相不平衡對電機發(fā)熱的影響。當要重新起動馬達時，裝置會自動判斷馬達停止運行后的溫度是否已下降到可以重新起動的限值，是則允許重新起動馬達，否則閉鎖起動操作直至電機溫度下降到滿足重新起動的限定條件。

熱過載保護特性曲線如圖3示，通過修改電動機在冷態(tài)情況下6倍額定電流所允許的過載時間t6可調整保護動作特性。

過載保護(TOL): 保護動作特性曲線經計算模擬存儲在裝置中。脫扣值、報警值和復位值均可通過參數設置或定值修改進行調整

防爆電機EEx e熱過載保護:EEx e保護考慮了電機堵轉電流與標稱電流之比值及相應環(huán)境等級允許的最高電機溫度。這些數據由電機制造商提供可直接在裝置上設置，不需要計算

斷相保護

根據最小線電流和最大線電流的比值判斷是否啟動斷相保護。斷相保護功能應設定相關參數，如報警值、脫扣值、脫扣延時時間等。保護脫扣可為延時脫扣或瞬時脫扣。

三相不平衡保護

根據最小線電流和最大線電流的比值判斷是否啟動三相不平衡保護。該功能應設定相關參數，如報警值、脫扣值、脫扣延時時間等。保護動作可為延時脫扣或只報警不脫扣。

堵轉保護

根據最大線電流測量值和電機額定電流的比值判斷是否啟動堵轉保護，該功能應設定相關參數，如脫扣值和脫扣延時時間。保護動作為延時脫扣。

欠電壓保護

主電路電壓低于整定值時啟動低電壓保護，該功能應設定其它參數，如報警值、脫扣值、脫扣延時時間等。保護動作為延時脫扣。

自動重起動 : 在電壓突降后，按電壓重新恢復時的不同情況，電動機控制器裝置可讓電機以不同的

方式重起動。自動重起動的情況可以分為以下三種 :

-電壓在自動重合閘時間(需預先設定)之前恢復，自動重起動將立即執(zhí)行;

-電壓恢復發(fā)生在自動重合閘時間(需預先設定)過后但仍在最長欠壓時間(需預先設定)之前，電動機控制器裝置按電機順序起動執(zhí)行。即電機自動重起動將在分組順序起動延時時間(可調)過后開始。

-電壓恢復發(fā)生在最長欠壓時間(需預先設定)之后，電動機控制器裝置將不會執(zhí)行重新啟動。

電動機控制器裝置的自動重起動功能可以按「標準型」與「增強型」兩類選配。標準型即按上述情況執(zhí)行;增強型除了標準型的功能外，還完善了第四種情況 :

-若兩次發(fā)生電壓突降情況之間的間隔在1秒之內，并且每次發(fā)生的時間不超過200毫秒，電動機控制器裝置將執(zhí)行電機順序起動。即電機自動重起動將在分組順序起動延時時間(可調)過后開始。

自動重起動功能可以有效地保護瞬時電壓跌落對電機運行的干擾。

輕載保護

根據最大線電流和額定電流的比值判斷是否啟動輕載保護，同時應設定其它參數，如報警值、脫扣值、脫扣延時時間等。保護動作為延時脫扣或只報警不脫扣。

空載保護

根據最大線電流和額定電流的比值判斷是否啟動空載保護，同時應設定其它參數，如報警值、脫扣值、脫扣延時時間等。保護動作為延時脫扣或只報警不脫扣。

接地故障(漏電)保護

外加零序電流互感器，當漏電電流值超過設定的脫扣值時，則延時脫扣或瞬時脫扣。

電機熱保護(PTC)

通過對預埋于電機繞組中的PTC熱敏電阻阻值的檢測來實現保護，可超限值延時脫扣或瞬時脫扣。

起動次數限制保護

電動機起動次數限制是通過限制電動機在一定的時間間隔內的起動次數來保護電動機， 防止電動機頻繁起動。當起動次數到達預設值時，新的起動將被禁止。

1) 模塊式設計，分為主體模塊、測量模塊、開關量模塊、模擬量模塊、溫度模塊、通訊模塊、液晶模塊等7個模塊。

2) DI/DO全部支持自由編程。DI支持無源節(jié)點(弱電)或有源節(jié)點(強電)輸入，有源節(jié)點可選交流或直流供電。

3) 通訊標配2路RS-485 Modbus-RTU，1 路ProfiBus-DP可選

4) 過載、堵轉、阻塞、欠載、斷相、不平衡、PTC保護、外部故障等全面的電動機綜合保護功能。

5) 標配保護模塊，直接起動、星三角起動、自耦降壓起動、雙向起動、單繞組雙速起動、雙繞組雙速起動等多種起動方式，起動方式可現場設定。

6) 故障記錄、運行管理信息，方便查詢故障原因、電機維護管理。

7) 自起動功能，可通過附加抗晃電模塊實現抗晃電、失壓重起功能。

8) 可通過添加模擬量模塊實現2路4~20mA輸入測量和2路4~20mA變送輸出。4~20mA變送輸出對應參數可自由設定。

9) 可通過添加溫度模塊實現3路溫度測量保護，可外接傳感器類型有:PT100、PT1000、Cu50、PTC、NTC。

測量功能:電流參數、電壓、功率、相序、剩余電流(接地/漏電流)。

保護功能:過載、堵轉、阻塞、欠載、斷相、不平衡、剩余電流(接地/漏電)、溫度、外部故障、相序、過壓、欠壓、欠功率、tE時間等全面的電動機綜合保護功能。

DI輸入、DO輸出，滿足直接起動，星-三角起動，自耦變壓器起動，軟起動等多種起動方式，通過通訊總線可實現遠程主站對電動機進行實時遙控"起/停"操作。

抗晃電確保電動機運行不間斷，重起動功能在短時欠壓、失壓時用于電動機分批重起。

具有標準的RS-485通訊接口，采用Modbus- RTU通訊協議，保證了上位機通訊的快速可靠。

具有DC4-20mA模擬量輸出接口，直接與DCS系統(tǒng)相接，可實現對現場設備的監(jiān)控。

具有系統(tǒng)時鐘和8次故障記錄功能，系統(tǒng)時鐘記錄當前時間(年、月、日、時、分、秒);故障記錄功能記錄電動機發(fā)生故障的時間，總的運行時間，故障原因，發(fā)生故障時電動機的各種參數值(如三相電流、三相電壓、剩余電流、功率因數、熱容比、電機狀態(tài)等)。

可以替代各種電量表、信號燈、熱繼電器、電量變送器等常規(guī)元件，減少了柜內電纜連接及現場施工量，可靠性和綜合性價比遠高于傳統(tǒng)方案。

?在國民經濟的各領域中，如電力、石油、化工、冶金、礦山、造紙、輕工、汽車、船舶工業(yè)、交通運輸、市政建設、食品飲料、水處理、垃圾處理、制藥等，電動機得到越來越廣泛的應用。為了使電動機正常運行和可靠工作，需要對單臺電動機和一條生產線的電動機進行統(tǒng)一的控制和保護。

因此，電動機控制中心MCC(Motor Control Center)的水平也得到迅速發(fā)展。MCC指將接于交流低壓回路的電動機全套控制和保護設備，按一定規(guī)格系統(tǒng)裝配成標準化的單元組件。每臺組件控制相應規(guī)格的一臺電動機，將此標準的單元組件裝成柜體實現多臺電動機的集中控制。

智能MCC系統(tǒng)以通信的方式提供全面的管理診斷信息，使系統(tǒng)的電氣設備狀態(tài)數據透明化，實現自動采集和分析，并提供各類報表;可對能源消耗情況進行測量、統(tǒng)計、分析，為電能消耗和成本結構優(yōu)化提供依據;可為電氣人員提供詳細、明確的電氣設備運行狀況，使電氣管理維護人員通過設備運行的數據進行有計劃的設備維護和檢修工作，大大地提高設備的有效運行率，提高維護人員的工作效率，節(jié)約備品備件及保養(yǎng)維護費用，降低備件庫存及資金占用。

隨著科學技術的不斷進步 , 工業(yè)領域對自動化控制水平的要求不斷提高 ,由智能MCC構成的控制系統(tǒng)因其網絡化、系統(tǒng)化、開放式的特點，及網絡結簡單、可靠等特性，具有廣泛的應用前景。

智能 MCC是智能電動機控制中心的簡稱 ,是一種將設備網 (即 DeviceNet網) 技術、通訊技術、控制網技術溶入到傳統(tǒng)的電動機控制中心 ,將 MCC中各回路單元通過網絡與控制單元進行數據通訊 , 從而將傳統(tǒng)的 MCC升級為智能 MCC,使之成為一個設備網層面的自動控制系統(tǒng)。這種基于設備網層面的控制系統(tǒng)具有傳統(tǒng)電動機控制系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)越性。

智能 MCC自動化控制系統(tǒng)中溶入的設備網網絡具有網絡化、系統(tǒng)化、可擴展、開放式的特點 ,是一種簡單的網絡解決方案。智能電動機保護器、智能電動機控制器、拖動裝置、PLC可編程序控制器、FLEXI/ O EMBED Equation. 3 (柔性 I/ O) 及許多不同公司的產品均可接駁在設備網上進入系統(tǒng)。在提供多供貨商同類部件間的可互換性的同時 , 允許用戶通過單根電纜連接和控制 100個以上產品 , 可節(jié)省大量的控制電纜 , 減少了配線和安裝工業(yè)自動化設備的成本和時間。設備網網絡的直接互連性不僅改善了設備間的通信 , 而且同時提供了相當重要的設備級診斷功能。它具有"看到內部"和監(jiān)控每臺電動機的能力 , 如果電動機脫扣 , 則智能 MCC指示脫扣的原因:缺相、失速、過載或接地故障 ,并且能夠很方便的與控制層或管理層網絡實現連接。此外 , 智能MCC柜體結構合理 , 體積小 , 占地面積小于一般開關柜。柜體采用正面安裝 ,可靠墻安裝 ,也可背靠背雙面安裝 ,操作維護方便。

智能MCC配電系統(tǒng)的主回路配置和傳統(tǒng)MCC配置方式基本一致。智能MCC一次回路由斷路器+接觸器+馬達保護器組成。馬達保護器如M102或3UF7等。智能MCC的核心元件就是馬達保護器模件，主要用于對電機運行的控制，模件常用于對接觸器合分閘的控制。另外，智能MCC中的馬達保護器取代傳統(tǒng)的熱保護元器件，簡化控制回路，對于電機的保護有著更大的優(yōu)勢:能夠將接地故障、過流、過載、欠壓、自動重啟動、堵轉、超溫等功能集中到設備上，通過DCS網絡對智能MCC進行組態(tài)，采集MCC所有電動機運行參數，控制電機的啟停，從而可以遠方(DCS控制室)能方便的操控現場電機及監(jiān)控運行狀態(tài)。

智能MCC馬達保護器參數設置有兩種形式:采用馬達保護器配置參數軟件或HMI，在進行配置參數軟件的時候，需要通過專用數據線將電腦與保護器接口進行端口和速率設置，對電機單元的功率、電壓、電流、網絡地址、通訊速率、I/O分配、啟動方式進行一一設置，通訊速率和網絡地址設置決定MCC數據能否與上位及進行交換。另外，對帶有顯示屏數字的操作界面，能夠獲得更多的設備和系統(tǒng)的信息。對于智能MCC的配置，需要嚴格按照國家的有關規(guī)定執(zhí)行，不可隨意配置，否則會出現燒毀電機、無法保護、數據丟失等不良后果。對具有特殊的控制要求的電動機來說，應遵循特殊的配置要求。

對于在現場智能MCC的連接方面的問題，網絡工程師在實際的組態(tài)中，需要根據車間設備的分布情況，再采取相應的配置，如增加中繼器以減少信號衰減達到數據正常交換。在實際的配置中，需要將網絡電纜穿管敷設并與一次電纜分開，目的是為了減少網絡電纜的干擾，確保通訊數據不丟包。在工作站中，選用穩(wěn)定的PLC工控機，主要是為了考慮適應工業(yè)惡劣環(huán)境及工藝穩(wěn)定運行的要求。另外，在對于顯示器選擇上，主要是看是否有強磁場的存在。對于配套軟件，包括馬達保護器及PLC編程組態(tài)軟件和監(jiān)控軟件等，必須是廠家提供的正版軟件。相關軟件能夠進行MCC參數的設定，能夠進行通訊狀態(tài)修改、能夠對系統(tǒng)數據進行相關的備份及故障自診。對于監(jiān)控軟件配置上的要求是能夠實時監(jiān)控設備運行狀態(tài)，并且能夠顯示運行中設備各種參數，如電流、電壓、運行狀態(tài)、運行時間、電量報表、報警及故障原因等。上述配置步驟完成后，對智能MCC的配置就基本上完成了。下面就介紹一個智能MCC在工業(yè)中應用的實例。

傳統(tǒng)MCC工作原理及存在問題

傳統(tǒng)的MCC通過硬接線的方式，用控制電纜和信號電纜與安放MCC室的DCS系統(tǒng)的遠程的連接，DCS的控制命令和MCC的反饋信息均由電纜傳輸，每一個多根電纜)。傳統(tǒng)的MCC控制存在以下問題:

①控制和信號電纜數量巨大;

②現場需要遠程I，o柜;

⑨接線工作量大，安裝、調試周期長;

④接線點多，因此故障點多，事故原因不易查找;

⑤在增加設備回路時，須重新敷設控制和信號電纜，不易擴展:

⑥用于生產運行的管理、診斷信息少，對電氣設備的運行維護差;

⑦備件數量多，不易統(tǒng)一，占用資金大。

智能MCC系統(tǒng)的工作原理及特點

智能MCC系統(tǒng)是信息技術、傳感技術、計算機數據處理技術相結合的新型電氣自動化控制系統(tǒng)，其核心元件是帶通信功能的電機智能保護器，DCS的控制指令和電動機的相關運行信息均通過總線通信的方式進行，現場總線如Lonwbrks、PROFIBUS、Etllemet、TCP，可以根據需要配置備用通信接口(圖4)。其特點如下:

①無需DcS現場的柜，通常每根通信總線最多可控制100個電機回路

②線路接點少，抗干擾能力強，故障原因明確，便于查找排除;

③采用總線通信方式，安裝、調試周期短;

④在增加設備回路時，如系統(tǒng)允許，僅需在軟件中設置，擴展方便、靈活;

⑤運行管理信息豐富，可提供詳細的設備維護信息，可做到設備的預防性維護，最大限度

地減少設備意外故障停機時間:

⑥具有備件管理功能，備件數量少，可減少資金占用。

控制中心的設計相對于監(jiān)測站的設計開發(fā)來講較為簡單，硬件設計少，除了普通微機（或工作站、工控機）外，還需要網絡接入設備（若無線通信采用自行設計的模塊實現，則須開發(fā)專用的無線網卡插入微機主板的預留總線插槽中）?？刂浦行牡脑O計開發(fā)主要集中在應用軟件的設計開發(fā)上，一般是基于Windows和Unix等常用操作系統(tǒng)的。當前用于此類軟件開始、調試的工具較多，且功能強大，給控制中心軟件的設計帶來便利。

就軟件的實現形式而言，一般除了界面模塊外，其余各個功能模塊均可設計成動態(tài)連接庫文件（.dll）。人機接口界面模塊可以為該無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)的實際應用進行定制，以滿足用戶在界面美觀、操作方便等方面的特殊要求。

采用C/C 語言在VC 開發(fā)環(huán)境下設計這樣的系統(tǒng)軟件涉及到的技術較多，包括內存管理、網絡通信、多線程管理和數據庫編程，甚至ActiveX等。

基于微波擴頻技術及MPEG4編碼技術的無線網絡監(jiān)控，主要采用一體化無線網絡視頻服務器以及普通槍機/球機。一體化無線網絡視頻服務器集成了2.4G/5.8Ghz無線網橋，MPEG4編碼器，18dbi高增益天線。集成型設備安裝簡單，能在較短的時間內完成整個安裝施工。產品為室外防水型設備，設備傳輸距離遠，抗干擾性強，圖像清晰。適合港口、碼頭、油田、工廠、小區(qū)、建筑工地等環(huán)境復雜區(qū)域。

無線AP覆蓋型監(jiān)控解決方案主要采用無線AP以及無線網絡攝像機。無線網絡攝像機的IP網絡信號通過無線AP覆蓋的WiFi網絡傳輸至監(jiān)控中心的電腦上。監(jiān)控中心的電腦PC通過軟件來實現監(jiān)控。

CDMA無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由CDMA無線網絡視頻服務器以及普通攝像機組成。攝像機模擬信號通過CDMA視頻服務器轉換成IP數字信號后通過聯通CDMA網絡傳輸到監(jiān)控中心。監(jiān)控中心需要一臺PC以及一個固定IP地址。在監(jiān)控中心能控制前端攝像機的轉動。

模擬無線視頻監(jiān)控是一種傳統(tǒng)的無線視頻 監(jiān)控方式，由模擬視頻發(fā)射機及云臺控制信號發(fā)射機組成。屬于一對一通訊。

電力載波視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要采用電力載波技術，網絡攝像機IP 信號通過電力載波傳輸到接收端。在接收端電腦上通過軟件解碼監(jiān)控圖像。普通電力載波目前傳輸的有效距離在120～140米。該解決方案適合于大樓，別墅區(qū)域等無線監(jiān)控。

遠程監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控前端子系統(tǒng)、圖像傳輸子系統(tǒng)、中心控制子系統(tǒng)、遠程圖像用戶系統(tǒng)四部分組成。該圖像遠程監(jiān)控系統(tǒng)是一套完全基于網絡，采用B/S結構設計的數字視頻遠程監(jiān)控系統(tǒng)，是目前業(yè)內遠程監(jiān)控系統(tǒng)的最高水平。

遠程監(jiān)控前端子系統(tǒng)由網絡攝像機或普通攝像機和解碼器組成。網絡攝像機可以直接將圖像轉換為IP信號，可以不需要傳輸部分中的MPEG4/IP轉換器。按現場的需要可以在前端安裝紅外攝像機和報警設備，以滿足特殊的實驗需要。圖像傳輸子系統(tǒng)由MPEG4/IP轉換器和校園寬帶組成，也可以使用ADSL等設備與INTERNET直接連接。MPEG4/IP轉換器及將普通攝像機接收到的圖像轉換成IP數據包，利用各種網絡傳輸給服務器。這樣可以利用現有的校園寬帶網而不用鋪設視頻電纜，同時也可以使圖像的傳送不受距離的限制。

遠程監(jiān)控中心控制子系統(tǒng)由數字視頻監(jiān)控服務軟件和PC服務器組成，提供視頻圖像的遠程發(fā)布和用戶管理功能。桌面控制系統(tǒng)由用戶計算機組成，無需安裝任何軟件，只要使用瀏覽器并輸入相應的用戶名和密碼就可以訪問系統(tǒng)的各種功能。

遠程監(jiān)控系統(tǒng)的性能及特點

圖像格式及網絡流量：本系統(tǒng)采用MPEG4編碼，分辨率為在最高704×576（PAL）25幀/秒，可提供從28.8kbps的Modem到3Mbps高質量的各種質量的視頻圖像。控制功能：遠程監(jiān)控系統(tǒng)可對鏡頭進行光圈、焦距、景深距離的控制等操作。對云臺可做全方位控制。系統(tǒng)可以對云臺的上下左右的轉動進行全方位的遠程控制。

可擴展性：系統(tǒng)采用B/S方式，三層結構分布式設計，可以方便地通過部署多個視頻服務器增加系統(tǒng)支持的監(jiān)控點的數量，來對系統(tǒng)進行擴容。

可用性：實驗室網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用“B/S結構”，客戶端界面運行于Web瀏覽器，用戶可以方便地從遠程登錄系統(tǒng)，并使用系統(tǒng)的所有功能。合理的系統(tǒng)劃分，優(yōu)化的功能布局，全中文操作界面，監(jiān)控畫面靈活的鼠標控制，這一切為用戶提供強大的系統(tǒng)功能。

互操作性：系統(tǒng)提供標準的開發(fā)接口。

混水中心通過智能化比例調節(jié)溫控器來控制混水中心的運行，他可以與房間溫控器、可編程溫控器、 傳感器集中控制若干個溫控器和電熱頭一起使用。二次供熱循環(huán)水泵可以與房間的溫度控制器的聯動裝置連接，以達到水泵的起和停，使整個系統(tǒng)更智能化和個性化。