E3 Plus的智能特点及其网络化控制的实现

2010-11-07杨树兴锦州市机电工程学校121013

中国科技信息 2010年11期

关键词：电动机继电器电机

杨树兴锦州市机电工程学校 121013

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分析了E3 plus电机过载继电器在电机保护和控制方面所具有的智能化特点和较强的通信能力，并提出了实现E3 plus电机过载继电器网络化控制的一般方法。

E3 Plus;电机过载继电器; 脱扣保护; 预警; 网络控制

引言

在现代化工业生产过程中，各种设备构成了一个复杂而又统一的系统，设备的运行做到可靠、连续、有序是其基本的要求。在这个过程中，电动机作为最主要的拖动设备，发挥着极其重要的作用，同时，机械设备的各种故障都会在运行的电动机上反映出来。通过对电动机的相关参数的监测来实现对生产设备故障的预警、诊断，同时完成对电动机的保护和控制，对于现代化工业生产过程有着重要意义。

随着科学技术的进步，电机保护智能化、监控信息网络化、控制过程微机化逐步成为了可能。由罗克韦尔自动化A—B公司生产的E3 plus是一种基于微处理器的智能化、电子式过载继电器，用于对0.4～5000A额定电流的鼠笼式感应电机提供保护，具有单相和三相两种运行模式。与相应的接触器配合使用，完成对电机的通断控制和保护。由于E3 plus电机过载继电器的强大功能，使生产设备的维护进入了智能化时代。

1 E3 plus电机过载继电器的基本功能

1.1 脱扣保护及报警功能

E3 plus电机过载继电器具有过载、缺相、接地故障、失速、堵转、欠载、过热（P T C热敏电阻）、电流不平衡、通讯故障、通讯空闲等10项脱扣保护功能，还具有过载、接地故障、堵转、欠载、过热（P T C热敏电阻）、电流不平衡、通讯故障、通讯空闲等8项报警功能。脱扣保护和报警功能的启用或禁止可以通过对相关参数的设置来完成。

1.2 预警功能

一般的继电器只提供脱扣保护，当电动机满足脱扣条件时，继电器脱扣，设备停止运行，没有任何提醒，会给生产带来突发停顿。而E3 Plus电机过载继电器具有预警保护功能，它可以在设备故障形成的过程中进行报警。用户可以根据实际需要设置报警标准。一般情况下，预警标准低于脱扣标准。例如，继电器的满载电流设置为电动机的额定电流，当电动机的实际电流达到脱扣标准，即1.2倍额定电流时，继电器脱扣。对于E3 Plus电机过载继电器，当电动机出现故障趋势时，实际电流低于脱扣电流，智能继电器将发出报警，可以有效降低故障的影响，保证生产的连续性。

1.3 网络通信功能

E 3 P l u s电机过载继电器是基于DeviceNet网络的产品，并由DeviceNet提供电源，用户可以通过DeviceNet网络和上位机（微机）实现参数的设置、实时监控和数据分析等功能，对电动机可能出现的故障预警进行快速应对，确保生产顺利进行。

开放设备网DeviceNet是一种低成本的通信网络.它将工业设备(限位开关、光电传感器、阀组、电动机启动器、条形码读取器、变频器等.)连接到网络，从而消除了昂贵的硬接线成本。直接互联性改善了设备间的通信，同时提供了相当重要的设备级诊断功能，这是通过硬接线I／O接口很难实现的。

2 现场状态下对E3 Plus电机过载继电器的监控与复位

2.1 LED状态指示灯

图1

为了方便在生产现场维护人员对E3 P l u s电机过载继电器的状态进行监控，E3 Plus设置了LED状态指示灯。脱扣/报警（TRIP/WARN）指示灯有红、黄两种颜色，可以根据现场LED灯的实际闪烁情况与闪烁代码进行比对，从而判定具体的报警或脱扣情况。网络状态（NETWORK STATUS）指示灯用于显示E3 Plus电机过载继电器与DeviceNet网络的连接状态。输出端子状态（OUT A和OUT B）指示灯用于显示输出端子的状态。输入端子状态（IN 1…4）指示灯用于显示用户设备接触器的闭合情况。

2.2 手动复位

E3 Plus电机过载继电器设置了手动复位功能，以方便现场检修人员对其复位，除热脱扣后的复位可以手动复位或自动复位外，其它的复位都是手动复位。自动复位功能可以通过对E3 Plus的有关参数进行设定来实现。

3 网络状态下E3 Plus电机过载继电器的集约化监控

在DeviceNet网络环境下，E3 Plus电机过载继电器的上位机可以对多个E3 P l u s电机过载继电器进行集约化监控，并实现人机对话，降低了人工成本，减轻了工作强度。

3.1 网络状态下对E3 Plus电机过载继电器的监测

在DeviceNet网络环境下，多个E3 Plus电机过载继电器的状态数据可以分别在微机的屏幕上显示出来，用户可以实时监测到电动机的单相电流、平均电流、热容量百分比、不平衡电流百分比、接地故障电流等电流监视参数和设备状态、脱扣与报警状态、距离脱扣时间、距离脱扣后重新启动时间、最近的5次脱扣原因记录等诊断参数。用户还可以监测到网络通信的状态以及继电器输入／输出端子的状态。

3.2 网络状态下对E3 Plus电机过载继电器的控制

E3 Plus电机过载继电器的在线控制功能主要体现在对以下参数组的设置上。a:过载设置参数组的参数可以决定:电机单相或三相运行模式；满载电流值的设定；热脱扣后的复位是手动还是自动等。b:高级设置参数组的参数可以决定启动还是禁止各项脱扣保护功能，以及各项脱扣保护的抑制、延时、级别的设定等。c: DeviceNet设置参数组的参数可以决定，当该参数置于“启动”状态时，E3 Plus电机过载继电器可以根据所连接的DeviceNet网络的通讯速率自动设置成它的通讯速率，使之保持一致。d:复位/锁定设置参数组的参数可以决定脱扣复位；编程锁定；恢复出厂缺省设置状态等。通过以上参数的设置的改变，可以实现微机对多个E3 Plus电机过载继电器的控制。

4 网络化监控的一般化实现

网络技术已经成为一种很成熟的技术，E3 Plus电机过载继电器又具有较强的网络通信能力，因此建立以E3 Plus电机过载继电器为控制单元的DeviceNet网络是很容易实现的。由于实际应用场合的不同，DeviceNet网络的组成可能有一些差别，本文提出的是一般化DeviceNet网络的监控网络，见图1。

4.1 硬件方面

建立了以E3 Plus电机过载继电器为控制单元的DeviceNet网络，多个E3 Plus工作站通过DeviceNet总线连接到PLC。在PLC中加装了一块转换卡进行中间转换，实现以太网和DeviceNet的通信，然后再通过交换机连接到微机，实现人机对话功能。因此控制网络实现了对多台电动机启动、停止的远程监控。