楊樹興 錦州市機(jī)電工程學(xué)校 121013

E3 Plus的智能特點(diǎn)及其網(wǎng)絡(luò)化控制的實(shí)現(xiàn)

楊樹興 錦州市機(jī)電工程學(xué)校 121013

分析了E3 plus電機(jī)過載繼電器在電機(jī)保護(hù)和控制方面所具有的智能化特點(diǎn)和較強(qiáng)的通信能力，并提出了實(shí)現(xiàn)E3 plus電機(jī)過載繼電器網(wǎng)絡(luò)化控制的一般方法。

E3 Plus;電機(jī)過載繼電器; 脫扣保護(hù); 預(yù)警; 網(wǎng)絡(luò)控制

引言

在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中，各種設(shè)備構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜而又統(tǒng)一的系統(tǒng)，設(shè)備的運(yùn)行做到可靠、連續(xù)、有序是其基本的要求。在這個(gè)過程中，電動(dòng)機(jī)作為最主要的拖動(dòng)設(shè)備，發(fā)揮著極其重要的作用，同時(shí)，機(jī)械設(shè)備的各種故障都會(huì)在運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)上反映出來。通過對(duì)電動(dòng)機(jī)的相關(guān)參數(shù)的監(jiān)測(cè)來實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備故障的預(yù)警、診斷，同時(shí)完成對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)和控制，對(duì)于現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程有著重要意義。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電機(jī)保護(hù)智能化、監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)化、控制過程微機(jī)化逐步成為了可能。由羅克韋爾自動(dòng)化A—B公司生產(chǎn)的E3 plus是一種基于微處理器的智能化、電子式過載繼電器，用于對(duì)0.4～5000A額定電流的鼠籠式感應(yīng)電機(jī)提供保護(hù)，具有單相和三相兩種運(yùn)行模式。與相應(yīng)的接觸器配合使用，完成對(duì)電機(jī)的通斷控制和保護(hù)。由于E3 plus電機(jī)過載繼電器的強(qiáng)大功能，使生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)進(jìn)入了智能化時(shí)代。

1 E3 plus電機(jī)過載繼電器的基本功能

1.1 脫扣保護(hù)及報(bào)警功能

E3 plus電機(jī)過載繼電器具有過載、缺相、接地故障、失速、堵轉(zhuǎn)、欠載、過熱（P T C熱敏電阻）、電流不平衡、通訊故障、通訊空閑等10項(xiàng)脫扣保護(hù)功能，還具有過載、接地故障、堵轉(zhuǎn)、欠載、過熱（P T C熱敏電阻）、電流不平衡、通訊故障、通訊空閑等8項(xiàng)報(bào)警功能。脫扣保護(hù)和報(bào)警功能的啟用或禁止可以通過對(duì)相關(guān)參數(shù)的設(shè)置來完成。

1.2 預(yù)警功能

一般的繼電器只提供脫扣保護(hù)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)滿足脫扣條件時(shí)，繼電器脫扣，設(shè)備停止運(yùn)行，沒有任何提醒，會(huì)給生產(chǎn)帶來突發(fā)停頓。而E3 Plus電機(jī)過載繼電器具有預(yù)警保護(hù)功能，它可以在設(shè)備故障形成的過程中進(jìn)行報(bào)警。用戶可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下，預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)低于脫扣標(biāo)準(zhǔn)。例如，繼電器的滿載電流設(shè)置為電動(dòng)機(jī)的額定電流，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際電流達(dá)到脫扣標(biāo)準(zhǔn)，即1.2倍額定電流時(shí)，繼電器脫扣。對(duì)于E3 Plus電機(jī)過載繼電器，當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障趨勢(shì)時(shí)，實(shí)際電流低于脫扣電流，智能繼電器將發(fā)出報(bào)警，可以有效降低故障的影響，保證生產(chǎn)的連續(xù)性。

1.3 網(wǎng)絡(luò)通信功能

E 3 P l u s電機(jī)過載繼電器是基于DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品，并由DeviceNet提供電源，用戶可以通過DeviceNet網(wǎng)絡(luò)和上位機(jī)（微機(jī)）實(shí)現(xiàn)參數(shù)的設(shè)置、實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析等功能，對(duì)電動(dòng)機(jī)可能出現(xiàn)的故障預(yù)警進(jìn)行快速應(yīng)對(duì)，確保生產(chǎn)順利進(jìn)行。

開放設(shè)備網(wǎng)DeviceNet是一種低成本的通信網(wǎng)絡(luò).它將工業(yè)設(shè)備(限位開關(guān)、光電傳感器、閥組、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器、條形碼讀取器、變頻器等.)連接到網(wǎng)絡(luò)，從而消除了昂貴的硬接線成本。直接互聯(lián)性改善了設(shè)備間的通信，同時(shí)提供了相當(dāng)重要的設(shè)備級(jí)診斷功能，這是通過硬接線I／O接口很難實(shí)現(xiàn)的。

2 現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)下對(duì)E3 Plus電機(jī)過載繼電器的監(jiān)控與復(fù)位

2.1 LED狀態(tài)指示燈

圖1

為了方便在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員對(duì)E3 P l u s電機(jī)過載繼電器的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，E3 Plus設(shè)置了LED狀態(tài)指示燈。脫扣/報(bào)警（TRIP/WARN）指示燈有紅、黃兩種顏色，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)LED燈的實(shí)際閃爍情況與閃爍代碼進(jìn)行比對(duì)，從而判定具體的報(bào)警或脫扣情況。網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)（NETWORK STATUS）指示燈用于顯示E3 Plus電機(jī)過載繼電器與DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)。輸出端子狀態(tài)（OUT A和OUT B）指示燈用于顯示輸出端子的狀態(tài)。輸入端子狀態(tài)（IN 1…4）指示燈用于顯示用戶設(shè)備接觸器的閉合情況。

2.2 手動(dòng)復(fù)位

E3 Plus電機(jī)過載繼電器設(shè)置了手動(dòng)復(fù)位功能，以方便現(xiàn)場(chǎng)檢修人員對(duì)其復(fù)位，除熱脫扣后的復(fù)位可以手動(dòng)復(fù)位或自動(dòng)復(fù)位外，其它的復(fù)位都是手動(dòng)復(fù)位。自動(dòng)復(fù)位功能可以通過對(duì)E3 Plus的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定來實(shí)現(xiàn)。

3 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下E3 Plus電機(jī)過載繼電器的集約化監(jiān)控

在DeviceNet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，E3 Plus電機(jī)過載繼電器的上位機(jī)可以對(duì)多個(gè)E3 P l u s電機(jī)過載繼電器進(jìn)行集約化監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，降低了人工成本，減輕了工作強(qiáng)度。

3.1 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下對(duì)E3 Plus電機(jī)過載繼電器的監(jiān)測(cè)

在DeviceNet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，多個(gè)E3 Plus電機(jī)過載繼電器的狀態(tài)數(shù)據(jù)可以分別在微機(jī)的屏幕上顯示出來，用戶可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到電動(dòng)機(jī)的單相電流、平均電流、熱容量百分比、不平衡電流百分比、接地故障電流等電流監(jiān)視參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)、脫扣與報(bào)警狀態(tài)、距離脫扣時(shí)間、距離脫扣后重新啟動(dòng)時(shí)間、最近的5次脫扣原因記錄等診斷參數(shù)。用戶還可以監(jiān)測(cè)到網(wǎng)絡(luò)通信的狀態(tài)以及繼電器輸入／輸出端子的狀態(tài)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下對(duì)E3 Plus電機(jī)過載繼電器的控制

E3 Plus電機(jī)過載繼電器的在線控制功能主要體現(xiàn)在對(duì)以下參數(shù)組的設(shè)置上。a:過載設(shè)置參數(shù)組的參數(shù)可以決定:電機(jī)單相或三相運(yùn)行模式；滿載電流值的設(shè)定；熱脫扣后的復(fù)位是手動(dòng)還是自動(dòng)等。b:高級(jí)設(shè)置參數(shù)組的參數(shù)可以決定啟動(dòng)還是禁止各項(xiàng)脫扣保護(hù)功能，以及各項(xiàng)脫扣保護(hù)的抑制、延時(shí)、級(jí)別的設(shè)定等。c: DeviceNet設(shè)置參數(shù)組的參數(shù)可以決定，當(dāng)該參數(shù)置于“啟動(dòng)”狀態(tài)時(shí)，E3 Plus電機(jī)過載繼電器可以根據(jù)所連接的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的通訊速率自動(dòng)設(shè)置成它的通訊速率，使之保持一致。d:復(fù)位/鎖定設(shè)置參數(shù)組的參數(shù)可以決定脫扣復(fù)位；編程鎖定；恢復(fù)出廠缺省設(shè)置狀態(tài)等。通過以上參數(shù)的設(shè)置的改變，可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)對(duì)多個(gè)E3 Plus電機(jī)過載繼電器的控制。

4 網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控的一般化實(shí)現(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為一種很成熟的技術(shù)，E3 Plus電機(jī)過載繼電器又具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)通信能力，因此建立以E3 Plus電機(jī)過載繼電器為控制單元的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)是很容易實(shí)現(xiàn)的。由于實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合的不同，DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的組成可能有一些差別，本文提出的是一般化DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，見圖1。

4.1 硬件方面

建立了以E3 Plus電機(jī)過載繼電器為控制單元的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)，多個(gè)E3 Plus工作站通過DeviceNet總線連接到PLC。在PLC中加裝了一塊轉(zhuǎn)換卡進(jìn)行中間轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)和DeviceNet的通信，然后再通過交換機(jī)連接到微機(jī)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能。因此控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了對(duì)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、停止的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4.2 軟件方面

節(jié)點(diǎn)配置工具采用了羅克韋爾自動(dòng)化公司的RSNetworx軟件，編程軟件采用GE公司的Proficy Machine Edition，界面編輯軟件采用GE公司的iFix4.0。

結(jié)束語

E3 Plus電機(jī)過載繼電器以其優(yōu)越的性能，為電機(jī)監(jiān)測(cè)和保護(hù)的智能化提供了必要的基礎(chǔ)，特別是DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的建立，把工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)控進(jìn)行了集約化處理，快速、準(zhǔn)確，節(jié)省了人工成本，降低了工作強(qiáng)度。隨著E3 P l u s智能電機(jī)過載繼電器價(jià)格的下降，其使用范圍一定會(huì)更加廣泛。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2010.11.042

楊樹興（1963-），男。山東泰安籍，本科，現(xiàn)任錦州市機(jī)電工程學(xué)校副校長(zhǎng)。