摘 要：文章介紹了基于ProfiBus協(xié)議的智能馬達(dá)保護(hù)器在800xA DCS系統(tǒng)其馬達(dá)控制庫(kù)的設(shè)計(jì)原理、功能、使用，以及針對(duì)在實(shí)際工業(yè)背景下使用不同品牌的智能馬達(dá)保護(hù)器，因其ProfiBus數(shù)據(jù)通訊位的不同，通常不能共用同一馬達(dá)控制庫(kù)提出解決的方法。

關(guān)鍵詞：智能馬達(dá)保護(hù)器；馬達(dá)控制庫(kù)；PROFIBUS-DP；ABB 800xA集散控制系統(tǒng)

引言

隨著工業(yè)領(lǐng)域?qū)ψ詣?dòng)化控制水平的要求不斷提高，由智能MCC與集散控制系統(tǒng)構(gòu)成的控制結(jié)構(gòu)，因其網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化、開(kāi)放式的特點(diǎn)，及網(wǎng)絡(luò)結(jié)簡(jiǎn)單、可靠等特性，已被廣泛的應(yīng)用。馬達(dá)控制庫(kù)作為集散控制系統(tǒng)重要的功能函數(shù)庫(kù)，是否合理利用直接關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。由于不同品牌的智能馬達(dá)保護(hù)器的ProfiBus數(shù)據(jù)通訊位不同，每一類(lèi)型的馬達(dá)保護(hù)器通常要使用其相應(yīng)馬達(dá)庫(kù)模塊，不能混用，但如果對(duì)每一類(lèi)型的馬達(dá)保護(hù)器都開(kāi)發(fā)一馬達(dá)控制庫(kù)，這不僅編程工作量大，同時(shí)也不利于系統(tǒng)資源合理利用。在某大型漿廠，其自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用ABB 800xA DCS系統(tǒng)，MCC（Motor Control Center）的低壓恒速電機(jī)采用智能型電機(jī)管理系統(tǒng)控制，智能馬達(dá)保護(hù)器設(shè)備使用國(guó)外著名品牌SIEMENS、ABB、Schneider，還有金智、中電等國(guó)產(chǎn)品牌的產(chǎn)品。作者有幸參與了該廠部分車(chē)間的電氣、自動(dòng)控制系統(tǒng)工程的建設(shè)調(diào)試工作，下面根據(jù)工程實(shí)際的案例，介紹一下基于ProfiBus協(xié)議的馬達(dá)保護(hù)器其控制庫(kù)在ABB 800xA DCS系統(tǒng)的應(yīng)用，以及不同品牌的智能馬達(dá)保護(hù)器使用同一馬達(dá)控制庫(kù)的方法。

1 簡(jiǎn)介

1.1 智能馬達(dá)保護(hù)器單元

智能馬達(dá)保護(hù)器，它適用于額定電壓至AC 690V、額定電流至AC 800A、額定頻率為50/60Hz的電動(dòng)機(jī)，用于在低壓性能范圍內(nèi)的恒速電機(jī)控制，它優(yōu)化了DCS或PLC和電機(jī)起動(dòng)器之間的連接，提高了設(shè)備可用性，使系統(tǒng)的起動(dòng)、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用大大降低。由于其產(chǎn)品體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，在低壓控制終端柜的各種抽屜柜中可直接安裝使用，自動(dòng)化程度高，控制回路穩(wěn)定可靠，一般有如下特性：（1）獨(dú)立于自動(dòng)化系統(tǒng)的多功能、固態(tài)全電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)。（2）靈活的軟件取代了硬件對(duì)電機(jī)的控制。（3）詳細(xì)的運(yùn)行、維修和診斷數(shù)據(jù)。（4）通過(guò) PROFIBUS 協(xié)議實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的、開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)通訊

1.2 馬達(dá)控制庫(kù)

馬達(dá)控制庫(kù)的設(shè)計(jì)是出于對(duì)不同工藝特殊要求的馬達(dá)控制，將復(fù)雜的程序集成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的塊，這庫(kù)模塊可隨調(diào)隨用，組態(tài)及連接簡(jiǎn)單方便，同時(shí)具備了很多可選及擴(kuò)展的能力，這樣可增加在實(shí)際運(yùn)用的適應(yīng)能力，目前廣泛用于工業(yè)控制系統(tǒng)。馬達(dá)控制庫(kù)主要由功能塊和操作人機(jī)畫(huà)面兩部分組成，其功能結(jié)構(gòu)如圖1所示，在ABB 800xA系統(tǒng)使用的智能馬達(dá)控制庫(kù)功能塊和非智能馬達(dá)控制庫(kù)，除了數(shù)據(jù)接口不同，其他功能塊基本一樣，通常由多個(gè)子程序組成，都可以完成各種復(fù)雜運(yùn)算、控制、監(jiān)視、記錄、趨勢(shì)等功能的要求。 顯示面板主要用于顯示標(biāo)簽名、設(shè)備描述等信息和操作改變手動(dòng)（M）和自動(dòng)（A）工作等控制模式。通常使用馬達(dá)控制庫(kù)模塊就可完成馬達(dá)控制及連鎖功能而不需借助其他功能塊，以西門(mén)子馬達(dá)控制庫(kù)為例，其庫(kù)功能塊如圖2所示。該庫(kù)模塊共有Jog、Local、Manual、External 1、External 2、Test、Panel控制模式，所有的控制模式均能從DCS控制中心的操作站進(jìn)行操作切換，另外，Local和Test模式的操作也可以在MCC盤(pán)柜面板進(jìn)行，馬達(dá)功能模塊的操作命令與不同的控制模式之間的關(guān)系如圖3所示。

2 硬件組態(tài)與庫(kù)模塊調(diào)用

打開(kāi)CBM（Control Buider M Professional）在相應(yīng)的程序編輯欄中插入馬達(dá)控制庫(kù)模塊，連接好Profibus控制、狀態(tài)字變量和Profibus_UnitStatus變量（圖4），連接硬件通道變量（圖5）及硬件狀態(tài)變量后將程序下載到控制器，然后在Online狀態(tài)下鼠標(biāo)右鍵馬達(dá)模塊打開(kāi)Interaction Window添加名字、描述以及定義電機(jī)電流等參數(shù)。

3 不同品牌的馬達(dá)保護(hù)器共用同一馬達(dá)庫(kù)的處理方法

在DCS系統(tǒng)中，每一類(lèi)型的馬達(dá)保護(hù)器通常要開(kāi)發(fā)其對(duì)應(yīng)的馬達(dá)控制庫(kù)，因?yàn)椴煌放频闹悄荞R達(dá)保護(hù)器，其ProfiBus數(shù)據(jù)接口的通訊位是不同的，所以不能直接共用。但如果對(duì)每一類(lèi)型的馬達(dá)保護(hù)器，特別是數(shù)量較少的特殊馬達(dá)都開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)的馬達(dá)控制庫(kù)，這不僅程序開(kāi)發(fā)費(fèi)用昂貴，同時(shí)也不利于系統(tǒng)資源合理利用。針對(duì)ProfiBus數(shù)據(jù)接口的通訊位的不同，可以通過(guò)修改馬達(dá)保護(hù)器GSD文件的通訊位，或在程序增加通訊接口數(shù)位糾改的辦法解決。例如在DCS系統(tǒng)新增的金智馬達(dá)保護(hù)器LPC要使用系統(tǒng)現(xiàn)有的西門(mén)子SIMOCODE庫(kù)模塊，方法一：將金智馬達(dá)保護(hù)器LPC的GSD文件ProfiBus數(shù)據(jù)位修改與西門(mén)子SIMOCODE的一致后，接下來(lái)的連接，按標(biāo)題2的步驟即可。

方法二：增加通訊接口數(shù)位糾改的輸入、輸出功能庫(kù)模塊，如圖6所示，將金智馬達(dá)保護(hù)器的通訊數(shù)位轉(zhuǎn)換成與西門(mén)子SIMOCODE的一致。然后在硬件通道需連接使用接口數(shù)據(jù)糾位輸入、輸出功能模塊上的ProfiBus變量即可，如圖7所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)某大型工廠已成功的案例，馬達(dá)控制中心（MCC）采用智能型電機(jī)管理單元與集散控制系統(tǒng)（DCS）系統(tǒng)配套使用，可以減少馬達(dá)控制中心的體積，提高自動(dòng)化水平。馬達(dá)控制庫(kù)的使用推廣完善了MCC信息實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)現(xiàn)電機(jī)設(shè)備故障預(yù)報(bào)警、減少了故障停車(chē)及異常處理時(shí)間。另外，解決DCS控制系統(tǒng)中馬達(dá)控制庫(kù)通用性的問(wèn)題，可方便MCC設(shè)備的合理選型，降低項(xiàng)目的綜合投資成本。

參考文獻(xiàn)

[1]Industrial IT 800xA- System.Configuration，System Version 4.1 ， Edition 2005 by ABB.

[2]Getting Started SIMOCODE-DP， Edition 12/2004 by SIEMENS（China）.

[3]西門(mén)子（中國(guó)）有限公司.自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).SIMOCODE Pro 系統(tǒng)手冊(cè)[S].2006.

[4]多功能 SIMOCODE pro 電機(jī)管理系統(tǒng)，Siemens LV 1 2009[Z].

作者簡(jiǎn)介：陳巨喜（1979，4-），男，助理工程師，二級(jí)建造師（機(jī)電工程），研究方向：電氣工程及自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)及維護(hù)工作。