謝光遠, 肖勝亮

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司，河北 唐山 063200）

首鋼京唐鋼鐵公司二期一步MCCR生產(chǎn)線是集無頭、半無頭、全無頭三種軋制模式為一體，以優(yōu)質(zhì)、高強、薄規(guī)格產(chǎn)品為主導(dǎo)方向的多模式連鑄連軋生產(chǎn)線，前后工序銜接性強，對設(shè)備故障率要求極為苛刻。而低壓電機作為產(chǎn)線中的基礎(chǔ)設(shè)備，一旦發(fā)生故障，將對整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)造成影響。對此，該產(chǎn)線低壓電機控制系統(tǒng)選擇了ABB UMC100智能電機控制器，將其與交流接觸器、軟啟動器等配合提供了集控制、保護、檢測功能于一體的電氣自動化解決方案，快速發(fā)現(xiàn)并排除故障隱患，進一步滿足了MCCR產(chǎn)線對低壓電動機的精確保護和管理需求。

1 UMC100主要功能介紹

UMC100智能低壓電機控制器可無需建立通訊，實現(xiàn)單機運行，也可通過PROFIBUS DP/PROFINET IO、DeviceNe等現(xiàn)場總線通訊方式，將測量數(shù)據(jù)、狀態(tài)信號和參數(shù)配置等發(fā)送至PLC等上位系統(tǒng)。通訊系統(tǒng)發(fā)生故障時，UMC100的單機保護和控制功能持續(xù)工作，確保必要的功能不缺失。MCCR產(chǎn)線連鑄區(qū)和連軋區(qū)分別為意大利DANIELI公司和日本TMEIC公司的自動化控制系統(tǒng)，根據(jù)不同的配置需求，UMC100與上位系統(tǒng)的通訊在連鑄區(qū)采用PROFINET IO網(wǎng)絡(luò)，連軋區(qū)采用PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)。UMC100的主要保護功能包括三相故障檢測、過載保護、接地故障檢測和電壓保護，并配置電流限值觸發(fā)報警或跳閘保護，單一設(shè)備電流檢測范圍為0.24A至63A。另外，UMC100提供了6組數(shù)字輸入、3路繼電器輸出和1路24V輸出，可對其內(nèi)部邏輯的布爾量、計時器、計數(shù)器等功能模塊進行自由編程，實現(xiàn)直接起動、星角起動等起動模式及多種控制功能。運行過程中，可通過LED指示燈、LCD控制面板顯示運行狀態(tài)信息，并通過現(xiàn)場總線將信息傳輸至PLC等上位系統(tǒng)顯示，包括電機、總線和控制器的運行狀態(tài)，電機的起動次數(shù)、過載跳閘次數(shù)等，以便于對故障的診斷。

2 設(shè)備主要功能調(diào)試

2.1 保護功能

2.1.1 故障保護自動復(fù)位功能

該項功能主要用于在出現(xiàn)故障跳閘時，UMC100裝置是否具備自動復(fù)位合閘功能。參數(shù)“Fault autoreset”設(shè)置Off時，必須經(jīng)過人為確認后才能恢復(fù)合閘；設(shè)置為On時，當跳閘的原因消失，則自動恢復(fù)合閘。在MCCR產(chǎn)線，為確保各低壓電機的安全運行，將“Fault autoreset”參數(shù)設(shè)置為Off，并把故障信息傳輸至人機操作界面HMI，操作人員確認故障信息后，可遠程復(fù)位操作。

2.1.2 過載保護

低壓電機出現(xiàn)過載故障的原因主要為機械負荷過重或三相電壓不平衡，以往是通過熱繼電器調(diào)整過載保護參數(shù)，整定值調(diào)整范圍較大，易出現(xiàn)電機過載而保護失靈燒毀電機。如圖1所示，UMC100可根據(jù)低壓電機的熱過載曲線來設(shè)置跳閘等級為等級5、等級10、等級20、等級30或等級40等。在選擇跳閘等級時，冷態(tài)電機的跳閘曲線必須位于Ia/Ie與tE交點的下方，其中Ia表示電機運行的實際電流，Ie表示電機的額定電流，tE為電機的最大升溫時間，圖示中某功率7kW的電機，電流比Ia/Ie=7.1，電機升溫時間tE=12s，由于電機的跳閘時間比其溫升時間短， 因此選用跳閘等級5和10都可以。電機發(fā)生過載跳閘重新起動前必須充分冷卻，UMC100裝置可設(shè)置固定的冷卻時間，當冷卻時間歸零時，才能允許電機重啟，從而有效保護電機，避免電機過熱而損壞。

圖1 電機跳閘等級的選擇

2.1.3 低電流保護

UMC100還具備低電流保護功能，在MCCR產(chǎn)線，該功能用來檢測液壓、潤滑系統(tǒng)的流體泵吸入口壓力下降、冷卻器密封狀態(tài)缺失、機械軸斷裂等故障，從而降低設(shè)備的損壞程度。當電機起動后，運行電流低于限幅值并超過設(shè)定的時間時，發(fā)出報警信號或觸發(fā)跳閘。在調(diào)試中需根據(jù)設(shè)備的功能需求對下列參數(shù)進行調(diào)整：

2.2 控制功能

UMC100可以進行操作面板控制、本地控制和遠程控制。操作面板可以用來設(shè)置電機控制器的參數(shù)，控制電機的起動和停止方式， LCD 屏幕上還能顯示電機運行的實際電流、故障信息、開關(guān)量輸入和輸出、起動次數(shù)和跳閘次數(shù)等，為調(diào)試工作提供了便利。

2.2.1 直接起動模式

在直接起動控制模式中，DO0用于觸發(fā)接觸器，DI0用于接觸器的狀態(tài)監(jiān)控，DI4、DI5用于本地控制電機啟停，DO2或DO3用于故障檢測輸出。

2.2.2 星角起動模式

如果需要電機星三角轉(zhuǎn)換起動方式，則對UMC100的繼電器控制點DO0用于控制星型接觸器，DO1用于控制角形接觸器，DO2用于控制主回路接觸器，DI0用于接觸器的狀態(tài)監(jiān)控，DI4、DI5用于本地控制電機啟停，DO3用于故障檢測輸出。

2.3 網(wǎng)絡(luò)接口的配置

在MCCR產(chǎn)線軋區(qū)低壓供電系統(tǒng)中，UMC100智能低壓電機控制器與TMEIC的nv系列可編程控制器之間采用PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)通訊， UMC100側(cè)使用PDP32通訊接口，每個UMC100裝置對應(yīng)1個總線地址，禁止重復(fù)使用，UMC100安裝在MCC柜的抽屜單元中，PDP32通訊接口安裝在電纜倉中，這樣的配置使MCC抽屜單元抽出時通訊接口仍處于工作狀態(tài)。在nv系列可編程控制器側(cè)采用PA312模塊作為PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)的接口，并使用Anybus軟件對接口的狀態(tài)字等信息進行定義和設(shè)置。

3 結(jié)語

UMC100智能電機控制器有效的避免了電機的意外燒毀，降低了事故率，提高電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，為MCCR生產(chǎn)線的穩(wěn)定運行提供了保障。