基于現(xiàn)場(chǎng)總線以及OPC技術(shù)的智能化馬達(dá)控制中心

　　MNS iS是基于ABB 傳統(tǒng)抽出式緊湊型低壓開(kāi)關(guān)柜MNS 3.0 和智能化開(kāi)關(guān)柜MNS INSUM經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，于2005年推出的升級(jí)版。 新產(chǎn)品進(jìn)行了設(shè)計(jì)概念上以及多項(xiàng)技術(shù)上的革新。

　　從設(shè)計(jì)概念上看，MNS iS是智能化馬達(dá)控制中心的一個(gè)整體解決方案，不僅僅考慮了馬達(dá)保護(hù)的智能元件，而且綜合考慮了通信和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的需要，在柜體結(jié)構(gòu)上和檢測(cè)技術(shù)上進(jìn)行了革新。MNS iS使馬達(dá)控制中心達(dá)到了前所未有的標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化。并在結(jié)構(gòu)上達(dá)到了一次與二次部分的完全分離，使產(chǎn)品更加易于使用、維護(hù)、甚至升級(jí)。 它采用了通用的第三方硬件和軟件，增加了產(chǎn)品的開(kāi)放性與通用性。

　　MNS iS智能化馬達(dá)控制中心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　1.一次部分

　　MNS iS的一次部分采用抽屜式設(shè)計(jì)， 稱(chēng)為M Starter，抽屜內(nèi)僅安裝馬達(dá)回路的一次元器件如主開(kāi)關(guān)和接觸器。眾所周知，馬達(dá)保護(hù)回路的一次部分元器件配合變化不多，但控制部分的要求則千變?nèi)f化。如果把控制部分從主回路中分離出來(lái)，主回路標(biāo)準(zhǔn)化是可能的。

　　MNS iS中，各種不同類(lèi)型的馬達(dá)起動(dòng)器回路的一次元器件的選型和配合根據(jù)IEC60947-4-1 馬達(dá)保護(hù)和配合TYPE 2類(lèi)型的要求選定，并被固定下來(lái)，這個(gè)一次回路所需的抽屜尺寸也就得以確定。所有不同額定功率的馬達(dá)起動(dòng)器回路可以被分成標(biāo)準(zhǔn)的30～40種抽屜，再考慮到不同的起動(dòng)方式（如DOL、 REV、SD），短路容量（50kA、 80kA等）以及主開(kāi)關(guān)的類(lèi)別（如斷路器或者熔斷器），有限數(shù)量的抽屜類(lèi)型就被確定下來(lái)，以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。設(shè)計(jì)人員不再需要進(jìn)行諸如主開(kāi)關(guān)，接觸器的選型。在知道馬達(dá)回路的各項(xiàng)參數(shù)后，惟一的M Starter即被確定。例如：3kW 馬達(dá)起動(dòng)器, 400V, 50kA, 主開(kāi)關(guān)采用MCCB, 直接起動(dòng) 。

　　根據(jù)這些信息就可以惟一確定一個(gè)M Starter, 其尺寸為6E/4。根據(jù)其訂貨號(hào)，客戶即可從廠家直接購(gòu)買(mǎi)到經(jīng)過(guò)功能測(cè)試的，完整的一次抽屜。其內(nèi)部的元件配合、結(jié)構(gòu)和組裝已經(jīng)得到了完整的考慮和優(yōu)化的設(shè)計(jì)。

　　2.智能傳感器

　　在M Starter 內(nèi)部，MNS iS采用了一項(xiàng)對(duì)于低壓開(kāi)關(guān)柜行業(yè)來(lái)說(shuō)全新的智能傳感技術(shù)。它是從汽車(chē)工業(yè)中沿用而來(lái)的一項(xiàng)基于分流電阻的智能傳感技術(shù)，通過(guò)一塊嵌入導(dǎo)體的芯片來(lái)完成檢測(cè)功能。智能傳感器被安裝于M Starter的出線端， 可以同時(shí)測(cè)得出線端導(dǎo)體上的電壓、電流以及溫度。傳感器的輸出為數(shù)字信號(hào)， 通過(guò)數(shù)據(jù)線接入端子，并經(jīng)由二次轉(zhuǎn)接件（Control condapter）引出至MNS iS控制模塊的插槽。智能傳感器代替了傳統(tǒng)的電流互感器，并帶來(lái)了電流互感器所不具備的優(yōu)點(diǎn)。首先，體積減小，節(jié)省了安裝空間。其次， 精度提高。傳統(tǒng)的CT根據(jù)電磁感應(yīng)的原理工作，因?yàn)榇棚柡偷奶匦?，它的測(cè)量值是非線性的，僅能保證一個(gè)中間測(cè)量范圍的精度。 而智能傳感器在其全測(cè)量范圍內(nèi)的測(cè)量值均數(shù)字化，精度得到了良好的保證。再次，減少了傳感器線圈所帶來(lái)的功率損耗，降低了柜子的發(fā)熱量。

　　3.二次控制、保護(hù)和通信單元

　　MNS iS 的保護(hù)和控制單元是M Control。 M Control采用可插拔式安裝，直接插入二次轉(zhuǎn)接件的卡槽內(nèi)。它能讀取從M Starter內(nèi)部的智能傳感器輸出的數(shù)字化的電參量信號(hào)， 并在內(nèi)部的微處理器對(duì)所讀取的電參量，以及從M Starter中引出的開(kāi)關(guān)量信號(hào)進(jìn)行計(jì)算和判斷，通過(guò)輸出信號(hào)控制接觸器的分合閘達(dá)到馬達(dá)的保護(hù)和控制功能。 因?yàn)镸 Control讀取的是數(shù)字或開(kāi)關(guān)量信號(hào)， 對(duì)于不同功率的馬達(dá)回路，M Control的硬件是完全相同的， 而要實(shí)現(xiàn)不同的保護(hù)功能， M Control 可以下載不同的軟件模塊。 M Control 還具備通信功能， 可以將檢測(cè)到的馬達(dá)回路的所有電參量、保護(hù)信息、 狀態(tài)信息，甚至維護(hù)信息發(fā)送到柜子的通信中心M Link，M Link再將信息上傳至上層控制系統(tǒng)。

　　M Control 的保護(hù)功能包括：

　　熱過(guò)載保護(hù)；熱過(guò)載保護(hù)（防爆電機(jī)）；相不平衡保護(hù)；缺相保護(hù)；欠電壓保護(hù)；馬達(dá)溫度保護(hù)（PTC）；接地故障保護(hù)；堵轉(zhuǎn)保護(hù)；欠載保護(hù)；空載保護(hù)；基于功率因數(shù)的欠載保護(hù)；起動(dòng)次數(shù)限制保護(hù)；緊急停車(chē)。

　　M Control 的監(jiān)測(cè)功能包括：

　　馬達(dá)狀態(tài)監(jiān)測(cè)（起停、分合閘、脫扣狀態(tài)）；相電流；出線電纜溫度；計(jì)算的熱容量；脫扣剩余時(shí)間；復(fù)位剩余時(shí)間；相電壓；功率因數(shù)；有功功率；無(wú)功功率；視在功率；接地故障電流；頻率；數(shù)字輸入輸出量；模擬輸入輸出量。

　　M Control可傳遞的維護(hù)信息包括：

　　出線溫度信息；接觸器開(kāi)合次數(shù)信息；馬達(dá)運(yùn)行時(shí)間信息；M Starter的插拔次數(shù)信息；M Starter 的類(lèi)型監(jiān)測(cè)；M Control 自身的位置監(jiān)測(cè)。

　　M Control可傳遞的系統(tǒng)信息包括：

　　安全模式；控制權(quán)限設(shè)定；主開(kāi)關(guān)分合閘位置監(jiān)測(cè)；接觸器分合閘位置反饋；起動(dòng)器Ready指示；控制電壓監(jiān)測(cè)；自動(dòng)重起動(dòng)。

　　4.一二次分離的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　MNS iS 采用了一二次部分完全分離的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。MNS iS有兩個(gè)電纜小室， 二次元件M Control以及所有的控制線、通信線都布置在位于柜子左邊的控制電纜室內(nèi)，而一次電纜則布置在位于柜子右邊的電力電纜室內(nèi)。一次部分M Starter 通過(guò)已經(jīng)將所有的接線預(yù)先接好的二次轉(zhuǎn)接件與控制部分M Control 相連接。一次出線則與傳統(tǒng)的MNS 3.0相同，小于全寬度的抽屜（6E/4, 6E/2）通過(guò)一次轉(zhuǎn)接件將出線端子引出至電纜小室，等于全寬度的抽屜（6E、8E 及以上）則直接經(jīng)過(guò)電纜接線單元引出至電纜小室。