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
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一二次分離的設(shè)計(jì)最大程度地減小了電力電纜對(duì)通信電纜引起的干擾，并使不同專業(yè)的人員在各自獨(dú)立的區(qū)域進(jìn)行接線和維護(hù)工作，較好地保證了人員的安全性。一二次解耦的設(shè)計(jì)也使得將來(lái)隨著電子技術(shù)的發(fā)展，有更好的控制和保護(hù)單元時(shí)，單獨(dú)對(duì)二次元件的更新?lián)Q代成為可能。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與通信
在MNS iS系統(tǒng)里，M Control 收集到的信息被傳送到通信接口模塊M Link. 它是一個(gè)通信中心， 一個(gè)M Link向下連接M Control，向上它提供多個(gè)不同協(xié)議的通信接口以接入上層控制系統(tǒng)和電氣工作站。如通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線Modbus RTU 或Profibus DP協(xié)議接入DCS，同時(shí)還可以通過(guò)Ethernet TCP/IP協(xié)議接入電氣工作站。
M Link 與M Control之間的通信采用的是RS485接口，10base-I 協(xié)議進(jìn)行通信。最多60個(gè)M Control可以接入一個(gè)M Link。M Link可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與上層DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行通信。這時(shí)候M Link相當(dāng)于主從通信結(jié)構(gòu)下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的從機(jī)
1 .人機(jī)界面
帶有標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口的網(wǎng)絡(luò)瀏覽設(shè)備可以方便地接入由M Link連接而成的局域網(wǎng)絡(luò)，如個(gè)人電腦或M View。M View是一個(gè)通用的第三方產(chǎn)品：觸摸屏，電子產(chǎn)品市場(chǎng)上銷售的帶有標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口的觸摸屏都可以接入。個(gè)人電腦通過(guò)網(wǎng)絡(luò)線接入M Link或通過(guò)集線器接入由多個(gè)M Link組成的局域網(wǎng)后，不需要另外安裝任何軟件， 只需點(diǎn)擊網(wǎng)絡(luò)瀏覽器（ie），并在地址欄內(nèi)鍵入其中一臺(tái)M Link的IP地址，這個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有M Link就會(huì)被顯示出來(lái)，選擇其中一臺(tái)M Link點(diǎn)擊進(jìn)入，屏幕將顯示這臺(tái)M Link所連接的開(kāi)關(guān)柜，并且每一個(gè)馬達(dá)回路的實(shí)際位置和狀態(tài)都能通過(guò)一個(gè)直觀的圖形界面顯示出來(lái)。繼續(xù)選擇某一個(gè)馬達(dá)回路并進(jìn)入，就能完整地瀏覽所有的測(cè)量、告警和保護(hù)等狀態(tài)信息，并根據(jù)操作權(quán)限的設(shè)定，還可以對(duì)馬達(dá)進(jìn)行啟／停等操作。
2. M Control的參數(shù)設(shè)定
M Link 內(nèi)的存儲(chǔ)器記錄著與之相連的所有M Control的位置、馬達(dá)參數(shù)和配置信息。在插入一個(gè)新的M Control時(shí)，M Control會(huì)自動(dòng)讀取自己所在的位置信息，（如柜號(hào)1，高度3，位置2），M Link根據(jù)已獲得的位置信息就能發(fā)現(xiàn)并確定新的M Control，并將存儲(chǔ)的參數(shù)和配置信息自動(dòng)下發(fā)給它，M Control的配置就自動(dòng)完成了。這種方式使得開(kāi)關(guān)柜的調(diào)試過(guò)程十分簡(jiǎn)單，也給用戶在柜子的使用過(guò)程中帶來(lái)方便，在用戶需要更換M Control的時(shí)候，僅需更換一個(gè)硬件，軟件過(guò)程自動(dòng)完成，即插即用。
M Link下發(fā)給M Control的配置信息中包括某個(gè)位置上的M Control所對(duì)應(yīng)的M Starter的類型信息，這個(gè)信息告訴M Control在此位置上它應(yīng)該對(duì)應(yīng)的M Starter的惟一類型。當(dāng)M Starter 與M Control連接好之后，M Control將從所連接的M Starter上讀取它的類型信息并進(jìn)行比較，如果發(fā)現(xiàn)不匹配，則M Control 會(huì)發(fā)出位置錯(cuò)誤告警，此回路的操作功能被封閉，用戶不能操作；當(dāng)正確的M Starter被插入到這個(gè)位置上時(shí)，告警復(fù)位，用戶操作功能恢復(fù)正常。
3.時(shí)間同步
大型工業(yè)用戶的控制網(wǎng)絡(luò)通常希望在整個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)所發(fā)生的所有事件和告警都有一個(gè)共同的時(shí)間標(biāo)簽。在MNS iS 中，M Link可作為一個(gè)時(shí)間服務(wù)器，為所有的M Control 提供時(shí)間信息，MNS iS從而可以提供帶有統(tǒng)一時(shí)間標(biāo)簽的信息。若用戶的網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)有時(shí)間服務(wù)器時(shí)，M Link可以從網(wǎng)絡(luò)讀取時(shí)間信息以供M Control使用； 若用戶網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有時(shí)間服務(wù)器，M Link可以被設(shè)置為M Control 共用的時(shí)間服務(wù)器，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中連接有多個(gè)M Link的時(shí)候，僅設(shè)置其中的一臺(tái)M Link為時(shí)間服務(wù)器，而其他的M Link則從被設(shè)置為時(shí)間服務(wù)器的M Link 上讀取時(shí)間信息，這樣網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所發(fā)生的所有告警、脫扣等事件就可以有一個(gè)共同的時(shí)間標(biāo)簽。
4. OPC Server
采用現(xiàn)場(chǎng)總線方式與過(guò)程控制系統(tǒng)進(jìn)行的信息交換都基于一個(gè)通用的數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)，如Profibus 或者M(jìn)odbus. 信息交換的數(shù)據(jù)格式是預(yù)先定義好的，如iS 采用的Profibus 協(xié)議是Profibus用戶組織制定的馬達(dá)管理類通信標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)場(chǎng)總線方式進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換響應(yīng)速度快，但信息量受到較大的限制。而對(duì)于資產(chǎn)管理系統(tǒng)，電氣監(jiān)測(cè)站或者SCADA系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，關(guān)于馬達(dá)控制中心的完整的信息則是必要的。MNS iS提供了這種可能性，那就是經(jīng)由M Link，通過(guò)用于數(shù)據(jù)交換的OPC 接口，大量的信息可以被傳送至上層的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
OPC是OLE for Process Control的縮寫(xiě)，意為用于過(guò)程控制的對(duì)象連接和嵌入技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)使得不同的上層系統(tǒng)與開(kāi)關(guān)柜系統(tǒng)內(nèi)的智能化元件能夠進(jìn)行信息交換，而無(wú)需附加的任何各自的硬件或軟件接口程序。多個(gè)OPC用戶可以連入MNS iS OPC Server, 這就使得不同的應(yīng)用程序都可以從MNS iS的智能化元件接收信息。
MNS iS的OPC server安裝在上層系統(tǒng)的連接服務(wù)器內(nèi)，成為控制系統(tǒng)的一部分。它能夠自動(dòng)搜索網(wǎng)絡(luò)中所有的M Link，并且自動(dòng)配置并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
MNS iS能夠同時(shí)處理多個(gè)應(yīng)用的信息請(qǐng)求，例如，過(guò)程控制系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線獲得數(shù)據(jù)的同時(shí)，上層SCADA系統(tǒng)也通過(guò)OPC數(shù)據(jù)交換獲得一個(gè)報(bào)告。
結(jié)論
市場(chǎng)上常見(jiàn)的智能化馬達(dá)控制中心往往是將具有智能化的功能綜合保護(hù)元器件，安裝在傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，使之具有通信功能。然而這并不是一個(gè)整體的馬達(dá)控制中心的方案。
MNS iS在考慮了馬達(dá)回路的保護(hù)控制功能以外，還配和系統(tǒng)的通信功能和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)整體考慮了開(kāi)關(guān)柜體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使之成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、易操作且功能強(qiáng)大的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)或使用人員無(wú)需花費(fèi)過(guò)多的精力研究各種界面或接口，系統(tǒng)有很好的兼容性和開(kāi)放性。
評(píng)論