电机回路的信息监测与控制

摘要:文章详细地介绍了一种现场电机回路的信息采集的方案,提供了此方案的通讯设备的配置及网络拓扑图,以期进一步推广使用。

关键词:ABB　PLC　智能马达保护单元　触摸屏

1、概　述

电动机在工业生产中大量的使用,目前,大多数现场的电机配有智能马达保护单元,通过通讯将电机的信息都纳入监控系统。但是,由于控制中心集中完成大量的数据采集、处理和控制功能,处理速度难以满足实时性要求。同时,一些电机的信息也被“瘦”身。如由智能马达保护单元实现电动机信息采集有上百种可以选择如:开关状态、电机状态、告警、额定功率、额定电流、三相电流、线电压、热容值、运行时间、保护参数等等,而往往控制中心只采集电机状态、告警、三相平均电流。在此介绍一种采用ABB PLC作为通讯管理机,ABB的智能马达保护单元,配合ABB的触摸屏实现在现场查看每台电机的各种信息的方案。

2、ABB解决方案

2.1　网络拓扑图

网络拓扑图如图1所示。

2.2　PLC配置

PLC配置见表1。

2.3　方案描述

(1)通讯管理机采用两套ABB PLC PM581(CPIT),主从冗余结构:一个CPU不能正常运行,立即切换到另一个CPU;

(2)总线结构是采用总线冗余:马达保护单元M102的两个独立RS485通讯接口分别接至两条总线,同一时间只有一条总线在使用,同时冗余的总线支持CPU冗余;

(3)通讯管理机对上采用Ethernet以太网通讯扩展模块CM577的网络口通过交换机与DCS和触摸屏CP450通讯,通讯规约为MODBUS TCP/IP;

(4)通讯管理机对下通过MODBUS通讯扩展模块CM574的RS-485通讯口与ABB的马达保护单元M102通讯采集各个马达保护单元的信息,进行数据采集、整理,并实现控制电机启停,通讯规约MODBUS

(5)现场每个系统配一台触摸屏,采用ABB触摸屏CP450作为现场监视屏监视各个回路的状态及电参量;每台触摸屏与两个PM581通过网络口通讯。

2.4　方案分析

(1)通讯管理机本身采集的信息量非常大,全部传送到后台不现实,也没有必要。有些信息不需要实时性,但需要在希望查看时,能够看到,如:运行时间、保护参数的设置等等,

在希望更改时,能够下发数据。

(2)现场开关柜上,往往电机保护模块中的保护参数通常都需要逐个去设置,需要另外配一台便携式电脑,通过一条数据线,逐个连接到电机保护模块上。但是,电机保护模块往往分布在几排开关柜上,在同一台柜子上从上到下有若干个电机保护模块,并且,电机保护模块的显示屏幕较小,数据查看及参数设置的操作不方便的同时,也需花费很多时间;

(3)本方案中,采用通讯管理机PM581+触摸屏CP450+马达保护单元M102彻底解决了上述问题;

(4)通讯管理机PM581:

①数据内存288KB,内部字65535个,因而所能采集的信息量可以非常大;

②有7个RS485可用,可接7条总线,考虑数据刷新时间,一条总线挂不超过16个M102;

③1个网口可用,通过交换机可以同时接至触摸屏及监控中心。

(5)触摸屏:

①通讯管理机采用网络联接,传输速度快。触摸屏信息刷新快;

②画面将开关柜及抽屉按实际情况排布,界面友好、美观、易于操作;

③用户可以轻松地轻触某回路即可将其参数数据显示出来,并可以修改保护参数,下发保护参数到智能马达保护单元,清晰、快捷;

④用户也可以在触摸屏上对任一回路的电机进行启动、停止控制,实现屏控;

⑤监控中心还可以发出的命令,通过通讯,远程控制电机的启动、停止,实现遥控。

(6)马达保护单元M102:

①通过通讯口所能采集的信息数量高达上百个,用户可以选择看哪些信息;

②M102有一个用户定义区,可以非常方便地选择用户希望实时关注的信息,这些信息实时地送往监控中心,即使用户需要更改也非常方便,只要在用户定义区更改,通讯处理机和监控中心后台的程序无需更改;

③模块本身具有两个独立的通讯接口,个别模块通讯不上,切换至另一条总线上仍可通讯,不影响整个系统正常运行,经济灵活、可靠性高。

3、结束语

通过通讯,采集和发送现场设备信息,集中监控,实现生产管理信息化,提高了管理效率。而这种监控系统方案的实施势必会达到事半功倍的效果。