AB E3电机过载继电器在郭家湾选煤厂集中控制系统中的研究与应用

摘 要：在选煤厂集中控制系统中，对受控工艺设备电机的保护、控制和通讯是非常重要的。通过对控制设备、电动机保护设备以及通讯网络的不断优化和改进，提高其功能性和安全可靠性，从而提高选煤厂集中控制系统的运行效率和系统安全，降低选煤厂的生产运行成本和后期维护成本。文章是针对AB E3电机过载继电器的功能、特点及与AB大型PLC之间的通讯及控制在郭家湾选煤厂集中控制系统中的应用进行详细的分析和结论。

关键词：E3智能电机保护器；选煤厂；控制系统；AB PLC

AB公司的E3 Plus电机过载继电器是一种基于微处理器的智能化、电子式过载继电器，用于对0.4～5000A额定工作电流的鼠笼式感应电机提供保护。它是以微处理器为中央控制单元，完成物理量的输入、输出信号的转换，按照预定的规律算法进行计算、控制、处理，实现对电机的保护功能。它可以通过Device Net网络与AB PLC中的DNB模块进行通讯，把其内部储存的数据和信息上传给PLC的CPU，并且能执行CPU给其下达的控制信号，完成信息交换，实现继电控制和保护功能。

在郭家湾选煤厂控制系统中，在电动机配电系统一次回路中，安装断路器、接触器以及E3 Plus电机过载继电器，实现对电动机一次回路起到短路、漏电保护和过载欠电压等保护功能。在二次控制回路中，通过断路器的辅助触点和接触器的控制线圈以及其辅助触点采用硬接线的方式分别接到E3 Plus的物理输入和物理输出点上，通过Device Net网络与选煤厂控制系统中的DNB模块进行通讯。控制系统中DNB模块对其Device Net网络上的E3电机过载继电器进行地址分配，把E3 Plus所接收到信息进行数据分析的结果信息按控制设备相对应的地址传送给选煤厂控制系统中PLC控制站，作为设备的启停和运行信号以及欠载、漏电、接地和过载故障报警信号。

在传统的控制系统中，一次回路增加的热继电器只是对受控设备提供最基本的过载保护、缺相保护等保护功能，由于洗煤厂所受控的设备较多，采用热继电器所提供的过载保护功能的信号会占用大量的控制系统中PLC控制分站的I/O输入输出模块，不仅增加的控制系统的成本，又使整个控制系统变得比较庞大，容易出现的故障点也比较多，使整个系统运行起来也比较慢。

现在郭家湾选煤厂的主厂房控制系统中，采用AB E3 Plus智能电动机保护器对主厂房受控设备电机进行过载、过流、缺相、过压、欠压等全方面的保护，不仅具备热继电器所提供的保护功能，还能提供设备电机实时的电流检测、状态监测、启停控制、网络通讯等智能功能。

E3 Plus智能电机综合保护器具有过载保护脱扣和报警、过载诊断、缺相保护脱扣和报警、三相电流不平衡脱扣和报警、接地保护脱扣和报警、失速保护脱扣和报警、堵转保护脱扣与报警、欠载保护脱扣与报警、通讯故障保护等多种保护功能。由于每个DNB模块上面所带的E3 Plus的数量是一定的，在郭家湾选煤厂中，主厂房控制系统受控设备比较多，通过DeviceNet网络组成了九条通讯网络，使用RSNetWorx软件对受控设备电机的各相电流参数进行实时监控，包括每相电流、平均电流、已使用电机容量百分比、电流不平衡百分比、接地故障等信息。当E3 Plus出现故障报警时，可以设置E3为手动复位或自动复位，设定为手动复位时，可以再E3本体上按触复位按钮，或者通过RSLogix5000软件，在程序上写出复位程序，通过上位机进行远程复位。

E3 Plus智能电机综合保护器具有两个输出端口和四个输入端口。在郭家湾选煤厂中，两个输出端口用做电机设备正转和反转输出，控制接触器，实现对电机的启停控制；四个输入端口用做断路器的送电信号和设备的正、反转运行信号，实现对设备送电和运行的实时监控。通过DeviceNet网络把信息发送给CPU或者执行CPU所发送的命令信息，既简化了外部接线，又提高了设备控制的可靠性，减少了整个系统对PLC输入输出I/O模块的需求量，优化了控制系统。利用RSNetWorx软件对DNB模块DeviceNet网络上E3 Plus进行参数设定，包括额定电压、额定电流、额电功率、脱口时间和过载参数，同时可以诊断到设备状态、脱扣状态、报警状态、脱口时间和最近5次脱口原因记录等监控信息。

经过一年多来的使用，E3 Plus电机过载继电器在实际生产中有效的提供电机运行的实时状态，同时把这些状态实时上传到集控室，如果出现问题，能及时通知检修人员对电机的运行状态进行分析，采取相应的措施解决问题，使以后的生产更加安全顺利。由于其控制系统的理念不同，在发生故障时，也出现与传统控制方式的不同之处，主要表现在DeviceNet网络通讯故障现象和E3本身出现的故障问题，这样对我们现在维修电工的检修知识的掌握也提出了更高的要求。下面对日常检修工作中经常遇到的故障问题做简要的分析。（1）通讯系统故障：在发生此类故障时，若NETWORK STATUSE指示灯绿色常亮，IN1指示灯灭，则说明设备没有送电或设备送电信号没有返回；若NETWORK STATUSE指示灯红色常亮或红色绿色闪烁，则说明E3 Plus过载保护器出现脱口现象或者DeviceNet网络通讯故障现象，脱口故障原因可以通过指示灯的闪烁次数判断出脱口原因，或者可以通过集控室清楚地显示具体的故障原因。（2）硬接线故障：此类故障主要发生在抽屉与柜体的连接部位以及外部接线与柜体内部的接线，常见的故障有继电器损坏、接触器辅助触点接触不良、抽屉柜体转换开关损坏和抽屉柜控制叉子接触不良等，此类故障就是要加强设备的日常管理，定期对MCC柜进行除尘、巡视检查、定期检查接线端子的紧固情况，继电器、接触器的运行情况，提高可靠性，降低故障等。

随着现代工业、科技、网络技术的发展，越来越多的新产品、新技术将在我们的工业生产中得到应用，像E3 Plus一样功能强大、具有现代工业网络通讯功能的产品步入我们的生产系统中，它一方面为我们带来了可靠、简单工业控制的便利，同时由于现场各类电力电器设备布置集中、电磁环境复杂，通讯系统的各种电缆传输线，或多或少总会有外部干扰信号侵入，当其信号足够大时就会形成对正常通讯的影响，带来一些意想不到的问题。因此就要求我们在工作中要养成一丝不苟的习惯和作风，对问题的处理要想的更合理、更完善、更长远。