（CS46 珠海派诺科技股份有限公司）

1.概述

随着现代工业应用大型化、高速化和连续化发展的特点，传统“孤岛”式单机自动化缺乏信息资源共享和生产过程统一管理的弊端逐步凸现出来。例如水泥厂中电气传动部分是与生产直接相关的基础环节，也是关键环节，基于现场总线的智能电动机控制中心就是专门针对低压电动机群设计的一整套专业化智能管理方案，是应用于大规模工业生产自动化控制系统中的一个重要组成部分。这套方案采用电动机智能控制保护器，取代传统MCC的控制及传输技术（如4～20mA），能使更多的信息在智能保护器装置与更高一级上位机之间进行双向传送，从而实现对现场电动机的集中保护、控制、监视与测量等功能。

针对这种状况，珠海派诺科技股份有限公司全新推出了PMAC8200智能电动机管理控制系统，此系统适用于各种类型的石油、化工、电力、煤炭、工矿等企业的智能MCC，实现对电动机的全面管理、保护、集中监控、故障信息存储、数据能耗分析、参数远程设置、设备维护检修等功能，可以与DCS等其他系统实现无缝连接。

2.系统架构

智能MCC将现场总线技术、通信技术、控制技术融入到传统的MCC，将MCC中各回路单元通过网络与控制单元进行数据通信，从而将传统的MCC升级为智能MCC，使之成为一个设备网层面的自动控制系统，如图1所示。

图1 PMAC8200智能电动机管理控制系统架构图

该系统由三层网络架构组成，管理层集成了SCADA数据采集系统和DCS工艺控制系统工程；控制层PMAC8200是此系统的核心，发挥着枢纽的作用：对下采集设备层的数据，进行数据分析，实现对电动机的全面管理、保护、集中监控、故障信息存储、数据能耗分析、参数远程设置、设备维护检修等功能；对上提供接口，将数据传送给SCADA系统或是DCS等系统。注意，控制层可以无需管理层而独立成为一个系统，完成系统的所有管理控制功能。控制层上行通信采用Modbus-TCP通信协议，下行通信所采用的通信协议有ModbusRTU、Profibus、CAN等现场总线，以适应各种现场的应用；设备层网络选用PMAC801/802/803智能电动机保护器，实现对电动机的监测、保护、管理、控制等功能。

3.系统性能特点

1）系统具有高度的开放性、良好的互操作性、较强的扩展性：本系统采用多种现场总线技术，RS485、CAN、Profibus等各种总线方式可选，以适应不同行业、现场的网络需求；因此，确保不同厂家的设备之间可实现无障碍地互连并进行信息交换，使得各类设备之间具有良好的互操作性和互换性，为系统集成和系统优化提供更多的选择。

2）保护功能全面、可靠：传统的热继电保护，保护功能简单、灵敏度低、误差大、可靠性差等弱点；本系统采用的智能电动机保护器，是基于32位智能MCU的装置，其集监测、保护、控制、通信等功能于一体，以满足工业自动化应用的各种场合，功能丰富、性能稳定可靠。

3）系统具备完整的管理、诊断信息：可以提高设备运行管理能力，做到电气设备的预防性维护。

4）系统安装、调试简单、维护方便：由于现场总线的引入，通过总线传输现场指令和状态，省略了大量的现场控制电缆，特别是对于联锁控制较复杂的系统，省略了大量错综复杂的设备之间的连线，使得整个系统变得非常简洁，易于维护，也降低了系统成本。

4.系统应用及配置

目前，PMAC8200系统广泛地应用于国内外的各行各业中，发挥着越来越重要的作用，下面是就该系统在某水泥厂的实际应用做简要说明。

1）PMAC8200系统组成

本水泥厂生产线的电动机控制管理由三个控制子系统组成：①矿山及输送管；②熟料生产；③水泥及包装等。每个控制子系统均由控制单元、智能MCC、现场操作箱和现场智能电动机保护器组成，现场智能设备与控制单元采用RS485现场总线，传输数据和交换信息，三个子系统的控制单元通过以太网与管理层上位机连接，实现系统的网络管理和网络控制。系统组成如图2所示。

图2 系统组成

2）PMAC8200系统配置

a）管理层硬件和软件配置（见表1）

表1 硬件和软件配置

b）控制层配置（见图3）

控制层设备采用PMAC8200-A管理控制单元，其支持设备层的节点数目基本个数为60～90个，可根据用户需求加以扩展。其上行通信采用的Modbus/TCP通信协议；下行通信所采用的Modbus RTU、Profibus、CAN等多种通信方式。

控制层功能简介：

① PMAC8200-A管理控制单元具备集中监测功能，不仅实时显示电动机的基本运行参数、而且全面统计电动机的运行状态、运行时长、跳闸次数、停车原因等重要信息（见图4）；

② PMAC8200-A管理控制单元可以对电动机实现远程控制功能，方便现场的调试。(www.daowen.com)

③ PMAC8200-A管理控制单元提供电动机的故障查询功能，以方便用户快速排查故障原因，恢复生产。

图3 控制层配置

图4 实时数据显示和现场设备管理

c）设备层配置（见图5）

设备层采用PMAC800系列智能电动机保护器产品，提供保护、测量、管理、监控等功能。

5.客户收益

1）预防性维护，减少意外停机事故的次数和持续时间，以降低损失

① PMAC800系列提供对电动机高标准、宽范围的保护；

② 详细的诊断和报警机制减少意外停机；

③ 对电动机的运行状态的监视、配置信息管理、详尽的故障记录帮助用户快速排出故障，恢复生产。

2）全面的电动机保护、控制及维护管理

① 高级保护功能：过/欠载、断相、相间不平衡、堵转、电流不平衡、接地、电动机过热等；

② 起动模式：直接起动、正反转控制、双速电机控制、星三角起动、软起动等；

③ 起停控制：满足工艺电动机起停的严格要求，通过监控画面触发按钮进行手动起停操作；

④ 设备管理：以报表方式实现对设备信息的管理，包含设备建档、编号，设备数据、类型、描述，设备运行时间、停机时间，跳闸次数、停车次数等管理；

⑤ 设备维护和检修：提供详细、明确的电动机设备运行工况，使电气管理维护人员通过设备运行的数据进行有计划的设备维护和检修工作，提高设备的有效运行率，提高维护人员的工作效率，节约备品备件及保养维护费用。

3）调试、维护更简单

① 参数自动设置：通过Excel表格进行参数录入，U盘接入人机界面，自动进行各电动机保护器的参数设置，节省调试时间；

② 通过通信方式对保护器的参数进行设定和管理。

4）全面的能耗统计以实现有效的降低能耗

具有能耗管理功能，可提供电动机设备相关能耗信息，实现节能潜力挖掘，以便采取有效措施，进行节能增效。

图5 设备层配置

6.应用效果分析

本项目生产线自2011年3月18号投产以来，系统运行稳定可靠；用户使用操作方便，人机界面友好；现场调试和故障诊断快捷、可靠，缩短了故障排查时间；电动机能耗分析有效性好，为生产的节能降耗提供了有力的保障。用户通过对本系统的使用，收获良好的收益，因此给予本系统一致好评。

（作者：珠海派诺科技股份有限公司 姚少军）