摘 要:針對(duì)原始簡陋和低效的電機(jī)控制保護(hù)方式常見的因短路、過載、堵轉(zhuǎn)、缺相等原因造成的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行事故，提出基于DCS分布式控制系統(tǒng)融電機(jī)監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制為一體的智能解決方案。通過實(shí)際案例介紹,可為不同設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和通訊提供友好交換、開放透明的交互平臺(tái)；具有實(shí)時(shí)采集記錄功能和在線分析、判斷和預(yù)測(cè)電動(dòng)機(jī)設(shè)備故障的能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)施主動(dòng)性智能分析和診斷的監(jiān)控保護(hù)，保障系統(tǒng)高效安全運(yùn)行的目的。
關(guān)鍵詞 節(jié)能；智能控制；DCS分布控制系統(tǒng)；MPE智能電機(jī)保護(hù)器
0 引言
電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，在現(xiàn)代自動(dòng)化控制領(lǐng)域中占有難以替代的位置。目前，許多企業(yè)仍在繼續(xù)沿用傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)保護(hù)和控制方式。早在上世紀(jì)末，國務(wù)院就已經(jīng)批準(zhǔn)明令禁止生產(chǎn)使用JR0-16系列熱繼電器，但部分企業(yè)多種原因不顧安全要求仍在繼續(xù)使用。每年因短路、過載、堵轉(zhuǎn)、缺相等電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障導(dǎo)致的事故損失屢見不鮮，給企業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失，成為制約企業(yè)不斷優(yōu)化自動(dòng)化控制能力，提高生產(chǎn)力和市場(chǎng)競爭力的瓶頸。
傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)控制柜多由電壓互感器、電流互感器，電壓表、電流表、有功功率表等指針式模擬電氣儀表和測(cè)量轉(zhuǎn)換開關(guān)構(gòu)成測(cè)量單元；采用斷路器、交流接觸器和控制按鈕或轉(zhuǎn)換開關(guān)構(gòu)成控制單元；通過熱繼電器、中間繼電器、電氣聯(lián)鎖和機(jī)械連鎖構(gòu)成保護(hù)單元。
現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品涵蓋了工業(yè)傳感器、控制器、檢測(cè)器、調(diào)速系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及現(xiàn)場(chǎng)總線和組態(tài)軟件等等。能夠?yàn)楣I(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)提供智能化監(jiān)測(cè)和控制的全面解決方案。
1 應(yīng)用案例
日前某中央空調(diào)制冷站節(jié)能改造項(xiàng)目摒棄了傳統(tǒng)落后的電動(dòng)機(jī)控制方式，采用基于現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品基礎(chǔ)上的智能化監(jiān)測(cè)、保護(hù)和控制全面解決方案。
該項(xiàng)目屬中外合資企業(yè)，中央制冷站配置有：YORK螺桿式制冷機(jī)組1920kW（電功率337 kW）×4臺(tái)，冷凍水泵55 kW×5臺(tái)（4用1備），冷卻水泵37×5臺(tái)（4用1備），冷卻塔風(fēng)機(jī)15 kW×4臺(tái)，主要用于工藝性用冷，年耗電量約為350萬kWh，年度電費(fèi)約為184萬元。經(jīng)過HVAC（暖通空調(diào)）智能節(jié)能控制管理系統(tǒng)改造后，取得年節(jié)電率約32％好成績。
2 DCS分布式控制系統(tǒng)
該智能節(jié)能控制管理系統(tǒng)采用分布式控制系統(tǒng)（DCS，Distributed Control System）。引入了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和現(xiàn)代數(shù)據(jù)通訊技術(shù)構(gòu)成各種功能模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)包括電動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)在內(nèi)的諸多生產(chǎn)過程參數(shù)的在線保護(hù)、監(jiān)測(cè)、分析、統(tǒng)計(jì)和控制。其特點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)由可編程邏輯控制器（PLC，Programmable Logic Controller）、變頻器（INV，inverter）和智能電機(jī)保護(hù)器（MPE，Motor Protection Equipment）等具有微處理器功能的控制器實(shí)施分散控制，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)Modbus數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)娇刂乒芾韺?，?shí)現(xiàn)分散控制，集中監(jiān)控管理的目的。系統(tǒng)由監(jiān)控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場(chǎng)控制層三部分構(gòu)成，其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖見圖1。
