安科瑞 師晴晴
摘要：隨著工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)集成度的迅速提高，后臺(tái)系統(tǒng)需要采集的電參量、事件和狀態(tài)等信息越來(lái)越多，因此用戶對(duì)通訊的響應(yīng)速度提出了更高的要求，傳統(tǒng)的Modbus_RTU協(xié)議的輪詢速度逐漸難以滿足一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的需求，速率更快、接線更方便的Modbus_TCP通訊開(kāi)始受到一些用戶的青睞。本文主要介紹了配置了Modbus_TCP通訊模塊的ARD3M智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器在山東某污水處理廠的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：馬達(dá)保護(hù)；污水處理；ARD3M；Modbus_TCP
項(xiàng)目概述：
該污水處理廠位于山東某化工園區(qū)內(nèi)，設(shè)計(jì)規(guī)模1.5萬(wàn)m3/日，是園區(qū)內(nèi)重要的基礎(chǔ)設(shè)置配套工程。該園區(qū)自設(shè)立以來(lái)，積極推進(jìn)智慧化綠色園區(qū)、企業(yè)循環(huán)發(fā)展等“六大工程”，對(duì)園區(qū)內(nèi)配套設(shè)施的集成度要求高，因此該污水處理廠在設(shè)計(jì)之初就對(duì)系統(tǒng)通訊速率提出了很高的要求。用戶針對(duì)低壓電動(dòng)機(jī)回路的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器提出如下需求：
1） 為電動(dòng)機(jī)提供完善的保護(hù)，并具備多種事件記錄追憶功能；
2） 全電參量測(cè)量，包括但不限于三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、電能；
3） 具備Modbus_TCP通訊協(xié)議，并能將電參量、故障信息、電機(jī)狀態(tài)等信息上傳至后臺(tái)系統(tǒng)。
產(chǎn)品方案：
根據(jù)客戶需求，我司為其搭配了ARD3M系列智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，并選配了MCE（Modbus_TCP）功能模塊，在提供保護(hù)、測(cè)量功能的同時(shí)滿足了現(xiàn)場(chǎng)Modbus_TCP的總線通訊要求。
圖1 現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片
產(chǎn)品采用分體式安裝方式，主體、顯示及MCE模塊外形如下圖所示：
圖2 主體和顯示單元
圖3 MCE模塊
配置的MCE（Modbus_TCP）模塊具備雙網(wǎng)口設(shè)計(jì)，自帶交換機(jī)功能，支持鏈型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。以太網(wǎng)通訊的拓?fù)?/span>結(jié)構(gòu)主要分為星型拓?fù)浜玩溞屯負(fù)鋬煞N。
星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是當(dāng)前比較常用的Modbus_TCP通訊連接方式，所有外部設(shè)備通過(guò)交換機(jī)連接在一起，具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖4 星型拓?fù)?/span>
鏈型拓?fù)涫钱?dāng)前RS 485現(xiàn)場(chǎng)總線常用拓?fù)浞绞?，現(xiàn)場(chǎng)布線方便。雖然目前鏈型拓?fù)涞?/span>應(yīng)用還不多，但在未來(lái)這種應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多。鏈型拓?fù)?/span>具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖5 鏈型拓?fù)?/span>
同時(shí)，還可提供客戶版設(shè)置軟件，可通過(guò)Modbus_TCP進(jìn)行連接訪問(wèn)，并進(jìn)行參數(shù)查看與設(shè)置。設(shè)置軟件界面如下圖所示：
圖6 設(shè)置軟件界面
產(chǎn)品選型：
ARD3M標(biāo)配開(kāi)關(guān)量數(shù)量為10DI、6DO，開(kāi)關(guān)量類型見(jiàn)表1：
表1
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主體開(kāi)關(guān)量分類
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代號(hào)
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DI為干結(jié)點(diǎn)，DO外部電源為AC220V
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K1
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DI為濕結(jié)點(diǎn)，DC110V輸入，DO外部電源為AC220V
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K2
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DI為濕結(jié)點(diǎn)，DC220V輸入，DO外部電源為AC220V
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K3
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DI為濕結(jié)點(diǎn)，AC220V輸入，DO外部電源為AC220V
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K4
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ARD3M電流規(guī)格與適用電機(jī)額定電流、功率對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表2：
表2
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保護(hù)器電流規(guī)格
（A）
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變比設(shè)置
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互感器一次側(cè)圈數(shù)
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適用電機(jī)范圍（kW）
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適用電機(jī)額定電流范圍(A)
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1
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支持
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5圈
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0.12-999
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0.1-5000
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5
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1圈
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0.12-999
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0.5-5000
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25
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不支持
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1圈
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3-11
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6.3-25
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100
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1圈
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15-45
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25-100
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250
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1圈
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55-132
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63-250
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800
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1圈
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160-250
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250-800
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ARD3M附加功能見(jiàn)表3：
表3
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附加功能
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代號(hào)
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附加功能
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代號(hào)
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2-63次諧波電壓、電流
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H
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波形記錄
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WR
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附加通訊模塊
（選一）
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1路PROFIBUS DPV1通訊
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CP
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抗晃電功能
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SU
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2路PROFIBUS DPV1通訊
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2CP
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絕緣監(jiān)測(cè)
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Ri
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以太網(wǎng)通訊(MODBUS TCP協(xié)議)
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MCE
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漏電保護(hù)
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L
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1路Profinet通訊
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PNET
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故障記錄
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SR
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1路4-20mA變送輸出
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M1
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2路4-20mA變送輸出
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M2
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ARD3M顯示模塊見(jiàn)表4：
表4
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顯示模塊
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代號(hào)
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黑白點(diǎn)陣液晶顯示，模塊尺寸為98×60，開(kāi)孔92×55（單位mm）
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60L1
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彩色點(diǎn)陣液晶顯示，模塊尺寸為98×60，開(kāi)孔92×55（單位mm）
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60L2
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結(jié)束語(yǔ)：ARD3M系列智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，可以針對(duì)額定電壓至AC660V的低壓交流電動(dòng)機(jī)提供完善的監(jiān)測(cè)、保護(hù)和控制功能，同時(shí)可提供豐富多樣的通訊模塊可供選擇，以滿足各類工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的總線通訊需求。在工業(yè)生產(chǎn)高度規(guī)?；?、自動(dòng)化、可視化的今天，ARD3M智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器是保護(hù)低壓電動(dòng)機(jī)及設(shè)備、保障企業(yè)生產(chǎn)**穩(wěn)定、實(shí)時(shí)提供后臺(tái)系統(tǒng)所需各類參數(shù)的理想選擇。
