E3 Plus的智能特點及其網絡化控制的實現

楊樹興 錦州市機電工程學校 121013

E3 Plus的智能特點及其網絡化控制的實現

楊樹興 錦州市機電工程學校 121013

分析了E3 plus電機過載繼電器在電機保護和控制方面所具有的智能化特點和較強的通信能力，并提出了實現E3 plus電機過載繼電器網絡化控制的一般方法。

E3 Plus;電機過載繼電器; 脫扣保護; 預警; 網絡控制

引言

在現代化工業生產過程中，各種設備構成了一個復雜而又統一的系統，設備的運行做到可靠、連續、有序是其基本的要求。在這個過程中，電動機作為最主要的拖動設備，發揮著極其重要的作用，同時，機械設備的各種故障都會在運行的電動機上反映出來。通過對電動機的相關參數的監測來實現對生產設備故障的預警、診斷，同時完成對電動機的保護和控制，對于現代化工業生產過程有著重要意義。

隨著科學技術的進步，電機保護智能化、監控信息網絡化、控制過程微機化逐步成為了可能。由羅克韋爾自動化A—B公司生產的E3 plus是一種基于微處理器的智能化、電子式過載繼電器，用于對0.4～5000A額定電流的鼠籠式感應電機提供保護，具有單相和三相兩種運行模式。與相應的接觸器配合使用，完成對電機的通斷控制和保護。由于E3 plus電機過載繼電器的強大功能，使生產設備的維護進入了智能化時代。

1 E3 plus電機過載繼電器的基本功能

1.1 脫扣保護及報警功能

E3 plus電機過載繼電器具有過載、缺相、接地故障、失速、堵轉、欠載、過熱（P T C熱敏電阻）、電流不平衡、通訊故障、通訊空閑等10項脫扣保護功能，還具有過載、接地故障、堵轉、欠載、過熱（P T C熱敏電阻）、電流不平衡、通訊故障、通訊空閑等8項報警功能。脫扣保護和報警功能的啟用或禁止可以通過對相關參數的設置來完成。

1.2 預警功能

一般的繼電器只提供脫扣保護，當電動機滿足脫扣條件時，繼電器脫扣，設備停止運行，沒有任何提醒，會給生產帶來突發停頓。而E3 Plus電機過載繼電器具有預警保護功能，它可以在設備故障形成的過程中進行報警。用戶可以根據實際需要設置報警標準。一般情況下，預警標準低于脫扣標準。例如，繼電器的滿載電流設置為電動機的額定電流，當電動機的實際電流達到脫扣標準，即1.2倍額定電流時，繼電器脫扣。對于E3 Plus電機過載繼電器，當電動機出現故障趨勢時，實際電流低于脫扣電流，智能繼電器將發出報警，可以有效降低故障的影響，保證生產的連續性。

1.3 網絡通信功能

E 3 P l u s電機過載繼電器是基于DeviceNet網絡的產品，并由DeviceNet提供電源，用戶可以通過DeviceNet網絡和上位機（微機）實現參數的設置、實時監控和數據分析等功能，對電動機可能出現的故障預警進行快速應對，確保生產順利進行。

開放設備網DeviceNet是一種低成本的通信網絡.它將工業設備(限位開關、光電傳感器、閥組、電動機啟動器、條形碼讀取器、變頻器等.)連接到網絡，從而消除了昂貴的硬接線成本。直接互聯性改善了設備間的通信，同時提供了相當重要的設備級診斷功能，這是通過硬接線I／O接口很難實現的。

2 現場狀態下對E3 Plus電機過載繼電器的監控與復位

2.1 LED狀態指示燈

圖1

為了方便在生產現場維護人員對E3 P l u s電機過載繼電器的狀態進行監控，E3 Plus設置了LED狀態指示燈。脫扣/報警（TRIP/WARN）指示燈有紅、黃兩種顏色，可以根據現場LED燈的實際閃爍情況與閃爍代碼進行比對，從而判定具體的報警或脫扣情況。網絡狀態（NETWORK STATUS）指示燈用于顯示E3 Plus電機過載繼電器與DeviceNet網絡的連接狀態。輸出端子狀態（OUT A和OUT B）指示燈用于顯示輸出端子的狀態。輸入端子狀態（IN 1…4）指示燈用于顯示用戶設備接觸器的閉合情況。

2.2 手動復位

E3 Plus電機過載繼電器設置了手動復位功能，以方便現場檢修人員對其復位，除熱脫扣后的復位可以手動復位或自動復位外，其它的復位都是手動復位。自動復位功能可以通過對E3 Plus的有關參數進行設定來實現。

3 網絡狀態下E3 Plus電機過載繼電器的集約化監控

在DeviceNet網絡環境下，E3 Plus電機過載繼電器的上位機可以對多個E3 P l u s電機過載繼電器進行集約化監控，并實現人機對話，降低了人工成本，減輕了工作強度。

3.1 網絡狀態下對E3 Plus電機過載繼電器的監測

在DeviceNet網絡環境下，多個E3 Plus電機過載繼電器的狀態數據可以分別在微機的屏幕上顯示出來，用戶可以實時監測到電動機的單相電流、平均電流、熱容量百分比、不平衡電流百分比、接地故障電流等電流監視參數和設備狀態、脫扣與報警狀態、距離脫扣時間、距離脫扣后重新啟動時間、最近的5次脫扣原因記錄等診斷參數。用戶還可以監測到網絡通信的狀態以及繼電器輸入／輸出端子的狀態。

3.2 網絡狀態下對E3 Plus電機過載繼電器的控制

E3 Plus電機過載繼電器的在線控制功能主要體現在對以下參數組的設置上。a:過載設置參數組的參數可以決定:電機單相或三相運行模式；滿載電流值的設定；熱脫扣后的復位是手動還是自動等。b:高級設置參數組的參數可以決定啟動還是禁止各項脫扣保護功能，以及各項脫扣保護的抑制、延時、級別的設定等。c: DeviceNet設置參數組的參數可以決定，當該參數置于“啟動”狀態時，E3 Plus電機過載繼電器可以根據所連接的DeviceNet網絡的通訊速率自動設置成它的通訊速率，使之保持一致。d:復位/鎖定設置參數組的參數可以決定脫扣復位；編程鎖定；恢復出廠缺省設置狀態等。通過以上參數的設置的改變，可以實現微機對多個E3 Plus電機過載繼電器的控制。

4 網絡化監控的一般化實現

網絡技術已經成為一種很成熟的技術，E3 Plus電機過載繼電器又具有較強的網絡通信能力，因此建立以E3 Plus電機過載繼電器為控制單元的DeviceNet網絡是很容易實現的。由于實際應用場合的不同，DeviceNet網絡的組成可能有一些差別，本文提出的是一般化DeviceNet網絡的監控網絡，見圖1。

4.1 硬件方面

建立了以E3 Plus電機過載繼電器為控制單元的DeviceNet網絡，多個E3 Plus工作站通過DeviceNet總線連接到PLC。在PLC中加裝了一塊轉換卡進行中間轉換，實現以太網和DeviceNet的通信，然后再通過交換機連接到微機，實現人機對話功能。因此控制網絡實現了對多臺電動機啟動、停止的遠程監控。

4.2 軟件方面

節點配置工具采用了羅克韋爾自動化公司的RSNetworx軟件，編程軟件采用GE公司的Proficy Machine Edition，界面編輯軟件采用GE公司的iFix4.0。

結束語

E3 Plus電機過載繼電器以其優越的性能，為電機監測和保護的智能化提供了必要的基礎，特別是DeviceNet網絡的建立，把工業生產設備運行狀況的監控進行了集約化處理，快速、準確，節省了人工成本，降低了工作強度。隨著E3 P l u s智能電機過載繼電器價格的下降，其使用范圍一定會更加廣泛。

[1] 錢曉龍.李鴻儒.智能電器與Micrologix控制器 [M] .北京∶機械工業出版社

[2] 甘永梅,李慶豐,劉曉娟等.現場總線技術及其應用 [M] .北京∶機械工業出版社

[3] 原建軍.羅克韋爾E3Plus智能電機過載繼電器的應用 [J] .科技情報開發與經濟.2008.18-2

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.11.042

楊樹興（1963-），男。山東泰安籍，本科，現任錦州市機電工程學校副校長。