AB E3電機過載繼電器在郭家灣選煤廠集中控制系統中的研究與應用

摘 要：在選煤廠集中控制系統中，對受控工藝設備電機的保護、控制和通訊是非常重要的。通過對控制設備、電動機保護設備以及通訊網絡的不斷優化和改進，提高其功能性和安全可靠性，從而提高選煤廠集中控制系統的運行效率和系統安全，降低選煤廠的生產運行成本和后期維護成本。文章是針對AB E3電機過載繼電器的功能、特點及與AB大型PLC之間的通訊及控制在郭家灣選煤廠集中控制系統中的應用進行詳細的分析和結論。

關鍵詞：E3智能電機保護器；選煤廠；控制系統；AB PLC

AB公司的E3 Plus電機過載繼電器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額定工作電流的鼠籠式感應電機提供保護。它是以微處理器為中央控制單元，完成物理量的輸入、輸出信號的轉換，按照預定的規律算法進行計算、控制、處理，實現對電機的保護功能。它可以通過Device Net網絡與AB PLC中的DNB模塊進行通訊，把其內部儲存的數據和信息上傳給PLC的CPU，并且能執行CPU給其下達的控制信號，完成信息交換，實現繼電控制和保護功能。

在郭家灣選煤廠控制系統中，在電動機配電系統一次回路中，安裝斷路器、接觸器以及E3 Plus電機過載繼電器，實現對電動機一次回路起到短路、漏電保護和過載欠電壓等保護功能。在二次控制回路中，通過斷路器的輔助觸點和接觸器的控制線圈以及其輔助觸點采用硬接線的方式分別接到E3 Plus的物理輸入和物理輸出點上，通過Device Net網絡與選煤廠控制系統中的DNB模塊進行通訊。控制系統中DNB模塊對其Device Net網絡上的E3電機過載繼電器進行地址分配，把E3 Plus所接收到信息進行數據分析的結果信息按控制設備相對應的地址傳送給選煤廠控制系統中PLC控制站，作為設備的啟停和運行信號以及欠載、漏電、接地和過載故障報警信號。

在傳統的控制系統中，一次回路增加的熱繼電器只是對受控設備提供最基本的過載保護、缺相保護等保護功能，由于洗煤廠所受控的設備較多，采用熱繼電器所提供的過載保護功能的信號會占用大量的控制系統中PLC控制分站的I/O輸入輸出模塊，不僅增加的控制系統的成本，又使整個控制系統變得比較龐大，容易出現的故障點也比較多，使整個系統運行起來也比較慢。

現在郭家灣選煤廠的主廠房控制系統中，采用AB E3 Plus智能電動機保護器對主廠房受控設備電機進行過載、過流、缺相、過壓、欠壓等全方面的保護，不僅具備熱繼電器所提供的保護功能，還能提供設備電機實時的電流檢測、狀態監測、啟停控制、網絡通訊等智能功能。

E3 Plus智能電機綜合保護器具有過載保護脫扣和報警、過載診斷、缺相保護脫扣和報警、三相電流不平衡脫扣和報警、接地保護脫扣和報警、失速保護脫扣和報警、堵轉保護脫扣與報警、欠載保護脫扣與報警、通訊故障保護等多種保護功能。由于每個DNB模塊上面所帶的E3 Plus的數量是一定的，在郭家灣選煤廠中，主廠房控制系統受控設備比較多，通過DeviceNet網絡組成了九條通訊網絡，使用RSNetWorx軟件對受控設備電機的各相電流參數進行實時監控，包括每相電流、平均電流、已使用電機容量百分比、電流不平衡百分比、接地故障等信息。當E3 Plus出現故障報警時，可以設置E3為手動復位或自動復位，設定為手動復位時，可以再E3本體上按觸復位按鈕，或者通過RSLogix5000軟件，在程序上寫出復位程序，通過上位機進行遠程復位。

E3 Plus智能電機綜合保護器具有兩個輸出端口和四個輸入端口。在郭家灣選煤廠中，兩個輸出端口用做電機設備正轉和反轉輸出，控制接觸器，實現對電機的啟停控制；四個輸入端口用做斷路器的送電信號和設備的正、反轉運行信號，實現對設備送電和運行的實時監控。通過DeviceNet網絡把信息發送給CPU或者執行CPU所發送的命令信息，既簡化了外部接線，又提高了設備控制的可靠性，減少了整個系統對PLC輸入輸出I/O模塊的需求量，優化了控制系統。利用RSNetWorx軟件對DNB模塊DeviceNet網絡上E3 Plus進行參數設定，包括額定電壓、額定電流、額電功率、脫口時間和過載參數，同時可以診斷到設備狀態、脫扣狀態、報警狀態、脫口時間和最近5次脫口原因記錄等監控信息。

經過一年多來的使用，E3 Plus電機過載繼電器在實際生產中有效的提供電機運行的實時狀態，同時把這些狀態實時上傳到集控室，如果出現問題，能及時通知檢修人員對電機的運行狀態進行分析，采取相應的措施解決問題，使以后的生產更加安全順利。由于其控制系統的理念不同，在發生故障時，也出現與傳統控制方式的不同之處，主要表現在DeviceNet網絡通訊故障現象和E3本身出現的故障問題，這樣對我們現在維修電工的檢修知識的掌握也提出了更高的要求。下面對日常檢修工作中經常遇到的故障問題做簡要的分析。（1）通訊系統故障：在發生此類故障時，若NETWORK STATUSE指示燈綠色常亮，IN1指示燈滅，則說明設備沒有送電或設備送電信號沒有返回；若NETWORK STATUSE指示燈紅色常亮或紅色綠色閃爍，則說明E3 Plus過載保護器出現脫口現象或者DeviceNet網絡通訊故障現象，脫口故障原因可以通過指示燈的閃爍次數判斷出脫口原因，或者可以通過集控室清楚地顯示具體的故障原因。（2）硬接線故障：此類故障主要發生在抽屜與柜體的連接部位以及外部接線與柜體內部的接線，常見的故障有繼電器損壞、接觸器輔助觸點接觸不良、抽屜柜體轉換開關損壞和抽屜柜控制叉子接觸不良等，此類故障就是要加強設備的日常管理，定期對MCC柜進行除塵、巡視檢查、定期檢查接線端子的緊固情況，繼電器、接觸器的運行情況，提高可靠性，降低故障等。

隨著現代工業、科技、網絡技術的發展，越來越多的新產品、新技術將在我們的工業生產中得到應用，像E3 Plus一樣功能強大、具有現代工業網絡通訊功能的產品步入我們的生產系統中，它一方面為我們帶來了可靠、簡單工業控制的便利，同時由于現場各類電力電器設備布置集中、電磁環境復雜，通訊系統的各種電纜傳輸線，或多或少總會有外部干擾信號侵入，當其信號足夠大時就會形成對正常通訊的影響，帶來一些意想不到的問題。因此就要求我們在工作中要養成一絲不茍的習慣和作風，對問題的處理要想的更合理、更完善、更長遠。