智能電動機保護控制器在化工行業(yè)中的應用
背景概況
化工行業(yè)在我國的國民經(jīng)濟中占有重要地位，是國家的基礎產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)?；ば袠I(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)可大致包含：電控系統(tǒng)、投料系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)、出料過濾系統(tǒng)、灌裝系統(tǒng)等系統(tǒng)，生產(chǎn)的高度自動化和連續(xù)化是其重要的工況特征。在其各個生產(chǎn)系統(tǒng)中，對每個低壓電機的保護和控制是整套生產(chǎn)自動化監(jiān)控的重要部分，隨著發(fā)展精細化工的步伐不斷加快，生產(chǎn)工藝的快速持續(xù)改進和引入設備的大型化，使得對低壓電機的保護和控制提出了更高的要求。
產(chǎn)品簡介
斯菲爾電氣新一代智能電動機保護控制器WDH-31-580采用模塊化設計理念，產(chǎn)品包含：實時監(jiān)測，保護控制，通信組網(wǎng)，人機交互等多個模塊組件，每個模塊都具備獨立的微處理器，用以追求較大的功能化及較小的故障率。整機具備完善的測量保護功能、靈活的可編程控制邏輯及多種總線通信協(xié)議，適用于低壓單向電機，雙向電機，雙速電機，電磁閥，電動執(zhí)行器等裝置，實現(xiàn)復雜的電機保護和控制需求。
功能框圖
產(chǎn)品優(yōu)勢
1.豐富的監(jiān)測功能
·大至250A 電流直接接入(>250A 可使用外置電流互感器)
·大至690V電壓直接接入(>690V 可使用外置電壓互感器)
·全電量測量(U 、 I 、 P 、 Q 、 PF 、 EP 、 EQ 、 THD...)
·可選擇基波/全波電流測量與保護
·內置剩余電流互感器，大測量值8A
* 測量模塊自帶的電流互感器中已經(jīng)具備剩余電流線圈繞組
不必再外接剩余電流互感器，免去額外的接線。
·標配2路溫度測量(1路熱敏電阻， 1路熱電阻Pt100)
·電機絕緣測量(大200MΩ/內置500V升壓電路)
* 電機長時間、過負荷運行會導致絕緣性能下降，嚴重時會燒壞電機。
在停機狀態(tài)下，保護器可測量電機單相繞組與機殼間的絕緣電阻值，用于判斷電機絕緣性能是否降低或失效。
2.完備的保護與控制
·多種起動控制方式(單步模式、雙步模式)
下圖為“直接起動”典型接線圖
·多位置控制權限(就地、遠程、自動、消防等)
·抗晃電/失壓重起功能保證現(xiàn)場工藝連續(xù)性
在企業(yè)生產(chǎn)過程中，往往都會存在因雷擊、短路故障重合閘或內部電網(wǎng)故障等原因而產(chǎn)生電網(wǎng)電壓瞬時下降至額定電壓的10%-80%，持續(xù)時間為0.5個周波至60s，這種現(xiàn)象稱為“電壓跌落”，又稱 “晃電”。低壓電機回路基本采用交流接觸器控制，交流接觸器電壓保持的大致要求為：電壓不小于45%或者失壓時間不大于60ms。因此晃電現(xiàn)象極易造成生產(chǎn)設備的大面積非計劃停車，給連續(xù)生產(chǎn)企業(yè)(如化工行業(yè))造成重大損失，甚至造成設備事故和人身事故。
針對以上情況，WDH-31-580電動機保護控制器具備“立即重起動”及“延時重起動”功能，其內置超級電容，保證3s失壓情況下，控制器持續(xù)運行；內置欠壓重合閘邏輯：對于瞬間“晃電”(一般小于0.5s)，電機由于慣性并未完全停車，控制器執(zhí)行“立即重起”邏輯，立即吸合接觸器線圈，跳過起動過程，保障不間斷運行；對于長時間失電(一般不大于60s)，控制器執(zhí)行“延時重起”邏輯，滿足起動條件后重合閘接觸器線圈，并可分批起動電機。
抗晃電“立即重起”
· t1時刻電壓跌落至失電電壓閾值
· t2時刻電壓恢復，且t1-t2的時間小于晃電時間
· 執(zhí)行立即重起： 立即重合接觸器(無起動過程)
抗晃電“延時重起”
· t3時刻電壓跌落至失電電壓閾值
· t4時刻電壓恢復， t3-t4的時間大于晃電時間(立即重起失效)
且t3-t4的時間小于延時重起大失壓時間
· 執(zhí)行延時重起： 延時分批起動時間至t5
重合接觸器，重起電機
(下圖：正常起動命令控制邏輯)
·多達21種保護算法&邏輯
短路/剩余電流/單相接地/低電壓等保護動作對象可設置為接觸器或斷路器
(下圖：過載保護算法邏輯)
3.改進型通信接口和協(xié)議
DP接口主控模塊
·支持標準的Profibus-DPVO/DPV1協(xié)議
·可自定義輸入/輸出模塊，用戶可以靈活選擇,節(jié)省主站內存
·可配置輸入位及輸出位功能，省去DCS編程人員修改原有控制邏輯
(下圖：自定義輸入/輸出模塊)
以太網(wǎng)接口主控模塊
·鑒于低成本的RS485/Modbus-RTU協(xié)議通信速率和可靠性都比較低，僅能在監(jiān)測系統(tǒng)使用，而不能用于控制系統(tǒng)，因此推出了自帶交換機功能的以太網(wǎng)接口，協(xié)議采用Modbus/TCP，可方便的替代原有的RS485總線。提高通信速率及可靠性的同時，布線方便，可省去部分交換機，降低成本。
(下圖：以太網(wǎng)菊花鏈組網(wǎng))
WDH-31-580新一代智能電動機保護控制器以斯菲爾公司多年的設計經(jīng)驗與創(chuàng)新理念打造的一款智能低壓保護類裝置，其硬件平臺成熟穩(wěn)定，模組化緊湊型設計便于各種場合安裝，并具備高性能的監(jiān)控與保護功能，一經(jīng)推入市場，已得到了多家石化企業(yè)用戶的一致好評。
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