安科瑞 師晴晴
摘要：隨著工業(yè)現(xiàn)場集成度的迅速提高，后臺系統(tǒng)需要采集的電參量、事件和狀態(tài)等信息越來越多，因此用戶對通訊的響應(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)場的需求，速率更快、接線更方便的Modbus_TCP通訊開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智能電動機保護器在山東某污水處理廠的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：馬達(dá)保護；污水處理；ARD3M；Modbus_TCP
項目概述：
該污水處理廠位于山東某化工園區(qū)內(nèi)，設(shè)計規(guī)模1.5萬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，積極推進智慧化綠色園區(qū)、企業(yè)循環(huán)發(fā)展等“六大工程"，對園區(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)計之初就對系統(tǒng)通訊速率提出了很高的要求。用戶針對低壓電動機回路的電動機保護器提出如下需求：
1） 為電動機提供完善的保護，并具備多種事件記錄追憶功能；
2） 全電參量測量，包括但不限于三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、電能；
3） 具備Modbus_TCP通訊協(xié)議，并能將電參量、故障信息、電機狀態(tài)等信息上傳至后臺系統(tǒng)。
產(chǎn)品方案：
根據(jù)客戶需求，我司為其搭配了ARD3M系列智能電動機保護器，并選配了MCE（Modbus_TCP）功能模塊，在提供保護、測量功能的同時滿足了現(xiàn)場Modbus_TCP的總線通訊要求。
圖1 現(xiàn)場安裝圖片
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，自帶交換機功能，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)備通過交換機連接在一起，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)場總線常用拓?fù)浞绞?，現(xiàn)場布線方便。雖然目前鏈型拓?fù)涞?/span>應(yīng)用還不多，但在未來這種應(yīng)用會越來越多。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，還可提供客戶版設(shè)置軟件，可通過Modbus_TCP進行連接訪問，并進行參數(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)配開關(guān)量數(shù)量為10DI、6DO，開關(guān)量類型見表1：
表1
主體開關(guān)量分類 | 代號 |
DI為干結(jié)點，DO外部電源為AC220V | K1 |
DI為濕結(jié)點，DC110V輸入，DO外部電源為AC220V | K2 |
DI為濕結(jié)點，DC220V輸入，DO外部電源為AC220V | K3 |
DI為濕結(jié)點，AC220V輸入，DO外部電源為AC220V | K4 |
ARD3M電流規(guī)格與適用電機額定電流、功率對應(yīng)關(guān)系見表2：
表2
保護器電流規(guī)格 （A） | 變比設(shè)置 | 互感器一次側(cè)圈數(shù) | 適用電機范圍（kW） | 適用電機額定電流范圍(A) |
1 | 支持 | 5圈 | 0.12-999 | 0.1-5000 |
5 | 1圈 | 0.12-999 | 0.5-5000 |
25 | 不支持 | 1圈 | 3-11 | 6.3-25 |
100 | 1圈 | 15-45 | 25-100 |
250 | 1圈 | 55-132 | 63-250 |
800 | 1圈 | 160-250 | 250-800 |
ARD3M附加功能見表3：
表3
附加功能 | 代號 | 附加功能 | 代號 |
2-63次諧波電壓、電流 | H | 波形記錄 | WR |
附加通訊模塊 （選一） | 1路PROFIBUS DPV1通訊 | CP | 抗晃電功能 | SU |
2路PROFIBUS DPV1通訊 | 2CP | 絕緣監(jiān)測 | Ri |
以太網(wǎng)通訊(MODBUS TCP協(xié)議) | MCE | 漏電保護 | L |
1路Profinet通訊 | PNET | 故障記錄 | SR |
1路4-20mA變送輸出 | M1 | 2路4-20mA變送輸出 | M2 |
ARD3M顯示模塊見表4：
表4
顯示模塊 | 代號 |
黑白點陣液晶顯示，模塊尺寸為98×60，開孔92×55（單位mm） | 60L1 |
彩色點陣液晶顯示，模塊尺寸為98×60，開孔92×55（單位mm） | 60L2 |
結(jié)束語：ARD3M系列智能電動機保護器，可以針對額定電壓至AC660V的低壓交流電動機提供完善的監(jiān)測、保護和控制功能，同時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)場的總線通訊需求。在工業(yè)生產(chǎn)高度規(guī)?；?、自動化、可視化的今天，ARD3M智能電動機保護器是保護低壓電動機及設(shè)備、保障企業(yè)生產(chǎn)安全穩(wěn)定、實時提供后臺系統(tǒng)所需各類參數(shù)的理想選擇。
