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电动机管理控制器在三高炉低压系统的应用

闫本领，寇雅锋，柏春敏

(首钢迁钢公司，河北，064400)

摘要：本文简要阐述了电动机管理控制器(Test T)在迁钢公司炼铁作业部三高炉低压配电系统中的应用和日常维护注意事项。通过对电动机管理控制器的应用，利用电动机管理控制器多项保护功能，以及其可以与上位机通讯的强大功能，进一步降低了设备运行的故障率，降低了维护人员的维护量，提高了设备运行的稳定性，为电机设备的稳定运行提供了有力的保证，同时为高炉连续不间断出铁打下良好的设备基础。

关键词：低压电气；控制；电动机管理控制器(Test T)。

前言

低压配电和控制系统无论是在重工业企业还是现代化程度较高的轻工业企业中都起着举足轻重的作用。随着现代工业的不断发展，自动化程度的日益提高，对低压控制系统的稳定性和精度都提出了更高的要求，为了适应全球大型钢铁企业发展趋势，进一步提升数字化炼铁的控制精度，降低资源的消耗，迁钢公司炼铁作业部三期配套完善项目中引进了电动机管理控制系统，为设备的稳定运行和故障分析提供了更多的数据支持。通过智能马达控制器的投入使用，不仅能达到设备的多重保护功能，同时可以与上位机实现通讯，时刻显示设备在线运行状态，为生产人员、设备维护人员、设备点检人员提供直观可靠的数据、图像。这些功能是以前控制系统无法直接实现的。

1电动机管理控制器组成和原理

1．1电动机控制器的利弊分析

在以前高炉的低压系统中，电机的控制使用的是，用简单的开关、断路器、接触器、热继电器进行短路和过载的保护。通过电动机管理控制器的投入使用可以实现。炼铁作业部三高炉低压配电系统中，大量应用了电动机管理控制器(Test T)作为电动机的控制以及保护装置。它具有保护性能齐全、安装维护方便、可实现多样控制等特点。且应用电动机管理控制器后，其和PLC之间以通讯方式连接，具有不发热，无噪音，无震动，磁场小等特点，降低了电耗和噪音，可以大量的节省控制电缆，既避免了资源的浪费同时也节省了安装空间；唯一的缺点是其靠通讯方式实现的远程操作，当通讯发生故障时，只能通过现场手动控制设备的启停，当模块发生故障时，只能更换模块或是由维护人员进行应急处理后，设备方可恢复运行。

1．2电动机管理控制单元选型说明

电动机管理控制器分为主机和扩展模块两部分。电源分两种：一种是交流220V电压；另一种是24V直流电源：这些区别在型号中有明显的体现。如LTMR08CFM：

“LTMR”为电动机管理控制器Test T模块的基本型号；

“08”为电流调整范围0．4A到8A电流范围；它共有三种其中“08”：电流级别表示0．4到8A；数字“27”代表：电流级别表示1.35A到27A；数字“100”：代表电流从5A到100A。

“C”为通讯协议，共有五种：Canopen；Modbus；Profibus；Devicenet：Ethernet。现在迁钢公司炼铁作业部249套智能马达控制器与PLC之间的通讯协议都是Canopen型的电动机管理控制器。

“FM”为Test T模块供电电源为AC220V；BD为DC24V。

扩展模块LTMEV40BD控制电源24VDC；LTMEV40FM控制电源100到240VAC。

Test—T电机智能保护器于PLC之间采用CANOPEN总线相连接。

多回路监控单元MC18采用Modbus总线与柜内仪表和PLC相连接。

1．3电动机管理控制器的组成

它由Test T模块和扩展模块组成，Test T模块用来实现各种控制功能(起保停、正反转、星三角和双速电机的控制系统等)以及与电流有关的保护功能。而扩展模块实现的是对电路电压信号的采集，其用来参与电压以及功率等信号保护功能的设定，它还有4个独立的无源扩展输入点(I．7―I．10)。

1．4电动机管理控制器的保护功能

热过载(定时限和反时限)、电流相(不平衡、缺相、倒相)、过／欠电流、起动时间过长、堵转、接地电流、电机温度(传感器)、过频起停、电压相(不平衡、缺相、倒相)、过／欠电压、电压负荷脱落(失压)、过／欠功率、过／欠功率因数。

2电动机管理控制器在炼铁三高炉的应用

炼铁作业部三高炉现在装电动机管理控制器共安装249套，(有单独使用的也有与传统的热继电器配套使用的)。它被广泛的应用三高炉工程的各个区域：高炉系统27套(主控低压配电室)；热风炉系统15套(热风炉低压配电室)；上料系统102套(上料2个低压配电室)：制粉系统22套(制粉低压配电室)；原煤运输系统7套(原煤运输低压配电室)；冲渣系统74套(冲渣低压配电室)；水渣运输系统2套(水渣运输配电室)。

3电动机管理控制器输入、输出点简介

3．1 Test T模块输入输出点

Test T模块共有6个有源输入点，最大电流为5安，扩展模块有4个独立的无源输出点，最大电流也为5安：

I1和I2是两个开关量输入点：I3为根据实际需求自定义点：I4是停止信号输入点(2线控制时自定义)：I5是故障手动复位点(高电平时复位，也可以按复位按钮对Test T模块进行复位)：I6是本地／远程控制点(高电平为远程控制，低电平为本地手动控制模式)：01和02为输出点：03为报警继电器输出点(开点)：04为综合故障继电器(当模块检测系统出现故障时保持原状态，95／96常闭点，97／98常开点)

3．2 Test T扩展模块输入输出点

Test T电压信号采集模块(LTM1V40FM)共有3个电压输入点，4对无源开关量输入点：

LV1、LV2和LV3为电压检测点，用来检测电源输出电压，计算有功功率、无功功率和电机功耗等参数

4个无源开关量输入点分别为I．7到I．10，用来采集并反馈现场的一些信号的，比如电源空气开关分合闸状态、电动机运行返回信号、热继电器故障信号、阀门电动机开到位、阀门电动机关到位等等。

4电动机管理控制器的功能简介

Test T模块通过电流互感器最大能检测810A的工作电流，直接检测100A以下电流。

2线控制时，输出点输出的信号为连续信号，应用于点动控制中(卸料小车等)。

3线控制时，输出点输出信号为脉冲信号。应用于正反转自锁控制电路中，且模块本身的两个输出点(13—14／23—24)具有互锁功能，无需在电气控制回路里增加接触器或是按钮互锁控制，简化了电气控制系统。

5典型的控制方式：

5．1独立模式

本地控制和上位机(计算机远程)控制下的独立模式接线图：应用于电机单向运行的控制系统中。

5．1独立模式接线图

独立模式应用举例：

5．2三高炉炉喉打水泵电机控制原理图

5．2可逆模式

本地控制和上位机(计算机远程)控制下的可逆模式接线图：应用于电机正反转运行的控制系统中。

5．3可逆模式接线图

可逆模式应用举例：三高炉炉喉打水电动球阀电机控制原理图：

5．4三高炉炉喉打水电动球阀电机控制原理图

6故障管理

电动机管理控制器和其他电气元器件一样会发生故障，其故障能在智能马达控制器状态灯上体现出来；还可以通过连接电脑，把故障记录下载到电脑上，进行分析所发生故障的原因、类型，从而为处理故障，恢复设备运行提供可靠的数据，下表为电动机管理控制器状态指示灯分类说明，以及各种颜色状态代表的设备状态指示。

6．1故障复位模式

故障复位模式决定了控制器如何管理故障，分为：

手动复位：操作者手动复位，通过控制器上的按钮，本地HMI或逻辑输入I5．

自动复位：允许设定3个故障组(每个组可设定0到4种时间或自动时间)进行故障自动复位

远程模式：允许通过接入网络的PLC进行复位操作。

6．2通讯发生故障

如果上位机和变配电室内的人机界面自动报警提示“通讯故障”，此时，由上位机实现的远程控制就无法实现了，此时应立即安排现场岗位人员将电气控制箱上的转换开关打到本地(手动)控制位置，在现场启动设备运行，以确保生产连续运行，然后联系自动化维护人员检查相应电磁站和过程站内的通讯电缆以及通讯接口，通讯模块、模块电源、逐个排查故障点，直到找到故障的真正原因所在。

6．3 Test T扩展模块发生故障处理方案

Test T扩展模块发生故障具体表现为，电源电压检测为“0”，各种返回信号消失，(注：各种返回信号都是通过扩展模块的I．7／C．7―I．10／C．10来实现的，它的具体含义是由程序事先设定好的。如：断路器合闸信号、电机运行信号、与热继电器配合使用的还有热继电器过热信号等)，此时必须要对扩展模块进行更换或是由专业人员对Test T程序进行更改，将有故障的信号返回点甩开，地址更换到备用的扩展点上，并对扩展模块的输入线作相应程序修改处理即可。

6．4 Test T模块发生故障处理方案

Test T模块发生故障表现为远程和本地操作均无效，针对这种故障现象处理方法有两个：其一：联系电气维护人员对Test T模块进行简单的更换处理，并由专业人员对Test T模块进行编程，程序和外部接线恢复后即可恢复控制：其二：假如因为某种原因不能及时更换Test T模块或是不能及时对新模块进行编程的话，为了保证生产，维护人员应采取应急方案，就是在相应的变配电室内将Test T模块的控制系统完全甩开，根据实际情况用一个或两个C65N；1A(6A)／1P断路器实现对接触器线圈的直接控制。值得注意的是此时所有原系统的控制以及保护功能完全没有了，只能通过断路器来实现对系统的起停控制，维护人员应配合生产岗位人员针对生产工艺需求来控制电动机的起停或是正转、反转，直到控制系统恢复。

7结束语

三高炉自2010年元月8日投产以来，高炉所附属的各区域内的电动机管理控制器运行正常，故障率极低，应用中逐步为生产操作和电气维护人员所接受。为炼铁作业部提高高炉的技术经济指标和节能降耗奠定了坚实的设备基础。

参考文献

[1]施耐德电气公司．《电机管理控制器用户手册》

[2]林小峰编．可编程序控制器原理及应用》北京：高等教育出版社．1991

[3]张泽军主编．《低压电器故障诊断与维修》化学工业出版社

[4]姚福来张艳芳等编著《电气自动化教程》机械工业出版社

[5]李仁主编．《电气控制》．北京：机械工业出版社．1990

[6]王兆义主编．《可编程控制器教程》机械工业出版社