（CS32 苏州万龙电气集团股份有限公司）

1.概述

在许多行业中，交流异步电动机，尤其是低压电动机作为工业现场的主要生产动力设备以及过程控制的主要执行设备，其运行的平稳性和可靠程度极大地影响着生产流程的顺利进行。由于工业现场环境的复杂多变，电动机或多或少地会遇到各种问题，引起过热、绝缘损坏、堵转、飞车等，从而导致生产中断，设备损坏，甚至是人身伤害事故。因此对低压电动机的综合保护、控制、监视一体化解决方案是生产过程控制系统中需要格外关注的问题，电动机集成控制系统（Integrated Motor Control System，IMCS）实现了这一构想。

2.系统组成

IMCS采用先进的现场总线技术和计算机网络通信技术，将各种分散布置的电动机控制单元（MCU）、馈线保护单元（FCU）采集的模拟量、开关量、脉冲量等参数收集整理并保存，实现对系统内所有MCU、FCU的集中监控管理，并由MCU实现对电动机回路的现场综合保护、监控、测量和管理，FCU对馈线回路的综合保护、监控、测量和管理。

IMCS主要包含三大部分，即CCU设备部分、MCU（FCU）设备部分和连接两部分设备的现场总线网络。其拓扑网络图如图1所示。

图1 拓扑网络图

3.系统功能

① 实时监控：实时监控MCU、FCU等设备的运行参数。

② 故障报警：画面和音频报警。

③ 设备维护：统计设备运行时间、操作次数、跳闸次数。

④ 定值管理：远程维护设备的定值参数。

⑤ 数据查询：查询各采集点历史数据、SOE事件、操作记录等。

⑥ 报表功能：基于Excel的定时和实时报表。

⑦ 网络管理：“登录”、“卸载”、“挂牌”和“摘牌”。

⑧ 安全管理：角色及权限管理、用户有效期时钟和集中授权。

4.关键设备描述

1）ST500系列电动机保护控制器

ST500系列智能型电动机保护控制器适用于额定频率50Hz、额定电压至AC690V、额定电流至820A的电动机应用场所。

① 保护功能：过载保护、堵转保护、相不平衡保护、起动加速超时保护、接地故障保护、过电流保护、t_E时间保护、低电压保护、欠载保护、开关量工艺联锁。

② 测量功能：电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、零序电流、频率、电能、模拟量变送输出。

③ 监控功能：抗晃电再起动功能、欠电压或失电压重起动功能、就地/远方控制功能、紧急停车控制功能、复位功能。

④ 管理功能：故障记录功能、报警记录功能、运行时间统计功能、停车时间统计功、能保护投退和定值整定功能、密码保护功能。

⑤ 通信功能：支持Modbus-RTU、Profibus-DP、DeviceNet、双Modbus-RTU、工业以太网等通信方式。(www.daowen.com)

2）ST420系列微机线路保护装置

ST420系列微机线路保护装置适用于交流380V（660V）及以下电压等级的低压系统，对配电、馈出线路进行保护、监测、控制的新一代智能化装置产品。

① 保护功能：过电流保护、缺相保护、零序保护、漏电保护和外部联动等。

② 测量功能：电流、相不平衡电流、零序或漏电电流、模拟量变送输出。

③ 监控功能：继电器输出功能及开关量输入功能。

④ 管理功能：实时记录开关量变位记录和跳闸故障记录。

⑤ 通信功能：支持Modbus-RTU、Profibus-DP、DeviceNet、双Modbus-RTU、工业以太网等通信方式。

3）YSK2电动机控制与保护开关

YSK2系列电动机控制与保护开关（以下简称YSK2），适用于交流50Hz（60Hz）、额定电压至690V、电流自0.15～125A的电动机系统中的接通、承载和分断正常条件下包括规定的过载条件下的电流，同时能够接通、承载并分断规定的非正常条件下的电流（如短路电流）。

① 保护功能：短路瞬时快速分断；过载、过电流、欠载、起动堵转、阻塞、接地、漏电、不平衡（断相）等；增安型t_E时间保护；欠电压、过电压、欠功率、频率保护、功率因数保护等；PTC温度保护；工艺联锁保护。

② 测量功能：电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、零序电流、频率、电能等。

③ 操作控制功能：可通过手柄、电磁铁控制开关的闭合和断开、正反相转换，通过控制模块进行实时自动化操作控制和监控管理。

④ 维护管理功能：具有工况指示、事件记录等功能。

⑤ 通信功能：具有遥测、遥信、遥控、遥调“四遥”功能，符合Modbus-RTU、Profi-bus-DP等通信协议。

4）ST3000通信控制器

CCU可采用双机热备工作方式，实现工作机和备份机的无扰动切换，提高CCU的工作可靠性；CCU下挂总线也可实现双端口冗余功能，保证现场总线的冗余备份工作。

ST3000通信控制器采用嵌入式结构设计，无风扇，低功耗，性能稳定，现场安装方便，广泛适用于环境较为恶劣的工作现场。具备标准RS485、Modbus-RTU总线协议及Modbus-TCP外部端口。

5.通信架构及采用的通信协议

通信管理层与间隔层之间采用现场总线网络作为数据交互的通信网络平台。网络结构为总线式拓扑结构，可采用双网冗余工作方式，通信介质为A类屏蔽双绞线或光缆。

现场总线网络可采用的通信协议，包括Modbus-RTU、Profibus-DP、DeviceNet等。与DCS等系统的外部接口，可采用OPC、Modbus-TCP、Modbus-RTU、PROFIBUS-DP SERVER等协议。

6.适用范围和应用情况

IMCS适用于各种类型的石油、化工、工矿等企业的智能MCC，实现其电动机的全面保护管理、集中监控、信息储存、数据分析、参数下载、维护检修以及与DCS等其他系统的无缝连接。

本系统从各地的投运情况实践证明，系统运行稳定，系统的设计理念正确、有创造性，其软件结构合理、可节约投资、也方便管理；运行结果表明该系统技术先进、功能实用、人机界面友好、便于操作，很受运行人员欢迎。