2007-02-28
一、引言
电机控制中心统一管理配电和仪器设备，将各种电机控制单元、馈电线接头单元、配电变压器、照明配电盘、联锁继电器以及计量设备装人一个整体安装的机壳内并且由一个公共的封闭母线供电。传统电机控制中心（CMCC）可以实现电机的起、停控制和简单的故障检测，性能可靠，利于维护，广泛应用于国民经济的各个领域，尤其是石油化工、冶金、造纸、建材、纺织、食品加工、制药、电力等需要过程控制的领域。电机控制中心的高端产品——智能电机控制中心（IMCC）功能强大，可以提供电机位置和速度伺服控制功能，多种电机故障检测和诊断功能，广泛应用于复杂的过程控制中。CMCC和IMCCG既可以单独使用完成电机控制，又可以作为分散控制系统DCS或者可编程逻辑控制器PLC的现场执行器，与之共同完成控制任务，是工厂自动化的关键设备。
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楼主 2007/2/23 17:48:05
（一）CMCC的基本结构及特点
CMCC按照放置方式可以分为单面布置型和背靠背布置型两种。图1所示的背靠背布置型CMCC是专利号为4305114的美国专利产品，由6个CMCC组成，分为3组背靠背连接，第1组和第2组左右连接在一起，第3组单独放置。每个CMCC包含若干电机控制单元，三相电源通过CMCC的水平母线、垂直母线以及电机控制单元三相输入接口提供给电机控制单元内部的电机控制器。
图1
电机的控制由电机控制器完成，其结构如图2所示，主要包括电磁接触器、热继电器、辅助变压器等设备。三相电源由电机控制单元三相输入接口提供给电机控制器的主输入电路分离部分，经过故障电路断路器、电磁接触器、热继电器、主输出电路分离部分以及布线槽电缆为电机供电。辅助变压器连接在故障电路断路器和电磁接触器之间，为电机控制器中的控制电路和显示电路供电。电流互感器对相电流进行检测并在集中显示盘的安培表显示测量值。
CMCC的出现，主要是为了实现电机的集中管理，统一配电，有的文献称其为开关柜，其对电机的控制功能非常简单，只能提供起动和停止控制。因此，CMCC的研究主要集中在配电和机械方面，如设计标准，模块化结构，内部元件的改进等等。CMCC具有以下特点：（1）把配电设备和电机控制设备集成为一体，简化接线，易于安装，减少了用户的安装成本；（2）采用模块化设计，节省了空间，提高了安全性，并且具有很大的配置、灵活性，可以根据需要灵活地选择相应的电机控制设备及显示设备；（3）便于检查和维护，节省了用户的运行成本，并且易于更换，减少了停工期；（4）功能比较简单，只能提供电机的起动、停止控制，只有一些基本的电气保护、检测功能。
楼主 2007/2/23 17:48:34
20世纪90年代初，微处理器技术开始应用于CMCC，把CMCC带人了一个新的发展阶段。微处理器技术在CMCC的应用，简化了CM-CC的结构，电机控制器中的起动过载保护和辅助继电器等设备都被基于微处理器的单元所替代，产生了新型电机控制器。传统的硬件保护设备的功能通过编制程序就可以实现，大大减少了电机控制器的元件，有效提高了可靠性，降低了维护频率，延长了电机控制器的寿命，缩短了工程设计时间，减少了投资。
采用微处理器的新型电机控制器容易与DCSPLC连接。微处理器使每个电机控制器拥有唯一的网络地址，DCS或者PLC不必为每个电机控制器单独提供接线，只要把所有的电机控制器串联起来即可，进一步简化了接线。此外，DCS、PLC不再需要相应的输入和输出模块，也降低了成本。
同时CMCC拥有了强大的信息获取能力，电机控制器能够检测和记录各相电流、接地电流、控制电压、接触器状态（打开/关闭）、过载状态（通常/跳闸）、跳闸类型（过流、接地、相故障等）、过载设置（FLA，等级、手动/自动复位）等信息，并且这些信息还可以传送给DCS或者PLC。
CMCC符合的标准主要有IEC60439，GB7251-1997，NEMA ICS 2.3-1995，EN60439，JEM1195等。
楼主 2007/2/23 17:49:00
20世纪末，网络技术开始引人电机控制中心中，开放式网络、智能化电机控制和保护装置、使电机控制中心进人了智能化的时代。智能电机控制中心IMCC具有以下特点：（1）使用基于微处理器的设备进行控制；（2）使用网络技术替代硬件连线；（3）使用智能电机控制和保护装置；（4）具有增强的诊断和保护功能。
微处理器技术的应用得到了进一步发展，出现了专门的监控软件。该软件可以安装在控制室的电脑中，提供Windows环境下对IMCC的监控。监控软件预先设置了IMCC图形界面，完全按照现场情况排列，用户还可以根据实际需要进行组态。它使用电机控制单元门上的指示灯显示状态，如没有通信、就绪、运行、报警、故障等。用户可以实时观察每个电机控制器、驱动器或者电机保护器的状态，监控软件能够显示绝大多数重要的实时参数，选择算法能够把监测和控制分开，确保监测扫描不会影响控制扫描。监控软件使用电子数据表EDS显示监测的数据，如安培值、跳闸时间、跳闸原因、接地故障安培值以及指定的IM-CC单元的I/0状态等。一般预先设置监控软件显示最重要的参数，用户可以根据实际需要修改以显示感兴趣的参数。监控软件可以对数据进行连续监测，提供IMCC文档以及事件日志。事件日志记载了许多历史信息，如：（1）以前是否出现过这个故障？如何修复的？是谁修复的？（2）最近有什么设备的状态改变？跳闸设置？触点？
故障发生时，事件日志可以为维护人员提供强有力的帮助，便于他们快速地查找故障、解决问题。监控软件的动态设置屏幕能够显示从接线图到用户手册的所有信息，还可以显示备件信息。监控软件还可以作为试运行工具，具有有限的起动控制功能。
IMCC中已经应用了装置级网络。Rockwell公司的IMCC中的网络由位于IMCC顶部水平布线槽中的干线和垂直布线槽中的连接各个电机控制单元的引人线组成。引人线采用改进的“菊花链”网络结构，为每个电机控制单元提供网络端口，实现了“菊花链”上连接设备的即插即用，克服了普通“菊花链”网络结构出现故障时设备更换困难的缺点。网线采用8A额定值的扁平通讯电缆，在布线槽中，它们安放在屏障的后面，和配电电缆隔离，避免对通讯电缆造成干扰。装置级网络在IMCC中的应用简化了系统结构，便于安装，提高了可靠性，有利于IMCC监控软件获得更多的电机控制单元的信息。
IMCC的另一个特点是使用了智能电机控制和保护装置，这些装置在内部集成了通讯模块，接人IMCC的装置．级网络时，可以实现即插即用。通常还在内部集成I/O模块，能够通过网络更改各种参数，执行所有的控制与监测。智能电机控制和保护装置在IMCC中的使用，是监控软件能够完成各种功能的基础和保证。
通过使用交流驱动模块IMCC可以提供电机的位置和速度伺服控制功能。监控软件、智能电机控制和保护装置以及装置级网络的应用，使IMCC能够获得非常丰富的信息，如IMCC文档、事件日志和备件信息等。它们提高了IMCC的监控水平，加强了IMCC的故障检测能力，甚至使IMCC获得了一定的预维护能力。预维护能力对IMCC有着十分重要的意义，它可以大大提高系统的正常运行时间，减少维护成本，保证设备的长期连续运行，延长系统寿命，可以为用户提供重大的经济效益。更强的电机位置和速度伺服控制功能，可靠的预维护能力，现场总线技术的应用等是IMCC的发展方向。
楼主 2007/2/23 17:49:22
在前面分析的基础上，提出了IMCC新的结构形式，其学术思想是以微处理器和现场可编程门阵列FPGA为基本控制核心，采用嵌人式实时操作系统，将实时多任务控制系统技术、电机位置和速度伺服控制技术、电机故障检测与诊断技术及现场总线技术综合应用于IMCC，使IMCC具有更加强大的智能化、网络化的应用特点。该种结构形式的IMCC研制的关键技术是采用基于嵌人式实时操作系统的微处理器+FPGA，运用实时多任务控制系统技术，形成IMCC的控制结构形式。
综合分析各种电机位置和速度伺服控制方法、各种电机故障检测与诊断方法以及符合IEC标准的各种类型现场总线技术在IMCC这种新的结构形式中的适用性。研究IMCC的电机位置和速度伺服控制、电机故障检测与诊断、电机故障预测、故障保护和现场总线通信等功能任务的任务度合理划分及实时多任务优化控制技术，使IMCC的总体性能达到最优。
楼主 2007/2/23 17:49:49
经过数十年的发展CMCC在结构和技术上已经比较成熟，形成了国际标准，性能非常可靠，广泛应用于国民经济各个领域，受到了用户的欢迎，我国也有这方面的产品生产。电机控制中心的高端产品IMCC产生不久，功能非常强大，交叉融合了过程控制系统技术、电机位置和速度伺服控制技术、电机故障检测与诊断技术和网络技术，虽然还不是十分完善，但IMCC在复杂的过程控制中得到了广泛的应用。CMCC和IMCC既可以和DCS，PLC配合使用，又可以作为控制设备独立使用，是目前和将来实现FA的主要设备。本文提出了IMCC的一种新的结构形式并指出了该种结构形式IMCC研制的若干关键技术，这种新型IMCC具有更加强大的智能化、网络化的应用特点，是一种新型多功能综合控制中心。
楼主 2007/2/24 0:35:08
楼主 2007/2/26 10:49:01
看看
楼主 2007/2/28 10:45:27
不错
