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分体式LCD显示马达控制与保护单元

赵波
江苏安科瑞电器制造有限公司

摘 要:文中通过对LCD、LED实际使用中各自的特点进行分析比较,说明LCD显示马达控制与保护单元在实际应用中的优势。并介绍ARD3新一代LCD显示马达控制与保护单元的设计思路、实际应用、产品性能指标、安装方式。
关键词:马达保护与控制装置;ARD3

Design and Application of Motor Protector and Control Device with Split Lcd Operator Panel

Abstract: This paper
Key words: motor protector and control device;ARD3

0  引言
  伴随着电子式电动机保护器的大力推广及应用,客户对这种新式的电子式保护装置的应用更加熟悉,同时也对产品的使用提出了更高要求,尤其是参数设定、故障查询等人机交互方面。

1  分体LCD显示方案的提出
  前一代ARD3电动机保护器分为一体式、分体72F、分体90F,都采用LED(数码管,以下都以LED代表数码管)显示方式。在现场应用中LED显示方式亮度高,即使在光线不好的地方也可以达到一目了然的效果,使用寿命长,产品价格便宜。
  与之相比LCD(液晶,以下都以LCD代表液晶)显示亮度不够,在产品附近才有比较好的显示效果,观看角度不同效果不同,和我们使用笔记本电脑时,显示屏旋转角度不同亮度不同一样。LCD产品价格较LED要高出较多。
  但LCD一次性可显示数据量较LED多,尤其采用中文显示时,在国内使用中优势更加明显。客户在对前一代LED显示ARD3进行参数设计、故障查询上时,多要借助说明书(LED显示ARD3菜单项共有53项,故障代码21项),这样给客户现场实际应用带来了一定的麻烦。为了让客户应用更加方便,LCD显示产品应运而生。

2  分体LCD显示与前一代LED显示相比所具有的优势
2.1 测量参数、故障记录显示
  ARD3可测量三相电流、三相电压、剩余电流、功率、功率因数、频率等电参量,LED显示要借助面板上的发光二极管来确定现在显示的是哪种电参量,很不直观,而且还有很多信息无法显示,例如:开关量状态、故障记录等内容。
  LCD显示很好的解决了上述问题,采用128×64点阵式LCD,一屏中可以有4行数据显示,带有中文说明,不用再借助面板上发光二极管来表示具体参数。各种菜单项、开光量状态、故障记录、运行参数等信息都已中文形式在显示面板上显示出来,方便客户参数、故障查询、日常维护。LCD可显示的故障记录数据时包括:本次电机运行时间、停车具体时间、故障原因、停车时的各种电参量(三相电流、三相电压、剩余电流等)。
2.2 各种保护功能参数设置
  ARD3具有过载、断相、堵转、阻塞、不平衡、欠载、剩余电流、起动超时、过压、欠压、相序、欠功率等保护功能。实际使用中,这些保护功能不一定全部打开,在保护参数设置时,LED产品需要经过一步二进制到十进制转化的过程,现场操作人员对这种设置方法不是十分适应。
  LCD显示将各种保护功能使用中文排列好,需要对哪种保护功能进行设置时,直接查找到对应项进入设置即可,在很大程度上方便了客户的使用。
2.3 控制方面
  原LED显示产品,在显示面板上没有起、停操作按钮,客户只能通过开关量输入信号来完成起、停操作。
LCD显示产品,在显示面板上自带起动、停车按钮,客户可以在不安装其它按钮的情况下,通过LCD显示面板完成电机起、停操作,从而节省大量元器件和布线工作。
2.4 其他改进方面
  分体式LCD显示部分和ARD3主体部分采用航空接口连接,连接紧靠;使用RS485电平进行连接,增强了产品的抗干扰性和传输距离;将各种起动方式归纳在一起,客户在现场使用时可以自行更改;面板增加了停车、起动、运行、报警、脱扣指示灯,更贴近于客户实际使用的需要。新一代分体LCD显示ARD3实物图如图1所示。

图1 分体LCD显示ARD3实物图

3  分体LCD显示ARD3产品特点、技术指标介绍
3.1 产品特点
  ■ 显示模块采用嵌入式安装,模块尺寸为90×70,开孔86×66(单位mm),主体采用导轨安装。
  ■ 辅助电源支持AC/DC 110/220V,AC 380V。
  ■ 测量功能分为基本测量(电流参数)和增选测量(电压、功率、相序、剩余电流(接地/漏电流))。
  ■ 具有过载、堵转、阻塞、欠载、断相、不平衡、剩余电流(接地/漏电)、温度、外部故障、相序、过压、欠压、欠功率、tE时间等全面的电动机综合保护功能。
  ■ 8路DI无源干节点输入,信号电源采用内置DC24V电源。
  ■ 4路DO输出,满足直接起动,星—三角起动,自耦变压器起动,软起动等多种起动方式,通过通讯总线可实现远程主站对电动机进行实时遥控“起/停”操作。
  ■ 抗晃电确保电动机运行不间断,重起动功能在短时欠压、失压时用于电动机分批重起。
  ■ 具有标准的RS-485通讯接口,采用Modbus- RTU通讯协议,保证了上位机通讯的快速可靠。
  ■ 具有DC4-20mA模拟量输出接口,直接与DCS系统相接,可实现对现场设备的监控。
  ■ 具有系统时钟和8次故障记录功能,系统时钟记录当前时间(年、月、日、时、分、秒);故障记录功能记录电动机发生故障的时间,总的运行时间,故障原因,发生故障时电动机的各种参数值(如三相电流、三相电压、剩余电流、功率因数、热容比、电机状态等)。
3.2 技术指标
  技术指标如表1所示。

表1 技术指标


3.3 过载保护
  过载保护是现场是用中最重要的保护之一,用到电机的场所几乎都开启此类保护。ARD3采用热模型保护原理,模拟电机实际发热情况进行过载保护。ARD3共有8条过载保护曲线供客户选用,其中曲线5、10、30分别相当于热继电器的10A、10、30脱扣级线。过载特征曲线图(K曲线图)如图2所示,过载保护对照表如表2所示。

图2 过载特征曲线图

表2 过载保护对照表

4  结束语
  通过本文的介绍,可以看出分体式LCD显示马达控制与保护装置,更加符合使用者的要求,保护装置除可靠完成测量、保护功能,还附有很好的人机交互能力,降低客户的使用难度,更有利于产品在市场中的大面积推广。在显示面板上集成控制功能、电机运行状态指示功能(起、停、报警、故障),可以替代一部分按钮、指示灯,为客户节省成本,减少现场布线工作。
  ARD3电动机保护器采用先进的设计方案,集测量、保护、控制、通讯于一身,产品性能安全可靠,可以对电动机实施可靠有效的保护。ARD3电动机保护器在实际使用中完全可以替热继电器、温度继电器等传统的电动机保护产品,替代各种指针式电量表、信号灯、电量变送器等常规元件,简化电动机控制电路,减少柜内电缆连接及现场施工量。

  文章来源于:《电工技术》2009年第11期。

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