智能马达保护器控制库在ABB 800xA系统中的应用

摘 要：文章介绍了基于ProfiBus协议的智能马达保护器在800xA DCS系统其马达控制库的设计原理、功能、使用，以及针对在实际工业背景下使用不同品牌的智能马达保护器，因其ProfiBus数据通讯位的不同，通常不能共用同一马达控制库提出解决的方法。

关键词：智能马达保护器；马达控制库；PROFIBUS-DP；ABB 800xA集散控制系统

引言

随着工业领域对自动化控制水平的要求不断提高，由智能MCC与集散控制系统构成的控制结构，因其网络化、系统化、开放式的特点，及网络结简单、可靠等特性，已被广泛的应用。马达控制库作为集散控制系统重要的功能函数库，是否合理利用直接关系到工业生产的自动化程度。由于不同品牌的智能马达保护器的ProfiBus数据通讯位不同，每一类型的马达保护器通常要使用其相应马达库模块，不能混用，但如果对每一类型的马达保护器都开发一马达控制库，这不仅编程工作量大，同时也不利于系统资源合理利用。在某大型浆厂，其自动化控制系统采用ABB 800xA DCS系统，MCC（Motor Control Center）的低压恒速电机采用智能型电机管理系统控制，智能马达保护器设备使用国外著名品牌SIEMENS、ABB、Schneider，还有金智、中电等国产品牌的产品。作者有幸参与了该厂部分车间的电气、自动控制系统工程的建设调试工作，下面根据工程实际的案例，介绍一下基于ProfiBus协议的马达保护器其控制库在ABB 800xA DCS系统的应用，以及不同品牌的智能马达保护器使用同一马达控制库的方法。

1 简介

1.1 智能马达保护器单元

智能马达保护器，它适用于额定电压至AC 690V、额定电流至AC 800A、额定频率为50/60Hz的电动机，用于在低压性能范围内的恒速电机控制，它优化了DCS或PLC和电机起动器之间的连接，提高了设备可用性，使系统的起动、运行和维护费用大大降低。由于其产品体积小，结构紧凑，安装方便，在低压控制终端柜的各种抽屉柜中可直接安装使用，自动化程度高，控制回路稳定可靠，一般有如下特性：（1）独立于自动化系统的多功能、固态全电机保护系统。（2）灵活的软件取代了硬件对电机的控制。（3）详细的运行、维修和诊断数据。（4）通过 PROFIBUS 协议实现标准的、开放式现场总线系统通讯

1.2 马达控制库

马达控制库的设计是出于对不同工艺特殊要求的马达控制，将复杂的程序集成为一个标准化的块，这库模块可随调随用，组态及连接简单方便，同时具备了很多可选及扩展的能力，这样可增加在实际运用的适应能力，目前广泛用于工业控制系统。马达控制库主要由功能块和操作人机画面两部分组成，其功能结构如图1所示，在ABB 800xA系统使用的智能马达控制库功能块和非智能马达控制库，除了数据接口不同，其他功能块基本一样，通常由多个子程序组成，都可以完成各种复杂运算、控制、监视、记录、趋势等功能的要求。 显示面板主要用于显示标签名、设备描述等信息和操作改变手动（M）和自动（A）工作等控制模式。通常使用马达控制库模块就可完成马达控制及连锁功能而不需借助其他功能块，以西门子马达控制库为例，其库功能块如图2所示。该库模块共有Jog、Local、Manual、External 1、External 2、Test、Panel控制模式，所有的控制模式均能从DCS控制中心的操作站进行操作切换，另外，Local和Test模式的操作也可以在MCC盘柜面板进行，马达功能模块的操作命令与不同的控制模式之间的关系如图3所示。

2 硬件组态与库模块调用

打开CBM（Control Buider M Professional）在相应的程序编辑栏中插入马达控制库模块，连接好Profibus控制、状态字变量和Profibus_UnitStatus变量（图4），连接硬件通道变量（图5）及硬件状态变量后将程序下载到控制器，然后在Online状态下鼠标右键马达模块打开Interaction Window添加名字、描述以及定义电机电流等参数。

3 不同品牌的马达保护器共用同一马达库的处理方法

在DCS系统中，每一类型的马达保护器通常要开发其对应的马达控制库，因为不同品牌的智能马达保护器，其ProfiBus数据接口的通讯位是不同的，所以不能直接共用。但如果对每一类型的马达保护器，特别是数量较少的特殊马达都开发对应的马达控制库，这不仅程序开发费用昂贵，同时也不利于系统资源合理利用。针对ProfiBus数据接口的通讯位的不同，可以通过修改马达保护器GSD文件的通讯位，或在程序增加通讯接口数位纠改的办法解决。例如在DCS系统新增的金智马达保护器LPC要使用系统现有的西门子SIMOCODE库模块，方法一：将金智马达保护器LPC的GSD文件ProfiBus数据位修改与西门子SIMOCODE的一致后，接下来的连接，按标题2的步骤即可。

方法二：增加通讯接口数位纠改的输入、输出功能库模块，如图6所示，将金智马达保护器的通讯数位转换成与西门子SIMOCODE的一致。然后在硬件通道需连接使用接口数据纠位输入、输出功能模块上的ProfiBus变量即可，如图7所示。

4 结束语

根据某大型工厂已成功的案例，马达控制中心（MCC）采用智能型电机管理单元与集散控制系统（DCS）系统配套使用，可以减少马达控制中心的体积，提高自动化水平。马达控制库的使用推广完善了MCC信息实时监控、实现电机设备故障预报警、减少了故障停车及异常处理时间。另外，解决DCS控制系统中马达控制库通用性的问题，可方便MCC设备的合理选型，降低项目的综合投资成本。

参考文献

[1]Industrial IT 800xA- System.Configuration，System Version 4.1 ， Edition 2005 by ABB.

[2]Getting Started SIMOCODE-DP， Edition 12/2004 by SIEMENS（China）.

[3]西门子（中国）有限公司.自动化与驱动集团.SIMOCODE Pro 系统手册[S].2006.

[4]多功能 SIMOCODE pro 电机管理系统，Siemens LV 1 2009[Z].

作者简介：陈巨喜（1979，4-），男，助理工程师，二级建造师（机电工程），研究方向：电气工程及自动化系统的建设及维护工作。