工控網(wǎng)首頁
>

應(yīng)用設(shè)計(jì)

>

ARD智能電動(dòng)機(jī)控制器在苯乙烯生產(chǎn)過程中的應(yīng)用

ARD智能電動(dòng)機(jī)控制器在苯乙烯生產(chǎn)過程中的應(yīng)用

一、概述:     在現(xiàn)代的工業(yè)過程中,電動(dòng)機(jī)作為一種拖動(dòng)的機(jī)械,成為所有動(dòng)力機(jī)械的不可缺少的設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷的完善,迫切需要開發(fā)和完善電動(dòng)機(jī)控制與保護(hù)設(shè)備,從而實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程和大型機(jī)械的遙信、遙測、遙調(diào)、遙控、故障診斷以及集中監(jiān)測等功能。     化工行業(yè)是我國的重要的基礎(chǔ)行業(yè),在國民經(jīng)濟(jì)中具有重要的戰(zhàn)略地位。行業(yè)特點(diǎn)本身特點(diǎn)為易燃易爆的工作場合較多,屬于事故多發(fā)行業(yè),化工行業(yè)滿負(fù)荷、大通量連續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn),因而對電動(dòng)機(jī)使用的可靠性和穩(wěn)定性要求極高,一旦發(fā)生故障,必須馬上找出故障原因及時(shí)排除,以保證連續(xù)的生產(chǎn)。     江蘇某化工企業(yè)經(jīng)過多年嘗試和反復(fù)實(shí)踐試用,最終選擇了一種新型ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器,作為電動(dòng)機(jī)的保護(hù)元件,并取得了一定的使用經(jīng)驗(yàn)。特別是該企業(yè)在25萬噸/年苯乙烯項(xiàng)目中,在低壓配電系統(tǒng)中使用了ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器,不但有效的降低了電動(dòng)機(jī)的故障發(fā)生率,徹底取代了熱繼電器,同時(shí)利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù),實(shí)現(xiàn)了全廠電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)化控制,并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 二、苯乙烯廠對電動(dòng)機(jī)控制器的要求     該化工企業(yè)生產(chǎn)從粗苯加氫開始,粗苯加氫生產(chǎn)出的苯用于生產(chǎn)苯乙烯、順酐、富馬酸,該企業(yè)屬易燃易爆、大通量、滿負(fù)荷的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)性生產(chǎn)企業(yè)。該公司的低壓廠用電系統(tǒng)中的許多電機(jī)在工藝要求上是不允許跳閘停車的,部分關(guān)鍵電機(jī)一旦跳閘停機(jī),將可能造成整個(gè)工藝癱瘓等事故,不但給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失,而且容易造成人員傷亡。     在實(shí)際運(yùn)行中,當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障需及時(shí)查找原因并排除故障,這時(shí)靠人到現(xiàn)場查找原因當(dāng)然也可以,只是要花費(fèi)很長時(shí)間,而采用ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器的通訊功能在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)出報(bào)警指令告知電氣工程師,到現(xiàn)場后通過ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器的故障記錄功能可以很容易找到故障原因及時(shí)恢復(fù)生產(chǎn);     所以苯乙烯廠對電動(dòng)機(jī)兩大必不少要求如下:     1.電動(dòng)機(jī)保護(hù)、故障記錄功能。     2.通訊功能。 三、智能型電動(dòng)機(jī)控制器的描述     ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器是最近十幾年才發(fā)展起來的一種新型數(shù)字式低壓綜合電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置。它集成了過載、欠(輕)載、阻塞/堵轉(zhuǎn)、三相電流不平衡等保護(hù)功能;還集成了測量、故障記錄、控制(直接起動(dòng)、雙向起動(dòng)、雙速起動(dòng)、星三角起動(dòng)、抗晃電起動(dòng)、欠壓失壓重起動(dòng))等功能。     該裝置具有控制精度高、節(jié)電、保護(hù)動(dòng)作靈敏、工作可靠等優(yōu)點(diǎn),是替代熱繼電器的理想產(chǎn)品。     其基本工作原理如下圖:     (1)保護(hù)功能     ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器具有過載、欠(輕)載、阻塞/堵轉(zhuǎn)、三相電流不平衡、起動(dòng)加速超時(shí)、接地/漏電、欠/過壓、欠功率等保護(hù)功能。     ARD裝置通過裝在柜門上的顯示模塊,實(shí)時(shí)的顯示當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況和三相電流;當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生任一故障時(shí),裝置延時(shí)一段時(shí)間后斷開主接觸器,電動(dòng)機(jī)停車,顯示模塊上實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前發(fā)生的故障信息(故障原因、故障時(shí)間、故障時(shí)電動(dòng)機(jī)電流電壓值)。     帶通訊功能時(shí)還可以通過通訊將保護(hù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)后臺系統(tǒng)中進(jìn)行監(jiān)控管理。     ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器的漏電保護(hù)功能在化工行業(yè)中有非常重要的使用價(jià)值,它解決了電氣維護(hù)人員經(jīng)常到電動(dòng)機(jī)旁用“搖表”測絕緣的問題,既保證了電動(dòng)機(jī)設(shè)備的安全,又保證了生產(chǎn)連續(xù)運(yùn)行。    (2)測量功能     ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器可以對當(dāng)前電動(dòng)機(jī)回路的三相電流、三相電流不平衡、接地電流、電壓、功率、功率因數(shù)、頻率、電能進(jìn)行測量,并且實(shí)時(shí)的在盤柜的顯示模塊上顯示。帶通訊功能時(shí)可通過通訊將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)后臺或者SCADA系統(tǒng)中進(jìn)行監(jiān)控管理。     (3)控制功能     ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器可以滿足各種起動(dòng)方式,如直接起動(dòng)、雙向起動(dòng)、雙速起動(dòng)、星三角起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)和晃電、欠壓失壓重起動(dòng)控制方式。     ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器支持9路開關(guān)量輸入,5路繼電器輸出,可以在盤柜上方便的進(jìn)行起、停、調(diào)試等工作,帶通訊功能時(shí)還可以通過計(jì)算機(jī)后臺實(shí)現(xiàn)“四遙”功能,對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行監(jiān)視管理。    (4)在線監(jiān)視功能     電氣工作師站操作人員可以在后臺系統(tǒng)上,完成所有保護(hù)整定數(shù)據(jù)的查看、修改設(shè)定。并且可在線監(jiān)測電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況和供電電源的質(zhì)量,及早的發(fā)現(xiàn)問題。同時(shí)后臺系統(tǒng)強(qiáng)大的管理功能可以有效的實(shí)時(shí)記錄各臺電動(dòng)機(jī)的型號、歷史維護(hù)記錄、故障波形,為保證工藝系統(tǒng)的安全生產(chǎn)提供了有力的依據(jù)。 四、選用ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器帶來好處    (1)安裝方便易于現(xiàn)場巡檢     按安裝形式分:ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器分為一體式和分體式兩種。     目前使用MCC馬達(dá)控制中心柜大多采用的是抽屜柜,少數(shù)采用控制箱。     分體式安裝是由ARD裝置主體、顯示模塊組成;一體式安裝是ARD裝置主體、顯示模塊是一體的。     在實(shí)際工程中普通采用的是分體式安裝,把顯示模塊安裝在比如MNS抽屜柜面板上,這樣既簡化了開關(guān)柜內(nèi)的接線,又實(shí)現(xiàn)了即插即用功能(用戶可在線更換顯示模塊)。通過這樣設(shè)計(jì)使用戶在使用時(shí)對當(dāng)前的電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)一目了然,大大的方便了用戶的巡視和維護(hù)。     對那些電動(dòng)機(jī)要求不高的地方,也可采用一體式安裝的產(chǎn)品。    (2)通訊組網(wǎng)便于后臺管理     在化工行業(yè)的工程中,對電動(dòng)機(jī)設(shè)備的自動(dòng)化要求較高, ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器提供了RS-485通訊(Modbus-Rtu通訊協(xié)議)接口,為電氣操作與工藝控制人員通過計(jì)算機(jī)后臺在線瀏覽生產(chǎn)情況提供了方便。     把所有的ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器、AM5中壓保護(hù)裝置、ACR多功能電力儀表及其它具備通訊協(xié)議的產(chǎn)品并聯(lián)在一起組成現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。如下圖所示,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由站控層、通訊層、現(xiàn)場層組成,其中ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器屬于現(xiàn)場層設(shè)備。     ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器聯(lián)到以上的網(wǎng)絡(luò)時(shí),將給苯乙烯廠的自動(dòng)化帶來優(yōu)勢如下:     a. 使系統(tǒng)信息集中     電氣工程師可以通過抄表的方式采集各個(gè)裝置節(jié)點(diǎn)的參數(shù),如:電動(dòng)機(jī)電流、電壓、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況、電能等,有了這些信息用戶便可實(shí)時(shí)對各個(gè)設(shè)備的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行分析處理。     b. 便于管理     通過自動(dòng)化系統(tǒng)對各個(gè)段電動(dòng)機(jī)集中采集且把這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲,自動(dòng)生成各種報(bào)表,如日報(bào),月報(bào),年報(bào)等,可以對電動(dòng)機(jī)的時(shí)段運(yùn)行情況進(jìn)行分析,從而為電氣工程師檢查電動(dòng)機(jī)故障提供了有利的數(shù)據(jù)。     c. 進(jìn)一步提系統(tǒng)高可靠性     現(xiàn)場總線的配電系統(tǒng)來說,電動(dòng)機(jī)的保護(hù)功能由分散于現(xiàn)場的ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器來完成,對系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)沒有任何直接的依賴性,而通過網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的保護(hù)運(yùn)行情況,因此架構(gòu)了網(wǎng)絡(luò)的配電系統(tǒng),其可靠性進(jìn)一步提高。     (3)故障記錄便于現(xiàn)場問題分析     在化工行業(yè)中,電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障后,應(yīng)及時(shí)的把備用電動(dòng)機(jī)投上而不影響運(yùn)行機(jī)制。對出現(xiàn)問題的電動(dòng)機(jī)應(yīng)及時(shí)處理以確保連續(xù)生產(chǎn),早期的處理方法需要花大量的人力物力還需要一定的時(shí)間才能分析出來,不便于應(yīng)用。而ARD智能型電動(dòng)機(jī)控制器強(qiáng)大的故障記錄功能為維護(hù)人員節(jié)省了大量的時(shí)間,提高了生產(chǎn)的效率。 五、工程典型應(yīng)用圖 六、ARD電動(dòng)機(jī)保護(hù)器選型     ARD2F型號如下所示:    1.       ARD2F型號如下所示: 圖3 ARD2F型號說明  表1  額定電流

保護(hù)器額定電流 變比設(shè)置 互感器一次側(cè)圈數(shù) 適用電機(jī)范圍(kW) 可整定電流范圍(A)
1 支持 5圈 0.12-250 0.1-999
5 1圈 0.12-250 0.1-999
1.6 不支持 1圈 0.12-0.55 0.4-1.6
6.3 1圈 0.75-2.2 1.6-6.3
25 1圈 3-11 6.3-25
100 1圈 15-45 25-100
250 1圈 55-132 63-250
800 1圈 160-250 250-800

 

表2 額定電流附加說明

電動(dòng)機(jī)額定功率(kW) 電動(dòng)機(jī)額定電流(A) 選配保護(hù)器額定電流 整定電流范圍(A)     電動(dòng)機(jī)額定 功率(kW) 電動(dòng)機(jī)額定 電流(A) 選配保護(hù)器額定電流 整定電流范圍(A)
0.12 0.42 1.6 0.40-1.6 30 57 100 25-100
0.37 1 1.6 0.40-1.6 37 69 100 25-100
0.55 1.5 1.6 0.40-1.6 45 81 100 25-100
0.75 2 6.3 1.6-6.3 55 100 100 25-100
1.1 2.5 6.3 1.6-6.3 75 135 250 63-250
2.2 5 6.3 1.6-6.3 90 165 250 63-250
3 6.5 25 6.3-25 110 200 250 63-250
5.5 11 25 6.3-25 132 240 250 63-250
7.5 14.8 25 6.3-25 160 285 800 250-800
11 21 25 6.3-25 200 352 800 250-800
15 28.5 100 25-100 220 388 800 250-800
18.5 35 100 25-100 250 437 800 250-800
22 42 100 25-100 / / / /

注:表2數(shù)據(jù)適用于AC400V,50Hz,1500轉(zhuǎn)/分的四極鼠籠式電動(dòng)機(jī)  表3 附加功能代碼

附加功能 代號 附加功能 代號
起動(dòng)控制(包含K功能) Q 漏電保護(hù) L
開關(guān)量輸入 K 4~20mA模擬量輸出 M
溫度保護(hù) T 失壓重起(抗晃電) SU
報(bào)警(可編程輸出) J SOE事件記錄 SR
通訊接口 Modbus_RTU C 電壓功能(相序、功率、功率因數(shù)) U
Profibus_DP CP
DeviceNet CD tE時(shí)間保護(hù) tE

 

      注:1、帶有起動(dòng)控制時(shí),保護(hù)器最多提供2個(gè)起動(dòng)繼電器用于順序控制外部2個(gè)接觸器的閉合/斷開,從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的不同起動(dòng)方式(如Y-?轉(zhuǎn)換起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)控制,自耦降壓起動(dòng)等);      2、溫度保護(hù)的測量范圍:熱電阻100Ω~30kΩ;      3、對于無顯示要求的客戶,必須在一批訂單中訂購一個(gè)90FL顯示單元,作為調(diào)試使用。   表4 顯示方式

代號 規(guī)格
90FL LCD液晶顯示模塊尺寸為90?70,開孔86?66(單位mm)

 

參考文獻(xiàn):《ST500智能電動(dòng)機(jī)控制器在堿廠的應(yīng)用》            

投訴建議

提交

查看更多評論
其他資訊

查看更多

淺析污水處理廠電氣節(jié)能設(shè)計(jì)

淺談住宅建筑電氣火災(zāi)原因與預(yù)防策略

淺析低壓線路常見電氣火災(zāi)原因及對應(yīng)的預(yù)防措施

淺談BIM+GIS在管廊機(jī)電監(jiān)控與運(yùn)維管控系統(tǒng)中的應(yīng)用

淺談新能源電動(dòng)汽車充電樁系統(tǒng)研究