分體式LCD顯示馬達(dá)保護(hù)與控制裝置設(shè)計(jì)及應(yīng)用

　　趙波

　　江蘇安科瑞電器制造有限公司

　　摘 要：文中通過(guò)對(duì)LCD、LED實(shí)際使用中各自的特點(diǎn)進(jìn)行分析比較，說(shuō)明LCD顯示馬達(dá)控制與保護(hù)單元在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)。并介紹ARD3新一代LCD顯示馬達(dá)控制與保護(hù)單元的設(shè)計(jì)思路、實(shí)際應(yīng)用、產(chǎn)品性能指標(biāo)、安裝方式。

　　關(guān)鍵詞：馬達(dá)保護(hù)與控制裝置;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

　　中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： 文章編號(hào)：

　　0 引言

　　伴隨著電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的大力推廣及應(yīng)用，客戶對(duì)這種新式的電子式保護(hù)裝置的應(yīng)用更加熟悉，同時(shí)也對(duì)產(chǎn)品的使用提出了更高要求，尤其是參數(shù)設(shè)定、故障查詢等人機(jī)交互方面。

　　1 分體LCD顯示方案的提出

　　前一代ARD3電動(dòng)機(jī)保護(hù)器分為一體式、分體72F、分體90F，都采用LED(數(shù)碼管，以下都以LED代表數(shù)碼管)顯示方式。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中LED顯示方式亮度高，即使在光線不好的地方也可以達(dá)到一目了然的效果，使用壽命長(zhǎng)，產(chǎn)品價(jià)格便宜。

　　與之相比LCD(液晶，以下都以LCD代表液晶)顯示亮度不夠，在產(chǎn)品附近才有比較好的顯示效果，觀看角度不同效果不同，和我們使用筆記本電腦時(shí)，顯示屏旋轉(zhuǎn)角度不同亮度不同一樣。LCD產(chǎn)品價(jià)格較LED要高出較多。

　　但LCD一次性可顯示數(shù)據(jù)量較LED多，尤其采用中文顯示時(shí)，在國(guó)內(nèi)使用中優(yōu)勢(shì)更加明顯。客戶在對(duì)前一代LED顯示ARD3進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)、故障查詢上時(shí)，多要借助說(shuō)明書(shū)(LED顯示ARD3菜單項(xiàng)共有53項(xiàng)，故障代碼21項(xiàng))，這樣給客戶現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了一定的麻煩。為了讓客戶應(yīng)用更加方便，LCD顯示產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。

　　2 分體LCD顯示與前一代LED顯示相比所具有的優(yōu)勢(shì)

　　2.1 測(cè)量參數(shù)、故障記錄顯示

　　ARD3可測(cè)量三相電流、三相電壓、剩余電流、功率、功率因數(shù)、頻率等電參量，LED顯示要借助面板上的發(fā)光二極管來(lái)確定現(xiàn)在顯示的是哪種電參量，很不直觀，而且還有很多信息無(wú)法顯示，例如：開(kāi)關(guān)量狀態(tài)、故障記錄等內(nèi)容。

　　LCD顯示很好的解決了上述問(wèn)題，采用128×64點(diǎn)陣式LCD，一屏中可以有4行數(shù)據(jù)顯示，帶有中文說(shuō)明，不用再借助面板上發(fā)光二極管來(lái)表示具體參數(shù)。各種菜單項(xiàng)、開(kāi)光量狀態(tài)、故障記錄、運(yùn)行參數(shù)等信息都已中文形式在顯示面板上顯示出來(lái)，方便客戶參數(shù)、故障查詢、日常維護(hù)。LCD可顯示的故障記錄數(shù)據(jù)時(shí)包括：本次電機(jī)運(yùn)行時(shí)間、停車具體時(shí)間、故障原因、停車時(shí)的各種電參量(三相電流、三相電壓、剩余電流等)。

　　2.2 各種保護(hù)功能參數(shù)設(shè)置

　　ARD3具有過(guò)載、斷相、堵轉(zhuǎn)、阻塞、不平衡、欠載、剩余電流、起動(dòng)超時(shí)、過(guò)壓、欠壓、相序、欠功率等保護(hù)功能。實(shí)際使用中，這些保護(hù)功能不一定全部打開(kāi)，在保護(hù)參數(shù)設(shè)置時(shí)，LED產(chǎn)品需要經(jīng)過(guò)一步二進(jìn)制到十進(jìn)制轉(zhuǎn)化的過(guò)程，現(xiàn)場(chǎng)操作人員對(duì)這種設(shè)置方法不是十分適應(yīng)。

　　LCD顯示將各種保護(hù)功能使用中文排列好，需要對(duì)哪種保護(hù)功能進(jìn)行設(shè)置時(shí)，直接查找到對(duì)應(yīng)項(xiàng)進(jìn)入設(shè)置即可，在很大程度上方便了客戶的使用。

　　2.3 控制方面

　　原LED顯示產(chǎn)品，在顯示面板上沒(méi)有起、停操作按鈕，客戶只能通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)來(lái)完成起、停操作。

　　LCD顯示產(chǎn)品，在顯示面板上自帶起動(dòng)、停車按鈕，客戶可以在不安裝其它按鈕的情況下，通過(guò)LCD顯示面板完成電機(jī)起、停操作，從而節(jié)省大量元器件和布線工作。

　　2.4 其他改進(jìn)方面

　　分體式LCD顯示部分和ARD3主體部分采用航空接口連接，連接緊靠;使用RS485電平進(jìn)行連接，增強(qiáng)了產(chǎn)品的抗干擾性和傳輸距離;將各種起動(dòng)方式歸納在一起，客戶在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)可以自行更改;面板增加了停車、起動(dòng)、運(yùn)行、報(bào)警、脫扣指示燈，更貼近于客戶實(shí)際使用的需要。新一代分體LCD顯示ARD3實(shí)物圖如圖1所示。

圖1 分體LCD顯示ARD3實(shí)物圖

　　3 分體LCD顯示ARD3產(chǎn)品特點(diǎn)、技術(shù)指標(biāo)介紹

　　3.1 產(chǎn)品特點(diǎn)

　　■ 顯示模塊采用嵌入式安裝，模塊尺寸為90×70，開(kāi)孔86×66(單位mm)，主體采用導(dǎo)軌安裝。

　　■ 輔助電源支持AC/DC 110/220V，AC 380V。

　　■ 測(cè)量功能分為基本測(cè)量(電流參數(shù))和增選測(cè)量(電壓、功率、相序、剩余電流(接地/漏電流))。

　　■ 具有過(guò)載、堵轉(zhuǎn)、阻塞、欠載、斷相、不平衡、剩余電流(接地/漏電)、溫度、外部故障、相序、過(guò)壓、欠壓、欠功率、tE時(shí)間等全面的電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)功能。

　　■ 8路DI無(wú)源干節(jié)點(diǎn)輸入，信號(hào)電源采用內(nèi)置DC24V電源。

　　■ 4路DO輸出，滿足直接起動(dòng)，星—三角起動(dòng)，自耦變壓器起動(dòng)，軟起動(dòng)等多種起動(dòng)方式，通過(guò)通訊總線可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程主站對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)遙控“起/停”操作。

　　■ 抗晃電確保電動(dòng)機(jī)運(yùn)行不間斷，重起動(dòng)功能在短時(shí)欠壓、失壓時(shí)用于電動(dòng)機(jī)分批重起。

　　■ 具有標(biāo)準(zhǔn)的RS-485通訊接口，采用Modbus- RTU通訊協(xié)議，保證了上位機(jī)通訊的快速可靠。

　　■ 具有DC4-20mA模擬量輸出接口，直接與DCS系統(tǒng)相接，可實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)控。

　　■ 具有系統(tǒng)時(shí)鐘和8次故障記錄功能，系統(tǒng)時(shí)鐘記錄當(dāng)前時(shí)間(年、月、日、時(shí)、分、秒);故障記錄功能記錄電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的時(shí)間，總的運(yùn)行時(shí)間，故障原因，發(fā)生故障時(shí)電動(dòng)機(jī)的各種參數(shù)值(如三相電流、三相電壓、剩余電流、功率因數(shù)、熱容比、電機(jī)狀態(tài)等)。

　　3.2 技術(shù)指標(biāo)

　　技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

　表1技術(shù)指標(biāo)

　　　3.3 過(guò)載保護(hù)

　　過(guò)載保護(hù)是現(xiàn)場(chǎng)是用中最重要的保護(hù)之一，用到電機(jī)的場(chǎng)所幾乎都開(kāi)啟此類保護(hù)。ARD3采用熱模型保護(hù)原理，模擬電機(jī)實(shí)際發(fā)熱情況進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。ARD3共有8條過(guò)載保護(hù)曲線供客戶選用，其中曲線5、10、30分別相當(dāng)于熱繼電器的10A、10、30脫扣級(jí)線。過(guò)載特征曲線圖(K曲線圖)如圖2所示，過(guò)載保護(hù)對(duì)照表如表2所示。

 圖2 過(guò)載特征曲線圖

表2 過(guò)載保護(hù)對(duì)照表

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)本文的介紹，可以看出分體式LCD顯示馬達(dá)控制與保護(hù)裝置，更加符合使用者的要求，保護(hù)裝置除可靠完成測(cè)量、保護(hù)功能，還附有很好的人機(jī)交互能力，降低客戶的使用難度，更有利于產(chǎn)品在市場(chǎng)中的大面積推廣。在顯示面板上集成控制功能、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)指示功能(起、停、報(bào)警、故障)，可以替代一部分按鈕、指示燈，為客戶節(jié)省成本，減少現(xiàn)場(chǎng)布線工作。

　　ARD3電動(dòng)機(jī)保護(hù)器采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方案，集測(cè)量、保護(hù)、控制、通訊于一身，產(chǎn)品性能安全可靠，可以對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)施可靠有效的保護(hù)。ARD3電動(dòng)機(jī)保護(hù)器在實(shí)際使用中完全可以替熱繼電器、溫度繼電器等傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)保護(hù)產(chǎn)品，替代各種指針式電量表、信號(hào)燈、電量變送器等常規(guī)元件，簡(jiǎn)化電動(dòng)機(jī)控制電路，減少柜內(nèi)電纜連接及現(xiàn)場(chǎng)施工量。

　　文章來(lái)源于:《電工技術(shù)》2009年第11期。

作者簡(jiǎn)介：

張鼎，女，本科，濟(jì)南安科瑞電氣有限公司工程師，

主要研究方向?yàn)橹悄茈娏ΡO(jiān)控與電能管理系統(tǒng)

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