MCC柜介绍及应用

                                               

                                                    MCC组合

 

MCC的发展状况
MCC(马达控制中心)在工程中应用非常广泛。常规的MCC只包括机电元件,而且所有连接都是通过硬接线实现。直到今天,这些机电元件仍然是MCC产品的主要构成部分。即便在发达国家,MCC产品中,超过半数的单元仍然是纯粹的机电设备。近年来,随着科学技术的发展,智能MCC发展并逐步应用起来。智能型MCC采用新型的智能元件和现场总线技术,逐步向自动化集成型发展,将硬件、软件和网络技术紧密地联系在一起。
三、智能MCC控制系统构成
智能MCC控制系统采用典型3层网络结构,即信息层(Ethernet)、控制层(ControINet)以及设备层DeviceNet现场总线结构。信息层采用通讯速率为1 00 Mb/s的以太网,控制层为5 Mb/s的ControINet网,设备层为125 kb/s.250kb/s、500kb/s的DeviceNet现场总线。智能MCC通过内置的DeviceNet通讯电缆与基础自动化系统的PLC通讯。DeviceNet网络介质采用五线制电缆,包括2条信号线,2条24V电源线和1条屏蔽线。系统监控级由2台监控管理机组成,通过RSVIEW监控软件实现对现场的泵、阀、过滤器等设备状态的显示和控制:对管道的流量、压力及温度的监视。控制方式有自动、半自动以及就地操作控制3种。在主控室通过监控计算机可实现自动、半自动控制。在现场通过机旁操作箱控制可进行就地操作,此时控制本身不受控制级的影响。即使控制系统出现故障,就地操作仍可独立完成。
四、DEVICENET特点
DeviceNet(设备网)是基于CAN技术的开放型通信网络,将底层的设备直接和车间级控制器相连,无需通过硬线与I/O模块连接;显著减少导线的费用并方便安装。与其他现场总线相对比,具有以下特点:
(1)采用基于CAN的多主方式工作,网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息:
(2)可以容纳多达64个节点地址,每个节点支持的I/O数量没有限制;
(3)采用短帧结构.传输时间短,受干扰的概率低,具有极好的检错效果;
(4J通信介质为独立双绞总线,信号与电源位于同一电缆;
(5)支持设备的热插拔,无需网络断电:
(6)接入设备可选择光隔离设计,由外部供电的设备与由总线供电的设备共享总线电缆:
(7)总线线缆中包括24V直流电源和信号线两组双绞线以及信号屏蔽线。在设备连接方式上,可以灵活选用开放式和密封式的连接器。网络供电采取分布式方式,支持冗余结构。总线支持有源和无源设备。
下面为兴澄特钢应用智能MCC的网络拓扑图:


一、系统智能MCC的特点
(1)采用DeviceNet现场总线技术,减少了控制电缆和现场接线。智能MCC在柜体结构中内置DeviceNet通讯电缆并贯穿整个MCC组,每面柜内垂直线槽预留6个DeviceNet接口;从该接口引至电机控制单元。DeviceNet通讯电缆用于传输控制数据,有效地减少PLC l/O模件和硬接线数量。
(2)采用新型接口模件,接口模件自带DeviceNet网络接口。水处理系统中,智能MCC接口模件有2类:DSA模件和E3 PLUS模件。 DSA模件自带DeviceNet网络接口,4个开关量输入和2个开关量输出:开关量输入点用于反馈断路器和接触器以及热继电器状态, 开关量输出点用于接触器合闸或正反转运行。DSA模件主要用在不需要模拟量和报警信息传送的电机启动控制单元中。
本系统中的输入信号主要为:电机准备好、手/自动转换、运行以及故障等,输出信号为设备的启动和停止信号。E3 PLUS是电子式智能马达保护器,用于需要在上位系统提供模拟信号及故障内容报警信号的电机控制单元中。同DSA模件一样.E3PLUS模件内置DeviceNet网络接口,提供4个开关量输入和2个开关量输出点,同时E3PJ US提供可编程保护功能,如:过载、失相、相间不平衡、失速、堵转、接地故障以及PTC热电阻输入。在本系统中,大量使用了E3 PLUS。
(3)将硬件、软件和网络紧密结合,实现了MCC的实施监控和与厂级网络的有机结合。与传统MCC的一个显著的区别,智能MCC的监视软件提供了相当重要的设备级诊断功能。它具有看到内部和监控每台电动机的能力,如果电机脱扣,智能MCC可指示脱扣的原因:缺相、失速、过载或接地故障,并且能够很方便与控制层和网络层实现连接。
二、 智能MCC与传统MCC的对比分析
(1)从硬件上看,智能MCC连接简单快捷。传统MCC与基础自动化的连接主要方式有2种,一是通过在MCC柜旁设一远程l/O柜,MCC的监控控制信号经控制电缆与之连接,再由远程l/O站经现场总线与PLC进行通讯。另一种则是MCC的监控控制信号经控制电缆直接与PLC的本地I/O柜相连。而点到点的控制信号连接决定了电缆数量多,施工量大。智能MCC在这方面表现了卓越的性能,在与现场设备连接后,只需通过1根DeviceNet现场总线,即可实现MCC与基础自动化的信息互通,由于省去了控制电缆和I/O柜这些中间环节,使连接变的简单,通讯更为快捷。
(2)由于DeviceNet现场总线的引入,省去了控制电缆和大量l/O,PLC槽架数量也得到减少,控制系统集成的成本得到减低。抵消了智能MCC较传统MCC成本略高的劣势。
(3)系统现场调试时,对系统进行打点,大大减少了调试时间:且不需要PLC l/O端子柜及中间继电器柜,使系统的故障点大大减少。
(4)从维护上看,中间环节的减少使得维护更加(简单。单从PLC的状态监视信息即可判断现场设备的运行状况和故障情况。
(5)智能MCC控制系统具有开放性和可扩展性
三、罗克韦尔智能MCC介绍
罗克韦尔自动化注册商标为CENTERLINE的智能化MCC(智能化马达控制中心),自1971年开始投入市场。它采用独特的中央母线设计,内嵌先进的网络总线DeviceNet,器件上采用罗克韦尔自动化的接触器、马达软启动器、交流变频器和PLC等产品,构成了结构合理、占地面积小、包含各种先进的自动控制设备、现场总线控制的完整的自动化系统控制装置。


经过二十多年的努力,智能化iMCC以其良好的质量以及信誉保障,已被广泛用于冶金、纺织、轻工、石化、电力等厂矿企业以及交通运输和市政建设等行业。在中国西部大开发的重点工程百万吨氯化钾项目中,整个系统全部选用智能化MCC实现所有设备的控制、监测- 保护以及电力监控等功能。
目前采用的是CENTERLINE2500马达控制中心系列,其技术特点如下:
1、壳体的防护等级
壳体的防护的等级按照IEC标准60529的要求。CENTERLINE 2500 MCC可提供的防护等级有IP20. IP30.IP42. lP54等。
2、分隔和电气隔离
分隔和电气隔离存在于单独的模块之间:模块和走线槽之间;模块和母线之间;走线槽和母线之间。控制线路和网络连接与动力连接隔离可以通过独立的走线槽进行连接。内部分隔的形式(IEC 60439-1)有3b(标准)和4b两种形式。
3、MCC基本的柜型
(1)可抽出单元
柜体基本尺寸包括有700mm标准宽度;500mm模块宽度;200mm垂直走线槽宽度;800mm包括300mm走线槽宽度:900mm包括400mm走线槽宽度:1000 mm包括500mm走线槽宽度。标准尺寸为2300mm高.700mm宽,600mm深。最大并列两台700mm柜体,800mm-1000mm柜体一台。


CENTERLINE 2500MCC内置设备网络DeviceNet。DeviceNet端口:每屏最多可达24个:位于控制和网络电缆室中:简化了安装和拆卸;优于传统的雏菊链:雏菊链往往使下游设备意外关断j可抽出式单元可提供自动连接。
由两面独立的柜体组成,除了每面柜子都没有背板以外;两个独立的水平母线系统,两侧同样的A-B-C相序,母线在工厂内由U型母线连接排连接;两个独立的垂直母线系统,每面柜的负载系统各自独立;背靠背柜型运输单元:两面700mm的柜体,单个柜体背靠背:最多两面800mm⑩Cl000mm的柜体,单个柜体背靠背;最多四面700mm的柜子,两两背靠背。


(2)固定单元
当单元设备太大太重或是电流太大,那么它们讲被永久性安装在MCC的框架结构上,负载电流大干225A的单元必须使用,不采用插拔装置和垂直母线,一般不设有垂直电缆通道,单元设备永久性安装于柜体上,动力连接直接用螺栓接合于水平母线上,仅适用于按柜为单 元订货,相较于可抽出单元和柜体可以单独订货,由于元器件大小的关系会采用更深的柜型设计,比如一个大的变频器会需要800mm深的柜子,水平母线将会被设置在更深的位置以留出更大的单元空间。
4、MCC母线系统
(1)动力母线系统
水平动力母线:为整个MCC组提供动力电源,无镀层或镀锌铜可选,目前800A⑩C2500 A水平母线可选.3200 A&4000 A容量水平母线为将来的供货范围。
垂直动力母线:为单个柜体提供动力电源,镀锌铜.300A空心或是600A实心管材结构。保护接地(PE)母线系统水平接地母线:底部安装,无镀层或镀锌铜.6x50 mm导体或12x50mm导体或18x50 mm导体。垂直可插拔连接PE母线(无镀层或镀锌铜).6x32 mm垂直可插拔连接。
四、结语
现场总线的引入,使马达控制中心得以智能化;同时大大减少了控制硬件和电缆数量,使总体成本降低,而且接线和维护更加简单、方便。随着科学技术的不断进步,工业领域对自动化控制水平的要求不断提高,智能MCC及其构成的控制系统因其网络化、系统化、开放化的特点,具有广泛的应用前景。在兴澄特钢炼钢厂首次使用了全厂的智能开拓了一种低压配电及控制的新思路,为以后类似的应用提供借鉴。