智能電動機保護控制器在化工行業中的應用
背景概況
化工行業在我國的國民經濟中占有重要地位，是國家的基礎產業和支柱產業。化工行業生產系統可大致包含：電控系統、投料系統、制漿系統、出料過濾系統、灌裝系統等系統，生產的高度自動化和連續化是其重要的工況特征。在其各個生產系統中，對每個低壓電機的保護和控制是整套生產自動化監控的重要部分，隨著發展精細化工的步伐不斷加快，生產工藝的快速持續改進和引入設備的大型化，使得對低壓電機的保護和控制提出了更高的要求。
產品簡介
斯菲爾電氣新一代智能電動機保護控制器WDH-31-580采用模塊化設計理念，產品包含：實時監測，保護控制，通信組網，人機交互等多個模塊組件，每個模塊都具備獨立的微處理器，用以追求較大的功能化及較小的故障率。整機具備完善的測量保護功能、靈活的可編程控制邏輯及多種總線通信協議，適用于低壓單向電機，雙向電機，雙速電機，電磁閥，電動執行器等裝置，實現復雜的電機保護和控制需求。
功能框圖
產品優勢
1.豐富的監測功能
·大至250A 電流直接接入(>250A 可使用外置電流互感器)
·大至690V電壓直接接入(>690V 可使用外置電壓互感器)
·全電量測量(U 、 I 、 P 、 Q 、 PF 、 EP 、 EQ 、 THD...)
·可選擇基波/全波電流測量與保護
·內置剩余電流互感器，大測量值8A
* 測量模塊自帶的電流互感器中已經具備剩余電流線圈繞組
不必再外接剩余電流互感器，免去額外的接線。
·標配2路溫度測量(1路熱敏電阻， 1路熱電阻Pt100)
·電機絕緣測量(大200MΩ/內置500V升壓電路)
* 電機長時間、過負荷運行會導致絕緣性能下降，嚴重時會燒壞電機。
在停機狀態下，保護器可測量電機單相繞組與機殼間的絕緣電阻值，用于判斷電機絕緣性能是否降低或失效。
2.完備的保護與控制
·多種起動控制方式(單步模式、雙步模式)
下圖為“直接起動”典型接線圖
·多位置控制權限(就地、遠程、自動、消防等)
·抗晃電/失壓重起功能保證現場工藝連續性
在企業生產過程中，往往都會存在因雷擊、短路故障重合閘或內部電網故障等原因而產生電網電壓瞬時下降至額定電壓的10%-80%，持續時間為0.5個周波至60s，這種現象稱為“電壓跌落”，又稱 “晃電”。低壓電機回路基本采用交流接觸器控制，交流接觸器電壓保持的大致要求為：電壓不小于45%或者失壓時間不大于60ms。因此晃電現象極易造成生產設備的大面積非計劃停車，給連續生產企業(如化工行業)造成重大損失，甚至造成設備事故和人身事故。
針對以上情況，WDH-31-580電動機保護控制器具備“立即重起動”及“延時重起動”功能，其內置超級電容，保證3s失壓情況下，控制器持續運行；內置欠壓重合閘邏輯：對于瞬間“晃電”(一般小于0.5s)，電機由于慣性并未完全停車，控制器執行“立即重起”邏輯，立即吸合接觸器線圈，跳過起動過程，保障不間斷運行；對于長時間失電(一般不大于60s)，控制器執行“延時重起”邏輯，滿足起動條件后重合閘接觸器線圈，并可分批起動電機。
抗晃電“立即重起”
· t1時刻電壓跌落至失電電壓閾值
· t2時刻電壓恢復，且t1-t2的時間小于晃電時間
· 執行立即重起： 立即重合接觸器(無起動過程)
抗晃電“延時重起”
· t3時刻電壓跌落至失電電壓閾值
· t4時刻電壓恢復， t3-t4的時間大于晃電時間(立即重起失效)
且t3-t4的時間小于延時重起大失壓時間
· 執行延時重起： 延時分批起動時間至t5
重合接觸器，重起電機
(下圖：正常起動命令控制邏輯)
·多達21種保護算法&邏輯
短路/剩余電流/單相接地/低電壓等保護動作對象可設置為接觸器或斷路器
(下圖：過載保護算法邏輯)
3.改進型通信接口和協議
DP接口主控模塊
·支持標準的Profibus-DPVO/DPV1協議
·可自定義輸入/輸出模塊，用戶可以靈活選擇,節省主站內存
·可配置輸入位及輸出位功能，省去DCS編程人員修改原有控制邏輯
(下圖：自定義輸入/輸出模塊)
以太網接口主控模塊
·鑒于低成本的RS485/Modbus-RTU協議通信速率和可靠性都比較低，僅能在監測系統使用，而不能用于控制系統，因此推出了自帶交換機功能的以太網接口，協議采用Modbus/TCP，可方便的替代原有的RS485總線。提高通信速率及可靠性的同時，布線方便，可省去部分交換機，降低成本。
(下圖：以太網菊花鏈組網)
WDH-31-580新一代智能電動機保護控制器以斯菲爾公司多年的設計經驗與創新理念打造的一款智能低壓保護類裝置，其硬件平臺成熟穩定，模組化緊湊型設計便于各種場合安裝，并具備高性能的監控與保護功能，一經推入市場，已得到了多家石化企業用戶的一致好評。
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