趙波
江蘇安科瑞電器制造有限公司
摘 要：文中通過對LCD、LED實際使用中各自的特點進行分析比較，說明LCD顯示馬達控制與保護單元在實際應(yīng)用中的優(yōu)勢。并介紹ARD3新一代LCD顯示馬達控制與保護單元的設(shè)計思路、實際應(yīng)用、產(chǎn)品性能指標(biāo)、安裝方式。
關(guān)鍵詞：馬達保護與控制裝置；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
0 引言
伴隨著電子式電動機保護器的大力推廣及應(yīng)用，客戶對這種新式的電子式保護裝置的應(yīng)用更加熟悉，同時也對產(chǎn)品的使用提出了更高要求，尤其是參數(shù)設(shè)定、故障查詢等人機交互方面。
1 分體LCD顯示方案的提出
前一代ARD3電動機保護器分為一體式、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到一目了然的效果，使用壽命長，產(chǎn)品價格便宜。
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，顯示屏旋轉(zhuǎn)角度不同亮度不同一樣。LCD產(chǎn)品價格較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，在國內(nèi)使用中優(yōu)勢更加明顯?？蛻粼趯η耙淮鶯ED顯示ARD3進行參數(shù)設(shè)計、故障查詢上時，多要借助說明書（LED顯示ARD3菜單項共有53項，故障代碼21項），這樣給客戶現(xiàn)場實際應(yīng)用帶來了一定的麻煩。為了讓客戶應(yīng)用更加方便，LCD顯示產(chǎn)品應(yīng)運而生。
2 分體LCD顯示與前一代LED顯示相比所具有的優(yōu)勢
2.1 測量參數(shù)、故障記錄顯示
ARD3可測量三相電流、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法顯示，例如：開關(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題，采用128×64點陣式LCD，一屏中可以有4行數(shù)據(jù)顯示，帶有中文說明，不用再借助面板上發(fā)光二極管來表示具體參數(shù)。各種菜單項、開光量狀態(tài)、故障記錄、運行參數(shù)等信息都已中文形式在顯示面板上顯示出來，方便客戶參數(shù)、故障查詢、日常維護。LCD可顯示的故障記錄數(shù)據(jù)時包括：本次電機運行時間、停車具體時間、故障原因、停車時的各種電參量（三相電流、三相電壓、剩余電流等）。
2.2 各種保護功能參數(shù)設(shè)置
ARD3具有過載、斷相、堵轉(zhuǎn)、阻塞、不平衡、欠載、剩余電流、起動超時、過壓、欠壓、相序、欠功率等保護功能。實際使用中，這些保護功能不一定全部打開，在保護參數(shù)設(shè)置時，LED產(chǎn)品需要經(jīng)過一步二進制到十進制轉(zhuǎn)化的過程，現(xiàn)場操作人員對這種設(shè)置方法不是十分適應(yīng)。
LCD顯示將各種保護功能使用中文排列好，需要對哪種保護功能進行設(shè)置時，直接查找到對應(yīng)項進入設(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，在顯示面板上沒有起、停操作按鈕，客戶只能通過開關(guān)量輸入信號來完成起、停操作。
LCD顯示產(chǎn)品，在顯示面板上自帶起動、停車按鈕，客戶可以在不安裝其它按鈕的情況下，通過LCD顯示面板完成電機起、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電平進行連接，增強了產(chǎn)品的抗干擾性和傳輸距離；將各種起動方式歸納在一起，客戶在現(xiàn)場使用時可以自行更改；面板增加了停車、起動、運行、報警、脫扣指示燈，更貼近于客戶實際使用的需要。新一代分體LCD顯示ARD3實物圖如圖1所示。
圖1 分體LCD顯示ARD3實物圖
3 分體LCD顯示ARD3產(chǎn)品特點、技術(shù)指標(biāo)介紹
3.1 產(chǎn)品特點
■ 顯示模塊采用嵌入式安裝，模塊尺寸為90×70，開孔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。
■ 測量功能分為基本測量（電流參數(shù)）和增選測量（電壓、功率、相序、剩余電流（接地/漏電流））。
■ 具有過載、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、過壓、欠壓、欠功率、tE時間等全面的電動機綜合保護功能。
■ 8路DI無源干節(jié)點輸入，信號電源采用內(nèi)置DC24V電源。
■ 4路DO輸出，滿足直接起動，星—三角起動，自耦變壓器起動，軟起動等多種起動方式，通過通訊總線可實現(xiàn)遠程主站對電動機進行實時遙控“起/停”操作。
■ 抗晃電確保電動機運行不間斷，重起動功能在短時欠壓、失壓時用于電動機分批重起。
■ 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，可實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控。
■ 具有系統(tǒng)時鐘和8次故障記錄功能，系統(tǒng)時鐘記錄當(dāng)前時間（年、月、日、時、分、秒）；故障記錄功能記錄電動機發(fā)生故障的時間，總的運行時間，故障原因，發(fā)生故障時電動機的各種參數(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)
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技術(shù)參數(shù)
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技術(shù)指標(biāo)
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輔助電源
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AC/DC 110 / 220V，AC 380V，功耗15VA
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電機額定工作電壓
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AC220V / 380V / 660V，50Hz / 60Hz
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電動機額定工作電流
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2（0.40A-2.00A）
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采用小型專用電流互感器檢測模塊
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6.3（1.6A-6.3A）
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25（6.3A-25A）
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100（25A-100A）
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250（63A-250A）
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采用外置電流互感器
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800（250A-800A）
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繼電器輸出觸點容量
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阻性負載
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AC220V、6A；DC24V、6A ;
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感性負載
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AC250V、2A；DC24V、2A ;
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開關(guān)量輸入
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干節(jié)點（內(nèi)置DC24V）
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通訊
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RS485 Modbus-RTU協(xié)議
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環(huán)境
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工作溫度
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-10ºC～55ºC
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貯存溫度
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-25ºC～70ºC
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相對濕度
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≤95﹪不結(jié)露，無腐蝕性氣體
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海拔
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≤2000m
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污染等級
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2級
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防護等級
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主體IP20，LCD顯示模塊IP45（安裝在柜體面板時）
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安裝類別
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III級
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3.3 過載保護
過載保護是現(xiàn)場是用中最重要的保護之一，用到電機的場所幾乎都開啟此類保護。ARD3采用熱模型保護原理，模擬電機實際發(fā)熱情況進行過載保護。ARD3共有8條過載保護曲線供客戶選用，其中曲線5、10、30分別相當(dāng)于熱繼電器的10A、10、30脫扣級線。過載特征曲線圖（K曲線圖）如圖2所示，過載保護對照表如表2所示。
圖2 過載特征曲線圖
表2 過載保護對照表
4 結(jié)束語
通過本文的介紹，可以看出分體式LCD顯示馬達控制與保護裝置，更加符合使用者的要求，保護裝置除可靠完成測量、保護功能，還附有很好的人機交互能力，降低客戶的使用難度，更有利于產(chǎn)品在市場中的大面積推廣。在顯示面板上集成控制功能、電機運行狀態(tài)指示功能（起、停、報警、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)場布線工作。
ARD3電動機保護器采用先進的設(shè)計方案，集測量、保護、控制、通訊于一身，產(chǎn)品性能安全可靠，可以對電動機實施可靠有效的保護。ARD3電動機保護器在實際使用中完全可以替熱繼電器、溫度繼電器等傳統(tǒng)的電動機保護產(chǎn)品，替代各種指針式電量表、信號燈、電量變送器等常規(guī)元件，簡化電動機控制電路，減少柜內(nèi)電纜連接及現(xiàn)場施工量。
文章來源于:《電工技術(shù)》2009年第11期。
