DEVICENET现场总线

基于DEVICENET现场总线的可通信 
 
智能电子式过载继电器技术性能要点

　　在我国正努力开发第三代产品并逐步推向市场的同时，国外主要低压电器公司从20世纪90年代后期又开始不断推出更新的新产品。新一代产品除了高性能、小型化、电子化、智能化、模块化、组合化外，其主要特征是可通信、高可靠、维护性能好、符合环保要求等。特别是新一代产品能与现场总线系统连接，实现网络化。它将从根本上改变传统的低压配电与控制系统及其装置，同时给传统低压电器产品注入高新技术，使低压电器产品功能发生质的飞跃。下面，笔者将就目前较为适应我国市场的，符合中国国家现场总线标准的保护类电器代表产品所能达到的技术性能做一简单描述。

　　1.符合规范及相关标准

　　1.3通信功能相关的软硬件应符合ODVA（开放式DeviceNet供货商协会）的DeviceNet协议规范并完成相关一致性测试；

　　2.产品功能要求：

　　2.1全面的保护功能：提供全面的电动机保护功能，对与电机性能相关的电流、电压、温度和时间等参数进行严格监控，让电机达到最佳的运行状态；

　　2.1.1热过载

　　2.1.1.1热容量利用率

　　过载继电器通过对电机的每相电流进行真实RMS（均方根）检测，实现可靠的过载保护。基于这一原理，热模型将模拟真实电机的发热状况，从而计算出热容量利用率（%TCU），并可以通过DeviceNet网络读取。一旦热容量利用率达到100%，过载保护继电器就会脱扣。

　　2.1.1.2可调设定

　　只需要简单地设定电机的额定满载电流（FLA）和脱扣级别，就可以完成对热过载保护功能的配置。通过软件对过载继电器参数进行设定，则能实现更精确的保护功能。

　　热容量记忆

　　过载继电器内置热容量记忆电路，可以估计脱扣级别为30时的电机降温。这样意味着，即便是切断了电源，电机的热模型参数也将被保存。

　　复位模式

　　最终用户可以方便地选择过载脱扣之后的复位模式，包括手动复位和自动复位。复位的设定点可以在1—100%TUC范围内调整。

　　脱扣计时

　　达到脱扣条件时，过载继电器将估算出脱扣时间，并可以通过DeviceNet网络访问。这样，就可以立即采取相应的措施，确保生产线继续运行而不被中断。

　　2.1.1.6复位计时

　　发生过载脱扣后，过载继电器将对热容量利用率进行计算，只有当其降低到复位级别之后，才能进行复位。这是一个递减的时间数值，可以通过DeviceNet网络进行访问。

热过载保护

　　精确的霍尔效应电流感应与微处理器运算法则处理相结合，提供了精确的电机热保护。脱扣等级可以从5到30以增量1调节，可应用手动、自动复位模式，复位等级可调范围为1%—100%的电机热容量(过载继电器可以为双速电机保护提供第二个满载电流设置)。

　　2.1.2缺相保护

　　过载继电器提供可配置的缺相保护功能，安装人员可以方便地使用或屏蔽该功能，还可以设定0.1—25.0秒的延迟时间。出厂设置为，当电机不平衡达到100%触发脱扣。

　　2.1.3接地故障

　　过载继电器内置零序（中性线）电流传感器，可以检测设备的低电流接地故障。脱扣和报警设定值调节范围为1.0—5.0A。脱扣延时可调节范围为从0.1到25.0秒，报警等级可调节范围为从1.0A到5.0A。

　　可选择的脱扣禁止特性可用于防止电机启动接触器在接地故障电流增加到超过传感器饱和值并且有可能超出接触器分断的额定值时断开。

　　2.1.4失速

　　失速的定义是，在某一应用过程中，电机不能在规定的时间内达到全速运行值。这种情况将导致电机电流超过额定满载电流，从而使电机过热。

　　过载继电器提供用户可调节的失速保护功能。脱扣设定范围为50%—600%FLA满载电流，使能时间可调节范围0—250秒。

　　2.1.5堵转

　　在出现机械故障的时候，过载继电器能够迅速做出反应，让电机停止工作，从而避免对电机和其他传动器件造成损害。

　　脱扣电流可设定为50—600%满载电流，脱扣延迟时间范围为0.1—25.0秒。单独得报警设定为50—600%满载电流。

　　2.1.6欠载（低电流）

　　电流下降将意味着可能会出现泵气蚀、设备或传送带断裂等现象——快速的故障检测能将损失降到最小，并且有助于减少设备的停机时间。

　　脱扣界别可调节范围为10%到100%的满载电流；脱扣延时时间范围为0.1到25.0秒；报警等级可调节范围为10%到100%的满载电流。

　　2.1.7电流不平衡（不对称）

　　过载继电器支持电流不平衡脱扣和报警，设定值范围为10%—100%。同时，还可以设定脱扣延迟时间范围为0.1—25.0秒。报警电流可调节范围为10%到100%的满载电流。

　　2.2诊断和指示：可通信智能电子式过载继电器能够根据监控信息对电机运行各个状态进行诊断；能够指示网络状态、运行状态、输入输出状态；能够存储（并显示）一定的故障信息和历史记录；

　　2.2.1过载继电器允许用户通过DeviceNet网络监视如下诊断信息：

　　设备状态；脱扣状态；报警状态；距离过载脱扣的时间；脱扣后，距离复位的时间；最好5次的脱扣历史纪录。

2.2.2过载继电器提供以下LED状态指示灯：

　　网络状态指示灯：标识网络连接状态；脱扣/报警指示灯：标识出现报警情况和发生脱扣，根据闪烁代码，可以知道相应的情况；输出指示灯：表示输出触点是否处于闭合状态；输入指示灯：表示用户连接的输入设备是否已经处于闭合状态。

　　2.3测试、输入输出和控制功能：可通信智能电子式过载继电器具备测试和复位功能，具备一定的输入输出设备，能够实现远程的起停控制和简单的逻辑控制；

　　2.3.1过载继电器的前面板上设置测试/复位按钮允许用户完成如下操作：

　　测试：当过载继电器处于非脱扣情况下，按下测试/复位按钮超过2秒钟以上，脱扣继电器触点将断开。

　　复位：当过载继电器发生脱扣之后，供电正常，按下测试/复位按钮，脱扣继电器触点将闭合。

　　2.3.2输入端子可以与接触器、断路器的辅助触点、按钮、限位开关、浮控开关等设备相连接。同时，还可以通过网络监视输入状态，并将其映射到控制器的输入映像表中。输入端子额定值为24VDC，输入方式为电流灌入。输入设备的电源可以通过DeviceNet网络提供。

　　2.3.3产品集成的输入、输出可以配置功能块图程序并保存，实现逻辑操作，功能块图的编辑使用标准的布尔操作符。另外，产品除了允许使用集成的硬件输入和网络输入外，保护功能也可以作为输入去触发输出。

　　2.4通讯和数据监视功能：允许用户利用工业计算机和操作面板通过基于DeviceNet的现场总线与设备层智能控制器进行通讯，对网络状态和电机运行数据进行监视、直接存取重要的电机运行数据及诊断信息，帮助用户增进设备使用的灵活性，减少安装费用和停机时间、最终达到提高生产效率的目的；

　　2.4.1内置的DeviceNet通讯使过载继电器、电机起动器与自动化网络连接。使能远程起动—停止控制并且存取重要的电机运行数据。

　　2.4.2过载继电器允许用户通过DeviceNet网络支持全部参数对象并对运行数据进行监视：

　　每相电流值（安培）；每相电流占电机满载电流的百分比；平均电流（安培）；平均电流占电机满载电流的百分比；当前电机热容量百分比；电流不平衡百分比；接地故障电流；热容量百分比；电机诊断状态；通讯速率自适应、监视；

　　2.5其他功能：

　　2.5.1单相/三相运行：过载继电器可以工作在三相或单相运行模式。可以方便对参数进行设置，选择单相或者三相运行模式。这两种运行模式均采用直接连接方式。

　　2.5.2远程脱扣保护：外部设备如振动传感器可提供过载继电器的离散量输入进行监测，离散量输入可配置为远程脱扣功能。

　　2.5.3通讯故障脱扣（报警）：过载继电器通讯故障脱扣（报警）功能使能情况下，过载继电器会因网络通讯故障而脱扣（报警）。

　　3.操作员终端（PCT）功能要求：

　　3.1控制功能：操作员终端可以连接到过载继电器所属DeviceNet网络上，操作员通过控制键对继电器进行调试、编程和监控。

　　3.2密码保护功能：PCT允许操作人员设置一个密码，用于限制其他人员对编程菜单的访问。

　　3.3EEPROM模式：利用EEPROM模式可以通过PCT上传、下载、存储设备的配置文件，从而有效减少多个相同配置继电器的编程时间。

　　3.4自动连接：PCT可以在设备上电的时候自动建立通讯连接。PCT的出厂设置为自动连接到节点地址（缺省地址）的目标设备。