ArmorStart分布式電機(jī)控制解決方案

徐扣祥

摘 要：采用ArmorStart分布式電機(jī)控制器對電機(jī)進(jìn)行控制，不但可以降低安裝成本，還可縮短施工時(shí)間，便于系統(tǒng)維護(hù)及故障診斷。

關(guān)鍵詞：分布控制；電機(jī)控制器；汽車生產(chǎn)線；集成；IP67

1 分布控制概述

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和自動化技術(shù)的進(jìn)步，汽車生產(chǎn)線自動化程度越來越高，大量的電機(jī)控制器正在應(yīng)用在汽車生產(chǎn)線中，同時(shí)對于分布式電機(jī)控制系統(tǒng)有著不可小覷的需求[1]。

分布式電機(jī)控制器由于安裝成本低、施工時(shí)間短、便于維護(hù)及故障診斷、性價(jià)比高等優(yōu)勢，在汽車制造行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，如摩擦線、滾床、往復(fù)桿等應(yīng)用場合。

分布式電機(jī)控制器提供了一種在電機(jī)旁控制架構(gòu)中集成組合啟動器、I/O和網(wǎng)絡(luò)功能的簡單而經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法。在汽車生產(chǎn)線中，有很多輸送線距離很長，離主控制柜距離較遠(yuǎn)，電機(jī)控制柜就會存在很多弊端。而基于網(wǎng)絡(luò)集成的電機(jī)控制器將減少大量所需連接電纜，不需要額外的安裝空間，非常適用于汽車生產(chǎn)線。電纜的減少可以減少干擾，提高了生產(chǎn)線的可靠性。

分布控制與集中控制對比如表1所示。

表1 分布控制與集中控制對比

2 ArmorStart系列電機(jī)控制器

ArmorStart系列電機(jī)控制器根據(jù)啟動方式主要分為三種：直接啟動/正反轉(zhuǎn)方式，軟啟動方式和變頻啟動方式。汽車生產(chǎn)線主要使用直接啟動/正反轉(zhuǎn)方式和變頻啟動兩種方式，在不需要調(diào)速的工位使用直接啟動/正反轉(zhuǎn)方式，在需要調(diào)速的工位使用變頻啟動方式。

ArmorStart采用了IP67的外殼防護(hù)設(shè)計(jì)，完全能滿足汽車行業(yè)對現(xiàn)場使用設(shè)備的苛刻要求。“即插即用”的模塊化設(shè)計(jì)簡化了布線和安裝，設(shè)備故障時(shí)可以通過更換通用模塊進(jìn)行維修，大大縮短故障處理時(shí)間。I/O、通訊和電動機(jī)連接所采用的快速連接方式減少了接線時(shí)間并消除了接線錯(cuò)誤。作為標(biāo)準(zhǔn)配置，ArmorStart還提供 4個(gè)輸入和2個(gè)輸出I/O，可用于連接傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以監(jiān)視和控制應(yīng)用過程。

ArmorStart自身的LED狀態(tài)指示和內(nèi)置的故障診斷功能便于維護(hù)和故障診斷。通過網(wǎng)絡(luò)可遠(yuǎn)程診斷包括短路、過載、缺相、控制電源掉電、輸入短路、溫度過高和相間電壓不平衡等多種故障。ArmorStart上的Hand/Off/Auto（手動/停止/自動）鍵盤使得ArmorStart分布式電動機(jī)控制器可以實(shí)現(xiàn)本地啟/停控制，不需要另外安裝現(xiàn)場啟/停按鈕盒，方便現(xiàn)場測試[2]。

直接啟動方式ArmorStart功率范圍：0.37kW-7.5kW。

軟啟動方式ArmorStart功率范圍：1.1kW-5.5kW。

變頻啟動方式ArmorStart功率范圍：0.4kW-3.3kW。

ArmorStart還具有DeviceLogix功能，通過內(nèi)嵌于電機(jī)控制器中的邏輯處理器進(jìn)行編程，將PLC的功能下放到分布式的控制環(huán)境中，以獲得更快的響應(yīng)速度、更高的網(wǎng)絡(luò)性能， 增強(qiáng)診斷功能并減少故障查找時(shí)間，使現(xiàn)場設(shè)備有更快的響應(yīng)速度。DeviceLogix具體編程界面如圖1所示。

3 ArmorStart分布式電機(jī)控制器系統(tǒng)架構(gòu)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)逐漸成熟，以太網(wǎng)也逐漸應(yīng)用于汽車行業(yè)。羅克韋爾自動化所使用的工業(yè)以太網(wǎng)為EtherNet I/P，ArmorStart電機(jī)控制器支持DeviceNet和EtherNet I/P。文章在ArmorStart分布式電機(jī)控制系統(tǒng)中主要介紹EtherNet I/P網(wǎng)絡(luò)。主控制柜通過EtherNet I/P與遠(yuǎn)程的ArmorStart電機(jī)控制器相連。ArmorStart電機(jī)控制器帶有雙以太網(wǎng)網(wǎng)口，因此在一條生產(chǎn)線上分布有多個(gè)ArmorStart電機(jī)控制器時(shí)，連接方式采用總線線性網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)。ArmorStart分布式電機(jī)控制系統(tǒng)如圖2所示。

除了需要從主控柜連接以太網(wǎng)網(wǎng)線，還需另外要連接動力線和控制線為ArmorStart電機(jī)控制器供電。每個(gè)ArmorStart電機(jī)控制器上都有6組自定義的I/O通道，可以連接現(xiàn)場的傳感器，將現(xiàn)場的I/O信號直接接到ArmorStart電機(jī)控制器中，節(jié)省了現(xiàn)場I/O模塊。

ArmorStart電機(jī)分布式控制器在小功率電動機(jī)使用密度大、控制距離比較遠(yuǎn)、使用環(huán)境惡劣的情況下，在工程投資、設(shè)備投資、安裝調(diào)試和日常維護(hù)等方面具有非常大的優(yōu)勢。合理的設(shè)計(jì)和使用，將會給企業(yè)節(jié)省可觀的前期工程投資和后期生產(chǎn)維護(hù)成本。近年來電纜的價(jià)格出現(xiàn)了節(jié)節(jié)攀升之勢，而且一些具有網(wǎng)絡(luò)控制能力的變頻器、軟啟動器、智能電動機(jī)保護(hù)器、自動化控制儀表等設(shè)備越來越多地應(yīng)用到了生產(chǎn)的實(shí)際當(dāng)中，因此ArmorStart分布式電機(jī)控制解決方案將會越來越多地在汽車行業(yè)自動化控制領(lǐng)域中得到使用。

4 結(jié)束語

采用ArmorStart分布式電機(jī)控制器對電機(jī)進(jìn)行控制，不但可以降低安裝成本，還可縮短施工時(shí)間，便于系統(tǒng)維護(hù)及故障診斷。隨著現(xiàn)代汽車制造商對自動化系統(tǒng)的愈發(fā)重視，可以預(yù)見，ArmorStart分布式電機(jī)控制解決方案將會更多地應(yīng)用于汽車行業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[1]顧肖瑞南，邸霖.分布式變頻器在汽車行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].電氣技術(shù)，2014.

[2]顧學(xué)磊，韓利濤.Armorstart分布式智能電動機(jī)控制器與MCC集中電動機(jī)控制方式比較[J].水泥，2007，1：50-51.