一种基于现场总线以及OPC技术的新型智能马达控制中

MNS iS是基于ABB传统抽出式紧凑型低压开关柜MNS 3.0和智能化开关柜MNS INSUM经验的基础上于2005年推出的升级版。新产品进行了设计概念上以及多项技术上的革新。

从设计概念上看，MNSIS是智能化马达控制中心的一个整体解决方案，不仅仅考虑了马达保护的智能元件，而且综合考虑了通讯和网络结构的需要，在柜体结构上和检测技术上进行了革新。 MNS iS使马达控制中心达到了前所未有的标准化与模块化。并在结构上达到了一次与二次部分的完全分离，使产品更以易于使用，维护，甚至升级。它采用了通用的第三方硬件和软件，增加了产品的开放性与通用性。

1 MNS iS智能化马达控制中心的结构特点

1.1 一次部分

MNSIS 的一次部分采用抽屉式设计，称为M starter，抽屉内仅安装马达回路的一次元器件如主开关和接触器。众所周知，马达保护回路的一次部分元器件配合变化不多，但控制部分的要求则千变万化。如果把控制部分从主回路中分离出来，主回路标准化是可能的。

MNS iS中，各种不同类型的马达起动器回路的一次元器件的选型和配合根据 IEC60947-4-1马达保护和配合TYPE 2类型的要求选定，并被固定下来，这个一次回路所需的抽屉尺寸也就得以确定。所有不同额定功率的马达起动器回路可以被分成标准的30到40种抽屉，再考虑到不同的起动方式(如DoL,REV,SD)，短路容量(50kA, 80kA，等)以及主开关的类别(如断路器，或者是熔断器)，有限数量的抽屉类型就被确定下来，以进行标准化生产。设计人员不再需要进行诸如主开关，接触器的选型。在知道马达回路的各项参数后，唯一的M Starter即被确定。例如：3kw马达起动器，400V, 50kA，主开关采用MCCB，直接起动。

根据这些信息就可以唯一确定一个M starter，其尺寸为6E/4。根据其订货号，客户即可从厂家处直接购买到经过功能测试的，完整的一次抽屉。其内部的元件配合，结构和组装已经得到了完整的考虑和优化的设计。

1.2 智能传感器

在M starter内部，MNS iS采用了一项对于低压开关柜行业来说全新的智能传感技术。它是从汽车工业中沿用而来的一项基于分流电阻的智能传感技术，通过一块嵌入导体的芯片来完成检测功能。智能传感器被安装于 M Starter 的出线端，可以同时测得出线端导体上的电压，电流以及温度。传感器的输出为数字信号，通过数据线接人端子，并经由二次转接件(Control condapter)引出至 MNS iS控制模块的插槽。智能传感器代替了传统的电流互感器，并带来了电流互感器所不具备的优点。首先，体积减小，节省了安装空间。其次，精度提高。传统的 CT根据电磁感应的原理工作，因为磁饱和的特性，它的测量值是非线性的，仅能保证一个中间测量范围的精度。而智能传感器在其全测量范围内的的测量值均数字化，精度得到了良好的保证。再次，减少了传感器线圈所带来的功率损耗，降低了柜子的发热量。

1.3 二次控制、保护和通信单元

MNS iS的保护和控制单元是 M Control。M Control采用可插拔式安装，直接插入在二次转接件的卡槽内。它能读取从 M starter 内部的智能传感器输出的数字化的电参量信号，并在内部的微处理器对所读取的电参量，以及从M Starter中引出的开关量信号进行计算和判断，通过输出信号控制接触器的分合闸达到马达的保护和控制功能。因为M Control读取的是数字或开关量信号，对于不同的功率的马达回路，M Control 的硬件是完全相同的，而要实现不同的保护功能，M Control可以下载不同的软件模块。M Control还具备通讯功能，可以将检测到的马达回路的所有电参量，保护信息，状态信息，甚至维护信息发送个柜子的通讯中心M Link, M Link再将信息上传至上层控制系统。

M Control的保护功能包括：

热过载保护热过载保护(防爆电机)

相不平衡保护

缺相保护

欠电压保护

马达温度保护(PTC)

接地故障保护

堵转保护

欠载保护

空载保护

基于功率因数的欠载保护

起动次数限制保护

紧急停车

M Control的监测功能包括：

马达状态监测(起停，分合闸，脱扣状态)

相电流

出线电缆温度

计算的热容量

脱扣剩余时间

复位剩余时间

相电压

功率因数

有功功率

无功功率

视在功率

接地故障电流

频率

数字输入输出量

模拟输入输出量

M Control可传递的维护信息包括：

出线温度信息

接触器开合次数信息

马达运行时间信息

M Starter的插拔次数信息

M Starter的类型监测

MControl自身的位置监测

M Control可传递的系统信息包括：

安全模式

控制权限设定

主开关分合闸位置监测

接触器分合闸位置反馈

起动器Ready指示

控制电压监测

自动重起动

1.4 一二次分离的结构设计

MNS is采用了一二次