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(shí)際使用中各自的特點(diǎn)進(jìn)行分析比較，說明LCD顯示馬達(dá)控制與保護(hù)單元在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢。并介紹ARD3新一代LCD顯示馬達(dá)控制與保護(hù)單元的設(shè)計(jì)思路、實(shí)際應(yīng)用、產(chǎn)品性能指標(biāo)、安裝方式。

    0　 引言

    伴隨著電子式電動機(jī)保護(hù)器的大力推廣及應(yīng)用，客戶對這種新式的電子式保護(hù)裝置的應(yīng)用更加熟悉，同時(shí)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(jī)交互方面。

    1　 分體LCD顯示方案的提出

    前一代ARD3電動機(jī)保護(hù)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(dá)到一目了然的效果，使用壽命長，產(chǎn)品價(jià)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(shí)，顯示屏旋轉(zhuǎn)角度不同亮度不同一樣。LCD產(chǎn)品價(jià)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(shí)，在國內(nèi)使用中優(yōu)勢更加明顯。客戶在對前一代LED顯示ARD3進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)、故障查詢上時(shí)，多要借助說明書（LED顯示ARD3菜單項(xiàng)共有53項(xiàng)，故障代碼21項(xiàng)），這樣給客戶現(xiàn)場實(shí)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(yùn)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(diǎn)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(xiàng)、開光量狀態(tài)、故障記錄、運(yùn)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(hù)。LCD可顯示的故障記錄數(shù)據(jù)時(shí)包括：本次電機(jī)運(yùn)行時(shí)間、停車具體時(shí)間、故障原因、停車時(shí)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(hù)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(shí)、過壓、欠壓、相序、欠功率等保護(hù)功能。實(shí)際使用中，這些保護(hù)功能不一定全部打開，在保護(hù)參數(shù)設(shè)置時(shí)，LED產(chǎn)品需要經(jīng)過一步二進(jìn)制到十進(jìn)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(hù)功能使用中文排列好，需要對哪種保護(hù)功能進(jìn)行設(shè)置時(shí)，直接查找到對應(yīng)項(xiàng)進(jìn)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(jī)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(jìn)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(jìn)行連接，增強(qiáng)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(shí)可以自行更改；面板增加了停車、起動、運(yùn)行、報(bào)警、脫扣指示燈，更貼近于客戶實(shí)際使用的需要。新一代分體LCD顯示ARD3實(shí)物圖如圖1所示。

圖1　分體LCD顯示ARD3實(shí)物圖

    3　 分體LCD顯示ARD3產(chǎn)品特點(diǎn)、技術(shù)指標(biāo)介紹

    3.1 產(chǎn)品特點(diǎn)

    ■ 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(shí)間等全面的電動機(jī)綜合保護(hù)功能。

    ■ 8路DI無源干節(jié)點(diǎn)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程主站對電動機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)遙控“起/停”操作。

    ■ 抗晃電確保電動機(jī)運(yùn)行不間斷，重起動功能在短時(shí)欠壓、失壓時(shí)用于電動機(jī)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(jī)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(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控。

    ■ 具有系統(tǒng)時(shí)鐘和8次故障記錄功能，系統(tǒng)時(shí)鐘記錄當(dāng)前時(shí)間（年、月、日、時(shí)、分、秒）；故障記錄功能記錄電動機(jī)發(fā)生故障的時(shí)間，總的運(yùn)行時(shí)間，故障原因，發(fā)生故障時(shí)電動機(jī)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(jī)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)

    3.3 過載保護(hù)

    過載保護(hù)是現(xiàn)場是用中最重要的保護(hù)之一，用到電機(jī)的場所幾乎都開啟此類保護(hù)。ARD3采用熱模型保護(hù)原理，模擬電機(jī)實(shí)際發(fā)熱情況進(jìn)行過載保護(hù)。ARD3共有8條過載保護(hù)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(hù)對照表如表2所示。

圖2　過載特征曲線圖

    表2　過載保護(hù)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(dá)控制與保護(hù)裝置，更加符合使用者的要求，保護(hù)裝置除可靠完成測量、保護(hù)功能，還附有很好的人機(jī)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(jī)運(yùn)行狀態(tài)指示功能（起、停、報(bào)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(jī)保護(hù)器采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方案，集測量、保護(hù)、控制、通訊于一身，產(chǎn)品性能安全可靠，可以對電動機(jī)實(shí)施可靠有效的保護(hù)。ARD3電動機(jī)保護(hù)器在實(shí)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(jī)保護(hù)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(jī)控制電路，減少柜內(nèi)電纜連接及現(xiàn)場施工量。<