1.前言
在石油化工企业中存在大量的低压电动机，其控制技术已日臻成熟，一般由DCS系统通过硬接线的方式对电动机进行开车、停车控制，随着特大型石化企业生产装置的投入，供电半径越来越大，这种控制方式使用了大量的控制电缆，导致工程造价的增加及长线电缆抗干扰能力的降低；另外，由于DCS系统工艺的复杂性及电动机的分散布置，DCS系统无从获知所有电动机的健康状况，经常出现工艺已发开车命令但电动机不工作的情况，严重影响生产的正常进行。
基于以上情况，优特公司研发了JOYO-A4低压电动机智能控制系统，该系统基于双机、双网、双通道冗余技术，集成了电动机测量、控制和保护等功能；无需复杂的电缆硬接线，DCS能远程监视电动机健康状态并完成对电动机智能控制；系统能快速自检，对电机可能发生的故障迅速确定并报警。
2.系统结构
系统由设备层、通信层、站控层三层构成，设备层包括按低压电动机抽屉开关间隔设置的MCU即UT-871F电动机保护测控装置，实现电动机的测量、保护和控制功能，按双网双通道方式接入通信层，通信接口为RS485，通信规约为MODBUS或IEC60870-5-103；通信层设置两套UT-5315通信网关机，实现双机、双网、双通道冗余及数据收集和转发等功能，按双网双通道方式接入站控层，通信接口为以太网，通信规约为IEC60870-5-104；站控层配置工程师站，实现所辖区域内电动机运行监视、MCU维护等功能。系统对外接口包括DCS（分散控制系统）和CCR（监控中心），按双网双通道接入，通信接口为以太网或RS485，通信规约为MODBUS、IEC60870-5-103或IEC60870-5-104。
3.主要功能模块
3.1 电动机保护测控装置UT-871F（MCU ）
UT-871F电动机保护测控装置采用分体式结构，独立面板组件安装于抽屉开关柜面板上，也可用指示灯代替面板；提供齐全的保护和监测功能，内置多种电动机起动控制方式。
l支持直接起动、旁路直接起动、正反转起动、旁路正反转起动、星三角起动、自耦变降压起动等多种启动控制方式，并提供低压重起动功能；
l保护功能可配置，不使用的保护功能模块相关定值不显示；
l双RS485通信，规约支持IEC103、MODBUS；
l10路开入，5路开出；
l提供99条掉电不丢失的跳闸记录、自检记录、操作记录及状态量变位记录；
l多达7次COMTRADE格式的故障录波，记录保护跳闸前3个周波、跳闸后5个周波的模拟量和开关量变位信息。
3.2 UT-5315通信网关（Gateway）
UT-5315通信网关机是站内各个智能设备之间的通讯枢纽，完成站控层和设备层之间的规约转换和数据交换，将遥信、遥测、脉冲等信息上传至主站,同时将主站的各种遥控命令转发给MCU。
l整机低功耗无风扇设计，采用linux嵌入式操作系统；
l模组化功能板卡可带电热插拔，支持带电在线软硬件维护；
l支持RS-232/422/485、4路以太网（其中兼容2路光纤）；
l支持48个串行通信接口；
l庞大协议库支持国际/国内部颁标准规约（IEC系列）及其它第三方协议；
l支持双机热备冗余无缝切换，支持双电源冗余供电；
l支持多种校时方式（NTP、秒脉冲、IRIG-B）；
l具有操作记录功能（黑匣子）；
l支持工程组态数据上载及反编译功能，支持FTP文件传输。
3.3 工程师站（Engineer Station）
工程师站作为低压电动机现场运行和维护的人机接口，就地设置，实现低压电动机运行、维护管理的自动化、智能化。
l运行监视与控制
工程师站按间隔对低压电动机抽屉开关柜进行建模，以不同颜色标识该回路工作状况，绿色表示停机，红色表示工作，黄色表示故障并闪烁。检修期间可通过工程师站对电动机进行开车、停车试验。
l告警及SOE推送与查询
l定值管理
工程师站可在线从MCU读取、修改定值及参数，支持单条和批量修改，并支持定值、参数在数据库的存储和导入、导出功能。
l电动机开停机信息统计
l实时数据查看
l历史数据查询
l实时/历史曲线查看
l报表管理
制作自定义报表模板、修改报表模板、手动和自动召唤报表、打印报表等等。
l故障录波管理
支持在线下载录波文件，专业录波数据分析软件模块。
l设备查找
支持模糊匹配查找设备。
4.系统主要参数
5.系统特点
l双机、双网、双通道冗余
通信层网关机采用双机、双网、双通道冗余设计架构，提高了系统通信的可靠性。
lMCU保护、测量、控制一体化
MCU按电动机间隔分散布置，不仅实现了电动机的保护和监测功能，还实现了电动机的控制功能，大大减少了控制电缆的使用和提高了系统的抗干扰能力。
lMCU保护功能可配置
通过配置，不使用的保护功能模块相关定值不显示，提高了维护的方便性。
l一键式备份和维护
工程师站可对辖区内MCU进行一键式备份，当某MCU故障需更换时，可进行一键式下装参数和定值。
6.总结
JOYO-A4低压电动机控制系统采用通信方式代替硬接线实现电动机的控制，并同步完成电动机的保护、测量和健康监视等功能，不仅提高了过程控制的可靠性和灵活性，减少了因系统故障引起的损失，并且节约了设计、安装等方面的费用，有较大的经济效益，该系统已在上海某石化企业批量应用，用户反映效果良好。
