基于现场总线以及OPC技术的智能化马达控制中心

　　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，MNS iS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，而且综合考虑了通信和网络结构的需要，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，使产品更加易于使用、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。

　　MNS iS智能化马达控制中心的结构特点

　　1.一次部分

　　MNS iS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30～40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，惟一的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惟一确定一个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。

　　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， 通过数据线接入端子，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。

　　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 还具备通信功能， 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，甚至维护信息发送到柜子的通信中心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；M Control 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。

　　4.一二次分离的结构设计

　　MNS iS 采用了一二次部分完全分离的结构设计。MNS iS有两个电缆小室， 二次元件M Control以及所有的控制线、通信线都布置在位于柜子左边的控制电缆室内，而一次电缆则布置在位于柜子右边的电力电缆室内。一次部分M Starter 通过已经将所有的接线预先接好的二次转接件与控制部分M Control 相连接。一次出线则与传统的MNS 3.0相同，小于全宽度的抽屉（6E/4, 6E/2）通过一次转接件将出线端子引出至电缆小室，等于全宽度的抽屉（6E、8E 及以上）则直接经过电缆接线单元引出至电缆小室。