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引 言
    任何工業(yè)生產(chǎn)的目標(biāo)都非常明確：降低總體成本，提高生產(chǎn)效率。為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，需要對關(guān)鍵的工藝過程進(jìn)行更好的監(jiān)視控制，建立更為可靠的系統(tǒng)，減少停機(jī)時(shí)間，方便維護(hù)。為了獲取實(shí)時(shí)的過程數(shù)據(jù)，需要很好地實(shí)現(xiàn)軟件、硬件和通訊網(wǎng)絡(luò)的集成,采用IMCC智能馬達(dá)控制中心是很好的選擇,智能馬達(dá)控制中心(IMCC)在工程中應(yīng)用非常廣泛。常規(guī)馬達(dá)控制中心的電機(jī)的狀態(tài)信號是控制柜通過硬接線上傳給PLC的輸入模塊，控制命令是由PLC輸出模塊發(fā)出工作指令通過中間繼電器下傳給控制柜內(nèi)元件，這種傳統(tǒng)做法需采用大量控制電纜，接線復(fù)雜、故障點(diǎn)多、可靠性低。而科力通電氣IMCC6000智能馬達(dá)控制中心在柜體結(jié)構(gòu)中內(nèi)置通訊電纜，貫穿整個(gè)IMCC柜，柜內(nèi)每個(gè)單元設(shè)有智能模塊，所有電機(jī)的控制命令及狀態(tài)信號等均通過此模塊后由網(wǎng)絡(luò)上傳。接線簡單，可靠性高。

    首鋼遷鋼熱軋工程IMCC系統(tǒng)簡介
    首鋼遷鋼熱軋項(xiàng)目主軋線主要包括粗軋區(qū)、精軋區(qū)和卷取區(qū)三個(gè)區(qū)域。其介質(zhì)系統(tǒng)主要包括：主廠房及主電室的通風(fēng)機(jī)組、排風(fēng)機(jī)、車間污水泵、粗軋區(qū)的側(cè)壓機(jī)液壓站、各區(qū)域的高壓液壓站、低壓液壓站、稀油潤滑站、摩根軸承潤滑站、干油站、液壓系統(tǒng)集中加排油站、稀油站集中加排油站、軸承潤滑站集中加排油站及輸送泵站等。主要設(shè)備為水泵、油泵及風(fēng)機(jī)等。

    水處理區(qū)域主要包括聯(lián)合泵站、過濾站、平流沉淀池、漩流沉淀池、污泥脫水間、反洗水調(diào)節(jié)池等。主要設(shè)備為水泵及風(fēng)機(jī)等。

    以上主軋線和水處理共分為4個(gè)區(qū)域，分別設(shè)4組IMCC和4套PLC控制系統(tǒng)。

    在首鋼遷鋼熱軋項(xiàng)目中，對主軋線介質(zhì)系統(tǒng)和水系統(tǒng)的電機(jī)采用了技術(shù)先進(jìn)的自動(dòng)化集成智能MCC柜。設(shè)4組IMCC和4套PLC控制系統(tǒng)。分別設(shè)在粗軋主電室一套，精軋主電室一套，卷取主電室一套，水處理控制中心一套。

    主軋線上電機(jī)數(shù)量為350臺左右，水系統(tǒng)電機(jī)數(shù)量為200臺左右。大部分電機(jī)為不可逆運(yùn)行，少部分電機(jī)為可逆運(yùn)行,132 KW及以上電機(jī)采用軟啟動(dòng)，13臺電機(jī)采用變頻器控制。每套PLC控制系統(tǒng)的輸入點(diǎn)約為500點(diǎn)左右，輸出點(diǎn)約為800點(diǎn)左右。設(shè)HMI人機(jī)界面接口。

    柜內(nèi)采用智能模塊，通過DeviceNet網(wǎng)線實(shí)現(xiàn)IMCC與PLC之間的通訊，通過網(wǎng)線實(shí)現(xiàn)PLC與PLC、PLC與遠(yuǎn)程I/0之間的通訊及PLC與變頻器之間的通訊；通過Profibus DP網(wǎng)線實(shí)現(xiàn)PLC與西門子變頻器之間的通訊；通過EtherNet網(wǎng)線實(shí)現(xiàn)PLC與現(xiàn)場HMI及西門子PIE系統(tǒng)之間的通訊。

    在智能馬達(dá)控制中心,PLC與西門子PLC之間的通訊問題上。常規(guī)的做法是： (1)直接由ControlLogix主控制系統(tǒng)通過Profibus DP網(wǎng)線實(shí)現(xiàn)與西門子S7系統(tǒng)的通訊；(2)由ControlLogix主控制系統(tǒng)通過EtherNet網(wǎng)線與掛有翻譯器的交換機(jī)相連，再通過EtherNet實(shí)現(xiàn)與西門子S7系統(tǒng)的通訊。這兩種方法都可以實(shí)現(xiàn)智能馬達(dá)控制中心PLC與西門子PLC之間的通訊。但是，在首鋼遷鋼熱軋項(xiàng)目中，由于西門子公司采用的PLC系統(tǒng)是TDC系統(tǒng)，不能與ControlLogix主控制系統(tǒng)直接通訊，于是我們就在ControlLogix主控制系統(tǒng)與TDC控制系統(tǒng)之間增加了一套S7—300設(shè)備，再通過EtherNet網(wǎng)線實(shí)現(xiàn)智能馬達(dá)控制中心PLC與西門子PLC之間的通訊。

    自動(dòng)化集成智能MCC的構(gòu)成
    傳統(tǒng)意義上，MCC只包括機(jī)電元件，而且所有連接都是通過硬接線實(shí)現(xiàn)。直到今天，這些機(jī)電元件仍然是IMCC產(chǎn)品的主要構(gòu)成部分。即便在發(fā)達(dá)國家，IMCC產(chǎn)品中，超過半數(shù)的單元仍然是純粹的機(jī)電設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，IMCC柜發(fā)展并廣泛應(yīng)用起來。

    其主要特點(diǎn)為：
    (1)智能馬達(dá)控制中心采用新型的智能元件。包括電子式馬達(dá)過載繼電器、變頻器、固態(tài)起動(dòng)器、電源監(jiān)視器等。
    (2)智能馬達(dá)控制中心接線采用現(xiàn)場總線技術(shù)?，F(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用可以大大簡化系統(tǒng)的接線原理圖。減少控制電纜和現(xiàn)場接線。
    (3) 科力通電氣IMCC6000智能馬達(dá)控制中心網(wǎng)絡(luò)通訊將硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)三者緊密地集成在一起。其設(shè)計(jì)簡化了安裝、起動(dòng)和變更的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了IMCC的實(shí)時(shí)監(jiān)控和與整廠網(wǎng)絡(luò)的緊密集成。較之常規(guī)的IMCC產(chǎn)品，集成智能型IMCC6000在結(jié)構(gòu)和單元方面都會(huì)包含不同的內(nèi)容，軟件也是一個(gè)顯著的差別。大致可以歸納為：內(nèi)置的通訊介質(zhì)，智能馬達(dá)控制元件和IMCC監(jiān)視軟件。

    自動(dòng)化集成智能MCC系統(tǒng)的特點(diǎn)
    (1)減少了PLC的I/O模塊，原來PLC中用于控制IMCC的大量的數(shù)字量、模擬量I/O模塊，由一塊通訊模塊替代。PLC的槽架也減少，從而降低了PLC的成本。簡化了二次回路和外部控制電纜的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)硬接線方式由現(xiàn)場總線替代，節(jié)省布線成本、減少安裝時(shí)間。

    (2)IMCC6000產(chǎn)品分別具備獨(dú)立的母線，單元的接線和測試工作均在工廠里完成，現(xiàn)場的接線和調(diào)試時(shí)間可以得到最大限度的控制，節(jié)約了施工成本。IMCC6000基本沒有控制電纜，因此可以減少施工量和控制電纜數(shù)量。

    (3)如果將變頻器連接到DeviceNet網(wǎng)絡(luò)，就可以通過網(wǎng)絡(luò)對變頻器的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視和設(shè)置。在調(diào)整參數(shù)時(shí)，無需直接連接變頻器，通過網(wǎng)絡(luò)，就可能遠(yuǎn)程獲取所需的全部參數(shù)。

    (4)更短的現(xiàn)場安裝時(shí)間，更低的成本。IMCC6000產(chǎn)品分別具備獨(dú)立的母線。單元的接線和測試工作均在工廠里完成，現(xiàn)場的接線和調(diào)試時(shí)間可以得到最大限度的控制。節(jié)約了施工成本。

    (5)不需要對系統(tǒng)進(jìn)行打點(diǎn)，可以大大減少調(diào)試時(shí)間。不需要PLC I/O端子柜及中間繼電器柜，可以大大減少故障點(diǎn)。

    (6)干線電纜和分支線電纜均在隔板后進(jìn)行隔離一避免在安裝和維護(hù)過程中可能造成的通訊電纜的損壞。無需關(guān)斷臨近起動(dòng)單元的電源即可進(jìn)行維護(hù)或者檢修。

    (7)智能器件的超強(qiáng)保護(hù)及預(yù)報(bào)警功能，確保系統(tǒng)運(yùn)行正常；控制系統(tǒng)可時(shí)刻檢測各種負(fù)載的各種參數(shù)，可對關(guān)鍵負(fù)載采取預(yù)維護(hù)措施，可避免由于不必要的停機(jī)所造成的損失。

    (8)可擴(kuò)展性一很容易在線現(xiàn)有的IMCC6000系統(tǒng)添加結(jié)構(gòu)或者單元。

    科力通電氣IMCC6000智能馬達(dá)控制中心
    在首鋼遷鋼熱軋項(xiàng)目中采用的IMCC6000智能馬達(dá)控制中心，其特點(diǎn)是：
    (1)電氣智能元件：熱繼電器采用AB E3系列智能熱繼電器。馬達(dá)的起動(dòng)，停止由PLC通過DeviceNet現(xiàn)場總線控制，也可以設(shè)置為設(shè)備就地控制。軟起動(dòng)單元：采用AB SMC軟起動(dòng)器，由PLC通過DeviceNet現(xiàn)場總線控制。變頻器單元：采用西門子的6SE7系列變頻器，由PLC通過DeviceNet現(xiàn)場總線控制。

    (2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：柜體采用板框剛性結(jié)構(gòu)，水平母線采用柜中心引入，垂直母線上下分布，擴(kuò)大垂直母線的容量，減少發(fā)熱量。所有單元、元器件的維護(hù)可在正面進(jìn)行，所有柜均可靠墻安裝，背靠背安裝或直角安裝。抽屜單元具有單元必須在斷開主電源后才能抽出的聯(lián)鎖裝置和單元的操作手柄必須處在分?jǐn)辔恢貌拍艽蜷_門的聯(lián)鎖裝置。柜體表面用先進(jìn)的噴涂工藝，使涂層能承受2．50 h的鹽霧試驗(yàn)。柜內(nèi)設(shè)有垂直接地母線，柜頂或柜底設(shè)有水平接地母線，構(gòu)成安全可靠的接地系統(tǒng)。

    (3)網(wǎng)絡(luò)通訊特點(diǎn)：IMCC6000柜內(nèi)置DeviceNet，通過DeviceNet實(shí)現(xiàn)對變頻器、軟啟動(dòng)、斷路器、繼電器等設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集、控制等功能。DeviceNet是符合國際標(biāo)準(zhǔn)的開放式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)(IEC62026)，同時(shí)也是第一個(gè)符合國標(biāo)(GB/T18858.3—2002)的現(xiàn)場總線。用戶可以將所需的現(xiàn)場設(shè)備連接到DeviceNet網(wǎng)絡(luò)上，從而避免采用硬接線所需的時(shí)間和費(fèi)用。利用DeviceNet網(wǎng)絡(luò)直接連接現(xiàn)場設(shè)備?？梢詾橛脩籼峁┯步泳€連接方式所不具備的設(shè)備級診斷和數(shù)據(jù)訪問功能。不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備均遵照DeviceNet協(xié)議，可以進(jìn)行互操作和互換使用，能夠靈活、方便地選用所需的設(shè)備。DeviceNet為抽屜單元預(yù)置獨(dú)立的通訊端口，采用連接插頭，大大簡化了安裝、添加、抽出抽屜單元的操作。所有元器件均內(nèi)置DeviceNet通訊接口。DeviceNet具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)性和一致性，其抗干擾能力，DeviceNet通訊電纜通過噪聲干擾測試?？梢耘c600V電纜比鄰使用。

    系統(tǒng)設(shè)計(jì)描述
    控制系統(tǒng)采用模塊化、可擴(kuò)展設(shè)計(jì)以滿足現(xiàn)場設(shè)備控制要求。系統(tǒng)具有硬件擴(kuò)展和軟件擴(kuò)展能力。所有模塊均無槽位限制，可放置在機(jī)架內(nèi)任意槽位。模塊具有電子鎖功能以避免模塊插入到錯(cuò)誤的槽位或機(jī)架。同一機(jī)架內(nèi)所有模塊通過背板總線進(jìn)行通訊，不需要使用跳線或硬接線。所有模塊包括處理器模塊均要求支持帶電插拔功能(