一、 序 　　DeviceNet （設(shè)備網(wǎng)）是20世紀(jì)90年代中期發(fā)展起來(lái)的一種基于CAN技術(shù)的開(kāi)放型、符合全球工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的低成本、高性能的通信網(wǎng)絡(luò)。它通過(guò)一根電纜將現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備連接起來(lái)，是分布式控制系統(tǒng)的理想解決方案。隨著數(shù)字化信息技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)MCC必將與現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)相結(jié)合，基于總線(xiàn)技術(shù)的智能化MCC是馬達(dá)控制中心發(fā)展的必然趨勢(shì)。 　　二、 MCC的發(fā)展?fàn)顩r 　　MCC（馬達(dá)控制中心）在工程中應(yīng)用非常廣泛。常規(guī)的MCC只包括機(jī)電元件，而且所有連接都是通過(guò)硬接線(xiàn)實(shí)現(xiàn)。直到今天，這些機(jī)電元件仍然是MCC產(chǎn)品的主要構(gòu)成部分。即便在發(fā)達(dá)國(guó)家，MCC產(chǎn)品中，超過(guò)半數(shù)的單元仍然是純粹的機(jī)電設(shè)備。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能MCC發(fā)展并逐步應(yīng)用起來(lái)。智能型MCC采用新型的智能元件和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，逐步向自動(dòng)化集成型發(fā)展，將硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密地聯(lián)系在一起。 　　三、智能MCC控制系統(tǒng)構(gòu)成 　　智能MCC控制系統(tǒng)采用典型3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即信息層（Ethernet）、控制層（ControlNet）以及設(shè)備層DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)結(jié)構(gòu)。信息層采用通訊速率為100 Mb／s的以太網(wǎng)，控制層為5 Mb／s的ControlNet 網(wǎng)，設(shè)備層為125 kb/s、250kb/s、500kb/s的DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。智能MCC通過(guò)內(nèi)置的DeviceNet通訊電纜與基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)的PLC通訊。DeviceNet網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)采用五線(xiàn)制電纜，包括2條信號(hào)線(xiàn)，2條24V電源線(xiàn)和1條屏蔽線(xiàn)。系統(tǒng)監(jiān)控級(jí)由2臺(tái)監(jiān)控管理機(jī)組成，通過(guò)RSVIEW 監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的泵、閥、過(guò)濾器等設(shè)備狀態(tài)的顯示和控制；對(duì)管道的流量、壓力及溫度的監(jiān)視。控制方式有自動(dòng)、半自動(dòng)以及就地操作控制3種。在主控室通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、半自動(dòng)控制。在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)機(jī)旁操作箱控制可進(jìn)行就地操作，此時(shí)控制本身不受控制級(jí)的影響。即使控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就地操作仍可獨(dú)立完成。 　　四、 DEVICENET特點(diǎn) 　　DeviceNet （設(shè)備網(wǎng)）是基于CAN技術(shù)的開(kāi)放型通信網(wǎng)絡(luò)，將底層的設(shè)備直接和車(chē)間級(jí)控制器相連，無(wú)需通過(guò)硬線(xiàn)與I／O模塊連接；顯著減少導(dǎo)線(xiàn)的費(fèi)用并方便安裝。與其他現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)相對(duì)比，具有以下特點(diǎn)： 　?。?）采用基于CAN 的多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息； 　?。?）可以容納多達(dá)64個(gè)節(jié)點(diǎn)地址，每個(gè)節(jié)點(diǎn)支持的I／O數(shù)量沒(méi)有限制； 　?。?）采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，受干擾的概率低，具有極好的檢錯(cuò)效果； 　?。?）通信介質(zhì)為獨(dú)立雙絞總線(xiàn)，信號(hào)與電源位于同一電纜； 　?。?）支持設(shè)備的熱插拔，無(wú)需網(wǎng)絡(luò)斷電； 　　（6）接入設(shè)備可選擇光隔離設(shè)計(jì)，由外部供電的設(shè)備與由總線(xiàn)供電的設(shè)備共享總線(xiàn)電纜； 　?。?）總線(xiàn)線(xiàn)纜中包括24V直流電源和信號(hào)線(xiàn)兩組雙絞線(xiàn)以及信號(hào)屏蔽線(xiàn)。在設(shè)備連接方式上，可以靈活選用開(kāi)放式和密封式的連接器。網(wǎng)絡(luò)供電采取分布式方式，支持冗余結(jié)構(gòu)?？偩€(xiàn)支持有源和無(wú)源設(shè)備。 　　下面為興澄特鋼應(yīng)用智能MCC的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D： 　　五、系統(tǒng)智能MCC的特點(diǎn) 　?。?）采用DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，減少了控制電纜和現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)。智能MCC在柜體結(jié)構(gòu)中內(nèi)置DeviceNet通訊電纜并貫穿整個(gè)MCC組，每面柜內(nèi)垂直線(xiàn)槽預(yù)留6個(gè)DeviceNet接口；從該接口引至電機(jī)控制單元。DeviceNet通訊電纜用于傳輸控制數(shù)據(jù)，有效地減少PLC I／O模件和硬接線(xiàn)數(shù)量。 　　（2）采用新型接口模件，接口模件自帶DeviceNet網(wǎng)絡(luò)接口。水處理系統(tǒng)中，智能MCC接口模件有2類(lèi)：DSA模件和E3 PLUS模件。DSA模件自帶DeviceNet網(wǎng)絡(luò)接口，4個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入和2個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出；開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)用于反饋斷路器和接觸器以及熱繼電器狀態(tài)，開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)用于接觸器合閘或正反轉(zhuǎn)運(yùn)行。DSA模件主要用在不需要模擬量和報(bào)警信息傳送的電機(jī)啟動(dòng)控制單元中。 　　本系統(tǒng)中的輸入信號(hào)主要為：電機(jī)準(zhǔn)備好、手／自動(dòng)轉(zhuǎn)換、運(yùn)行以及故障等，輸出信號(hào)為設(shè)備的啟動(dòng)和停止信號(hào)。E3 PLUS是電子式智能馬達(dá)保護(hù)器，用于需要在上位系統(tǒng)提供模擬信號(hào)及故障內(nèi)容報(bào)警信號(hào)的電機(jī)控制單元中。同DSA 模件一樣，E3PLUS模件內(nèi)置DeviceNet 網(wǎng)絡(luò)接口，提供4個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入和2個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)，同時(shí)E3PI US提供可編程保護(hù)功能，如：過(guò)載、失相、相間不平衡、失速、堵轉(zhuǎn)、接地故障以及PTC熱電阻輸入。在本系統(tǒng)中，大量使用了E3 PLUS。 　　（3）將硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了MCC的實(shí)施監(jiān)控和與廠(chǎng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)結(jié)合。與傳統(tǒng)MCC的一個(gè)顯著的區(qū)別，智能MCC的監(jiān)視軟件提供了相當(dāng)重要的設(shè)備級(jí)診斷功能。它具有看到內(nèi)部和監(jiān)控每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的能力，如果電機(jī)脫扣，智能MCC可指示脫扣的原因：缺相、失速、過(guò)載或接地故障，并且能夠很方便與控制層和網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)連接。 六、 智能MCC與傳統(tǒng)MCC的對(duì)比分析 　?。?）從硬件上看，智能MCC連接簡(jiǎn)單快捷。傳統(tǒng)MCC與基礎(chǔ)自動(dòng)化的連接主要方式有2種，一是通過(guò)在MCC柜旁設(shè)一遠(yuǎn)程I／O 柜，MCC的監(jiān)控控制信號(hào)經(jīng)控制電纜與之連接，再由遠(yuǎn)程I／O站經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與PLC進(jìn)行通訊。另一種則是MCC的監(jiān)控控制信號(hào)經(jīng)控制電纜直接與PLC的本地I／O柜相連。而點(diǎn)到點(diǎn)的控制信號(hào)連接決定了電纜數(shù)量多，施工量大。智能MCC在這方面表現(xiàn)了卓越的性能，在與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接后，只需通過(guò)1根DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，即可實(shí)現(xiàn)MCC與基礎(chǔ)自動(dòng)化的信息互通，由于省去了控制電纜和I／O 柜這些中間環(huán)節(jié)，使連接變的簡(jiǎn)單，通訊更為快捷。 　?。?）由于DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的引入，省去了控制電纜和大量I／O，PLC槽架數(shù)量也得到減少，控制系統(tǒng)集成的成本得到減低。抵消了智能MCC較傳統(tǒng)MCC成本略高的劣勢(shì)。 　?。?）系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行打點(diǎn)，大大減少了調(diào)試時(shí)間；且不需要PLC I／O端子柜及中間繼電器柜，使系統(tǒng)的故障點(diǎn)大大減少。 　?。?）從維護(hù)上看，中間環(huán)節(jié)的減少使得維護(hù)更加簡(jiǎn)單。單從PLC的狀態(tài)監(jiān)視信息即可判斷現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況和 故障情況。 　?。?）智能MCC控制系統(tǒng)具有開(kāi)放性和可擴(kuò)展性，這也是傳統(tǒng)MCC所無(wú)法比擬的。 　　七、 羅克韋爾智能MCC介紹 　　羅克韋爾自動(dòng)化注冊(cè)商標(biāo)為CENTERLINE的智能化MCC（智能化馬達(dá)控制中心），自1971年開(kāi)始投入市場(chǎng)。它采用獨(dú)特的中央母線(xiàn)設(shè)計(jì)，內(nèi)嵌先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)DeviceNet，器件上采用羅克韋爾自動(dòng)化的接觸器、馬達(dá)軟啟動(dòng)器、交流變頻器和PLC等產(chǎn)品，構(gòu)成了結(jié)構(gòu)合理、占地面積小、包含各種先進(jìn)的自動(dòng)控制設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制的完整的自動(dòng)化系統(tǒng)控制裝置。 　　經(jīng)過(guò)二十多年的努力，智能化MCC以其良好的質(zhì)量以及信譽(yù)保障，已被廣泛用于冶金、紡織、輕工、石化、電力等廠(chǎng)礦企業(yè)以及交通運(yùn)輸和市政建設(shè)等行業(yè)。在中國(guó)西部大開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)工程百萬(wàn)噸氯化鉀項(xiàng)目中，整個(gè)系統(tǒng)全部選用智能化MCC實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備的控制、監(jiān)測(cè)保護(hù)以及電力監(jiān)控等功能。 　　目前采用的是CENTERLINE 2500馬達(dá)控制中心系列，其技術(shù)特點(diǎn)如下： 　　1、 殼體的防護(hù)等級(jí) 　　殼體的防護(hù)的等級(jí)按照 IEC 標(biāo)準(zhǔn) 60529 的要求。CENTERLINE 2500 MCC可提供的防護(hù)等級(jí)有IP20、IP30、IP42、IP54等。 　　2、 分隔和電氣隔離 　　分隔和電氣隔離存在于單獨(dú)的模塊之間；模塊和走線(xiàn)槽之間；模塊和母線(xiàn)之間；走線(xiàn)槽和母線(xiàn)之間?？刂凭€(xiàn)路和網(wǎng)絡(luò)連接與動(dòng)力連接隔離可以通過(guò)獨(dú)立的走線(xiàn)槽進(jìn)行連接。內(nèi)部分隔的形式 （IEC 60439-1）有3b （標(biāo)準(zhǔn)）和4b兩種形式。 　　3、 MCC基本的柜型 　?。?）可抽出單元 　　柜體基本尺寸包括有700 mm 標(biāo)準(zhǔn)寬度；500 mm 模塊寬度；200 mm 垂直走線(xiàn)槽寬度；800 mm 包括300mm走線(xiàn)槽寬度；900 mm包括400mm走線(xiàn)槽寬度；1000 mm包括500mm走線(xiàn)槽寬度。標(biāo)準(zhǔn)尺寸為2300 mm 高，700 mm 寬，600 mm 深。最大并列兩臺(tái)700mm柜體，800 mm - 1000 mm 柜體一臺(tái)。 　　CENTERLINE 2500 MCC內(nèi)置設(shè)備網(wǎng)絡(luò)DeviceNet。DeviceNet端口:每屏最多可達(dá)24個(gè)；位于控制和網(wǎng)絡(luò)電纜室中；簡(jiǎn)化了安裝和拆卸；優(yōu)于傳統(tǒng)的雛菊鏈:雛菊鏈往往使下游設(shè)備意外關(guān)斷；可抽出式單元可提供自動(dòng)連接。 　　背靠背柜型 　　由兩面獨(dú)立的柜體組成，除了每面柜子都沒(méi)有背板以外；兩個(gè)獨(dú)立的水平母線(xiàn)系統(tǒng)，兩側(cè)同樣的A-B-C相序，母線(xiàn)在工廠(chǎng)內(nèi)由U型母線(xiàn)連接排連接；兩個(gè)獨(dú)立的垂直母線(xiàn)系統(tǒng)，每面柜的負(fù)載系統(tǒng)各自獨(dú)立；背靠背柜型運(yùn)輸單元：兩面700mm的柜體，單個(gè)柜體背靠背；最多兩面 800 mm - 1000 mm 的柜體，單個(gè)柜體背靠背；最多四面 700 mm 的柜子，兩兩背靠背。 　　（2）固定單元 　　當(dāng)單元設(shè)備太大太重或是電流太大，那么它們講被永久性安裝在MCC的框架結(jié)構(gòu)上，負(fù)載電流大于225A的單元必須使用，不采用插拔裝置和垂直母線(xiàn)，一般不設(shè)有垂直電纜通道，單元設(shè)備永久性安裝于柜體上，動(dòng)力連接直接用螺栓接合于水平母線(xiàn)上，僅適用于按柜為單元訂貨，相較于可抽出單元和柜體可以單獨(dú)訂貨，由于元器件大小的關(guān)系會(huì)采用更深的柜型設(shè)計(jì)，比如一個(gè)大的變頻器會(huì)需要800mm深的柜子，水平母線(xiàn)將會(huì)被設(shè)置在更深的位置以留出更大的單元空間。 　　4、 MCC 母線(xiàn)系統(tǒng) 　?。?）動(dòng)力母線(xiàn)系統(tǒng) 　　水平動(dòng)力母線(xiàn)：為整個(gè)MCC組提供動(dòng)力電源，無(wú)鍍層或鍍鋅銅可選，目前 800 A - 2500 A 水平母線(xiàn)可選，3200 A & 4000 A 容量水平母線(xiàn)為將來(lái)的供貨范圍。 垂直動(dòng)力母線(xiàn)：為單個(gè)柜體提供動(dòng)力電源，鍍鋅銅，300 A 空心或是 600 A 實(shí)心管材結(jié)構(gòu)。 　　保護(hù)接地 （PE） 母線(xiàn)系統(tǒng) 　　水平接地母線(xiàn)：底部安裝，無(wú)鍍層或鍍鋅銅，6 x 50 mm 導(dǎo)體 或12 x 50 mm導(dǎo)體或18 x 50 mm導(dǎo)體。 　　垂直可插拔連接 PE母線(xiàn) （無(wú)鍍層或鍍鋅銅），6 x 32 mm垂直可插拔連接。 　　八、 結(jié) 語(yǔ) 　　現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的引入，使馬達(dá)控制中心得以智能化；同時(shí)大大減少了控制硬件和電纜數(shù)量，使總體成本降低，而且接線(xiàn)和維護(hù)更加簡(jiǎn)單、方便。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，工業(yè)領(lǐng)域?qū)ψ詣?dòng)化控制水平的要求不斷提高，智能MCC及其構(gòu)成的控制系統(tǒng)因其網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化、開(kāi)放化的特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。在興澄特鋼煉鋼廠(chǎng)首次使用了全廠(chǎng)的智能開(kāi)拓了一種低壓配電及控制的新思路，為以后類(lèi)似的應(yīng)用提供借鑒。 　　參考文獻(xiàn) 　　1 許建國(guó).電機(jī)與電力拖動(dòng)基礎(chǔ).高等教育出版社. 2004年8月:21～23 　　2 王淑琴，王鳳閣，周 焱． 自動(dòng)化集成MCC柜在遷鋼2160mm熱軋工程中的應(yīng)用[J]．設(shè)計(jì)通訊.2006年（01）：62-64． 　　3 王磊．智能MCC 自動(dòng)控制系統(tǒng)及應(yīng)用EJ ．江西有色金屬.2003（09）：43-46．