摘要：智能马达保护器是一种应用广泛的电动机马达保护控制装置。随着计算机技术、现代控制技术、现代通讯、技术现代图形显示技术及现场总线技术（FCS）的发展，传统的电动机智能马达保护器已经不能满足控制和保护的需要。因此国内、外FCS公司为了满足用户的现场实际需要先后推出了各自基于现场总线技术（FCS）的智能马达保护器。本文针对基于现场总线技术（FCS）的智能马达保护器在某1000MW机组调试期间存在的问题，提出了优化设计方案。并将设计的智能马达保护器送至西安热工院进行测试。测试结果和现场实际应用表明此种基于现场总线技术（FCS）技术的智能马达保护器的控制、保护功能及网络通信功能达到了设计的技术指标。
关键词：FCS；智能马达保护器；设计；实现
现场总线技术（FCS）是安装在现场的智能设备与控制系统之间的 数字式、双向、多点 通信的数据总线。与传统DCS比较，现场总线技术（FCS）具有可靠性高、维护性好、数字化的信号传输、具有较高的性能价格比、互换性、集成性好等优势。现场总线技术（FCS）主要应用于过程控制、生产自动化、配电系统和智能楼宇等场合，因此对系统中的低压开关电器提出了可通信能与现场总线连接的要求。基于现场总线（FCS）技术的智能马达保护器易扩展、兼容性、开放性较好，目前国内部分新建电厂已经逐步开始大范围的使用。由于此项技术在国内火电行业起步较晚，在实际应用中存在一些的问题。本文以某厂1000MW机组现场调试中出现的涉及基于现场总线技术（FCS）的智能马达保护器问题汇总为依据，简要的分析其故障原因。结合现场实际应用情况提出了一种基于现场总线技术（FCS）的智能马达保护器的设计方案并送至FCS厂家进行测试。
基于FCS的智能马达保护器在1000MW机组调试后期现场应用过程中发生的问题记录如下：
六大风机油站油泵智能马达保护器均为总线方式通讯，现场总线技术（FCS）为和利时厂家产品，智能马达保护器为南京品牌设备。智能马达保护器与总线连接通过马达保护器—开关二次插头—接线端子—FCS通讯卡件，采用双Profibus通讯。六大风机油站油泵电机智能马达保护器集中反映几个问题：
1、多次发生部分油泵运行中突然跳闸（原因不明）；
2、多次发生油泵的DCS状态不改变，与泵实际运行状态不符（原因不明。处理过程，对开关抽出再次送入，问题即解决）；
3、多次发生多台冷却风机频繁自启动（原因不明）；
4、多次发生油泵运行中突然黄闪，但泵的运行状态未变化（原因不明）。
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设备停运期间联系FCS厂家技术人员对智能马达保护器进行检测，网络通讯报文、网络通讯电压、网络通讯波形检测报告合格。同FCS厂家技术人员、智能马达保护器厂家技术人员现场对出现问题的设备逐个进行检查。检查这些开关抽屉的二次插件均有不同程度的弯曲变形，初步判断故障的原因是二次插件经过频繁操作后，二次插件接触不良引起回路接触阻抗变化，致使通讯异常出现。现场将网络的通讯波特率下调，降低总线的通讯速率，解决了一些问题，但是也大大降低了数据的传输速率。
如何从技术手段去彻底解决此类事件，既能满足通讯的可靠连接，又不降低数据的传输速率，是摆在我们技术人员面前的一个重要问题。
首先我们从数据源头，到数据接收终端逐个进行排查，发现从保护到现场总线技术（FCS）通讯卡件，中间连接环节过多，从二次插件，到接线端子，每次转接均会增加通讯回路的接触阻抗，特别是二次插件由于抽屉的频繁操作，接触电阻逐年增大，所以优化通讯链接方式，是解决此类问题的根源。
该厂抽屉开关采用的是德国穆勒MODAN6000柜型，每个抽屉单元均有运行、试验、抽出三个位置，开关的二次插件在抽屉后侧，开关室内的二次电缆通过二次插件连接至开关侧面的接线端子，当开关在运行位时，远方控制指令均通过二次插件的连接，发送至马达保护器，当开关在试验位时，二次插件断开连接，当开关需要抽出时，必须手动按下抽屉开关把手孔处的闭锁卡笋才能全部抽出。
如果能够将通讯线直接连接至马达保护器，减少中间转接环节，就可以避免由于二次插件的接触不良造成通讯故障。通过现场反复讨论，验证，此种接线方式技术上是可行的。首先在柜体每个间隔的侧方开一个总线电缆口，通讯电缆通过电缆口进入抽屉开关侧壁把手孔直接连接至马达保护器，在电缆口上黏贴橡皮条防止总线电缆损伤。总线电缆与智能马达保护器的连接采用DB9连接器连接，当开关需要抽出时，可以先将开关拉至试验位，用螺丝刀松开马达保护器上的通讯DB9连接器接头，从侧方抽出通讯线。
采用此种优化设计的方案由如下优点：马达保护器总线电缆从侧面进入智能马达保护器，便于日常检修维护，很直观的观察到DB9连接器插头是否可靠连接。侧面开孔便于总线电缆的固定。当开关需要试验位时，由于开关自身的机构闭锁，可以有效避免用力过猛导致通讯电缆损坏。
为确保此种设计方案满足现场运行工况要求，将此种设计的智能马达保护器送至西屋FCS厂家进行检测，检测网络通讯报文、网络通讯电压、网络通讯波形检测报告合格。目前此种优化方案的智能马达保护器已在某2*660MW机组锅炉补给水系统应用，在调试期间未出现一起由于FCS智能马达保护器故障引起的异常事件。
目前现场总线技术（FCS）与智能马达保护器底层技术已经成熟，如何将两种技术结合起来仍是目前我们要面对的技术难题。
参考文献：
[1]Emerson. Ovation算法参考手册R3_1100 [I]．2005，7：310-312．
作者简介：贾孝明：（1983-9），男，助理工程师，自动化。
论文作者:贾孝明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/20
标签：马达论文; 保护器论文; 智能论文; 现场论文; 通讯论文; 总线论文; 总线技术论文; 《电力设备》2018年第13期论文;