一种基于工业以太网的智能电动机监测保护控制装置的制作方法

一种基于工业以太网的智能电动机监测保护控制装置，特别涉及通过电压检测、pcb电流互感器完成电动机一次回路工作电压、工作电流的实时数据采集，由cpu及程序完成电动机过压、欠压、缺相、短路、过载、堵转、漏电、运行、停车状态实时数据检测判断，关联电气部件（如空气开关的合闸、分闸状态信号，交流接触器的吸合、断开状态信号，变频器及软启动运行、故障状态信号，变频器dc4～20ma输入输出信号）状态信号采集和控制，驱动pcb继电器完成二次回路通断，从而使接触器或一次回路设备（变频器或软启动）断开，实现电动机控制与保护，并通过tcp/ip通信协议、jr45接口完成实时数据有线或无线监测传输，使计算机通过网络直接对本装置进行监测、控制和综合管理，实现电动机控制网络互连。

背景技术

目前电动机保护主要采用热继电器或马达保护器，这种传统的保护方式使得一般工控系统二次回路接线复杂、老旧设备检修维护困难。电动机的计算自动机控制必须以plc或dcs为纽带，配合电气一二次回路、控制电缆、信号电缆才能完成电动机的各种操作、控制、连锁和保护。然而随着电子技术、网络通信的不断发展，期望通过电子技术实现电动机电压、电流数据监测，通过cpu及程序对监测数据、关联电气部件状态信号实时采集检测判断，完成电动机各种操作、控制、连锁和保护，并通过tcp/ip通信协议完成电动机实时数据监测传输，使计算机通过网络直接对本装置进行监测、控制和综合管理，实现电动机网络控制保护。

技术实现要素：

本发明是为了解决电动机在计算自动机控制中必须以plc或dcs为纽带，配合电气一二次回路、控制电缆、信号电缆才能完成电动机的各种操作、控制、连锁和保护的高昂工程造价缺点。通过本装置，实现计算机直接控制电动机的新控制模式，大大优化自动控制设备，节约大量控制电缆、信号电缆，从而降低工程造价，加快工程建设，且实现电动机控制网络互连。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

一种具备简单直观的人机互交界面：通过电子电路实现触屏显示，完成电动机信息录入（设备地址、设备名称、设备编号、额定功率、额定电流、功率因数等），实时显示电动机故障、运行、停车状态（三相电流、漏电电流、三相电压、通信状态、堵转保护、过载保护、短路保护等数据）。

一种具备电动机一次回路工作电压、电流、漏电电流、短路电流的pcb监测。

一种具备电动机过压、欠压、缺相、短路、过载、堵转、漏电、运行、停车状态等监测判断，并能对数据监测进行过程区别运算、比较、存储、压缩、传输等，通过内置匹配算法完成的内置控制程序。

一种具备关联电气部件状态采集：如空气开关的合闸、分闸状态信号，交流接触器的吸合、断开状态信号，变频器及软启动运行、故障状态信号，变频器dc4～20ma输入输出信号等。

一种具备对di信号采用光电隔离,do信号采用继电器隔离,ai、ao信号采用共模抑制的io输入输出单元。

一种具备tcp/ip通信协议、完成智能电动机监测保护控制装置监测、控制和综合管理的专有报文。

一种通过计算机网络设置[0010]设备、具备[0006]监测、[0007]判断和[0008]采集完成电动机保护，驱动pcb继电器完成二次回路通断，从而使接触器或一次回路设备（变频器或软启动）断开，实现电动机控制与保护；实现计算机、触摸屏、手机、app等本机以外的其他设备进行设备配置、参数设置、数据监测、时钟同步、电动机操作控制。

一种专有的动力输入输出接线端子过程连接，完成电能传输的同时满足一次回路工作电压、电流、漏电电流、短路电流的一个或多个电气参数的测量。

一种专有的信号输入输出接线端子和内部元件过程连接，完成关联电气部件信号采集，根据不同交流接触器线圈吸合特性匹配pcb继电器，完成二次回路通断。

一种具备设备本体复位和远程计算机复位，触点恢复至出厂设置的功能。

一种采用35mm导轨或螺栓固定在安装底板的安装方式。

与现有技术相比，本发明的有益效果是。

本发明是通过网络和本装置实现计算机直接控制电动机的新控制模式，跨越传统自动控制方法中必须通过plc或dcs为纽带才能建立的计算机自动控制方式，大大优化自动控制设备，消除大量配合plc或dcs完成电动机控制所需的控制电缆、信号电缆，从而使自动控制系统更为简捷，工程实施性价比大幅提升的显著效果，实现电动机控制网络互连。

附图说明

图1传统电动机自动控制方案。

图2本发明自动控制方案，通过本装置实现计算机直接控制电动机的新控制模式，即一种基于工业以太网的智能电动机监测保护控制装置下电动机控制与计算机自动控制关系示意图。

图3一种基于工业以太网的智能电动机监测保护控制装置原理框图。

图4本发明的tcp/ip通信协议报文数据格式。

具体实施方式

现将结合附图对本公开的实施例进行具体的描述。应当注意的是，附图中对相似的部件或者功能可能使用同样描述。所附图仅仅旨在说明本公开的实施例。本领域的技术人员可以在不偏离本公开精神和保护范围的基础上从下述描述得到替代技术方案。

参照附图1，完成电动机自动控制，需要计算机+专有控制软件，通过预编制程序完成电动机各种操作、控制、连锁和保护，必须通过plc或dcs的i/o模块或卡件采集电动机状态信息，这些状态信息通过控制电缆、信号电缆从电动机一二次回路部件采集。

参照附图2，一种基于工业以太网的智能电动机监测保护控制装置通过tcp/ip通信协议，就可以实现计算机+专有控制软件，通过预编制程序完成电动机监测、控制和综合管理。

参照附图3，通过电压检测、pcb电流互感器完成电动机一次回路工作电压、电流的实时数据采集。

参照附图3，关联电气部件如空气开关的合闸、分闸状态信号，交流接触器的吸合、断开状态信号，变频器及软启动运行、故障状态信号，变频器dc4～20ma输入输出信号，驱动pcb继电器完成二次回路通断，从而使接触器或一次回路设备断开，实现电动机控制与保护。

通过[0025]数据进行检测判断电动机过压、欠压、缺相、短路、过载、堵转、漏电、运行、停车状态。

如电动机在启动、运行、停车过程中，一次回路工作电压、电流都呈现规律性波动，通过建立电动机各工况下数学模型和[0025]、[0026]、[0027]数据监测，通过内置cpu及程序实现数据监测区别运算、比较、存储、压缩、传输数据处理，完成动力设备状态确定。

参照附图3，为了实现友好的人机互交、电动机参数输入和现场电动机工作状态查询，设置触屏显示。

参照附图3，为了实现跨越传统自动控制方法中必须通过plc或dcs为纽带的技术方案，通过[0028]、tcp/ip通信协议完成电动机实时数据监测传输，使计算机通过网络直接对本装置进行监测、控制和综合管理，实现电动机控制网络互连。

参照附图4，本装置实现tcp/ip通信协议专有报文，此报文为驱动、传输或设置本装置，识别码必须与本装置机器内识别码唯一匹配，方可进行有效数据传输和设别。

通过上述技术和方法和创新，发明通过网络和本装置实现计算机直接控制电动机的新控制模式，跨越传统自动控制方案中必须通过plc或dcs为纽带才能建立电动机控制与计算机自动控制方式，大大优化自动控制设备，消除大量配合plc或dcs完成电动机控制所需指令信号、状态信号的控制电缆、信号电缆，从而使自动控制系统更为简捷，工程实施性价比大幅提升的显著效果。