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智能 MCC 系统设计原则及现状摘要：当前，智能电动机控制中心（intelligent motor control center，IMCC）系统以其高度的集成化、模块化、低故障率和智能化大大提高了工业生产效率，提高了企业经济效益，获得了用户的一致认可。
在造纸工业中，由于工艺流程复杂，电机传动点多，智能 MCC 系统更是得到了广泛的应用。
然而，在进行智能MCC 系统设计时，由于没有一套完整的设计规范以及详细说明，导致在系统的具体设计上存在诸多不确定性，很多都是按照已有的经验方法加以处理而未从理论角度给予详细论述。
关键词：智能 MCC；设计原则；现状1国内外研究现状当前，MCC系统在运行可靠性、组成元器件以及结构设计方面取得了很大的发展。
随着当代电力电子技术的进步、电子器件制作工艺的提高，总线技术、数据处理技术、测量技术、信息技术等在工业生产中的广泛应用，MCC系统具有了高度集成化、免维护、全工况的特征。
加之计算机控制系统的不断成熟，自动控制的各个领域越来越多的应用了现场总线技术。
电机保护和控制装置以及开放式的网络使MCC进入了智能化的时代。
①MCC 系统中元器件的发展主要是指智能电机保护器在MCC中的应用。
它包括控制、监视、保护和通信功能，可以满足工业生产的要求。
由于应用了含有微处理器的装置进行控制，从而简化了MCC的结构。
电机的过载继电器和其他设备已经由微处理器所代替，从而产生一种新型的电机控制器取代传统的控制器件。
传统硬件起的保护作用可以进行编程，以减少电机控制器的数量，有效增强系统可靠性。
减少维护的频率，延长使用寿命，节省设计时间，减少投资。
②MCC 系统拓扑结构的变化上个世纪末，电机控制中心开始引入了总线技术。
依靠网络技术替代硬件连线，智能MCC（IMCC）中已经发展到了装置级的网络。
美国罗克韦尔公司的IMCC应用于电柜级路由拓扑的控制单元，主要依靠连接到凹槽中的主干和垂直线槽进行布线。
引入线采用“菊花链”结构。
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CENTERLINE 2500 IEC 电机控制中心助力 安全性提升作者：Mark Ossanna、Diego Wilches安全理念依托 100 多年的电机控制经验积累，Allen-Bradley® CENTERLINE® 2500 电机控制中心 (MCC) 可满足安全和可靠性需求。
其符合 IEC 61439-1/2 的基本功能安全要求，并且已通过 IEC/TR 61641:2014 的低压电弧故障抑制能力测试。
CENTERLINE 2500 MCC 提供增强的安全特性，包括：• 通过结构改进帮助用户防范故障发生时的弧闪危险• I ntelliCENTER® 软件提供高级诊断功能，支持远程数据访问和故障处理，最大程度减少现场操作需求• 四个单元位置 (连接、测试、断连和释放) 均可锁定，提供额外安全保障• 采用 SecureConnect™ 技术，闭门状态下可直接抽出单元• 抽出单元时，自动挡板立即隔离垂直母排• 水平与垂直母排通过电动预紧式双螺栓组件栓接在一起，无需定期维护，最大程度减少与危险电压接触的可能性• 结构设计坚固耐用，柜体各部分均采用侧壁板和实心无孔支撑板，提供 更好的隔离性，便于在柜内布置安装角铁、主母排和吊装角铁通过型式测试CENTERLINE 2500 低压电机控制中心已通过多项标准的型式测试。
CENTERLINE 2500 MCC 符合 IEC 61439 标准第 1 部分，经第三方认证机构测试符合 IEC 61439 标准第 2 部分。
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其中包括低压开关设备和控制设备组件的定义，并对其工作条件、构造要求、技术特性和验证要求进行了说明。
IEC 61439 标准第 2 部分列举了电源开关设备和控制设备组件的具体要求，由第三方认证机构进行符合性测试。
针对 CENTERLINE 2500 MCC 的各项测试基于最关键的代表性应用场景，或基于上述标准中规定的开关设备性能范围。
附件一：罗克韦尔自动化智能MCC介绍目录第一部分罗克韦尔智能MCC优势第二部分罗克韦尔智能MCC技术特点1、内置DeviceNet通讯电缆2、木线支撑3、完全抽屉式和省力的抽出、插入操作机构4、抽屉式回路种类齐全5、智能电机保护和控制元件6、可提供专业的测试工具和软件7、可提供专业的操作软件8、ArcShield防弧结构第三部分罗克韦尔智能MCC与常规MCC的制造成本对比第四部分首钢迁钢罗克韦尔智能MCC使用报告第五部分罗克韦尔智能M C C与其它公司产品比较第六部分罗克韦尔智能M C C国内部分业绩第一部分罗克韦尔智能M C C优势1.设计方便简单，大量减少设计院设计时间及工作量1)基本不用考虑太多二次回路设计和外部控制电缆设计；2)专业设计软件设计配合设计，不需考虑具体器件型号规格及其一次回路元器件之间的配合；2.安装调试简单省时，可靠性高1)MCC基本没有控制电缆，因此可以减少施工量和80％控制电缆和电缆桥架数量。
2)不需要对系统进行打点，可以大大减少调试时间。
3)不需要PLC I/O端子柜及中间继电器柜，可以大大减少故障点。
4)防护等级高与普通低压柜及普通MCC柜，能过适应恶劣环境。
3.运行1)智能器件的超强保护及预报警功能，确保系统运行正常；2)不需要PLC I/O端子及中间继电器及大量硬接线，大大减少故障隐患，保证安全运行。
4.维修1)智能器件的应用使系统维护变被动维护或定期检修为主动维护和预防性维护；2)所有元器件正面安装，便于维护；3)智能器件的更换不需要重新设置（只有DeviceNet有该功能）。
5.管理及控制一体化，实现整体信息化1)设备网（DEVICE NET， IEC及国家标准)为实时网络，可以实时上传数据。
2)远程实时监控MCC运行。
通过三网集成，无缝连接（Net Links）技术将设备层信息集成至车间，工厂直至企业层。
3)为生产执行系统(MES)，电脑化维修管理系统（CMMS），企业资产管理（EAM）及企业资源管理(ERP) 系统提供极其便利的管理，监控一体化信息平台。
附件一：罗克韦尔自动化智能MCC介绍目录第一部分罗克韦尔智能MCC优势第二部分罗克韦尔智能MCC技术特点1、内置DeviceNet通讯电缆2、木线支撑3、完全抽屉式和省力的抽出、插入操作机构4、抽屉式回路种类齐全5、智能电机保护和控制元件6、可提供专业的测试工具和软件7、可提供专业的操作软件8、ArcShield防弧结构第三部分罗克韦尔智能MCC与常规MCC的制造成本对比第四部分首钢迁钢罗克韦尔智能MCC使用报告第五部分罗克韦尔智能M C C与其它公司产品比较第六部分罗克韦尔智能M C C国内部分业绩第一部分罗克韦尔智能M C C优势1.设计方便简单，大量减少设计院设计时间及工作量1)基本不用考虑太多二次回路设计和外部控制电缆设计；2)专业设计软件设计配合设计，不需考虑具体器件型号规格及其一次回路元器件之间的配合；2.安装调试简单省时，可靠性高1)MCC基本没有控制电缆，因此可以减少施工量和80％控制电缆和电缆桥架数量。
2)不需要对系统进行打点，可以大大减少调试时间。
3)不需要PLC I/O端子柜及中间继电器柜，可以大大减少故障点。
4)防护等级高与普通低压柜及普通MCC柜，能过适应恶劣环境。
3.运行1)智能器件的超强保护及预报警功能，确保系统运行正常；2)不需要PLC I/O端子及中间继电器及大量硬接线，大大减少故障隐患，保证安全运行。
4.维修1)智能器件的应用使系统维护变被动维护或定期检修为主动维护和预防性维护；2)所有元器件正面安装，便于维护；3)智能器件的更换不需要重新设置（只有DeviceNet有该功能）。
5.管理及控制一体化，实现整体信息化1)设备网（DEVICE NET， IEC及国家标准)为实时网络，可以实时上传数据。
2)远程实时监控MCC运行。
通过三网集成，无缝连接（Net Links）技术将设备层信息集成至车间，工厂直至企业层。
3)为生产执行系统(MES)，电脑化维修管理系统（CMMS），企业资产管理（EAM）及企业资源管理(ERP) 系统提供极其便利的管理，监控一体化信息平台。
大大节省管理信息化投资。
4)提供实时监控软件，可以内置入上位监控软件（RSVIEW32，不需要单独制作监控画面。
6.节省一次投资，维修，运营总体费用(TCO)1)总投资与常规独立的马达控制中心, 变频器和软起动器及 PLC构成的总控制系统相当。
a)一体化成套变频器和软起动器及控制器。
节省成套费用。
b)相同单元可完全替换(二次回路统一), 节省备件。
c)大量减少PLC系统的I/O量。
d)节省大量控制电缆。
e)增加智能器件及DEVICENET 网络费用。
2)可以提供预报警功能。
通过预报警门限设定，我们可以在系统出现正式报警信息之前提供预报警信息，使我们变过去被动维护为主动维护，主要分两种内容：f)电气预报警：通过智能终端采集电机内部参数提供预报警信息；机械旋转设备：通过状态监测（XM）模块采集机械设备振动频率等信息进行分析，预报设备故障。
改被动性维修，预防性维修为预测性（主动）维修打。
提高系统可靠性, 减少停机照成的损第二部分罗克韦尔智能MCC技术特点1. 内置DeviceNet通讯电缆DeviceNet是经过实践检验的开放的网络通讯电缆的损坏。
在分支线上独立的，易于连接的设备连接端口。
这种理想的配置形式提供了独立的端口，易于连接，大大简化了安装、抽出、重新布置、添加抽屉单元的操作。
这种结构取代了雏菊链连接形式，避免了添加或者减少MCC单元所可能造成的通讯链中断影响下游单元中的设备2. 母线支撑一体化的母线支撑板分别用于支撑水平主母线，固定垂直母线。
由于垂直母线是由一体化的母线支撑板连续可靠固定， 保证在发生短路垂直母线不发生影响正常使用的变形。
DeviceNet 网络接头DeviceNet 网络干缆一体化的母线支撑板短路电流会产生很大的电磁力,点状支撑结构更容易使母排变形3. 完全抽屉式和省力的抽出、插入操作机构抽屉式结构有四个明显标示的操作位置，并可分别锁定。
连接—主回路、控制、网络和接地处于连接状态测试—主回路处于断开状态，控制、网络和接地处于连接状态断开—各部分均已断开无连接抽出－抽屉单元从柜子中抽出4. 抽屉式回路种类齐全罗克韦尔自动变频器、软起器的卓越性能，罗克韦尔的MCC柜内的变频器、软起器可以做出抽屉式结构，方便用户的安全、调试、维修、更换等，当然也包括其它的回路类型如直接起动（DOL）、正反转（DOLR）等等。
5. 智能电机保护和控制元件罗克韦尔自动化公司提供全面的电机保护和控制元件，包括E3、E3 plus, E1、E1 plus、DSA、PowerFlex 系统变频器、SMC 系统低压软起器，所有元件有DeviceNet通讯接口，支持ADR（元件自动替换功能）。
可连接在同一个网段上，并可利用AB 的Rslogix 5000 PLC编程组态软件进行编程、参数修改等。
E3智能电机保护器摒除常规的电流互感器测量方法， E3采用霍尔元件测量电流其测量精度与电流的大小和频率无关，可精确测量低载电流和起动电流，为电机提供更加可靠的保护6. 可提供专业的测试工具和软件罗克韦尔自动化提供免费软件RSNetWorx for DeviceNet 具有如下优点: -用于最小化调试一个系统的初始化启动时间, 节省项目成本-调试和解决网络设备问题, 由此减少网络故障时间和相关成本-检测网络设备需要的预防性维护, 避免系统瘫痪Network Media Checker 用于测试安装的网络电缆是否断路和短路, 显示电缆断路和短路的距离, 识别和显示未接线的连接器, 测试全部电缆长度, 包括干线和支线。
可见专业工具对于智能MCC 的调试和维护是非常重要的。
7. 可提供专业的操作软件智能MCC能提供非常丰富的测量和诊断信息，需要一个功能强大的操作软件帮助调试、设置MCC，同时显示相应的参数、报警信息、故障信息。
罗克韦尔自动化提供的专门的软件，提供马达控制中心和相关设备的监视窗口。
MCC软件减少了代价不菲的 MCC监视画面软件的开发费用，提供了即插即用的解决方案，即便是计算机新手一样能够应付自如。
下列要点给出了典型的集成智能型MCC软件的基本要求。
✓熟悉的操作环境–软件运行在应用最为普遍的Windows操作系统下，保证操作的简单性。
✓包含了初始化MCC所必需的特殊的文档资料- 每台MCC都是独一无二的。
一旦安装完毕，应用程序应当能够调用特定的信息，调出与这台MCC相关的应用画面。
✓起动网络通讯 - 组态并建立一个一体化的通讯网络通常是一件非常耗时的事情。
但是在理想情况下，MCC制造商把用户特定的信息（根据用户定制或者标准的图纸），如节点地址、波特率等，下载到MCC产品中，然后对整个系统进行功能和通讯的准确性进行测试。
在安装MCC 和软件时，用户只需要恢复原来的系统配置，使用软件来对预先组态好的设备进行轮询，并和用户数据库中的设备信息进行匹配。
✓显示预先组态的画面，提供最为常见的参数 - 智能MCC软件可提取用户定义的数据文件，显示相关画面，下述预定以的软件画面非常有帮助：❖正面视图 - 提供MCC 排布的实际布置形式，显示单元类型、铭牌信息、或者单元的状态。
❖单元视图 - 提供单元和网络设备的动态信息。
最感兴趣的参数预先设置在画面中，在需要的时候可以进行修改。
数据在画面上可用数字、模拟表头或者趋势图进行显示。
❖事件纪录 - 自动记录预设置或者用户定义的故障和报警信息，保持维护活动和设备更新的记录。
❖电子表格视图 - 比较理想的信息浏览工具。
可以对相关的数据进行排序和过滤。
✓在网络的任何一个层次上都可以进行数据存取-用户能够在任何一个层次的网络接入来读取MCC数据，例如 DeviceNet，ControlNet或者Ethernet。
这一特性赋予用户极大的灵活性，即在不同的地点接入移动维护终端，或者是中控室，或者是工程师站。
✓包含所有和用户相关的文档-综合的文档库软件提供了完整的文档集，用以最大限度地减少故障出现时找不到元件手册的情况。
数据库允许用户添加或者改变，尤其是接线图。
这些文档包括：❖单元接线图❖MCC 柜面布置图❖产品用户手册❖备品备件列表8. ArcShield 防弧结构采用ArcShield技术的Centerline 2500 MCC，当柜内发生燃弧故障时产生的巨大压力不会将柜门打开，能够最大程度地保护操作人员的人身安全。
压力释放机构示意较图Pressure-Relief Top PlateArc shield 警告标签PROSPECTIVE CURRENT, I p arc ≤ 65kAARC DURATION, t arc ≤ 300msOPERATIONAL VOLTAGE, U e ≤ 415 VARC PROOF ASSEMBLYWARNINGDOORS AND COVERS MUST BE PROPERLY CLOSED, LATCHED, ANDSECURED.REFER TO PUBLICATION 2500-IN001. ASSEMBLY MUST BE INSTALLED PER MANUFACTURER’S INSTRUCTIONS ASSEMBLY WILL NOT FUNCTION AS ARC PROOF IF ABOVE GUIDELINES ARENOT FOLLOWED.FAILURE TO FOLLOW THESE GUIDELINES COULD RESULT IN SEVERE INJURY ORDEATH.41006-403-01 (1)ArcShield Rating LabelPERSONAL AND ASSEMBLY PROTECTION UNDER ARCINGCONDITIONSHOT GASES MAY BE EXHAUSTED IF AN INTERNALARCING FAULT OCCURS.41006-404-01 (1)WARNINGDO NOT REMOVEBRACKET MUST BE INSTALLEDDURING OPERATION41006-405-01 (1)ArcShield Logo for Top Horizontal Wireway CoverArcShield logo is applied to the lower-left corner of the top horizontal wireway coverlogo.第三部分罗克韦尔智能M C C与常规M C C成本对比表一：根据表一：使用常规M C C 方案,则每面M C C 及相关成本估算如下：MCC 柜体单价＋电线/电缆＋电缆沟槽/管＋端子，中间继电器柜＋PLC/DCS 设备＋ ＝35,000＋25,200＋1,750＋4,440＋12,240 ＝78,630（元）使用A B 智能M C C 方案，则每面M C C 及相关工程成本估算如下：MCC 柜体单价＋电线/电缆＋电缆沟槽/管＋端子，中间继电器柜＋PLC/DCS 设备＋ ＝65,000＋785＋700＋0+2,040 ＝68,525（元）使用常规M C C 方案，则每年生产维检人员成本估算如下： ＝50×5＝250（万元）使用A B 智能M C C 方案，则每年生产维检人员成本估算如下： ＝10×5＝50（万元） 综合上述：从每面M C C 及相关工程成本，和每年生产维检人员成本考虑，使用A B 智能器件的M C C 均能节省投资，并且将电气控制技术水平提高到一个全新的高度。
