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【摘要】近年来，随着新型的智能元件和现场总线技术应用于智能型MCC，使得智能型MCC逐步向自动化集成型发展，硬件、软件和网络技术紧密地联系在一起，又由于传统MCC系统存在着以下几种缺陷：操作、巡查麻烦，可视化程度低和不能实现数据与信息传输交换。所以必须针对这方面进行改进，二智能MCC系统就是为了克服相关问题而开发的，文中对智能MCC系统的功能做了简要的介绍，也与传统的MCC系统做了对比，再从功能特点详细介绍了智能技术发展在钻机上的运用，与传统老式系统比较突出其优势。总结出智能MCC技术在石油机械式钻机领城已成为大势所趋。
【关键词】传统MCC;智能MCC;功能特点;优势
1.传统MCC技术与智能MCC的对比
传统MCC系统采用普通机电元器件，由塑壳断路器、框架断路器、软启动器接触器、热继电器、小型断路器组成。整个系统主要实现井场主机区、固控区、油水罐区、井控区、泥浆泵区的三相交流电机照明及其它用电设备的正常运行。传统的MCC系统，虽然具备完整的供电和控制功能，但在石油钻井现场操作中还有一些缺点：
1.1由于石油钻井现场的用电设备比较分散，因此要来回操作和巡视现场的每个用电设备。
1.2设备可视化程度不高，不集中，无法及时发现现场所有设备的运行及故障状态。
1.3实现数据和信息的传输和交换成为难题。在结构形式上，智能MCC与传统MCC基本相似，主要区别集中表现在元器件配置，系统控制内部核心和系统结构上。智能MCC在与控制器之间进行数据和信息的传输和交换，只是担当着一个控制单元的角色，对受控设备进行控制和监视， 从而实现系统的网络控制，使现场设备运行能保持在最佳状态。
2.智能MCC系统功能概述
智能MCC系统配置西门子高性能SIMOCODE Pro 3UF智能模块，其中央处理单元是微处理器,微处理器执行所有的控制和保护功能。
SIMOCODE Pro 3UF采集运行电机的相关运行参数，作出基本的数据分析，进行相关状态诊断，根据诊断结果作出相应的处理从而避免电机在非正常情况下连续运行，得到保护电机的目的。同时，为了保证电机运行在最优化状态下进行，可以通过PROFIBUS一DP现场总线实时上传电机运行的状态信息，对运行电机进行网络控制。
另外，与传统的的电机控制回路相比，SIMO-C0DE Pro 3UF大大简化了电机的控制回路，大大减少了故障点，单独的SIMO-CODE Pro 3UF系统有控制和监视功能，可以进行信号处理，不需要电流互感器，过载继电器相关设备，不需要进行模数转换，实现相关功能不需要控制电路接线。起停开关连接到基本单元的输入，接触器线圈通过基本单元的输出控制，省略了互锁的辅助触点，简化了相关的操作步骤，使得工人在操作时更加方便简洁。
3.SIMOCODE Pro 3UF具有的主要功能特点
3.1保护功能
过载保护：SIMOCODE Pro 3UF通过电流测量模块监测电机电流和通过过热保护采集电机温度作为过载的保护机制。
相不平衡保护：SIMOCODE Pro 3UF通过对相不平衡的程度进行实时监视并传输到相关控制系统，如果超过了可调节值，就会触发一个可定义和可延迟的响应。
堵转保护：当电机电流超过可调堵转限值后，就会触发一个可定义和可延迟的响应。
3.2监视功能
接地故障监视：对于三相电机，基本单元可以通过电流测量模块或电流与电压测量模块得到相关的矢量和电流数据，分析可能的接地故障电流。
欠电压监视：SIMOCODE Pro 3UF提供用于三相和单相供电系统的电压监视功能，以监视欠电压的状况，自动做出禁用、报警、发出信号、脱扣等功能。
有功功率监视：电机的实际负荷可以显示在有功功率曲线上，SIMOCODE Pro 3UF提供的有功功率监视功能是可以自行设定上下限值的。
功率因数监视：SIMOCODE Pro 3UF具有提供功率因数上下限值监视的功能。
其它监视：SIMOCODE Pro 3UF还可以监视电机的运转时间、停止时间和起动次数，方便系统相关的维护。
3.3通讯功能
SIMOCODE Pro 3UF的基本单元是具有集成的PROHBUS一DP接口，波特率自适应，采用标准SUB一D 接口时最高可支持12MBit/s，采用的接线端子最高可支持1.5MBit/s。
4.智能MCC的优势
4.1从硬件上看，智能MCC在传统MCC的基础上采用了SIMOCODE Pro 3UF智能电机管理控制模块、PLC控制器和PROFIBUS-DP现场数据总线系统，使整个MCC系统在自动化和通讯能力方面有了相当大的提高。
4.2可操作和监控的触摸屏(HMI)在司钻操作站中的设置，使得整个井场的电气设备的控制和运行状态都处在司钻操作工的集中操作和监视，从而使得可视化程度得到了提高，并且实现了集中控制和监视。
4.3从维护方面看，通过SIMOCODE Pro 3UF和PLC的状态监视信息可判断出现场设备的相关情况，从而使维护人员能够快速确定设备是否出现故障，一旦出现就可以及时对其进行维修，缩短了井场钻井作业的停机时间，也降低了工人的劳动强度。
4.4智能MCC控制系统的开放性和可扩展性更是传统MCC系统所无法比拟的。
5.结论
现场总线技术和SIMOCODE Pro 3UF电机管理控制器在生产中的运用，使得智能MCC具备了系统化、网络化、可视化、开放化的特点，解决了在石油机械式钻机场合应用中传统MCC不能实现数据和信息的传输和交换、不能实现集中控制和监控的缺点。所以石油机械式钻机的智能技术发展趋势必定是智能MCC系统，其在石油机械式钻机场合具有非常广泛的应用前景。■
【参考文献】
［１］潘国荣，谭宏业.智能MCC在FCS中的应用[J].深圳(国际)仪器仪表与测控自动化高峰论坛，2005.
［２］王磊.智能MCC自动控制系统及应用[J].江西有色金属，2003,(09).
［３］杨海波，王洪英.大庆油田自动化钻井技术可行性研究[J].石油钻探技术，2005.
［４］黄勇.石油机械式钻机智能MCC技术及其发展趋势[A].2009年促进中部崛起专家论坛暨第五届湖北科技论坛——装备制造产业发展论坛论文集（上）[C].2009.
【关键词】传统MCC;智能MCC;功能特点;优势
1.传统MCC技术与智能MCC的对比
传统MCC系统采用普通机电元器件，由塑壳断路器、框架断路器、软启动器接触器、热继电器、小型断路器组成。整个系统主要实现井场主机区、固控区、油水罐区、井控区、泥浆泵区的三相交流电机照明及其它用电设备的正常运行。传统的MCC系统，虽然具备完整的供电和控制功能，但在石油钻井现场操作中还有一些缺点：
1.1由于石油钻井现场的用电设备比较分散，因此要来回操作和巡视现场的每个用电设备。
1.2设备可视化程度不高，不集中，无法及时发现现场所有设备的运行及故障状态。
1.3实现数据和信息的传输和交换成为难题。在结构形式上，智能MCC与传统MCC基本相似，主要区别集中表现在元器件配置，系统控制内部核心和系统结构上。智能MCC在与控制器之间进行数据和信息的传输和交换，只是担当着一个控制单元的角色，对受控设备进行控制和监视， 从而实现系统的网络控制，使现场设备运行能保持在最佳状态。
2.智能MCC系统功能概述
智能MCC系统配置西门子高性能SIMOCODE Pro 3UF智能模块，其中央处理单元是微处理器,微处理器执行所有的控制和保护功能。
SIMOCODE Pro 3UF采集运行电机的相关运行参数，作出基本的数据分析，进行相关状态诊断，根据诊断结果作出相应的处理从而避免电机在非正常情况下连续运行，得到保护电机的目的。同时，为了保证电机运行在最优化状态下进行，可以通过PROFIBUS一DP现场总线实时上传电机运行的状态信息，对运行电机进行网络控制。
另外，与传统的的电机控制回路相比，SIMO-C0DE Pro 3UF大大简化了电机的控制回路，大大减少了故障点，单独的SIMO-CODE Pro 3UF系统有控制和监视功能，可以进行信号处理，不需要电流互感器，过载继电器相关设备，不需要进行模数转换，实现相关功能不需要控制电路接线。起停开关连接到基本单元的输入，接触器线圈通过基本单元的输出控制，省略了互锁的辅助触点，简化了相关的操作步骤，使得工人在操作时更加方便简洁。
3.SIMOCODE Pro 3UF具有的主要功能特点
3.1保护功能
过载保护：SIMOCODE Pro 3UF通过电流测量模块监测电机电流和通过过热保护采集电机温度作为过载的保护机制。
相不平衡保护：SIMOCODE Pro 3UF通过对相不平衡的程度进行实时监视并传输到相关控制系统，如果超过了可调节值，就会触发一个可定义和可延迟的响应。
堵转保护：当电机电流超过可调堵转限值后，就会触发一个可定义和可延迟的响应。
3.2监视功能
接地故障监视：对于三相电机，基本单元可以通过电流测量模块或电流与电压测量模块得到相关的矢量和电流数据，分析可能的接地故障电流。
欠电压监视：SIMOCODE Pro 3UF提供用于三相和单相供电系统的电压监视功能，以监视欠电压的状况，自动做出禁用、报警、发出信号、脱扣等功能。
有功功率监视：电机的实际负荷可以显示在有功功率曲线上，SIMOCODE Pro 3UF提供的有功功率监视功能是可以自行设定上下限值的。
功率因数监视：SIMOCODE Pro 3UF具有提供功率因数上下限值监视的功能。
其它监视：SIMOCODE Pro 3UF还可以监视电机的运转时间、停止时间和起动次数，方便系统相关的维护。
3.3通讯功能
SIMOCODE Pro 3UF的基本单元是具有集成的PROHBUS一DP接口，波特率自适应，采用标准SUB一D 接口时最高可支持12MBit/s，采用的接线端子最高可支持1.5MBit/s。
4.智能MCC的优势
4.1从硬件上看，智能MCC在传统MCC的基础上采用了SIMOCODE Pro 3UF智能电机管理控制模块、PLC控制器和PROFIBUS-DP现场数据总线系统，使整个MCC系统在自动化和通讯能力方面有了相当大的提高。
4.2可操作和监控的触摸屏(HMI)在司钻操作站中的设置，使得整个井场的电气设备的控制和运行状态都处在司钻操作工的集中操作和监视，从而使得可视化程度得到了提高，并且实现了集中控制和监视。
4.3从维护方面看，通过SIMOCODE Pro 3UF和PLC的状态监视信息可判断出现场设备的相关情况，从而使维护人员能够快速确定设备是否出现故障，一旦出现就可以及时对其进行维修，缩短了井场钻井作业的停机时间，也降低了工人的劳动强度。
4.4智能MCC控制系统的开放性和可扩展性更是传统MCC系统所无法比拟的。
5.结论
现场总线技术和SIMOCODE Pro 3UF电机管理控制器在生产中的运用，使得智能MCC具备了系统化、网络化、可视化、开放化的特点，解决了在石油机械式钻机场合应用中传统MCC不能实现数据和信息的传输和交换、不能实现集中控制和监控的缺点。所以石油机械式钻机的智能技术发展趋势必定是智能MCC系统，其在石油机械式钻机场合具有非常广泛的应用前景。■
【参考文献】
［１］潘国荣，谭宏业.智能MCC在FCS中的应用[J].深圳(国际)仪器仪表与测控自动化高峰论坛，2005.
［２］王磊.智能MCC自动控制系统及应用[J].江西有色金属，2003,(09).
［３］杨海波，王洪英.大庆油田自动化钻井技术可行性研究[J].石油钻探技术，2005.
［４］黄勇.石油机械式钻机智能MCC技术及其发展趋势[A].2009年促进中部崛起专家论坛暨第五届湖北科技论坛——装备制造产业发展论坛论文集（上）[C].2009.