項目介紹
青海鹽湖工業(yè)集團100萬噸氯化鉀項目是國家西部大開發(fā)十大項目的第九大項目，該項目在原有年產(chǎn)30萬噸的基礎上擴大到年產(chǎn)100萬噸的規(guī)模。北京金奧特曼科技有限責任公司與青海鹽湖工 業(yè)集團公司技術中心，在成功的完成原有10萬噸擴大到30萬噸的自動化系統(tǒng)的基礎上，將羅克韋爾自動化的全方位自動化系統(tǒng)應用到100萬噸氯化鉀項目中，該項目實現(xiàn)了從110KV供電向下的全部控制功能，系統(tǒng)中使用了近百套電力監(jiān)控?？?、500多面智能MCC柜、上百臺變頻器和近20套可編程序控制器，是羅克韋爾自動化產(chǎn)品在中國的最大規(guī)模應用，并與無線網(wǎng)絡系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)一起組成了一個先進的工廠自動化系統(tǒng)。
此系統(tǒng)的一個顯著特點是整個系統(tǒng)通過使用了智能化MCC，實現(xiàn)了所有設備的網(wǎng)絡控制與監(jiān)控，也是目前在中國地區(qū)內(nèi)使用羅克韋爾智能化MCC產(chǎn)品數(shù)量最多、規(guī)模最大的一個系統(tǒng)。
系統(tǒng)結構
氯化鉀生產(chǎn)工藝整個過程包括原礦的采集、原礦的輸送和由原礦加工成產(chǎn)品幾部分。原礦的采集是通過多條水采機組在鹽田中不斷的采掘，并將采掘到的礦料輸送到岸上的泵站；原礦的輸送就是將由水采機組采集到的原礦通過多級泵站輸送，經(jīng)過數(shù)十公里輸送到加工廠；加工廠將源源不斷的原礦經(jīng)過過濾、結晶、并加入化學藥劑，經(jīng)過物理化學過程生產(chǎn)出成品氯化鉀。水采機組和加工廠兩部分的控制設備全部安裝在智能化MCC柜體內(nèi)。
1.水采機組系統(tǒng)
水采機組系統(tǒng)包括岸基站、六套水采船和六套活動加壓站系統(tǒng)。圖1為水采機組系統(tǒng)的總體結構圖。
岸基站為水采機組控制系統(tǒng)的中心，包括一臺操作員站、一臺工程師站和一套由SLC5/05組成的可編程序控制器系統(tǒng)，負責對岸基站設備的控制；操作站、工程師站、可編程序控制器之間使用以太網(wǎng)并通過無線以太網(wǎng)電臺與六套水采船通信。六套水采船的控制系統(tǒng)完全一樣，每套水采船由6面MCC柜體組成，其柜面分布圖如圖2所示。
上位機包括二臺前操作員站、二臺后操作員站；下位機由SLC5/05組成的可編程序控制器系統(tǒng)，占用MCC柜體的兩個單元，實現(xiàn)對整個水采船的控制；前后操作員站、可編程序控制器之間使用以太網(wǎng)并通過無線以太網(wǎng)電臺向上與岸基站通信，向下通過無線串行電臺與活動加壓站通信。六臺活動加壓站的控制系統(tǒng)也完全一樣，分別與六條水采船相對應，每套活動加壓站系統(tǒng)由4面MCC柜體組成，其柜面分布圖如圖3所示。
活動加壓站系統(tǒng)包括一個PanelView 550操作監(jiān)控站和一套由SLC5/05組成的可編程序控制器系統(tǒng)，實現(xiàn)活動加壓站的控制。
2.加工廠系統(tǒng)
加工廠系統(tǒng)按照工藝過程分成十個子控制系統(tǒng)，包括加工廠1-6號系統(tǒng)、冷結晶1號系統(tǒng)、冷結晶2號系統(tǒng)、干燥車間系統(tǒng)和包裝車間系統(tǒng)，圖4為加工廠總體結構圖。
加工廠中心控制室中配備了6臺操作員站和1臺工程師站，在上一級采用了以太網(wǎng)和DH+網(wǎng)絡，在下一級采用Devicenet網(wǎng)絡。加工廠系統(tǒng)中每個子系統(tǒng)中MCC柜的配置與水采機組類似，不再介紹。
智能MCC配置
系統(tǒng)中所有智能化MCC柜進線電源為交流380V,3相4線制,50赫茲,最大允許故障電流為50KA；每個標準柜體尺寸為90”高,20”深，柜體防護等級為NEMA 1標準,等同于IP40標準；每面柜配有水平電纜線槽和垂直電纜線槽（變頻柜除外）, 使得電纜聯(lián)結及鋪設非常方便。通過Devicenet總線將智能電動機保護器、智能電動機控制器、交流變頻器、PLC、DSA及電力監(jiān)控模塊的等連接起來，實現(xiàn)了總線控制。本系統(tǒng)所設計的MCC主要包括以下幾個單元：
1）主進線單元
主進線單元分別為西屋熱磁型斷路器,允許故障電流為50KA。配置電子脫扣單元。
2）計量單元
開關柜內(nèi)配置羅克韋爾自動化公司最新型電力監(jiān)控數(shù)字儀表1404-M5 PM3000數(shù)字式計量表,可以同時檢測電壓,電流,有功,無功,KWH,等等,通過內(nèi)置Devicenet網(wǎng)絡接口,可將以上電氣參數(shù)上傳至上位機。
3）饋電單元
所有饋電單元均為西屋公司熱磁型斷路器, 允許故障電流為65KA。
4）電機起動單元
柜內(nèi)所有起動單元通斷控制元件均采用西屋HMCP斷路器,根據(jù)實際負荷及電機滿載電流選型配置。熱繼電器為MCS-E3 電子式智能脫扣保護等級,手動復位。該熱繼電器直接配裝在接觸器上，實現(xiàn)電機的控制和保護。E3過載繼電器有兩個4 開關量輸入點, 2個開關量輸出點，1個輸出觸點控制接觸器的控制線圈，由操作站通過內(nèi)置的DeveceNet發(fā)出控制指令；E3過載繼電器還具有可編程保護功能（報警,跳閘,延時,禁止視窗），可以保護電機因過載、失相/相間不平衡、堵轉(zhuǎn)（起動/運行）、接地等而引起的故障。
5）變頻器單元
在活動加壓站內(nèi)配置了1 臺132KW 1336PLUS-II變頻器；1臺600KW 1336Impact變頻器, 在水采機內(nèi)配置了3 臺132KW 1336PLUS-II變頻器；1臺ABB 的450KW AS-800變頻器,進線均采用刀熔開關,配Devicenet通訊模件,柜門安裝人機操作面板。所有變頻器既可以從操作面板進行本地控制，也可在操作站通過DeviceNet實現(xiàn)網(wǎng)絡控制；變頻器的運行狀態(tài)也通過DeviceNet顯示在操作站上。
6）DEVICE NET網(wǎng)絡
MCC柜內(nèi)置DEVICE NET網(wǎng)絡。柜內(nèi)配置了24VDC， 10A 的Devicenet電源。通過DeviceNet網(wǎng)絡, 可以將所有控制參數(shù)反饋至操作站,并將控制指令下達給每個電機控制單元, 使得整個MCC系統(tǒng)成為數(shù)字式控制MCC，減少了控制線的接線，對外除了動力電纜, 不需要任何常規(guī)控制電纜，從而大大提高了系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。
本系統(tǒng)中通過應用智能MCC，實現(xiàn)了：
1）只將動力電纜和一根Devicenet網(wǎng)線引入MCC柜中，無需控制電纜進入MCC柜中，節(jié)省了大量PLC I/O模件；
2）MCC抽屜單元控制回路簡單標準，復雜的連鎖功能只需通過PLC編程實現(xiàn)；
3）改變MCC抽屜單元模數(shù)或位置非常方便，只需將新抽屜的Devicenet網(wǎng)線插入垂直線槽內(nèi)DeviceNet接口即可；
4）相同容量及運行方式MCC抽屜單元不存在特殊的控制回路，可以節(jié)省大量抽屜備件；
5）現(xiàn)場施工任務簡單化，減少了控制電纜敷設量及校對工作兩，大大降低了故障幾率。
結論
本系統(tǒng)是成功應用ROCKWELL AUTOMATION 智能化MCC產(chǎn)品的典范，整個系統(tǒng)共使用了500多面智能MCC柜，全部采用Devicenet現(xiàn)場總線完成了所有軟起動器和變頻器等設備的網(wǎng)絡控制保護及電力監(jiān)控,實現(xiàn)了結構合理、控制靈活、性能可靠、操作安全方便。在北京金奧特曼科技有限責任公司與青海鹽湖工業(yè)集團技術中心的共同設計、設備成套、軟件制做、現(xiàn)場安裝、調(diào)試運行下，其中六套水采機組，裝配了六十面MCC柜的十二條船航行在近百平方公里的水面上，近五百面MCC柜排列在加工廠中心控制室中，場面十分壯觀，達到了預期的設計效果，取得了良好的經(jīng)濟效益。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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