總線型智能柜在銅川冀東萬噸線智能工廠建設中的應用
智能制造2025的背景下,水泥作為流程型制造企業(yè),是我國智能工廠建設的重點領域,新型干法水泥生產(chǎn)線智能化應用是高端裝備制造領域的研究課題和發(fā)展方向。電氣設備是保障水泥生產(chǎn)線穩(wěn)定運行的關鍵,而智能化電氣設備作為高端裝備智能制造的基石,在推動水泥生產(chǎn)線節(jié)能降耗和智能化建設的作用日趨突出。金隅電氣(唐山)有限責任公司(簡稱“金隅電氣”)近年來推出總線型智能柜(如圖1所示),通過統(tǒng)一的工業(yè)以太網(wǎng)總線形式代替原控制盤柜硬線連接的方式,具有節(jié)省現(xiàn)場安裝費用、提高調試效率、降低故障風險的特點,實現(xiàn)水泥企業(yè)是控制層數(shù)字化盤柜平臺的建立并與智能工廠業(yè)務進行無縫銜接。
圖1 金隅電氣總線型智能柜產(chǎn)品
金隅電氣總線型智能柜采用了以太網(wǎng)通訊,配合元器件數(shù)字化技術與DCS控制系統(tǒng)進行通訊,柜內采用新型專有定位銷和雙孔網(wǎng)絡通道的通訊模塊,將通訊線與控制線通過專用通道進行防干擾隔離,達到穩(wěn)定可靠的效果統(tǒng)一的網(wǎng)絡總線介質、多樣的拓撲結構以及融合信息化的管理手段,實現(xiàn)傳統(tǒng)設備層馬達控制、MCC控制柜與DCS以及智能工廠建設各層級的靈活融入(如圖2所示)。2021年3月10日,金隅電氣委托中國科學院文獻情報中心就總線型智能配電柜進行查新調查,科技查新報告(如圖3所示)表明,金隅電氣研發(fā)的總線型智能配電柜目前國內尚無成熟的技術,也無應用案例,屬國內先進技術。
圖2 科技查新報告
圖3 總線型智能柜網(wǎng)絡連接圖
金隅電氣總線型智能柜研制成功后,首次應用于金隅銅川二代新型干法水泥萬噸線。銅川萬噸水泥生產(chǎn)線建設是金隅集團優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局、加快智能化工廠轉型升級步伐、持續(xù)釋放重組效應的戰(zhàn)略舉措,著力打造國家級先進制造、智能制造、綠色發(fā)展試點示范工程、金隅集團協(xié)同發(fā)展的樣板工程。驗證了DCS系統(tǒng)與總線型智能柜數(shù)據(jù)交互的穩(wěn)定性與可靠性。在項目執(zhí)行過程中,已申報專利3項,含發(fā)明專利1項,當前已獲得專利授權1項(如圖4所示)。
圖4 專利
通過銅川二代水泥萬噸線應用,總線型智能柜在安裝簡便、調試時間短、穩(wěn)定可靠等特有優(yōu)勢得到了驗證。
現(xiàn)場安裝費用方面,項目共涉及14個電氣室230余面低壓柜,1200余控制回路。一是材料費用分析,常規(guī)電氣柜每個回路需30-50米線纜,項目需約50000米控制線纜,而總線型智能柜每個回路平均約5米網(wǎng)線便能夠滿足要求,因此在線纜部署上節(jié)約材料及施工費用約100萬元;二是從安裝效率分析,常規(guī)電氣柜到達現(xiàn)場后,需對電氣柜到PLC柜之間的所有控制和通訊線纜進行部署,而總線型智能柜僅需部署網(wǎng)線和光纖即可,大大提高了安裝效率,縮短電氣施工周期。
提高調試效率方面,常規(guī)電氣柜需到達現(xiàn)場與DCS系統(tǒng)連接后,才能開展調試工作,預計需要30天;而總線型智能柜可以在出廠之前就完成了大部分配置工作,到達現(xiàn)場后只需進行約5-7天簡單的調試便能達到聯(lián)動條件,減少現(xiàn)場調試時間,為整個項目的投產(chǎn)贏取寶貴的時間。
降低故障風險方面,萬噸線常規(guī)電氣柜所涉及控制點約12000個,每個硬線連接點都是故障風險點,當控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時排查難度大,相比之下,總線型智能柜連接點減少到約6000個,大大降低了故障發(fā)生的風險,并能夠有效提高故障排查的效率。金隅電氣總線型智能柜技術先進,運行穩(wěn)定可靠,為水泥行業(yè)智能工廠的建設提供了設備運轉、電能計量、過程控制儀表參數(shù)及儀表設備狀態(tài)等可靠穩(wěn)定的元數(shù)據(jù)信息,為水泥行業(yè)智能工廠建設提供控制層數(shù)據(jù)支撐。
在當前行業(yè)面臨嚴峻挑戰(zhàn)之際,主動地推動大規(guī)模生產(chǎn)設備更新?lián)Q代,積極推進水泥產(chǎn)業(yè)的節(jié)能技術創(chuàng)新與環(huán)保升級轉型,對于提升水泥企業(yè)核心競爭力,實現(xiàn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的宏偉藍圖,具有不可估量的戰(zhàn)略意義和實際效用。
為此,中國水泥網(wǎng)將于6月13-14日,在江蘇南京舉辦“第十一屆中國水泥節(jié)能環(huán)保技術交流大會——《暨裝備更新論壇》”。本論壇將集聚政府主管領導、行業(yè)技術專家、科研單位、高等院校、水泥企業(yè)及裝備供應商等各方力量,共同探討和解析水泥行業(yè)設備更新與綠色升級的實踐路徑,推動行業(yè)向更高能效、更綠色環(huán)保的未來邁進。
編輯:余丹丹
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