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　　摘要：本文介紹了和利時綜合自動化產(chǎn)品在煤炭行業(yè)智能配電系統(tǒng)的應用。北京和利時自動化驅動技術有限公司針對煤炭行業(yè)智能配電系統(tǒng)的特殊需要，整合了LM系列小型PLC產(chǎn)品、礦用電氣模塊、LK系列大型PLC產(chǎn)品和MACS-SCADA大型監(jiān)控軟件，實現(xiàn)了煤炭行業(yè)配電管控一體化的綜合功能。配電管控一體化功能的實際運行表明，該系統(tǒng)功能設計合理，運行可靠，增強了生產(chǎn)電氣信息的透明度，顯著提高了生產(chǎn)效率。
　　
　　一、項目背景
　　
　　北京和利時自動化驅動技術有限公司，作為和利時集團的重要支柱公司，主要致力于自動化及驅動產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、市場推廣和技術服務。2010年起，公司對煤炭行業(yè)專項專攻，針對煤炭行業(yè)電力系統(tǒng)的特殊需求，在原有的小型LMPLC基礎上增加開發(fā)了多種特殊電力測量和保護模塊，逐漸應用于各種的礦用電器當中。2011年驅動公司正式成立煤炭事業(yè)部，正式吹響了向煤炭行業(yè)自動化信息化領域進軍的號角。
　　
　　開灤有限責任公司錢加營礦業(yè)分公司選煤廠，是一座能夠年處理能力400萬噸的大型現(xiàn)代化礦井型選煤廠。1983年開始籌建，1989年11月建成投產(chǎn)，主要工藝及成套設備從波蘭引進，1992年4月達產(chǎn)。生產(chǎn)工藝為：13~150mm塊煤采用重介立輪再選，0.5~13mm末煤采用重介旋流器主再選，0~0.5mm煤泥直接浮選，尾煤濃縮壓濾。主要產(chǎn)品為10~12級煉焦精煤，洗塊煤、洗混煤、煤泥。2003年~2004年該洗煤廠主要設備進行了升級改造，增加了進口的主要設備旋流器、振動篩、離心機和磁選機等。2009年，洗煤廠再次投資擴容一個浮選車間和一套863新浮選工藝設備。此次擴容的電氣設備的綜合管理，為北京和利時自動化驅動技術有限公司實現(xiàn)煤礦行業(yè)的智能供配電管控一體化自動控制提供了難得的的平臺和機遇。2011年6月底確定該項目正式啟動后，公司的煤炭事業(yè)部立即組織相關人力物力重點專攻，從2011年7月技術交流確定方案開始，8月硬件到現(xiàn)場，9月份調試及正式投運，項目組成員圓滿順利的完成了該項目。改造后的選煤廠，洗選效率提高，設備維護效率提高，自動化程度提高，配合新工藝的良好控制，洗煤廠年處理能力提高到了600噸煤左右。
　　
　　公司將軟硬件資源進行科學整合，項目從設計、硬件搭建、軟件實現(xiàn)到現(xiàn)場調試，都投入了關鍵技術和人力資源，在短短2個多月的時間，實現(xiàn)了煤炭行業(yè)的智能配電管控一體化系統(tǒng)的突破，創(chuàng)造了一個新的里程碑。
　　
　　二、系統(tǒng)架構
　　
　　該項目采用三層控制系統(tǒng)架構：由于該系統(tǒng)需要具備電力保護和綜合分析報表的需求，上下通訊過萬點，普通HMI軟件無法實現(xiàn)。所以上位管理層采用和利時公司MACS-SCADA(版本：MACS-SCADA3.2.1B-SP3)綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件，此軟件曾應用與地鐵項目的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)吞吐能力可以達到zui高可達100萬點級別；綜合控制層中又分位兩小層，采用和利時公司LK系列大型PLC實現(xiàn)整體控制功能，采用和利時公司LM系列小型PLC實現(xiàn)各個配電柜的單元控制功能，采用設備配套PLC實現(xiàn)特殊對象的單元控制功能；設備層由現(xiàn)場配電柜、被控設備和測量裝置組成。通過3層控制系統(tǒng)架構，綜合實現(xiàn)了智能供配電管控一體化系統(tǒng)功能。　　
　　三、智能配電系統(tǒng)的功能介紹
　　
　　1、低壓配電裝置的測量、控制和保護功能
　　
　　數(shù)據(jù)的測量：三相電流、線電壓、有功電量；斷路器合分閘、電機運行狀態(tài)；設備累計運行時間；電機故障信息；電機保護投入類型；當前定值整定；系統(tǒng)就地/程控狀態(tài)；漏電實時零序電流、零序電壓、零序功率方向角；
　　
　　低壓設備的啟停控制：提供低壓配電裝置的保護功能，包含漏電、短路、過載、過壓、欠壓、電流不平衡、電流斷相、通訊中斷、啟動失敗、停止失敗十種保護功能。保護功能的實現(xiàn)、參數(shù)調整設定、故障記錄；
　　
　　低壓配電參數(shù)報表分析功能；
　　
　　低壓配電設備報警提示功能，設備維護提醒功能。　　
　　2、高壓配電裝置的測量和監(jiān)控功能
　　
　　與高壓綜合保護設備實現(xiàn)modbusRTU通訊功能；
　　
　　采集綜保的三相電流、線電壓、有功電量；斷路器合分閘；設備累計運行時間；電機故障信息；漏電實時零序電流、零序電壓、零序功率方向角測量等實時數(shù)據(jù)狀態(tài)，通過DP網(wǎng)絡傳到主機系統(tǒng)，完成對高壓系統(tǒng)的監(jiān)視功能
　　
　　高壓配電設備報警提示功能。
　　
　　3、工藝設備的控制檢測功能
　　
　　滿足系統(tǒng)工藝需求的三種控制方式，設有轉換開關和轉換預置按鈕，可在3種控制方式間進行任意轉換。根據(jù)設備不同可以對設備進行開關啟?？刂坪瓦B續(xù)模擬量回路控制。
　　
　　流程控制方式：正常生產(chǎn)時使用，操作員一鍵啟車，控制系統(tǒng)自動按照工藝需求將整條洗煤工藝流程設備按流程啟車和停車。實現(xiàn)了對生產(chǎn)設備的全面自動控制、聯(lián)鎖保護、運行狀態(tài)監(jiān)測等功能；　　
　　•遠程控制方式：非正常生產(chǎn)時使用，操作員在監(jiān)控站畫面實現(xiàn)設備單動；
　　
　　•就地控制方式：可以用機旁電氣開關實現(xiàn)設備的起/停，滿足設備檢修、試車、緊急事故處理的需要；　　
　　該系統(tǒng)設計了良好的人/過程接口能力的監(jiān)控畫面，實現(xiàn)了工藝過程信息、報警信息、事件信息的集中顯示和處理。
　　
　　4、大型綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供的系統(tǒng)平臺功能
　　
　　報警功能：該系統(tǒng)提供了集中報警，分級分色，具有動態(tài)報警顯示和聲音提示，方便提醒操作人員及早發(fā)現(xiàn)控制對象中的安全隱患；
　　
　　歷史查詢功能：系統(tǒng)提供歷史庫，客戶根據(jù)需求配置查詢時間設置，歷史數(shù)據(jù)可以以列表和趨勢方式顯示，歷史數(shù)據(jù)查詢支持在線編輯，滿足用戶實時變化需求；
　　
　　報表分析功能：系統(tǒng)提供報表數(shù)據(jù)庫服務，將歷史數(shù)據(jù)動態(tài)鏈接到報表服務中，系統(tǒng)根據(jù)預設的報表模板自動生成所需報表，并可以對報表數(shù)據(jù)進行靈活算法使用，提供電力分析和方向參考；
　　
　　權限控制：不同人員可以通過不同登陸級別監(jiān)視不同權限的內容，方便用戶進行人員管理和生產(chǎn)管理。
　　
　　四、特點總結
　　
　　1、將配電保護與管理控制集成在一個系統(tǒng)當中
　　
　　LM型小型PLC替代了傳統(tǒng)方式的低壓配電保護裝置，并且在實現(xiàn)電力參數(shù)和保護等等功能上提供了通訊控制接口。這種自動化實現(xiàn)形式提供了將配電保護和管理控制集成在一起的前提基礎。
　　
　　2、多功能通訊接口
　　
　　LK型PLC提供強大的優(yōu)化的通訊功能，實現(xiàn)了與20多個LM型PLC的快速DP通訊，滿足了8000點左右的保護數(shù)據(jù)上傳功能；LK型PLC提供了龐大的多樣化接口功能，在同一臺LK-PLC上實現(xiàn)了多種通訊方式，同時實現(xiàn)了與LM-PLC、S7-200PLC、同類站間通訊、上位機監(jiān)控軟件和現(xiàn)場觸摸屏五種不同通訊方式的快速交叉通訊。這樣即節(jié)省了低壓配電柜的保護裝置，又節(jié)省了巨多的與控制裝置連接的信號電纜，為配電管控一體化提供了了技術基礎。
　　
　　3、強大的算法支持
　　
　　LM型和LK型PLC提供強大的多種算法支持，既方便實現(xiàn)了配電保護快速功能需求有能滿足工礦企業(yè)各種生產(chǎn)流程的復雜控制需求。本項目在工藝流程方面要求一鍵啟停，逆流程啟車，順流程停車；涉及到整條生產(chǎn)線的設備，包括各個入料泵、預處理器、浮選機立軸、刮板、篩分機、壓濾機、精選攪拌桶、旋流器、各種循環(huán)泵、皮帶機，在流程啟車停車過程中需要綜合考慮各個設備之間的聯(lián)鎖和閉鎖功能。
　　
　　五、結束語
　　
　　北京和利時智能供配電管控一體化系統(tǒng)是專為工礦企業(yè)的高低壓配電室電力安全監(jiān)控而開發(fā)研制的，應用*的現(xiàn)代電力電子技術、傳感器技術、通訊技術、計算機及網(wǎng)絡技術和控制技術，集測量、保護、控制、通訊、管理、信息記錄、電能計量與質量分析于一體，具有*水平的電力監(jiān)控系統(tǒng)?？蓪崿F(xiàn)配電室/變電站無人值守運行方式。
　　
　　該系列裝置具有良好的隔離與屏蔽性能，采用標準化生產(chǎn)流程與工藝，整機具有優(yōu)異的電磁兼容性，能保證現(xiàn)場運行的高可靠性；現(xiàn)場配置靈活，維護方便；系統(tǒng)具有可靠性好、抗干擾性強、邏輯性強等優(yōu)點，滿足了“四遙”功能。
　　
　　配電管控一體化的的控制模式，可以有效提高設備使用率，縮短設備無料空運時間來節(jié)省能源，減少不必要的控制設備，減少運維人員，從而達到節(jié)能減員的管理生產(chǎn)模式，非常適合在煤礦等企業(yè)推廣使用。