◎ 項目背景

   北京和利時(shí)自動(dòng)化驅動(dòng)技術(shù)有限公司，作為和利時(shí)集團的重要支柱公司，主要致力于自動(dòng)化及驅動(dòng)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、市場(chǎng)推廣和技術(shù)服務(wù)。2010年起，公司對煤炭行業(yè)專(zhuān)項專(zhuān)攻，針對煤炭行業(yè)電力系統的特殊需求，在原有的小型LM PLC基礎上增加開(kāi)發(fā)了多種特殊電力測量和保護專(zhuān)用模塊，逐漸應用于各種的礦用電器當中。2011年驅動(dòng)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(dòng)化信息化領(lǐng)域進(jìn)軍的號角。

   開(kāi)灤有限責任公司錢(qián)加營(yíng)礦業(yè)分公司選煤廠(chǎng)，是一座能夠年處理能力400萬(wàn)噸的大型現代化礦井型選煤廠(chǎng)。1983年開(kāi)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(jìn)，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(chǎng)主要設備進(jìn)行了升級改造，增加了進(jìn)口的主要設備旋流器、振動(dòng)篩、離心機和磁選機等。2009年，洗煤廠(chǎng)再次投資擴容一個(gè)浮選車(chē)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(shí)自動(dòng)化驅動(dòng)技術(shù)有限公司實(shí)現煤礦行業(yè)的智能供配電管控一體化自動(dòng)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(dòng)后，公司的煤炭事業(yè)部立即組織相關(guān)人力物力重點(diǎn)專(zhuān)攻，從2011年7月技術(shù)交流確定方案開(kāi)始，8月硬件到現場(chǎng)，9月份調試及正式投運，項目組成員圓滿(mǎn)順利的完成了該項目。改造后的選煤廠(chǎng)，洗選效率提高，設備維護效率提高，自動(dòng)化程度提高，配合新工藝的良好控制，洗煤廠(chǎng)年處理能力提高到了600噸煤左右。

   公司將軟硬件資源進(jìn)行科學(xué)整合，項目從設計、硬件搭建、軟件實(shí)現到現場(chǎng)調試，都投入了關(guān)鍵技術(shù)和人力資源，在短短2個(gè)多月的時(shí)間，實(shí)現了煤炭行業(yè)的智能配電管控一體化系統的突破，創(chuàng )造了一個(gè)新的里程碑。

   ◎ 系統架構

   該項目采用三層控制系統架構：由于該系統需要具備電力保護和綜合分析報表的需求，上下通訊過(guò)萬(wàn)點(diǎn)，普通HMI軟件無(wú)法實(shí)現。所以上位管理層采用和利時(shí)公司MACS-SCADA（版本：MACS-SCADA3.2.1B-SP3）綜合監控系統軟件，此軟件曾應用與地鐵項目的綜合監控系統，數據吞吐能力可以達到最高可達100萬(wàn)點(diǎn)級別；綜合控制層中又分位兩小層，采用和利時(shí)公司LK系列大型PLC實(shí)現整體控制功能，采用和利時(shí)公司LM系列小型PLC實(shí)現各個(gè)配電柜的單元控制功能，采用設備配套PLC實(shí)現特殊對象的單元控制功能；設備層由現場(chǎng)配電柜、被控設備和測量裝置組成。通過(guò)3層控制系統架構，綜合實(shí)現了智能供配電管控一體化系統功能。
      
                   

   ◎ 智能配電系統的功能介紹

   1、低壓配電裝置的測量、控制和保護功能

   數據的測量：三相電流、線(xiàn)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(shí)間；電機故障信息；電機保護投入類(lèi)型；當前定值整定；系統就地/程控狀態(tài)；漏電實(shí)時(shí)零序電流、零序電壓、零序功率方向角；
低壓設備的啟?？刂疲禾峁┑蛪号潆娧b置的保護功能，包含漏電、短路、過(guò)載、過(guò)壓、欠壓、電流不平衡、電流斷相、通訊中斷、啟動(dòng)失敗、停止失敗十種保護功能。保護功能的實(shí)現、參數調整設定、故障記錄；
低壓配電參數報表分析功能；

   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控功能

   與高壓綜合保護設備實(shí)現modbus RTU通訊功能；

    采集綜保的三相電流、線(xiàn)電壓、有功電量；斷路器合分閘；設備累計運行時(shí)間；電機故障信息；漏電實(shí)時(shí)零序電流、零序電壓、零序功率方向角測量等實(shí)時(shí)數據狀態(tài)，通過(guò)DP網(wǎng)絡(luò )傳到主機系統，完成對高壓系統的監視功能
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(mǎn)足系統工藝需求的三種控制方式，設有轉換開(kāi)關(guān)和轉換預置按鈕，可在3種控制方式間進(jìn)行任意轉換。根據設備不同可以對設備進(jìn)行開(kāi)關(guān)啟?？刂坪瓦B續模擬量回路控制。
?
   流程控制方式：正常生產(chǎn)時(shí)使用，操作員一鍵啟車(chē)，控制系統自動(dòng)按照工藝需求將整條洗煤工藝流程設備按流程啟車(chē)和停車(chē)。實(shí)現了對生產(chǎn)設備的全面自動(dòng)控制、聯(lián)鎖保護、運行狀態(tài)監測等功能；
      
                 

   遠程控制方式：非正常生產(chǎn)時(shí)使用，操作員在監控站畫(huà)面實(shí)現設備單動(dòng)；
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   就地控制方式：可以用機旁電氣開(kāi)關(guān)實(shí)現設備的起/停，滿(mǎn)足設備檢修、試車(chē)、緊急事故處理的需要；
     
                  

   該系統設計了良好的人/過(guò)程接口能力的監控畫(huà)面，實(shí)現了工藝過(guò)程信息、報警信息、事件信息的集中顯示和處理。

   4、大型綜合監控系統提供的系統平臺功能

   報警功能：該系統提供了集中報警，分級分色，具有動(dòng)態(tài)報警顯示和聲音提示，方便提醒操作人員及早發(fā)現控制對象中的安全隱患；

   歷史查詢(xún)功能：系統提供歷史庫，客戶(hù)根據需求配置查詢(xún)時(shí)間設置，歷史數據可以以列表和趨勢方式顯示，歷史數據查詢(xún)支持在線(xiàn)編輯，滿(mǎn)足用戶(hù)實(shí)時(shí)變化需求；

   報表分析功能：系統提供報表數據庫服務(wù)，將歷史數據動(dòng)態(tài)鏈接到報表服務(wù)中，系統根據預設的報表模板自動(dòng)生成所需報表，并可以對報表數據進(jìn)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(guò)不同登陸級別監視不同權限的內容，方便用戶(hù)進(jìn)行人員管理和生產(chǎn)管理。

   ◎ 特點(diǎn)總結

   1、首次將配電保護與管理控制集成在一個(gè)系統當中

   LM型小型PLC替代了傳統方式的低壓配電保護裝置，并且在實(shí)現電力參數和保護等等功能上提供了通訊控制接口。這種自動(dòng)化實(shí)現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(shí)現了與20多個(gè)LM型PLC的快速DP通訊，滿(mǎn)足了8000點(diǎn)左右的保護數據上傳功能；LK型PLC提供了龐大的多樣化接口功能，在同一臺LK-PLC上實(shí)現了多種通訊方式，同時(shí)實(shí)現了與LM-PLC、S7-200PLC、同類(lèi)站間通訊、上位機監控軟件和現場(chǎng)觸摸屏五種不同通訊方式的快速交叉通訊。這樣即節省了低壓配電柜的保護裝置，又節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(shù)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(shí)現了配電保護快速功能需求有能滿(mǎn)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(chē)，順流程停車(chē)；涉及到整條生產(chǎn)線(xiàn)的設備，包括各個(gè)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(chē)停車(chē)過(guò)程中需要綜合考慮各個(gè)設備之間的聯(lián)鎖和閉鎖功能。

   ◎ 結束語(yǔ)

   北京和利時(shí)智能供配電管控一體化系統是專(zhuān)為工礦企業(yè)的高低壓配電室電力安全監控而開(kāi)發(fā)研制的，應用先進(jìn)的現代電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和控制技術(shù)，集測量、保護、控制、通訊、管理、信息記錄、電能計量與質(zhì)量分析于一體，具有國內先進(jìn)水平的電力監控系統?？蓪?shí)現配電室/變電站無(wú)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，能保證現場(chǎng)運行的高可靠性；現場(chǎng)配置靈活，維護方便；系統具有可靠性好、抗干擾性強、邏輯性強等優(yōu)點(diǎn)，滿(mǎn)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(wú)料空運時(shí)間來(lái)節省能源，減少不必要的控制設備，減少運維人員，從而達到節能減員的高效管理生產(chǎn)模式，非常適合在煤礦等企業(yè)推廣使用。