ABB 變頻及控制系統(tǒng)在露天礦系統(tǒng)升級改造中的應(yīng)用
摘要：ABB 變頻及控制系統(tǒng)在露天礦采礦及物料運輸系統(tǒng)應(yīng)用中有著廣泛的應(yīng)用。不僅是對于新投入使用的設(shè)備，對于一些有著幾十年的老系統(tǒng)來說，通過使用ABB 最新的變頻及控制技術(shù)，也能使其重新煥發(fā)青春，繼續(xù)為業(yè)主服務(wù)。本文以兩個實際的項目案例，介紹ABB 變頻及控制系統(tǒng)在露天礦系統(tǒng)升級改造中的應(yīng)用情況。
ABB 變頻及控制系統(tǒng)在露天礦采礦及物料運輸系統(tǒng)應(yīng)用中有著廣泛的應(yīng)用。不僅是對于新投入使用的設(shè)備，對于一些有著幾十年的老系統(tǒng)來說，通過使用ABB 最新的變頻及控制技術(shù)，也能使其重新煥發(fā)青春，繼續(xù)為業(yè)主服務(wù)。本文以兩個實際的項目案例，介紹ABB 變頻及控制系統(tǒng)在露天礦系統(tǒng)升級改造中的應(yīng)用情況。
35 年高齡吊斗的“第二春”
“此次改造的結(jié)果充分顯示了如何使老舊的吊斗鏟繼續(xù)恢復(fù)青春。目前，仍然有 17 臺吊斗鏟在運行和使用中。購買一臺新的類似的吊斗鏟大約需要 3000 萬歐元，而改造的成本僅僅是 400萬歐元。改造這 17 臺吊斗鏟就可以節(jié)約 4 億歐元，這還不包括節(jié)約的能源、維護和回收的時間?！?nbsp; —愛沙
圖1 改造后的索斗鏟
愛沙尼亞油頁巖公司(Estonian Oil-Shale Company)擁有 4 家采礦場，年產(chǎn)量大約 1500 萬噸油頁巖，是北歐國家中最大，也是最重要的油頁巖礦之一。
該用戶所使用的吊斗鏟的整套電氣系統(tǒng)于 1972 年投入使用，改造前已運行 35 年。老的驅(qū)動系統(tǒng)仍然采用基于電機-發(fā)電機原理的直流驅(qū)動系統(tǒng)，由一臺 2MVA 6kV 同步電機連接 3 臺直流發(fā)電機，為所有驅(qū)動裝置提供直流電源。由于交流鼠籠電機已經(jīng)被證明是非?？煽康模虼藰I(yè)主決定使用交流變頻器改造原有的直流系統(tǒng)，并將直流電機更換為交流異步電動機。所有驅(qū)動系統(tǒng)分布安裝在兩個具有溫控調(diào)節(jié)的電氣小屋中，包括兩套相同的供電裝置和一些逆變器單元，驅(qū)動 8 臺電機
能源應(yīng)該是被敬畏的，不僅因為它是每一個行業(yè)的基礎(chǔ)，更因為它牽動著我們每一個人?；ヂ?lián)網(wǎng)則觸手可及，生動地滲透在日常生活的點點滴滴。
讓我們盡情暢想一下能源互聯(lián)網(wǎng)在未來的情景：人們可基于人數(shù)多寡隨時調(diào)整建筑的能耗;根據(jù)需求遠程遙控空調(diào)、電燈等電器的開關(guān)時間;在智能手機或者電腦上可輕松將自家多余的電賣給他人……
當(dāng)開放的互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)的能源牽手，是溫柔邂逅，還是暴風(fēng)驟雨?
GE智能平臺2015年1月1日重磅打造的iFIX電商平臺，在這里，您可以了解iFIX的一切，包括但不限于iFIX選型、iFIX學(xué)習(xí)、iFIX真假辨別、iFIX價格比對、iFIX最新資訊等等，當(dāng)然您還可以直接下訂單采購您所需要的iFIX產(chǎn)品。
兩會期間，全國人大代表褚艷芳提出，中國在構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)方面已具有技術(shù)基礎(chǔ)，建議將之納入國家發(fā)展戰(zhàn)略，以滿足清潔能源大規(guī)模開發(fā)和大范圍配置的需要。日前，在德國舉辦的能源世界大會上，數(shù)百家展商，上萬名觀展者前來聆聽西門子等多家能源企業(yè)的領(lǐng)頭羊講述一個共同的熱門話題：能源互聯(lián)網(wǎng)。
能源的重要性不言而喻。
從百年前約翰·洛克菲勒締造的石油帝國到今日中石油中石化等巨頭，能源行業(yè)一直被視為古典傳統(tǒng)派。作為國民經(jīng)濟的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，未來國家命運取決于能源的掌控。能源的開發(fā)和有效利用程度以及人均消費量是生產(chǎn)技術(shù)和生活水平的重要標(biāo)志。
而互聯(lián)網(wǎng)從誕生至今不過數(shù)十年。從Web1.0的門戶時代，到以搜索為主的Web2.0的社交時代，直到Web3.0的移動互聯(lián)時代，互聯(lián)網(wǎng)一直以青春期的叛逆青年姿態(tài)，挑戰(zhàn)權(quán)威，顛覆傳統(tǒng)。
能源大佬盯上互聯(lián)網(wǎng)
在邁哲華投資管理咨詢有限公司曹寅看來，當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)和能源碰撞后，將會產(chǎn)生廣泛的連接和管理。
曹寅說，如果能夠讓任何設(shè)備、組織實現(xiàn)端對端的連接，會產(chǎn)生不可思議的效果?！澳茉椿ヂ?lián)網(wǎng)會接入巨量的設(shè)備并產(chǎn)生天量的數(shù)據(jù)，怎么管理和利用這些數(shù)據(jù)和設(shè)備，是未來互聯(lián)網(wǎng)幫我們解決的問題之一?！?br />
在接受采訪時，國家“千人計劃”專家、遠景能源董事長張雷認為，能源互聯(lián)網(wǎng)是一個人類社會邁向智能化和網(wǎng)絡(luò)化、分布化之后的一個必然趨勢。
在張雷看來，能源互聯(lián)網(wǎng)有三部分構(gòu)成：智能硬件、軟件平臺和市場。這三者互聯(lián)促進，形成一個抱團的效應(yīng)?！叭缤ヂ?lián)網(wǎng)本身的發(fā)展一樣，能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也是大勢所趨。盡管能源互聯(lián)網(wǎng)目前的這種連接只是發(fā)生在消費端，但是，萬物互聯(lián)的時代肯定會到來。”張雷說。
目前，遠景能源希望他們的能源互聯(lián)網(wǎng)將電力生產(chǎn)者和消費者連接起來，通過軟件和云平臺來協(xié)調(diào)能源供需，挑戰(zhàn)和顛覆傳統(tǒng)能源的管理和應(yīng)用方式。而第一步便是立足風(fēng)電通過遠景格林威治云平臺整合風(fēng)機運行數(shù)據(jù)、天氣數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)、電力市場數(shù)據(jù)等，進行大數(shù)據(jù)分析、負荷預(yù)測、發(fā)電預(yù)測、機器學(xué)習(xí)，優(yōu)化能源生產(chǎn)和能源消費端的運作效率，遠景希望未來通過軟件平臺實現(xiàn)需求和供應(yīng)可以進行即時的動態(tài)調(diào)整。
事實上，盯上互聯(lián)網(wǎng)的能源大佬不在少數(shù)。
早在2013年，國家電網(wǎng)公司董事長劉振亞就發(fā)表署名文章《智能電網(wǎng)與第三次工業(yè)革命》。這篇文章提出“智能電網(wǎng)承載并推動第三次工業(yè)革命”，特別指出，未來的智能電網(wǎng)，是網(wǎng)架堅強、廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動的“能源互聯(lián)網(wǎng)”?！半S著新一輪能源變革的到來，新能源技術(shù)、智能技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷突破，與智能電網(wǎng)全面融合，正在承載并推動第三次工業(yè)革命?！?br />
中國風(fēng)能協(xié)會常務(wù)副主任兼秘書長秦海巖認為，未來電力系統(tǒng)是以風(fēng)能、太陽能等清潔可再生能源電力為核心，以智能化、信息化、分散化為特征，由能源互聯(lián)網(wǎng)支撐的互動式電力系統(tǒng)。這樣的電力系統(tǒng)，將確保引領(lǐng)未來若干輪技術(shù)發(fā)展潮流而不至于落后。
互聯(lián)網(wǎng)讓能源價格更低廉
有業(yè)內(nèi)人士認為，推動能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，推進能源的雙向按需傳輸和動態(tài)平衡使用技術(shù)，重點支持能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，促進企業(yè)在能源路由、能源存儲、能源控制及分布式計算技術(shù)等方面開展研究和應(yīng)用。通過物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)推動污染源監(jiān)測、空氣監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測的創(chuàng)新。建立工業(yè)主要污染排放監(jiān)測和工業(yè)固體廢棄物綜合利用信息管理體系。
互聯(lián)網(wǎng)究竟能給能源市場帶來什么?
在張雷看來，互聯(lián)網(wǎng)使得能源的價格將會變得非常低廉，未來很重要的趨勢是能源的本地化生產(chǎn)?！翱稍偕茉吹某杀緯絹碓降停覀冋J為，一方面可再生能源(無論是風(fēng)電還是太陽能)的成本以倍數(shù)的速度降低，另一方面是化石能源的成本越來越往上漲。化石能源的隱形成本(包括對空氣的污染、煤礦的挖掘這些一系列行為)越來越顯性，社會越發(fā)展，化石能源對社會產(chǎn)生的負擔(dān)會越大?！?br />
根據(jù)中國風(fēng)能協(xié)會最新公布的數(shù)據(jù)顯示，2014年中國風(fēng)能新增裝機量達到2335萬千瓦。張雷說，風(fēng)電已經(jīng)表現(xiàn)出很強的競爭性?？稍偕茉吹谋澈笫羌夹g(shù)，是人類可以掌握的，而化石能源的背后不是技術(shù)，而是供給關(guān)系，這是人類無法掌控的。人類社會不可避免從化石能源向可再生能源方向轉(zhuǎn)變，可再生能源將會改變目前的供給關(guān)系。
張雷告訴記者，從現(xiàn)在到未來幾十年里，能源信息化非常關(guān)鍵。智能化設(shè)備，使得動態(tài)響應(yīng)需求的變化成為可能，家里的洗衣機、電冰箱可以隨著電力需求的變化而變化。未來智能化的用電設(shè)備、智能化的發(fā)電設(shè)備和智能化的儲能設(shè)備，通過信息化的手段，這三者之間進行機器和機器的溝通，供需之間的平衡將會更加有效。
期待更好政策更大創(chuàng)新
讓我們盡情暢想一下能源互聯(lián)網(wǎng)在未來的情景：可基于人數(shù)多寡隨時調(diào)整建筑的能耗;根據(jù)需求遠程遙控空調(diào)、電燈等電器的開關(guān)時間;在智能手機或者電腦上可輕松將自家多余的電賣給他人……
張雷認為，能源的互聯(lián)網(wǎng)會帶來有形的能源資產(chǎn)市場和能源交易市場。
國家電網(wǎng)提出，到2050年將基本建成全球能源互聯(lián)網(wǎng)。屆時，清潔能源占一次能源消費總量的80%左右，成為主導(dǎo)能源，每年可替代相當(dāng)于240億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的化石能源，減排二氧化碳670億噸、二氧化硫5.8億噸，全球能源碳排放115億噸，僅為2009年的50%左右，可以實現(xiàn)全球溫升控制在2℃以內(nèi)的目標(biāo)。
在曹寅看來，“能源互聯(lián)網(wǎng)的實踐中，不僅有原來能源圈里的企業(yè)，還會出現(xiàn)信息與通信技術(shù)企業(yè)或者電子企業(yè)，并且他們會非?；钴S。能源企業(yè)一定要有危機意識，可能未來會被外行們顛覆?！?br />
目前，在互聯(lián)網(wǎng)和能源融合共舞的過程中，不少問題亟待解決。在張雷看來，主要有兩方面：政策鼓勵和企業(yè)自身的創(chuàng)新。
從政策的角度來看，希望對于風(fēng)電能夠像太陽能一樣，有更好的政策介入，丹麥和德國的風(fēng)電基本上都是分布式介入，我們有很多分布式介入的前景，這些使得風(fēng)電的分布式介入更加便捷?！安粌H是太陽能，其他可再生能源也要有分布式介入，因為這可以進一步釋放能源的潛力。”張雷認為，“不要總是找一塊50GW的地，5GW的地觸手可及?！?br />
從企業(yè)的角度，相關(guān)企業(yè)應(yīng)該做非常大的創(chuàng)新，有敢于顛覆的勇氣?！钡?025年太陽能和風(fēng)電應(yīng)該成為世界的主流能源，我們希望在不遠的未來可以結(jié)束霧霾時代?！睆埨渍f。
Siemens Sinumerik Operator Panel OP 031 TFT Color
Siemens Simatic S5 Rack 6ES5955-3LC41 6ES5-955-3LC41
Heller PLC90 PLC 90 Uni-Pro ACPU90-VU F23.05005-00088
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Heller PLC90 PLC 90 Uni-Pro ACPU90-VEE C23.050053X-0124
Siemens Sinumerik Power Supply 6FC5114-0AB01-0AA0 Ascom...
Num 760 AXES Auto Board 200108 E 200361/A
Siemens Simatic S7 CPU 413-1 6ES7413-1XG02-0AB0 6ES7-41...
KEB F5 Frequenzumrichter 15.F5.GBE-YMOD 17kVA 11kW
Siemens Simodrive 611 Regelkarte 6SN1118-0DJ23-0AA0 V....
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Siemens Simatic S5 6ES5950-3AA11 6ES5-950-3AA11
Siemens Simatic S5 6ES5950-3AA11 6ES5-950-3AA11
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Num 760 Power Supply Alimentation 939835/5
Siemens Sinumerik Bedienhandgerät 6FX2007-1AE14
Siemens Sinumerik Meßkreiskarte 6FX1121-4BL03
Siemens Sinumerik Meßkreiskarte 6FX1121-4BL03
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Siemens Simatic S7 FP77 Flat Panel 6AV7861-1TA00-0AA0
Siemens Sinumerik Bedienhandgerät 6FX2007-1AC03 Stand B
Indramat Interbus Interface PLCB 01-01
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Siemens Sinumerik System Sprint 8 Board MS601A MS 601A
Siemens Simodrive 611 6SN1118-0NH01-0AA1 Ver.C Neuwert
Siemens Sinumerik CPU 6FX1121-4BD02 + 5703549001.00
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Siemens Simatic S5 Mona 6ES5255-3AC11 6ES5-255-3AC11
Siemens Sinumerik System 8 MS100 CPU 6FX1113-0AA02 3
Siemens Sipac6EV1362-5BK00 6EV-1362-5BK00 40A NEW
Siemens Sinumerik System 8 MS125 6FX1120-0AA00 MS125-A
FANUC Servo Amplifier A06B-6058-H004 TOP
ABB C5 Roboter Card IOC-01 3E032021 E3E031021 NEU
Siemens Simodrive 611 Regelkarte 6SN1118-0DG13-0AA0
Edwards Vakuumpumpe AZ-E2M-12 E2M12 8-10³ Bar
Siemens Simatic S5 WF726B 6FM1726-3BA00 Neuwertig
Dr. Escherich Versorgungseinheit ESUC 110 NC / E TOP
Siemens Masterdrives MC 6SE7018-0EP50-Z Z=C43+G91+F01
Siemens Sinumerik Operator Panelfront 6FC5203-0AF00-0AA...
Siemens Sinumerik Bedienhandgerät B-MPI 6FX2007-1AC03 S...
INDRAMAT AC- Servo Power Supply TVM-2.1-050-W1-220V
Siemens Simatic S5 CPU927 6ES5927-5BA13 6ES5-927-5BA13
Siemens Simatic S5 Zähler 6ES5390-5AA22 6ES5-390-5AA22
Siemens Servomotor 1FT5104-0AC01-9-Z 2000 U/min 45Nm
Danfoss VLT 6008 175Z7052 9,3kVA 5,5kW NEU und OVP
Siemens Servomotor Motor 1FT5102-1AF71-4EB0 + TR CE-65M
Inkl. Encoder TR Electronic CE-65M 110-00622
Danfoss VLT 6008 175Z7052 9,3kVA 5,5kW NEU und OVP Nr2
Siemens Sinumerik Sirotec 6FX1125-8AC01 C01 NEU OVP
INDRAMAT AC-Servo Controller TDM-3.3-030-300-W1
INDRAMAT AC-Controller HDS03.1-W075N-HS37-01-FW A0075
Danfoss VLT 6008 175Z7009 9,3kVA 5,5kW NEU
Siemens Simatic S5 VIPA SSN BG89L Stand 24 Top Zustand
Siemens Simatic S5 CPU928 6ES5928-3UA11 6ES5-928-3UA11
Siemens Simadyn D 6DD1601-0AD1 PG11 Prozessmodul
Siemens Simodrive 610 Leistungsteil 6SC6170-0FC51 70A
Siemens Simatic S5 Buko S5 6AB6136-0AB 6AB6-136-0AB
Siemens Simatic S5 Phoenix Interbus IBS S5 DAB/I 2767...
SIEMENS Simodrive 650 Regelungs BG 6SC6500-0BB01
劉錦燕(業(yè)務(wù)經(jīng)理)
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