先进而现代的电机管理系统,除了要实现完善的保护、控制和监测功能以外,最显著的特点就是能够提供全面的维护维修的功能。Innovene Manufacturing Deutschland Werk Marl公司近期将其“异丙基苯”生产线上的所有泵类负载全部纳入到 SIMOCODE pro 的管理系统当中。连同相应的过程控制系统,使生产线的透明化以及有效性得到了大幅提高。
Marl化工园区位于德国北部的 Ruhr 地区。在那里,拥有众多的化工、石化生产厂商,是重要的化工初级品和成品的生产基地。Innovene 的塑料生产厂 - Innovene Marl Monomers 就是这众多生产厂之一,它每年向市场提供大量的苯乙烯、乙苯和异丙基苯。
由于 Innovene – Chemicals Production Marl 工厂面临着生产现代化的进程,其生产线上的泵类负载需要进行智能化的改造 (以智能化的产品替代传统的接触器控制方案),即一个具有技术先进性的方案。因此,电气主管Dirk Pletowski 先生在2005年初明确了目标:“下半年,工厂里的所有生产将全部使用全新的工程控制系统监视。实现该目标的前提是必须对现场进行必要的改进。”事实上,这也就意味着对工厂里原有电机的接触器控制方案和工厂信号传输技术向全新的过程控制系统的转换。
在这种情形下,Dirk Pletowski 先生的部门认同了现代化的方案——从质上实现飞跃并且着眼于长期的安全投资:“总体而言,智能化电机管理控制系统 SIMOCODE pro 所提供的客观数据和全面维护维修的功能并没有让我们比接触器的电机控制方案投入更多。”
作为该过程工艺改造的第一步,相应的 80 台泵驱动装置已由西门子公司新型的电机管理控制系统 SIMOCODE pro 实现。
通信地址的预置
首先,该电机管理控制系统作为一个独立的解决方案(没有与 PCS 相连),在本地控制中心处理相关数据的能力是 Marl 公司员工最为推崇的特点。一旦新的过程完全投入运行,电机管理控制系统就可即刻通过 PROFIBUS DP 现场总线连接于集成的方案当中。“为确保方案的有效实施,我们在 SIMOCODE pro 安装之初就已经对所有装置预先设置了通信地址。” Dirk Pletowski 先生补充说。
通信地址的预置可以通过编址插件轻松实现,即在不使用电脑或编程器的情形下将编址插件插在产品的系统接口上就可完成操作。正是这种便捷的编址方式,才使得工程人员在施工时节省了大量宝贵的时间,对于他们而言所有的工作量仅仅是将 SIMOCODE pro 与 PROFIBUS 预留总线电缆相连。
在谈及系统维护或更新时,时间是 Marl 最关注的因素。在对泵的改造方案实施的过程中,异丙基苯的生产是绝对不能受到影响的。
SIMOCODE pro,是基于具有多年运行经验的电机保护控制系统SIMOCODE DP 的完善系统,同时也标志着低压领域中电机管理控制系统的模块化方案。它对于额定电流至 820A 的电机提供保护、监视和控制功能。
与原有的 SIMCOODE DP 对比而言,SIMOCODE pro 按照客户对功能要求的差异,有两个系列产品可供选择——SIMOCODE pro C 和 SIMOCODE pro V。在 Marl 工厂中的 Innovene 工段中,对应于 80 台泵当中的 79 台使用了 SIMOCODE pro C。“C”代表“紧凑型”,也代表电机管理控制系统的基本单元之一。这样,每个回路包括电流互感器,基本单元和任选的操作员面板。所有这些模块通过连接电缆实现系统的电气连接,从安装的角度来讲,他们既可以组合安装,也可以分立安装。
“系统的灵活性对于我们来讲,是最具吸引力的特点。” Dirk Pletowski 先生评价说。电流检测元件与基本单元间的安装间隔可达 2 m。这样,在异丙基苯的两个控制室中实现极高的装机密度的同时,大大节省了安装和接线空间。SIMOCODE pro C 在同类智能电机管理控制系统中,是直接起动和可逆起动方案中最具性价比的。对于Innovene Monomers 中的具体情况,SIMOCODE pro C 的方案完全适合于这种快捷而有效的改造要求。当然,系统中各部件连接的多样性也是该系统的显著特点。除了电机保护功能和与 PROFIBUS DP 接口外,电流测量的功能在实际应用中起到了至关重要的作用。在此功能基础上,诸如泵的运行是否正常或生产过程是否异常等状态能够得到实时检测。因此,运行人员不仅能够在故障发生的前后采取必要的措施,而且对当前实施的维护进程了如指掌。
SIMOCODE pro 的另一个基本功能是,自主地执行所有设定的保护、控制功能。也就是说,即使在现场总线系统或过程控制工艺出现故障的情况下,电机控制回路仍然维持原有的、有效运行状态和保护功能。而且,针对不同的故障,预期的响应方式在 SIMOCODE pro 中可以自由定义。
系统的灵活性和高模块化
在此项目中,剩下的一个泵由 SIMOCODE pro V 来保护和控制。“V”代表“可扩展”系统同时也是该系统方案、功能多样性的具体体现。在具体应用中,SIMOCODE pro V 方案中加入了两个额外的开关量输入/输出模块,“我们需要它们来监测与工艺过程相关的传感器信号”, Dirk Pletowski 先生给出如上解释。因为在过程工艺中所有传感器的信号都必须得到检测。
面向类似的工程应用,西门子公司在 SIMOCODE pro 电机管理控制系统研发之初,就已经充分考虑到了系统面向工艺的可扩展性,即SIMOCODE pro V 系统除了可扩展两个开关量输入输出模板以外,还可扩展一个应用于非直接接地/高阻接地(IT)配电系统中的接地故障检测模块,以及一个温度检测模块。正是基于系统的灵活性和模块化,实现全方位的温度检测毫无问题。除了基本单元集成的灵敏电阻监测功能以外,额外的三只模拟量型的两线制、三线制温度传感器可以接入系统当中。也就是说,所能够连接的温度传感器类型不仅限于 PTC、NTC、Pt100、Pt1000 或 KTY。在完整的过程系统中加入电机温度监测功能,用户就可以通过采取预防性的措施提高工厂可用性的主动性。除此以外,IMOCODE pro V 系统中还可以扩展一个模拟量输入输出模块,由此现场过程工艺中需要连续检测的诸如液位、流速等信号能够直接接入电机管理控制系统当中。通过 PROFIBUS 现场总线连接,相应的数据也可上传并在过程控制系统中得以处理。
两个值得关注的系统
对于 Innovene Monomers 来讲,项目经理在明确方案的同时选择了智能的 MCC 方案。通过使用 SIMOCODE pro 系统实现了全面的电机管理,这其中不仅涉及到诸如标准的直接起动、可逆起动的电机控制工艺,而且能够实现星—三角正反转的控制。尤其面向过程控制工艺,两个不同的“紧凑型”和“可扩展型”系统不仅具有很高的性价比,而且使用起来非常灵活:既可以实现阀门控制,还可以作为断路器、软起动器的通信网关和控件。不仅如此,SIMOCODE pro 还提供相序检测,功率因数以及电流、温度、功率和电压的监视。使用内部集成、可自定义的逻辑模块,如真值表、计时器、计数器以及脉冲触发器。此外,还能够实现更复杂、完善的保护和控制方案。上述列举的种种功能,无一例外地是在原有的电机管理控制系统 SIMOCODE DP 的基础上的完善和改进。当然,SIMOCODE pro C 和 SIMOCODE pro V 能够无缝地运行于同一控制系统中。所有的这一切得到了 Dirk Pletowski 先生的团队的首肯,作为一个智能化的改造项目,无论在控制系统安装之前还是安装之后,他们始终自信:“使用 SIMOCODE pro 使我们不仅获得了今天之需,而且确保了它日之想。”


