[摘要]
冶金工業(yè)，特別是鋼鐵產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的支柱產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)、資金、資源、能源密集型產(chǎn)業(yè)。不但需要先進(jìn)的設(shè)備和工藝流程，高效、安全可靠的自動化及接口技術(shù)必不可少。
工程設(shè)計(jì)中，電氣控制、接口元件的選擇是十分關(guān)鍵的，其直接影響到工程是否能夠順利投產(chǎn)以及日后的運(yùn)行維護(hù)、影響到工程的建設(shè)投資以及運(yùn)行成本。本文介紹馬鋼新區(qū)電氣控制、接口元件的選用情況，重點(diǎn)介紹了PHOENIXCONTACT系列產(chǎn)品在該工程中的應(yīng)用情況以及運(yùn)用結(jié)果
作為全球自動化領(lǐng)域的知名供應(yīng)商，PHOENIXCONTACT為客戶提供節(jié)省空間、安裝方便、可靠性高的數(shù)萬種產(chǎn)品。無論是在系統(tǒng)器件上，還是在系統(tǒng)解決方案上，菲尼克斯電氣的產(chǎn)品均有突出表現(xiàn)。
[關(guān)鍵詞]
馬鋼新區(qū)、PHOENIXCONTACT、料廠、球團(tuán)、燒結(jié)、高爐、熱軋等、基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)
[使用背景]
2002年，馬鋼老廠區(qū)第二煉鐵總廠新建一座2500立方米的高爐，由中冶華天工程技術(shù)股份有限公司設(shè)計(jì)。在該項(xiàng)目上，馬鋼第一次大量使用PHOENIXCONTACT的接線端子、PLC系列繼電器、24VDC直流開關(guān)電源、模擬信號變送器及安全柵等產(chǎn)品，經(jīng)過幾年的使用，客戶非常滿意，由于產(chǎn)品性能、質(zhì)量穩(wěn)定，大大減少了現(xiàn)場因器件故障停機(jī)所帶來的損失，從而為客戶提高了生產(chǎn)效率和節(jié)省了維護(hù)成本。因此，在馬鋼新區(qū)項(xiàng)目上，客戶在技術(shù)上對PHOENIXCONTACT非常放心。
1．工程概況
馬鋼新區(qū)是國家規(guī)劃建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，建設(shè)規(guī)模500萬噸，總投資230多億人民幣，它拉開了鋼鐵行業(yè)特大型項(xiàng)目建設(shè)的序幕。該項(xiàng)目2004年11月底正式獲得國務(wù)院批準(zhǔn)，同年開始設(shè)計(jì)，2007年全面建成投產(chǎn)，前后歷時四年。
在馬鋼新區(qū)項(xiàng)目中，除高爐基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)采用美國西屋公司最新一代的分布式控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（DCS）外，其他各工藝段及各輔助控制系統(tǒng)分別采用AB和SIEMENS的PLC進(jìn)行控制，各輔助控制系統(tǒng)之間通過以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，主－輔控制系統(tǒng)通過上位機(jī)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)從而實(shí)現(xiàn)了全廠數(shù)據(jù)共享。
在馬鋼新區(qū)項(xiàng)目中，料廠、球團(tuán)、焦化、燒結(jié)、高爐、軋線等工藝段上，交、直流輸入/輸出繼電器、控制繼電器、時間繼電器、直流電源、模擬信號變送器、安全柵、端子、端子型熔斷器等均采用PHOENIXCONTACT產(chǎn)品。在項(xiàng)目的建設(shè)、調(diào)試、投產(chǎn)以及運(yùn)行過程中，上述電氣控制元器件從未出現(xiàn)過任何問題而影響過工程進(jìn)度或生產(chǎn)，其質(zhì)量和可靠性得到了各方面的一致好評。（圖1，馬鋼新區(qū)一角）
圖 1
2．PHOENIXCONTACT系列產(chǎn)品的選用
2.1 主控、輔助系統(tǒng)輸入/輸出繼電器以及控制繼電器的選用
輸入/輸出信號的可靠性是控制系統(tǒng)正常工作的基本條件，沒有可靠的系統(tǒng)輸入/輸出信號，再好的控制系統(tǒng)也無法正常工作。由于各工藝段子系統(tǒng)較多，非常分散且現(xiàn)場條件惡劣，其中現(xiàn)場信號受到干擾，導(dǎo)致繼電器無法正常工作就是非常棘手的問題之一，因此，為保證設(shè)備正常工作，其輸入/輸出信號繼電器的選擇就是關(guān)鍵所在。為解決以上問題，馬鋼經(jīng)過多方比較，最后選用PHOENIXCONTACT的PLC-RSC- 230UC/21/SO46、 PLC-RSC-230UC/21-21/SO46抗干擾繼電器以及PLC-RSC-24DC/21、PLC-RSC-24DC/21直流繼電器。選擇PLC-RSC-230UC/21/SO46、 PLC-RSC-230UC/21-21/SO46抗干擾繼電器的理由主要有兩點(diǎn)：其一是該繼電器驅(qū)動電流較大（一般為8mA左右）而且具有信號濾波功能，并采用RC 回路以及抬高繼電器的動作電平來抑制干擾信號，其尤其適用于現(xiàn)場檢測元件較遠(yuǎn)，以及由于現(xiàn)場接近開關(guān)或PLC模塊漏電流較大等原因?qū)е缕胀ɡ^電器難以正常工作的各種復(fù)雜的工業(yè)控制現(xiàn)場；第二是該繼電器為端子型繼電器，體積較小，可有效地節(jié)約安裝空間并且易于安裝和接線。馬鋼新區(qū)項(xiàng)目中，共使用PHOENIXCONTACT的PLC系列繼電器30000多只，為現(xiàn)場開關(guān)量可靠的輸入/輸出提供了有效保證。（圖2-1，PLC系列繼電器）
圖2-1 圖2-2
2.2 模擬信號變送器及安全柵的選用
客戶在以往的使用中深刻感受到，接口器件對控制系統(tǒng)的保護(hù)作用非常重要，它可以大大減少系統(tǒng)地故障率，提高設(shè)備的運(yùn)行效率和節(jié)省系統(tǒng)的維護(hù)成本，因此，馬鋼新區(qū)項(xiàng)目中，客戶要求所有的模擬信號都必須進(jìn)行隔離或轉(zhuǎn)換后再進(jìn)控制系統(tǒng)。在馬鋼新區(qū)項(xiàng)目中，客戶采用了PHOENIXCONTACT的MCR系列模擬信號變送器，包括：配電器、隔離器、溫度測量變送器、頻率變送器等，共計(jì)5000多只。
另外在噴煤、煤氣清洗等具有爆炸性危險的區(qū)域使用了PHOENIXCONTACT PI-Ex系列安全柵，該系列安全柵具有的可插拔的結(jié)構(gòu)及底座上的開關(guān)功能，給安裝、調(diào)試及維護(hù)帶來了極大的方便。（圖2-2，模擬信號變送器）
2.3 24VDC直流開關(guān)電源的選用
鋼廠有很多現(xiàn)場設(shè)備、現(xiàn)場檢測元件、控制系統(tǒng)接口等需要直流電源供電，不同的設(shè)備對于電源的容量、可靠性等有不同的要求，所以選擇性能優(yōu)良的、形式多樣的直流供電設(shè)備尤為重要。PHOENIXCONTACT QUINT POWER系列直流電源由于其品種齊全、可靠性高、并可在現(xiàn)場電網(wǎng)大幅度的波動下保持穩(wěn)定的輸出，另外還具有LED顯示、干接點(diǎn)輸出、24V有源輸出三種報警功能。設(shè)計(jì)選型中經(jīng)過客戶對各種品牌的電源在性能、體積、價格等多方面的反復(fù)比較，最后選用了PHOENIXCONTACT QUINT POWER系列電源。
由于該電源規(guī)格齊全、品種較多、體積小，設(shè)計(jì)時可按照需要任意地進(jìn)行選擇并十分方便的進(jìn)行組合、安裝等，這些優(yōu)點(diǎn)給設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)工作帶來了極大的方便。
馬鋼新區(qū)項(xiàng)目中共采用PHOENIXCONTACT QUINT POWER系列開關(guān)電源（2.5A、5A、10A、20A）500多臺，分別安裝在各個電氣、控制室、各液壓站的控制柜內(nèi)以及現(xiàn)場控制箱內(nèi)。（圖2-3，QUINT POWER系列開關(guān)電源）
圖2-3 圖2-4
2.4 保險絲端子的選用
設(shè)計(jì)中，通常在設(shè)備控制單元的二次回路電源輸入端需加入一個斷路器或熔斷器，但不論是加斷路器或熔斷器均需要占用一定的安裝空間。為節(jié)約電氣元件的安裝空間，設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)中采用PHOENIXCONTACT UK5-HESI 保險絲端子替代了原有的斷路器或熔斷器。UK5-HESI 端子型熔斷器具有較高的分?jǐn)嗄芰Α⒕哂斜硎救蹟嗥鳡顟B(tài)的LED顯示，該端子型熔斷器體積小、可與普通端子或PLC系列繼電器一起安裝，具有使用、維護(hù)方便等特點(diǎn)。在馬鋼新區(qū)項(xiàng)目中，客戶采用了約20000多片UK5-HESI 端子型熔斷器，有效的節(jié)約了安裝空間，降低了工程投資。
2.5 接線端子的選用
很多客戶在現(xiàn)場調(diào)試的過程中，經(jīng)常會碰到一些這樣故障，其表現(xiàn)為信號時有時無或輸入電平偏低，由于這類故障時有時無，往往很難即時排除，一般情況下這類故障都是由于端子連接不好所導(dǎo)致的。馬鋼新區(qū)項(xiàng)目中為避免產(chǎn)生類似問題，特別注意了端子品牌的選擇。經(jīng)過對國內(nèi)、外若干種品牌端子在電氣特性、連接方式、材料選用、體積、價格等方面的多方比較后，馬鋼最終選用了PHOENIXCONTACT UK系列端子。（圖2-4，UK系列接線端子）
2.6 防雷過電壓保護(hù)產(chǎn)品的選用
隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，控制系統(tǒng)、交換機(jī)、現(xiàn)場智能儀表等現(xiàn)代電氣、電子設(shè)備的集成度越來越高，運(yùn)行速度也越來越快，但隨之而來的是器件抗沖擊能力卻越來越弱，鋼鐵行業(yè)是這些電氣設(shè)備的應(yīng)用大戶，在過去的使用過程中，經(jīng)常有一些設(shè)備因雷電、開關(guān)電子脈沖等的沖擊而損壞，造成了很大的損失。因此，防雷過電壓保護(hù)技術(shù)越來越受到鋼鐵行業(yè)的重視。
在馬鋼新區(qū)項(xiàng)目中，PHOENIXCONTACT提供的電源類防雷過電壓保護(hù)產(chǎn)品，使客戶的設(shè)備供電高枕無憂。 （圖2-5，二級防雷產(chǎn)品；圖2-6，一級防雷產(chǎn)品）
圖2-5 圖2-6
3．PHOENIXCONTACT產(chǎn)品在馬鋼新區(qū)項(xiàng)目上的使用情況
2006年底，馬鋼新區(qū)項(xiàng)目中的燒結(jié)、料廠、第一座高爐等工藝段順利投產(chǎn)，第二座高爐于2007年3月投產(chǎn)，新區(qū)項(xiàng)目中其它工藝段均于2007年9月份之前完成投產(chǎn)。在整個項(xiàng)目調(diào)試、投產(chǎn)運(yùn)行過程中，PHEONIXCONTACT的產(chǎn)品，以其優(yōu)良的品質(zhì)、穩(wěn)定可靠的性能，得到了客戶充分的肯定，為馬鋼新區(qū)項(xiàng)目的順利投產(chǎn)作出了重要貢獻(xiàn)。
（轉(zhuǎn)載）
