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1.概述
低壓電氣開(kāi)關(guān)或控制系統(tǒng)是各種生產(chǎn)裝置及配套電氣設(shè)備的重要組成部分，它們連接或隔離低壓電網(wǎng)的元件并控制運(yùn)行的電氣設(shè)備，因此其性能的好壞在很大程度上制約著生產(chǎn)裝置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)各配電及傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)也要求，在發(fā)生工藝故障時(shí)，能夠及時(shí)可靠的動(dòng)作，防止生產(chǎn)事故的擴(kuò)大。但長(zhǎng)期以來(lái)，電氣作業(yè)、保護(hù)定值整定、設(shè)備監(jiān)視和故障報(bào)警診斷，一直停留在設(shè)備陳舊、人工處理的落后水平上，無(wú)法滿足日益發(fā)展的工藝技術(shù)和科學(xué)管理的要求。為此，迫切需要一種電氣自動(dòng)化解決方案。隨著以計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和電子技術(shù)為代表的3C技術(shù)的飛速發(fā)展，使這一理想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。低壓自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，使電氣專業(yè)從根本上實(shí)現(xiàn)了工藝管理、過(guò)程控制和故障診斷的科學(xué)化和準(zhǔn)確化。
“12萬(wàn)噸離子膜燒堿裝置”是錦化投資8億元新建的“九五”工程項(xiàng)目，全套工藝技術(shù)和設(shè)備均由日本旭硝子公司提供。電氣部分國(guó)內(nèi)配套，但由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜、技術(shù)要求較高，因此，我們將低壓系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)引入到電氣控制上來(lái)，設(shè)計(jì)并完成了國(guó)內(nèi)第一套低壓自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)控制方案。通過(guò)微機(jī)系統(tǒng)將電氣元件與過(guò)程控制PLC裝置有機(jī)地融為一體，使運(yùn)行人員在中央控制室就可完成電氣開(kāi)關(guān)和控制裝置的遙控、遙測(cè)、故障報(bào)警、定值修改和后臺(tái)編程等工作，從而與儀表專業(yè)的DCS集散系統(tǒng)一起，構(gòu)成了一套完整的現(xiàn)代化工藝控制體系，真正實(shí)現(xiàn)了裝置生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。
2 整體方案
本裝置共有低壓配電室四個(gè)，各種大容量低壓開(kāi)關(guān)11臺(tái)，分別控制著整流電解、氯氫處理、循環(huán)冷凍和鹽水精制等工序的循環(huán)泵、冷凍機(jī)、氫壓機(jī)及氯壓機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備200多臺(tái)。另外，電氣專業(yè)還負(fù)責(zé)原鹽貯運(yùn)工藝的PLC自動(dòng)化貯鹽控制系統(tǒng)——S7-300，該系統(tǒng)由電源、CPU、A/I、A/O、D/I、D/O模塊、及觸摸屏組成。要實(shí)現(xiàn)如此復(fù)雜系統(tǒng)的過(guò)程控制，單純依靠智能開(kāi)關(guān)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控是無(wú)法辦到的，必須依靠現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和可靠的低壓系統(tǒng)自動(dòng)化軟件，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)將傳統(tǒng)的智能元件與微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行有效的結(jié)合，才能夠真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的集中統(tǒng)一管理。
低壓自動(dòng)化系統(tǒng)的智能元件不僅要連接不同的自動(dòng)化部件，還要提供一個(gè)共同的軟件環(huán)境，使所有部件和任務(wù)集成為一個(gè)系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)與有關(guān)公司的交流，最終我們選中了西門子公司的3WN6智能低壓斷路器、S7-300PLC和低壓系統(tǒng)自動(dòng)化軟件。
3WN6低壓智能斷路器是低壓系統(tǒng)自動(dòng)化的核心，它不僅具備普通開(kāi)關(guān)的過(guò)流、短路、欠壓和過(guò)壓保護(hù)，而且在本體單片機(jī)的控制下，可通過(guò)液晶屏幕，現(xiàn)場(chǎng)完成參數(shù)設(shè)定、顯示動(dòng)作報(bào)警和故障記錄等功能。所有工序的配電及控制任務(wù)均由3WN6開(kāi)關(guān)來(lái)完成。另外，SIMATICS7-300 PLC系統(tǒng)本身就是一套完整的自動(dòng)化控制裝置，它體積雖小，但功能強(qiáng)大，在CPU及STEP7軟件的控制下，280多個(gè)A/I、A/O、D/I和D/O輸入輸出點(diǎn)協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)原鹽貯運(yùn)工序從卸車、上鹽、自動(dòng)輪倉(cāng)貯鹽到下鹽等全部工序的電氣控制自動(dòng)化。通過(guò)先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)PROFIBUS，利用一條通訊電纜——屏蔽雙絞線以及RS485通訊端口，將3WN6低壓智能斷路器的DP/3WN6通訊端口和S7-300PLC系統(tǒng)的MPI通訊端口有機(jī)地融為一體，在后臺(tái)計(jì)算機(jī)軟件的集中統(tǒng)一管理下，完成整個(gè)氯堿裝置的低壓系統(tǒng)自動(dòng)化控制。
3 系統(tǒng)配置
（1）后臺(tái)控制用計(jì)算機(jī)
微型工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 1臺(tái)
（2）西門子3WN6低壓斷路器
400V/3200A 2臺(tái)
400V/1600A 2臺(tái)
400V/1250A 5臺(tái)
400V/1000A 2臺(tái)
（3）通訊接口
DP/3WN6專用 11臺(tái)
（4）網(wǎng)卡
CP5412 1塊
（5）系統(tǒng)軟件
SIMATIC WinCC 1套
Win3WN6 1套
SICAM LCC 1套
SIMATIC STEP 7、Protool
（6）PLC可編程序控制器
S7-300 1套
4.自動(dòng)化裝置及系統(tǒng)的特點(diǎn)和功能
（1）3WN6低壓智能斷路器的特點(diǎn)：
3WN6是一種經(jīng)濟(jì)型低壓智能斷路器，它采用了模塊化的工程設(shè)計(jì)，使得通訊、保護(hù)和測(cè)量等功能更為穩(wěn)定
