在能源消耗、維護停工時間和產品質量方面，羅克韋爾自動化新的同步電機變頻系統(tǒng)已經出現(xiàn)可喜的進步，每年節(jié)約資金400,000，因而兩年內收回了投資。 背景 　　廣西柳州鋼廠位于中國廣西省，是中國船舶制造行業(yè)厚鋼板主要的生產商之一。2000年11月，工廠開始升級其燒結車間的主抽風機的變頻系統(tǒng)，目標是節(jié)能并提高產品質量。 　　燒結車間是為煉鐵高爐準備鐵礦石的前道工序，是煉鋼過程中的一個重要組成部分。壓碎的鐵礦石經過一個高溫焙燒爐（1,300到1,500攝氏度），在那里鐵礦石形成塊狀，稱為“燒結礦”。對于高質量燒結礦的生產過程來說，關鍵是要控制好焙燒爐內的氣流和氣壓——這是主抽風機的任務。 　　以前，焙燒爐的風量通過控制主抽風機的輸出來調節(jié)。應用這種方法，不管需要多大的風量，風機電機始終以最高速度連續(xù)地運行。這樣，除了效率不高外，氣流和氣壓也很難得到精確控制，導致燒結礦的質量不穩(wěn)定。車間產量的5%常常是廢料，而12%的產品則需要回爐。最近，柳州鋼廠申請了一個名為“優(yōu)化燒結礦質量技術”的專利，該技術可以實時優(yōu)化過程參數(shù)，例如燒結過程中的濕度、氣流和負壓。為了實現(xiàn)此項技術，需要的良好的過程控制，柳州鋼廠管理者決定采用羅克韋爾自動化變頻技術更新主抽風機電機。 挑戰(zhàn) 　　更新過程中一個重要的要求就是新的變頻技術和原來設備的集成。這其中包括主抽風機電機—一個6KV 、2,000KW的同步電機，超過10年—和一個備用的同步電機。因為每個電機有不同的勵磁電壓和電流，所以解決方案必須是可調的，以滿足每個電機的同步勵磁。 　　在變頻器離線過程中，新的系統(tǒng)要求具有旁路接到50Hz干線電網的能力，這期間，使用同步電機的勵磁調節(jié)器。 解決方案 　　柳州鋼廠與羅克韋爾自動化中國中壓解決方案小組一起開發(fā)出了電機變頻器解決方案。“我們選擇羅克韋爾自動化是因為它具有可靠的產品、先進的技術和良好的技術服務，”柳州鋼廠電氣設備處的吳韋君（音譯）這樣說道，“我們信任羅克韋爾自動化?！? 　　羅克韋爾自動化提供的超乎尋常的解決方案包括一臺同步電刷型電機起動器并帶有勵磁可調節(jié)的勵磁調節(jié)器。電機起動器采用十八脈沖逆變器、十八脈沖干式變壓器和十八脈沖整流器。 　　采用勵磁可調的勵磁調節(jié)器可以滿足主同步電機和備用電機不同的勵磁需求。使用輸入/輸出/旁路接觸器柜可以使系統(tǒng)具有旁路導通的能力，允許使用相同的勵磁系統(tǒng)，可以直接把電機接到6KV干線電網中。 　　新系統(tǒng)和原來電機的集成采用調節(jié)主抽風機電機的速度來控制焙燒爐的風量，而不采用擋板裝置控制主抽風機的輸出。另外，電機可以平滑的起動和停止。 　　根據(jù)需要的設定，這個基于變頻器的電機控制系統(tǒng)被集成到變頻器的閉環(huán)控制結構體系中。使用PID控制可以實時的調整燒結過程中的參數(shù)。 結論 　　新的電機變頻系統(tǒng)自從2001年4月投入運行以來，僅有兩天的停工時間，至今已為柳州鋼廠帶來各方面的節(jié)約?！八鼛淼牟粌H僅是顯著的節(jié)能效果，”羅先生說，“Allen-Bradley公司產品的可靠性減少了由于維護和設備故障引起的停工時間。它也使得我們優(yōu)化了燒結過程?！笨偟膩碚f，燒結廠每年的經濟效益增加了大約四十萬美元。 　　顯著的節(jié)能效應是通過減小主抽風機電機的平均速度來完成的，目前運行在全速的85%，就可節(jié)約電能63%——即每年二十萬美元的收益。盡管現(xiàn)在柳州鋼廠也在晝夜不停的生產，系統(tǒng)具有的斜坡加速能力—所謂的軟起動—估計每年也能節(jié)約兩萬美元的維護費用。綜上所述，柳州鋼廠主主抽風機電機的升級項目兩年半內收回了投資。 　　令柳州鋼廠特別高興的事是這次升級帶來的產品質量的提高，相當于節(jié)約開支十八萬八千美元。羅說，“回爐率下降了幾個百分點，然而更重要的是，廢品率幾乎下降為零?！边@應該歸功于系統(tǒng)實現(xiàn)的強大的通訊能力和良好的控制精確度——系統(tǒng)動態(tài)調節(jié)過程參數(shù)的能力使得可以生產更加穩(wěn)定均勻的產品。 　　下面的結構圖描述了羅克韋爾自動化對信息化企業(yè)的概念。褐色虛線內的區(qū)域表示本文中討論的目前的自動化水平。其余部分說明了目前羅克韋爾自動化所能夠提供的從車間到企業(yè)以及更高層次集成的諸多的解決方案。 　　INTEGRATING PLANT FLOOR THROUGH THE ENTERPRISE AND BEYOND 　　整個企業(yè)以及更高層次綜合的車間層 　　MAXIMIZE ROI THROUGH IMPROVED YIELD & SPEED 　　通過改進生產和運行速度提高產品投資回報（ROI） 　　MAXIMIZE ROA THROUGH NON-INTERRUPTED OPERATION 　　通過不間斷的運行獲得最大的資產回報（ROA） 　　Remote Diagnostics Management 遠程診斷管理 　　MRO Suppliers MRO供貨商 　　Supply Chain Partners 供應鏈合作伙伴 　　Computerized Maintenance Management System 計算機化的維護管理系統(tǒng) 　　Plant Supervisory /Advanced Diagnostics 車間管理/高級診斷 　　Modeling /Data Analysis /OEE Analysis /Scheduling /Tracking /Transacting 　　模型/數(shù)據(jù)分析/OEE分析/進度/跟蹤/交易 　　Conditions Based Monitoring 基于監(jiān)視的情況 　　Control System Processor 控制系統(tǒng)處理器 　　Legacy Devices 遺留的設備 　　Drives 變頻器 　　Motors 電機 　　Field Devices 現(xiàn)場設備 MV SMC 中壓SMC 　　The Web 網絡 　　Metals 金屬 　　e-Marketplace 電子交易市場 　　Enterprise Systems 企業(yè)系統(tǒng) 　　Sales & Operations Planning, 銷售和實施計劃 　　Material Requirement Planning, 原料需求計劃 　　Capacity Requirement Planning, 生產量需求計劃 　　Supply Chain Management, 供應鏈管理 　　Level 2 Host Computer 第二層主機 　　Manufacturing BusinessWare 工業(yè)商務軟件 　　Recipe Management, 配方管理 　　Production Scheduling, 生產進度 　　Material Tracking, 原料跟蹤 　　Product Change Over on the Fly, 非工作期間產品改變 　　Data & OEE Analysis 數(shù)據(jù)和OEE分析 　　Automation Platforms 自動控制平臺 　　Master Drive Controller, 主變頻器控制器 　　Line Coordinator, 線性調節(jié)器 　　Process Monitor, 過程監(jiān)視 　　Gauge Control 測量控制 　　Automation Components 自動控制部件 　　Smart Maintenance, 智能維護 　　Modernization 現(xiàn)代化