如今，制砂船作為水上制砂的主要平臺(tái)深受青睞。正所謂，工欲善其事必先利其器，專用船舶作業(yè)需采用一套自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化的控制與運(yùn)營(yíng)管理解決方案，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)制砂船的智能監(jiān)控、信息自動(dòng)處理及有效管理，從而打造現(xiàn)代化的綠色船舶應(yīng)用。但想要打造這樣一套專門針對(duì)船舶作業(yè)的自動(dòng)化解決方案卻也并非易事，制砂船的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在作業(yè)時(shí)也面臨著雙重挑戰(zhàn)：

　　1. 如何保障既高效又安全地作業(yè)?制砂過程各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)緊密相連，涵蓋挖斗、對(duì)輥破、圓錐破、制砂機(jī)、皮帶、圓筒篩、振動(dòng)篩等一系列設(shè)備，任何一環(huán)出現(xiàn)問題，都必然成為“瓶頸”，影響整個(gè)作業(yè)的效率甚至安全性。

　　2. 設(shè)備如何需兼顧節(jié)能與可維護(hù)性?相對(duì)而言，制砂船是一項(xiàng)重資產(chǎn)應(yīng)用，設(shè)備的效能提升可以直接帶來資產(chǎn)利潤(rùn)，也符合當(dāng)下綠色環(huán)保的行業(yè)趨勢(shì)。另一方面，利用自動(dòng)化監(jiān)控運(yùn)維手段，實(shí)現(xiàn)更好的設(shè)備可維護(hù)性，不但可以大大提高資產(chǎn)的可用性，還能避免設(shè)備故障或宕機(jī)帶來的生產(chǎn)損失，為船舶的可靠作業(yè)提供了安全保障。

　　依托在高壓變頻器、低壓變頻器和動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置等節(jié)能自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，美的工業(yè)技術(shù)旗下合康新能科技股份有限公司(簡(jiǎn)稱“合康新能”)正助力鋼鐵、石化、化工、采礦、建筑材料、紡織造紙等高能耗產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。在制砂領(lǐng)域，基于船舶系統(tǒng)中關(guān)鍵的電氣節(jié)能設(shè)備，合康新能進(jìn)一步為制砂船打造從管理層、自動(dòng)化控制層到現(xiàn)場(chǎng)層整套解決方案。

從控制到智能，合康新能有話說

　　在設(shè)計(jì)上，合康新能的工程師團(tuán)隊(duì)將系統(tǒng)設(shè)計(jì)為經(jīng)典的三層架構(gòu)：管理層、自動(dòng)化控制層和現(xiàn)場(chǎng)層。滿足了整個(gè)制砂船對(duì)專用系統(tǒng)全面性和穩(wěn)定性的要求，實(shí)現(xiàn)了工藝流程控制、運(yùn)行、參數(shù)監(jiān)視、運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄，以及報(bào)警、系統(tǒng)診斷和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視等。

制砂船控制系統(tǒng)架構(gòu)拓?fù)鋱D

　　管理層由兩臺(tái)相互冗余的工控機(jī)及其上位監(jiān)控軟件構(gòu)成，完成控制指令的下發(fā)、報(bào)警信號(hào)的顯示、工藝流程顯示、變頻器電流曲線以及各種報(bào)表曲線的生成等，冗余設(shè)計(jì)使得數(shù)據(jù)監(jiān)控和運(yùn)維管理更加可靠。

　　在核心的自動(dòng)化控制層，由兩臺(tái)核心控制器PLC、Profinet遠(yuǎn)程IO、 Profinet-ModbusRTU網(wǎng)關(guān)和工業(yè)觸摸屏組成，充當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)大腦的作用。其亮點(diǎn)在于，這些產(chǎn)品通過統(tǒng)一的工業(yè)以太網(wǎng)相互連接和上下層通信，打造了一套可靠、高速的數(shù)字化架構(gòu)，讓所有船用設(shè)備一網(wǎng)到底，避免了部署二次接線的繁瑣與較難維護(hù)的缺點(diǎn)，還進(jìn)而打造了一個(gè)“云管端”的一體化物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)體系，管理人員在監(jiān)控中心即可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，和傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比“安全性、可靠性、可維護(hù)性”實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的提升。

　　在現(xiàn)場(chǎng)層，主要由相關(guān)的變頻器、電機(jī)、儀表傳感器構(gòu)成。其中合康新能提供的經(jīng)濟(jì)易用、安全可靠、性能卓越的CM530H系列變頻器為現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)和工藝調(diào)速提供了關(guān)鍵助力，通過調(diào)節(jié)控制，提供了洗沙模式、制砂模式、破碎模式等三種邏輯控制模式。

可靠高效，品質(zhì)甄選

　　在現(xiàn)場(chǎng)層的關(guān)鍵電氣驅(qū)動(dòng)設(shè)備上，來自合康新能旗下的日業(yè)CM530H系列變頻器為整個(gè)制砂船的設(shè)備驅(qū)動(dòng)和工藝節(jié)能帶來了諸多價(jià)值。通過為制砂機(jī)、一級(jí)二級(jí)挖斗、圓筒篩、皮帶、圓錘破、對(duì)輥破、振動(dòng)篩等一系列工藝設(shè)備的電機(jī)提供數(shù)量不一的變頻器，其中還包括像圓筒篩和對(duì)輥破的變頻器一拖二同步控制，為整個(gè)制砂過程提供了強(qiáng)大的高效節(jié)能解決方案。

　　作為一款技術(shù)升級(jí)型變頻器，CM530H在制砂船應(yīng)用中亦凸顯其卓越的穩(wěn)定可靠性、結(jié)構(gòu)緊湊性和易用性。盡管面臨制砂船電機(jī)負(fù)載較多，功率從數(shù)十千瓦到幾百千瓦不等，負(fù)載容易發(fā)生突變，船用供電穩(wěn)定性較差等各種不利因素，CM530H仍然憑借優(yōu)秀的調(diào)速范圍和穩(wěn)速精度，以及“瞬停不停”、過流抑制等卓越的電氣性能保障了所有設(shè)備的可靠、高效和節(jié)能運(yùn)行：

　　1. 穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍廣。穩(wěn)速精度可達(dá)±0.5%(SVC)，調(diào)速范圍為1:100(SVC)，即使船舶受水流搖擺的情況下，高穩(wěn)速精度的性能也能使設(shè)備保持運(yùn)轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定，保障作業(yè)正常進(jìn)行。

　　2. “瞬停不停”功能。即在瞬間停電或電壓突然降低的情況下，變頻器可降低輸出速度，通過負(fù)載回饋能量補(bǔ)償電壓的降低，維護(hù)變頻器在短時(shí)間內(nèi)的正常運(yùn)行。

　　3. 卓越的過流抑制性能。可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電流波形，有效識(shí)別突發(fā)性加載及掉載的情況，保證變頻器的安全和可靠性。

　　4. 快速限流技術(shù)。可最大限度減少變頻器報(bào)過流概率，從而減少了設(shè)備報(bào)警帶來的停機(jī)檢修影響，提升了整體可用性。

　　同時(shí)CM530H系列變頻器主要元器件如CPU芯片、逆變模塊、驅(qū)動(dòng)光耦、電解電容等均采用國(guó)際知名廠家產(chǎn)品，所有重要零部件都經(jīng)過嚴(yán)格篩選和100%測(cè)試;整機(jī)也進(jìn)行了空載高壓測(cè)試，并通過中國(guó)船級(jí)社的型式認(rèn)可，妥妥地保證了元件的使用壽命和系統(tǒng)的可靠性。

　　基于合康新能帶來的品質(zhì)之選——高效節(jié)能變頻器，整個(gè)制砂船控制系統(tǒng)可以更好地實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備的分散控制和集中管理，從而滿足現(xiàn)代制砂船舶對(duì)高效、安全、節(jié)能和可維護(hù)性的一系列創(chuàng)新挑戰(zhàn)，在具有廣闊應(yīng)用前景的同時(shí)，也推動(dòng)制砂業(yè)綠色升級(jí)與高質(zhì)量發(fā)展。

（合康官網(wǎng)供稿）