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ABB 变频及控制系统在露天矿系统升级改造中的应用
摘要：ABB 变频及控制系统在露天矿采矿及物料运输系统应用中有着广泛的应用。不仅是对于新投入使用的设备，对于一些有着几十年的老系统来说，通过使用ABB 最新的变频及控制技术，也能使其重新焕发青春，继续为业主服务。本文以两个实际的项目案例，介绍ABB 变频及控制系统在露天矿系统升级改造中的应用情况。
ABB 变频及控制系统在露天矿采矿及物料运输系统应用中有着广泛的应用。不仅是对于新投入使用的设备，对于一些有着几十年的老系统来说，通过使用ABB 最新的变频及控制技术，也能使其重新焕发青春，继续为业主服务。本文以两个实际的项目案例，介绍ABB 变频及控制系统在露天矿系统升级改造中的应用情况。
35 年高龄吊斗的“第二春”
“此次改造的结果充分显示了如何使老旧的吊斗铲继续恢复青春。目前，仍然有 17 台吊斗铲在运行和使用中。购买一台新的类似的吊斗铲大约需要 3000 万欧元，而改造的成本仅仅是 400万欧元。改造这 17 台吊斗铲就可以节约 4 亿欧元，这还不包括节约的能源、维护和回收的时间。” —爱沙
图1 改造后的索斗铲
爱沙尼亚油页岩公司(Estonian Oil-Shale Company)拥有 4 家采矿场，年产量大约 1500 万吨油页岩，是北欧国家中最大，也是最重要的油页岩矿之一。
该用户所使用的吊斗铲的整套电气系统于 1972 年投入使用，改造前已运行 35 年。老的驱动系统仍然采用基于电机-发电机原理的直流驱动系统，由一台 2MVA 6kV 同步电机连接 3 台直流发电机，为所有驱动装置提供直流电源。由于交流鼠笼电机已经被证明是非常可靠的，因此业主决定使用交流变频器改造原有的直流系统，并将直流电机更换为交流异步电动机。所有驱动系统分布安装在两个具有温控调节的电气小屋中，包括两套相同的供电装置和一些逆变器单元，驱动 8 台电机
能源应该是被敬畏的，不仅因为它是每一个行业的基础，更因为它牵动着我们每一个人。互联网则触手可及，生动地渗透在日常生活的点点滴滴。
让我们尽情畅想一下能源互联网在未来的情景：人们可基于人数多寡随时调整建筑的能耗;根据需求远程遥控空调、电灯等电器的开关时间;在智能手机或者电脑上可轻松将自家多余的电卖给他人……
当开放的互联网与传统的能源牵手，是温柔邂逅，还是暴风骤雨?
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两会期间，全国人大代表褚艳芳提出，中国在构建全球能源互联网方面已具有技术基础，建议将之纳入国家发展战略，以满足清洁能源大规模开发和大范围配置的需要。日前，在德国举办的能源世界大会上，数百家展商，上万名观展者前来聆听西门子等多家能源企业的领头羊讲述一个共同的热门话题：能源互联网。
能源的重要性不言而喻。
从百年前约翰·洛克菲勒缔造的石油帝国到今日中石油中石化等巨头，能源行业一直被视为古典传统派。作为国民经济的重要物质基础，未来国家命运取决于能源的掌控。能源的开发和有效利用程度以及人均消费量是生产技术和生活水平的重要标志。
而互联网从诞生至今不过数十年。从Web1.0的门户时代，到以搜索为主的Web2.0的社交时代，直到Web3.0的移动互联时代，互联网一直以青春期的叛逆青年姿态，挑战权威，颠覆传统。
能源大佬盯上互联网
在迈哲华投资管理咨询有限公司曹寅看来，当互联网和能源碰撞后，将会产生广泛的连接和管理。
曹寅说，如果能够让任何设备、组织实现端对端的连接，会产生不可思议的效果。“能源互联网会接入巨量的设备并产生天量的数据，怎么管理和利用这些数据和设备，是未来互联网帮我们解决的问题之一。”
在接受采访时，国家“千人计划”专家、远景能源董事长张雷认为，能源互联网是一个人类社会迈向智能化和网络化、分布化之后的一个必然趋势。
在张雷看来，能源互联网有三部分构成：智能硬件、软件平台和市场。这三者互联促进，形成一个抱团的效应。“如同互联网本身的发展一样，能源互联网的发展也是大势所趋。尽管能源互联网目前的这种连接只是发生在消费端，但是，万物互联的时代肯定会到来。”张雷说。
目前，远景能源希望他们的能源互联网将电力生产者和消费者连接起来，通过软件和云平台来协调能源供需，挑战和颠覆传统能源的管理和应用方式。而第一步便是立足风电通过远景格林威治云平台整合风机运行数据、天气数据、气象数据、电网数据、电力市场数据等，进行大数据分析、负荷预测、发电预测、机器学习，优化能源生产和能源消费端的运作效率，远景希望未来通过软件平台实现需求和供应可以进行即时的动态调整。
事实上，盯上互联网的能源大佬不在少数。
早在2013年，国家电网公司董事长刘振亚就发表署名文章《智能电网与第三次工业革命》。这篇文章提出“智能电网承载并推动第三次工业革命”，特别指出，未来的智能电网，是网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动的“能源互联网”。“随着新一轮能源变革的到来，新能源技术、智能技术、信息技术、网络技术不断突破，与智能电网全面融合，正在承载并推动第三次工业革命。”
中国风能协会常务副主任兼秘书长秦海岩认为，未来电力系统是以风能、太阳能等清洁可再生能源电力为核心，以智能化、信息化、分散化为特征，由能源互联网支撑的互动式电力系统。这样的电力系统，将确保引领未来若干轮技术发展潮流而不至于落后。
互联网让能源价格更低廉
有业内人士认为，推动能源互联网应用，推进能源的双向按需传输和动态平衡使用技术，重点支持能源互联网建设，促进企业在能源路由、能源存储、能源控制及分布式计算技术等方面开展研究和应用。通过物联网、云计算、大数据技术推动污染源监测、空气监测、生态监测的创新。建立工业主要污染排放监测和工业固体废弃物综合利用信息管理体系。
互联网究竟能给能源市场带来什么?
在张雷看来，互联网使得能源的价格将会变得非常低廉，未来很重要的趋势是能源的本地化生产。“可再生能源的成本会越来越低，我们认为，一方面可再生能源(无论是风电还是太阳能)的成本以倍数的速度降低，另一方面是化石能源的成本越来越往上涨。化石能源的隐形成本(包括对空气的污染、煤矿的挖掘这些一系列行为)越来越显性，社会越发展，化石能源对社会产生的负担会越大。”
根据中国风能协会最新公布的数据显示，2014年中国风能新增装机量达到2335万千瓦。张雷说，风电已经表现出很强的竞争性。可再生能源的背后是技术，是人类可以掌握的，而化石能源的背后不是技术，而是供给关系，这是人类无法掌控的。人类社会不可避免从化石能源向可再生能源方向转变，可再生能源将会改变目前的供给关系。
张雷告诉记者，从现在到未来几十年里，能源信息化非常关键。智能化设备，使得动态响应需求的变化成为可能，家里的洗衣机、电冰箱可以随着电力需求的变化而变化。未来智能化的用电设备、智能化的发电设备和智能化的储能设备，通过信息化的手段，这三者之间进行机器和机器的沟通，供需之间的平衡将会更加有效。
期待更好政策更大创新
让我们尽情畅想一下能源互联网在未来的情景：可基于人数多寡随时调整建筑的能耗;根据需求远程遥控空调、电灯等电器的开关时间;在智能手机或者电脑上可轻松将自家多余的电卖给他人……
张雷认为，能源的互联网会带来有形的能源资产市场和能源交易市场。
国家电网提出，到2050年将基本建成全球能源互联网。届时，清洁能源占一次能源消费总量的80%左右，成为主导能源，每年可替代相当于240亿吨标准煤的化石能源，减排二氧化碳670亿吨、二氧化硫5.8亿吨，全球能源碳排放115亿吨，仅为2009年的50%左右，可以实现全球温升控制在2℃以内的目标。
在曹寅看来，“能源互联网的实践中，不仅有原来能源圈里的企业，还会出现信息与通信技术企业或者电子企业，并且他们会非常活跃。能源企业一定要有危机意识，可能未来会被外行们颠覆。”
目前，在互联网和能源融合共舞的过程中，不少问题亟待解决。在张雷看来，主要有两方面：政策鼓励和企业自身的创新。
从政策的角度来看，希望对于风电能够像太阳能一样，有更好的政策介入，丹麦和德国的风电基本上都是分布式介入，我们有很多分布式介入的前景，这些使得风电的分布式介入更加便捷。“不仅是太阳能，其他可再生能源也要有分布式介入，因为这可以进一步释放能源的潜力。”张雷认为，“不要总是找一块50GW的地，5GW的地触手可及。”
从企业的角度，相关企业应该做非常大的创新，有敢于颠覆的勇气。”到2025年太阳能和风电应该成为世界的主流能源，我们希望在不远的未来可以结束雾霾时代。”张雷说。
Siemens Sinumerik Operator Panel OP 031 TFT Color
Siemens Simatic S5 Rack 6ES5955-3LC41 6ES5-955-3LC41
Heller PLC90 PLC 90 Uni-Pro ACPU90-VU F23.05005-00088
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Siemens Simatic S5 6ES5950-3AA11 6ES5-950-3AA11
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Siemens Sinumerik Meßkreiskarte 6FX1121-4BL03
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Siemens Simatic S7 FP77 Flat Panel 6AV7861-1TA00-0AA0
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Siemens Simatic S5 Mona 6ES5255-3AC11 6ES5-255-3AC11
Siemens Sinumerik System 8 MS100 CPU 6FX1113-0AA02 3
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Siemens Sinumerik System 8 MS125 6FX1120-0AA00 MS125-A
FANUC Servo Amplifier A06B-6058-H004 TOP
ABB C5 Roboter Card IOC-01 3E032021 E3E031021 NEU
Siemens Simodrive 611 Regelkarte 6SN1118-0DG13-0AA0
Edwards Vakuumpumpe AZ-E2M-12 E2M12 8-10³ Bar
Siemens Simatic S5 WF726B 6FM1726-3BA00 Neuwertig
Dr. Escherich Versorgungseinheit ESUC 110 NC / E TOP
Siemens Masterdrives MC 6SE7018-0EP50-Z Z=C43+G91+F01
Siemens Sinumerik Operator Panelfront 6FC5203-0AF00-0AA...
Siemens Sinumerik Bedienhandgerät B-MPI 6FX2007-1AC03 S...
INDRAMAT AC- Servo Power Supply TVM-2.1-050-W1-220V
Siemens Simatic S5 CPU927 6ES5927-5BA13 6ES5-927-5BA13
Siemens Simatic S5 Zähler 6ES5390-5AA22 6ES5-390-5AA22
Siemens Servomotor 1FT5104-0AC01-9-Z 2000 U/min 45Nm
Danfoss VLT 6008 175Z7052 9,3kVA 5,5kW NEU und OVP
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Inkl. Encoder TR Electronic CE-65M 110-00622
Danfoss VLT 6008 175Z7052 9,3kVA 5,5kW NEU und OVP Nr2
Siemens Sinumerik Sirotec 6FX1125-8AC01 C01 NEU OVP
INDRAMAT AC-Servo Controller TDM-3.3-030-300-W1
INDRAMAT AC-Controller HDS03.1-W075N-HS37-01-FW A0075
Danfoss VLT 6008 175Z7009 9,3kVA 5,5kW NEU
Siemens Simatic S5 VIPA SSN BG89L Stand 24 Top Zustand
Siemens Simatic S5 CPU928 6ES5928-3UA11 6ES5-928-3UA11
Siemens Simadyn D 6DD1601-0AD1 PG11 Prozessmodul
Siemens Simodrive 610 Leistungsteil 6SC6170-0FC51 70A
Siemens Simatic S5 Buko S5 6AB6136-0AB 6AB6-136-0AB
Siemens Simatic S5 Phoenix Interbus IBS S5 DAB/I 2767...
SIEMENS Simodrive 650 Regelungs BG 6SC6500-0BB01
刘锦燕(业务经理)
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直线电话：0592-5580706
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