智能MCC在海洋生產(chǎn)平臺(tái)的發(fā)展趨勢

胡雪麗

摘 要：隨著現(xiàn)場總線技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，使得工業(yè)控制技術(shù)由自動(dòng)化向智能化過渡成為可能和必然。海洋生產(chǎn)平臺(tái)上廣泛應(yīng)用的MCC（馬達(dá)控制中心），隨著技術(shù)的發(fā)展，由普通型發(fā)展為智能型成為一種趨勢。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)場總線；智能MCC；海洋生產(chǎn)平臺(tái)；趨勢

1 概述

現(xiàn)在海洋生產(chǎn)平臺(tái)多數(shù)采用傳統(tǒng)的MCC，只包括機(jī)電元件和普通儀表，而且所有連接都是通過硬接線實(shí)現(xiàn)。生產(chǎn)平臺(tái)一般有三到四層甲板，用電設(shè)備分布在不同層的甲板，用電設(shè)備的控制和監(jiān)視需要平臺(tái)人員現(xiàn)場操作和巡視，而且要定期進(jìn)行。隨著智能MCC的發(fā)展并逐步被應(yīng)用起來，對于海洋生產(chǎn)平臺(tái)這種條件相對惡劣的環(huán)境，采用智能MCC成為可行和必要的。智能MCC采用新型智能元件和現(xiàn)場總線技術(shù)，較傳統(tǒng)MCC優(yōu)勢明顯，實(shí)現(xiàn)集中控制、操作、在線監(jiān)控現(xiàn)場各用電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

2 海洋生產(chǎn)平臺(tái)傳統(tǒng)MCC系統(tǒng)的現(xiàn)狀

海洋生產(chǎn)平臺(tái)傳統(tǒng)MCC系統(tǒng)主要由斷路器、接觸器、熱繼電器、電機(jī)保護(hù)模塊、降壓啟動(dòng)器、電流表、電壓表、電度表等組成。

整個(gè)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對平臺(tái)各層的三相電機(jī)、照明及電伴熱系統(tǒng)等設(shè)備供電。MCC一般采用抽出式開關(guān)柜。不帶現(xiàn)場控制盤的電機(jī)回路采用在配電室和現(xiàn)場二選一的控制啟/停方式；帶現(xiàn)場控制盤的電機(jī)采用現(xiàn)場控制方式。22kW以上電機(jī)在MCC設(shè)電流表。啟動(dòng)對電網(wǎng)沖擊大的電機(jī)采用降壓啟動(dòng)的方式。MCC中斷路器均具有過載、短路等保護(hù)功能。

傳統(tǒng)MCC與中央控制盤的連接方式主要有2種，一是在MCC柜旁設(shè)一本地I/O柜，MCC的電機(jī)和饋線回路的相關(guān)控制信號(hào)經(jīng)控制電纜與之連接，再由遠(yuǎn)程I/O站與本地I/O柜相連。另一種則是MCC的電機(jī)和饋線回路的相關(guān)控制信號(hào)經(jīng)控制電纜直接與遠(yuǎn)程I/O柜相連。在中控實(shí)現(xiàn)的是對現(xiàn)場運(yùn)行電機(jī)的啟/停狀態(tài)的監(jiān)視和緊急狀態(tài)的關(guān)斷功能。

這種傳統(tǒng)的MCC，雖然具備完整的供電和控制功能，但隨著智能技術(shù)的發(fā)展，可以進(jìn)一步優(yōu)化。第一，現(xiàn)場用電設(shè)備分布在不同層的甲板，平臺(tái)現(xiàn)場操作和巡視需要投入大量的人力；第二，中控?zé)o法直觀地觀察和分析設(shè)備的運(yùn)行及故障狀態(tài)；第三，中控和MCC之間無法完整的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的傳輸和交換。

3 智能MCC系統(tǒng)的特點(diǎn)和配置

智能 MCC是一種將設(shè)備網(wǎng)（DeviceNet網(wǎng)）技術(shù)、通訊技術(shù)、控制網(wǎng)技術(shù)融入到傳統(tǒng)的MCC，將 MCC中各用電回路通過網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，使之成為一個(gè)設(shè)備網(wǎng)層面的自動(dòng)控制系統(tǒng)。各種智能元器件及控制系統(tǒng)均可接駁在設(shè)備網(wǎng)上進(jìn)入系統(tǒng)。

智能MCC一次回路由斷路器、接觸器、馬達(dá)保護(hù)器組成。智能MCC的核心是馬達(dá)保護(hù)器，用于對電機(jī)運(yùn)行的控制，通常分為直接啟動(dòng)和降壓啟動(dòng)兩種。智能MCC中的馬達(dá)保護(hù)器取代傳統(tǒng)的熱繼電器等元件，對電機(jī)的保護(hù)更完善：能夠?qū)⑦\(yùn)行中的過載、過流、短路、接地、過/欠壓、堵轉(zhuǎn)、超溫等功能體現(xiàn)出來，并通過總線傳輸?shù)街锌剡M(jìn)行組態(tài)，采集MCC所有電動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)，控制電機(jī)的啟/停，可在中控室方便的操控現(xiàn)場電機(jī)及監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)。

智能MCC的特點(diǎn)：

①無需I/O現(xiàn)場柜，通常每根通信總線最多可控制100個(gè)電機(jī)回路；

②線路接點(diǎn)少，抗干擾能力強(qiáng)，故障原因明確，便于查找排除；

③采用總線通信方式，平臺(tái)在陸地的安裝和調(diào)試周期短；

④平臺(tái)后期改造增加設(shè)備回路時(shí)，擴(kuò)展方便、靈活；

⑤運(yùn)行管理信息豐富，方便對數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，從而做出更好的決策，降低維護(hù)費(fèi)用及減少停機(jī)時(shí)間；

⑥具有備件管理功能，備件數(shù)量少，備用投資少。

4 智能MCC與傳統(tǒng)MCC的比較

①從硬件上看，智能MCC連接簡單，節(jié)省時(shí)間。

傳統(tǒng)MCC與中控的連接主要方式是遠(yuǎn)程I/O柜經(jīng)控制電纜與本地I/O柜或者M(jìn)CC的監(jiān)控控制信號(hào)連接。而點(diǎn)到點(diǎn)的控制信號(hào)連接決定了電纜數(shù)量多，施工量大。

智能馬達(dá)控制中心MCC在與現(xiàn)場設(shè)備連接后，只需通過1根RS485現(xiàn)場總線，即可實(shí)現(xiàn)MCC與中控的信息交換，省去了控制電纜和I/O柜這些中間環(huán)節(jié)，連接簡單，通訊可靠。

②由于RS485現(xiàn)場總線的引入，省去了控制電纜和大量I/O，中控點(diǎn)數(shù)減少，控制系統(tǒng)集成的成本得到減低。

③因控制系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)減少，系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試時(shí)可減少大量時(shí)間；且不需要經(jīng)中控I/O端子柜的轉(zhuǎn)接，使系統(tǒng)的故障點(diǎn)也相應(yīng)減少。

④現(xiàn)場維護(hù)更加簡單。從中控的狀態(tài)監(jiān)視信息即可整體觀察各層設(shè)備的運(yùn)行狀況和故障情況，利用平臺(tái)整體分析。

⑤從長遠(yuǎn)看，智能MCC控制系統(tǒng)的開放性和可擴(kuò)展性，使得平臺(tái)后期改造變的簡單。

5 投資節(jié)省簡述

5.1 設(shè)備費(fèi)用

采用智能MCC無需現(xiàn)場控制柜，采用的總線技術(shù)，每根通信總線可控制上百個(gè)電機(jī)回路，節(jié)省了大量儀表電纜。

5.2 與設(shè)備相關(guān)的其他建造等方面的費(fèi)用

海洋平臺(tái)的建造對于重量的限制非常嚴(yán)格，增加重量不僅對導(dǎo)管架有影響，而且對吊裝的影響也非常大。若干電纜的減少，也相應(yīng)的減少了電纜托架和支架的需求。這些可使得海洋平臺(tái)在陸地建造的時(shí)間和費(fèi)用相應(yīng)減少。對整個(gè)工程從采辦、建造到吊裝、生產(chǎn)都有非常重大的意義。

5.3 日常維護(hù)和巡檢費(fèi)用

智能MCC的采用，可大量減少人員對設(shè)備的日常維護(hù)和巡檢的工作量，節(jié)省大量人工費(fèi)用。

5.4 節(jié)能減排

響應(yīng)國家“節(jié)能減排”的號(hào)召，采用智能MCC從設(shè)計(jì)上優(yōu)化方案，節(jié)省資源投入。

綜上幾個(gè)方面的考慮，智能MCC在海洋生產(chǎn)平臺(tái)的應(yīng)用是可行的，并有廣泛應(yīng)用的趨勢。

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