Wydobycie litu z jezior solnych, jako ważna część nowej branży energetycznej, przeżywa gwałtowny rozwój. W obliczu złożonych procesów, takich jak adsorpcja, nanofiltracja i odwrócona osmoza, uproszczenie okablowania, realizacja elektrycznego sterowania komunikacją i pełna integracja systemu sterowania ciągłą wymianą jonową z DCS stały się celem klientów w pewnym projekcie wydobycia litu. Realizacja zintegrowanego sterowania DCS znacznie zmniejszy trudności i koszty konserwacji użytkownika. Opierając się na zaawansowanym systemie sterowania automatyzacją procesów PCS 7 V10 i elastycznych rozwiązaniach na miejscu, Siemens pomógł projektowi integracji podstawowych soli litu z jeziora solnego w budowie wydajnej, inteligentnej i łatwej w utrzymaniu nowoczesnej fabryki.
Słowa kluczowe: Przemysł chemiczny, integracja soli litu, SIMATIC CFU, CN 4100, ET 200PA SMART +, ET 200SP HA
Skala i architektura projektu
Informacje o projekcie: Projekt integracji podstawowych soli litu w jeziorze solnym
- Architektura CS oparta na PCS 7 V10.0
- 4 pary redundantnych serwerów OS, 33 klientów OS, 13 par AS410-5H, 15 jednostek AS-410S
- Ponad 14 000 fizycznych IO
- Ponad 1000 napędów SINAMICS/SIMCODE
- Ponad 400 komunikacji ModbusTCP/OPC, ponad 2000 instrumentów HART
- Stacja zarządzania zasobami AMS, serwer historii PH, serwer antywirusowy AVR, serwer OPC UA
Najważniejsze cechy projektu:
Bezpośrednie sterowanie DCS kluczowym sprzętem — ciągły wymiennik jonowy
W projekcie integracji podstawowych soli litu z jeziora solnego, ciągły wymiennik jonowy, jako kluczowy sprzęt, jest tradycyjnie sterowany przez PLC dostarczony przez producenta sprzętu. Takie podejście nie pozwala na osiągnięcie prawdziwej integracji, a konserwacja po instalacji zależy od producenta, co prowadzi do złożoności i wysokich kosztów. Siemens przełamał konwencję, przyjmując system sterowania PCS 7 V10.0. Poprzez magistralę Profinet, enkoder pozycji obrotnicy jest bezpośrednio podłączony do redundantnej sieci DCS, co z powodzeniem umożliwia jednorodne sterowanie całym procesem ciągłego wymiennika jonowego przez DCS.
Aby spełnić wymagania procesowe, system sterowania Siemens precyzyjnie kontroluje kluczowe urządzenia, takie jak stacje pomp hydraulicznych, napędy serwo i wyspy zaworowe, z cyklem wykonawczym 50 ms. Implementuje również strategię sterowania „szybkie przybliżenie + precyzyjne pozycjonowanie” dla silnika serwo hosta, zapewniając, że obrotnica ciągłego wymiennika jonowego dokładnie dokuje w określonej pozycji zaworu, osiągając czas reakcji systemu nie dłuższy niż 100 ms.
Jednocześnie zespół projektowy Siemens opracował dostosowane szablony sterowania CMT i graficzne interfejsy operacyjne Faceplate dla hostów od trzech różnych producentów, znacznie poprawiając wydajność konfiguracji i wygodę późniejszej rozbudowy sprzętu.
Dzięki temu rozwiązaniu technicznemu Siemens nie tylko pomógł klientowi osiągnąć prawdziwe zintegrowane sterowanie kluczowym sprzętem, ale także przyniósł kompleksową optymalizację w zakresie szybkości reakcji systemu, wygody obsługi oraz kosztów po eksploatacji i konserwacji.
Szybka konfiguracja logiki urządzenia i ekranów w oparciu o CMT i Faceplate
Zastosowanie kompaktowych jednostek polowych CFU
Aby sprostać wyzwaniom związanym z dużą liczbą wymienników jonowych, szerokim rozproszeniem i złożonym okablowaniem w fabryce wydobycia litu z jeziora solnego, Siemens dostosował rozwiązanie kompaktowej jednostki polowej SIMATIC CFU dla tego projektu. Zostało ono z powodzeniem zastosowane w ponad 3000 punktów sygnałowych na miejscu, z rozmieszczonymi ponad 300 jednostkami CFU. W porównaniu z tradycyjnym scentralizowanym okablowaniem IO, liczba terminali budowlanych na miejscu została zmniejszona o prawie 70%, a obciążenie pracą związaną z okablowaniem zmniejszyło się o ponad 30%, co znacznie oszczędza czas i koszty budowy.
Siemens SIMATIC CFU obsługuje na miejscu swobodną definicję typów IO. Każde urządzenie integruje 16 kanałów, kompatybilnych z typami sygnałów, takimi jak wejście/wyjście cyfrowe, wejście/wyjście analogowe i protokół HART, umożliwiając szybkie dostosowanie do złożonych wymagań procesowych. Jednocześnie CFU obsługuje funkcję plug-and-play, a nazwy sprzętu są automatycznie dopasowywane do systemu DCS za naciśnięciem jednego przycisku. Wymiana i debugowanie urządzeń są niezwykle wydajne, co znacznie upraszcza codzienną eksploatację i konserwację klienta.
W porównaniu z tradycyjnym okablowaniem, CFU charakteryzuje się elastycznym układem, bardziej ekonomicznym okablowaniem i łatwiejszą konserwacją. Prędkość zbierania i konfiguracji sygnałów IO na miejscu została znacznie poprawiona, zapewniając klientom prawdziwe doświadczenie „mniej przewodów, szybsze debugowanie i łatwiejsza rozbudowa”. Jest to ważna część inteligentnej modernizacji fabryk wydobycia litu z jezior solnych.
Zastosowanie kompaktowych jednostek IO polowych CFU
Uproszczenie systemu komunikacji
W projekcie integracji podstawowych soli litu z jeziora solnego, Siemens zaprojektował dla klienta kompletny zestaw wydajnych i zwięzłych rozwiązań integracji komunikacji, osiągając kompleksową integrację komunikacji urządzeń napędowych, systemów innych firm i instrumentów na miejscu.
W przypadku produktów napędowych, projekt w pełni wykorzystuje serie Siemens SINAMICS i SIMOCODE, które są głęboko zintegrowane z systemem sterowania PCS 7 za pośrednictwem sieci PROFINET, upraszczając tradycyjne okablowanie sterowania. W połączeniu ze znormalizowaną biblioteką Siemens PCS 7 APL, dostęp do urządzeń napędowych jest szybszy, bardziej elastyczny i łatwiejszy w utrzymaniu.
W przypadku komunikacji urządzeń z systemami innych firm, projekt w dużej mierze wykorzystuje procesory komunikacyjne Siemens SIMATIC CN4100, które obsługują wiele protokołów komunikacyjnych, takich jak OPC UA i S7 Put/Get. Z łatwością łączą się ze złożonym sprzętem na miejscu, takim jak zabezpieczenia silników, wirówki, zabezpieczenia linii wysokiego napięcia i systemy kotłowe, znacznie poprawiając wydajność zbierania danych i kompatybilność systemu. Jednocześnie CN4100 realizuje otwartą interakcję danych z systemami wyższego poziomu za pośrednictwem OPC UA, spełniając wysokie wymagania dotyczące przepływu danych w transformacji cyfrowej przedsiębiorstwa.
Projekt wykorzystuje również zintegrowane rozwiązanie sieci fabrycznej firmy Siemens, budując ogólnofabryczną sieć przemysłową od pola do warstwy sterowania i w pełni stosując przełączniki przemysłowe SCALANCE, aby zapewnić wydajność w czasie rzeczywistym i wysoką niezawodność transmisji danych.
Rozwiązanie komunikacyjne Siemens CN4100
Wykorzystanie CN4100 w procesie wydobycia litu w tym projekcie
Podsumowanie projektu
Zaleta kosztowa wydobycia litu z jezior solnych stała się oczywista i stała się obecnie głównym nurtem technicznym. W tym zintegrowanym projekcie wydobycia litu, produkty firmy Siemens, takie jak system sterowania procesem PCS 7, napędy SINAMICS i sieć SCALANCE, zapewniły klientom wydajne i stabilne systemy sterowania i rozwiązania, przyczyniając się do rozwoju branży.
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!
