
图1 Köstritzer啤酒厂每小时为整个德国市场灌装黑啤酒50000瓶
由于生产条件的变化和能源需求的改变,使得Köstritzer黑啤酒生产厂对老旧低压电气设备进行了彻底的技术改造。这里的关键要求是在啤酒生产过程中,即在不停机的状态下,用很短的时间完成电气设备的升级换代。
Köstritzer啤酒厂是图林根州一家现代化的黑啤酒生产厂,采用现代化的啤酒生产设备和安全保护设备。借助于自动化的生产过程,在2009年共生产了3800万L的黑啤酒,每小时为整个德国市场灌装黑啤酒50000瓶(图1)。在新型低压电设备的竞标中,Lobenstein市的强电设备生产厂Salo中标。这家中型企业生产工业自动化领域中使用的低压电气设备和控制系统以及变压器。早在1980年,他们就生产Rittal公司的电气开关设备了。从2008年开始,Salo公司就成为他们主要的合作伙伴了。
而此次Rittal公司Ri4Power系统的关键是采用了Maxi PLS汇流排技术,与Salo项目有许多共同之处。“这里的要求很高:由于规定了断电改造的时间,因此项目开发设计的时间非常紧;同时还要求采用快速装配系统。”Salo公司控制系统和开关设备项目负责人Andreas Klötzing先生回忆道。
例如,这一新的、有两个低压分电器(NSHV 21和22)的400V电气开关柜把照明电路和动力电路的开关控制都集成在一个电控柜内。低压分电器用于为啤酒灌装和制冷设备供电,并提供照明电力和管理办公区的电力。设计计划使用16个电控柜,变压器编号为21和22的供电区以及高压配电柜和电缆接线柜,变压器编号23的供电区为低压配电柜NSHV 21和22供电,6个带NH隔离器的电力输出柜和一个照明分配、动力分配的电控柜。在另外的两个供电区中,电控柜控制系统带有工作数据采集和过程控制系统。
低压配电柜NSHV 21和22的供电应由两台各1600kVA变压器新安装的电缆来供电。两台变压器(21号和22号)永久性地与电网连接,第三台变压器作为辅助备用。提出的要求还有:变压器并联电路的汇流排和电缆连接要保证在30s转换时间内的短路耐受强度为100kA。在低压配电柜NSHV 21和22以及高压配电柜中,电缆的连接要采用插接式电气连接技术,所有的操作提示和故障报警都应传送到上一级工作站控制系统中。
在规定时间内完成更换任务
在这一工程项目中,由电气原理图、接线图和明细表等构成的电气技术文件都要求用Eplan Electric软件来完成。电气系统的技术改造,包括旧电气系统的拆除和新电气系统的安装都要在规定的时间内逐步完成。而在这之前,还不清楚到底可以利用多少、利用什么型号的旧电缆。另外,电控柜的现场安装和装配都要啤酒厂自己来完成。
首先要做的准备工作是拆除旧的电气设备。Salo公司安装了第一台电气设备部件,并准备好所需的电缆。全部的电气设备技术更新改造是在啤酒灌装设备周末停机的短时间内完成的。供电技术设备的运行利用低压侧现有的电力耦合设备不间断地继续下去。“我们可以在很短的生产停顿间隙里完成开关设备的更新改造。利用Rittal公司的配电系统可以快速、简单的完成开关柜的安装,之后也可以毫无问题的扩展。除此以外,令我们折服的是电气开关设备清晰的控制结构以及人员防接触保护装置。”啤酒厂的电气技术负责人Rainer Friedenberger先生说道(图2)。

图2 Köstritzer啤酒厂的电气技术负责人Rainer Friedenberger先生说:“利用Rittal公司的配电系统可以快速、简单的完成开关柜的安装,之后也可以毫无问题的扩展。我们的设备升级换代仅用了2h,也就是实际断电时间为2h。”
独特成就高效工程
在这一工程项目中易于安装的汇流排系统提供了许多的优点和好处。这一工程项目中需要连接的电缆太多了:在工程开始时还不知道哪些老设备中的电缆可以继续使用,也不知道具体的安装细节。“在供电区的安装过程中,Maxi PLS技术和TS 8系统的灵活性和装配友好性能保障了安装位置灵活地相互匹配。”Andreas Klötzing先生说。对Salo公司来讲,高效的工程设计和工程施工是非常重要的。“我们每年生产1000多个开关控制柜,其中95%的都是单件生产。”Salo公司总经理Uwe Rössel先生解释道。
在Herborn市Rittal工程设计中心里完成了整个项目的设计,保障了Ri4Power系统简单快捷的施工。开关控制柜中的元器件安装布局是在计算机上完成的。工程软件Eplan Electric P8实现了Rittal公司产品的最佳设计,并由Salo公司转换为电气技术资料。所有开关控制柜制造所需的数据都在施工图中可以看到。根据这些基础数据,Eplan Cabinet会生成虚拟的电气开关柜示意图或者3D示意图。后续制作和装配所需的数据,例如:孔、螺纹或者通孔的机械加工所需的数据,也都可以通过鼠标点击而呈现出来。
在完成虚拟配置之后,就可以开始机械加工了。由于整个解决方案采用了畅通无阻的数字化技术,因此通过点击鼠标就可以从Eplan Cabinet软件中得到数控加工所需的NC数据了。孔、螺纹的所有数据,需要铣削加工的槽的数据,开关控制柜壁板上的通孔以及安装板等数据,都可以传送到加工机床那里。利用其集成的Routing程序,下一步可以在Salo公司预装所需的电缆束。这都大大减轻了现场的工作量,简化了现场的电缆布线。不仅仅是按照电缆的长度截好了电缆、剥去了线端,而且也都做好了线标。准确无误的电气柜安装已经为期不远了。
更多了解
Rittal公司的Ri4Power电压电器开关控制系统是基于TS 8开关控制柜系统之上的系统,满足了DIN EN 61439-1/-2标准的要求。这家电气开关控制系统生产厂在选择电气开关仪器时并不是选择特定企业的产品,也无需Ri4Power生产许可权。Maxi PLS汇流排系统是一种易于了解的、在高压电领域中使用且安装简单的电缆连接系统。每一个横截面都是45mm×45mm亦即60mm×60mm的正方形,各面都有T型槽,省略了费时费力的机械加工。