羅克韋爾自動化南太平洋區負責人 Anthony Wong 補充，“羅克韋爾十分重視可持續發展，因此當 RUC 就這個前瞻性項目與我們接洽時，我們興奮不已，希望能夠合作將想法落地，能夠用我們的硬件和軟件解決方案提供可靠性和高性能。”
“盡管這款解決方案是在澳大利亞設計和建造，其將能夠在全球各地鋪開。要讓采礦業更加可持續以及實現全電動礦井的愿景，這么一小步能帶來重大意義。我們贊賞 RUC 在構想這款真正有創意的解決方案時所展現出獨創力和遠見。”他說道。
案例研究 | 礦業
RUC Mining 攜手羅克韋爾自動化共同發掘地下礦井提升機的發電潛能
RUC Mining 為礦井提升機引入了依托羅克韋爾 PowerFlex 變頻器系統的創新型再生能源存儲解決方案。
- 打造的創新型解決方案能夠將地下礦井提升機轉變為發電機，并利用再生存儲解決方案來儲存能源
- PowerFlex? 755TR 可變速驅動器 - 靈活且適用于吊車、提升機以及升降機
- 低壓電機控制中心
- ThinManager? 軟件 - 可用于管理應用程序
- FactoryTalk? View Site Edition 軟件 - 能夠實時、全面地查看 HMI 操作的概況
- 網絡和安全服務
- 產品支持
- 羅克韋爾、RUC Mining 以及澳大利亞能源動力系統 (EPSA) 強強聯手，開發出有效的再生存儲解決方案
- 可持續發展收益 - 在 24 個月的時間段內：預計一共可節省 1,427 千升柴油（大約可節省 200 萬澳元）；可減少 3.85 公噸的 CO2 輸出；為發電而排放的溫室氣體大約可減少 42%
- 釋放未來潛能 - 在較大型提升機上部署新的創新型解決方案
挑戰
地下礦井提升機或提升絞車是一種強力機械，可用于在礦井中升降礦物和物料。
它們能夠高效地垂直運輸物料，不需要使用更大型器械，礦井也不會因此產生更多成本。
向上運輸時會消耗大量電能，而向下運輸就不會。
一次向下運輸的過程讓 RUC Mining 萌生了一個創意想法，這個地下礦井提升機領域專家好奇的是：如果能將向下運輸時產生的能量儲存起來，再用于向上運輸的話，會怎么樣呢？
如果可行，其將對可持續發展帶來深刻影響，也會大大推動未來電氣化礦井的發展。但是，需要首先梳理過程中會碰到的技術難題以及具有挑戰性的任務。
RUC 電氣經理 Greg Bell 認為不應只停留在想法層面，而應該想方設法將其變成現實。他和 RUC 團隊選擇與戰略性合作伙伴羅克韋爾和澳大利亞能源動力系統 (EPSA) 強強聯手，打造完全集成的解決方案，希望這款解決方案能推廣至全球各地的提升機。
與這些合作伙伴攜手之后，RUC 團隊認為他們打造出了面向地下礦井提升絞車的全球首款再生能源儲存解決方案，讓這些機械完全依靠自己所儲存的能源，而不必需要另外配置柴油發電機。
在澳大利亞的一個礦井中首次應用這款解決方案時，RUC 安裝了 RUCShaw 512 單卷筒提升絞車。這款提升絞車由 710 kW 驅動器提供動力，提升力達到每秒五米、繩拉力達到 12 公噸、設計井深達到 1,600 米。
解決方案
一項技術復雜但助力可持續發展的解決方案
要從礦井中向上吊起一車物料，電機需要消耗能量。但向下移動時，電機卻有可能變成發電機。
“大部分礦井提升機搭配使用制動電阻包和散熱風扇來處理產生的熱量。但是這些電阻包會造成單點故障，且特定于某款應用程序。因此，制動功率稍有變化，就需要重新計算。”Bell 說道，
“為了避免這種情況，我們提出將產生的動力往回傳輸到進線電源總線，等待系統負荷吸收。”他補充道。
為了落實這款解決方案，羅克韋爾提供了有源前端 (AFE) Powerflex? 755TR 再生可變速驅動器、低壓電機控制中心、GuardLogix? 控制器、可管理應用程序的 ThinManager? 軟件、可實時且全面查看 HMI 操作概況的 FactoryTalk? View Site Edition 軟件、網絡和安全服務以及產品和技術支持。
用于儲存再生能源的電池是由 EPSA 提供的 Cat PGS 1260 Battery Energy Storage System (BESS)。這款電池擁有并聯逆變器和電池組架構，能夠提供額外冗余。
“在一個還在進行中的項目中，我們將這套解決方案部署到兩個提升機驅動器上。我們也在考量如何將其融入未來的項目中。我們也看到這款解決方案的潛力，希望能將其推廣到全球各地的新礦井和已有礦井中。”Bell 表示。
結果
可持續發展收益
再生能源儲存解決方案就位后，可以減少使用柴油發電量，因此收獲顯著的環境效益。RUC 預估初始安裝后的 24 個月里，再生能源儲存解決方案將能夠實現以下目標：
- 柴油消耗量預計可減少 1,427 千升，大約可節省 200 萬澳元
- 可減少 3.85 公噸的 CO2 輸出，這相當于汽油車行駛 12,700 公里排放的氣體
- 為發電而排放的溫室氣體大約可減少 42%
“除了這些明確的可持續發展收益外，再生能源儲存解決方案還能夠縮減每日運營成本、縮短工廠運營時長、減少維護需求，為電力系統提供負載箱等被動元件所不能提供的額外冗余。”Bell 表示。
技術專業知識的碰撞
這個再生儲存項目不僅要歷經復雜的技術集成，還牽涉到大量行業首創，沒有現成模板可遵循。
“有些公司并不愿意成為‘吃螃蟹的人’，因為‘敢為人先’并不能保證一定成功。但是羅克韋爾從一開始就全力支持。他們幫助我們挑選能為提升機供應動力的合適驅動器，還與我們合作無縫集成，在驅動器與電池之間實現再生協調。”Bell 表示。
“再多的溢美之詞也不夠夸贊羅克韋爾技術團隊，這些頂尖工程師在合作中展現出非凡的能力。另一個主要好處是羅克韋爾供應商手冊和技術信息。這些文檔內容優質且最新版本也公布在網上。不論是培訓員工還是遠程工作，都少不了這些關鍵信息。我都不需要再負責修訂把控，因為我們隨時都能獲取最新版本。”他補充道。
Bell 特別提到了在這個項目所使用硬件的幾個關鍵優勢：
- 出眾的驅動器可配置性和參數化。RUC 在這款定制的首創解決方案中要應付的參數大約有 1,500 個，而羅克韋爾的驅動器提供了其所需的靈活性
- 內置安全性 - 提供達到 SIL3 的安全扭矩功能，滿足礦山經營者的性能要求。（SIL 的全稱為安全完整性等級，這個評級系統會針對持續運作的系統或按需運作的系統，將安全性與會招致危險的故障概率相關聯并用數值呈現，其中 0 安全等級最低，而 4 安全等級最高。）
- 專用驅動器。羅克韋爾 PowerFlex 755TR 專用于吊車、提升機和升降設備，換句話說，這款產品的所有功能可滿足如此嚴苛應用場景的要求。
“除了硬件之外，羅克韋爾的軟件也能夠與我們的控制和安全系統以及可用于診斷和高級故障排除的歸檔系統配置工具/數據記錄儀進行無縫集成。我們遵循羅克韋爾的控制器附加指示，在驅動器與空氣斷路器測量儀表之間進行了簡單集成。”
額外獲利以及前景光明的未來
盡管再生能源儲存項目的初衷不在于此，但這款新解決方案提供了“無沖擊”性能，還在電池內提供額外的冗余。
“當提升機突發斷電時，液壓制動的沖擊幅度很大，就會發生故障。有了再生能源儲存解決方案后，我們可以用電池對應兩個逆變器，這樣就可以收獲額外冗余。也就是說，即便供電停止，提升絞車也不會停止，而是提供順暢的無沖擊性能。”Bell 說道。
“由于電能會直接傳回至電池，熱能不會無謂的消耗掉，因此這類解決方案能夠隨時縮小到滿足任何能源應用場景要求，也能覆蓋電梯這類應用場景。我們認為這是全球范圍內提升機能使用的唯一一款有效的重力、動能能源儲存系統，我們很榮幸能在澳大利亞推出這款產品。”
“我們計劃逐步推廣該技術，因為面對未來的電氣化礦井發展，垂直運輸應能夠以實惠、可操作以及可達成等級超越同類的方式從礦井中運出物料。該技術也擁有巨大的外銷潛力，讓我們能在全球范圍內展示澳大利亞的創新能力。”
發布時間 2024年3月7日