文/gongkong 史虹
西南之地，幅员辽阔，有天高水远、苍茫凄美之青藏，有富饶宜人、绚烂多彩之川云，其地貌、民风、经济水平迥异。近年来随着西部大开发战略的实施，西南的的天然宝藏已越来越多的转化为工业成果，而自动化在西南自然环境保护与工业发展、产业升级的和谐双赢中发挥着不可替代的作用。
青海盐湖 打造循环经济的化工航母
走进青海格尔木这片神秘的土地，你无法不惊艳于盐湖的美景，更无法不赞叹这片白色瑰宝上的工业奇迹。
察尔汗盐湖是中国最大的盐湖，青藏公路穿越此段的32公里路面皆由盐铺就，又称“万丈盐桥”。 察尔汗盐湖的氯化钾表内储量就占全国已探明储量的97%，整个盐湖潜在的开发价值超过12万亿。位于格尔木市察尔汗盐湖畔的盐湖集团是中国最大的钾肥生产基地，2010年固定资产已达到120亿元，钾肥生产世界排名第四。这个历史悠久的西部老厂，正焕发着勃勃生机，不但使中国钾肥工艺技术跻身世界先进水平，更在打造绿色化工产业基地上成为西部大开发的典范。
近年来，盐湖集团陆续研制成功了反浮选-冷结晶生产工艺技术、水采船技术、浮选药剂等多项世界性尖端技术。其中水采船研制技术获重大设备国产化改造科技创新奖，该水采船比原来美国进口的设备节省了一半成本。一系列技术难题的攻克，使中国钾肥业总体工艺技术水平一步跨入了世界先进水平。到2010年，盐湖集团累计出产优质氯化钾产品630万吨。
独特的区域特点，使盐湖集团所在的柴达木循环经济试验区既要发展经济，又要保护自然环境。在西部大开发十年中，依托丰富的资源优势，在成功打造中国百万吨钾肥生产基地的基础上，盐湖集团又分三期开启了大化工综合的宏图：一期以钾肥工厂生产的氯化钾为原料，生产碳酸钾、PVC等；二期以生产钾肥的废弃物氯化钠生产烧碱、合成氨尿素等；三期以氯化钾的复产氯化镁为原料生产金属镁,有效实施对盐湖资源金属镁、碳酸锂为龙头的镁、锂、钠等资源的综合利用，着力构建循环经济产业链。
察尔汗盐湖
盐湖集团项目现场
由于受技术条件和开发理念的限制，此前近30年，察尔汗盐湖的资源开发，始终没有能够摆脱单一提取钾肥的粗放型开发模式，大量的钠、镁、锂等伴生资源都被当作废料排放。盐湖集团每年生产200万吨钾肥，要排出1500多万吨富含镁盐的废弃物，以它们为原料的每吨金属镁产生的效益是钾肥的十倍。从2005年开始，格尔木开始了循环经济的探索，依托钾肥生产，将以前当废料排放的钠、镁、锂等伴生资源进行循环利用，打造盐化工产业航母。一期投资60亿元的氧化钾深加工项目现已开车；二期投资60亿元的氯化钠深加工项目正在建设中；三期规模空前的氯化镁深加工项目于2010年7月刚刚开工，这个“巨无霸”项目建成投产后，将使盐湖集团从钾肥产业、盐化工产业进入有色金属和煤盐结合化工领域、逐步形成镁产业集群，建成世界最大的镁工业基地。同时，通过与区域内油气化工和煤化工的结合，这里将被打造成国内最大的有机盐和无机盐化工基地。
据盐湖集团副总裁、化工分公司总经理李浩放介绍：“盐湖集团虽处偏远高原，但站得高看得远，核心工艺全部采用国际先进技术。很多工艺国内尚不具备成熟的技术，盐湖集团便从美国、加拿大等国引进。这对控制系统的要求非常高。”在自控、电气方面，盐湖集团同样走在行业前沿，选择了国际知名厂商的高端产品，而其中西门子的产品应用最为广泛。
盐湖集团2000年开始批量使用西门子电动机和变频器，应用于采盐船的矿浆泵等。2005年盐湖集团百万吨钾肥综合利用项目启动，一期、二期项目所有化工装置及热电厂DCS都使用了西门子PCS7系统，一、二期各使用PCS7 七套，其中最大的乙炔项目控制点数达到一万点；一、二期项目的高低压配电和马达控制系统也全部使用了西门子的配电柜和MCC柜；一、二期项目辅助设备配套自控系统使用了西门子PLC产品,并在部分装置中使用了西门子的物位计、分析仪等仪表产品。
盐湖集团副总裁、化工分公司总经理李浩放
盐湖集团三期规划图
谈到项目的控制难点，李浩放提出了“四个化”：即信息化、网络化、模块化、标准化。工艺现场信息五花八门，需要高度信息化，以将新信息传输到控制室；项目装置多、关联性强，装置间的关联性及与前后端的延伸链接需要高度的网络化；控制系统需要模块化的丰富功能实现不同的工艺要求；标准化则可以使项目向楼宇自动化等外部系统的标准统一。
李总认为PCS7在这四化方面做得非常好。模块化方面，针对不同的控制对象PCS7有不同控制产品；网络化方面，上位的以太网和下位的Profibus通讯都能覆盖；信息化方面，PCS7与上游企业管理软件能够有机结合。此外,盐湖集团还在做资产管理系统，进一步提升企业的集团化管理水平，未来其西宁、上海、武汉等分公司将可与集团公司的系统相连，实现网络化办公。下一步，盐湖集团致力于将生产现场的信息上传到控制指挥和企业决策中心，实现精益化生产管理。
如此规模的化工项目，又是建在干燥多盐的高海拔地区，盐湖集团要克服不少困难。李总说，项目对设计、施工、安装、监理、供应商和业主而言都是第一次。同时，为响应国家节能降耗的政策，盐湖集团在生产工艺设计上尽量遵循循环经济的3R原则，即再循环、再利用、减量化。因此，在装置的采购选择上，盐湖集团综合考虑了一次性投资（包括关税）、维护、能耗等各种因素，比较分析，择优而选。
一、二期项目的环境条件对控制设备的稳定性和环境耐受性提出了极大的挑战。据总工程师黄龙介绍，在露天高温和强烈紫外线照射下，电线电缆极易老化、龟裂，设备表温通常达到75度以上，盐蚀也容易造成仪表等绝缘强度下降。此外，如此大规模、地处偏远的项目，对技术服务也提出了非常高的要求。在控制产品到达现场前，西门子方面在实验室对盐湖集团的技术人员做了全面的培训。在调试阶段，每个装置也都有西门子的人员在现场负责。黄总工表示，因为地域关系，物流落后，未来希望能够建立起现场备品备件库以应对生产之需。
西门子电机用于矿浆泵
成都宏天 自主创新走向国际
地处天府之国的成都宏天电传工程有限公司成立于2001年，是宏华集团旗下子公司。在香港上市的宏华集团不但是国内钻机行业的领头羊，更占据85%的国外钻机市场，产品涵盖陆海空钻井平台。宏天电传主要从事电气传动、自控和电机业务，产品服务于石油钻井、船舶、冶金、电力等行业。借助先进的自动化技术，短短几年宏天已发展为钻机电传系统国内规模最大的工程公司。
自成立以来，宏天逐步由单一产品生产发展成以石油钻机电传系统为主业的自动控制系统集成商，目前已能够提供交流VFD、直流DBS、MCC、司控房等，并设有DBS数字钻机培训室，其电控系统产值每年5亿-8亿。此外，宏天还是西门子、ABB、施耐德等国际知名电控厂商的认证系统集成商。
据宏天电传副总经理王江阳介绍，宏天拥有4000米研发大楼、120余位专业研发人员，技术实力国内领先。2000年宏天以变频电机替代直流钻机，出口乌兹别克斯坦。2002~2003年宏天开创性的研发出国内真正第一台四象限变频的交流变频电控钻机（40DBS），并于2004年成功打入美国市场。2001-2008年间，宏天年出厂300套石油钻机电传系统，产品随宏华钻机分布到美国、俄罗斯、中东、东南亚、非洲等30多国家和地区，其中50DBS钻机还在泰国创造了打井第一的记录。
97年开始与西门子合作，宏天从传动、控制到低压、冶金、防爆等与西门子的合作不断加深。目前，西门子产品在宏天电传主要有以S7-300为主的全系列PLC，以及ET200工控机、MP377、MP277等触摸屏；驱动部分有Sinamics S120柜机、Simovert 6SE71柜机，以及其他变频器，其中使用6SE71的设备有2套在巴基斯坦，使用S120的设备一套在四川，另两套已整装待发出口海外。此外，部分设备还用到西门子的超声波液位计。西门子产品在宏天的控制、配电使用中占有80%的份额，2008年全年用量接近1千万。
宏华集团宏天电传工程有限公司副总经理王江阳
宏天电传工程有限公司商务部部长万小宏
据宏天电传商务部部长万小宏介绍，全球主流钻机分为机械、电驱动和液压钻机三种。其中机械钻机主要用在3000米以下，电驱钻机在升井钻机中使用较多，是2000年后中国主要推广的钻机。从3000米下的轻型钻机、3000-5000米的升井钻机到5000-12000米的超升井钻机宏华都有。
钻机系统主要由柴油发电机机组控制、传动系统和配电控制系统构成。柴油发电机机组控制系统主要用于保证电网电压稳定在600伏。宏华主要使用卡特的3512B 柴油机，其50D钻机需7台变频器，40D钻机需4台变频器。传动系统负责绞车、转盘和泥浆泵三大主工作机的驱动控制。其中绞车最为核心，它确定钻井升降高度和钻机类型，一般7000马力可达到2000米升降，需使用直流变频；转盘比较流行顶驱控制，宏华自主研发的直驱式顶驱成为业界一大创新；而泥浆泵以 F1300或F1600（1300马力/1600马力）为主流配置。
配电控制系统负责把600伏电压转成300伏，并且保持MCC平台的400伏电压。宏天的配电控制实现了全自动，并且系统都集成到司钻房，通信、信息化、远程监控、电传效率等方面均采用了最先进的技术，自动化和智能化程度很高，司钻员只需用手饼和触摸屏即可操作。
宏天对品质的要求不仅体现在控制设备上，其工厂也是按照西门子等国际领先的装配线来设计的。在宏天组装工厂里，记者看到顶驱房使用了西门子S120变频器控制 750千瓦和500千瓦两个电机。电控房的柴油机调速采用Woodward，发电机调频控制采用了西门子6RA70。司钻房负责整井场监控，里面配备了安全仪表、视频监控、钻机控制、气体检测等系统。由中控配套的司钻房里，一名技术人员正在通过西门子MP370 触摸屏监控钻机状态和发布指令。在厂里，我们还看到宏天准备用在顶驱上的一台900kW逆变器，由宏天自行组装成柜。
据万部长介绍，在钻机自动化所用的人机界面（包括软件）中，西门子产品基本一统天下。因为在钻机中使用的PLC等控制设备对可靠性和实时性要求非常高，一旦停机或故障，就会严重影响钻井场的经济效益和安全性。因此西门子的PLC在宏天用量也非常大，基本是S7-400热冗余、S7-300做冷备份。
传统的石油行业信息化相对落后，对软件和通讯应用比较保守。据王总介绍，现在远程服务等技术已经率先在宏天得到应用。在宏天产品中使用的西门子S120变频器也是第一次在中国钻井行业中应用。
司钻房外部
顶驱房内部
维护服务对钻机作业的戈壁荒原来说是极大的考验，那里通常人烟罕至、极寒极热，调试和服务对保证设备正常运行非常关键。宏天每年大量的工程项目培养、积累了大批工程师和服务、调试人才。同时，为了就近服务客户，宏华在俄罗斯、迪拜、美国都设有分公司，在巴西、南美、中东设立了办事处，而西门子在当地的服务支持和对技术人员的培训也有力支持了项目运转。
谈及未来的发展，王江阳表示，宏天下一步要发展海洋装备，主攻海上平台的机电一体化联合设计。海上钻井设备对安全要求极高，尤其是墨西哥漏油事件后，各国石油开采公司对设备要求更为严苛。王江阳表示，西门子在欧洲的领先技术将会有力支持宏天未来的研发。借助母公司宏华在海洋钻井市场占据占中国半壁江山的优势和自身的技术实力，宏天致力于成为海洋钻机电传行业的领先企业。为了扩能，宏天5千平米的新生产作业厂房正在如火如荼的兴建中。我们期待着宏天以自主创新的精神，在更广阔的平台上开拓新的辉煌。
电控房内部
西门子工业领域成都分公司产品推广总监戴霁明
西南地域广袤、基础落后，然而潜力无限。西门子在西南的业务发展与国家西部开发政策紧密相连，主要专注制造业产业升级和新老能源行业，包括钢铁、水泥等传统行业以及新兴的太阳能、市政等产业。据西门子工业领域成都分公司产品推广总监戴霁明介绍，西门子的产品线完整而丰富，与西南各行业发展有很多契合，随着西部开发力度的加大，近几年西南区业务量显著提升。
