羅克韋爾自動(dòng)化（中國）有限公司電力&水行業(yè)銷(xiāo)售經(jīng)理匡曉川

羅克韋爾自動(dòng)化（中國）有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“羅克韋爾自動(dòng)化”）作為全球領(lǐng)先的工業(yè)自動(dòng)化與信息化的公司之一，始終專(zhuān)注幫助企業(yè)尋找適合的工業(yè)自動(dòng)化及信息化解決方案，致力于幫助客戶(hù)提高生產(chǎn)力、降低安全風(fēng)險并達到新的智能化運營(yíng)水平，助力中國企業(yè)實(shí)現智能制造轉型升級。

電力行業(yè)的發(fā)展是國家經(jīng)濟發(fā)展重要的動(dòng)力源泉和基本保障，據羅克韋爾自動(dòng)化（中國）有限公司電力&水行業(yè)銷(xiāo)售經(jīng)理匡曉川介紹，中國發(fā)電企業(yè)的目標是可靠且經(jīng)濟高效地發(fā)電，同時(shí)，需要在資源日益減少、熟練員工不斷流失的情況下提高陳舊資產(chǎn)運營(yíng)效率，并遵守不斷增多的環(huán)境法規。羅克韋爾自動(dòng)化擁有豐富多樣的技術(shù)和解決方案，可通過(guò)提高工廠(chǎng)效率、優(yōu)化工廠(chǎng)運營(yíng)、減少排放、避免計劃外停機、實(shí)現最低的總體擁有成本等優(yōu)勢緩解客戶(hù)面臨的潛在風(fēng)險，幫助客戶(hù)適應發(fā)電行業(yè)不斷變化的形勢。

巧借智能制造的東風(fēng)

當前，智能制造的浪潮正值發(fā)展的風(fēng)口期，電力設備制造廠(chǎng)商紛紛備戰轉型升級的戰略。羅克韋爾自動(dòng)化在中國制造領(lǐng)域具備15年以上的智能生產(chǎn)管理系統MES的部署實(shí)施能力，覆蓋流程制造行業(yè)到離散制造行業(yè)。其通過(guò)MES系統幫助中國的電力設備制造行業(yè)提升整體設備效率（OEE）、識別生產(chǎn)延遲和掌握生產(chǎn)線(xiàn)的情況。OEE解決方案通過(guò)監控工廠(chǎng)基層的活動(dòng)向用戶(hù)報告準確而詳盡的信息，使客戶(hù)了解設備和人員的使用情況，從而實(shí)現提高產(chǎn)量、降低成本、提升質(zhì)量、盡量減少差異等目標?？飼源ū硎荆骸盁o(wú)論是傳統電力裝備廠(chǎng)商，還是新能源設備制造廠(chǎng)商，羅克韋爾自動(dòng)化可通過(guò)其提供的完善的智能制造平臺ProductionCenter，滿(mǎn)足客戶(hù)生產(chǎn)管理的升級，步入智能制造?！?/p>

布局可再生能源發(fā)電市場(chǎng)

“低碳節能”無(wú)疑是世界范圍內的熱門(mén)關(guān)鍵詞，在全世界大力提倡低碳節能、環(huán)保的大勢之下，可再生能源以其優(yōu)勢和特點(diǎn)，越來(lái)越受到各方的重視?！傲_克韋爾自動(dòng)化根據可再生能源發(fā)電行業(yè)的特點(diǎn)，引入先進(jìn)的用于發(fā)電控制的現代化DCS（PlantPAx）系統，將所有自動(dòng)化操作均集成在以PlantPAx系統作為關(guān)鍵組成部分的互聯(lián)企業(yè)中，實(shí)現關(guān)鍵過(guò)程區域間的無(wú)縫集成和工廠(chǎng)的平衡，它還集過(guò)程、離散、馬達控制、信息和安全于一體，單一控制平臺有利于節約備件和培訓成本。除此之外，PlantPAx系統還包括通用平臺、無(wú)縫信息流、簡(jiǎn)化管理、降低總體擁有成本等優(yōu)勢，從而幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率?！笨飼源ㄕ劦?。

積極融合新的技術(shù)

新的技術(shù)也在不斷提升羅克韋爾自動(dòng)化在電力行業(yè)的能力，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）解決方案、智能電力和能源方案逐漸發(fā)揮紐帶作用，為客戶(hù)帶來(lái)價(jià)值性的服務(wù)。其通過(guò)IoT解決方案，幫助中國電力企業(yè)協(xié)調不同的電網(wǎng)設備和能源生產(chǎn)設備之間的分析與操作，并實(shí)時(shí)解決與電網(wǎng)相關(guān)的問(wèn)題。同時(shí)在羅克韋爾自動(dòng)化的大數據分析平臺結合AI、機器學(xué)習以及AR技術(shù)，通過(guò)快速構建和部署IoT應用程序和遍及整體行業(yè)的平臺，將先進(jìn)的智慧電力平臺提供給電力客戶(hù)。值得一提的是，羅克韋爾自動(dòng)化于2018年6月與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方案技術(shù)供應商PTC公司實(shí)施全球戰略合作，通過(guò)將PTC的物聯(lián)網(wǎng)平臺ThingWorx .、Kepware .工業(yè)連接和Vuforia.增強現實(shí)（AR）平臺與羅克韋爾自動(dòng)化的FactoryTalk .MES、FactoryTalk分析和工業(yè)自動(dòng)化平臺有機的結合，為中國的電力行業(yè)客戶(hù)提供完整的智慧電廠(chǎng)/智慧電力設備，使客戶(hù)實(shí)現提高生產(chǎn)率、提升工廠(chǎng)效率、降低操作風(fēng)險和更好的系統互操作性。

在采訪(fǎng)的最后，匡曉川表示，羅克韋爾自動(dòng)化深知中國電力行業(yè)的發(fā)展現狀，通過(guò)多年在中國市場(chǎng)的積累，未來(lái)將充分發(fā)揮羅克韋爾自動(dòng)化的經(jīng)營(yíng)理念，與中國電力行業(yè)客戶(hù)進(jìn)行深入溝通，聆聽(tīng)客戶(hù)的實(shí)際需求，了解客戶(hù)的中長(cháng)期發(fā)展目標，結合羅克韋爾自動(dòng)化的技術(shù)和能力，幫助中國電力企業(yè)實(shí)現智慧電廠(chǎng)之路，并創(chuàng )造企業(yè)的核心競爭力和生產(chǎn)力。

精彩案例

羅克韋爾自動(dòng)化控制技術(shù)幫助水力發(fā)電企業(yè)恢復魚(yú)類(lèi)洄游

1 項目背景

水力發(fā)電是美國發(fā)電行業(yè)的基石。自20世紀80年代以來(lái)，工程師們就開(kāi)始利用激流的能量進(jìn)行發(fā)電，涌現出了眾所周知的胡佛水壩及無(wú)數的小型水電項目。但是，在過(guò)去的幾十年里，因水力發(fā)電受益的人們開(kāi)始意識到水壩的環(huán)境影響，特別是對當地魚(yú)類(lèi)種群造成的危害。

鮭魚(yú)、鯡魚(yú)等物種需要從海洋洄游到淡水河流中產(chǎn)卵，幼魚(yú)孵化出來(lái)后會(huì )沿著(zhù)河流遷徙回海洋生活。傳統水壩會(huì )阻斷自由流向海洋的河流，這給魚(yú)類(lèi)的生存帶來(lái)了威脅。

美國聯(lián)邦和各州的監管機構已經(jīng)采取措施，要求公用事業(yè)部門(mén)尋找幫助魚(yú)群穿行水壩的創(chuàng )新方法來(lái)幫助恢復這些種群。位于華盛頓州的Tacoma Power也是這些公用事業(yè)單位的一員。該公用事業(yè)公司主要承擔向全市半數以上的居民提供電力的重要任務(wù)，其90%的能源由華盛頓西部河流上的水力發(fā)電廠(chǎng)生產(chǎn)。
在TacomaPower的發(fā)電許可證即將更新之時(shí)，該市向其提出了在兩個(gè)水壩附近開(kāi)辟魚(yú)道，以幫助保護當地瀕危物種北美鱒魚(yú)、紅鮭和鮭魚(yú)的要求。

2 項目實(shí)施

2.1 項目介紹

當時(shí)，TacomaPower位于North ForkSkokomish河上游的庫什曼2號大壩，在該河流的North Fork上未配備水力發(fā)電的功能。該大壩于1929年建成，作為庫什曼湖（人造水庫）龐大蓄水系統的一部分。
TacomaPower于1992年在壩基增設了兩個(gè)河流出口閥，以便河水從庫什曼湖流入河床。但是，這些閥門(mén)放出的水流太強，洄游魚(yú)類(lèi)無(wú)法從這里穿過(guò)。為了給魚(yú)類(lèi)提供適航通道，Tacoma Power需要為向上游進(jìn)發(fā)的成魚(yú)和向海洋遷徙的幼魚(yú)建造魚(yú)類(lèi)收集設施。該公用事業(yè)公司為實(shí)現分散水流的目標，通過(guò)在壩基新建一座發(fā)電廠(chǎng)將水流轉化為電力。

發(fā)電廠(chǎng)需要模擬河水的自然流動(dòng)，既能為周邊地區提供防洪保護，也可確保對魚(yú)類(lèi)遷徙的管理。與TacomaPower擁有并運營(yíng)的其他發(fā)電廠(chǎng)一樣，新的Cushman Northfork發(fā)電廠(chǎng)也需實(shí)現全自動(dòng)化操作，不駐留現場(chǎng)人員，使員工從塔科馬辦公室的操作中心遠程操作大壩。

此外，此方案也能為客戶(hù)帶來(lái)利益，由這座發(fā)電廠(chǎng)產(chǎn)生的可再生能源足以滿(mǎn)足1700個(gè)家庭的用電需求。

2.2 解決方案

TacomaPower的其他七座發(fā)電廠(chǎng)均采用 Allen-Bradley. ControlLogix.可編程自動(dòng)化控制器（PAC）實(shí)現自動(dòng)化運營(yíng)。

Tacoma Power發(fā)電自動(dòng)化主管Ozan Ferrin表示：“以前使用的Allen-Bradley控制器具有良好的實(shí)踐，所以在新項目中依然采用了相同的解決方案?！?/p>

Ferrin及其他的Tacoma Power控制工程師設計了一個(gè)使用四個(gè)ControlLogix PAC的全自動(dòng)化系統。兩個(gè)PAC各自控制一臺1.8兆瓦的發(fā)電機組；第三個(gè)PAC負責控制工廠(chǎng)的平衡，包括現有河流出口閥的運行，以便在一個(gè)發(fā)電機組跳閘時(shí)能夠繼續正常運行；第四個(gè)PAC控制位于發(fā)電廠(chǎng)外面壩基處的魚(yú)類(lèi)收集設備和吊魚(yú)網(wǎng)系統中。

借助這套新系統，操作員可通過(guò)單流量控制設定點(diǎn)對發(fā)電廠(chǎng)進(jìn)行控制。工廠(chǎng)平衡PAC接收控制設定點(diǎn)發(fā)出的信號，并自動(dòng)向每個(gè)發(fā)電機組和河流出口閥下達流量指令，以穩定的速率提升流量，從而實(shí)現對季節性河水流動(dòng)的模擬。ProSoftTechnology（羅克韋爾自動(dòng)化 Encompass .產(chǎn)品合作伙伴及羅克韋爾自動(dòng)化PartnerNetwork .計劃成員）的DNP卡和 Modbus .卡與NorthforkPowerhouse的傳感器、設備及其他系統對接，可跨多個(gè)平臺提供無(wú)縫的以太網(wǎng)通信。

如果一臺或兩臺發(fā)電機都離線(xiàn)，工廠(chǎng)平衡控制器會(huì )立即打開(kāi)河流出口閥，以彌補流量損失，確保河水以均勻的速率流動(dòng)。

對于魚(yú)類(lèi)收集設施，Tacoma Power工程團隊需要設計一種可將成魚(yú)順利地從大壩一側轉移到另一側的吊網(wǎng)系統，需要具有精確控制能力的變頻器來(lái)實(shí)現。

該控制過(guò)程從壩基處開(kāi)始。在魚(yú)群游向大壩時(shí)，魚(yú)類(lèi)收集設施中的料斗將捕獲成魚(yú)，并通過(guò)由Allen-Bradley PowerFlex .700變頻器控制的電車(chē)將其自動(dòng)吊起。該變頻器的Allen-Bradley TorqProve.功能有助于在變頻器和電車(chē)的機械制動(dòng)器之間轉移控制時(shí)對料斗的控制加以管理。

料斗將魚(yú)群吊升到大壩頂部，然后經(jīng)由卡車(chē)分離、計數并運往庫什曼湖。PowerFlex70變頻器和組合啟動(dòng)器用于操作魚(yú)類(lèi)收集設備。

在大壩的另一側，向海洋遷徙的幼魚(yú)被放入大壩頂部的料斗中，然后由放魚(yú)車(chē)將其運到大壩下游并放生。
TacomaPower控制工程師使用Allen-Bradley DriveTools.SP軟件和Rockwell Software . Studio 5000 Logix Designer.編程軟件對PowerFlex變頻器進(jìn)行了編程。工程師能夠以用戶(hù)自定義配置文件的形式將變頻器直接添加到Studio 5000 LogixDesigner程序中，這有助于將變頻器參數自動(dòng)集成到Studio 5000 Logix Designer應用程序（該軟件還可用于對ControlLogix控制器進(jìn)行編程）中，從而節約編程時(shí)間。

“我們嘗試過(guò)其他的控制軟件，但沒(méi)有一個(gè)既滿(mǎn)足我們的所有控制需求又像Studio 5000 LogixDesigner應用程序這樣簡(jiǎn)單易用?！盕errin說(shuō)道，“這個(gè)軟件不僅能夠對控制器進(jìn)行編程，還能編程和存儲變頻器參數，使變頻器參數及控制器程序便捷地存儲在一個(gè)文件位置，從而節約了調試時(shí)間?！?/p>

此外，Tacoma Power團隊還利用羅克韋爾自動(dòng)化的I/O卡從塔科馬辦公室對溫度、設備狀態(tài)和控制設備進(jìn)行遠程監控。

3 項目意義

收集設施恢復了魚(yú)類(lèi)遷徙路線(xiàn)，Tacoma Power也如愿續訂了許可證，可繼續為塔科馬市提供電力，直到2048年。Tacoma Power還實(shí)現了新的發(fā)電廠(chǎng)運營(yíng)目標——將水力發(fā)電容量提升了3.6兆瓦。

由于發(fā)電廠(chǎng)實(shí)現了全自動(dòng)化，公司避免了與擴招操作員有關(guān)的費用?！爸恍柙诳刂浦行陌匆幌掳粹o，就能增加或減少流量，比手動(dòng)操作更準確，而且節約了派駐現場(chǎng)員工的費用?！盕errin如是說(shuō)道。

該系統還降低了違反聯(lián)邦能源管理委員會(huì )（FERC）規定的流量要求的風(fēng)險。在一個(gè)發(fā)電機組跳閘時(shí)自動(dòng)打開(kāi)備用河流出口閥的能力使得該公用事業(yè)公司能夠更有效地滿(mǎn)足這些合規標準。

為進(jìn)一步增加魚(yú)類(lèi)種群數量，Tacoma Power正在庫什曼河項目基地建造兩座新的孵化場(chǎng)。第一座孵化場(chǎng)每年將養殖200萬(wàn)條紅鮭，第二座每年將養殖42.5萬(wàn)條鮭魚(yú)和北美鱒魚(yú)，所有養殖魚(yú)都將被放生到庫什曼湖中。此外，該項目也帶來(lái)了額外的收益，由于該公司在其投資組合中提高了可再生能源占比，其現在可從州政府處獲得更多的可再生能源稅收抵免。

摘自《自動(dòng)化博覽》2018年9月刊