活動(dòng)鏈接：2013年控制網(wǎng)行業(yè)專(zhuān)題---發(fā)展新能源更要做好能源管理

    編輯點(diǎn)評：

   羅克韋爾自動(dòng)化致力于滿(mǎn)足中國用戶(hù)生產(chǎn)過(guò)程中節能減排的需要，為客戶(hù)量身打造超值的能源管理解決方案，并為客戶(hù)管理工廠(chǎng)中的生產(chǎn)運營(yíng)。在冶金、油氣、采礦、汽車(chē)、輪胎及食品飲料等諸多行業(yè)，羅克韋爾自動(dòng)化為眾多國際巨頭及國內領(lǐng)先企業(yè)成功實(shí)施了能源管理解決方案，幫助客戶(hù)獲得了豐厚的節能減排投資回報。

   背景

   去年，美國有7,000,000人在使用增長(cháng)最快之一的一個(gè)機場(chǎng)。除登機口和停車(chē)場(chǎng)之外，該機場(chǎng)還配備了22家以上的零售商店以及食品與飲料特許商店。當然，為了保證機場(chǎng)每天的旅客能夠按時(shí)到達目的地并盡情享受美食和飲料，每天需要耗費大量電力(每年365天，每天24小時(shí))。

  斷電會(huì )給乘客帶來(lái)諸多不便。對于某些旅客而言，30分鐘以?xún)鹊臄嚯姇?huì )使他們感到憤怒不已，但可能并不會(huì )因此錯過(guò)航班，航空公司通?？梢詫Υ诉M(jìn)行補償。

   但對于航空公司而言，斷電則意味著(zhù)巨大的財務(wù)損失。更長(cháng)時(shí)間的斷電會(huì )導致航班取消，由此造成的損失是非常巨大的。每取消一趟航班，損失的收益可能高達 20萬(wàn)美元。而且，航空公司并不是斷電的唯一受害者。機場(chǎng)每天損失的收益可達25萬(wàn)美元，其中特許商店的損失為10萬(wàn)美元。

   毫無(wú)疑問(wèn)，長(cháng)時(shí)間的斷電會(huì )嚴重影響機場(chǎng)、承租方及航空公司的收益，更不用提因公眾出行受阻而導致的緊張公共關(guān)系。

   因此， 決定擴展機場(chǎng)及其配套設施時(shí)， 必須引入電力管理控制系統(PMCS)。

  面臨的挑戰

  機場(chǎng)的電力控制與監測系統由多個(gè)小型分散系統組成。這樣一來(lái)，不僅難以對系統實(shí)施監控，報告和報警通知也遠遠不足。原始系統配備的電力監測器不準確，且通信功能有限。

   機場(chǎng)希望使用單一系統來(lái)提供監測和管理電氣系統所需的全部信息。

  當務(wù)之急是精確測量能耗。同時(shí)他們也為新系統設立了其它目標：

   該系統必須功能完備、可靠、用戶(hù)友好且可擴展；

   需要降低運營(yíng)成本，能夠更有效地管理能源并將能源成本公平地分攤給承租方；

   能夠分辨和記錄異常事件并發(fā)出報警；

   在未來(lái)預期增長(cháng)中可進(jìn)行擴展；

   允許機場(chǎng)工作人員在沒(méi)有協(xié)助或只需少量協(xié)助的情況下輕松添加硬件或修改軟件。

   有一點(diǎn)要求應予以重視且非常必要：系統需要在供電設施出現故障時(shí)保持機場(chǎng)機能完備。在總體規劃中，機場(chǎng)在部分或完全斷電期間不能以降低的應急水平運行。發(fā)生異?；驗碾y性事件時(shí)，機場(chǎng)仍需以正常水平全功能運行。

   該公司清楚，他們不具有執行大型PMCS項目的資源。他們只有很少部分的電氣技術(shù)人員了解需要做什么，而且完成任務(wù)所需的資源又有限。

   機場(chǎng)尋求的是一家能夠提供全套服務(wù)的系統工程公司。不過(guò)，他們也希望雇傭一家能夠使其密切參與系統設計和實(shí)施的公司。他們感覺(jué)到，項目的成功很大程度上取決于所有者與系統工程公司之間的關(guān)系。

   這家成功的系統工程公司需要具備以下資質(zhì)和能力：了解電力系統的運行和控制；在提供電力及能源管理系統方面具有豐富經(jīng)驗；采用嚴格的工程過(guò)程；提供全面、準確的用戶(hù)友好型文檔；提供具有價(jià)格優(yōu)勢的解決方案。

  羅克韋爾自動(dòng)化的電力及能源管理解決方案(PEMS)團隊最終投標成功。

   除了構建復雜且極其可靠的PMCS所需的經(jīng)驗與專(zhuān)業(yè)技能之外，他們還能夠利用羅克韋爾自動(dòng)化眾多的電力管理與控制產(chǎn)品。而且毫無(wú)疑問(wèn)，羅克韋爾自動(dòng)化還可提供安裝后技術(shù)支持，這對持續維護、平穩運行與日后增強至關(guān)重要。

   解決方案

   硬件和軟件屬于P E M S 小組所設計并安裝的解決方案范疇。隨著(zhù)新系統不斷擴展， 舊系統(Westinghouse L1)將逐漸被淘汰。

   PMCS是一套大型可擴展系統，其中配備的眾多處理器可分布在大范圍區域內。該系統由以下I/O設備組成：2000 個(gè)離散量輸入；100 個(gè)離散量輸出；208 個(gè)Power monitor；125個(gè)SMP-3智能電機保護器。HHHHH該系統由以下處理器組成，這些處理器通過(guò)專(zhuān)用的bluehose電纜和光纖經(jīng)由多個(gè)DH+網(wǎng)絡(luò )連接在一起：2 個(gè) PLC-5/80s；10 個(gè) PLC-5/60s；8 個(gè) SLC-5/04s。

   PMCS包含四臺具有人機界面 (HMI)的主PC，更加方便對電力實(shí)施監控。此外還配備兩個(gè)便攜式計算機編程終端。這些計算機一起成為電力監測和PLC編程的控制點(diǎn)。

   當然，軟件是該系統的核心。作為整個(gè)解決方案的關(guān)鍵元件，系統中安裝有以下軟件應用程序：RSLogix5和RSLogix500RSView32 Works 和 Runtime；RSTrend；RSLinx 和 WinLinx；RSPower；Microsoft Access。

   RSView32提供系統的圖形視圖，電氣技術(shù)人員和通信中心人員可借此掌握配電系統的情況。此外還提供報警通知功能。

   RSTr e n d 用于記錄關(guān)鍵參數， 例如每個(gè)配電盤(pán)上的電壓與功率因數。Microsoft Access與利用Visual Basic編寫(xiě)的專(zhuān)用電能記錄程序一起，提供報表、成本分配以及負荷分布功能。盡管實(shí)時(shí)電氣參數可以顯示在RSView32屏幕上，但我們還采用了RSPowe r，用來(lái)組態(tài)Power monitor以及查看Power monitor日志、示波器和諧波。

  PMCS的主要功能是能源分布系統監測。設備狀態(tài)得到監測，并以圖形方式清楚地顯示在主監測PC上。斷路器、發(fā)電機、變壓器、負載柜及自動(dòng)轉接開(kāi)關(guān)等設備的狀態(tài)點(diǎn)也得到監測。系統還會(huì )實(shí)時(shí)監測電壓、電流、功率、功率因數等電氣參數。存在異常情況時(shí)會(huì )發(fā)出報警。

  所有這些信息都顯示在圖形用戶(hù)界面上， 便于快速了解系統中任何元件的狀態(tài)并“深入”系統檢查I /O點(diǎn)、Power monitor以及各個(gè)斷路器的狀態(tài)和參數。

  新型PMCS還可以平衡機場(chǎng)多個(gè)發(fā)電機之間的負荷。自動(dòng)負荷卸載與平衡有助于確保發(fā)電機以最優(yōu)水平運行，同時(shí)又能提高其可靠性。

  取得的成果

  在真正進(jìn)入項目之前，羅克韋爾自動(dòng)化的PEMS小組設計并安裝的PMCS系統就已經(jīng)能滿(mǎn)足機場(chǎng)的每一項要求。該系統甚至還可以根據需要依次開(kāi)關(guān)機場(chǎng)內的燈光，控制照明。“測量數據記錄器”作為該解決方案的另一部分，負責記錄機場(chǎng)上下的能耗，讓機場(chǎng)能夠合理地向承租方收費。

  在本文的開(kāi)始，我們介紹了斷電范圍擴大可能帶來(lái)的某些潛在損失。從某種意義上講，PMCS就是一份高級保險。據估計，該系統的總安裝成本為280萬(wàn)美元。

  幸運的是，自從安裝該系統以來(lái)，機場(chǎng)再也沒(méi)有遇到任何意外斷電情況。其中也有一部分原因是因為在安裝PMCS之前對配電系統實(shí)施過(guò)升級。

  不過(guò)， 與斷電造成的巨額損失相比，PMCS只需累積避免八小時(shí)斷電時(shí)間便可完全抵銷(xiāo)自身的安裝成本。

  該系統操作方便，能提高員工的效率，同時(shí)有助于更迅速地應對電氣系統故障。此外，該系統還提供潛在故障高級警告功能，因此可以規避某些問(wèn)題，避免造成重大影響。

   同時(shí)能耗效率也更高。最后，還為擴展和升級做了完美的鋪墊。

  下圖中的架構描繪了羅克韋爾自動(dòng)化的信息化企業(yè)概念。棕色虛線(xiàn)括起來(lái)的區域代表當前在本文檔中討論的自動(dòng)化層級。

   其余部分說(shuō)明了羅克韋爾自動(dòng)化目前為實(shí)現車(chē)間與企業(yè)乃至更深層次的整合所能提供的解決方案。
 
               

   摘自《自動(dòng)化博覽》2013年9月