2013年，Gasunie公司決定為其在荷蘭采用燃氣輪機驅(qū)動的壓縮機招標(biāo)新的統(tǒng)一控制系統(tǒng)。該公司經(jīng)營并維護著一條長達15500km的管網(wǎng)以及多個用于處理和分配天然氣的站點，其中包括22個壓縮站，19個混合站，93個控制和測量系統(tǒng)，14個出口站，1300個氣體轉(zhuǎn)運站，兩個空氣分離站和一些用于液化天然氣(LNG)、天然氣和氮氣儲存的設(shè)施。
根據(jù)Gasunie公司工程技術(shù)人員以往與羅克韋爾自動化公司的合作經(jīng)驗，再加上羅克韋爾自動化技術(shù)的開放性、靈活性、可擴展性和連接性，以及Bilfinger Greylogix公司成熟的技術(shù)和應(yīng)用知識，這一系統(tǒng)集成商在2014年底贏得了合同。Allen-Bradley產(chǎn)品(羅克韋爾自動化品牌)成為控制解決方案的核心部分，由此實現(xiàn)了燃氣輪機的自動化控制。
圖1 針對該項目開發(fā)了一個共享解決方案，包括一個正常的CPU（主處理器）和一個符合所有功能安全要求的安全控制器
Bilfinger Greylogix在第一階段的任務(wù)首先是標(biāo)準(zhǔn)化，該項目計劃為50臺燃氣輪機(來自3個不同制造商的8種不同型號)制定統(tǒng)一的運行模式和方法，以消除使用不同控制系統(tǒng)的不確定性。
標(biāo)準(zhǔn)化完成后，到2016年才開始現(xiàn)代化項目的實施，Bilfinger Greylogix公司從Ommen壓縮機站開始，更換了來自兩個不同制造商的六個單元控制系統(tǒng)(UCP)。
標(biāo)準(zhǔn)化是挑戰(zhàn)
Bilfinger Greylogix公司燃氣輪機和壓縮機系統(tǒng)團隊負責(zé)人Klaus Thomas解釋說：“雖然根據(jù)運行時間的不同，渦輪機本身至少可以使用40年，但一臺燃氣輪機的單元控制系統(tǒng)大約每15~20年就必須進行一次現(xiàn)代化改造。”
圖2 雖然根據(jù)運行時間的不同，渦輪機本身至少可以使用40年，但一臺燃氣輪機的單元控制系統(tǒng)大約每15~20年就必須進行一次現(xiàn)代化改造
“整個標(biāo)準(zhǔn)化項目旨在為所有50個UCP建立一個通用標(biāo)準(zhǔn)。”他補充說，“受渦輪機技術(shù)的影響，估計會有微小的調(diào)整改變，但一般原則是：‘盡量保持統(tǒng)一' ，作為核心的UCP不僅必須提供最常見的控制和HMI功能，而且還要支持特殊的轉(zhuǎn)速和振動監(jiān)控，在這一領(lǐng)域?qū)ζ涮岢龅奶厥庖筮h遠超過了常規(guī)儀器。此外我們還必須考慮到它要適用于不同的通信協(xié)議，并且可以與各種第三方系統(tǒng)連接。”
“這是一個非常漫長的競標(biāo)期，我們的產(chǎn)品從一開始就基于羅克韋爾自動化的集成架構(gòu)解決方案。”Thomas這樣說道，“在我看來，這是我們獲得訂單的原因之一。Gasunie公司使用各種來自其他自動化供應(yīng)商的OEM系統(tǒng)，對Allen-Bradley品牌產(chǎn)品尤為信賴，對這一選擇堅信不疑，項目要求在很大程度上也與羅克韋爾自動化解決方案提供的功能相符。”
圖3 如圖中所示，設(shè)備共有22個壓縮機站
共享控制解決方案
渦輪機主要由可編程的Allen-Bradley Controllogix自動化控制器(PAC)控制，該控制器通過OPC連接與可視化系統(tǒng)(HMI)進行通信。“對CPU的要求確實非常高。”Thomas解釋說，“但我們很幸運，羅克韋爾自動化公司最近推出了Controllogix 1756-L85E PAC，這是一款功能更強大的CPU，甚至超越了所提出的要求。”
主UCP包括兩個控制柜，其中一個完全配備Allen-Bradley硬件，另一個配備電源、接線端子、斷路器、保險和第三方供貨商提供的齊納防爆柵等組件。
安全解決方案是整個控制基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分，“與天然氣打交道總會涉及到安全性。”Thomas解釋說，“我們通過使用基于Atex標(biāo)準(zhǔn)的屏障或信號處理單元來實現(xiàn)這些目標(biāo)。另外為了滿足系統(tǒng)的安全要求，我們?nèi)〉昧薍azop/SIL認證，最后我們還開發(fā)了一個共享解決方案，該解決方案由一個‘正常’CPU，即Control-logix和Allen-Bradley Guardlogix安全控制器組成，可滿足所有的功能安全要求。”
該項目的另一個重要方面是儀器儀表，“項目開始時，Gasunie公司最初提出的是基于已有技術(shù)的解決方案。”Thomas繼續(xù)介紹說，“但是我們超越了這種黑匣子技術(shù)，決定使用一套采用額外Allen-Bradley解決方案進行振動和轉(zhuǎn)速測量的系統(tǒng)，盡管其他一些自動化供應(yīng)商也有轉(zhuǎn)速測量，但他們卻沒有所需的振動監(jiān)控功能，而這是羅克韋爾自動化架構(gòu)和Allen-Bradley-Dynamix 1444系統(tǒng)的另一個優(yōu)點。事實證明，我們不需要專門的系統(tǒng)，通過UCP中特定的、對時間要求嚴格的功能以及大約20 ms的響應(yīng)時間就能實現(xiàn)這些渦輪機必需的狀態(tài)監(jiān)控功能。”
圖4 許多控制組件來自羅克韋爾自動化品牌Atten-Bradley
維護更加便捷
隨著標(biāo)準(zhǔn)化進程和接下來羅克韋爾自動化解決方案的實施，Gasunie公司現(xiàn)在可以使用各種集成解決方案，所有這些全都在單個供應(yīng)商的平臺上執(zhí)行。除了所有UCP呈現(xiàn)出的可靠印象外，維護工作也大大簡化，備件庫存更加高效。此外Bilfinger Greylog公司獲得了Gasunie公司給出的服務(wù)合同，這其中包括維修服務(wù)、備件管理以及與Allen-Bradley系統(tǒng)有關(guān)的詳細咨詢。此外集成的解決方案也使擴展更加容易，即便是新構(gòu)造在未來幾年可能會選擇保持不變。
“基于Allen-Bradley解決方案的儀器優(yōu)勢明顯。”Thomas說，“每個通道的系統(tǒng)成本比以前的黑匣子方法要低得多，而且以前的解決方案還需要更多的控制柜空間和額外的接線。借助新解決方案，Gasunie公司可以直接在HMI或PAC系統(tǒng)中查看振動數(shù)據(jù)，即可以立即使用數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)庫中的實時數(shù)據(jù)采集，還可以直接對數(shù)據(jù)進行背景化處理，獲得更高的實時準(zhǔn)確性并可以對比歷史數(shù)據(jù)。”Thomas對其團隊與羅克韋爾自動化工程技術(shù)人員之間的合作也給予了如下評價：“所有與合作團隊有過工作接觸的同事們對此都表示非常滿意，我們已經(jīng)為長期合作奠定了基礎(chǔ)，一切都堪稱完美!”
后續(xù)項目的基礎(chǔ)
“憑借我們基于羅克韋爾自動化解決方案為Gasunie公司創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)。”Thomas總結(jié)道，“我們現(xiàn)在打算進駐其他市場，我們不僅僅致力于一種系統(tǒng)類型，而是擁有許多技術(shù)領(lǐng)域的廣泛專業(yè)知識，這些無論如何都是一流的基礎(chǔ)。Allen-Bradley組件已經(jīng)幫助我們開發(fā)出了一個最佳解決方案，它現(xiàn)在已經(jīng)成為未來項目的基礎(chǔ)。我們目前正在考慮北歐發(fā)電廠的項目，并參與其他現(xiàn)代化項目的投標(biāo)，所有這些都基于羅克韋爾的自動化技術(shù)。”
