2013年，Gasunie公司決定為其在荷蘭采用燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)招標(biāo)新的統(tǒng)一控制系統(tǒng)。該公司經(jīng)營(yíng)并維護(hù)著一條長(zhǎng)達(dá)15500km的管網(wǎng)以及多個(gè)用于處理和分配天然氣的站點(diǎn)，其中包括22個(gè)壓縮站，19個(gè)混合站，93個(gè)控制和測(cè)量系統(tǒng)，14個(gè)出口站，1300個(gè)氣體轉(zhuǎn)運(yùn)站，兩個(gè)空氣分離站和一些用于液化天然氣(LNG)、天然氣和氮?dú)鈨?chǔ)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(dòng)化公司的合作經(jīng)驗(yàn)，再加上羅克韋爾自動(dòng)化技術(shù)的開放性、靈活性、可擴(kuò)展性和連接性，以及Bilfinger Greylogix公司成熟的技術(shù)和應(yīng)用知識(shí)，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(dòng)化品牌)成為控制解決方案的核心部分，由此實(shí)現(xiàn)了燃?xì)廨啓C(jī)的自動(dòng)化控制。

圖1 針對(duì)該項(xiàng)目開發(fā)了一個(gè)共享解決方案，包括一個(gè)正常的CPU（主處理器）和一個(gè)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(xiàng)目計(jì)劃為50臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)(來自3個(gè)不同制造商的8種不同型號(hào))制定統(tǒng)一的運(yùn)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(xiàng)目的實(shí)施，Bilfinger Greylogix公司從Ommen壓縮機(jī)站開始，更換了來自兩個(gè)不同制造商的六個(gè)單元控制系統(tǒng)(UCP)。

標(biāo)準(zhǔn)化是挑戰(zhàn)

Bilfinger Greylogix公司燃?xì)廨啓C(jī)和壓縮機(jī)系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Klaus Thomas解釋說：“雖然根據(jù)運(yùn)行時(shí)間的不同，渦輪機(jī)本身至少可以使用40年，但一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)的單元控制系統(tǒng)大約每15~20年就必須進(jìn)行一次現(xiàn)代化改造。”

圖2 雖然根據(jù)運(yùn)行時(shí)間的不同，渦輪機(jī)本身至少可以使用40年，但一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)的單元控制系統(tǒng)大約每15~20年就必須進(jìn)行一次現(xiàn)代化改造

“整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目旨在為所有50個(gè)UCP建立一個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)。”他補(bǔ)充說，“受渦輪機(jī)技術(shù)的影響，估計(jì)會(huì)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(dòng)監(jiān)控，在這一領(lǐng)域?qū)ζ涮岢龅奶厥庖筮h(yuǎn)遠(yuǎn)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(gè)非常漫長(zhǎng)的競(jìng)標(biāo)期，我們的產(chǎn)品從一開始就基于羅克韋爾自動(dòng)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(dòng)化供應(yīng)商的OEM系統(tǒng)，對(duì)Allen-Bradley品牌產(chǎn)品尤為信賴，對(duì)這一選擇堅(jiān)信不疑，項(xiàng)目要求在很大程度上也與羅克韋爾自動(dòng)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(gè)壓縮機(jī)站

共享控制解決方案

渦輪機(jī)主要由可編程的Allen-Bradley Controllogix自動(dòng)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(jìn)行通信。“對(duì)CPU的要求確實(shí)非常高。”Thomas解釋說，“但我們很幸運(yùn)，羅克韋爾自動(dòng)化公司最近推出了Controllogix 1756-L85E PAC，這是一款功能更強(qiáng)大的CPU，甚至超越了所提出的要求。”

主UCP包括兩個(gè)控制柜，其中一個(gè)完全配備Allen-Bradley硬件，另一個(gè)配備電源、接線端子、斷路器、保險(xiǎn)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(gè)控制基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分，“與天然氣打交道總會(huì)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(hào)處理單元來實(shí)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(rèn)證，最后我們還開發(fā)了一個(gè)共享解決方案，該解決方案由一個(gè)‘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(xiàng)目的另一個(gè)重要方面是儀器儀表，“項(xiàng)目開始時(shí)，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(jìn)行振動(dòng)和轉(zhuǎn)速測(cè)量的系統(tǒng)，盡管其他一些自動(dòng)化供應(yīng)商也有轉(zhuǎn)速測(cè)量，但他們卻沒有所需的振動(dòng)監(jiān)控功能，而這是羅克韋爾自動(dòng)化架構(gòu)和Allen-Bradley-Dynamix 1444系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。事實(shí)證明，我們不需要專門的系統(tǒng)，通過UCP中特定的、對(duì)時(shí)間要求嚴(yán)格的功能以及大約20 ms的響應(yīng)時(shí)間就能實(shí)現(xiàn)這些渦輪機(jī)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(dòng)化品牌Atten-Bradley

維護(hù)更加便捷

隨著標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程和接下來羅克韋爾自動(dòng)化解決方案的實(shí)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(gè)供應(yīng)商的平臺(tái)上執(zhí)行。除了所有UCP呈現(xiàn)出的可靠印象外，維護(hù)工作也大大簡(jiǎn)化，備件庫(kù)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(xì)咨詢。此外集成的解決方案也使擴(kuò)展更加容易，即便是新構(gòu)造在未來幾年可能會(huì)選擇保持不變。

“基于Allen-Bradley解決方案的儀器優(yōu)勢(shì)明顯。”Thomas說，“每個(gè)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(dòng)數(shù)據(jù)，即可以立即使用數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，還可以直接對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行背景化處理，獲得更高的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確性并可以對(duì)比歷史數(shù)據(jù)。”Thomas對(duì)其團(tuán)隊(duì)與羅克韋爾自動(dòng)化工程技術(shù)人員之間的合作也給予了如下評(píng)價(jià)：“所有與合作團(tuán)隊(duì)有過工作接觸的同事們對(duì)此都表示非常滿意，我們已經(jīng)為長(zhǎng)期合作奠定了基礎(chǔ)，一切都堪稱完美!”

后續(xù)項(xiàng)目的基礎(chǔ)

“憑借我們基于羅克韋爾自動(dòng)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(jìn)駐其他市場(chǎng)，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(shí)，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(gè)最佳解決方案，它現(xiàn)在已經(jīng)成為未來項(xiàng)目的基礎(chǔ)。我們目前正在考慮北歐發(fā)電廠的項(xiàng)目，并參與其他現(xiàn)代化項(xiàng)目的投標(biāo)，所有這些都基于羅克韋爾的自動(dòng)化技術(shù)。”