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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(píng)：

   羅克韋爾自動(dòng)化致力于滿足中國(guó)用戶生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)能減排的需要，為客戶量身打造超值的能源管理解決方案，并為客戶管理工廠中的生產(chǎn)運(yùn)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(guó)際巨頭及國(guó)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)成功實(shí)施了能源管理解決方案，幫助客戶獲得了豐厚的節(jié)能減排投資回報(bào)。

   背景

   去年，美國(guó)有7,000,000人在使用增長(zhǎng)最快之一的一個(gè)機(jī)場(chǎng)。除登機(jī)口和停車(chē)場(chǎng)之外，該機(jī)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(dāng)然，為了保證機(jī)場(chǎng)每天的旅客能夠按時(shí)到達(dá)目的地并盡情享受美食和飲料，每天需要耗費(fèi)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(duì)于某些旅客而言，30分鐘以內(nèi)的斷電會(huì)使他們感到憤怒不已，但可能并不會(huì)因此錯(cuò)過(guò)航班，航空公司通常可以對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償。

   但對(duì)于航空公司而言，斷電則意味著巨大的財(cái)務(wù)損失。更長(zhǎng)時(shí)間的斷電會(huì)導(dǎo)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(dá) 20萬(wàn)美元。而且，航空公司并不是斷電的唯一受害者。機(jī)場(chǎng)每天損失的收益可達(dá)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(zhǎng)時(shí)間的斷電會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)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(dǎo)致的緊張公共關(guān)系。

   因此， 決定擴(kuò)展機(jī)場(chǎng)及其配套設(shè)施時(shí)， 必須引入電力管理控制系統(tǒng)(PMCS)。

  面臨的挑戰(zhàn)

  機(jī)場(chǎng)的電力控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由多個(gè)小型分散系統(tǒng)組成。這樣一來(lái)，不僅難以對(duì)系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)控，報(bào)告和報(bào)警通知也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。原始系統(tǒng)配備的電力監(jiān)測(cè)器不準(zhǔn)確，且通信功能有限。

   機(jī)場(chǎng)希望使用單一系統(tǒng)來(lái)提供監(jiān)測(cè)和管理電氣系統(tǒng)所需的全部信息。

  當(dāng)務(wù)之急是精確測(cè)量能耗。同時(shí)他們也為新系統(tǒng)設(shè)立了其它目標(biāo)：

   該系統(tǒng)必須功能完備、可靠、用戶友好且可擴(kuò)展；

   需要降低運(yùn)營(yíng)成本，能夠更有效地管理能源并將能源成本公平地分?jǐn)偨o承租方；

   能夠分辨和記錄異常事件并發(fā)出報(bào)警；

   在未來(lái)預(yù)期增長(zhǎng)中可進(jìn)行擴(kuò)展；

   允許機(jī)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(yīng)予以重視且非常必要：系統(tǒng)需要在供電設(shè)施出現(xiàn)故障時(shí)保持機(jī)場(chǎng)機(jī)能完備。在總體規(guī)劃中，機(jī)場(chǎng)在部分或完全斷電期間不能以降低的應(yīng)急水平運(yùn)行。發(fā)生異?；?yàn)?zāi)難性事件時(shí)，機(jī)場(chǎng)仍需以正常水平全功能運(yùn)行。

   該公司清楚，他們不具有執(zhí)行大型PMCS項(xiàng)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(jī)場(chǎng)尋求的是一家能夠提供全套服務(wù)的系統(tǒng)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(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施的公司。他們感覺(jué)到，項(xiàng)目的成功很大程度上取決于所有者與系統(tǒng)工程公司之間的關(guān)系。

   這家成功的系統(tǒng)工程公司需要具備以下資質(zhì)和能力：了解電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制；在提供電力及能源管理系統(tǒng)方面具有豐富經(jīng)驗(yàn)；采用嚴(yán)格的工程過(guò)程；提供全面、準(zhǔn)確的用戶友好型文檔；提供具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)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(tuán)隊(duì)最終投標(biāo)成功。

   除了構(gòu)建復(fù)雜且極其可靠的PMCS所需的經(jīng)驗(yàn)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(duì)持續(xù)維護(hù)、平穩(wěn)運(yùn)行與日后增強(qiáng)至關(guān)重要。

   解決方案

   硬件和軟件屬于P E M S 小組所設(shè)計(jì)并安裝的解決方案范疇。隨著新系統(tǒng)不斷擴(kuò)展， 舊系統(tǒng)(Westinghouse L1)將逐漸被淘汰。

   PMCS是一套大型可擴(kuò)展系統(tǒng)，其中配備的眾多處理器可分布在大范圍區(qū)域內(nèi)。該系統(tǒng)由以下I/O設(shè)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(jī)保護(hù)器。HHHHH該系統(tǒng)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(tái)具有人機(jī)界面 (HMI)的主PC，更加方便對(duì)電力實(shí)施監(jiān)控。此外還配備兩個(gè)便攜式計(jì)算機(jī)編程終端。這些計(jì)算機(jī)一起成為電力監(jiān)測(cè)和PLC編程的控制點(diǎn)。

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

   RSView32提供系統(tǒng)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(tǒng)的情況。此外還提供報(bào)警通知功能。

   RSTr e n d 用于記錄關(guān)鍵參數(shù)， 例如每個(gè)配電盤(pán)上的電壓與功率因數(shù)。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(bào)表、成本分配以及負(fù)荷分布功能。盡管實(shí)時(shí)電氣參數(shù)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(tǒng)監(jiān)測(cè)。設(shè)備狀態(tài)得到監(jiān)測(cè)，并以圖形方式清楚地顯示在主監(jiān)測(cè)PC上。斷路器、發(fā)電機(jī)、變壓器、負(fù)載柜及自動(dòng)轉(zhuǎn)接開(kāi)關(guān)等設(shè)備的狀態(tài)點(diǎn)也得到監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)還會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電氣參數(shù)。存在異常情況時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警。

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

  新型PMCS還可以平衡機(jī)場(chǎng)多個(gè)發(fā)電機(jī)之間的負(fù)荷。自動(dòng)負(fù)荷卸載與平衡有助于確保發(fā)電機(jī)以最優(yōu)水平運(yùn)行，同時(shí)又能提高其可靠性。

  取得的成果

  在真正進(jìn)入項(xiàng)目之前，羅克韋爾自動(dòng)化的PEMS小組設(shè)計(jì)并安裝的PMCS系統(tǒng)就已經(jīng)能滿足機(jī)場(chǎng)的每一項(xiàng)要求。該系統(tǒng)甚至還可以根據(jù)需要依次開(kāi)關(guān)機(jī)場(chǎng)內(nèi)的燈光，控制照明。“測(cè)量數(shù)據(jù)記錄器”作為該解決方案的另一部分，負(fù)責(zé)記錄機(jī)場(chǎng)上下的能耗，讓機(jī)場(chǎng)能夠合理地向承租方收費(fèi)。

  在本文的開(kāi)始，我們介紹了斷電范圍擴(kuò)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(jí)保險(xiǎn)。據(jù)估計(jì)，該系統(tǒng)的總安裝成本為280萬(wàn)美元。

  幸運(yùn)的是，自從安裝該系統(tǒng)以來(lái)，機(jī)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?yàn)樵诎惭bPMCS之前對(duì)配電系統(tǒng)實(shí)施過(guò)升級(jí)。

  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(tǒng)操作方便，能提高員工的效率，同時(shí)有助于更迅速地應(yīng)對(duì)電氣系統(tǒng)故障。此外，該系統(tǒng)還提供潛在故障高級(jí)警告功能，因此可以規(guī)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(kuò)展和升級(jí)做了完美的鋪墊。

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

   其余部分說(shuō)明了羅克韋爾自動(dòng)化目前為實(shí)現(xiàn)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