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羅克韋爾自動化（中國）有限公司電力&水行業銷售經理匡曉川

羅克韋爾自動化（中國）有限公司（以下簡稱“羅克韋爾自動化”）作為全球領先的工業自動化與信息化的公司之一，始終專注幫助企業尋找適合的工業自動化及信息化解決方案，致力于幫助客戶提高生產力、降低安全風險并達到新的智能化運營水平，助力中國企業實現智能制造轉型升級。

電力行業的發展是國家經濟發展重要的動力源泉和基本保障，據羅克韋爾自動化（中國）有限公司電力&水行業銷售經理匡曉川介紹，中國發電企業的目標是可靠且經濟高效地發電，同時，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運營效率，并遵守不斷增多的環境法規。羅克韋爾自動化擁有豐富多樣的技術和解決方案，可通過提高工廠效率、優化工廠運營、減少排放、避免計劃外停機、實現最低的總體擁有成本等優勢緩解客戶面臨的潛在風險，幫助客戶適應發電行業不斷變化的形勢。

巧借智能制造的東風

當前，智能制造的浪潮正值發展的風口期，電力設備制造廠商紛紛備戰轉型升級的戰略。羅克韋爾自動化在中國制造領域具備15年以上的智能生產管理系統MES的部署實施能力，覆蓋流程制造行業到離散制造行業。其通過MES系統幫助中國的電力設備制造行業提升整體設備效率（OEE）、識別生產延遲和掌握生產線的情況。OEE解決方案通過監控工廠基層的活動向用戶報告準確而詳盡的信息，使客戶了解設備和人員的使用情況，從而實現提高產量、降低成本、提升質量、盡量減少差異等目標。匡曉川表示：“無論是傳統電力裝備廠商，還是新能源設備制造廠商，羅克韋爾自動化可通過其提供的完善的智能制造平臺ProductionCenter，滿足客戶生產管理的升級，步入智能制造。”

布局可再生能源發電市場

“低碳節能”無疑是世界范圍內的熱門關鍵詞，在全世界大力提倡低碳節能、環保的大勢之下，可再生能源以其優勢和特點，越來越受到各方的重視。“羅克韋爾自動化根據可再生能源發電行業的特點，引入先進的用于發電控制的現代化DCS（PlantPAx）系統，將所有自動化操作均集成在以PlantPAx系統作為關鍵組成部分的互聯企業中，實現關鍵過程區域間的無縫集成和工廠的平衡，它還集過程、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、無縫信息流、簡化管理、降低總體擁有成本等優勢，從而幫助企業提高生產效率。”匡曉川談道。

積極融合新的技術

新的技術也在不斷提升羅克韋爾自動化在電力行業的能力，物聯網（IoT）解決方案、智能電力和能源方案逐漸發揮紐帶作用，為客戶帶來價值性的服務。其通過IoT解決方案，幫助中國電力企業協調不同的電網設備和能源生產設備之間的分析與操作，并實時解決與電網相關的問題。同時在羅克韋爾自動化的大數據分析平臺結合AI、機器學習以及AR技術，通過快速構建和部署IoT應用程序和遍及整體行業的平臺，將先進的智慧電力平臺提供給電力客戶。值得一提的是，羅克韋爾自動化于2018年6月與工業物聯網方案技術供應商PTC公司實施全球戰略合作，通過將PTC的物聯網平臺ThingWorx .、Kepware .工業連接和Vuforia.增強現實（AR）平臺與羅克韋爾自動化的FactoryTalk .MES、FactoryTalk分析和工業自動化平臺有機的結合，為中國的電力行業客戶提供完整的智慧電廠/智慧電力設備，使客戶實現提高生產率、提升工廠效率、降低操作風險和更好的系統互操作性。

在采訪的最后，匡曉川表示，羅克韋爾自動化深知中國電力行業的發展現狀，通過多年在中國市場的積累，未來將充分發揮羅克韋爾自動化的經營理念，與中國電力行業客戶進行深入溝通，聆聽客戶的實際需求，了解客戶的中長期發展目標，結合羅克韋爾自動化的技術和能力，幫助中國電力企業實現智慧電廠之路，并創造企業的核心競爭力和生產力。

精彩案例

羅克韋爾自動化控制技術幫助水力發電企業恢復魚類洄游

1 項目背景

水力發電是美國發電行業的基石。自20世紀80年代以來，工程師們就開始利用激流的能量進行發電，涌現出了眾所周知的胡佛水壩及無數的小型水電項目。但是，在過去的幾十年里，因水力發電受益的人們開始意識到水壩的環境影響，特別是對當地魚類種群造成的危害。

鮭魚、鯡魚等物種需要從海洋洄游到淡水河流中產卵，幼魚孵化出來后會沿著河流遷徙回海洋生活。傳統水壩會阻斷自由流向海洋的河流，這給魚類的生存帶來了威脅。

美國聯邦和各州的監管機構已經采取措施，要求公用事業部門尋找幫助魚群穿行水壩的創新方法來幫助恢復這些種群。位于華盛頓州的Tacoma Power也是這些公用事業單位的一員。該公用事業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，其90%的能源由華盛頓西部河流上的水力發電廠生產。
在TacomaPower的發電許可證即將更新之時，該市向其提出了在兩個水壩附近開辟魚道，以幫助保護當地瀕危物種北美鱒魚、紅鮭和鮭魚的要求。

2 項目實施

2.1 項目介紹

當時，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河流出口閥，以便河水從庫什曼湖流入河床。但是，這些閥門放出的水流太強，洄游魚類無法從這里穿過。為了給魚類提供適航通道，Tacoma Power需要為向上游進發的成魚和向海洋遷徙的幼魚建造魚類收集設施。該公用事業公司為實現分散水流的目標，通過在壩基新建一座發電廠將水流轉化為電力。

發電廠需要模擬河水的自然流動，既能為周邊地區提供防洪保護，也可確保對魚類遷徙的管理。與TacomaPower擁有并運營的其他發電廠一樣，新的Cushman Northfork發電廠也需實現全自動化操作，不駐留現場人員，使員工從塔科馬辦公室的操作中心遠程操作大壩。

此外，此方案也能為客戶帶來利益，由這座發電廠產生的可再生能源足以滿足1700個家庭的用電需求。

2.2 解決方案

TacomaPower的其他七座發電廠均采用 Allen-Bradley. ControlLogix.可編程自動化控制器（PAC）實現自動化運營。

Tacoma Power發電自動化主管Ozan Ferrin表示：“以前使用的Allen-Bradley控制器具有良好的實踐，所以在新項目中依然采用了相同的解決方案。”

Ferrin及其他的Tacoma Power控制工程師設計了一個使用四個ControlLogix PAC的全自動化系統。兩個PAC各自控制一臺1.8兆瓦的發電機組；第三個PAC負責控制工廠的平衡，包括現有河流出口閥的運行，以便在一個發電機組跳閘時能夠繼續正常運行；第四個PAC控制位于發電廠外面壩基處的魚類收集設備和吊魚網系統中。

借助這套新系統，操作員可通過單流量控制設定點對發電廠進行控制。工廠平衡PAC接收控制設定點發出的信號，并自動向每個發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，從而實現對季節性河水流動的模擬。ProSoftTechnology（羅克韋爾自動化 Encompass .產品合作伙伴及羅克韋爾自動化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，可跨多個平臺提供無縫的以太網通信。

如果一臺或兩臺發電機都離線，工廠平衡控制器會立即打開河流出口閥，以彌補流量損失，確保河水以均勻的速率流動。

對于魚類收集設施，Tacoma Power工程團隊需要設計一種可將成魚順利地從大壩一側轉移到另一側的吊網系統，需要具有精確控制能力的變頻器來實現。

該控制過程從壩基處開始。在魚群游向大壩時，魚類收集設施中的料斗將捕獲成魚，并通過由Allen-Bradley PowerFlex .700變頻器控制的電車將其自動吊起。該變頻器的Allen-Bradley TorqProve.功能有助于在變頻器和電車的機械制動器之間轉移控制時對料斗的控制加以管理。

料斗將魚群吊升到大壩頂部，然后經由卡車分離、計數并運往庫什曼湖。PowerFlex70變頻器和組合啟動器用于操作魚類收集設備。

在大壩的另一側，向海洋遷徙的幼魚被放入大壩頂部的料斗中，然后由放魚車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變頻器進行了編程。工程師能夠以用戶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集成到Studio 5000 Logix Designer應用程序（該軟件還可用于對ControlLogix控制器進行編程）中，從而節約編程時間。

“我們嘗試過其他的控制軟件，但沒有一個既滿足我們的所有控制需求又像Studio 5000 LogixDesigner應用程序這樣簡單易用。”Ferrin說道，“這個軟件不僅能夠對控制器進行編程，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文件位置，從而節約了調試時間。”

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

3 項目意義

收集設施恢復了魚類遷徙路線，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還實現了新的發電廠運營目標——將水力發電容量提升了3.6兆瓦。

由于發電廠實現了全自動化，公司避免了與擴招操作員有關的費用。“只需在控制中心按一下按鈕，就能增加或減少流量，比手動操作更準確，而且節約了派駐現場員工的費用。”Ferrin如是說道。

該系統還降低了違反聯邦能源管理委員會（FERC）規定的流量要求的風險。在一個發電機組跳閘時自動打開備用河流出口閥的能力使得該公用事業公司能夠更有效地滿足這些合規標準。

為進一步增加魚類種群數量，Tacoma Power正在庫什曼河項目基地建造兩座新的孵化場。第一座孵化場每年將養殖200萬條紅鮭，第二座每年將養殖42.5萬條鮭魚和北美鱒魚，所有養殖魚都將被放生到庫什曼湖中。此外，該項目也帶來了額外的收益，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《自動化博覽》2018年9月刊