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羅克韋爾自動化（中國）有限公司電力&水行業(yè)銷售經(jīng)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(lǐng)先的工業(yè)自動化與信息化的公司之一，始終專注幫助企業(yè)尋找適合的工業(yè)自動化及信息化解決方案，致力于幫助客戶提高生產(chǎn)力、降低安全風(fēng)險并達到新的智能化運營水平，助力中國企業(yè)實現(xiàn)智能制造轉(zhuǎn)型升級。

電力行業(yè)的發(fā)展是國家經(jīng)濟發(fā)展重要的動力源泉和基本保障，據(jù)羅克韋爾自動化（中國）有限公司電力&水行業(yè)銷售經(jīng)理匡曉川介紹，中國發(fā)電企業(yè)的目標(biāo)是可靠且經(jīng)濟高效地發(fā)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(chǎn)運營效率，并遵守不斷增多的環(huán)境法規(guī)。羅克韋爾自動化擁有豐富多樣的技術(shù)和解決方案，可通過提高工廠效率、優(yōu)化工廠運營、減少排放、避免計劃外停機、實現(xiàn)最低的總體擁有成本等優(yōu)勢緩解客戶面臨的潛在風(fēng)險，幫助客戶適應(yīng)發(fā)電行業(yè)不斷變化的形勢。

巧借智能制造的東風(fēng)

當(dāng)前，智能制造的浪潮正值發(fā)展的風(fēng)口期，電力設(shè)備制造廠商紛紛備戰(zhàn)轉(zhuǎn)型升級的戰(zhàn)略。羅克韋爾自動化在中國制造領(lǐng)域具備15年以上的智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)MES的部署實施能力，覆蓋流程制造行業(yè)到離散制造行業(yè)。其通過MES系統(tǒng)幫助中國的電力設(shè)備制造行業(yè)提升整體設(shè)備效率（OEE）、識別生產(chǎn)延遲和掌握生產(chǎn)線的情況。OEE解決方案通過監(jiān)控工廠基層的活動向用戶報告準(zhǔn)確而詳盡的信息，使客戶了解設(shè)備和人員的使用情況，從而實現(xiàn)提高產(chǎn)量、降低成本、提升質(zhì)量、盡量減少差異等目標(biāo)。匡曉川表示：“無論是傳統(tǒng)電力裝備廠商，還是新能源設(shè)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(chǎn)管理的升級，步入智能制造。”

布局可再生能源發(fā)電市場

“低碳節(jié)能”無疑是世界范圍內(nèi)的熱門關(guān)鍵詞，在全世界大力提倡低碳節(jié)能、環(huán)保的大勢之下，可再生能源以其優(yōu)勢和特點，越來越受到各方的重視。“羅克韋爾自動化根據(jù)可再生能源發(fā)電行業(yè)的特點，引入先進的用于發(fā)電控制的現(xiàn)代化DCS（PlantPAx）系統(tǒng)，將所有自動化操作均集成在以PlantPAx系統(tǒng)作為關(guān)鍵組成部分的互聯(lián)企業(yè)中，實現(xiàn)關(guān)鍵過程區(qū)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(jié)約備件和培訓(xùn)成本。除此之外，PlantPAx系統(tǒng)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(yōu)勢，從而幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率。”匡曉川談道。

積極融合新的技術(shù)

新的技術(shù)也在不斷提升羅克韋爾自動化在電力行業(yè)的能力，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）解決方案、智能電力和能源方案逐漸發(fā)揮紐帶作用，為客戶帶來價值性的服務(wù)。其通過IoT解決方案，幫助中國電力企業(yè)協(xié)調(diào)不同的電網(wǎng)設(shè)備和能源生產(chǎn)設(shè)備之間的分析與操作，并實時解決與電網(wǎng)相關(guān)的問題。同時在羅克韋爾自動化的大數(shù)據(jù)分析平臺結(jié)合AI、機器學(xué)習(xí)以及AR技術(shù)，通過快速構(gòu)建和部署IoT應(yīng)用程序和遍及整體行業(yè)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(yè)物聯(lián)網(wǎng)方案技術(shù)供應(yīng)商PTC公司實施全球戰(zhàn)略合作，通過將PTC的物聯(lián)網(wǎng)平臺ThingWorx .、Kepware .工業(yè)連接和Vuforia.增強現(xiàn)實（AR）平臺與羅克韋爾自動化的FactoryTalk .MES、FactoryTalk分析和工業(yè)自動化平臺有機的結(jié)合，為中國的電力行業(yè)客戶提供完整的智慧電廠/智慧電力設(shè)備，使客戶實現(xiàn)提高生產(chǎn)率、提升工廠效率、降低操作風(fēng)險和更好的系統(tǒng)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(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，通過多年在中國市場的積累，未來將充分發(fā)揮羅克韋爾自動化的經(jīng)營理念，與中國電力行業(yè)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(fā)展目標(biāo)，結(jié)合羅克韋爾自動化的技術(shù)和能力，幫助中國電力企業(yè)實現(xiàn)智慧電廠之路，并創(chuàng)造企業(yè)的核心競爭力和生產(chǎn)力。

精彩案例

羅克韋爾自動化控制技術(shù)幫助水力發(fā)電企業(yè)恢復(fù)魚類洄游

1 項目背景

水力發(fā)電是美國發(fā)電行業(yè)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(fā)電，涌現(xiàn)出了眾所周知的胡佛水壩及無數(shù)的小型水電項目。但是，在過去的幾十年里，因水力發(fā)電受益的人們開始意識到水壩的環(huán)境影響，特別是對當(dāng)?shù)佤~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(chǎn)卵，幼魚孵化出來后會沿著河流遷徙回海洋生活。傳統(tǒng)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(lián)邦和各州的監(jiān)管機構(gòu)已經(jīng)采取措施，要求公用事業(yè)部門尋找?guī)椭~群穿行水壩的創(chuàng)新方法來幫助恢復(fù)這些種群。位于華盛頓州的Tacoma Power也是這些公用事業(yè)單位的一員。該公用事業(yè)公司主要承擔(dān)向全市半數(shù)以上的居民提供電力的重要任務(wù)，其90%的能源由華盛頓西部河流上的水力發(fā)電廠生產(chǎn)。
在TacomaPower的發(fā)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(dāng)?shù)貫l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(dāng)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(fā)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(tǒng)的一部分。
TacomaPower于1992年在壩基增設(shè)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(fā)的成魚和向海洋遷徙的幼魚建造魚類收集設(shè)施。該公用事業(yè)公司為實現(xiàn)分散水流的目標(biāo)，通過在壩基新建一座發(fā)電廠將水流轉(zhuǎn)化為電力。

發(fā)電廠需要模擬河水的自然流動，既能為周邊地區(qū)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(fā)電廠一樣，新的Cushman Northfork發(fā)電廠也需實現(xiàn)全自動化操作，不駐留現(xiàn)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(fā)電廠產(chǎn)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(fā)電廠均采用 Allen-Bradley. ControlLogix.可編程自動化控制器（PAC）實現(xiàn)自動化運營。

Tacoma Power發(fā)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(shè)計了一個使用四個ControlLogix PAC的全自動化系統(tǒng)。兩個PAC各自控制一臺1.8兆瓦的發(fā)電機組；第三個PAC負責(zé)控制工廠的平衡，包括現(xiàn)有河流出口閥的運行，以便在一個發(fā)電機組跳閘時能夠繼續(xù)正常運行；第四個PAC控制位于發(fā)電廠外面壩基處的魚類收集設(shè)備和吊魚網(wǎng)系統(tǒng)中。

借助這套新系統(tǒng)，操作員可通過單流量控制設(shè)定點對發(fā)電廠進行控制。工廠平衡PAC接收控制設(shè)定點發(fā)出的信號，并自動向每個發(fā)電機組和河流出口閥下達流量指令，以穩(wěn)定的速率提升流量，從而實現(xiàn)對季節(jié)性河水流動的模擬。ProSoftTechnology（羅克韋爾自動化 Encompass .產(chǎn)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(shè)備及其他系統(tǒng)對接，可跨多個平臺提供無縫的以太網(wǎng)通信。

如果一臺或兩臺發(fā)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(shè)施，Tacoma Power工程團隊需要設(shè)計一種可將成魚順利地從大壩一側(cè)轉(zhuǎn)移到另一側(cè)的吊網(wǎng)系統(tǒng)，需要具有精確控制能力的變頻器來實現(xiàn)。

該控制過程從壩基處開始。在魚群游向大壩時，魚類收集設(shè)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(zhuǎn)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(jīng)由卡車分離、計數(shù)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(shè)備。

在大壩的另一側(cè)，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(shù)自動集成到Studio 5000 Logix Designer應(yīng)用程序（該軟件還可用于對ControlLogix控制器進行編程）中，從而節(jié)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(yīng)用程序這樣簡單易用。”Ferrin說道，“這個軟件不僅能夠?qū)刂破鬟M行編程，還能編程和存儲變頻器參數(shù)，使變頻器參數(shù)及控制器程序便捷地存儲在一個文件位置，從而節(jié)約了調(diào)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(shè)備狀態(tài)和控制設(shè)備進行遠程監(jiān)控。

3 項目意義

收集設(shè)施恢復(fù)了魚類遷徙路線，Tacoma Power也如愿續(xù)訂了許可證，可繼續(xù)為塔科馬市提供電力，直到2048年。Tacoma Power還實現(xiàn)了新的發(fā)電廠運營目標(biāo)——將水力發(fā)電容量提升了3.6兆瓦。

由于發(fā)電廠實現(xiàn)了全自動化，公司避免了與擴招操作員有關(guān)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(zhǔn)確，而且節(jié)約了派駐現(xiàn)場員工的費用。”Ferrin如是說道。

該系統(tǒng)還降低了違反聯(lián)邦能源管理委員會（FERC）規(guī)定的流量要求的風(fēng)險。在一個發(fā)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(yè)公司能夠更有效地滿足這些合規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。

為進一步增加魚類種群數(shù)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(yǎng)殖200萬條紅鮭，第二座每年將養(yǎng)殖42.5萬條鮭魚和北美鱒魚，所有養(yǎng)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(xiàn)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