罗克韦尔Allen-Bradley ControlLogix控制器在能源公司升级改造中的应用

集成状态监测系统应用工程师John Gasparic向消费者能源公司（Consumers Energy）位于密歇根埃塞克斯威多克工厂建议使用Allen-Bradley XM系列集成I/O产品来替换竞争对手设备时， 他惊讶的发现工厂所面临的问题的严重性。他们使用陈旧的振动监测仪器控制30个振动点，在没有DCS的情况下， 使用带状记录纸记录器监测大约250个进程参量。Gasparic向他们解释道：“使用Allen-Bradley ControlLogix控制器结合XM模块可以监测他们所有的参量， 并仅仅相当于上一套DCS成本的一小部分。 
　　 
　　消费者能源公司先前曾经考虑使用一个PLC控制器， 现在当他们陈旧的振动监测设备以及事件顺序记录器无法正常服务时候， 他们决定和罗克韦尔自动化一起， 进行设备升级。 相比从前，拥有更加方便的控制和信息可用性， 他们更加方便，有效的开始进行了升级工作。 
　　 
　　项目描述 
　　最初的计划是要购买一个振动监测器以及一个单独的SCADA系统来替代记录器和报警器， 但是没有预算来上DCS。 罗克韦尔自动化提供集成振动和进程数据包括24 RTD，136热容量温度测量以及92个4－20mA信号。 
　　 
　　发电站的集成系统替代了他们现有的带状记录纸记录器，事件顺序记录器以及振动监测系统。 
　　 
　　振动监测系统选择的是Allen-Bradley XM系列， 系统包括8个X-Y方向轴振动（非接触式传感器）、2 个速度传感器、1个偏心、4个壳胀、1个双通道差膨、2个转速、1个相位以及2个阀位 LVDT，所有这些参量通过XM-120 或 XM-320模块进行监测， 减少了备件库存的成本。 
　　 
　　XM系列集成到罗克韦尔自动化ControlLogix处理器以及RSView操作员界面系统。 振动数据和标准SCADA数据现在可以查看并归类， 同时获得了更为清楚的电厂运行画面。 
　　 
　　通过罗克韦尔自动化基于RSView客户端/服务器的操作员界面系统，操作员可以获得所有的可用数据。镶嵌了VersaView面板的计算机位于既有的锅炉和涡轮控制面板之中， 并提供过程情况的画面再现。通过连接电站的局域网， 工程师可以在他们的操作台计算机上使用RSView应用软件获取进程数据。 RSView系统中所有的数据都可以在任意一台RSView工作站中通过触摸屏菜单进行显示、报警和趋势显示。 
　　 
　　系统的心脏是Allen-Bradley ControlLogix控制器。它执行控制和监控功能。Flex I/O模块连接ControlLogix处理器， 分布在电站中的8个位置来替换先前使用的带状记录纸记录器， 远程配置的ControlLogix I/O机架搭在顺序和事件模块。它们包括SOE（事件顺序）输入模块， GPS时钟界面模块。 GPS模块提供主时钟，使得所有事件顺序数据精度达到100µsec。 所有罗克韦尔自动化硬件都通过以太网使用DeviceNet或者ControlNet网关连接到了工厂局域网。 
　　 
　　整个系统屏幕更新速率是2/秒。 趋势数据写入数据库为1/秒，XM-440提供行程保护，继电响应时间能够达到250 msec或更少， 以及两秒的延迟应用编程。 
　　 
　　2个VersaView互为冗余，另外两个VersaView服务器作为操作员监测站， 另外设置4个客户端遍布工厂。MODBUS接口以及电站既有的PLC Direct ， GPS事件顺序时钟标记可以达到100msec精度。 新型事件顺序（SOE）使用Vdc输入，这样便无需使用原有陈旧的顺序（SOE）记录器中的中置继电器。 
　　 
　　系统的优势在于使用DeviceNet减少建设成本。XM模块使用Din-Rail导轨式安装，并与透平的就地接线盒相连，取代原有的每个轴承与控制平台的双芯线连接。 这使得XM模块、非接触式传感器的趋近器以及电源均被安装在通用接线盒内。根据透平与控制台的距离， 接线成本预计可以减少40％－60％。 
　　 
　　由于工厂没有DCS，工厂又有为操作站提供信息来启动透平的需求，屏幕上增加了过程数据和趋势数据的功能。使用ControlLogix计算在透平暖机过程中的一些公式包括炉压、炉温以及暖机时间等。 
　　 
　　此外，Karn项目搭载了MODBUS接口模块方便与Westinghouse WDPF DCS进行连接。这使得电站中其他控制器的数据在RSView系统中同样可以显示、报警以及预测趋势。 
　　 
　　集成的罗克韦尔自动化SCADA系统比以前的分布式控制平台，更加有效地利用了设备资产， 超出了客户预期。