罗克韦尔自动化（中国）有限公司电力&水行业销售经理匡晓川

罗克韦尔自动化（中国）有限公司（以下简称“罗克韦尔自动化”）作为全球领先的工业自动化与信息化的公司之一，始终专注帮助企业寻找适合的工业自动化及信息化解决方案，致力于帮助客户提高生产力、降低安全风险并达到新的智能化运营水平，助力中国企业实现智能制造转型升级。

电力行业的发展是国家经济发展重要的动力源泉和基本保障，据罗克韦尔自动化（中国）有限公司电力&水行业销售经理匡晓川介绍，中国发电企业的目标是可靠且经济高效地发电，同时，需要在资源日益减少、熟练员工不断流失的情况下提高陈旧资产运营效率，并遵守不断增多的环境法规。罗克韦尔自动化拥有丰富多样的技术和解决方案，可通过提高工厂效率、优化工厂运营、减少排放、避免计划外停机、实现最低的总体拥有成本等优势缓解客户面临的潜在风险，帮助客户适应发电行业不断变化的形势。

巧借智能制造的东风

当前，智能制造的浪潮正值发展的风口期，电力设备制造厂商纷纷备战转型升级的战略。罗克韦尔自动化在中国制造领域具备15年以上的智能生产管理系统MES的部署实施能力，覆盖流程制造行业到离散制造行业。其通过MES系统帮助中国的电力设备制造行业提升整体设备效率（OEE）、识别生产延迟和掌握生产线的情况。OEE解决方案通过监控工厂基层的活动向用户报告准确而详尽的信息，使客户了解设备和人员的使用情况，从而实现提高产量、降低成本、提升质量、尽量减少差异等目标。匡晓川表示：“无论是传统电力装备厂商，还是新能源设备制造厂商，罗克韦尔自动化可通过其提供的完善的智能制造平台ProductionCenter，满足客户生产管理的升级，步入智能制造。”

布局可再生能源发电市场

“低碳节能”无疑是世界范围内的热门关键词，在全世界大力提倡低碳节能、环保的大势之下，可再生能源以其优势和特点，越来越受到各方的重视。“罗克韦尔自动化根据可再生能源发电行业的特点，引入先进的用于发电控制的现代化DCS（PlantPAx）系统，将所有自动化操作均集成在以PlantPAx系统作为关键组成部分的互联企业中，实现关键过程区域间的无缝集成和工厂的平衡，它还集过程、离散、马达控制、信息和安全于一体，单一控制平台有利于节约备件和培训成本。除此之外，PlantPAx系统还包括通用平台、无缝信息流、简化管理、降低总体拥有成本等优势，从而帮助企业提高生产效率。”匡晓川谈道。

积极融合新的技术

新的技术也在不断提升罗克韦尔自动化在电力行业的能力，物联网（IoT）解决方案、智能电力和能源方案逐渐发挥纽带作用，为客户带来价值性的服务。其通过IoT解决方案，帮助中国电力企业协调不同的电网设备和能源生产设备之间的分析与操作，并实时解决与电网相关的问题。同时在罗克韦尔自动化的大数据分析平台结合AI、机器学习以及AR技术，通过快速构建和部署IoT应用程序和遍及整体行业的平台，将先进的智慧电力平台提供给电力客户。值得一提的是，罗克韦尔自动化于2018年6月与工业物联网方案技术供应商PTC公司实施全球战略合作，通过将PTC的物联网平台ThingWorx .、Kepware .工业连接和Vuforia.增强现实（AR）平台与罗克韦尔自动化的FactoryTalk .MES、FactoryTalk分析和工业自动化平台有机的结合，为中国的电力行业客户提供完整的智慧电厂/智慧电力设备，使客户实现提高生产率、提升工厂效率、降低操作风险和更好的系统互操作性。

在采访的最后，匡晓川表示，罗克韦尔自动化深知中国电力行业的发展现状，通过多年在中国市场的积累，未来将充分发挥罗克韦尔自动化的经营理念，与中国电力行业客户进行深入沟通，聆听客户的实际需求，了解客户的中长期发展目标，结合罗克韦尔自动化的技术和能力，帮助中国电力企业实现智慧电厂之路，并创造企业的核心竞争力和生产力。

精彩案例

罗克韦尔自动化控制技术帮助水力发电企业恢复鱼类洄游

1 项目背景

水力发电是美国发电行业的基石。自20世纪80年代以来，工程师们就开始利用激流的能量进行发电，涌现出了众所周知的胡佛水坝及无数的小型水电项目。但是，在过去的几十年里，因水力发电受益的人们开始意识到水坝的环境影响，特别是对当地鱼类种群造成的危害。

鲑鱼、鲱鱼等物种需要从海洋洄游到淡水河流中产卵，幼鱼孵化出来后会沿着河流迁徙回海洋生活。传统水坝会阻断自由流向海洋的河流，这给鱼类的生存带来了威胁。

美国联邦和各州的监管机构已经采取措施，要求公用事业部门寻找帮助鱼群穿行水坝的创新方法来帮助恢复这些种群。位于华盛顿州的Tacoma Power也是这些公用事业单位的一员。该公用事业公司主要承担向全市半数以上的居民提供电力的重要任务，其90%的能源由华盛顿西部河流上的水力发电厂生产。
在TacomaPower的发电许可证即将更新之时，该市向其提出了在两个水坝附近开辟鱼道，以帮助保护当地濒危物种北美鳟鱼、红鲑和鲑鱼的要求。

2 项目实施

2.1 项目介绍

当时，TacomaPower位于North ForkSkokomish河上游的库什曼2号大坝，在该河流的North Fork上未配备水力发电的功能。该大坝于1929年建成，作为库什曼湖（人造水库）庞大蓄水系统的一部分。
TacomaPower于1992年在坝基增设了两个河流出口阀，以便河水从库什曼湖流入河床。但是，这些阀门放出的水流太强，洄游鱼类无法从这里穿过。为了给鱼类提供适航通道，Tacoma Power需要为向上游进发的成鱼和向海洋迁徙的幼鱼建造鱼类收集设施。该公用事业公司为实现分散水流的目标，通过在坝基新建一座发电厂将水流转化为电力。

发电厂需要模拟河水的自然流动，既能为周边地区提供防洪保护，也可确保对鱼类迁徙的管理。与TacomaPower拥有并运营的其他发电厂一样，新的Cushman Northfork发电厂也需实现全自动化操作，不驻留现场人员，使员工从塔科马办公室的操作中心远程操作大坝。

此外，此方案也能为客户带来利益，由这座发电厂产生的可再生能源足以满足1700个家庭的用电需求。

2.2 解决方案

TacomaPower的其他七座发电厂均采用 Allen-Bradley. ControlLogix.可编程自动化控制器（PAC）实现自动化运营。

Tacoma Power发电自动化主管Ozan Ferrin表示：“以前使用的Allen-Bradley控制器具有良好的实践，所以在新项目中依然采用了相同的解决方案。”

Ferrin及其他的Tacoma Power控制工程师设计了一个使用四个ControlLogix PAC的全自动化系统。两个PAC各自控制一台1.8兆瓦的发电机组；第三个PAC负责控制工厂的平衡，包括现有河流出口阀的运行，以便在一个发电机组跳闸时能够继续正常运行；第四个PAC控制位于发电厂外面坝基处的鱼类收集设备和吊鱼网系统中。

借助这套新系统，操作员可通过单流量控制设定点对发电厂进行控制。工厂平衡PAC接收控制设定点发出的信号，并自动向每个发电机组和河流出口阀下达流量指令，以稳定的速率提升流量，从而实现对季节性河水流动的模拟。ProSoftTechnology（罗克韦尔自动化 Encompass .产品合作伙伴及罗克韦尔自动化PartnerNetwork .计划成员）的DNP卡和 Modbus .卡与NorthforkPowerhouse的传感器、设备及其他系统对接，可跨多个平台提供无缝的以太网通信。

如果一台或两台发电机都离线，工厂平衡控制器会立即打开河流出口阀，以弥补流量损失，确保河水以均匀的速率流动。

对于鱼类收集设施，Tacoma Power工程团队需要设计一种可将成鱼顺利地从大坝一侧转移到另一侧的吊网系统，需要具有精确控制能力的变频器来实现。

该控制过程从坝基处开始。在鱼群游向大坝时，鱼类收集设施中的料斗将捕获成鱼，并通过由Allen-Bradley PowerFlex .700变频器控制的电车将其自动吊起。该变频器的Allen-Bradley TorqProve.功能有助于在变频器和电车的机械制动器之间转移控制时对料斗的控制加以管理。

料斗将鱼群吊升到大坝顶部，然后经由卡车分离、计数并运往库什曼湖。PowerFlex70变频器和组合启动器用于操作鱼类收集设备。

在大坝的另一侧，向海洋迁徙的幼鱼被放入大坝顶部的料斗中，然后由放鱼车将其运到大坝下游并放生。
TacomaPower控制工程师使用Allen-Bradley DriveTools.SP软件和Rockwell Software . Studio 5000 Logix Designer.编程软件对PowerFlex变频器进行了编程。工程师能够以用户自定义配置文件的形式将变频器直接添加到Studio 5000 LogixDesigner程序中，这有助于将变频器参数自动集成到Studio 5000 Logix Designer应用程序（该软件还可用于对ControlLogix控制器进行编程）中，从而节约编程时间。

“我们尝试过其他的控制软件，但没有一个既满足我们的所有控制需求又像Studio 5000 LogixDesigner应用程序这样简单易用。”Ferrin说道，“这个软件不仅能够对控制器进行编程，还能编程和存储变频器参数，使变频器参数及控制器程序便捷地存储在一个文件位置，从而节约了调试时间。”

此外，Tacoma Power团队还利用罗克韦尔自动化的I/O卡从塔科马办公室对温度、设备状态和控制设备进行远程监控。

3 项目意义

收集设施恢复了鱼类迁徙路线，Tacoma Power也如愿续订了许可证，可继续为塔科马市提供电力，直到2048年。Tacoma Power还实现了新的发电厂运营目标——将水力发电容量提升了3.6兆瓦。

由于发电厂实现了全自动化，公司避免了与扩招操作员有关的费用。“只需在控制中心按一下按钮，就能增加或减少流量，比手动操作更准确，而且节约了派驻现场员工的费用。”Ferrin如是说道。

该系统还降低了违反联邦能源管理委员会（FERC）规定的流量要求的风险。在一个发电机组跳闸时自动打开备用河流出口阀的能力使得该公用事业公司能够更有效地满足这些合规标准。

为进一步增加鱼类种群数量，Tacoma Power正在库什曼河项目基地建造两座新的孵化场。第一座孵化场每年将养殖200万条红鲑，第二座每年将养殖42.5万条鲑鱼和北美鳟鱼，所有养殖鱼都将被放生到库什曼湖中。此外，该项目也带来了额外的收益，由于该公司在其投资组合中提高了可再生能源占比，其现在可从州政府处获得更多的可再生能源税收抵免。

摘自《自动化博览》2018年9月刊