サプライヤは、ヨーロッパの大手水道会社に複数のメリットを提供

背景

ISO9001-2000, EMAS、ISO 14001-2004、UNE 1600:2010、およびOHSAS 18001の認証を取得したアイグアス･テル･リュブラガート(ATLL: Aigües Ter Llobregat)は、カタルーニャ州政府によって任命され、地域ネットワーク内の100を超える自治体にテル川とリュブラガート川、および淡水化された海水から飲料水を供給しています。

ロックウェル･オートメーションの関与は、次の3つの特長的な領域: 資産管理(地理的に分散した大規模なオートメーションおよび制御インフラ)、統合アーキテクチャソリューション(世界最大の可逆的電気透析プラントを制御するためにインストール)とオンライン･コンディション･モニタ･システム(完全な予知保全戦略の実装を支援するため)に分割すると最もよく理解しやすいと思います。

FactoryTalk® AssetCentre

ATLLは、絶えず変化する地元の河川供給の質に関係なく、飲料水を提供する必要があります。毎日、さまざまなシフト中に、ATLL制御エンジニアは、流入する水の水質の違いに応じて、PAC (プログラマブル･オートメーション･コントローラ)の調整ポイントの複数の変更に直面します。

ATLLは、PLC-5、SLC 500、およびAllen‑BradleyのControlLogixを含む約230台のPACを、210のAllen‑BradleyのPanelViewオペレータパネルと組み合わせて採用しています。PACのエンジニアリングと保守は、システムインテグレータを含む4人の従業員によって行なわれます。PACは2,000km2以上に分散していますが、衛星通信のおかげで、すべてを中央の位置からモニタできます。

ATLLは、IS09001-2000、ISO14001-2004、およびEMASの認証を取得するために時間、お金、労力を費やして、常に環境要求を尊重しながら、一貫したレベルの水を継続的に提供できることをクライアントに証明しました。これらの要因を念頭に置いて、特にPACで行なわれた変更に関して、資産のモニタは不可欠です。したがって、ATLLは、制御機器へのアクセスを制御すると同時に、その保守を管理することが重要です。

ATLLは、FactoryTalk AssetCentreの管理ソリューションをインストールし、ITインフラを変更するために、ロックウェル･オートメーションと直接協力しました。このソリューションは現在、ATLLスタッフとシステムインテグレータが使用する2台のデスクトップPCに加えて、約100台のPACを管理しています。実装された機能には、アクセス制御、監査システム、バックアップおよび災害復旧計画、およびレポートソリューションが含まれています。利点には、複数の請負業者がインストールとタイムリーなバックアップを作成するためのセキュリティに同時に取り組んでいる場合、水質と流量計の精度に影響を与える特定のパラメータの変更をモニタする機能、さまざまなシフトで作業する制御エンジニア間の情報と知識のより効率的な交換、PAC問題の防止が含まれます。

ATLLは、PLCがHMIと共同で緊急時にも継続的に高品質の水を供給できるように、完全な災害復旧計画の実施を通じて保守運用を改善することを計画しています。ATLLは、ISO 9001-2000の要件の一部としてFactoryTalk AssetCentreソリューションを使用します。これは、産業資産の管理に関連する規制に特に準拠していることを証明できるためです。

ロックウェル･オートメーションのIntegrated Architecture™ (統合アーキテクチャ)

設備の拡張により、リュブラガート川の飲料水処理ステーション(ETAP)は、生産量を20万から345,000m3/日に増やしました。

欧州連合の結束基金が共同出資するこのプロジェクトは、リュブラガート川の下流の支流からの水が塩分と汚染(トリハロメタン)の問題を引き起こし、浄化プロセスを困難にするため、処理ラインを改善するように設計されています。このため、ATLLは、水の化学的および官能的特性(味と匂い)を改善できる可逆電気透析システム(EDR)に基づいて、淡水化プラントを稼働させる必要がありました。

もう1つの課題は、より高いレベルのプラント自動化に到達することでした。すべての制御および施設のコンポーネントは、中央の位置からモニタする必要があります。これの目的は、地域の配電網の運用を規制する制御室からリアルタイムでモニタされる、30,000の新しい信号(2,000km2の領域に分散)で100,000の既存の信号を増やすことです。最後に、設備の高可用性も法的な問題です。数時間であっても、飲料水の生産を停止することは容認できません。この要因は、プラントプロセスが並行して構造化されており、信頼性が高く、柔軟性があり、スケーラブルな制御ソリューションが見つかることを意味します。

ロックウェル･オートメーションとEBEアソシエイツ社は、ATLLと共同で、ロックウェル･オートメーションの統合アーキテクチャソリューションに基づいた新工場向けの高度なオートメーションソリューションを開発しました。制御ソリューションは、11台のAllen-BradleyのControlLogix® PACを統合します。そのうちの9台はEDRにあり、9つの完全に独立した生産ラインに細分されています。これにより、エンジニアは何らかの理由でプラントの9分の1を停止するだけで済みます。これらの各PACは、Allen‑BradleyのPanelView™ Plus 1250オペレータパネルに接続されており、9つのラインのそれぞれをローカルでモニタおよび操作できます。I/Oは4つのリモートAllen‑BradleyのControlLogixフレームに分割され、オンサイトの分散型I/Oは3フレームのFLEX™ I/Oカードを使用して構成されます。

すべてのコントローラ、オペレータパネル、および分散型の入力と出力は、冗長なAllen‑BradleyのControlNetネットワークを使用して接続されます。これにより、どのような状況でもデータの高可用性を確保できます。サイトバルブに作用するために、9つの生産ラインのそれぞれにDeviceNetネットワークがあります。要約すると、淡水化プラントには、合計9つの冗長Allen‑BradleyのControlNetネットワーク、18のDeviceNetネットワーク、および合計10,200の信号が含まれ、そのうち1,000は処理用のアナログです。

他の2台の冗長なAllen‑BradleyのControlLogix PACは、ポンプステーション、石灰床、化学薬品の追加の制御、および設備の補助コンポーネントの管理を担当します。入力と出力は、Flex I/Oカードを使用して現場で配布され、冗長なAllen‑BradleyのControlNetネットワークを介して結合されます。すべてのコントローラは、光ファイバー･リング･トポロジ上のEtherNet/IPネットワークを使用して中央制御室で結合されます。これにより、任意のデバイスからの任意のパラメータをリアルタイムで表示するための理想的な手段が構成されます。

統合アーキテクチャソリューションの優れた汎用性は、Logix多分野コントローラプラットフォーム、NetLinxオープン･ネットワーク･アーキテクチャ、Viewディスプレイプラットフォーム、FactoryTalkデータおよび情報サービスを組み合わせたものです。これにより、プロジェクトの開始から規定された目標を達成するために必要な最高レベルの信頼性、柔軟性、およびスケーラビリティが提供されます。

オンライン･コンディション･モニタ

ATLLは、携帯型データコレクタを使用して、マシンの振動測定値に基づく予知保全システムを使用した経験があります。この場合の利点は、計装とソフトウェアの取得への投資を削減することで、1つのプラントで多数のマシンを測定できることです。その一方で、これらの技術で訓練されたチーム全体の想定コストと、プロセスにとって重要と見なされる機器の機械的状態に関するリアルタイムの情報の欠如という問題があります。

工場で最も重要な設備の1つは、取水です。この取水口は、当初は4つの垂直ポンプで構成されていましたが、現在は8つに増えています。ATLLは、振動、温度、および重要なパラメータのオンラインモニタに関連する市場のさまざまな代替案を広範囲に分析した後、XMファミリーに基づくロックウェル･オートメーションのソリューションを選択しました。彼らをこの決定に導いた理由は以下の通りです。

可変速度マシン

ドライブを使用してモータ速度を調整する設備では、水などの遠心負荷を容量の100〜80%で動作するポンプで調整すると、エネルギー消費量を最大50%節約できます。これは、使用される機械が流れを調整するための非常に正確な速度制御を備えている必要があり、機械的な観点から、それらを操作および保守する際の特定の予防措置が必要であることを意味します。Allen‑BradleyのXM120シリーズの振動制御装置が備えているタコジェネレータ入力のおかげで、振動レベルと動作速度を直接相関させることができます。これにより、振動値を回転速度の倍数(1x、2x、3xなど)として永続的に制御できます。このデータと位相の読取り値は、ポンプを始動および停止するとき、および通常の動作条件下で重要です。これらのデータにより、システムアセンブリの臨界周波数と共振周波数を確認できます。

分散システム

銅線の価格、ケーブルの維持費、通信の開発により、フィールドバスの使用が支持され、分散アーキテクチャの新しい概念が生まれました。ATLLでは、4つの振動チャネル、1つのタコジェネレータ、および6つの温度読取りチャネルが、各ポンプの下部にある小さなキャビネットに設置された対応するXMユニットに接続されています。これらの各キャビネットは、DeviceNetを使用してリアルタイムで通信します。次に、これらは、Allen‑BradleyのControlLogix PAC、コンバータユニットXM500、およびモニタと制御を実行する1対のAllen‑Bradley PanelView 1250オペレータパネルなどの他の分散デバイスに接続されます。コントローラは、フィールドレベルのDeviceNetとプラントのイーサネットの間にブリッジも作成します。

4～20mAトランスの制限

発見された最初の制限は、これらの送信機が所定の振幅と周波数範囲で動作するように設計されていることでした。これにより、各タイプのマシンのおおよその振幅に関して、特定の送信機ユニットの使用が制限されます。また、中周波数範囲(常に固定)は、他のマシンからの振動レベルをフィルタできない場合があり、範囲または測定単位の非互換性のために、ベアリングの故障などの機械的な問題を検出することさえできません。これらのプローブを使用すると、各チャネルをポイント･ツー･ポイントで配線し、受信側(コントローラ)でアナログ信号と互換性のあるカードを使用できるようにする必要があり、その結果、追加コストが発生しました。

ATLLは、ロックウェル･オートメーションのXMソリューションを選択しました。これにより、周波数や振幅の範囲に制限がなく、それらを区別することなく、標準の振動プローブ(加速度計)を取付けることができます。

分析能力

ATLLは、デバイスが高度な診断を行なうために必要な十分な情報を持っていることを高く評価しています。各XM120振動ユニットは、30を超える振動パラメータ(スペクトルFFT、波形、回転の周波数と速度に関する4つの構成可能なバンド幅、障害のタイプ(不均衡、不整合、ベアリングなど)、センサの状態、ファイルの記録、およびマシンの速度に関するアラームの抑制)をリアルタイムで測定できます。この情報はユニットごとにローカルで処理され、Allen-BradleyのPACとプラントのさまざまなシステムおよび部門に送信されるため、ポンプの一般的な状態とパラメータをリアルタイムで利用できます。メンテナンススタッフは、スペクトルの波動分析など、より完全な情報を手に入れることができます。この情報は、Emonitorプログラムのデータベースに記録されます。

結論

ATLLは、ロックウェル･オートメーションの保護とオンラインモニタのための最新の予測システムを導入し、給水ポンプの状態に関するすべての情報をプラントの制御システムに統合することに成功しました。この情報は、メンテナンス計画を機械の実際の状態に効率的に適合させ、プラントの残りの重要な機器に簡単に拡張するために、一般的な操作に非常に役立ちます。

上記の結果は、このお客様がロックウェル･オートメーションの製品およびサービスを他の製品と組み合わせて使用した場合に固有のものです。特定の結果は、他のお客様によって異なる場合があります。