当您为电力和能源行业设计关键的控制系统时，当昂贵的组件不按预期的情况下执行时，会感到沮丧是完全合理的。
在区域发电系统中，燃烧机涡轮机已成为近年来的中流台。这些功能强大的复杂机器以两种方式使用：
- In combined cycle configurations for base load generation
- 在简单的循环排列中，峰值植物处理中性和高点功率波动。
总部位于宾夕法尼亚州的工程服务公司RDI Controls为工业和机动式涡轮控制系统提供了完全工程的改造软件包，包括拆除，安装，控制阀和现场设备集成，水注射，氧化二硝酸盐（NOX）发射措施（NOX）发射器，生成器保护，以及辅助/辅助/辅助//辅助//辅助//辅助//辅助//植物（BOP）控制的平衡。
RDI的一位客户邀请他们竞标一个项目，以改造三个涡轮峰值植物，每个涡轮峰，每个涡轮机配备了Westinghouse W301和GE框架5LA燃烧涡轮机，以简单的循环配置，每个涡轮机在20-30 MW范围内运行。控制系统的先前迭代是为六台涡轮机中的每一个设计了一对Allen-Bradley Controllogix plcs的设计，但是由于反复的控制和维护问题，客户需要一个更好的工程解决方案，更易于进行故障排除和更可靠。
翻新的峰值植物之一
目标
峰值工厂的峰值将效率换成响应能力，产生大量的废热并为涡轮机的运行而不是发电。为了最大程度地减少这些损失并减轻整个系统的压力，在启动和操作过程中保持涡轮机在紧密的公差内至关重要。
高速和温度运行的大型旋转机械也需要许多安全考虑。例如，如果系统无法限制涡轮机的速度，它可能会破裂，因此RDI的解决方案需要包括适当的故障保护以防止超速事件并反应负载拒绝。
And, although each turbine would have its own control system, every pair utilized common site subsystems, which would need to be integrated into the primary controls. These included ammonia control systems, which RDI had previously retrofitted using Opto 22 SNAP PAC programmable automation controllers, and electric starter motor controls that still ran on Allen-Bradley PLCs.
Finally, for the sake of speed, cost, and error-reduction, RDI aimed to leave as much of the existing field wiring in place as possible.
网站概述屏幕显示Westinghouse W301和GE Frame 5LA状态
解决方案
为了满足这些目标，RDI使用Opto 22的组合在每个站点上设计了一个分布式控制系统凹槽史诗和Snap pac控制器。RDI Controls的首席工程师Lou Bertha说，这是同样的经验，首先使他尝试了Opto 22。
“当时，艾伦·布拉德利（Allen-Bradley）是工业涡轮控制中最大的竞争者，但它昂贵且笨拙。...从灵活的角度来看，从我的钱中，Opto 22给了我更多的轰动。...我能够以一小部分成本来完成您可以用A-B做的任何事情。”
二十多年后，RDI控件已使用来自GE，Westinghouse，Pratt-Whitney和Rolls Royce等品牌的各种涡轮机进行了160多个改造和设计项目，并使用了Allen-Bradley，Abb/Bailey和Westinghouse的控制系统/艾默生。但是Opto 22仍然是Lou的首选供应商，他提供负担得起的高性能系统的能力继续赢得他的业务。
RDI轻松地使用分布式系统，该系统结合了高速PID控制，二级控制和网络以及嵌入式第三方通信。
在峰值植物中，凹槽EPIC和SNAP PAC控制器整合了W301，F5LA和共享子系统的所有功能。子系统是使用本机对等通信以及通过归纳自动化的嵌入式OPC UA通信整合的点火边缘。此外，每个站点通过安全的PAC网关向外部历史学家报告，并与Citect SCADA HMI网络集成在一起，RDI也设计了。
分布式控制体系结构
对于每台涡轮机，一个史诗可提供主要的调速器控制，管理燃油混合，燃烧和轴速度，其中一个PAC提供备份控制和超速保护。第二个EPIC处理音序器控制，包括辅助系统的启动，过程监视和协调，并令人震惊，第二个PAC集成高密度热电偶感应用于限制温度和坡道。最后，RDI使用双以太网端口在每个控制器上设置冗余网络连接。
分布式控件为RDI提供固有的故障保护。由于所有四个控制器都是网络上的同行，而不是远程I/O，因此每个控制器都有能力在部分失去控制或网络连接的情况下连锁系统。
“网络冗余是至关重要的，” Lou Bertha解释说。“我们不能因为不良的开关而失败……。但是，在发生网络问题的情况下，每个控制器都能在维持自己的控制功能的同时，可以根据需要绊倒系统，例如，润滑油操作，风扇控制，监视等。”
“我可以说[完整的控制器冗余]无关紧要，因为控件处于I/O级别。如果我们与网络隔离，我们可以继续运行，如果我们失去I/O，那么冗余就无关紧要。”
RDI的站点级控制网络体系结构
但是，与远程I/O一样，在多个控制器上分发控制和I/O也允许RDI降低成本并最大程度地减少重新布线。高密度和专业I/O被放置在较低的PAC上，然后靠近设备，而不是需要长时间返回主控制器。
In Lou’s assessment, “The existing hardware was susceptible to damage if moved and the drawings were out of date, so we avoided rewiring altogether by dropping controllers into existing panels” instead of building new panels or attempting to marshall field wiring to a smaller number of controllers.
幸运的是，以史诗为主要控制器，性能不是问题。供电四核手臂处理器娄说：“马力很棒。”PID控制功能用于速度，负载，启动和温度控制，速度控制回路在50 ms或更短的情况下执行。以这种速度，RDI可以轻松地将涡轮/发电机速度保持在3600 rpm至+/- 1 rpm之内。
Opto 22的史诗和PACS都与PAC项目开发环境的最新版本完全兼容，因此RDI可以使用相同的工具集管理每个控制策略。
子系统集成
To interface with the shared subsystems at each of the three power generation sites, RDI leverages a mix of hardware and software communication options included in Opto 22’s EPIC and PAC controllers. With凹槽史诗般的，无需拥有单独的通信服务器。EPIC序列控制器协调起始电阻控制器（SRC），氨系统，其他涡轮控制器和远程I/O之间的数据。
SRC是一种电动机，由Allen-Bradley PLC控制，该电动机可根据涡轮机的速度调整其输出。RDI使用内置的点火边缘平台凹槽Epic，为普通工业设备（如PLC）提供了一套本机协议驱动程序。点火开关在史诗和PLC之间创建了一个桥梁，消耗A-B标签并通过其嵌入式OPC UA服务器公开其数据。OPC UA标签可以直接链接到控制引擎和在EPIC上运行的其他应用程序。
Compared to passing data via an HMI/PC interface, this approach provides a fully independent link between the systems to ensure it maintains operation in the event of an HMI/PC failure. Lou adds, "If you haven't used this on a project, it's fantastic. I could shut down the HMI and it will keep running. If I were using the HMI to pass tags around, as is common, I would have been in trouble."
RDI使用本机OPTOMMP协议与其他子系统进行通信。涡轮流量和温度传递给氨系统PAC，以控制注入涡轮排气的量。另一个PAC与Modbus串行设备接口，以传达电压和保护性继电器状态。一对PAC为外部OSI PI历史学家创建了不可用的界面。一个PAC与控制网络链接，收集数据，并将其传递给历史学家网络上的另一个PAC。每个PAC上的双独立以太网端口允许RDI细分网络因此数据只会流出，而不是流出。
RDI将Allen-Bradley Plcs整合到了它的凹槽史诗control strategy using Ignition Edge
结果
卢·贝莎（Lou Bertha）说：“我们绝对有竞争优势的价格。”“我们重新制定了所有内容，包括演示和安装，并且仍然比竞争的价格便宜30-40％。”借助Opto 22，RDI赢得了峰值工厂合同，然后在短短两周内完成了该项目。
除了降低材料成本外，Lou还将他的优势归因于三个因素：
- I/O级别的控制：Opto 22自动化系统利用智能I/O网络来分发函数，在传统的远程I/O系统中，中央控制器通常会处理。该体系结构可确保即使有部分损害，系统也可以继续运行。
- 灵活性：凹槽EPIC和SNAP PAC采用嵌入式硬件和软件工具（多个网络选项，通信服务器，数据处理功能）设计，为工程师提供了许多用于设计和缩放系统的选项。
- 开放性：Opto 22产品是建立在开德赢下载放标准和技术基础上的，使其易于与第三方设备和外部系统集成。
通过利用这些功能，RDI能够实现该项目的性能和可靠性目标。由于没有外部依赖性或昂贵的服务器许可，该系统也可以简单地设计和易于维护。
Lou补充说：“使用Opto 22，我们可以做更多的事情，而我的客户很高兴。这很容易。干净。系统刚刚运行。如果人们不必考虑一下，他们会很高兴。”
有关RDI控件的更多信息，您可以在rdicontrols.com。
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