フレア: 夜間の暗示的な光の背後には何があるのか

収益性を高める化学工学と技術

ECT (Energy Control Technologies)社は、約十数年前に米国で設立され、3年前から欧州で子会社を運営しています。同社は、オープンプラットフォームのターボ機械の制御に重点を置き、軸流、遠心、蒸気タービン、ガスタービン、ターボエキスパンダなど、産業プラント用の大型ロータリコンプレッサのアプリケーション、ノウハウ、制御アルゴリズムを専門としています。

これは、産業用オートメーションアプリケーションの一翼を担うニッチな活動であり、非常に複雑なアルゴリズムの作成に基づいています。このアルゴリズムは、コンプレッサ内のガスの熱力学を考慮して、フレアを焚く必要性を回避し、コンプレッサだけでなく、機械やシステム全体のエネルギー効率を確保します。このようなシステムでは、ハードウェアの観点から、30/40msec程度の極めて高いレベルのプロセッサスキャンの応答速度が要求され、コンプレッサ制御システムの中に統合されたときに理想的なアプリケーションが見出されます。

ECTは、10年以上にわたってOEMパートナを務めてきたロックウェル･オートメーションにこれらの特長を見出し、Allen-Bradley®のControlLogix®プログラマブル･オートメーション･コントローラ(PAC)を、最も歴史があり、信頼性が高く、ベンチマークされているハードウェア設備と認識し、さらに分散制御システム(DCS)であるPlantPAx®とのシームレスな統合という付加価値を加えました。

独自仕様のプラットフォームとオープンプラットフォーム

このニッチ市場が開発された約30〜40年前、市場のPLCは必要な性能を備えていなかったため、アンチサージ機能を実現するために、業界は独自のハードウェアプラットフォームを開発し、そこにソフトウェアをインストールしていました。このような状況は、企業とブラックボックスソリューションの開発者との間に密接な関係が生まれるため、最適な状況とは言えませんが、故障時のコストやサービス時間、そのユニット専用のスペアパーツの取り扱いなどの観点から、このような技術的状況は今でも頻繁に見られます。

ECTは、ロックウェル･オートメーションのControlLogixを中心としたオープン・ハードウェア・プラットフォームに設置されたターボ機械に、構成可能でプログラム不可能な制御アルゴリズムを提供することで、お客様からの報告に基づいてこの慣行を根絶することに成功しました。構成可能でプログラム不可能なアルゴリズムの提供の選択とは、アルゴリズムのコア部分が封印され、変更できないことを意味します。例えば、特定の機械やプラントで基本的なサージ制御アルゴリズムを実行するための600個の構成パラメータは、完全に文書化された再現可能なプロセスを作成するため、誰が開発したかにはまったく依存しません。これにより、文書化された同じビルディングブロックに基づいているため、長期間にわたって保持することができ、プロジェクトごとに複製することができるようになります。

ベスト･プラクティス･プロジェクト

この例の1つには、スロバキアの石油&ガス会社向けにコンプレッサを製造したチェコ共和国のOEM企業のためにECTとロックウェル･オートメーションが実施したプロジェクトがあります。これは、エチレンガスの圧縮アプリケーションで、特に主要な精製プロセスのプラントユニットです。このユニットは精製に不可欠なものではなく、プラントが停止しても操業に影響はありませんが、精製所の生産性を大幅に向上させる改良となりました。石油精製のような競争の激しい業界では、廃棄物から得られる物質の活用と部分的な再利用、そしてそれに伴う生産性の向上は、石油&ガス会社の収益性に大きな影響を与えるため、このようなサテライトプラントの存在は特に重要です。

このプロジェクトでは、電気モータと、開閉機能を備えたバルブで制御される2段のコンプレッサが設置されており、ガスの流量だけでなく圧力や温度も調整できます。制御システムはControlLogix PACをベースにしたアンチサージ機能を備えており、温度やガス圧が制御できずに上昇してコンプレッサが危険にさらされたり、溶けてしまったりするのを防ぐために、各ステージへの通路をバルブで制御しています。このシステムには、エチレンの変換曲線に基づいて早期にバルブを開き、過熱を補うためにリサイクルラインに冷たいガスを注入するウェッジコントローラの制御ループも含まれています。これらはすべて、ロックウェル･オートメーションのPlantPAx DCSで管理されるコンプレッサ制御システムを組み込むことで実現しました。

このプロジェクトに特有の特長は、ControlLogixマルチプロセッサアーキテクチャを採用していることです。ロックウェル･オートメーションのソリューションを使用したコンプレッサ制御システムがすでに導入されている場合、アンチサージのECTアルゴリズム専用の追加CPUを統合することが特に有効です。このようにして、2つのシステムはそれぞれ独自のCPUとI/Oカードを持っているため完全に分離されていますが、1つのPAC上に共存し、機械制御とアンチサージ管理のための完全に統合されたソリューションを構築します。これにより、アンチサージ機能がコンプレッサ制御システムから完全に切り離されたブラックボックスソリューションで管理されているハイブリッドな状況に見られる二分法を克服することができます。

このスロバキアの石油&ガス会社の場合、プロジェクトはゼロから作成されましたが、このようなソリューションは既存のプラントにも完全に適用できます。アンチサージのための独自のプラットフォームを置き換えて、既存のPlantPAxシステムに代表される単一の制御環境に統合することができます。この統合により、PlantPAx分散制御システムのすべてのネイティブ分析機能にアクセスできるようになり、例えば予知保全戦略を改善し、ダウンタイムを最小化することができます。

追加情報
www.rockwellautomation.com

上記の結果は、ECT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その他の製品と併用した結果です。実際の成果は事例ごとに異なる場合があります。

パートナ企業のステートメント

Energy Control Technologies (ECT)は、ターボコンプレッサ、蒸気タービン、ガスタービン、ターボエキスパンダ、スクリューコンプレッサ、レシプロコンプレッサ、遠心分離機などの制御ソリューションを提供しています。ECTのソリューションは、エネルギー効率と生産性を向上させると同時に、機械の保護を改善します。

ECTのソリューションには、サージ制御、パフォーマンス制御、ロードシェアリング、蒸気タービンの回転数と抽気制御、ガスタービンの燃料制御とシーケンス、ターボエキスパンダの制御、振動保護、プラントエアネットワーク制御、シミュレーションサービス、遠心分離機の制御と保護システムなどがあります。