研究所は新しい冷却装置で容量を2倍以上に

改善されたツール、改善されたインフラ

冷水は科学的探究の最前線で重要な要素です。主要な研究所では、冷水を使用して宇宙の最小粒子に関する最先端の実験のための正確な環境条件を作成しています。

研究所には、世界で最も先進的な研究開発施設があります。科学者たちは、脳細胞からリチウムイオンに至る物質の分子構造を研究しています。その結果は、癌との闘い、より効率的なエネルギー源の探求、およびナノ材料の開発における進歩でした。

全体として、この研究所は5,000エーカーを超える広さがあります。また、すべての大規模な研究および管理棟は、パイプを介して集中型の冷水プラントに接続されています。施設は1990年に研究室が冷水生成を集中化して以来、数回拡張されました。

研究所がプラントを集中化する前は、各建物に独自の冷却システムがありました。各冷却システムを個別に維持および制御する必要があったため、セットアップは非効率的でした。
 

冷却装置の開発

2008年に、研究所は、寿命が近づいている施設の1つを置き換えるための新しい最先端の施設を建設する承認を得ました。世界中の科学者に広く使用されている最初の施設は、30年以上前から使用されていました。次世代は第1世代よりも強力であり、年間12%以上の追加の冷水容量が必要でした。

増加する需要を満たすには、集中型プラントを拡張する必要がありました。当時は、10ラックのI/Oから給電されるAllen-BradleyのPLC-5コントローラによって制御される4台の冷水機を収容していました。2011年から2016年の間に、5台の新しい冷水機が追加されます。

さらに、制御プラットフォームはライフサイクルの終わりに近づいており、最新化の必要がありました。シームレスなシステムは一貫したパフォーマンスを提供し、交換部品を見つけやすくするため、最新の標準化されたシステムを維持することは研究所にとって重要でした。

制御プラットフォームの移行と拡張を検討する場合、1つの注意点がありました。ダウンタイムは最小限でなければなりません。実験を妨げずに継続するため、およびデータストレージのために、冷水は24時間年中無休で利用可能である必要がありました。

国内最大のコンピューティングセンターの1つがある本研究所では、データストレージに非常に特殊な湿度と温度が必要です。停止があった場合、進行中の実験からの情報は保存されません。

制御プラットフォームの最初の移行も大きな懸念事項でした。連邦法は、国内機関が複数のベンダーから入札を取得することを要求しています。そして最初の引用では、システム全体を変更する必要があると述べています。それは選択肢ではありませんでした。完全に新しいシステムはコストが非常に高くなるだけでなく、研究機器は常に冷却する必要があります。
 

移行のテーゼ

ロックウェル･オートメーションのPartnerNetworkプログラムのソリューションパートナであるアプライド･コントロール･エンジニアリング(ACE)社と話し合った後、研究所のPLC-5コントローラをAllen-BradleyのControlLogixプラットフォームに移行することにより、完全なオーバーホールを回避できることが判明しました。プラントは古いハードウェアから段階的に移行し、拡張中も稼働し続けることができます。

ACEは、プラントの稼働を維持するための3フェーズを定義しました。

最初のフェーズの一部として、ACEは旧式のコントローラからControlLogixプラットフォームに移行すると同時に、新しい冷水機用のスペースを追加します。旧式のシステムの残りの部分(I/Oの10ラック)は、第3フェーズで交換されます。

最初のフェーズでスムーズな移行を確実にするために、ACEはロックウェル･オートメーションのシステム変換ツールを利用して、可能な限り多くのControlLogixプラットフォームを事前設定しました。いくつかの例では、研究室が備えていたカスタムソリューションでは、プラントに合わせて設計を調整するためにACEが必要でした。

ACEの副社長であるゲイリー･ヒダ氏は次のように述べています。「このプラントは民間業界の多くのプラントよりも大きいため、特殊I/Oカードなど通常は設置されていない一部の機能が制御システムに含まれています。私たちはロックウェル･オートメーションと協力して、これらのインスタンスに最適なセットアップを決定し、プロジェクトをスムーズに稼働し続けました。」

第2フェーズは効率的に進み、ACEはシステムを拡張して2台の追加の冷却装置を含めました。新しい冷却装置は、ControlLogixプラットフォームと、部分的に移行されたシステムに接続されたI/Oの8つの追加ラックで動作しました。

第3フェーズでは、さらに3台の冷却装置を追加し、旧式のI/Oの残りのラックのうち2つを除くすべてを移行しました。第3フェーズの完了後、旧式のシステムの残りの部分も置き換えられました。
 

制御に光を当てる

集中型水処理プラントの容量は、元の4,850トンから11,100トンに容量を増やすことに成功しました。ControlLogixプラットフォームはプラントにスケーラビリティを提供し、冷却装置を追加する機能を強化しました。

制御プラットフォームを移行するために提供された8時間は十分以上でした。冷水プラントは、ユーザのニーズを満たすために、この期間中に保存された冷水を使用して、4時間だけバイパスモードで稼働しました。

旧式のI/OラックのControlLogix I/Oへの移行は、割当てられたタイムライン内で、ラック当たり平均1週間でした。移行が行なわれている間、研究所は通常通り実験的研究を続けることができました。

ヒダ氏は次のように述べています。「私たちのチーム、研究所、ロックウェル･オートメーションのコラボレーションは、各フェーズのタイムラインを満たすのに役立ちました。ロックウェル･オートメーションのソリューションの互換性により、移行と拡張が成功しました。」

また、ControlLogixプラットフォームは研究所の持続可能性のベストプラクティスを継続します。効率的な制御システムにより、予測されるエネルギー節約量は年間約40万ドルです。

ウォータープラントの拡張とI/Oの移行に続いて、研究所は敷地内の古い冷却塔を交換しています。この最新のプロジェクトとともに、ACEは現在のシステムとシームレスに統合する新しいI/Oの導入を支援しています。

上記の結果は、この企業での配備されたロックウェル･オートメーション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。

Allen-Bradley, ControlLogix, PartnerNetwork, およびPLC-5は、Rockwell Automation Inc.の商標です。