15,500kmガスネットワークのための標準化された制御環境

背景

ガスニー社は、オランダとドイツ北部で天然ガスやグリーンガスの輸送設備を提供および管理するヨーロッパのガス設備会社です。同社はガス輸送会社として1963年に設立され 、現在はオランダ政府が所有し、ガスの輸送のみを担当しています。毎年120bcm (bcm：10億立方メートル)を扱っています。

同社は15,500kmパイプラインネットワークを運用および維持しており、それに沿ってガスを準備して処理するための多数のステーションがあります。これらには、液化天然ガス(LNG)、天然ガス、および窒素のための、22の圧縮ステーション、19の混合ステーション、93の調整および計量ステーション、14の輸出ステーション、1,300のガス分配ステーション、2つの空気分離ステーション、および多数の貯蔵施設があります。

2013年に、ガスニー社は、オランダのガスタービン駆動コンプレッサフリート用の新しい標準化された制御システムの入札を決定しました。ビルフィンガー社の技術とアプリケーションに対する深い知識とともに、ロックウェル・オートメーションに対するエンジニアのこれまでの経験と、ロックウェル・オートメーションのオープン性、柔軟性、拡張性、および接続性への信頼に基づいて、ビルフィンガー社は2014年の終わりに契約を締結し、現在、Allen-Bradleyの製品はガスタービン制御のための主要な制御ソリューションと完全なオートメーションレイヤを形成しています。

最初のプロジェクトステップでは、ビルフィンガー社の仕事は標準化作業を実施することでした。このプロジェクトには、9ヶ所に50基のガスタービン(3つの異なる機械装置メーカ(OEM)によって構築された8つの異なるモデル)が含まれており、複数の制御システムの配備によって生じる曖昧さをなくすために共通する運用スキーマと手順を導入しています。

標準化プロジェクトに続いて、メインの改修プロジェクトが2016年に開始されました。オンメンの圧縮ステーションにおいて、ビルフィンガー社は、2つの異なるOEMの6台のユニット制御パネル(UCP)を交換する次のステップを開始しました。これは2017年の終わりまで続きます。

課題

ビルフィンガー社のガスタービンと圧縮のチームマネージャであるクラウス･トーマス氏は、次のように述べています。「ガスタービンのユニット制御システムは、タービン自体の稼働時間によって約40年の寿命を持っていますが、15～20年ごとに改修する必要があります。」

彼はさらに続けます。「全体的な標準化プロジェクトは、50のUCPすべてに共通の標準を作成するために推進されました。
タービン技術によって多少の違いはありますが、全体的なメッセージは「同じにできるものは同じであるべき」です。UCPは、実際にはプロジェクトの中心であり、通常の制御とHMI機能を提供するだけでなく、他の標準的な計装装置で使用されているものを超えた、速度と振動のモニタのためのいわゆる特別な計測にも対応する必要があります。また、さまざまな通信プロトコルを処理できるソリューションと、さまざまなサードパーティのシステムインターフェイスできるソリューションも考慮する必要がありました。」

ソリューション

クラウス氏は次のように説明します。「それは非常に長い入札期間であり、私たちの提案は最初からロックウェル･オートメーションのIntegrated Architecture^® (統合アーキテクチャ)ソリューションに基づいていました。そしてこれが私たちが契約を締結できた理由の1つだと思います。ガスニー社は、他のオートメーションベンダーのOEMシステムを多数使用していましたが、すでにAllen-Bradleyの製品の経験があり、本当にシステムが気に入っていました。プロジェクトの要件は、ロックウェル･オートメーションのソリューションによって提供されている機能にも厳密に一致しました。」

主要なタービン制御は、OPCリンクを介してHMIベースの制御ソリューションと通信する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)によって実施されます。クラウス氏は次のように説明します。「CPUの要件は実際には非常に高いのですが、最近ロックウェル･オートメーションがよりパワフルなCPUである新しいControlLogix 1756-L85E PACを発表したことは幸運でした。」

メインUCPは2つのパネルで構成され、1つはすべてのAllen-Bradleyのハードウェアで構成され、もう1つは電源、端子台、絶縁アンプ、ヒューズ、ツェナーバリアなどの他社製の機器をすべて含みます。

安全ソリューションは、制御基盤全体の中で主要な要素でした。クラウス氏は次のように説明します。「天然ガスを取り扱う際には、ATEX規格に準拠することができるバリアまたは専用の信号処理装置を使用して達成しなければならない本質安全について説明します。
さらに、システムの安全関連要件を完成させるためにHAZOP/SILに着手しました。私たちは、最終的に「通常」のCPU (ControlLogix)と、すべての機能安全要件に責任を負うセーフティCPU (Allen-BradleyのGuardLogix^®)から構成される分割ソリューションを開発しました。」

このプロジェクトのもう1つの大きな側面は、いわゆる特殊計装でした。クラウス氏は次のように述べています。「プロジェクトの開始時に、ガスニー社は当初、既存のテクノロジに基づくソリューションを指定しましたが、このタイプのブラックボックスのテクノロジから移行するシステムを定義するステップを実行し、かわりに振動と速度測定のために追加のAllen-Bradleyのソリューションを導入することを推奨しました。他のオートメーションベンダーの中に、速度測定を提供できるベンダーはありますが、必要な振動機能を提供できるベンダーはいません。これが、ロックウェル･オートメーションのアーキテクチャとAllen-BradleyのDynamix™ 1444ユニットによってもたらされるもう1つの利点です。これらのタービンに必要なコンディションモニタ機能を実現するためには、現存の技術のような専用のシステムは必要ではなかったことがわかりました。これらの機能は、UCP内で特定のタイムクリティカルな機能を持ち、約20msecの応答時間を提供します。」