産業分野：電力 SSE www.sse.com 「Invensys Operations Management が提供するマイグレーションアプローチにより、既存ベンダーのアップグレードソリューションへの代案が実行可能なオプションであることが分かりました。」ヒュー・ファーガソンキードビー発電所 C&I エンジニアおよび DCS アップグレードプロジェクトマネージャ © Jonathan Thacker - http://www.geograph.org.uk/photo/2006958 Invensys が英国の電力需要に対応目標 •企業では、既存の DCS の老朽化を解決し、キードビー発電所の稼動寿命を延ばす拡張可能なソリューションを提供する必要がありました。 •ベンダーは、別のプラントプロジェクトと並行しつつ、かつ最小限の試験時間で、計画的な大規模休業に間に合うよう包括的なアップグレードソリューションを提供する必要がありました。課題 •不完全な閉回路図、色あせたコンダクタの識別ラベルおよび I/O 変換時における人的エラーのリスクがアップグレードでの重大な障害となります。 •既存のソフトウェアアプリケーションで利用できる文書が限られているため、プロジェクトチームにとってソフトウェアのマイグレーションとテストのジレンマとなります。ソリューションおよび製品 •InFusion™ エンタープライズ・コントロール・システム（英国初の重要な InFusion ソリューション） •SimSci-Esscor® ROMeo オンライン・パフォーマンス製品 •SimSci-Esscor® ROMeo オンライン・パフォーマンス製品 •SimSci-Esscor ダイナミック・シミュレーション製品結果 •Invensys のソリューションは計画停電に間に合い、プロジェクトの SSE 予算内で提供されました。 •アップグレードは、老朽化と拡張可能性についての問題の双方を解決しました。 •プラントの従業員は作業員のトレーニングと習熟度の改善を含めたシミュレーションの主なメリットを実感し、施設はプロセス試験用の厳密なテストベッドをもつことになりました。英国、ノースリンカーンシャー州スカンソープ — トレント川は長年にわたって河流が変化する歴史があり、ウィリアム・シェイクスピアの作品でもその曲折が語られています。主要な商業用水路により英国北部と南部の間に因習的な境界線を設けてからは、トレント川は比較的に安定しており、娯楽と飲料水、そして河川に沿った多くの石炭およびガス火力発電所用の冷却水の水源とされています。こうしたプラントのひとつである北リンカーンシャー州スカンソープに所在するキードビー発電所は SSE が運営し、英国最大のエネルギー供給会社の一つに数えられています。1996 年に商業運転を開始したキードビー発電所は、複合サイクルガスタービンで 720 メガワットを発電する施設です。キードビー発電プラントには General Electric フレーム 9FA ガスタービン 2 機、Alstom 蒸気タービン 1 機、Babcock 三圧圧力式廃熱利用ブロイラー 2 機、そして Siemens GT10B 補助ガスタービン 1 機があります。プラントはマネージャーやエンジニア、技術者を含む計53名の従業員によって管理、運転されています。SSE のマネジメントは、施設の分散制御システムがプラント全体で老朽していることを確認して、プラントをより柔軟で拡張性がある、対応可能なソリューションにアップグレードするために Invensys Operations Management を選びました。 SSE はエネルギー公益事業と縦割りで統合されており、電力の発電、送信、分配および供給、さらに天然ガスの貯蔵や分配、供給、テレコミュニケーション、請負およびエネルギーサービスに関与しています。SSE は英国内で1,000万以上の顧客アカウントを有しており、天然ガスと電力を350万以上の家庭やビジネスに供給しています。また、東ヨークシャー州ホーンジーにある英国最大の陸上ガス貯蔵所を所有し、現在アルドブローにさらに大規模な新施設を建設中です。さらに、SSE は、英国屈指の電気工事請負ビジネスを有しており、60 の支店を展開しています。SSE では英国最大の街路照明請負業者として、100万個以上の光源を管理しています。新しいインフラストラクチャアプローチに脚光を当てるアップグレードする前は、プラントのほとんどが Emerson WDPF (Westinghouse 分散プロセスファミリー) DCS システムによって作動していました。この中規模の制御システムには、26台の耐故障コントローラー、ヒストリアンと 6,046台の配線接続した I/O、8台の制御レベルデータリンク（Modbus、Allen-Bradley DH+、GE-GSM）、3台のスーパーバイザリーレベルデータリンク（Modbus-TCP、ODBC、OSIPI）、そしておよそ130のオーバーレイと48のシーケンスを含む190のプロセス画面からなる12台の HMI ワークステーションがあります。 SSE エンジニアはまずキードビー発電所の DCS アップグレードプロジェクトのために 7 つの主な条件を特定しました。リストのトップは、予定している大規模な停電に合わせてアップグレードを完了し、システムを最小限のサイト試験時間でマイグレーションする必要があることでした。また、新しい DCS システムでは差し迫った老朽化の問題を解決し、プラントで予測される残りのサービス寿命において常に最新の状態を保つようにする必要がありました。制御メモリー、I/O キャパシティ、およびネットワークバンド幅の十分な拡張可能性と簡易化したオンライン設定も主な要件に挙げられました。操作手順やその他の人的要因に影響する可能性があることから、エンジニアは新しいプラントソリューションでは既存の制御戦略と HMI インターフェース基準を維持すべきだと考えました。既存のオペレーションとアップグレードをシステムのアップグレードと調和させる計画が進むうちに、DCS のアップグレードは、必須の主要メンテナンス活動とその他の拡張プロジェクトに並行して実施する必要があることがはっきりしました。さらに、現場での作業は、供給停止プログラムへの妨害を最小限に抑えながら行う必要がありました。プロジェクト要件のリスク評価では、I/O アップグレードとアプリケーションソフトウェアのマイグレーションという 2 つの主な懸念が特定されました。I/O のアップグレードでは、キードビー発電所のプラントエンジニアが、コンダクタの識別ラベルの色あせや不完全な閉回路図、人的エラーのリスクや現場にある約 6,000 の閉回路の再配線と試験に関連した供給停止プログラムへの影響などの課題を指摘しました。 SSE には合計で 11,300 メガワット以上の最大出力が可能であり、そのうち 2,000 メガワットは再生可能な設備出力能力です。SSE は、全体でみると英国第2の生産ビジネスであり、再生可能資源を利用する電力発電所としては最大です。Scottish Hydro Electric と Southern Electric の合併によって成立した SSE では、さらに 100 箇所以上の火力およ「既存システムの信頼性は今まで高かったですが、問題がび再生可能エネルギー発電所の所有に関心を持っています。起こりつつあります」とキードビー発電所の C&I エンジニアで DCS アップグレードプロジェクトのプロジェクトマネージャーであるヒュー・ファーガソン氏は述べています。「利用できなかったり、これ以上修理できなくなったコンポーネントの数は増える一方です。また、コントローラのメモリーは容量の上限に達しそうで、データハイウェイバンド幅のほとんどがすでに利用されています。」アプリケーションソフトウェアのマイグレーションもまた、潜在的な問題のあるエリアとして考慮されました。文書化は制限されており、利用できる制御ナレーティブはありません。これは、アプリケーションソフトウェアそのものをマイグレーションプロセスのソースとして使用する必要があり、人的エラーやスキルの必要性、機能承認テスト条件について問題を提起することを意味していました。老朽化の可能性に基づいて、次世代型 WDPF プラットフォームである Ovation へのアップグレードの代替案があるかどうかは定かではありませんでした。しかし、ソフトウェア承認テストと既存 I/O ハードウェアを継続してサポートするという問題のために、SSE ではプロジェクトで Tender を使うことに決めました。やプラントエンジニア、作業員、マネージャー向けの厳密なフルパワーダイナミックシミュレーションと制御システムエミュレーションを提供します。また、多くのエンジニアリング会社やプラントの悩みの種である、旧式製品や故障製品、実験製品、使いにくい製品への最新式の代替案を提供します。 Invensys では、Invensys InFusion エンタープライズ制御システムの主要コンポーネントである Foxboro I/A シリーズ分散制御システムをサポートする豊富な実績を証明し、DCS シーケンス用のシーケンシャル機能チャートや、プラントのパフォーマンス測定基準に対して ROMeo オンライン・パフォーマンス製品を含めた、システムをさらに強化する一連の製品を提供することができました。 ROMeo は進歩型統一モデリング環境であり、ユーザーが各作業ユニットで最高のパフォーマンスを引き出せるよう支援するオンライン最適化アプリケーションを提供します。ROMeo は、オンラインモデリングと方程式ベースの最適化機能で企業全体でのプロセス最適化を実現し、変化する市場圧力や製最終的に SSE は Invensys Operations Management を選び品価値、エネルギーコスト、機器のパフォーマンスをよりよく管ました。選択の理由となったのは、実証済みの WDPF 向けプ理するための、従来以上に正確で最新の作業情報をラグイン I/O カード、WDPF マイグレーションにおける専門知提供します。識、社内シミュレーション能力とアプリケーションソフトウェア試験およびオペレータートレーニングに対するモデルベースのプ「Invensys Operations Management が提供するマイグレーラントシミュレータの盛り込みでした。ションアプローチにより、既存システムに代わる案が実行可能なオプションであることが分かりました」とヒュー・ファーガソン氏は述べています。「シミュレーションは、複製の難しい問題の Invensys はマイグレーションプロセスに精通解決に非常に役立つ情報を与えてくれました。シミュレーションはアプリケーションソフトウェアのマイグレーション時にプラ Invensys WDPF マイグレーションスタイル FBM は、既存のント作業員の経験を活かす上でかけがえのないものとなりま WDPF I/O ラックや電源、現場配線を新しい Foxboro IA シスした。」テムでも再利用できる WDPF Q-Line I/O カードのプラグイン交換品です。IA システムからみて、こうしたモジュールは標準当初は、DCS アプリケーションソフトウェアのマイグレーションの Foxboro 200 シリーズ FBM に類似しています。と OTS プラントの開発は個別の Invensys プロジェクトチームによって別途に並行して行われました。それが完了したあと、 Westinghouse アプリケーションを Invensys InFusion 環境にこの2つの要素が統合され、現場での設置前に工場内で機能マイグレーションさせるために、半自動ツールが提供されましテストができるようになりました。た。InFusion は、エンタープライズ制御用の Invensys 配信メカニズムで、組織全体での情報を総合的に見るために必要なシステムのアーキテクチャとハードウェアが特定されるハードウェアとソフトウェアコンポーネントで構成されており、と、Invensys DCS チームはマイグレーションツールの開発とコ人材とプロセス、システムの間の協調性を確保するための基ード分析を開始しました。アプリケーションは HMI コンポーネ盤となります。ント、インターロック/保護ロジック、シーケンス、独自の戦略と典型的な戦略に分解されました。マイグレーションされた DCS SimSci-Esscor ダイナミック・シミュレーション製品では、仮想化コンポーネントは、コードレビューと基本的な I/A シリーズ機した DCS 制御プロセッサ、サードパーティの仮想コントローラ能テストの組み合わせにより、モジュラーベースでテストされへのインターフェース、機能豊富なトレーニング環境を構成すました。る完全型作業員研修シミュレータ (OTS) ソリューションを有効にするプラットフォーム、さらにモデルベースのプラントシミュレーションの双方を提供します。SimSci-Esscor ソリューションでは、プラント設計の向上、制御の確認、作業員の訓練、さらにプラントのパフォーマンスを改善するためのプロセスエンジニア提案のマイグレーションプロジェクトに適格とされた DCS ベンダーは 6 社で、そのうちの4社にそれぞれの提案ソリューションの正式な技術評価を提出するように要請しました。 OTS チームの最初のタスクは、SimSci-Esscor DYNSIM プロセスモデルの条件範囲とトポロジーを明確にするために、プラントの配管および計装図 (P&ID) にマークをつけることでした。モデルを構築したあとは、モデル承認テストを実施して最終的なプロセスのシミュレーションを検証しました。また、拡張性の問題は、新しい DCS が 2,000 個までのノードに対応し、セントラルプロセッサが容量の 25 パーセント以下でロードすることで解決されました。キードビー発電所では、簡易化されたオンライン設定についても評価しています。統合および試験段階では、DCS および OTS チームが共同で作業をしました。DCS 制御とサードパーティのガスタービン制御 (GE-Mark-Vie) がロードされ、これらの間の I/O 断面図とプロセスモデルが作られ、検証されました。 Invensys はまた、モデルベースの OTS システム、DCS シーケンス強化、プロセスインターロック分析/上書き、ROMeo 製品の一部である Automated Rigorous Performance Monitoring 製品を介したオンライン熱収支調整済みパフォーマンスパッケージ、さらにサードパーティの PAS PlantState 製品を介したアラーム性能分析を提供しました。「プラントシミュレーションはソフトウェアのマイグレーションプロセスで大いに役立ち、システムを現場で取り付ける前に一連のソフトウェア統合上の問題を把握することができました。これなしでは、プラントの営業再開はここまで円滑に進まず、明「プロジェクトは当社の技術目標のすべてを満たし、以前のシステムの制限によって保留にしていた一連の制らかにもっと多くの試験時間が必要になったことでしょう」とヒ御強化の実施に必要な機能も備えたサポート可能なシュー・ファーガソン氏は述べています。「しかし、ソフトウェア承ステムを手にすることができました」とヒュー・ファーガ認テストでシミュレーターを使用する際には、DCS コードをあソン氏は述べています。「マイグレーションは、日常的なまり早くから統合しないことです。（プラントで実際起こるように）制御のアップレートには時間がかかります。導入やテストにプラント運転への影響を最小限に抑えて完了しただけでなく、以前のシステムの見た目と感触のほとんどを残さらに（仮想）プラント準備期間が必要になる場合には、特にしながら、一貫性と操作性、システムの設定可能性を時間がかかります。」改善できました。」さらに、ツールボックスの中に新しいバランスオブプラント 1、バランスオブプラント 2、ガスタービツールをたくさん持つことができました。たとえば、シミュレーターはマイグレーションプロジェクトにおいて重ン、廃熱利用ボイラー、蒸気タービンなど、エリアごとの仮想要な役割を担っただけでなく、従業員トレーニングやプラントテストがプラントで実施されました。シミュレータ上制御とプロセスの変更に対する厳密なテストベッドとしの仮想プラントテストでは、経験豊富なキードビー発電所のて、大変に役立っています。」作業員によるプラントの始動前、始動時、定常状態の操作とシャットダウンを含む、実際のプラントで起こりえることを模キードビー発電所での広範囲にわたるマイグレーション倣しました。既存の操作手順にしたがってプラントを操作可アップグレードは、プラントにいくつかのメリットをもたら能であることが証明されると、SSE は DCS アップグレードのしました。SSE は、Invensys を優れた標準化マイグレー現場導入段階に「ゴーサイン」を出しました。ションソリューションを提供する企業として認めました。よく工夫されたプランはよく機能するプランプロジェクトの提供はキードビー発電所の計画停電に間に合い、SSE の予算パラメータ内に収まりました。予定では18日間であった機器のアップグレードは13日間以内に完了しました。新しい DCS へのマイグレーションが原因で営業再開プログラムに2時間の遅延が生じましたが、問題はこの些細なものだけでした。Invensys 独自のプラグイン I/O モジュールでのマイグレーションソリューションによって、プロジェクトのダウンタイムは最小限に抑えられました。 Invensys Operations Management • 5601 Granite Parkway III, #1000, Plano, TX 75024 • 電話番号:(469) 365-6400 • ファックス：(469) 365-6401 • iom.invensys.com Invensys, the Invensys のロゴ, ArchestrA, Avantis, Eurotherm, Foxboro, IMServ, InFusion, SimSci-Esscor, Skelta, Triconex, および Wonderware は、Invensys plc, その関連会社またはその提携業者の商標です。他のすべてのブランド名および製品名は、各代表所有者の商標またはサービスマークである場合があります。 © 2012 Invensys Systems, Inc. All rights reserved.著作権法により保護されているものは全て、複写、録音、映像配信などを含む電子的、技術的手段を問わず、または情報保存、情報検索システムを問わず、いかなる形においても、Invensys Systems, Inc の書面による許可を得ずに、複製、利用することは禁じられています。 Rel. 02/12 PN IF-0112-JP