Sintesi esecutiva: una base di automazione standardizzata per prestazioni idroelettriche a lungo termine
Una grande azienda di servizi di pubblica utilità con sede negli Stati Uniti sta portando a termine una modernizzazione pluriennale della sua flotta idroelettrica per far fronte all'invecchiamento delle infrastrutture, alla frammentazione dei controlli legacy e alla crescente complessità operativa. Con oltre 100 unità di generazione, alcune in servizio da oltre un secolo, l'azienda necessitava di una strategia di automazione scalabile in grado di migliorare l'affidabilità, supportare le transizioni della forza lavoro e garantire la sostenibilità a lungo termine degli asset senza compromettere i requisiti specifici del sito.
Grazie alla standardizzazione sulla piattaforma di automazione Ovation™ di Emerson, l'azienda ha stabilito un'architettura unificata di controllo e dati in grado di supportare operazioni coerenti, migliore visibilità delle apparecchiature e maggiore sicurezza informatica in tutta la sua flotta idroelettrica. Questo progetto di modernizzazione consente operazioni da remoto, coordinamento tra impianti, manutenzione predittiva e simulazione avanzata, semplificando al contempo formazione e manutenzione. Le implementazioni completate a oggi dimostrano come una base di automazione standardizzata possa migliorare la disponibilità delle unità, accelerare la risoluzione dei problemi e posizionare gli asset per l'energia idroelettrica legacy in modo da soddisfare le future esigenze operative e della rete.
Risultati: miglioramenti operativi misurabili resi possibili dalla standardizzazione a livello di flotta
- Stabilisce una base di automazione standardizzata che supporta l'ottimizzazione della gestione fluviale, l'automazione delle operazioni da remoto e il monitoraggio unificato delle condizioni
- Riduce i costi di progettazione, semplifica la formazione e garantisce un'etichettatura uniforme delle attrezzature in tutte le sedi
- La base di automazione standardizzata supporta la transizione della forza lavoro, semplificando la formazione e migliorando la mobilità della forza lavoro
- Aumenta la disponibilità dell'unità grazie a una migliore affidabilità delle apparecchiature e a tempi di risposta più rapidi per la risoluzione dei problemi
- Supporta la conformità alla sicurezza informatica ora e in futuro
- Gli strumenti di simulazione individuano e risolvono in modo proattivo i potenziali problemi prima che influiscano sulle operazioni
- Completate 13 unità fino ad oggi, applicando le lezioni apprese alle implementazioni future
Applicazione
Modernizzazione dell'automazione idroelettrica a livello di flotta
Cliente
Grande azienda di servizi di pubblica utilità con sede negli Stati Uniti
La sfida: infrastruttura obsoleta e controlli frammentati su una vasta flotta idroelettrica
Un grande fornitore di energia elettrica statunitense ha affrontato la sfida di modernizzare la sua flotta idroelettrica obsoleta, che comprende oltre 100 unità di generazione, alcune delle quali hanno più di un secolo. Gli aggiornamenti eseguiti in passato sono stati frammentari, con conseguente frammentazione del sistema con automazione limitata e disponibilità dei dati incoerente. La scarsa standardizzazione creava inefficienze operative, maggiori richieste di manutenzione e problemi di affidabilità. Per ottenere altri 80 anni di funzionamento affidabile, il produttore di energia necessitava di una strategia di automazione scalabile e standardizzata in grado di garantire coerenza, migliorare l'accesso ai dati, rafforzare la propria posizione di sicurezza informatica e migliorare le prestazioni complessive della flotta.
La soluzione: l'automazione unificata Ovation a supporto della modernizzazione scalabile della flotta
L'operatore nel campo dell'energia ha collaborato con Emerson per implementare una strategia di automazione nell'ambito di un programma di modernizzazione completo pluriennale e multimiliardario, che includeva la sostituzione delle turbine, il riavvolgimento dei generatori, gli aggiornamenti dell'eccitazione e nuove unità di potenza idraulica in tutta la flotta idroelettrica.
Il fulcro della soluzione di automazione era la piattaforma di automazione unificata Ovation di Emerson, che ha sostituito i sistemi legacy frammentati. Questa architettura di controllo standardizzata è adattabile ai requisiti specifici di ciascun sito, mantenendo la coerenza tra tutte le unità.
La piattaforma Ovation controlla e monitora:
- Operazioni unitarie, tra cui regolatore di velocità, olio lubrificante, elevatore ad alta portata, aerazione, acqua di raffreddamento e frenatura
- Operazioni di balance of plant per aria/acqua di servizio, quadri elettrici, pozzetti, drenaggio, livello lago/bacino, paratoie dello sfioratore, paratoie di presa e sistemi di valvole di ingresso
- Integrazione dei sistemi di eccitazione, protezione elettrica, gestione dell'energia, stazione meteorologica e cronologia dei dati aziendali
- Coordinamento tra impianti delle operazioni da remoto, gestione fluviale e ottimizzazione
L'implementazione di una soluzione di automazione avanzata integrata consente il monitoraggio in tempo reale, la manutenzione predittiva e la raccolta dati centralizzata. Questo approccio non solo semplifica la gestione dell'impianto e consente di implementazione le operazioni da remoto e il coordinamento tra gli impianti, ma pone anche le basi per aggiornamenti scalabili, costi di manutenzione ridotti, maggiore affidabilità degli asset e processo decisionale potenziato grazie a una migliore visibilità dei dati.
I componenti chiave della soluzione Emerson sono:
- Piattaforma di automazione standardizzata: il sistema di controllo Ovation di Emerson offre una logica di controllo coerente, interfacce uomo-macchina ad alte prestazioni e integrazione con sistemi di terze parti.
- Operazioni basate sui dati: la soluzione Ovation di Emerson consente di implementare un monitoraggio centralizzato tramite un Centro di monitoraggio e diagnostica attivo 24/7, sfruttando i dati della nuova strumentazione Emerson Rosemount (livello, pressione, portata, posizione, temperatura).
- Monitoraggio e protezione integrati delle vibrazioni: Ovation Machinery Health Monitor consente il rilevamento precoce di problemi meccanici e previene costosi guasti alle apparecchiature.
- Suite per la sicurezza informatica: il sistema di controllo Ovation di Emerson, certificato DHS, offre antivirus, gestione delle patch e automazione della conformità.
- Approccio alla gestione del programma: un team dedicato ha coordinato l'esecuzione in tutti i siti, garantendo allineamento, coinvolgimento degli stakeholder e adattabilità ai vincoli specifici dei siti.
Oltre a questi elementi principali, Emerson ha affrontato anche la complessa modernizzazione delle unità di potenza idraulica (HPU) con un approccio personalizzato, che ha bilanciato standardizzazione ed esigenze specifiche dei siti.
Di fronte a quasi 30 configurazioni diverse, Emerson ha adottato un approccio progettuale basato sulla configurazione su ordinazione, selezionando famiglie comuni di componenti, quali vasche di raccolta, motori, pompe, valvole e accumulatori, che possono essere combinati in modo da garantire il corretto dimensionamento di ogni sito, mantenendo al contempo uno schema idraulico coerente. Sono stati installati ulteriori strumenti per monitorare le pressioni di apertura e chiusura della saracinesca, la temperatura e il livello del pozzetto di raccolta e il livello dell'accumulatore.
La soluzione completa di Emerson ha inoltre affrontato sfide e priorità strategiche individuate nel piano a lungo termine del produttore di energia, tra cui la flessibilità dei programmi, le transizioni della forza lavoro e l'obsolescenza dei componenti. La piattaforma integrata Ovation consente all'azienda di bilanciare innovazione e standardizzazione, grazie ad applicazioni avanzate e simulazioni per supportare la formazione e lo sviluppo a lungo termine della forza lavoro. È importante sottolineare che la base dell'automazione standardizzata consente all'azienda di adottare innovazioni future come l'analisi basata sull'intelligenza artificiale e l'ottimizzazione predittiva, garantendo adattabilità a lungo termine e miglioramenti delle prestazioni.
Perché è importante: energia idroelettrica legacy ma prova di futuro grazie all'automazione standardizzata
Per gli operatori nel settore idroelettrico che gestiscono flotte di grandi dimensioni e lunga durata, le strategie di modernizzazione devono bilanciare standardizzazione e flessibilità, garantendo al contempo affidabilità, manutenibilità e adattabilità a lungo termine. Il progetto dimostra come una piattaforma di automazione unificata possa trasformare sistemi legacy frammentati in una base coesa e centrata sui dati che supporti operazioni coerenti tra siti diversi.
Grazie al miglioramento della visibilità sulle apparecchiature, all'implementazione di operazioni da remoto e coordinate e all'integrazione di sicurezza informatica e simulazione nell'architettura di controllo, l'azienda ha rafforzato la disponibilità dell'unità riducendo al contempo la complessità operativa. L'approccio all'automazione standardizzato supporta anche le transizioni della forza lavoro e la modernizzazione continua, semplificando la formazione e consentendo aggiornamenti scalabili. Insieme, queste capacità posizionano gli asset per l'energia idroelettrica legacy in modo che rimangano resilienti, efficienti e reattivi man mano che le richieste della rete e i requisiti operativi continuano a evolversi.
"La decisione di passare a un sistema di controllo distribuito (anziché utilizzare PLC) si è basata su visibilità e analisi dei dati. La tecnologia Ovation è una soluzione onnicomprensiva: grafica, logica, allarmi, storico, tutto è integrato in un'unica piattaforma. Abbiamo appena iniziato a sfruttare le opportunità offerte dalla piattaforma di automazione Ovation™".
- Principal Engineer, azienda di servizi di pubblica utilità degli Stati Uniti
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- Piattaforma di automazione Ovation
Una piattaforma di automazione unificata per controlli delle centrali idroelettriche, SCADA e l'integrazione con sistemi di terze parti per migliorare prestazioni e affidabilità. - Centro operativo remoto
Monitoraggio e diagnostica sicuri 24 ore su 24, 7 giorni su 7 da impianti geograficamente dislocati con le funzionalità da remoto offerte dal software di automazione Ovation. - Monitor dello stato dei macchinari Ovation
Protezione e monitoraggio delle vibrazioni completamente integrati per il rilevamento precoce dei problemi, molto prima che l'apparecchiatura si guasti. - Suite per la sicurezza informatica per energia e acqua
Una suite di sicurezza informatica ICS per gli utenti dell'energia idroelettrica e di altri tipi di produzione di energia, per proteggere le risorse critiche senza interruzioni dei processi.
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