夏威夷以其绵长的沙滩、神秘的土著文化、旖旎的风光和纯天然的环境闻名于世。然而，大多数人可能还不知道夏威夷还是地球上最与世隔绝的岛链，这里常年居住的120万人需要在六个岛上自行发电，满足日常的生活需求。
        夏威夷的“大岛”要比其他五个岛合起来还要大，它也是美国最大的岛屿。事实上，因为有基拉韦厄火山的活动，大岛的面积还在每天不断增加。岛上的居民和企业（还不算游客），都希望夏威夷电灯公司（简称HELCO，是夏威夷电力公司的子公司），可以提供能够让岛屿变成现代世界的足够能源。
        与世隔绝的挑战
        Keahole电站位于夏威夷大岛上的Kailua-Kona，是HELCO公司的一家主要的发电设施，也是整个岛上最大的电站。电站拥有3台燃气轮机，每年大约可以发电2.4亿度，占据全岛所有发电能力的差不多四分之一。
        但是不幸的是，在2006年，这家公司足足有50%的停产时间是由涡轮机的控制系统引起的。“最初的涡轮机控制系统完全是专利型的，到2006年的时候，它们也已经彻底过时了，”HELCO公司发电部门经理Norman Verbanic说道，“替换的零件基本上不存在。如果有元件失效，我们自己的维修团队根本无法处理，而美国本土的控制工程师飞过来查找系统问题，一趟至少要花费上万美金。

        确实，由于HELCO公司与世隔绝的地理位置，修理元件至少需要两天才会到达，从其他国家赶来的控制工程师需要的时间还要更长。因此，Keahole电站不得不在接近50%的时间里都无法满负荷运行。“为了能够增加我们的运行时间，我们知道自己需要一套拥有开放式架构的全新涡轮机控制系统，这样我们自己的维修人员就可以进行故障诊断和优化，不需要借助外部的专家力量。”Verbanic解释道。
        2008年的时候，夏威夷州政府和夏威夷电力公司草拟了一份协议，要求到2030年，夏威夷40%的电能和70%的全部能源（包括交通用燃料）都要使用清洁、可再生的能源。这个要求在可再生能源方面把美国本土远远抛到了身后。夏威夷丰富的自然资源，包括阳光、风力、水力和其他可再生资源www.cechina.cn，都是实现上述要求的绝好条件。“从长远看，我们希望Keahole电厂完全使用本地的生物柴油发电。”Verbanic说。
        适应性方案
        当Verbanic和他的团队决定更换陈旧的涡轮机控制系统的时候，他们选择了罗克韦尔自动化PlantPAx过程自动化系统。基于罗克韦尔自动化集成架构平台，该系统可以提供一个统一的过程、离散和信息解决方案。整个系统使用罗克韦尔RSLogix 5000软件进行配置，通过ControlNet与I/O通讯，在EtherNet/IP网络上还有第三方操作员的使用的接口。
        “我们也关注了其他传统的DCS供应商，但是他们都是专利型、封闭的系统，备件、维护和服务协议价格也十分昂贵。”Verbanic说，“无论是在资金还是在时间方面，都是我们无法承受的，尤其是我们的位置如此偏远。我们对于罗克韦尔自动化的产品比较熟悉，知道自己就可以对PlantPAx系统进行故障诊断、维护和优化。”
        Wood 集团是罗克韦尔自动化合作伙伴网络中的系统集成商，总部位于科罗拉多州的Loveland。这家公司拿到了安装新涡轮机控制系统的合同。“我们将PlantPAx同所有其他的DCS系统进行了比较控制工程网版权所有，目的是证明它可以应付高速航改型涡轮机对于高带宽和快速执行方面的要求，”Wood 集团控制项目经理Clark Weaver说道。
        在Keahole电站，Wood 工程师留下了现有控制系统中原先的I/O，但是移除了之前引起了很多问题的处理器。“我们之前的系统是三重冗余的，每台涡轮机上都带有三个独立的处理器和I/O卡。”Verbanic解释道，“通过新的系统，我们提升了原来的三重I/O现场设备的性能，并将它们匹配到新的使用单一PlantPAx处理器的三重I/O模块。这可以保证在发生一些意外的时候系统仍然能够运行，同时显著简化了系统架构。” PlantPAx处理器同样装配有冗余并联电源CONTROL ENGINEERING China版权所有，使可靠性得到了增强。
        此外，Allen-Bradley XM状态监测模块还可以监控每台涡轮机和发电机的振动情况，这样就能够在问题达到危险程度之前把它们识别出来。来自每一个XM模块的信息可以再传输回到中心控制系统，实现实时状态监控和预测性维护。Wood 集团的工程师还使用了Allen-Bradley集成发电机控制模块（CGCM）。将两个CGCM模块与PlantPAx系统集成，可以实现数字功率计量、电压条件以及每台涡轮机的自动同步控制。因为是冗余配置，系统的可靠性也得到了提升。
        成果
        Verbanic和他的团队发现，使用老式涡轮机控制系统，问题甚至不是工厂何时才能启动，而是工厂能不能启动。“使用PlantPAx系统，我们知道在任何我们需要的时候都可以进行控制。”他说道。事实上，自从系统升级之后，由于涡轮控制造成的工厂停产时间从大概50%减少到只有几个百分点。即便是在出现很少见的控制问题时，也可以很快确定问题所在并解决，不需要无法理解的代码和程序。
        根据超过三年的跟踪记录显示，当HELCO的团队决定将Keahole工厂转化为一个联合循环电厂的时候，选择扩展新平台是相对简单的方法。“随着我们在涡轮机改造项目上获得巨大成功控制工程网版权所有，我们意识到自己希望利用PlantPAx进行整个工厂的控制。”Verbanic解释道，“我们正在寻找一个灵活的系统，让我们可以应付需求的波动，准确了解需要做的事情。”
        Wood集团下属的Mustang工程公司帮助HELCO公司将平台扩展到整个工厂。“发电行业需要灵活、可靠、开放式控制的平台。”Weaver说道，“在涡轮机项目中，我们已经证实，通过正确的工程手段，PlantPAx系统是非常合适的技术。在这个项目成功的基础上，我们还证实了它可以替代传统的DCS平台，进行整个工厂的控制。”
        现在，Keahole发电站中的系统控制已经遍及方方面面，包括涡轮机、热回收锅炉、发电机、水处理、蒸汽轮机、排放系统以及绝大多数电厂辅机设备（BOP）应用。Verbanic和他的运营及维护团队相关的工作得到了简化，使用单一软件和硬件环境就可以对整个工厂进行故障诊断。
        “现在更换的元件也很容易得到，库存的成本比较低。同时，无论问题发生在工厂的任何位置，我们的员工识别并解决问题的能力都得到了增强。”Verbanic说：“事实上，他们已经可以完全靠自己优化系统，并且已经能够逐渐成为PlantPAx系统的专家。”
        在一个单一的开放式平台上，涡轮机的可用性和整个工厂的控制都得到了显著提升，HELCO公司的员工现在很明显地感到从容不迫了。“这确实是一个很愉快的经历，”Verbanic说：“因为夏威夷的每一个岛上都是自主的电网，与邻近岛屿也没有连接，我们不能依靠外部力量解决照明这些问题。通过稳定而且灵活的罗克韦尔自动化解决方案控制工程网版权所有，我们现在可以让这些岛屿自给自足了。”