自動洪水緩和計画にロトルクのバルブアクチュエータが採用される

概要

ロトルクサイトサービスが担当したプロジェクトでは、洪水緩和計画を完全自動化し、西ウェールズのカーディガンという歴史的な町を守りました。このプロジェクトでは、他社製のアクチュエータを交換したり、PLC制御用キャビネットを設置したり、既存の河川水位センサーやテレメトリーシステムと接続したりしました。

経緯

カーディガンを流れるMwldan川の洪水緩和計画は、地域の洪水を減らす目的で、20年前に地域当局により立案されました。この事業計画の内容は、V字堰、暗渠への流出防止用グリッド(山腹から河口まで約0.5マイル続く)、排水用水門の建設などです。2006年に、NRW(Natural Resources Wales:旧ウェールズ環境庁)がこの計画を採用し、運営及びメンテナンスを実施しています。それ以降、NRWは閉回路テレビやテレメトリーを設置し、中央の制御室や携帯端末から現場を遠隔監視できるようにしました。

最近の豪雨でV字堰は流出点に達したため、洪水のリスクを削減する目的で2つの水門を開きました。この出来事によって水門の重要性が証明されただけでなく、既設の電動アクチュエータの信頼性の低さが証明されました。防水シールが不十分であったため湿気が電気部に侵入し、動作エラーが発生しました。さらに、アクチュエータの手動操作機構の設計上、重い水門を開くには、長時間、骨の折れるハンドル操作を行わなければならず、問題は深刻化しました。結果、NRWはアクチュエータを交換し、洪水緩和計画を完全に自動化することを決定しました。

ソリューション

ロトルクサイトサービスが受注した堰拡張契約では全作業を受注業者が担当することになっていたため、プロジェクト管理だけに留まらず、全作業をロトルクが一括して担当することとなりました。このアプローチによる顧客側の主なメリットは、契約ルートがシンプルであるということであり、個別に手配すべき下請け業者の数を最低限に抑えられるということです。

ロトルクの責任で、初期調査、既設アクチュエータの撤去及び交換、HMI(現場での制御及び位置表示用)搭載PLC制御キャビネットの設置、レバーセンサーやテレメトリーシステムの接続、設置後の試運転等を実施しました。新たに設置されたロトルクIQ12インテリジェント電動アクチュエータの制御は、PLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)が、河川水位センサーからの信号を利用して行っています。アクチュエータは、以下の表に示す計測点では、5%間隔(水門のストローク長さ約45mmに相当)でストロークします。

 段階  水位上昇  水位下降  流出量  開度(%)
 1  1.4m  1.25m  200l/s  5
 2  1.6m  1.4m  600l/s  15
 3  1.75m  1.6m  2000l/s  50
 4  1.85m  1.75m  3000l/s  75
 5  2.05m  185m  4000l/s  100

結果

現場の運営は、完全に自動化され遠隔から監視されています。ロトルクのアクチュエータは、PLCやテレメンタリーシステムに位置フィードバックを行ったり、アラーム信号を送ったりしています。水門に障害が発生したとき(アクチュエータは自動的に水門を閉じる)や電源の故障時(その後システムが自動的に再起動する)には、アラーム信号が送信されます。必要に応じて、自動操作を無効にして、テレメトリーシステムで遠隔操作を行ったり、PLC制御キャビネットのHMIパネルを使って現場で操作することもできます。

Mike HaleyはNRW MEICAの電気エンジニアであり、自動化アップグレードプロジェクトの責任者でした。彼は以下のようにコメントしています。

ロトルクのアクチュエータを使用した今回の計画では、必要水準の自動化システムや遠隔監視システムを導入することができたし、3つの水門に関しても、動作の信頼性を回復することができました。ロトルクのアクチュエータは、30年間も沿岸環境に曝されながら稼動してきた設備も含め、その他のNRWの現場でも確かな信頼実績があります。

ケーススタディのダウンロードはこちらから。