Системы автоматизированного управления с распределенным вводом-выводом в Ex- зонах от компании "СИМЕНС"

Неофобия — боязнь всего нового, непривычного, перемен.

Медицинская энциклопедия

В данной статье мы предлагаем сравнить классическую централизованную систему автоматизированного управления, имеющую наибольшее распространение на НПЗ, а также других опасных производственных объектах и, предлагаемую нами, систему с распределенным вводом-выводом в Ех-зонах от компании Siemens.

Классическая централизованная система: сигналы от полевых устройств через многочисленные взрывозащищенные клеммные коробки собираются и передаются по физическим каналам до кроссовых шкафов операторной, далее поступают в модули ввода-вывода контроллера. Полевой уровень подсистем ПАЗ и РСУ отличается лишь количеством приборов и исполнительных механизмов. Пример реализации классической схемы для трубчатой печи П-801 см. на рис. стр. 265.

Система распределенного ввода-вывода:

Подсистема РСУ строится на базе станций распределенного ввода-вывода Siemens SIMATIC ET200iSP, предназначенной для установки непосредственно в Ех-зонах (Имеются Российский сертификат и разрешение Ростехнадзора). Все локальные сигналы собираются непосредственно на модули станции, а затем по защищенному исполнению интерфейса ProfiBus DP (ProfiBus RS 485IS) кольцевой топологии передаются в контроллер РСУ.

модульная станция РСУ
  • Модульная станция систем распределенного ввода-вывода IP30.
  • Непосредственная установка в ШУ, расположенные в Ex зонах 1, 2, 21 и 22.
  • Ex-защита II 2 G (1) GD EEx d e [ib/ia] IIC T4 по CENELEC.
  • Конструкция и структура, соответствующая требованиям ATEX 100 a.
  • Непосредственное подключение КИП и исполнительных устройств в Ex.
  • Электронные модули Ex исполнения.
  • Ex-исполнение интерфейса для подключения к сети PROFIBUS.
  • Работа в резервированных сетях PROFIBUS, резервирование блоков питания.
  • Поддержка технологии CiR (Configuration in RUN), интерактивное изменение конфигурации и параметров настройки.
  • Обновление операционной системы интерфейсных модулей через PROFIBUS или с использованием микро карты памяти.
  • Поддержка функций идентификации (I&M функций).
  • «Горячая» замена всех модулей станции, включая интерфейсный модуль и блок питания, расположенной в Ex зоне 1.
  • До 32 электронных модулей на станцию.
  • Поддержка HART-протокола.
  • Мощные диагностические возможности.
  • Установка и удаление модулей без использования инструментов.
  • Удобство подключения внешних цепей.
классическая централизованная система управления трубчатой печью

Подсистема ПАЗ строится на базе промышленной полевой сети ProfiBus PA кольцевой топологии. Для организации каждого кольца (длина до 1 км) применяются резервированные блоки связи DP/PA Coupler. На каждом кольце возможно разместить до 5 активных полевых разветви-теля AFDiS, каждый из которых имеет 6 портов для приборов (не более 31 прибора в кольце) см. на рис. стр. 267.

система соединений SplitConnect, модуль FDC 157-0, полевой распределитель AFDiS

Модуль FDC 157-0:

  • 2 модуля обеспечивают резервирование
  • считывает данные о прибор;
  • считывает значения I и U магистрали
  • считывает состояние систем
  • получает информацию об обрывах и КЗ
  • считывает информацию об уровне сигнала в сети

Полевой распределитель AFDiS:

  • подходит для зон Ex 1/21 и 2/22
  • имеет автоматические терминальные элементы
  • защита отходящих линий от КЗ в соответствии с FISCO

Система соединений SplitConnect значительно ускоряет время монтажа. Подключение разъема к FC PA кабелю производится методом прокалывания изоляции. Подходит для Ех-зон.

Резюмируем преимущества новой системы управления:

  1. Беспрецедентная надежность системы, обеспеченная полным резервированием всех элементов, кольцевой топологией и расширенными функциями диагностики.
  2. Значительное уменьшение количества взрывозащищенных клеммных коробок, взрывоза-щищенных пультов местного управления, кабельной продукции, кабельных эстакад.
  3. Полное отсутствие взрывобезопасных барьеров.
  4. Значительное уменьшение затрат на монтажные работы.
  5. Возможность параметрирования, настройки и диагностики всех интеллектуальных полевых КИП с АРМ оператора через Simatic PDM.
  6. Полная аппаратная совместимость на всех уровнях.

В примере мы рассмотрели лишь одну трубчатую печь и, по нашим самым скромным оценкам, экономия, по сравнению с классической схемой, составляет порядка 3-4 млн.р. В случае же блока печей или целой установки экономия на кабельной продукции, кабеленесущих системах и монтажных работках по их прокладке сопоставима со стоимостью всех электронных компонентов и программного обеспечения. Т.е. фактически САУ достается заказчику бесплатно. Так за что же переплачивает конечный заказчик? Только за свои привычки и за свою неофобию.

НПО АСУТП образовалось на базе отделов № 4 «Автоматизации энергетического оборудования и приводов системы управления защиты реактора» и № 5 «Водоподготовки и водно-химических режимов АЭС» Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института атомного энергетического машиностроения (ВНИИАМ, старое название МОЦКТИ) г. Москва.

НПО АСУТП предоставляет услуги по автоматизации «под ключ» технологических процессов для энергетической, металлургической, химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической и атомной промышленности. Выполняет широкий спектр работ по проектированию систем АСУТП; сборке шкафов, пультов, НКУ 0,4 кВ; подбору оборудования; программированию контроллеров и устройств человеко-машинного интерфейса; монтажу и пуско-наладке систем АСУ. Предоставляет услуги по проектированию и изготовлению высокотехнологичных систем водоочистки и водоподготовки для промышленности.

система управления трубчатой печью с распределенным Ex вводов-выводом

Выпуск: Выпуск №10 (2014 год)

Компания: ООО «НПО АСУ ТП»