Skip to main content
Témakör:

Biztonságos égetés

Megjelent: 2014. március 11.

Turck gazfaklya netx-to-leadEgy kínai cég a Turck excom-rendszerét használja a redundáns, biztonságos és robbanásbiztos kivitelű ipari adatátvitelre a távoli elhelyezésű gázfáklyák és az üzem központi DCS[1]-rendszere között. A gázfáklya-szerelvények közelében telepített két remote I/O-állomás tartja fenn a kapcsolatot a terepi műszerek és a Profibus DP-hálózat között. Az excom egyszerű telepíthetőségén, bővíthetőségén és karbantartásán kívül a DCS felé irányuló gyors, nagy távolságú jelátvitel az, amit a felhasználó különösen nagyra értékel a Turck-megoldás tulajdonságai közt.

 

A Turck excom remote I/O-rendszere egy ecetsav-gyártóüzemben

A pertolkémiai üzemekben vagy más vegyiművekben felszerelt földgázfáklyák azt a célt szolgálják, hogy szükség esetén biztonságosan elégessék a termelőüzem légterébe került éghető gázokat. Az alapvetően földgázt égető fáklyák egyben arra is szolgálnak, hogy a fáklyagázokat vagy más maradékgázokat (a technológiai folyamat gyakorlatilag nem hasznosítható, gáz halmazállapotú, éghető melléktermékeit) is elégessék, és ezzel hozzájáruljanak a teljes folyamat biztonságához és stabilitásához.

A felhasználói igény

A felhasználó, egy nagy kínai szén- és vegyianyag-feldolgozó vállalat 400 ezer tonna ecetsavat állít elő évente. Ebben az üzemben a gázfáklyáknak különösen nagy a szerepe a teljes üzem biztonságának fenntartásában. Az ecetsavgyártás során a maradékgázokat sajátos folyamatműveletekkel kell elégetni. Ha ez nem történnék meg, az egész üzemnek állandó, kiszámíthatatlan veszély kockázatát kellene vállalnia. A gázfáklyában földgáz-hozzávezetés is jelen van, mivel ez szükséges a fáklya begyújtásához. Ezenkívül más, robbanásveszélyes gázokat is a fáklyába vezetnek. A gázfáklyák robbanásveszélyes zónájában gyújtószikramentes elektronikai elemeket szabad csak használni.
    A gázfáklyaszerelvényben a terepi műszerek és beavatkozók széles választéka, mint például a nyomás-, hőmérséklet- és szint­távadók, gázdetektorok, szelepvezérlések, mágnesszelepek és egyéb terepi eszközök kaptak helyet. Összesen 44 mért jelet (szenzorjelet) és 39 vezérlőjelet (beavatkozójelet) kell a terepről a DCS-be bevezetni. Az elektromágneses interferencia veszélyének csökkentése érdekében a felhasználó az egyes jeleket galvanikusan leválasztott kivitelben kívánta megvalósítani.
    A gázfáklyák rendkívüli biztonsági jelentősége különös fontosságot adott annak, hogy a felhasznált elektromos eszközök szabványosak és jó minőségűek legyenek. Ugyanakkor azonban ezen alkatrészek kiválasztásánál sem lehetett figyelmen kívül hagyni a költ­séghatékonyság és a könnyű karbantarthatóság szempontjait, miközben a magas minőségi szint és a nagy megbízhatóság igényét is ki kellett elégíteni. A gázfáklyák megvalósításánál a robbanásbiztonsági követelményeknek csak gyújtószikramentes technológia használatával lehetett eleget tenni.
     A felhasználó követelménye volt a redundáns kommunikáció megvalósítása a gázfáklyák és a DCS között. Mivel a gázfáklyák a DCS-től távol helyezkednek el, garantálni kellett, hogy az adatok a nagy távolság ellenére is elég gyorsan érjék el a DCS-t.

A gázfáklyák lábához két – vezérlőszekrényekbe épített – excomállomást telepítettek

A gázfáklyák lábához két – vezérlőszekrényekbe épített – excomállomást telepítettek

 

Tökéletes kombináció

A felhasználó két Turck-gyártámányú excom remote I/O-állomást használ a gázfáklyák 83 jelének csatlakoztatására a DCS-hez. Ez a rendszer teljes mértékben kielégíti a felhasználói igényeket: a remote I/O-állomás kisméretű, könnyen telepíthető és a Zóna 1-es robbanásvédelmi besorolású területen is használható. Az excom redundáns kommunikációval és tápellátással is megvalósítható annak érdekében, hogy a hibatűrő működés megfelelő szinten biztosítható legyen. A felhasználóra jó benyomást tettek a galvanikus leválasztásra felhasznált optocsatolók is, mivel ezek képesek voltak az előírt adattovábbítási sebességet teljesíteni. Ezek az optikai csatolók arra szolgálnak, hogy a Profibus-jeleket a nagy távolságú
átvitelre használt üvegszálas kábelhez csatlakoztassák.
    Egy excom-állomás rackfiókokat, egy tápegységet és egy átjárót (gateway-t) tartalmaz a feladatspecifikus I/O-modulokon kívül. Változatos I/O-modulválasztékával a rendszer kiemelkedő teljesítményt és nagy csatornasűrűséget valósít meg. Biztonsági gátfunkciója következtében az I/O-rendszerhez társítva közvetlenül lehet csatlakoztatni gyújtószikramentes terepi eszközöket is. Más szokásos I/O-rend­szerektől eltérően, amelyek csak csoportokban teszik lehetővé a galvanikus leválasztást. Az excom minden egyes I/O-modulja saját, integrált galavanikus leválasztással rendelkezik minden bemeneten, ezért a felhasználó által megkövetelt zajvédettség eléréséhez nincs szükség külső galvanikus leválasztók alkalmazására.
    Az excom-rendszer Profibus DP-t használ, amely egy érett és megbízható terepbuszprotokoll, amely a terepi eszközök felügyeletén és vezérlésén kívül részletes diagnosztikai információkat is képes továbbítani. A redundancia az egész kommunikációs és tápellátó rendszerre kiterjed: a tápegységekkel és a gateway-ekkel kezdve az optocsatolókon át az Emerson DeltaV DCS-rendszerébe épített DP-kommunikációs modulokig. Ha egy terepi eszköz meghibásodik, ez a DCS-en is hibaüzenetet hoz létre, de az excom-állomás hibaindikátor ledje is jelzi. A technikus a helyszínen működés közben cserélheti ki a hibás eszközt. Az excom-rendszer moduljai működés közben eltávolíthatók és behelyezhetők (hot swap in run). Ez garantálja, hogy a terepi eszközökkel folytatott kommunikáció abszolút megbízható és hibatűrő legyen.
    Az excom használatának másik oka a remote I/O-rendszer kivételes „skálázhatósága” (igény szerinti szabad konfigurálása), amely a felhasználó cég fontos követelménye volt. További terepi eszközök csatlakoztatásához csupán arra van szükség, hogy további modulokat dugaszoljanak a modulfiók szabad modulcsatlakozóiba. Ha ennél nagyobb léptékű bővítésre van szükség, a létező Profibus-hálózathoz egyszerűen lehet újabb excom-állomásokat csatlakoztatni. Ez jelentősen egyszerűsíti a felhasználó tervezőinek és technikusainak munkáját, ha tovább kell fejleszteni a terepi rendszert az üzem leállása nélkül.

További modulokkal is bővíthetők az excom-állomások, ha visszafelé kompatibilis (retrofi t) terepi eszközök használatára van szükség

További modulokkal is bővíthetők az excom-állomások, ha visszafelé kompatibilis (retrofit) terepi eszközök használatára van szükség

Jelátalakítás optocsatolókkal

A felhasználó számára nagyon meggyőző volt, hogy milyen egyszerűen lehet a rézkábellel száloptikai kábelhez csatlakozni. A DCS-nek küldött Profibus-üzenetek két redundáns optocsatoló-páron keresztül továbbítódnak. „A Turck Profibus DP-protokollt használó excom-rendszerével és a redundáns optikai átvitelt is támogató eszközkínálatával a nagy távolságú összeköttetésre vonatkozó összes követelményünket ki lehetett elégíteni” – mondta Lei Zhang, az üzem villamos tervezéséért és műszerezéséért felelős mérnöke.
    Az optikai kábeles csatlakozás előnye, hogy a DCS-nél elhelyezett OC11Ex/3G optocsatoló az elektromos jelet egy gyújtószikra-mentes optikai jellé alakítja át, amelyet a felhasználó egy másik optocsatolóval (OC11Ex/2G) a Zóna 1 minősítésű térbe is bevezetheti. Ez az optikai jelet ismét csak gyújtószikramentes villamos jellé alakítja. Ez egyrészt garantálja a gyújtószikra-mentességet az egész Profibus-hálózatra, másrészt gyors adatátvitelt tesz lehetővé az optikai kábelen keresztül. Az optikai jelek ráadásul teljesen védettek az elektromágneses zavarok ellen is. A nagy sebességű optikai kábeles kommunikációnak köszönhető, hogy a felhasználó az összes terepi készülék állapotát felügyelheti, és – szükség esetén – befolyásolhatja is az üzem központi vezérlőhelyiségéből.

 Az optikai csatolók segítségével a Profi bus-jel optikai kábellel továbbítható az excom és a DCS között

Az optikai csatolók segítségével a Profi bus-jel optikai kábellel továbbítható az excom és a DCS között

 

Összefoglalás

A piacon található többi remote I/O-megoldással összehasonlítva a Turck megoldása a gázfáklya-szerelvényekben felhasználóbará­tabb­nak, hatékonyabbnak és megbízhatóbbnak bizonyult. Az excom moduláris felépítése csökkenti a hibaforrásokat, továbbá jelentősen egyszerűsíti a karbantartást és a rendszerbővítést. Ezek az előnyök kulcsfontosságúak voltak a felhasználó számára.

 

 

[1] DCS: Distributed Control System: - a. m. szétosztott vezérlőrendszer. Különös módon ma inkább éppen a központosított számítógépes folyamatirányító rendszerek megszokott elnevezéseként használják. – A ford. megj.

 

Szerző: Baolai Tian – folyamatautomatizálási termékmenedzser ‑ Turck China, Tianjin

 

Turck Hungary Kft.
1117 Budapest, Infopark,
Neumann János u. 1/E
Tel.: +36 1 477 0740 , fax: +36 1 477 0741
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.turck.hu

 

Még több Turck

 

Címkék: szenzor, excom, remote I/O