Применение компонентов Phoenix contact для управления процессами и системами во взрывоопасных и общепромышленных зонах. Станции пневмоуправления.

Компания ООО «Технодизайн-М» специализируется на инженерных решениях, реализуемых на базе шкафов, шелтеров и контейнеров собственного производства под маркой ТШВ, ТШВП, устанавливаемых на улице или в помещении в общепромышленных и взрывоопасных зонах. Потребность в использовании производимого ООО «Технодизайн-М» оборудования весьма широкое, в том числе в составе аналитических систем и систем хромотографического анализа на нефтехимических, нефте и газоперерабатывающих производствах, в составе аналитических систем на очистных сооружениях, для управления подачей газов в микроэлектронике, для лабораторных и технологических нужд и для многих других применений на территории России и стран СНГ.

Основные задачи, решаемые системами управления пр-ва ООО «Технодизайн-М» при выполнении его основных и вспомогательных технологических функций, следующие:

• Контроль и регулирование температуры анализируемой среды;
• Контроль и регулирование расхода измеряемой среды;
• Контроль и регулирование давления измеряемой среды;
• Управление микроклиматом во внутреннем пространстве шкафов, шелтеров и контейнеров с аналитическим оборудованием;
• Контроль загазованности;
• Аварийная сигнализация;
• Технологические защиты и защитные блокировки.
• Реализация дискретных алгоритмов управления процессами.

Для описания опыта применения оборудования Phoenix Contact в составе изделий, производимых ООО «Технодизайн-М», были выбраны следующие серийно выпускаемые СКУ – системы контроля и управления:

• Система контроля и управления технологическими параметрами газов и жидкостей (выбросы, обнаружение, концентрация, блокировка);
• Система контроля и управления процессом анализа качества оборотной воды предприятия;
• Система контроля и управления процессом анализа нефтепродуктов.

Станция пневмоуправления ТДМ.ТШВ-1866.У2.EX.КЛ4.ЗГ2.ТК2.Д6.IP56

Станция пневмоуправления разрабатывалась для применения в системах подачи газов для технологических нужд предприятия. Станция выпускается в обогреваемом шкафу и предназначена для установки на улице во взрывоопасной зоне со следующими характеристиками:

• Зона размещения – 1 (не хуже)
• Категория взрывоопасной смеси IIB+H2, или IIC согласно ТЗ заказчика;
• Зона по температуре T3 (не хуже)

Расшифровка обозначения станции пневмоуправления представлена на рисунке 1. Согласно этой расшифровке, рассматривается станция, смонтированная в утепленном обогреваемом шкафу с наружными габаритными размерами (ВхШхГ) 1800х600х600мм. Габариты показаны без учета цоколя и крыши. Шкаф двухслойный, выполнен из углеродистой стали с антикоррозийным покрытием изнутри и снаружи. Между наружным и внутренним слоем оболочки, стенки шкафа утеплены минеральной ватой Толщина слоя утеплителя - 50мм. Снаружи шкаф дополнительно покрыт атмосферостойким антикоррозийным лаком. В шкафу предусмотрена естественная вентиляция с расположением вентиляционных отверстий на двери и в потолке. Отверстия оборудованы фильтрами, на двери предусмотрена решетка, оба отверстия оборудованы шиберными заслонками зима-лето. Шкаф оборудован системой выравнивания потенциалов, имеющей выход к внешнему контуру заземления. В шкафу для работы в зимний период, установлен электрический нагреватель мощностью 600Вт, управляемый независимым капиллярным термостатом.


Рисунок 1. Расшифровка обозначения изделия

Шкаф выполнен во взрывозащищенном исполнении согласно ТУ 1968-013-18108348-2016 и сертифицирован для применения во взрывоопасных зонах. Сертификат ТР-ТС 012/2011 № RU C-RU.AA87.B.00359 Серия 0406280. Рассматриваемая система пневмоуправления прежде всего предназначена для управления процессом подачи газов для технологических нужд предприятия. Газ подается из шкафа с установленными в нем баллонами и газовой рампой. Переключение и отключение потоков газа производится клапанами, оборудованными пневматическими приводами, и установленными на газовой рампе в шкафу для баллонов. Системой предусмотрено управление 4-мя клапанами, в том числе 2 клапана на входе, один клапан на выходе и клапан системы утилизации ядовитых газов, установленной в шкафу для баллонов. Для управления клапанами в составе системы пневмоуправления предусмотрены четыре пневмораспределителя с приводами во взрывобезопасном исполнении. Питание пневмораспределителей осуществляется азотом от баллона, установленного в шкафу для баллонов. Также при дооснащении системы пневмоуправления фильтром-регулятором, возможно питание системы воздухом КИП. Давление газов в системе подачи контролируется в 6 точках.


Рисунок 2. Общий вид шкафа станции пневмоуправления снаружи

Подаваемые для технологических нужд предприятия газы могут быть ядовитыми или взрывоопасными. Шкаф, в котором установлены баллоны с газами, в этом случае должен быть оснащен датчиками ПДК или ДВК ядовитых, или взрывоопасных газов, соответственно. В рассматриваемой системе предусмотрен аналоговый ввод сигналов с двух таких датчиков, кроме того, предусмотрена подсистема аварийной сигнализации в составе с пультом управления и светозвуковым извещателем. Так, как шкафы устанавливаются на улице, для контроля температуры в них предусмотрены датчики, как в шкафу системы пневмоуправления, так и в шкафу с баллонами.

Система обеспечивает контроль температуры во внутреннем пространстве шкафов по двум датчикам. Также система пневмоуправления обеспечивает контроль расхода газа в линии подачи. На рисунке 2 представлен вид шкафа системы пневмоуправления снаружи. На левой стенке шкафа снаружи расположены: вводной автоматический выключатель, свето-звуковой извещатель и пост управления сигнализацией.

На левой и правой стенках шкафа установлены съемные утеплённые монтажные пеналы для трубок и кабелей.


Рисунок 3. Общий вид шкафа станции пневмоуправления изнутри

На двери шкафа в верхней части предусмотрено окно, ниже которого расположены кнопки. Окно и кнопки позволяют обеспечить доступ к функциям системы без открывания двери шкафа. На рисунке 3 представлен общий вид шкафа изнутри.

Управление процессом подачи газа для технологических нужд предприятия обеспечивается контроллером Phoenix Contact ILC171 ETH 2TX во взрывозащищенном исполнении, установленном в коробке KK7.

Информационная емкость контроллера (приведено количество используемых входов и выходов):

• Дискретные входы – 8;
• Дискретные выходы – 8;
• Аналоговые входы – 11;
• Аналоговые выходы -1.

Особенностью аналогового ввода-вывода системы является то, что сигналы загазованности и температуры (4-20мА) передаются на диспетчерский пункт без дополнительных цифровых преобразований, для чего используются разделительные усилители MINI MCR производства компании Phoenix Contact. Поступающий от каждого датчика сигнал разветвляется на два, один сигнал поступает на аналоговый вход контроллера, другой сигнал передается на диспетчерский пункт к оборудованию АСУТП предприятия. Для коммутации цепей 230VAC в составе системы предусмотрены реле PLC-RPT производства компании Phoenix Contact, имеющие бзрывобезопасное исполнение. К цепям 230VAC относятся цепи питания пневмораспределителей и цепь управления вентилятором, расположенным в шкафу для баллонов.

Для отображения состояния процесса управления, в шкафу системы пневмоуправления предусмотрена сенсорная панель BTP2070 производства компании Phoenix Contact. Панель установлена в коробке со стеклом КК6, имеющей взрывобезопасное исполнение. Управление сенсорной панелью через стекло коробки невозможно, поэтому в системе реализована функция кнопочного управления от кнопок, установленных на двери шкафа. Контроллер Phoenix Contact ILC171 ETH 2TX имеет двухпортовый встроенный сетевой коммутатор Ethernet, один порт которого свободен для внешних подключений.

Питание низковольтного оборудования в составе системы осуществляется от источника QUINT POWER 24VDC Phoenix Contact, выполненного во взрывозащищенном исполнении.

Основные технические характеристики станции пневмоуправления представлены в таблице 1.

Станция пневмоуправления является проектнокомпонуемым изделием. Размеры шкафа станции управления, мощность и тип защиты вспомогательного оборудования, определяются в соответствии с требованиями заказчика, формируемыми для конкретного применения станции.

Таблица 1. Основные технические характеристики станции пневмоуправления ТДМ.ТШВ-1866.У2.EX.КЛ4.ЗГ2.ТК2.Д6.IP56



Авторы:
Щелков Петр Юрьевич. Главный инженер ООО «Технодизайн-М». +7(495) 640 09 11 pshelkov@nice-device.ru
Шишов Андрей Викторович. Генеральный директор ООО «Технодизайн-М». +7(495) 640 09 11 ashishov@nice-device.ru