Rzeczywiście rozproszony? Systemy sterowania w branży rafineryjno-petrochemicznej i chemicznej
Dzięki tej konfiguracji obniżamy koszty projektu dzięki dużo mniejszemu pomieszczeniu TIR, którenie musi w tym przypadku mieścić szaf wejść/wyjść.Rolę skrzynek złącznych przejmują szafy wejść/ wyjść, przyjmujące indywidualnie sygnały z urządzeń obiektowych. Przede wszystkim jednak rezygnujemy w tym przypadku z wielożyłowych kabli zbiorczych i tras kablowych łączących obiektowe skrzynki złączne z szafami wejść/wyjść. W tym systemie łączymy każdą obiektową szafę wejść/wyjść z jednostką centralną – zwykle przy pomocy dwóch lekkich kabli światłowodowych, zajmujących niewiele miejsca, a także nieczułych na zewnętrzne pola elektromagnetyczne, pochodzące od kabli wysokiego napięcia zasilających odbiorniki elektryczne. Minusem tego systemu jest konieczność zapewnienia odpowiednich warunków pracy elementom, które są zabudowane w szafach
wejść/wyjść. Urządzenia te wymagają stabilnej temperatury pracy i czystego, suchego powietrza, dlatego łatwiej zgromadzić je wszystkie w jednym klimatyzowanym, pyło- i gazoszczelnym pomieszczeniu, niż zapewnić takie same warunki w obiektowych szafach.
Projekt dla rafinerii
Innym przykładem instalacji przemysłowej jest instalacja odsiarczania ropy naftowej w rafinerii. Istniejące rafinerie zwykle dysponują ograniczoną ilością miejsca na rozwój i rozbudowę nowych instalacji, więc projektant musi zaplanować nową jednostkę na stosunkowo małej powierzchni, co powoduje, że skróceniu ulegają trasy kablowe z obiektu do sterowni.
Zagęszczenie urządzeń pomiarowych i elementów wykonawczych jest duże. Powoduje to także brak miejsca na obiektowe szafy wejść/wyjść. Dla takiego projektu wskazana jest konfiguracja systemu, w której zarówno jednostka centralna, jak i szafy wejść/wyjść zostają zlokalizowane w sąsiadującym ze sterownią pomieszczeniu TIR-u.
W tym przypadku projektujemy jeden budynek, w którym mieści się sterownia, TIR, zwykle także rozdzielnia elektryczna, pomieszczenie UPS-ów i pomieszczenia pomocnicze. Budynek jest wyposażony w klimatyzację, systemy przygotowania i oczyszczania powietrza, co zapewnia naszemu systemowi sterowania stabilne warunki pracy. Kolejną korzyścią umieszczenia całego systemu w jednym miejscu jest łatwiejsza obsługa i serwis. Minusem rozwiązania są skrzynki złączne zbierające sygnały z obiektu, wielożyłowe kable zbiorcze pomiędzy skrzynkami złącznymi a szafami wejść/wyjść i rozbudowane trasy kablowe z obiektu do budynku sterowni dla różnych typów sygnałów, których w tej konfiguracji systemu uniknąć się nie da.
Satelitarny TIR w elektrociepłowni
Przykładem projektu, dla którego wskazane jest zastosowanie konfiguracji z satelitarnym TIR-em jest modernizacja kotła w elektrociepłowni. Modernizacja obejmująca tylko jeden z kilku kotłów nie przewiduje rozbudowy pomieszczeń dla nowego systemu sterowania, a jednocześnie istniejący system, który ciągle steruje pozostałymi niemodernizowanymi kotłami, musi pozostać na miejscu. W istniejącym pomieszczeniu TIR nie wystarcza miejsca dla wszystkich nowoprojektowanych szaf wejść/wyjść, a warunki na obiekcie – czyli w pobliżu kotła, gdzie występuje wysoka temperatura, duże zapylenie powietrza i brak wolnego miejsca – dyskwalifikują wystawienie szaf wejść/wyjść
na obiekt, więc część szaf musi zostać przeniesiona do innego pomieszczenia będącego satelitarnym TIR-em.
To rozwiązanie jest najczęściej wymuszone istniejącą infrastrukturą na modernizowanym projekcie, ponieważ
przejmuje wady dwóch opisanych wyżej konfiguracji – wymaga skrzynek złącznych, kabli zbiorczych i tras kablowych, dla szaf wejść/wyjść potrzeba więcej niż jednego pomieszczenia, a każde z nich musi być wyposażone
w klimatyzację oraz systemy przygotowania i oczyszczania powietrza. Korzyścią jest ograniczenie nie ilości, ale długości wielożyłowych kabli zbiorczych.
* * *
W praktyce projektowej, o wyborze konfiguracji decyduje zwykle kilka czynników: począwszy od doświadczeń i przyzwyczajeń klienta, czyli przyszłego użytkownika systemu, przez uwzględnienie istniejącej infrastruktury, po uwarunkowania wynikające z wielkości obszaru, na którym będzie zlokalizowana przyszła instalacja. Z punktu widzenia projektanta najwygodniejsze jest projektowanie zupełnie nowej instalacji (ang. Green Grass Project). W tym przypadku na wybór konfiguracji systemu nie ma wpływu istniejąca infrastruktura, a projektant. To on, opierając się na swoim doświadczeniu, może zaproponować inwestorowi najkorzystniejszą konfigurację, która będzie zależała
od powierzchni przyszłej instalacji, rozmieszczenia głównych węzłów technologicznych oraz gęstości urządzeń pomiarowych i elementów wykonawczych w poszczególnych obszarach działki.
Na podstawie analizy projektów realizowanych przez firmę FLUOR przede wszystkim w branży rafineryjno- petrochemicznej i chemicznej można stwierdzić, że projektowane rozproszone systemy sterowania w rzeczywistości rzadko mają strukturę systemu rozproszonego, czyli wyspowego. W większości są to systemy z jednym TIR-em, co oznacza, że DCS jest systemem rozproszonym tylko z nazwy. Być może z tego powodu coraz częściej używa się dla niego nazwy PCS (ang. Process Control System).
Więcej przeczytacie w magazynie Chemia Przemysłowa 2/2014
fot. Fluor