Автоматизированная система управления компрессорной установки (стр. 13 из 22)
Платы H1 полевой шины FOUNDATION устанавливаются на стандартной 8-слотовой несущей панели DeltaV. Каждый модуль Fieldbus H1 позволяет подключить два сегмента полевой шины. На каждом сегменте H1 система поддерживает до 16 устройств.
В нашей системе будем использовать один модуль Н1 с полной загрузкой обоих сегментов.
Требования, предъявляемые при разработке, во многом соответствуют параметрам выбранного нами оборудования, т.к. указания перечисленные ниже были полностью соблюдены.
1. К одной интерфейсной плате H1 может подключаться до двух сегментов полевой шины.
2. На каждом сегменте полевой шины может быть до 16 устройств (датчиков, клапанов и др.
3. Для каждого сегмента требуется отдельный регулятор напряжения для питания устройств, подключенных к сегменту. Как показано на рисунке 5.5, такой регулятор получает 24 вольт постоянного тока, изолирует его и подает питание на сегмент полевой шины. Напряжение 24 вольт постоянного тока на вход регулятора напряжения обычно берутся с выхода группового блока питания, питающего традиционные приборы и полевые устройства в/в.
4. Суммарная длина всех кабелей сегмента H1 не должна превышать 1.9 километра.
5. Максимальная длина отводного кабеля между устройством и клеммной коробкой составляет 120 метров.
6. Каждый конец магистрального кабеля полевой шины должен заканчиваться терминатором. Левый конец магистрального кабеля терминирован внутренним терминатором регулятора питания.
7. Для сборки магистрального и отводного кабеля (кабелей) используйте стандартные кабели типа A (Belden 3076F), штырьковые коннекторы VE6957 и гнездовые коннекторы VE6958.
8. Все неиспользуемые разъемы клеммных коробок должны быть закрыты заглушками VE6955.
9. На каждом полевом устройстве необходимо установить адаптер кабельного ввода VE6959. Этот адаптер вворачивается в ½-дюймовый NPT кабельный ввод прибора и преобразует клеммник прибора в штырьковой коннектор, к которому подключается гнездовой коннектор VE6958 кабеля полевой шины.
10. Искробезопасная система на базе полевой шины включает в себя 8-канальный аналоговый ввод 4-20 мА, 8-канальный аналоговый вывод 4-20 мА, 16-канальный дискретный ввод, 4-канальный дискретный вывод, а также искробезопасный источник питания. Изолятор локальной шины изолирует искробезопасную подсистему ввода-вывода от контроллера и системного источника питания.
Рисунок 5.5 - Один сегмент полевой шины H1
В общем случае наша система принимает вид, представленный на Рис. 5.6
Рис. 5.6 - Структурная схема САУ компрессораОсновные характеристики устанавливаемых модулей указано в Приложении А.
5.6 Выбор источника питания
5.6.1 Системный транзитный источник питания VE5002 (12Vdc/12Vdc)
Системный источник питания VE5002, показанный на Рис.5.7, как правило, используется в системах DeltaV с несколькими контроллерами и подсистемами в/в, где общее питание системы осуществляется от сети переменного тока 120/240 Vac. Источник питания VE5002 принимает 12 Vdc и преобразует в необходимые системе напряжения 12 В, 5 В и 3.3 В для питания контроллера и подсистемы ввода-вывода. Этот источник питания устанавливается непосредственно слева от платы контроллера.
Рисунок 5.7 - Системный транзитный источник питания VE5002
В нашем случае потребуется несколько источников питания ввиду следующих факторов: а) наличия резервного контроллера, б) большого числа плат ввода-вывода, используемых контроллером, в) необходимостью резервирования системного питания.
Вторым источником питания установки 120/240 Vac будем использовать групповой источник питания VE5004 120-240 Vac/12 Vdc.
Заземление системы при использовании источника питания VE5002
Для достижения максимальной производительности системы DeltaV необходимо правильно заземлить эту систему. Заземление для цепей переменного и постоянного тока должно выполняться раздельно вплоть до общей точки заземления установки. На Рис.5.8 приведена электрическая схема заземления системы DeltaV, где используется системный источник питания VE5002.
Рисунок 5.8 - Электрическая схема заземления системы DeltaV, где используется транзитный источник питания VE5002
5.6.2 Групповой источник питания VE5004 (120-140 Vac/12 Vdc)
Групповой источник питания VE5004 принимает 120/230 В переменного тока и выдает 24 В постоянного тока, подаваемые на системный источник питания VE5002 или на системный транзитный источник питания VE5008. Групповой источник питания VE5004 обеспечивает мощность, достаточную для питания 4 наборов симплексных контроллеров и модулей ввода-вывода, к каждому из которых подключен источник питания VE5002 (см. Рис. 5.9).
Рис.5.9 - Комбинация источников питания VE5004
Резервирование источников питания VE5002
Если в системе используются резервированные контроллеры, то необходимо использовать вторую пару источников VE5002, как показано на Рис.5.10. Для каждого контроллера требуется выделенный транзитный источник питания, а использование двух источников VE5004 исключает останов системы из-за отказа одного источника питания.
В случае резервированного контроллера вторая 2-слотовая панель обеспечит также посадочное место для второго контроллера резервной пары (см. Рис. 5.10).
Рис. 5.10 - Резервирование источников питания VE5002 для симплексного контроллера
5.6.3 Системный искробезопасный источник питания
Для питания модулей искробезопасного в/в требуется искробезопасный (ИБ) источник питания. ИБ источник питания принимает напряжение в диапазоне от 18.5 до 36 Vdc и преобразует его в 12 Vdc с максимальным током 5А.
Источник Бесперебойного Питания
Первичный источник питания, обеспечивающий систему DeltaV, не должен допускать перебоев энергоснабжения длительностью долее 20 миллисекунд. Перерыв питания более 20 миллисекунд может привести к потере управления, временной потере конфигурации системы и данных процесса. Если первичная сеть энергоснабжения не удовлетворяет требованию 20 мс, то вместе с оборудованием системы DeltaV следует заказывать Источники Бесперебойного Питания (ИБП).
Для нашей системы будем использовать ИБП модели VE5006. Наличие ИБП оправдано следующими условиями:
־ В системе используется сочетание транзитного системного источника питания VE5002 и группового блока питания VE5004.
־ Необходимо обеспечить бесперебойное питание 24 В для полевых устройств, подключенных к подсистеме ввода-вывода DeltaV.
5.7 Выбор датчиков полевой шины FOUNDATION
Датчиками давления из семейства SMART FAMILY Модели 3051 фирма Rosemount Inc. устанавливает новый стандарт в технологии измерения давления. Этот новейший датчик сочетает в себе бесподобные эксплуатационные качества, гибкость платформы Coplanar и продвижение с технологией будущего. Эксплуатационные характеристики новой Модели 3051 гарантируют точность и стабильность при большинстве требуемых условий.
Модель 3051 переопределяет качество датчиков давления новой характеристикой всесторонней оценки качества. Для обеспечения лучшего измерения качества при условиях реального процесса эта характеристика сочетает в себе оценки эталонной точности, влияния температуры и давления в линии. Теперь вместо того, чтобы полагаться только на одну эталонную точность, мы можем выбрать датчик, основываясь на действительных эксплуатационных характеристиках.
Выбор в пользу датчиков этой серии был сделан исходя из следующих соображений:
־ Постоянство характеристик во времени;
־ Уменьшенная изменчивость (большее время отклика);
־ Техническая развитость модернизации и замены;
־ Гибкость платформы Coplanar;
־ Многообразие выходных сигналов.
־ Жидкокристаллический индикатор;
־ Местная подстройка нуля и регулировка шкалы;
־ Защита от переходных процессов;
־ Большой срок службы.
Все сенсоры, занятые измерением давления, будут этой серии, так как выпускаемые типы полностью подходят для нашей системы.
5.7.1 Датчик перепада давления модели 3051С (используется на трубопроводе между входом и выходом компрессора)
־ Превосходное исполнение: точность 0,075%, изменение шкалы 100:1;
־ Перепад давления: калиброванные шкалы от 0,5 дюймов H2O до 2000 psi;
־ Избыточное давление: калиброванные шкалы от 2,5 дюймов H2O до 4000 psig;
־ Измерение абсолютного давления: калиброванные шкалы от 0,167 psia до 4000 psiа;
־ Нержавеющая сталь, Hastelloy C_ Monel, Тантал (только CD и CG) и покрытые золотом изоляторы технологической среды из Monel;
־ Компактная, жесткая и легкая конструкция для легкой установки.
Разборная схема датчика представлена на Рис. 5.11.
Рис. 5.11 - Типичный датчик 3051 С в разборном состоянии
5.7.2 Датчик избыточного и абсолютного давления модели 3051Т (используется на трубопроводе входа и выхода газа)
־ Превосходное исполнение: точность 0,075%;
־ Абсолютное давление: калиброванные шкалы от 0,3 дюймов H2O до 10000 psia;
־ Избыточное давление: калиброванные шкалы от 0,3 дюймов H2O до 10000 psig;
־ Изоляторы технологической среды из нержавеющей стали и Hastelloy C;
־ Конструкция с одним изолятором;
־ Силиконовая или инертная заполняющая жидкость;
־ Имеются соединения с процессом в стандарте DIN и совместимое с автоклавом;