Материал: Автоматизация производственного процесса получения серы на установках доочистки отходящих газов У-07,08 Оренбургского ГПЗ

FBM233 - интерфейс с управляющим процессором и другими аппаратными/программными элементами системы I/A Series для обеспечения управления, аварийной сигнализации, построения трендов и создания дисплеев. Программное обеспечение, резидентно находящееся в управляющем процессоре и рабочих станциях I/A Series, обеспечивает полную поддержку модулей FBM230/231/232/233. Основными функциональными компонентами данного программного обеспечения (ПО) являются:

- драйверы ввода/вывода - драйверы ввода/вывода динамически загружаются в модули FBM230/231/232/233 c кодом ПО, специально разработанным для интерфейса с протоколом устройств сторонних поставщиков. Заказные конфигурационные файлы предусмотрены с некоторыми драйверами ввода/вывода для таких уникальных аспектов конфигурирования конкретного протокола. Процедуры конфигурирования и программные требования для каждого драйвера описываются в документе по конкретному протоколу устройства;

-   ПО конфигурирования FDSI - обеспечивает конфигурирование модулей FBM230/ 231/ 232/ 233 в сети, к которой они подключены. ПО подготавливает конфигурационные файлы, которые содержат информацию, необходимую модулям FBM для осуществления связи с устройствами, с которыми они связаны. Данное ПО выполняется на рабочей станции I/A Series и содержит необходимый интерфейс пользователя. Элементы ПО в управляющем процессоре и модуле FBM поддерживают использование сконфигурированной информации во время рабочего цикла;

-   ПО рабочего цикла - поддерживает чтение и запись данных от и на устройства в сети как стандартные полевые значения ввода/вывода в системе I/A Series. Данное ПО включает в себя блоки управления интерфейса распределенного управления (DCI), которые используются в качестве интерфейса для сигналов ввода/вывода от устройств;

-   ПО системы I/A Series - интегрирует модули FBM230/231/232/233 и подключенные устройства в общую конфигурацию оборудования системы I/A Series. Данная интеграция совместима с интеграцией других типов модулей Fieldbus (FBM) системы I/A Series и полевых устройств;

-   диагностика - обеспечивает диагностику и обнаружение неисправностей при запуске и техническом обслуживании модулей FBM230/231/232/233.

Модули FBM232/233 имеют один медный разъем (RJ-45) 10/100 Мб/сек Ethernet. Протокол соответствует стандарту 802.3 IEEE (поддерживает TCP/IP). Модуль FBM232 обеспечивает одно соединение Ethernet с однопортовыми полевыми устройствами, а модуль FBM233 обеспечивает двойное соединение Ethernet с двухпортовыми полевыми устройствами/сетями.

Для подключения нескольких устройств FBM232/233 требуется использование концентратора Ethernet или коммутатора Ethernet. Физически модуль FBM232/233 устанавливается на базовую плату вместе с другими модулями, монтируемыми на рейку DIN. Модуль FBM233 представляет собой резервированную версию модуля FBM232. Пара модулей обеспечивает резервирование на уровне модулей Fieldbus.

Количество модулей FBM, необходимых для обеспечения ввода/вывода необходимого количества сигналов представлено в таблице 2.4.2. Для размещения подсистемы монтируемой на рейку DIN выбран двухсторонний шкаф Rittal. Схема размещения модулей показана на рисунке 2.4.7.

Рисунок 2.4.7 - Схема размещения модулей

Таблица 2.4.2 - Необходимое количество модулей FBM на одну установку

2.3.6 Блоки питания

Три типа блоков питания предусмотрено для индивидуальных требований по электропитанию и безопасности: 250 Вт - сертифицированный, 24 В пост.тока, LL, Степень 2, 500 Вт - стандартный, 500Вт - сертифицированный, 24 В пост.тока, LL, Степень 2.

Рисунок 2.4.9 - Схема раздельного питания

Проектируемая система АСУ ТП предназначена для управления технологическим процессами на двух установках, поэтому была предусмотрена схема раздельного питания базовых плат, соответствующих разным установкам, с целью возможности отключения модулей при плановой остановке установки для профилактического ремонта. Один из вариантов такой схемы представлен на рисунке 2.3.9. Напряжение на блоки питания базовых плат планируется подавать через блок бесперебойного питания, например через промышленный UPS 8-15 kVA, что исключит потерю работоспособности АСУТП при аварийном исчезновении напряжения сети электропитания.

Предусмотрено также наличие 24 В для питания КСП-8 от внешнего источника постоянного тока через клеммные сборки (P0916JY/RJ), а также подача 220В - для пускателей насосов и воздуходувок через P0916NG/RK.

2.4.7 Барьеры искрозащиты

HID 2025/2026 (рисунок 2.4.10) - повторитель источника питания, совместимый с интеллектуальными датчиками, обеспечивает полностью изолированный от земли источник питания для 2-х проводных датчиков в опасной зоне, повторяет токовый сигнал от датчика на нагрузке в безопасной зоне.

Рисунок 2.4.10 - HID 2026

Выходы изолированы от входов и соединены с общим (минусовым) проводом источника питания.

Потребляемый ток: 50 мА при 24 В и выходном сигнале 20 мА (на канал).

Сигнал опасной зоны (вход): диапазон входного сигнала: 4-20 мА (перегрузка ограничена 26 мА). Напряжение, подаваемое на датчик и линию: 15.5 В мин. при токе 20 мА (уровень переменной составляющей 10 мВ эфф.).

Сигнал безопасной зоны (выход): выбирается пользователем: 4-20 мА или 1-5 В (на внутреннем шунте 250 Ом). Уровень переменной составляющей: 10 мВ эфф. на нагрузке 250 Ом, необходимой для передачи данных. Нагрузка: 0-650 Ом.

Частотная характеристика коммуникационного канала: (от датчика к выходу и от выхода к датчику) 0.5 кГц - 40 кГц в пределах 3 дБ (-6 дБ на 100 кГц).

Пригоден для использования с интеллектуальными датчиками, использующими HART® или подобный протокол. Время реакции: 40 мсек, при скачке уровня сигнала с 10% до 90%.

HID 2061/2062 (рисунок 2.4.11) - преобразователь для термопары, низковольтного источника (мВ), принимает входной сигнал от термопары или от низковольтного источника (мВ) из опасной зоны и преобразует их в изолированный аналоговый токовый сигнал в безопасной зоне. Каналы полностью независимы. Тип входа, диапазон и параметры, определяющие ошибки, задаются при помощи микропереключателей и подстроечных резисторов. С каждым модулем поставляется компенсатор потенциала холодного спая термопары, который устанавливается на входных клеммах объединительной платы (HAT).

Выходы изолированы от входа и соединены с общим (минусовым) проводом источника питания.

Потребляемый ток: 30 мА при 24 В и выходном сигнале 20 мА (на канал).

Сигнал опасной зоны (вход): тип входа выбирается пользователем: мВ, термопары типов B, E, J, K, N, R, S, Т (согласно стандарта МЭК 584-1) и L (согласно ГОСТ). Диапазон: От -10 мВ до +100 мВ.

Пределы установки амплитуды: 2.6 мВ мин., 100 мВ макс. Пределы смещения нуля: 500 % от амплитудного значения.

Рисунок 2.4.11 - HID 2062

Сигнал безопасной зоны (выход): выбирается пользователем: 4-20 мА или 1-5 В (на внутреннем шунте 250 Ом). Уровень переменной составляющей: 10 мВ эфф. Нагрузка: От 0 до 650 Ом.

HID 2821/2822/2824 (рисунок 2.4.12) - повторитель состояния контактного датчика/проксимитора, с релейным выходом, повторяет состояние «сухого» контакта или искробезопасного проксимитора, находящихся в опасной зоне, на релейном выходе(ах) в безопасной зоне. Система обнаружения неисправностей линии (используется в основном с проксимиторами) обесточивает выходное реле (реле индикации статуса выходов и реле аварийной сигнализации в HiD 2821), включает светодиодный индикатор аварии и выдает сигнал на шину аварийной сигнализации объединительной платы. Система обнаружения может использоваться и с контактными датчиками. В этом случае к датчику подключается дополнительная цепь, состоящая из параллельного и последовательного резисторов.

Потребляемый ток: 15 мА при 24 В и включенном выходном реле (на канал).

Сигнал опасной зоны (вход): «Сухой» контакт или проксимитор, соответствующий стандарту DIN 19234(NAMUR).

Пороговые величины:

От 0 до 0.2 мА = обрыв линии (отказ проксимитора).

От 6.5 мА до макс. мА= короткое замыкание линии (отказ проксимитора).

От 0.2 до 1.2 мА= контакт разомкнут/ проксимитор с объектом.

От 2.1 до 6.5 мА= контакт замкнут/ проксимитор без объекта.

Рисунок 2.4.12 - HID 2824

Сигнал безопасной зоны (выход): DPST (двухполюсное реле на одно положение) на канал (2822). SPST (однополюсное реле на одно положение) на канал (2824). DPST на каждый выход статуса (2821).

Нормально включенное реле DPST на аварийном выходе, с одним нормально разомкнутым и одним нормально замкнутым контактами (2821). Максимальная нагрузка контактов: 50 В пост., ток 0.5 А, неиндуктивная нагрузка. Время реакции: 20 мсек. Выбирается переключателями: Реле нормально включено/нормально выключено (фаза). Система обнаружения повреждений линии включена/выключена.2033/2034 (рисунок 2.4.13) - драйвер ЭПП, с питанием от сигнального контура, передает сигнал 4-20 мА, поступающий из безопасной зоны от управляющей системы, в опасную зону для управления находящимися там ЭПП, электроприводами клапанов и дисплеями. Разработан для применений, требующих высокой надежности. Каждый канал питается от сигнального контура с низким падением напряжения, и позволяет системе управления контролировать состояние линии. Разомкнутый полевой контур представляет собой высокое входное сопротивление на входе управляющего устройства, это используется в качестве признака аварии.

Рисунок 2.4.13 - HID 2034

Потребляемый ток: 35 мА при 24 В и выходном сигнале 20 (на канал).

Сигнал опасной зоны (выход): 4-20 мА на нагрузке от 0 до 500 Ом макс, влияние нагрузки: <0.2% от полной шкалы при изменении нагрузки от 0 до 500 Ом, переменная составляющая выходного сигнала: 40 мкА пик-пик, время реакции: 50 мсек при скачке уровня сигнала с 10 до 90%.

Сигнал безопасной зоны (вход): Питание от сигнального контура, от 7 до 30 В макс. (защита от неправильного включения полярности). Входной ток: питание от сигнального контура, 4-20 мА (падение напряжения 7 В при токе 20 мА и нагрузке 500 Ом). Потребление при разомкнутой цепи < 0.8 мА при 24 В.

2.3.8 Клеммные сборки

Полевые провода подключаются к модулям FBM с помощью клеммных сборок (ТА), как показано на рисунке 2.4.14. В зависимости от типа модуля FBM, одна или несколько клеммных сборок (ТА) предназначены для каждого модуля FBM для обработки конкретных сигналов и/или уровней напряжения. Подключение сигналов ввода/вывода к данному модулю FBM и его клеммной колодке (ТА) показано на рисунке 2.4.15.

Модуль FBM242 является интерфейсным модулем для вывода дискретных сигналов, запитываемых от внешнего источника, с изолированными каналами. В таблице 2.4.3 указан список выходных сигналов, поддерживаемых клеммной сборкой, используемой вместе с модулем FBM242.

Таблица 2.4.3 - Клеммные сборки модуля FBM242