Solvay i Rheinberg, Tyskland
Tilpasning og modernisering av produksjonsanlegg for soda og glyserin
Uforstyrret utveksling med kompakt INTERFACE-Ex-teknikk
INTERFACE-moduler sørger for en sikker og støyfri signaloverføring mellom felt- og styrenivået. En nøyaktig og feilfri overføring av måleverdiene er en viktig forutsetning for optimal prosessregulering.
For å opprettholde sikkerheten og funksjonen i anlegg med potensielt eksplosiv atmosfære utføres signalstrømkretser i tennbeskyttelsesgraden egensikkerhet.
Anleggsmoderniseringen hos Solvay i Rheinberg viser hvilke andre krav som stilles til moderne INTERFACE-teknikk.
Tilpasning og modernisering av produksjonsanlegg for soda og glyserin
Den tyske Solvay-gruppen er en del av det internasjonale kjemi- og farmasi-
foretaket Solvay S.A. med sete i Brüssel. I 2001 nådde de, med rundt 31 600 medarbeidere i rundt 50 land, en årsomsetning på 8,7 milliarder euro. I fabrikkene i Rheinberg produserer Solvay grunnstoffer som soda og glyserin samt kunststoffer med hovedproduktene PVC, spesialpolymerer og polyolefiner.
Foretakets strategi er å satse på varig vekst, blant annet ved hjelp av omfattende investeringer i produksjonsanleggene. Moderne og kommunikasjonsegnet prosesstyreteknikk med bedre effektivitet gir et vesentlig bidrag til økt produksjon og forbedret kvalitet.
anlegget (Ex) komplett skiftet ut i kontinuerlige utbyggingstrinn fra 2002 til 2006. Eksisterende feltinstrumentering opprettholdes. Anleggsutvidelser foretas med samme teknikk med HART-egnet, analog (0/4…20 mA) feltutstyr.
Bare i sodaanlegget må 1500 AI, 600 AO, 1000 DI og 500 DO signaler bearbeides av styresystemet. I begge anlegg føres feltsignalene til de forskjellige segmenterings- og utstyrsrommene ved hjelp av en 60-trådet stamkabel, før de legges på segmenteringsceller i fordelerfelten. Herfra segmenteres signalene til styresystemskapene, som er plassert i samme rom. Ved moderniseringen blir anleggets struktur opprettholdt.
Det gamle styresystemet i begge anleggene er utført med 19", der
inn-/utgangskortene er galvanisk adskilt fra hverandre og kan ha egensikre inn- og utganger.
Dette styresystemet skiftes nå ut med et ytelsessterkt prosessystem i DIN-skinneteknikk som kommuniserer med visualiserings- og arkiveringsnivået samt andre styrenivåer ved hjelp av bussystemer. Signalene til et anleggsområde tilordnes kun ett styresystemskap.
Ombyggingene utføres under drift, det vil si uten anleggsstillstand. Under migreringen foretas - signal for signal - en omstilling til de nye skapene.
Galvanisk skille av analoge signaler
En sikker og feilfri overføring av tilstandsstørrelser som er omformet til analoge elektriske signaler, som temperatur, trykk, gjennomstrømning eller pH-verdi, er en viktig forutsetning for optimal prosessregulering.
Galvanisk skille, det vil si dekobling av elektriske strømkretser, er spesielt fordelaktig i anlegg med mange avgreninger, der de er med på å fjerne støystørrelser som jordsløyfer og innkobling av induktiviteter eller kapasiteter. Derfor skriver personellet med ansvar for automatiseringsavdelingen et kanalvis treveisskille av analogsignalene inn i den nye styreteknikkens spesifikasjoner.
Ikke bare byggbredden er et viktig kriterium
For å kunne utstyre alle analoge inn- og utganger med et galvanisk skille var byggbredden et vesentlig kriterium ved valg av INTERFACE-teknikken.
Og for å redusere variantmangfoldet og holde lagerkostnadene nede skal valgt INTERFACE-teknikk brukes både til det Ex-frie sodaproduksjonsanlegget og til glyserinanlegget med potensielt eksplosiv atmosfære i sone 1 i produksjonsprosessen.
Videre skal dette INTERFACE-nivået brukes i hovedkortteknikk, slik at det kan kobles til I/O-stasjonene ved hjelp av prefabrikkerte systemkabler.
Uavhengig kabling
Hovedkortene PI-Ex-MB 16 og PI-MB 16 som er brukt her, har en lengde på 224 mm, noe som gjør at nøyaktig tre av disse 16-kanals hovedkortene kan installeres på baksiden av svingrammen på hver monteringsskinne. Sammenlignbare INTERFACE-løsninger tar betraktelig større plass, rundt 30 %, og hadde ikke gjort denne løsningen mulig.
PI-kretskortenes konstruksjon gir brukeren enda flere fordeler: Kortet er beskyttet i et skinnemonterbart oppbyggingshus og gjør dermed monteringen enkel. En redundant diodedekoblet spenningsforsyning med feilmeldekontakt gir ekstra sikkerhet. Den uavhengige kablingen som grunnprinsipp for Process Interfaces gir ekstra fordeler, ettersom feltkablingens klempunkter er plassert direkte på hovedkortet.
De tomme hovedkortene er enkle å montere av eksterne automatikkskapbyggere, og kablingen kan deretter legges direkte på de robuste hovedkort-
klemmene. Modulene plugges (umiddelbart eller senere) og kodes deretter automatisk, og en vibrasjonssikker kontakt med hovedkortet etableres ved hjelp av en låsemekanisme (forgylte kontakter).
Funksjonstilpasninger er mulig under drift, og reserver kan holdes tilbake. I denne applikasjonen forblir 15 % av innstikksplassene ledige for utvidelser i etterkant. Kostnadene for skillerne oppstår dermed først når anleggene skal utvides. Ex-parameterene er så "vide" som mulig og gjør PI-skillerne kompatible med alt vanlig feltutstyr.
For å tilpasse alle analoge feltsignaler i begge anlegg er derfor tre modultyper tilstrekkelig: Måleomformermateskilleren PI-Ex-RPSS for toledertransmittere fra forskjellige produsenter, for gjennomstrømning, gasstetthet, temperatur og PH-verdi. Ved induktive gjennomstrømningstransmittere som forsynes Ex-e på feltsiden brukes inngangsskilleren PI-Ex- AIS: Alle analoge reguleringsventiler styres med utgangsskilleren PI-Ex-IDS.
Takket være innovativ koblingsteknikk utmerker de 12,4 mm smale Ex-skillerne seg også med en nøyaktig signalbehandling (linearitetsavvik < 0,1 %) og lav tapseffekt (mateskiller maks 1,3 watt). Inngangene, utgangene og strømforsyningene er galvanisk isolert fra hverandre.
Samtlige skillere overfører Hart-protokollen toveis. Hart brukes her til parametrisering og utstyrsdiagnostikk. I henhold til Atex er PI Ex-skillerne godkjent som tilhørende egensikkert utstyr for sone 0.
Fasit
Process Interfaces fra Phoenix Contact bidrar hos Solvay til økt anleggsproduktivitet takket være moderne prosesstyreteknikk.