1.4. Clasificarea sistemelor automate 9 2.CONSIDERATII GENERALE DESPRE SISTEMELE SCADA 11 2.1. Definirea si componentele sistemului SCADA 11 2.2…. [303159]

1.INTRODUCERE 3

1.1. Generalități 3

1.2. Noțiunea de sistem 4

1.2.1. Sisteme deschise 5

1.2.2. Sisteme închise 6

1.3. Sisteme automate 6

1.4. Clasificarea sistemelor automate 9

2.CONSIDERATII GENERALE DESPRE SISTEMELE SCADA 11

2.1. Definirea si componentele sistemului SCADA 11

2.2. Automatele programabile 12

2.3. Unitatile terminale comandate la distanta 16

2.4. Infrastructura de comunicatie 18

2.5. Statia Master si HMI 19

3.DESCRIEREA SISTEMELOR SCADA IN DOMENIUL ENERGETIC 21

3.1. Generalități 21

3.1.1. Necesitatea si oportuniatea monitorizarii echipamentelor 21

3.1.2. Importanta integrării monitorizării cu funcțiile de protecție și control 21

3.2. Sisteme SCADA 22

3.2.1. Functiile sistemelor SCADA 23

3.2.2. Arhitectura sistemelor SCADA 25

3.3. Principalele semnale din procesul tehnologic 27

3.4. Achizitia semnalelor si comanda 27

3.4.1. Intrari numerice 27

3.4.2. Intrari analogice 29

3.4.3. Comenzi catre procesul tehnologic 30

3.5. Functii locale 30

3.6. Sincronizarea timpului 31

3.7. Analiza si prelucrarea datelor la nivelul punctelor de comanda si control 32

3.8. [anonimizat], masura si control 34

3.8.1. Sisteme coordonate de protectie si comanda 34

3.8.2. Sisteme integrate de control si protectie 36

3.8.3. Echipamente multifunctionale de protectie si control 36

3.9. Functiunile sistemelor DMS/SCADA dedicate conducerii operative la nivel de Dispecerat Energetic de Distributie (DED) 39

3.9.1. Functiuni tip SCADA 39

3.9.2. Functiuni DMS 43

3.10. Functiunile personalului operativ 44

4.AUTOMATIZAREA SI INTEGRAREA IN SISTEMUL SCADA A [anonimizat] 45

4.1. [anonimizat] (SRM) 45

4.2. Zonarea ariilor periculoase 48

4.2.1. Termeni specifici activitatii de zonare 48

4.2.2. Clasificarea ariilor periculoase 54

4.2.3. Surse de degajare 55

4.2.4. [anonimizat] 56

4.3. Specificatii generale privitoare la instalatia de automatizare si teletransmisie a SRM – urilor 57

4.4. Componentele instalatiei de automatizare si teletransmisie 63

4.4.1. Tabloul electric general 63

4.4.2. Tabloul de automatizare 64

4.4.3. Sistemul de siguranta si protectie 76

4.5. Descrierea tehnica a echipamentelor instalatiei de automatizare 79

5.MENTENANTA INSTALATIILOR DE AUTOMATIZARE 107

5.1. Defecte frecvente ale instalatiei de automatizare 107

5.2. Verificari si programe de inspectie periodice 108

BIBLIOGRAFIE 114

INTRODUCERE

Generalități

Conform Dicționarului Explicativ al Limbii Române, a automatiza înseamnă „a modifica un aparat sau un dispozitiv component al acestuia pentru a funcționa automat”. Spunem că un aparat este automat atunci când acesta realizează o [anonimizat], [anonimizat] a omului.

Automatica este o [anonimizat] a acestora, fără participarea factorului uman.

Bineînțeles că inițierea și dezvoltarea conceptului de automatizare nu ar fi fost posibilă fără inventarea calculatoarelor electronice precum ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer). Acest prim calculator modern a [anonimizat]sylvania, finalizarea computerului având loc în anul 1946. ENIAC era un computer modular și dispunea de o viteză de calcul foarte ridicată pentru acele vremuri, însă avea niște dimensiuni de-a dreptul uriașe: avea o masă de aproximativ 30 tone, ocupa o suprafață de aproximativ 65 m2 și consuma aproape 150 kW; la aceste mărimi colosale se adăugau „organele” calculatorului – 70.000 de rezistoare, 17.500 de tuburi electronice, 10.000 de condensatoare, 7.000 diode cu cristal, 1.500 relee, etc.

Inventarea tranzistorului în anul 1947 în cadrul Laboratoarelor Bell din New Jersey, SUA, a provocat impunerea electronicii în societatea de atunci ca domeniu fundamental necesar pentru dezvoltarea și îmbunătățirea vieții omului, tranzistorul fiind considerat una dintre cele mai importante invenții ale societății moderne, deoarece a permis construirea unor echipamente electronice cu dimensiuni reduse și cu un preț de achiziție mai mic, cum ar fi: televizoare, telefoane mobile, aparate de radio, calculatoare de buzunar, computere, etc.

Punctul culminant al evoluției calculatoarelor a fost atins în anul 1958, când omul de știință american Jack Kilby a inventat circuitul integrat. De aici și până la construirea microprocesoarelor moderne nu a mai fost decât un pas, iar acestea au inițiat oportunitatea implementării automatizării în procesele de producție.

Implementarea automatizării în procesele tehnologice a pornit de la nevoia crescândă și permanentă a omului de a dispune de un grad ridicat de confort, siguranță și tehnologie. De exemplu, automatizarea unor activități repetitive și monotone pentru factorul uman, a condus la scăderea considerabilă a accidentelor la locul de muncă, precum și a numărului produselor realizate necorespunzător.

De asemenea, automatizările au oferit posibilități pentru factorul uman de renunțare la activitățile desfășurate în medii cu condiții ostile, cum ar fi: medii cu pericol de explozie, cu zgomote foarte mari, cu temperaturi ridicate sau scăzute, substanțe toxice prezente în atmosfera încăperilor, materiale iritante pentru căile respiratorii, etc. Acești factori aveau un impact deosebit de nociv asupra sănătății fizice și mentale a omului.

La beneficiile obținute ca urmare a implementării automatizării, enumerate mai sus, se pot adăuga: creșterea productivității, obținerea unor produse de calitate înaltă, creșterea eficienței energetice, economisirea materialelor, creșterea siguranței în funcționare a instalațiilor, etc.

Varietatea echipamentelor folosite în automatizările proceselor industriale este foarte mare. Printre echipamentele utilizate amintim: senzori de temperatură, traductoare de presiune, traductoare de presiune diferențială, traductoare de nivel, debitmetre electromagnetice, debitmetre masice, debitmetre ultrasonice, debitmetre Vortex, rotametre, motoare pentru acționările electrice, dispozitive pentru transmiterea informației, dispozitive de control, etc.

Contrar ideologiei curente, automatizarea nu elimină factorul uman din complexul proces de producție, ci creează locuri noi de muncă. În aceste condiții, factorul uman preia sarcini de supraveghere, control și verificare a proceselor tehnologice, de aprovizionare cu materiale, de transport a produselor finite, de mentenanță a sistemului de control, etc.

Având în vedere cele amintite anterior, nu este de mirare că automatizarea este omniprezentă în toate ramurile și subramurile industrei, precum și în viața omului de zi cu zi. Astăzi regăsim automatizarea implementată atât în cadrul proceselor industriale și a sistemelor de securitate, cât și la aparatele de uz casnic.

Noțiunea de sistem

Sistemul este o colecție de obiecte convenabil aranjate și interconectate funcțional. Acesta are legături cu exteriorul doar prin mărimile cauză și mărimile efect. Considerând că u1, u2, … , un sunt mărimile cauză (sau variabile de intrare) și că y1, y2, … , ym sunt mărimile de efect (sau variabile de ieșire), schema bloc a unui sistem S se poate reprezenta ca în fig. 1.1.

Fig. 1.1. Schema bloc a unui sistem

Pentru conceptul de sistem se pot da mai multe definiții:

1. Conceptul informațional. Sistemul este un model fizic realizabil al dependenței lui y de u, dacă există o relație de cauzalitate u → y și nu există cauzalitate y → u. Un asemenea concept permite construirea unui sistem, dar nu se poate demonstra că aceasta reflectă realitatea.

2. Conceptul structural. Sistemul este un model fizic realizabil al unei structuri de elemente fizice a căror funcționalitate poate fi caracterizată prin legi deja evidențiate. Principial, un astfel de concept poate defini un sistem, dar este imposibil a cunoaște complet structura sistemului, datorită complexității acestuia și numărului de legi evidențiate care nu permit o caracterizare completă.

3. Conceptul structural – funcțional. Se numește sistem modelul fizic realizabil al dependenței lui y de u, dacă se cunoaște parțial structura S însă suficient pentru a demonstra cauzabilitatea.

Un sistem este dinamic dacă variabila independentă este timpul, putând fi definit pe baza unui concept mixt structural – funcțional.

Pornind de la definiția structurală a sistemelor, se pot alcătui structurile a două sisteme cunoscute: sistemul deschis și sistemul închis.

Sisteme deschise

Un sistem deschis are structura din fig. 1.2, unde:

u este mărimea de intrare;

m este mărimea de comandă;

y este mărimea de ieșire;

p1 și p2 sunt mărimi perturbatoare;

S1 este procesul tehnologic (relație de cauzalitate m → y);

S2 este echipamentul de automatizare (sistem conceput pentru realizarea relației de cauzalitate u → m).

Cele două sisteme sunt astfel interconectate astfel încât sistemul conducator S2 asigură comanda necesară pentru controlul evoluției sistemului condus S1.

Fig. 1.2. Schema bloc a unui sistem deschis

Relația de cauzalitate a întregului sistem este u → y. Modificări ale mărimii u determină modificări ale mărimii y fără intervenția operatorului uman. În realitate asupra sistemului condus S1 pot acționa pe lângă mărimea m și alte variabile sau mărimi perturbatoare (de exemplu p1 și p2). Din această cauză, structura deschisă a sistemului asigură o precizie scăzută, în realizarea relației u → y.

O desensibilizare a sistemului, la acțiunea perturbațiilor externe asupra procesului condus, se obține prin realizarea unei structuri închise.

Sisteme închise

Structura unui sistem închis este reprezentată în fig. 1.3. În cazul acestui sistem, prin adăugarea sistemului S3, se transmit la intrarea sistemului conducător S2 informații cu privire la evoluția ieșirii, asigurându-se astfel controlul acțiunii mărimilor perturbatoare asupra procesului condus S1.

Fig. 1.3. Schema bloc a unui sistem închis

Astfel, în cazul sistemului închis, se disting două căi de transmitere a semnalelor:

calea directă, de la intrare la ieșire, prin S2, S1

calea de reacție, de la ieșire la intrare, prin S3

Sistemului S3 formează mărimea r, numită mărime de reacție, funcție de mărimea de ieșire y, iar sistemul conducător S2 formează mărimea de comanda m funcție de mărimea de intrare u și funcție de mărimea de reacție r, ce conține informații cu privire la evoluția ieșirii.

Sisteme automate

Sistemul automat (sistemul de reglare automată – SRA) este un caz particular de sistem, la care relația de cauzalitate u → y se realizează în mod automat, fără intervenția operatorului. Structura închisă a unui sistem automat, la care comparația între mărimi se face liniar (prin diferență), este reprezentat în fig.1.4.

Fig. 1.4. Structura închisă a unui sistem automat

Sistemul S2, adică sistemul conducător (sau instalația de automatizare), are în structura sa mai multe subsisteme (S21, S22, S23 și S24) care să genereze mărimea de execuție m, în concordanță cu programul impus de mărimea prescrisă q și mărimea de ieșire y.

Sistemul elementar S22 asigură comparația valorilor mărimii de intrare i, valori dorite pentru mărimea de ieșire y, cu valorile obținute pentru aceasta.

Mărimea є este abaterea sau eroarea dintre valorile dorite și valorile obținute, pentru mărimea y. Ea este obținută la ieșirea sistemului S22, prin diferența dintre mărimea de referință i și mărimea de ieșire y, și prelucrată de sistemul S23 care formează mărimea de comandă u.

Adaptarea la proces a variabilei de comandă u se realizează prin intermediul sistemului de execuție S24. Astfel, prin intermediul mărimii de execuție m, căreia i se asociază în general un flux energetic, se acționează asupra procesului condus S1.

Se observă că reacția sistemului automat închis este negativă. Aceasta asigură filtrarea perturbațiilor, creșterea preciziei, reducerea efectelor neliniarităților etc.

În caz general, schema bloc funcțională a unui sistem automat închis se reprezintă ca în fig. 1.5.

Fig. 1.5. Schema bloc a unui sistem automat închis

Elementele sistemului automat închis sunt următoarele:

P – procesul tehnologic, sau instalația automatizată.

Ti, Tr – traductorul de intrare și, respectiv, traductorul de de reacție. Ele au rolul de a converti o mărime de o anumită natură fizică într-o mărime de altă natură fizică. În unele cazuri, este posibil ca unul unul dintre traductoare, sau ambele, să lipsească. Traductorul de intrare Ti primește mărimea prescrisă q, ce reflectă valoarea dorită pentru mărimea de ieșire y, și formează mărimea de intrare i, iar traductorul de reacție Tr primește mărimea de ieșire y și formează mărimea de reacție r.

EC – elementul de comparație. Acesta formează, prin diferență, mărimea de eroare (abatere sau mărime de acționare) є = i – r.

RA – regulatorul automat formează mărimea de comandă u prelucrând eroarea є, după o anumită lege de reglare. Mărimile reglate sunt de exemplu: frecvența, turația, tensiunea și puterea electrică, temperatura, debitul, nivelul dintr-un rezervor etc. RA este dispozitivul tehnic care înlocuiește funcțiile operatorului uman într-un proces de reglare manuală.

EE – elementul de execuție primește mărimea de comandă u și elaborează mărimea de execuție m, ce acționează asupra procesului, modificănd mărimea de ieșire y.

Schema funcțională a unui sistem SA se simplifică și mai mult dacă elementul de execuție, traductorul de ieșire și procesul sunt grupate într-un singur bloc, notat cu F (vezi fig. 1.6). Ansamblul rezultat în urma grupării F = EE + P + Tr se numește parte fixată a sistemului.

Fig. 1.6. Schema bloc simplificată a unui sistem automat închis

Structura evidențiază faptul că mărimile măsurate sunt transmise direct la intrarea sistemului de interpretare decizională (EC + RA).

Sistemele automate închise cu structurile prezentate mai sus sunt sisteme automate de reglare după eroare.

Cănd o mărime perturbatoare p importantă (cum este consumul, în cazul unor instalații), ce acționează asupra procesului, este cunoscută și ușor măsurabilă se poate folosi un sistem automat de reglare combinată (vezi fig. 1.7).

Fig. 1.7. Schema bloc simplificată a unui sistem automat cu reglare combinată

În cazul unui astfel de sistem, reglarea se face după eroare, cu compensarea mărimii perturbatoare. Pentru compensarea mărimii perturbatoare p, partea fixată F s-a secționat în două părți:

F1, partea din F care nu este influențată de p

F2, partea din F care este influențată de p.

Mărimea perturbatoare este măsurată cu un traductor Tp, numit traductor de perturbație, iar cu un regulator RP, numit regulator de perturbație, se formează o mărime up care însumată algebric cu mărimea de comandă uε formează mărimea de comandă u = uε – up, mărime de intrare pentru secțiunea F1 a părții fixate.

După F1, se obține o mărime care are două componente: una datorată lui uε, care se transmite la ieșirea sistemului, și una provenită de la up, care are rolul de a compensa mărimea perturbatoare p.

Clasificarea sistemelor automate

După funcția de automatizare realizată de dispozitivul de automatizare (DA):

Sisteme de comandă automate – realizează o lege a mărimilor de ieșire (xe) fără a controla dacă s-au realizat efectiv variațiile dorite pentru xe. In această categorie intră: sistemele combinaționale de comandă (xi; și xm au variații discontinue) și sisteme secvențiale de comandă

Sisteme de control automat – primește informații despre starea instalației automatizate prin mărimile xe , xm, xp și care poate realiza următoarele funcțiuni; măsurarea (indicarea) mărimilor din IA, înregistrarea unora, contorizarea lor, semnalizarea abaterilor de la regimul normal de funcționare, calculul unor indicatori sintetici (randament, consum specific etc), efectuarea periodică a unor bilanțuri de masă și energie. Deci DCA realizează controlul stării IA, fără a acționa asupra acesteia

Sisteme de reglare automată – are, simultan, funcțiile de comandă si de control. Aceste sisteme automate sunt cele mai importante.

Sisteme de protecție automată. Aceste sisteme au o structură asemătoare cu SRA, dar dispozitivul de automatizare este un dispozitiv de protecție care primește mărimile xj, xe (valori limită) și acționează asupra / A, când limită admisibile au fost depășite, oprind parțial sau total instalația.

Sisteme de optimizare automată – Aceste sisteme acționează asupra I A astfel încât să fie extremizat un indicator de performanță privind desfășurarea procesului din instalație (randament termic, consum specific etc). În componența acestor sisteme intră echipamente complexe ce includ și calculatoare de proces.

După natura echipamentelor de automatizare, putem avea sisteme de automatizare cu echipamente:

Electronice;

Pneumatice;

Hidraulice;

Mixte (electrohidraulice, electropneumatice).

După construcția dispozitivului deautomatizare și tipul de semnale folosite:

Sisteme automate cu echipamente unificate

Sisteme automate cu echipamente specializate

După modul de variație a mărimilor din sisteme:

Sisteme automate continue

Sisteme automate discrete (numerice, cueșantionare ș.a.)

După numărul de parametri reglați:

Sisteme automate monovariabile

Sisteme automate multivariabile

CONSIDERATII GENERALE DESPRE SISTEMELE SCADA

Definirea si componentele sistemului SCADA

Termenul SCADA este acronimul de la Supervisory Control And Data Acquisition, iar în limba română înseamnă „Monitorizare, Control și Achiziții de Date”.

Automatizările SCADA fac referință la un sistem complex de măsurare, reglare și control și se găsesc implementate în diverse procese industriale pentru supervizarea și controlul operațiunilor chimice, fizice sau de transport.

Conceptul SCADA uzual face referință la un centru de comandă aferent unui loc de producție pe care îl monitorizează și controlează. Majoritatea operațiunilor sunt efectuate în mod automat de către Unitățile Terminale Comandate la Distanță – RTU (Remote Terminal Unit) sau de către Unitățile Logice de Control Programabile – PLC (Programmable Logic Controller).

Functiile de control ale centrului de comanda sint de cele mai multe ori restrinse la functii decizionale sau functii de administrare generala – fig ……

Fig. 2.1. ……………………………………….

Achizitia de date incepe la nivelul RTU sau PLC si implica citirea indicatoarelor de masura si a starii echipamentelor care apoi sint comunicate la cerere catre SCADA. Datele sint apoi restructurate intr-o forma convenabila operatorului care utilizeaza o HMI, pentru a putea lua eventuale decizii care ar ajusta modul de lucru normal al RTU/PLC. (Un sistem SCADA include componentele: HMI, controllere, dispozitive de intrare-iesire, retele, software si altele)

Un sistem SCADA tipic implementeaza o baza de date distribuita care contine elemente denumite puncte. Un punct reprezinta o singura valoare de intrare sau iesire monitorizata sau controlata de catre sistem. Punctele pot fi fie hard, fie soft. Un punct hard este reprezentarea unei intrari sau iesiri conectata la sistem, iar un punct soft reprezinta rezultatul unor operatii matematice si logice aplicate altor puncte hard si soft. Valorile punctelor sint stocate de obicei impreuna cu momentul de timp cind au fost inregistrate sau calculate. Seria de puncte+timp reprezinta istoricul acelui punct.

Achizitionarea unui sistem SCADA (denumit si DCS- Sistem de control distribuit Distributed Control System) poate fi facuta de la un singur producator sau utilizatorul poate asambla un sistem SCADA din subcomponente.

Cele trei componente ale sistemului SCADA sint:

1. Mai multe RTU sau PLC.

2. Statia Master si HMI Computer(e).

3. Infrastructura de comunicatie.

Automatele programabile

Automatele programabile sau controlerele logice programabile – PLC (Pogrammable Logic Controller) este un mic computer cu un microprocesor folosit pentru automatizarea proceselor cum ar fi controlul unui utilaj intr-o linie de asamblare. Programul unui PLC poate adesea controla secvente complexe si de cele mai multe ori este scris de catre un inginer. Programul este apoi salvat in memoria EEPROM.

Fig. 2.2. ……………………………………….

Ceea ce diferentiaza un PLC de alte computere este faptul ca este prevazut cu intrari/iesiri catre senzori si relee. PLC-urile citesc starea comutatoarelor, a indicatoarelor de temperatura, de pozitie s.a. PLC-urile comanda motoare electrice, pneumatice sau hidraulice, relee magnetice. Intrarile/iesirile pot fi externe prin module I/O sau interne.

Fig. 2.2. ……………………………………..

Fig. 2.3. ……………………………………..

Fig. 2.3. ……………………………………..

Fig. 2.3. ……………………………………..

Fig. 2.3. ……………………………………..

PLC-urile au fost inventate ca o alternativa mai putin costisitoare la vechile sisteme care foloseau zeci sau sute de relee si timere. Adesea un PLC poate fi programat sa inlocuiasca sute de relee. PLC au fost initial folosite de industria constructoare de masini.

Fig. 2.3. ……………………………………….

Functionalitatea unui PLC s-a dezvoltat de-a lungul anilor pentru a include controlul releelor, controlul miscarii, control de proces, Sisteme de Control Distribuit si retele complexe.

La primele PLC-uri functiile decizionale erau implementate cu ajutorul unor simple diagrame ladder (Ladder Diagram) inspirate de diagramele electrice ale conexiunilor. Astfel electricienilor le era usor sa depaneze problemele de circuit avind diagramele schematizate cu logica lader.

Fig. 2.3. ……………………………………….

In prezent, linia ce delimiteaza un computer programabil de un PLC este tot mai subtire. PLC-urile s-au dovedit a fi mai robuste, in timp ce computerele au inca deficiente. Folosind standardul IEC 61131-3 acum este posibila programarea PLC folosind limbaje de programare structurata si operatii logice elementare. La unele PLC este disponibila programarea grafica denumita (Sequential Function Charts) bazata pe Grafcet.

Unitatile terminale comandate la distanta

Unitatile Terminale Comandate la Distanta – RTU (Remote Terminal Unit) realizeaza conexiunea cu echipamentele supravegheate, citesc starea acestora (cum ar fi pozitia deschis/inchis a unui releu sau valve), citesc marimile masurate cum ar fi presiunea, debitul, tensiunea sau curentul. RTU pot controla echipamentele trimitind semnale, cum ar fi cel de inchidere a unui releu sau valve sau setarea vitezei unei pompe.

Fig. 2.3. ……………………………………….

Fig. 2.3. ……………………………………….

RTU pot citi stari logice digitale sau masuratori analogice, si pot trimite comenzi digitale sau setari de valori analogice de referinta.

O parte important a implementarilor SCADA sint alarmele. O alarma este starea logica a unui punct care poate avea valoarea NORMAL sau ALARMAT. Alarmele pot fi create in asa fel incit ele se activeaza atunci cind conditiile sint indeplinite. Un exemplu de alarma este avertizorul luminos “rezervorul de benzina gol” al unei masini. Alarmele indreapta atentia operatorului SCADA spre partea sistemului care necesita o interventie. La activarea alarmelor, un manager de alarme poate trimite mesaje email sau text operatorului.

Infrastructura de comunicatie

Sistemele SCADA folosesc combinate conexiuni radio, seriale sau conexiuni modem in functie de necesitati. Pentru amplasamente mari cum ar fi cai ferate sau statii de alimentare sint folosite de asemenea conexiuni Ethernet si IP/Sonet.

Fig. 2.3. ……………………………………….

Protocoalele SCADA sint concepute foarte compacte si multe sint concepute ca sa poata trimite informatii statiei master chiar si cind statia master interogheaza RTU. Protocoalele initiale SCADA de baza sint Modbus, RP-570 si Conitel.

Aceste protocoale sint dependente de producator. Protocoalele standard sint IEC 60870-5-101 sau 104, Profibus si DNP3. Acestea sint protocoale standardizate si recunoscute de majoritatea producatorilor SCADA. Multe din aceste protocoale contin acum extensii pentru operarea pe TCP/IP, cu toate acestea securitatea ceruta in practica sugereaza evitarea conexiunii la Internet pentru a reduce riscurile unor atacuri.

Statia Master si HMI

Termenul se refera la serverele si software-ul responsabil de comunicarea cu echipamentele amplasate la distanta (RTU, PLC, etc) si apoi cu software-ul HMI care ruleaza pe statiile de lucru din camera de control. In sistemele SCADA mici, statia master poate fi un singur PC. In sistemele mari, statia master poate include mai multe servere, aplicatii software distribuite, si unitati de salvare in caz de dezastre.

Fig. 2.3. ……………………………………….

Un sistem SCADA prezinta de regula informatia operatorului sub forma unei schite sugestive. Aceasta inseamna ca operatorul poate vedea o reprezentare a instalatiei supravegheate. De exemplu, o imagine a unei pompe conectate la o conducta poate afisa operatorului faptul ca pompa lucreaza si cit fluid este pompat prin conducta la un moment dat. Operatorul poate apoi opri pompa. Software-ul HMI afiseaza debitul fluidului in scadere in timp real.

Fig. 2.3. ……………………………………….

Pachetul HMI/SCADA include de obicei un program de desenare pe care operatorul sau personalul de intretinere il foloseste pentru a schimba modul in care punctele sint reprezentate in interfata utilizator. Aceste reprezentari pot lua forme simple cum ar fi un semafor sau chiar forme complexe cum ar fi pozitia unor lifturi sau a unor trenuri.

DESCRIEREA SISTEMELOR SCADA IN DOMENIUL ENERGETIC

Generalități

Consecință a cerinței justificate de continuitate și siguranță în alimentarea cu energie electrică a consumatorilor, apare necesitatea tot mai mare de îmbunătățire a fiabilității și siguranței în funcționare a echipamentelor. Una din soluțiile cu potențial ridicat în rezolvarea cerinței de mai sus este implementarea sistemelor de monitorizare și utilizare a tehnicilor de diagnoză automată a echipamentelor primare.

Supravegherea continuă a principalilor parametri ai echipamentelor poate conduce, atunci când este corect implementată și utilizată, la identificarea precoce a tendinței de defectare, la identificarea și izolarea rapidă a componentelor defecte, prevenind astfel o cădere a întregului echipament sau, chiar mai grav, a unei instalații.

Necesitatea si oportuniatea monitorizarii echipamentelor

Principalele obiective ale monitorizării echipamentelor primare din stațiile de transformare sunt următoarele:

identificarea echipamentelor supuse monitorizării:

întreruptoare și separatoare

transformatoare de măsură de curent și de tensiune

analiza căderilor și a stărilor anormale:

identificarea stărilor anormale

analiza defectelor

analiza parametrilor de fiabilitate

identificarea principalilor parametri care trebuie supravegheați

mentenanță

evoluția principalilor parametri ai echipamentelor

adaptarea metodelor de mentenanță la starea reală a echipamentelor

îmbunătățirea procedurilor de mentenanță.

Identificarea parametrilor supuși monitorizării este una din cele mai importante etape în proiectarea unui sistem de monitorizare. Apare drept justificată dorința de a colecta cât mai multe date, în scopul reconstituirii unei imagini complete a stării de sănătate a unui echipament. Aportul datelor colectate este însă foarte diferit în calitatea analizei efectuate.

Importanta integrării monitorizării cu funcțiile de protecție și control

Sistemul de monitorizare se bazează pe diverse dispozitive electronice inteligente (DEI) , care au rolul de achiziție și prelucrare a mărimilor supravegheate.

Reducând numărul de interfețe între echipamentele primare și echipamentele secundare, costul total al sistemului se reduce substanțial prin reducerea cablajelor.

Progresul tehnologic realizat în domeniul tehnicii de calcul și al comunicațiilor de date permite azi utilizarea soluțiilor distribuite în realizarea sistemelor de achiziție, comandă, control, monitorizare și chiar de protecție. Pe de altă parte, multe alte domenii industriale utilizează platforme hardware universale, care integrează prin rutinele sale software implementate toate funcțiile de supraveghere, control și automatizare de proces necesare.

Azi este acceptat în general că funcțiile de protecție și automatizare locală sunt integrabile într -un singur DEI. Funcțiile de supraveghere și control sunt încă în general alocate în DEI distincte de cele de protecție. Decizia alocării funcțiilor de monitorizare în echipamentele de protecție sau cele de supraveghere, comandă, ține cont în principal de aspecte economice. Structura unui sistem care integrează funcțiile de protecție, automatizare, comandă și monitorizare este arătată în continuare. Structura unui sistem SCADA în arhitectură distribuită poate fi completată cu echipamentele și funcțiile cerute de monitorizarea echipamentelor primare.

Sisteme SCADA

EMS (Energy Management System), DMS (Distribution Management System) si SCADA (Supervisory Control And Data Aquisition) reprezinta instrumente bazate pe calculator, utilizate de dispecerii energetici pentru a-i asista în controlul functionarii sistemelor energetice complexe. Baza întregului esafodaj care concura la supravegherea, controlul si monitorizarea echipamentelor electrice din statiile si retelele electrice o constituie echipamentele de achizitie si comanda.

Pe de alta parte, între instrumentele enumerate mai sus exista o strânsa colaborare – practic nu putem concepe functiuni EMS sau DMS, fara a avea la dispozitie un sistem SCADA care sa ofere, pe de-o parte, informatii din procesul tehnologic,iar pe de alta parte posibilitatea comenzii de la distanta a procesului tehnologic.

În continuare, se trecere în revista a functiunilor principale SCADA, EMS si DMS. Este

descrisa legatura cu echipamentele electrice din statii pornind de la schema de principiu a lantului functional de teleconducere.

Fig. 2.1. ……………………………………………………….

Functiile sistemelor SCADA

În cazul concret al implementarilor de sisteme SCADA care deservesc instalatii, retele sau sisteme electroenergetice întâlnim urmatoarele functii de baza:

Supravegherea si controlul de la distanta al instalatiilor si retelelor electroenergetice

In acest scop, se realizeaza: culegerea de informatii asupra starii sistemului energetic, prin intermediul interfetelor de achizitie corespunzatoare; transferul informatiilor catre punctele de comanda si control; comanda de la distanta a proceselor electroenergetice; înregistrarea modificarilor semnificative ale procesului controlat.

Operatiunile de comutare (conectare / deconectare) ale echipamentelor primare pot fi comandate de la distanta de la un centru de control (dispecer energetic). Starile întreruptoarelor si separatoarelor, valorile masurilor de tensiuni, curenti etc. sunt permanent cunoscute la centrul de control, fiind la îndemâna dispecerului energetic.

Acest lucru face sa creasca eficienta operationala la postul de dispecer, prin cresterea numarului de informatii disponibile si prin reducerea timpilor de actualizare a acestor informatii. Informatiile provenite de la instalatiile electroenergetice pot fi grupate si dirijate catre postul de comanda sub autoritatea caruia se gasesc aceste instalatii, de asemenea ele pot fi utilizate pentru analize globale ale retelelor electrice.

Alarmarea

Sistemul recunoaste starile de functionare necorespunzatoare ale echipamentelor si retelelor electrice (suprasarcini, nivele de tensiune în afara limitelor, actionarea sistemelor de protectie, modificarea nedorita a starii întreruptoarelor si separatoarelor, etc. ) si avertizeaza optic / acustic dispecerul asupra celor întâmplate.

Alarmele de sistem sunt prelucrate astfel incat acestea sa fie prezentate dispecerului int-o maniera concisa, clara, in timp util si numai la operatorii care au nevoie de aceste informatii. Modul in care o alarma este anuntata depinde de aria sa de interes cat si de nivelul sau de prioritate. Sistemele moderne contin functii de alarmare performante, realizate cu elemente de inteligenta artificial, capabile sa identifice cauza primara a unui set de evenimente si sa prezinte astfel dispecerului o situatie cat mai claraa avariei. Functia de alarmare presupune si memorarea tuturor evenimentelor eferente alarmelor iclusiv momentelee de timp ale producerii acestora, in fisiere de datepe discuri magnetice, pentru a putea fi analizate ulterior.

Analiza post-avarie

Sistemul întretine un istoric al modificarii starilor echipamentelor si retelelor electrice, punând la dispozitia dispecerului informatiile necesare unei analize pertinente a evenimentelor petrecute. Toate evenimentele sunt memorate alaturi de localizarea lor în timp si spatiu, fiind prezentate dispecerului, în general, în ordine cronologica, grupate pe categorii de instalatii.

Totodata, aceste informatii pot constitui "materia prima" pentru sisteme expert de analiza post avarie asistata de calculator precum si pentru sisteme expert de restaurare a sistemelor electrice dupa caderi (care pot asista dispecerul sau pot intra în functiune în mod automat).

Informarea de ansamblu a dispecerului asupra topologiei si starii sistemului energetic condus, prin intermediul interfetelor om-masina

Functia de interfatare cu operatorul uman este de o importanta deosebita în asigurarea unei activitati eficiente a dispecerului. Sunt urmarite cu deosebire: claritatea si conciziunea prezentarii informatiilor despre procesul tehnologic condus (evitarea confuziilor) ,comoditatea în obtinerea informatiilor dorite, comoditatea si inconfundabilitatea comenzii catre proces etc. Toate aceste deziderate sunt bazate pe utilizarea unei interfete grafice puternice la postul de lucru dispecer.

Urmarirea încarcarii retelelor

În scopul optimizarii functionarii retelelor electrice, este memorata evolutia circulatiilor de puteri. Aceste informatii pot asista la o mai buna planificare a resurselor, precum si a schemelor retelei si a reglajelor tensiunii transformatoarelor.

Planificarea si urmarirea reviziilor si reparatiilor în scopul evitarii caderilor

Monitorizarea evolutiei functionarii diferitelor echipamente ofera informatii care, analizate corespunzator pot duce la necesitatea reviziilor / reparatiilor acestor echipamente sau instalatii. Aceasta analiza poate fi asistata de sisteme expert.

Arhitectura sistemelor SCADA

Un sistem SCADA modern trebuie sa se conformeze cerintelor sistemelor deschise. În momentul de fata, se folosesc mai multe concepte de "deschidere". In 1989, comitetul IEEE 1003. 0 (Posix) a aprobat o definitie formala si anume:

"Un sistem deschis dispune de posibilitati care permit implementarea aplicatiilor astfel încât:

sa poata fi executate pe sisteme provenind de la mai multi furnizori;

sa poata conlucra cu alte aplicatii realizate pe sisteme deschise (inclusiv la distanta) ;

sa prezinte un stil consistent de interactiune cu utilizatorul. Aceste posibilitati sunt descrise ca specificatii extensibile de interfete, service si formate admise. În plus, acestea sunt specificatii publice mentinute prin consens. "

Obiectivul major în utilizarea sistemelor deschise este reducerea investitiei în software-ul de aplicatie si în deci o mai buna utilizare a resurselor umane.

Cea mai mare deschidere pe care conceptul open-system o aduce în proiectarea sistemelor EMS-DMS/SCADA este posibilitatea de a distribui functiunile în diferite noduri de prelucrare.

Fiecare nod functional este independent ca resursa hardware. Statiile de lucru (workstations) constituie astfel de noduri care elibereaza sistemul de interfata om-masina. Alte noduri functionale sunt cele de achizitie de date, prelucrarea bazei de date relationale si istorice si editarea rapoartelor, procesoarele de aplicatie etc.

Gradul de dependenta între noduri este variabil. Totusi, prin hardware trebuie asigurata o independenta cât mai mare deoarece, pe aceasta cale, se obtine posibilitatea de extindere sau de înlocuire. De asemenea, independenta nodurilor de prelucrare serveste la minimizarea mesajelor si încarcarii retelei de transmisie date. Redundanta în cadrul nodului mareste gradul de disponibilitate si micsoreaza riscul pierderii lui si a distribuirii functiunilor pierdute în alte noduri.

O caracteristica importanta a sistemelor deschise este faptul ca nodurile pot fi situate la orice distanta. Arhitectura distribuita devine o necesitate si foloseste ca suport de comunicatie retelele de date locale (LAN – Local Area Network) si cele la distsanta (WAN – Wide Area Network) realizate pe baza unor proceduri si interfete standard.

Practic, se vorbeste tot mai mult de functiunile pe care un sistem distribuit trebuie sa le îndeplineasca, în contextul conlucrarii mai multor componente ale sistemului situate în noduri informationale diferite.

In figura ……… este prezentata o arhitectura posibila pentru un sistem SCADA distribuit, în care observam ca elementul cheie îl constituie conectarea diferitelor componente prin intermediul unor retele de comunicatie.

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

La nivelul legaturii cu procesul tehnologic (echipamentele din statia de transformare) , gasim echipamente de achizitie date si comanda (EAC) destinate interfatarii cu instalatiile electroenergetice, distribuite în punctele de interes.

Acestea asigura preluarea informatiilor din proces precum si transmiterea comenzilor catre proces. În sistemele moderne se asigura un grad înalt de prelucrare locala – la nivelul EAC, cu functiuni de automatizare, protectie si masura. Echipamentele EAC sunt interconectate prin magistrale locale (LAN) cu calculatoare cu rol de procesare a datelor la nivelul întregului proces (de exemplu la nivelul statiei de transformare).

Legatura de date între statiile de transformare si punctul de comanda si control se realizeaza prin retele de date specifice trasmisiei la distanta (WAN). Transferul de date între WAN si retelele locale de date situate la punctul (punctele) de comanda si control este asigurata de calculatoare cu rol de concentrator de date (Front End Processor – FEP) .

În reteaua de la punctul central, se gasesc calculatoare care asigura functiuni de procesare specifice EMS-SCADA (servere de aplicatie, sisteme expert, interfete grafice etc. ).

Din cele prezentate anterior, rezulta faptul ca se schimba fundamental si modul de programare. În sistemele clasice, utilizatorul îsi definea cerintele iar echipa de programare realiza sistemul de programe de aplicatie.

În momentul de fata, programarea trebuie sa urmareasca realizarea functiunilor necesare, prevazând de la început posibilitatea modificarii lor în timp precum si extinderea acestora.

Principalele semnale din procesul tehnologic

Instalatiile electroenergetice dintr-o statie de transformare sunt împartite în echipamente primare, care contribuie nemijlocit la transportul si distributia energiei electrice (linii de înalta si medie tensiune, întreruptori, separatori, transformatoare etc. ) si echipamente auxiliare, care asigura controlul si protectia echipamentelor primare.

Într-o statie de transformare, întâlnim urmatoarele grupe de semnale primare, care trebuiesc considerate atunci când se doreste conducerea de la distanta a procesului:

Semnalizari de pozitie (întreruptoare, separatoare, automatizari, pozitii extreme)

Semnalizari preventive;

Semnalizari de incident (de avarie)

Comenzi

Masuri (tensiuni, curenti, puteri, frecventa)

Contorizari (energie activa, energie reactiva) .

Din punct de vedere al tipului si formei semnalului, întâlnim:

Semnale numerice – semnale care reflecta stari discrete ale elementelor de la care provin. Majoritatea semnalelor de acest tip provin de la contacte electrice. Starile posibile sunt întotdeauna complementare (conectat / deconectat, închis / deschis, adevarat / fals etc. ).

Impulsuri pentru contorizare – un caz particular al semnalelor numerice.

Semnale analogice (tensiuni alternative si continue, curenti alternativi sau continui)

Din punct de vedere al localizarii semnalelor, întâlnim:

semnale grupate la nivelul celulei;

semnale pe grupuri de celule;

semnale generale pe statie de transformare.

În cele ce urmeaza sunt prezentate semnalele cu relevanta în supravegherea si controlul unei statii de transformare tipice de 110/20 kV. Lista nu este exhaustiva, ci are rolul de a face inventarul principalelor tipuri de semnale.

Achizitia semnalelor si comanda

Intrari numerice

Preluarea semnalelor de natura numerica se realizeaza prin citirea starii unor contacte auxiliare din proces, care copiaza starea echipamentelor supravegheate cu ajutorul unor interfete cu separare galvanica (optoizolate).

Comutarea contactelor supravegheate este supusa unui regim tranzitoriu (vibratia contactelor) de care trebuie tinut seama la prelucrarea informatiilor de natura numerica. Astfel, interfata de achizitie trebuie sa aplice un algoritm de filtrare software care sa anuleze efectul vibratiilor (durate de ordinul 1-2 ms) , interpretând numai comutarile ferme.

Interfata de achizitie asigura, pe lânga interpretarea modificarii starii contactului supravegheat, si memorarea momentului de timp la care s-a produs aceasta modificare.

Pentru a mari gradul de încredere al informatiilor preluate, EAC trebuie sa asigure câteva functiuni suplimentare cum sunt:.

blocarea automata a transmiterii catre nivelul superior în cazul în care intrarea numerica are un numar prea mare (neplauzibil) de tranzitii în unitatea de timp. Aceasta situatie este frecvent întâlnita în cazul unor contacte imperfecte în circuitele de preluare a semnalizarii iar ignorarea acestui aspect ar avea ca efect "poluarea" informationala a nivelului de conducere superior, precum si aglomerarea circuitelor de transmisie.

blocarea la cerere a intrarii numerice, în situatiile când urmeaza a se interveni în instalatia supravegheata pentru revizii si reparatii.

posibilitatea verificarii automate a circuitelor de preluare a semnalelor (integritatea firelor de legatura pâna la contactul electric supravegheat)

Semnalizari de pozitie monopolare

Citirea pozitiei separatoarelor, cutitelor de legare la pamânt, starii automatizarilor, precum si a altor echipamente, altele decât întreruptoare, se realizeaza utilizând un singur contact ce copiaza starea acestor echipamente. De regula starea "închis" a contactului semnifica starea "închis”, “pus în functie" etc. a echipamentului corespunzator iar starea "deschis" a contactului înseamna ca echipamentul corespunzator este în starea "deschis", "scos din functie" etc.

Semnalizari de pozitie bipolare

Pozitia anclansat / declansat a întreruptoarelor este preluata utilizând doua contacte, care în cazuri normale respecta conditia de excluziune reciproca. Deoarece comutarea celor doua contacte nu se face simultan, interfata de achizitie trebuie sa implementeze un algoritm care sa tina cont de întârzierile admisibile în schimbarea starilor celor doua contacte.

Semnalizari de alarma

Sunt semnalizari monopolare si pot fi:

semnalizari de tipul "apare / dispare" la care sunt semnificative atât momentul închiderii contactului cât si momentul deschiderii acestuia (ex. punere la pamânt, tensiune minima baterie etc. )

semnalizari de tipul "a functionat protectia" la care este semnificativ numai momentul aparitiei semnalizarii nu si momentul disparitiei acesteia. Impulsuri de contorizare sunt semnale provenite de la contoare de energie electrica cu generator de impulsuri. Interfata de achizitie are rolul de numarare a acestor impulsuri, întretinând un "index" software în memoria proprie. Asociind fiecarui index o constanta corespunzatoare (impulsuri/kWh respectiv impulsuri/kVAR) se poate reconstitui valoarea energiei electrice cedate (primite) pentru linia masurata.

Intrari analogice

Principalele marimi analogice cu relevanta pentru conducerea de la distanta a statiei de transformare sunt tensiunile, curentii, puteri active / reactive.

Schema lantului de masura pentru intrarile analogice este prezentata mai sus. Marimea analogica este adaptata la un nivel corespunzator prelucrarii în circuitele de masura, care au la baza transformatoare de tensiune si de curent. Totodata se realizeaza protectia intrarii analogice contra valorilor accidentale ale semnalului analogic de masurat precum si separarea galvanica a interfetei fata de procesul tehnologic. Semnalului rezultat i se aplica o filtrare în filtre trece- jos pentru eliminarea efectului perturbatiilor. Un modul multiplexor asigura selectia canalului analogic de masurat, a carui valoare este transmisa modulelor de esantionare / memorare si conversie analog / numerica. Sirului de valori numerice obtinut (la intervale regulate de timp pentru fiecare canal analogic în parte) îi sunt aplicati algoritmi de filtrare numerica si de calcul a marimilor caracteristice dorite (ex. valori efective).

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Semnalele analogice (masurile) cum sunt tensiunile si curentii alternativi (50Hz) ,tensiuni si curenti continui, puterile active, reactive pot fi preluate din proces în doua moduri:

utilizând traductori externi corespunzatori, caz în care EAC are intrari analogice în semnal unificat ;

tensiunile, curentii sunt preluati direct de EAC prin interfete corespunzatoare de tensiune si curent.

A doua solutie este net superioara celei dintâi atât din punct de vedere tehnic cât si economic, motiv pentru care este preferata în sistemele SCADA moderne. EAC va esantiona si converti din analogic în numeric valorile instantanee ale tensiunilor si curentilor, aplicând apoi algoritmi de calcul pentru:

valoare efectiva (tensiune, curent) ;

defazaj tensiune – curent;

putere activa si reactiva monofazata pentru perechea U,I considerata.

Calculul puterilor active si reactive trifazate se face aplicând corespunzator formulele pentru metodele de masura cu Wattmetre (VARmetre) monofazate.

Transmisia valorilor intrarilor analogice catre nivelul superior EAC se face în trei cazuri:

EAC este interogat de catre nivelul ierarhic asupra valorilor analogice;

Intrarea analogica îsi modifica semnificativ valoarea, noua valoare fiind diferita cu cel putin o cantitate – considerata semnificativa – fata de vechea valoare.

Valoarea marimii analogice depaseste niste limite prestabilite – de prealarmare, alarmare, sau limite tehnologice.

Comenzi catre procesul tehnologic

Pentru a putea comanda instalatiile electroenergetice din statiile de transformare, interfetele de proces (EAC) sunt prevazute cu posibilitatea emiterii de semnale electrice de comanda. Exista doua tipuri de semnale de comanda:

comenzi în impulsuri, cu durate de 0,5-3 secunde, pentru comanda întreruptoarelor comutatoarelor de ploturi etc.

comenzi permanente, la care EAC mentine semnalul de comanda pâna la o noua comanda, cu semnificatie contrara celei dintâi (de exemplu pentru comanda punerii în functie respectiv a scoaterii din functie a automatizarilor) .

În ambele cazuri, EAC trebuie sa livreze contacte electrice comandate care vor fi integrate în schemele de comanda ale circuitelor secundare ale statiei.

În scopul cresterii gradului de fiabilitate al comenzilor, EAC trebuie sa asigure câteva cerinte referitoare la comenzi:

eliminarea riscului confuziei unei comenzi, datorita erorilor de transmisie;

eliminarea riscului comenzilor multiple (simultan cu comanda dorita se emit una sau mai multe comenzi nedorite, datorate unor eventuale defecte interne ale EAC sau atingerilor accidentale în circuitele secundare de comanda) ;

eliminarea riscului de emisie intempestiva a unor comenzi, datorate defectelor interne ale EAC. Se utilizeaza scheme de conectare hardware si algoritmi de verificare si validare a comenzii.

semnalizarea situatiilor de functionare incorecta a lantului de comanda (de exemplu fir întrerupt)

Functii locale

Principalele functii care trebuie asigurate într-o statie de transformare pot fi grupate în doua categorii:

functiuni la nivelul celulei.

functiuni la nivelul statiei.

Într-o arhitectura centralizata, toate aceste functiuni sunt asigurate de un singur EAC.

În arhitectura distribuita, majoritatea functiunilor de la nivelul celulei sunt preluate de catre echipamentul de achizitie si comanda al celulei, iar functiunile referitoare la grupe de celule – si în general cele care reclama informatii dintr-o arie mai larga decât celula – sunt preluate de calculatorul de la nivelul statiei.

La nivelul celulei

Pe lânga functiunile de achizitie si comanda amintite deja, mai distingem la nivelul celulei urmatoarele functiuni:

Istoric local de evenimente – Principalele evenimente survenite în functionarea echipamentelor din celula trebuiesc memorate împreuna cu momentul de timp al producerii lor. Aceasta functie o regasim la nivelul celulei numai în cazul arhitecturii distribuite.

Interfata om-masina – care preia functionalitatea panoului local de comanda si supraveghere.

blocaje – evitarea emiterii de comenzi nepermise datorate fie greselilor de operare fie erorilor în functionarea diferitelor echipamente

La nivelul statiei de transformare

La nivelul statiei de transformare distingem urmatoarele functiuni:

Istoric de evenimente la nivelul statiei si filtrarea evenimentelor (transmiterea catre nivelul ierarhic superior numai a evenimentelor cu relevanta pentru dispecer) .

Înregistrarea evolutiei masurilor (tensiuni, curenti, puteri) si arhivarea acestora pe o perioada determinata.

Blocaje (conditionari) la nivelul statiei.

Supravegherea functionarii echipamentelor de achizitie si comanda.

Interfata om – masina pentru operatorul statiei sau operatiuni de mentenanta.

Sincronizarea timpului

Majoritatea algoritmilor de prelucrare a semnalelor (numerice si analogice) se bazeaza pe intervale precise de timp la care trebuiesc facute achizitiile si prelucrarile. Totodata, memorarea modificarilor de stare presupune si asocierea timpului la care acestea s-au produs.

De precizia determinarii timpului depind în mare masura prelucrarile si analizele ulterioare ale evolutiei procesului tehnologic “Ora exacta” este asigurata prin:

Ceas local la nivelul EAC care trebuie sa aiba la baza elemente oscilatorii cu o buna stabilitate (cuartz termostatat) ;

Mecanism de resincronizare periodica dupa un ceas unic.

Sa remarcam ca exista doua probleme sensibil diferite în aceasta privinta: sincronizarea echipamentelor de achizitie dupa un ceas unic la nivelul statiei, respectiv dupa un ceas unic la nivelul întregului sistem SCADA. În cel de-al doilea caz dificultatea apare datorita distantelor mari între statiile de transformare si punctul unde este amplasat ceasul etalon.

Principalele metode de sincronizare au la baza:

Utilizarea semnalelor de timp etalon – provenite de la sisteme specializate.

Utilizarea canalului de comunicatie – precizia metodei este puternic afectata de viteza de comunicatie si eventualele întârzieri (inpredictibile în general) introduse de protocoalele de comunicatie.

Utilizarea unui semnal dedicat – metoda aplicabila pe arii restrânse cum ar fi teritoriul unei statii de transformare.

Analiza si prelucrarea datelor la nivelul punctelor de comanda si control

Structura unui punct de comanda si control – PCC – în arhitectura distribuita ar putea arata ca în fig. de mai jos.

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

În structura prezentata, pot fi implementate diferite scheme de redundanta ale componentelor importante (LAN, Servere) .

Întrucât comunicatia de date între componenetele PCC trebuie atent echilibrata, se sugereaza separarea componentelor care utilizeaza pachete mici de date, dar cu timpi de raspuns foarte mici, de componentele si aplicatiile care utilizeaza transferuri mari de date, la care timpii de raspuns nu sunt atât de importanti (LAN 1 respectiv 2 din fig. de mai sus, separate de un router).

Pentru asigurarea disponibilitatii PCC în conditiile caderii LAN, frecvent se procedeaza la dublarea magistralei locale de comunicatie, iar aplicatiile importante au acces la ambele magistrale. Legatura de date cu procesul tehnologic condus se realizeaza prin intermediul serverelor de comunicatie. Acestea asigura controlul transferului de date între PCC si sistemele de achizitie-comanda statiile de transformare.

Anumite aplicatii necesare la PCC au nevoie de informatii provenite din retelele de transport si distributie vecine. Un calculator special cu rolul de router asigura transferul de date spre / dinspre centrele de comanda-control care coordoneaza sistemele învecinate. Protocoalele de comunicatie cele mai utilizate sunt ELCOM 90 (raspândire în principal în Europa) si ICCP/TASE. 2 (actualmente raspândit mai ales în America, dar tinde sa devina unanim utilizat) .

Acelasi calculator asigura si securitatea accesului din exterior la reteaua de date a PCC.

Reteaua PCC este separata de sistemul informational al intreprinderii printr-un router, care controleaza accesul la informatiile si resursele PCC. Baza de date de timp real este întretinuta de serverul de achizitie date. Aplicatiile care ruleaza pe acest calculator au rolul de a prelua informatiile actuale despre procesul tehnologic condus si a le pune la dispozitia celorlalte aplicatii ale PCC.

Dupa anumite criterii (intervale de timp precizate, anumite evenimente) , baza de date de timp real se arhiveaza pe serverul de arhivare, întretinându-se astfel istoricul evolutiei procesului tehnologic. Tot serverul de achizitie date realizeaza si anumite prelucrari asupra informatiilor provenite de la EAC:

filtrarea datelor;

conversia unitatilor de masura;

controlul încadrarii în limite, pentru generarea alarmelor.

Serverele de aplicatii SCADA gazduiesc programele specifice pentru controlul echipamentelor din statiile de transformare si al retelelor de transport / distributie, cum sunt:

Interfetele operator-asigura împrospatarea cu date a statiilor de lucru de la dispecerii energetici sau alti utilizatori ai sistemului;

Managementul evenimentelor – functii de procesare inteligenta a alarmelor, de urmarire si achitare a acestora;

Managementul autoritatii. Dreptul asupra controlului echipamentelor dintr-o statie de transformare corespunde unei scheme de autoritate si este strict reglementata. Reciproc, alarmele provenite de la diferitele echipamente trebuiesc dirijate spre autoritatea corespunzatoare.

Alte aplicatii, care nu sunt supuse restrictiilor de timp real:

Calculul circulatiilor de puteri în retea;

Calculul curentilor de scurtircuit;

Regasirea informatiilor pe hartile sistemelor informatice geografice, utile mai ales în aplicatiile DMS (AM/GIS – Automated Mapping/Geographical Information System) .

Interfete pentru informatii despre / catre consumatori, incluzând evidenta deranjamentelor, profilul încarcarii etc.

Sisteme integrate de protectie, automatizare, masura si control

Dezvoltarea sistemelor de protectie si automatizare ale instalatiilor electroenergetice si în mod special aparitia echipamentelor digitale de automatizare si protectie este un fenomen de actualitate.

Unele protectii au nevoie nu numai de informatii locale, din zona de proces cu care se interfateaza în mod direct, dar si de informatii globale, care pot fi cunoscute numai prin prelungiri ale interfatarii în alte zone ale procesului tehnologic.

Astfel, echipamentul de protectie devine foarte complicat, odata cu luarea în considerare a unei mai mari cantitati de informatii globale, pierzându-si din flexibilitate si disponibilitate.

Multiplicarea interfetelor de achizitie precum si raspândirea lor în spatiu este un fenomen nedorit, cu atât mai mult cu cât diferitele sisteme de protectie folosesc adesea aceleasi marimi de intrare dinspre proces.

În mod normal releele numerice au o interfata seriala. Sistemele de control al statiei bazate pe microprocesor prevad deopotriva informatii globale despre proces cât si legaturi de comunicatie. Apare astfel naturala preocuparea pentru conlucrarea între sistemele de protectie si cele de control.

Preocuparile actuale privind tratarea unitara a protectiei si controlului, se pot împartii în doua categorii majore, si anume:

Sisteme coordonate de protectie si de control. Sistemele de control si de protectie îsi pastreaza autonomia unele fata de celelalte, însa prevad functiuni de "colaborare" reciproca. Într-un asemenea concept, functia de protectie este localizata în general în echipamente distincte de cele de comanda / control. Cele doua subsisteme sisteme comunica însa, transmitându-si reciproc informatii globale, în general rezultate în urma prelucrarii marimilor din proces.

Sisteme integrate de protectie si control. Subsistemele de control si de protectie sunt concepute ca un tot unitar, utilizând în comun anumite resurse hardware si software. În acest caz asistam la o descentralizare foarte puternica a functiunilor de comanda, control si protectie, elementul cheie în acest concept fiind comunicatia de mare viteza între modulele componente.

Sisteme coordonate de protectie si comanda

Coordonarea sistemelor de protectie si comanda este realizata cu ajutorul sistemului de comunicatie, folosind informatia suplimentara din sistemul complet (întreg) . Motivul principal pentru un asemenea concept coordonat nu este doar de a înlocui protectia conventionala cu dispozitivele de control bazate pe microprocesoare ci de a exploata toate facilitatile acestei noi tehnologii pentru o mai buna performanta a protectiei si controlului în statie si pentru un control îmbunatatit al retelei. Este prevazut un sistem unificat care coordoneaza controlul statiei si protectia statiei, bazate pe microprocesoare, într-o arhitectura descentralizata.

Coordonarea consta în combinarea controlului si a protectiei fara a se pierde autonomia protectiei. Unificarea înseamna , ca toate datele si informatiile în sistem sunt accesibile în acelasi mod prin sistemul comun de comunicatie. Descentralizarea înseamna ca atât informatiile (datele achizitionate sau calculate) cât si functiile sunt distribuite si sunt folosite, procesate, în cel mai apropiat loc de procesul tehnologic la care se refera.

Structura functiunilor unui sistem de control si protectie coordonat la nivelul unei statii de transformare este reprezentata urmatoare.

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

O statie de transformare este întotdeauna constituita din celule, continând conexiunile de intrare-iesire la una sau mai multe bare, care functioneaza ca si noduri electrice si definesc întreaga statie. Exista diferite sarcini de control si de protectie realizate la nivelul celulei.

Astfel, structura de baza este ierarhica si consta în doua nivele: nivelul celulei si nivelul statiei.

La nivelul celulei sunt realizate acele sarcini care reclama informatii (date) numai de la nivelul celulei, si emit comenzi catre dispozitivele si echipamentele din aceasta celula. Aceste sarcini sunt: controlul celulei (comenzi, blocaje la nivelul celulei) ; interfata om -masina, daca este necesar; masuratori si monitorizare la nivelul celulei (I, U, P, Q, evenimente, defecte) ; protectia celulei (eliminarea defectelor si masuri preventive) .

Aceste sarcini se refera nu numai la întreruptoare si separatoare dar si la schimbatorul de ploturi al transformatorului deputere, controlul bateriilor de condensatori, proceduri automate de comutatie cu/fara conditionare din partea protectiei, semnalizari si altele.

La nivelul statiei se executa acele sarcini care au nevoie de informatii de la mai mult de o celula, si emit comenzi catre dispozitivele situate în mai multe celule. Aceste sarcini sunt:

controlul statiei (baza de date centrala, supervizoare, coordonare comunicatie, interblocaje la nivelul statiei, procesare centrala a datelor culese din celule) ;

protectii la nivel de statie (exemplu protectia diferentiala de bare) ; interfata om-masina pentru operatorul statiei;

comunicatia dintre statie si nivelul superior de comanda si control.

În conformitate cu definitia celulei de mai sus, nivelul statiei nu presupune acces direct la proces. În acest context, protectia de bare, de exemplu, este o functie la nivelul statiei cu interfete de intrare/iesire situate la distanta, în celule.

Sisteme integrate de control si protectie

Privite ca un întreg, sistemele de control, protectie, automatizare si masura, constau în unitati de achizitie date (UAD), relee digitale de protectie, unitati de procesare la nivelul celulei si statiei si canale de comunicatie prin care aceste echipamente sunt interconectate.

Daca în sistemele clasice remarcam existenta unor echipamente distincte de control si respectiv de protectie, sistemele integrate îsi propun sa distribuie si mai puternic functiunile de achizitiepoate apare în mai multe echipamente) . Subsistemul secundar din statiile moderne se bazeaza din ce în ce mai mult pe un numar de echipamente digitale multifunctionale. Tendinta este de a integra functiuni care istoric sunt separate – protectia, controlul, comunicatia si masura.

Pentru a raspunde necesitatilor tehnice, cele mai multe functiuni trebuie sa opereze în timp real, fapt de care trebuie sa se tina seama în proiectare. Pentru utilizarea la maximum a acestor resurse de calcul, functiunile software se împart în diferite categorii dupa timpul de raspuns, astfel încât o platforma hardware sa poata efectua atât functiuni cu timpi critici foarte mici, cât si functiuni la care timpul de îndeplinire nu este esential. Se poate face o clasificare a prioritatilor de executie a functiunilor dupa cum urmeaza:

P1 corespunzatoare sarcinilor cu timpi de raspuns de maximum 250 ms.

P2 corespunzatoare gamei de timp de pâna la câteva secunde.

P3 pentru celelalte functiuni mai lente

Echipamente multifunctionale de protectie si control

Tendintele actuale în domeniul protectiei si controlului în statiile de transformare elimina din ce în ce mai mult granitele traditionale dintre subsistemele de protectie, control, comunicatie si masura care exista actualmente.

Gradul de integrare a diverselor functiuni ale subsistemului secundar, pe de o parte si a echipamentelor primare si celor secundare pe de alta parte, devine o preocupare importanta a companiilor de electricitate, nivelul de acceptare fiind determinat de consideratiile privind costul, fiabilitatea, mentenanta si functionalitatea.

Subsistemul secundar dintr-o statie de transformare trebuie sa asigure:

Deconectarea portiunilor defecte din retea la aparitia unui defect-izolarea defectului. Astfel, sistemul de protectie trebuie sa determine portiunea defecta si sa comande corespunzator întreruptoarele pentru a izola defectul cât mai repede posibil.

Echipamentul primar trebuie corect întretinut pentru a ramâne operational. Subsistemul secundar trebuie sa colecteze informatii despre starea echipamentelor primare si sa ofere suport pentru mentenanta acestora.

Dispeceratele energetice de la diferite nivele (local, teritorial, national) trebuie sa primeasca informatiile de stare din statie. Subsistemul secundar al statiei are datoria de a face posibil transferul datelor spre centrele de control si respectiv de a transmite comenzile catre procesul tehnologic controlat.

Controlul local. Subsistemul secundar trebuie sa asigure functiunile de control local ale statiei fie ca o rezerva la caderea sistemului de teleconducere fie ca o functiune de sine statatoare în cazul statiilor necuprinse în sistemul de teleconducere.

Pornind de la cerintele enumerate mai sus, principalele functiuni ale subsistemului secundar al statiei sunt:

Protectia împotriva defectelor în sistemul primar;

Stapânirea starilor anormale ale echipamentelor primare;

Automatizari;

Suport pentru conducere locala;

Teleconducere;

Masura locala si telemasura;

Monitorizarea retelei si a echipamentelor primare;

Analiza automata a datelor.

Utilizând cele mai noi realizari în domeniul tehnicii de prelucrare digitala si mai ales cele în domeniul comunicatiilor de mare viteza, putem imagina un echipament complex de control si protectie la nivelul celulei (fig. din 3. 2. 1) , care se interconecteaza în acceasi retea de date cu echipamentele de prelucrare de la nivelul statiei ca în fig. 3. 2. 2.

Echipamentele de la nivelul celulei, îndeplinesc functii de protectie si comanda ale transformatoarelor si liniilor electrice si receptioneaza cererile de comanda de la nivelul statiei. La nivelul statiei sunt implementate functii de protectie (ex. protectia diferentiala de bare) în care informatiile de curent sunt prelevate la nivelul celulelor si transmise prin reteaua de date a statiei.

Functionarea protectiei de linie si trafo se bazeaza pe informatii locale, astfel încât acestea sunt independente de caderile retelei de comunicatie. În acelasi timp este recomandabil sa fie implementata o magistrala duala de comunicatie, pentru a îmbunatatii fiabilitatea protectiei de bare.

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Informatia curenta culeasa (esantionata) de echipamentele de la nivelul celulelor trebuie transmisa în câteva milisecunde în retea, pentru o functionare corecta a protectiei de bare. Acest lucru reclama legaturi de comunicatie de mare viteza, de timp real, între echipamentele celulei si echipamentul de la nivelul statiei.

În cazul echipamentelor de protectie si control digitale, toate functiunile sunt implementate software, adesea pe platforme hardware asemanatoare. Devine justificata astfel preocuparea de a configura aceeasi platforma hardware astfel încât sa poata duce la îndeplinire diferite sarcini, fie ele de protectie, control sau monitorizare.

Într-o oarecare masura, echipamentele digitale multifunctionale pot fi privite ele însele ca sisteme deschise. O atentie speciala trebuie acordata independentei diverselor functiuni de protectie si control, atâta timp cât ele sunt procesate în acelasi dispozitiv.

Astfel, ca si în cazul echipamentelor clasice de protectie, trebuie asigurata redundanta în cazul functiunilor importante de protectie.

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Functiunile sistemelor DMS/SCADA dedicate conducerii operative la nivel de Dispecerat Energetic de Distributie (DED)

In conformitate cu normele RENEL, sistemele informatice dedeicate conducerii operative a retelelor de distributi etrebuie sa realizeze urmatoarele functiuni operationale:

functiuni SCADA;

functiuni DMS (aplicatii pentru retelele de distributie a energiei electrice) .

Denumirile si continutul acestor functiuni sunt, in general, standardizate pe plan mondial si software – ul aferent acestora este disponibil a fi cumparate pe piata libera.

In cele ce urmeaza se prezinta unele detalii privind functiunile de tip SCADA si DMS specifice sistemelor informatice destinate conducerii operative prin dispecer a retelelor de distributie a energiei electrice.

Functiuni tip SCADA

Un sistem tipic SCADA realizeaza in principal urmatoarele functiuni:

culegerea si schimbul de date;

validarea, prelucrarea, afisarea, arhivarea de date;

initierea si executatea telecomenzilor in instalatii.

Aceste functiuni permit personalului operativ de la punctul de dispecer sa suprevegheze functionarea instalatiilor in timp real si in acest context sa decida actiunile care trebuie intreprinse si, daca este necesar, sa dea comenzi operative sau sa realizeze telecomenzi.

Sistemele SCASA include, in principal urmatoarele functiuni:

Achizitie si Schimb de Date (data Acquisition and Exchange)

Functiunea de Achizitie si Schimb de date este utilizata pentru a se utiliza interfata dintre sistemul DMS/SCADA si echipamentele de achizitie de date si sisteme informatice externe.

Utilizand aceasta functiune se realizeaza:

culegerea si transmiterea informatiilor din /in instalatii (statii electrice, centrale );

schimbul de date cu alte trepte de dispecer sau alte sisteme informatice. Tipurile de informatii ce pot fi schimbate cu alte sisteme EMS, DMS/SCADA pot include:

stari ale retelei electrice si marimi masurate (puteri, tensiuni ) in zona de contur necesare pentru Estimatorul de Stare si pentru analizarea sigurantei in functionarea retelei

marimi ale retelelor electrice (MWh ) de pe interconexiuni pentru gestiunea energiei;

telecomenzi (pentru a fi transmise la RTU ) ;

fisiere (baze de date, imagini, rapoarte, software, tabele diagrame, etc. ) ;

actualizari de baze de date;

mesaje operative (informatii privind iesiri din functiune, energii/capacitati disponibile, preturi, etc. ) ;

controlul plauzabilitatii si validarea informatiilor.

Inregistrarea Secventiala a Evenimentelor (Sequence of Events Recording)

O serie de elemente predefinite din statii si centrale electrice (de exemplu intreruptoare ) pot fi selectate pentru o inregistrare secventiala a modificarii starii acestora, modificare care este considerata ca fiind un eveniment.

Mesajele din Inregistrarea Secventiala a evenimentelor sunt tratate separat de cele referitoare la schimbarile normale de stare, mesajele aferente secventei de evenimente nefacand parte din procesul de tratare a alarmelor.

Mesajele de la inregistrarea secventiala a avenimentelor sunt stocate si raportate separat. Aceste informatii sunt in mod normal utilizate postfactum petnru analiza functionarii echipamentelor si instalatiilor.

Prelucrarea datelor (data Processing)

Functiunea de prelucrare a datelor include urmatoarele:

prelucrarea de date analogice scanate – realizeaza conversia acestora in unitati ingineresti si verificarea incadrarii lor in limitele prestabilite.

prelucrarea de date privind starile scanate – detecteaza schimbarea starii intreruptoarelor si separatoarelor.

prelucrarea de tip acumulare – scanare (de exemplu energii ) – de exemplu convertirea numarului de impulsuri in MVh.

calcule in timp: sumari, scaderi, inmultiri, impartiri, medii orare, maxime si minime orare, determinarea de energii prin integrarea marimilor masurate, bilanturi de energii si puterii pe contur etc. , inclusiv determinarea puterilor si energiilor absorbite de consumatori pentru compararea cu valorile contractate.

Verificarea consistentei informatiilor referitoare la topologie se poate face fie in cadrul acestei functiuni fie ca o functiune separata.

Functiunea de Prelucrare a Datelor asigura stocarea datelor de timp – real in baza de date, precum si verificarea si evaluarea calitatii si plauzibilitatii imformatiei codate, (de exemplu: telemasura corecta, suprascriere manuala, iesire din functiune, depasire de limita, informatie eronata etc ).

Revista Post Factum (Post Disturbance Review)

La fiecare 10 secunde se stocheaza un “ snapshot” (o citire instantanee ) a unor puncte selectate de dispecer sau a intregii baze de date intr-un fisier circular ce contine ultimele 10 “ snapshot “ – uri.

In cazul unui eveniment de declansare/actionare sau la cerere, fisierul circular se ingheata si aditional se memoreaza inca 30 de “ snapshot” – uri consecutive luate fiecare la 10 secunde dupa producerea evenimentului. Acest set de date stocate este denumit “ set de revista”.

Multiplele “seturi de revista“ sunt inregistrate pe discuri, pentru a fi revazute pe display sau printate pe hardcopy. Ele sunt arhivate la cerere in vederea unor analize ulterioare. “ Snapshot” – rile unor baze de date complete pot fi utilizate pentru initierea unui caz de baza pentru scenariul de pregatire a operatorilor pe simulator.

Inregistrare instantanee de date (Database Snapshot)

Un “Snapshot” al unei baze de date complete este stocat pe disc pentru a fi arhivat mai tarziu si/sau a fi utilizat fie pentru scenariu pe simulator pentru pregatirea operatorilor fie pentru analize de retea. Aceste “ Snapshot’’ – uri pot fi efectuate la cerere sau ca urmare a producerii unor tipuri de evenimente externe preselectate.

Sistem de Informatii Istorice (Historical Information System – HIS)

Functiunea HIS realizeaza actualizarea si completarea bazelor de date. HIS este depozitarul central pentru informatii. In mod normal se utilizeaza un sistem de management de baze de date rational accesibil comercial (relational database management system – RDBMS ) , ca de exemplu ORACLE, care este in mod normal utilizat pentru crearea, intretinerea si accesul in baza de date a HIS. Accesul la baza de date HIS este in mod obisnuit restrictionat datorita importantei informatiilor stocate.

Telecomanda, telereglaj in instalatii (Supervisory Control)

Prin intermediul Sistemului SCADA, un dispecer poate telecomanda echipamentele aflate in statii electrice, prin intermediul RTU – urilor, ca de exemplu:

intreruptoare (conectat/deconectat );

separatoare actionate cu motor (conectat/deconectat );

baterii de condensatoare (conectat/deconectat ) ;

pozitie comutator de ploturi la transformatoare (creste/scade ) ;

valori de consemn;

reglajul bobinelor de stingere.

Echipamentele cu doua stari sunt mai intai selectate, telecomanda data fiind o comanda nemijlocita.

Marcarea (Tagging )

Un echipament “ marcat” reprezinta o actiune a operatorului pentru a atrage vizual atentia asupra unui simbol de echipament de pe o schema reprezentata de display ca este fie interzisa comanda acestui echipament fie ca trebuie sa se execute cu atentie.

In mod uzual este posibil a se ” marca” un echipament cu pana la patru niveluri de marcare si anume:

interzisa comanda;

interzisa comanda de inchidere;

interzisa comanda de deschidere;

comanda permisa, dar se recomanda atentie.

“Marcarile” sunt inregistrate ca evenimente. Este posibil ca operatorul sa adnoteze intrarile din Lista de “ Marcari” cu comentarii care sa descrie marcarea.

Marcarea este utilizata in mod traditional ca o masura de siguranta pentru a se asigura ca o echipa de interventie, care lucreaza la un echipament, este protejata impotriva unor actionari inadecvate.

Interfata cu utilizatorii (User Interface )

Interfata cu utilizatorii include urmatoarele:

Console CRT cu grafica completa (Full Graphics CRT Consoles ); sunt echipate uzual cu unul, doua sau trei monitoare (CRT ) color de mare rezolutie (1280 pixel x 1024 pixel):

consola operator – doua sau trei monitoare;

consola de programare/planificare – un monitor;

consola programator – unul sau doua monitoare;

consola pentru baza de date – un monitor;

consola pentru intretinerea imaginilor – un monitor;

consola pentru management – un monitor.

Echipamente de inregistrare (Loggers); In mod obisnuit sunt plasate doua astfel de echipamente in zona operationala si cate unul in zona de planificare, zona de programare, zona de creare a bazelor de date si zona de creare a imaginilor.

Imprimante; In mod obisnuit, in aria operationala sunt amplasate doua echipamente hardcopy, capabile sa reproduca imagini grafice color de pe oricare din display – uri.

Prelucrarea si gestiunea alarmelor (Alarming )

Alarmele detectate de Sistemul SCADA sunt prelucrate astfel incat conditiile de alarma importante sa fie raportate intr-o maniera clara, concisa si cu timpul asociat numai la consolele care au nevoie de aceasta informatie. Alarmele multiple sunt tratate in raport cu nivelul lor de prioritate. Alarmele si evenimentele sunt stocate intr-o baza de date zilnica intr-un fisier de dimensiuni mari pe disc. Alarmele si evenimentele dintr-o zi pot fi arhivate pentru o referire ulterioara.

Afisarea pe panou (Wallboard Display )

“Afisarea pe Panou”, consta dintr-un sistem sau un grup de sisteme de protectie video, amplasate in zona operationala si, eventual daca este necesar, altul in zona de pregatire/vizitare. Acest lucru permite comentarea imaginilor de pe display fara a se crea aglomeratie la consola.

Prelucrarea parolelor (Word Processing )

Functiunea de Prelucrare a Parolelor asigura gestionarea accesului utilizatorilor potentiali in sistemul informatic dedicat conducerii operative a instalatiilor de distributie sau in anumite zone particulare ale sistemului. Utilizand o permisie acceptata, chiar si un utilizator extern poate efectua aceleasi activitati ca si un utilizator local – de la o statie de lucru a sistemului si viceversa.

Supravegherea starii Sistemului Informatic

Functiunea asigura supravegherea starii de functionare a diferitor componente si a intregului sistem informatic. Vor fi semnalizate operatorului si administratorului de retea starile anormale de functionare ale sistemului informatic, inclusiv iesirea din functiune a diferitelor echipamente, precum si diagnosticarea defectelor.

Supravegherea sistemului de electroalimentare a Sistemului de la DED

Vor fi semnalizate operatorului starile anormale de functionare ale echipamentelor sistemului de electroalimentare (redresoare, invertoare, baterii de acumulatori etc. ) respectiv:

declansarea oricarui intrerupator de 0,4kV,

tensiuni inafara limitelor admise

lipsa tensiunii operative pentru alimentarea echipamentelor

Functiuni DMS

Intr-un Sistem de Management a Distributiei energiei electrice (DMS) , prezentarea geografica a informatiilor si a componentelor retelelor de distributie joaca un rol principal. Prin urmare, conectivitatea componentelor retelei de distributie intr-o prezentare geografica este de importanta majora. Din aceasta cauza, orientarea in tehnologia DMS este de a utiliza produse GIS (Geographic Information System ) pentru a se crea structuri de baze de date care faciliteaza adaugarea sau stergerea echipamentelor intr-un mod interactiv, cartarea informatiilor aferente echipamentelor intr-o baza de date geografica si afisarea conectivitatii pe harti geografice.

Functiunile personalului operativ

Personalul operativ din statiile electrice trebuie sa asigura functionarea continua, in conditii de siguranta si economicitate a instalatiilor pe care le are in gestiune si exploatare. In acest scop:

supravegheaza si inregistreaza parametrii tehnici ai echipamentelor

supravegheaza marimile si semnalizarile de stare aferente schemei de functionare a statiei (inclusiv cele aferente protectiilor si automatizarilor ) .

executa manevre, inclusiv reglajul de poturi la transformatoare, dispuse de treptele de dispecer erarhic superioare.

urmareste functionarea instalatiilor de compensare (baterii de condensatoare, condensatoare sincrone, acordul bobinelor de compensare a curentului capacitiv ) .

executa manevrele pentru lichidarea rapida a incidentelor.

transmite datele si informatiile necesare la diferitele trepte de dispecer si la unitatea de care apartine din punct de vedere administativ.

supravegheaza starea instalatiilor companente al sistemului DMS/SCADA din dotare.

In statiile telecomandate (integrate in sistemul SCADA) aceste functiuni ale po din statii sunt preluate si realizate de catre dispecerul de la punctul de comanda.

AUTOMATIZAREA SI INTEGRAREA IN SISTEMUL SCADA A STATIILOR DE REGLARE – MASURARE

Generalitati despre statiile de reglare – masurare (SRM)

Stațiile de reglare-măsurare (S.R.M.) sau panourile de reglare-măsurare (P.R.M.) sunt un ansamblu de aparate, armături și accesorii montate într-un cofret metalic și au rolul de filtrare – reglare – măsurare a gazelor naturale, atât pentru aplicații industriale cât și pentru aplicații civile.

Stațiile de reglare-măsurare gaze sunt utilizabile atât în sistemul de transport cât și în cel de distribuție a gazelor naturale, atât pentru aplicațiile industriale cât și pentru aplicații civile.

Stațiile de reglare – măsurare gaze asigură menținerea constantă a presiunii de ieșire, în limitele grupei de reglare a regulatoarelor de presiune la variația presiunii de intrare și a debitului, precum și măsurarea cantității gazelor livrate către consumatori. Suplimentar asigură funcții de curățire, protecție la suprapresiune și subpresiune.

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Principalele elemente componente ale statiilor de reglare – masurare gaze naturale sunt:

Flanșele electroizolante

Robinetii de separare de la intrarea/ieșirea in/din statie

Filtrele

Regulatoarele

Contoarele

Convertoarele de volum

Odorizatorul

Gaz-cromatograful

Instalatia electrica

Instalatia de automatizare si teletransmisie pentru statiile echipate SCADA

Din punct de vedere al dotarii cu elemente de automatizare si teletransmisie, statiile de reglare – masurare gaze naturale pot fi :

standard (fără automatizare și teletransmisie)

cu teletransmisie fără automatizare – fig. …….

cu automatizarea inclusă (trecerea automată de pe o linie de măsură pe alta) și teletransmisie

cu sistem SCADA – fig. ……..

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Instalațiile de automatizare ale statiilor se împart în:

instalație de automatizare tip SMC 706 A000. Este varianta standard pentru instalația de automatizare. Aceasta asigură monitorizarea și transmiterea la distanță a parametrilor (presiuni de intrare și ieșire, temperaturi, debite de gaz, presiuni diferențiale pe filtre, senzori de gaz, senzori de efracție (în funcție de cerințele specifice ale stației).

instalație de automatizare tip SMC 706 A100. Realizează funcțiile variantei standard, suplimentar asigură comanda robinetelor cu acționare electrică de intrare/ieșire în/din stație.

instalație de automatizare tip SMC 706 A010. Realizează funcțiile variantei standard, suplimentar asigură trecerea de pe o linie de măsură pe alta în funcție de debit, (asigură comanda robinetelor cu acționare electrică de pe liniile de măsură).

instalație de automatizare tip SMC 706 A001. Realizează funcțiile variantei standard, suplimentar asigură comanda de la distanță a presiunii de ieșire.

În funcție de caracteristicile instalației de automatizare stațiile asigură: monitorizarea parametrilor, transmiterea la distanță a parametrilor, comanda de la distanță a presiunii de ieșire, comanda robinetelor, etc

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Configurația de bază a unei statii de reglare – masurare poate fi sub urmatoarea forma:

instalația de filtrare (filtre cu finețea de 800, 400, 160 sau 10 μm)

instalația de reglare (regulatoare cu acționare directă)

elemente de siguranță (dispozitive de blocare la sub și suprapresiune, supape de descărcare)

instalația de măsurare (contor cu turbină sau pistoane rotative și corector PTZ import – cu aprobare de model din partea BRML – Biroul Roman de Metrologie Legala)

aparate indicatoare (manometre și termometre)

Opțional pot fi echipate cu:

manometre diferențiale

măsurare cu alte aparate omologate

separare (separatoare ciclon)

separare – filtrare (separator – filtru)

cofret metalic

Intrucat statiile de reglare – masurare gaze naturale sunt instalatii care vehiculeaza gaze combustibile, automatizarea acestora necesita realizarea planului de zonare a ariilor periculoase aferent spatiului din interiorul sau din jurul cofretului termoizolant al statiei.

Zonarea ariilor periculoase

Siguranța exploatării și operării în instalație tehnologică se bazează, în principal, pe lipsa oricărei atmosfere explosive în procesul tehnologic și, acolo unde aceasta nu este posibilă, pe necesitatea prevenirii pe cât posibil a prezenței surselor de aprindere în atmosfera periculoasă. De aceea, toate sursele de foc, inclusiv scânteile mecanice sau orice fel de suprafață caldă sau echipament electric trebuie excluse din zona periculoasă, iar echipamentul electric (inclusiv cel portabil) trebuie protejat la explozie.

Zonarea ariilor periculoase este necesară și utilă în vederea alegerii, montării și utilizării utilajelor și instalațiilor electrice care funcționează în aceste zone, precum și a desfășurării unor activități care pot constitui surse de aprindere, acestea amplasându-se în afara zonelor clasificate.

Termeni specifici activitatii de zonare

Inainte de a trata cu atentie maxima acest subiect este necesar sa fie asimilati o serie de termeni specifici complexului proces de automatizare a instalatiilor cu pericol de explozie.

Aparatură electrică pentru atmosfere explozive

Aparatura electrică trebuie executată în așa fel încât să nu producă, în condițiile specificate, aprinderea atmosferei explozive înconjurătoare. Seria de standarde de referință SR EN 60079 standardizează această aparatură pentru atmosfere explozive gazoase.

Aceasta aparatura cuprinde aparatura electrică protejată la explozie si echipamentele pentru locuri periculoase.

Aparatură simplă

Componentă electrică sau combinație de componente cu construcție simplă și cu parametri electrici bine definiți, care este compatibilă cu securitatea intrinsecă a circuitului în care este utilizată.

Se consideră aparatură simplă următoarele aparaturi:

componente pasive, de exemplu conductoare, cutii de joncțiune, rezistoare și dispozitive semiconductoare simple;

componente de înmagazinare a energiei, cu parametri bine definiți, de exemplu condensatoare sau bobine de inductanță, ale căror valori sunt luate în considerare atunci când se determină securitatea întregului sistem;

surse generatoare de energie, de exemplu termocuple și celule fotoelectrice, care nu generează mai mult de 1,5 V, 100 mA și 25 mW.

Aparatură electrică asociată

Aparatură electrică în care circuitele sau părți din circuite nu sunt obligatoriu cu securitate intrinsecă, dar care conțin circuite care pot afecta securitatea circuitelor cu securitate intrinsecă asociate.

Tip de protecție (al unei aparaturi electrice pentru atmosfere explozive)

Măsuri specifice aplicate aparaturii electrice pentru a evita aprinderea unei atmosfere explozive înconjurătoare de către o astfel de aparatură.

Grupă (a unei aparaturi electrice pentru atmosfere explozive)

Clasificare a aparaturii electrice în funcție de atmosfera explozivă pentru care este prevăzută să fie utilizată.

Seria de standarde de referință CEI 60079 definește două grupe:

Grupa I – aparatura electrică destinată pentru mine grizutoase;

Grupa II – care poate fi divizată în subgrupe, cuprinzând aparatura electrică destinată pentru toate locurile cu o altă atmosferă explozivă decât minele grizutoase.

Clasa de temperatură (a unei aparaturi electrice pentru atmosfere explozive)

Clasificare a aparaturii electrice pentru atmosfere explozive din punctul de vedere al temperaturii sale maxime de suprafață.

Temperatură maximă de suprafață

Temperatura cea mai ridicată atinsă în serviciu, în cele mai defavorabile condiții de funcționare, în cadrul condițiilor normale ale aparaturii electrice, de orice parte sau orice suprafață a aparaturii care poate produce aprinderea atmosferei explozive înconjurătoare. Condițiile de funcționare cele mai defavorabile includ suprasarcini recunoscute și orice condiție de defect recunoscută în standardul specific pentru tipul de protecție implicat.

Temperatură de aprindere a unei atmosfere explozive gazoase

Temperatura cea mai scăzută a unei suprafețe încălzite la care, în condițiile specificate, apare aprinderea unei substanțe inflamabile sub formă de amestec de gaz sau vapori în aer.

Publicația de referință CEI 60079-4 standardizează o metodă pentru determinarea acestei temperaturi.

Temperatură de aprindere a unui strat de praf

Temperatura minimă a unei suprafețe calde la care aprinderea se produce într un strat de praf, de grosime dată, depus pe această suprafață caldă.

Temperatură de aprindere a unui nor de praf

Temperatura minimă a peretelui interior cald al unui cuptor în care se produce aprinderea în aer a unui nor de praf.

Funcționare normală

Funcționarea aparaturii din punct de vedere electric și mecanic conform prescripțiilor de proiectare și utilizare, în limitele specificate de producător.

Limitele specificate de producător pot include condiții de funcționare de durată, cum ar fi rotoare blocate, lămpi arse și suprasarcini.

Explozie (a unei atmosfere explozive)

Creșterea bruscă a presiunii și temperaturii, datorată oxidării sau altei reacții exoterme.

Atmosferă explozivă gazoasă

Amestec cu aerul, în condiții atmosferice normale, a substanțelor inflamabile sub formă de gaz, vapori sau ceață în care, după aprindere, combustia se propagă în ansamblul amestecului neconsumat.

Atmosferă explozivă cu praf

Amestec cu aerul, în condiții atmosferice normale, a substanțelor inflamabile sub formă de praf sau fibre în care, după aprindere, combustia se propagă în ansamblul amestecului neconsumat.

Arie periculoasă (datorată atmosferelor explozive gazoase)

Arie în care există sau ar putea să fie prezentă o atmosferă explozivă gazoasă în asemenea cantități încât să necesite precauții speciale pentru construcția, instalarea și utilizarea aparaturii electrice.

Arie periculoasă (de praf)

Arie în care praful combustibil sub formă de nor sau de strat este, sau poate fi anticipat să fie prezent în asemenea cantități încât să necesite măsuri speciale pentru construcția și utilizarea aparaturii electrice, pentru a preveni aprinderea unui amestec exploziv de praf/aer sau a unui strat de praf combustibil.

Arie nepericuloasă (datorată atmosferelor explozive gazoase)

Arie în care nu poate fi prezentă o atmosferă explozivă gazoasă sau cu praf combustibil în asemenea cantități încât să necesite precauții speciale pentru construcția, instalarea și utilizarea aparaturii electrice.

Arie nepericuloasă (de praf)

Arie în care praful combustibil nu este prezent în cantitate suficientă pentru a permite formarea unor amestecuri explozive semnificative de praf/aer și/sau a unor straturi de praf combustibil.

Zonă 0

Arie în care este prezentă în permanență, sau pe perioade lungi de timp, o atmosferă explozivă gazoasă.

Zonă 1

Arie în care este probabilă apariția unei atmosfere explozive gazoase în timpul funcționării normale.

Zonă 2

Arie în care nu este probabilă apariția unei atmosfere explozive gazoase la funcționarea normală și, dacă totuși apare, este probabil ca aceasta să se întâmple numai rareori și doar pentru o perioadă scurtă de timp.

Se pot obține indicații privind frecvența de apariție și durată din codurile proprii anumitor industrii sau aplicații.

Zonă 20

Arie în care praful combustibil, sub formă de nor, este prezent în permanență sau în mod frecvent în cantitate suficientă pentru a produce o concentrație explozivă de praf combustibil în amestec cu aerul, și/sau în care stratul de praf se poate forma cu o grosime excesivă și necontrolată în timpul funcționării normale.

Aceasta se poate întâmpla în interiorul unui spațiu limitat pentru praf în care praful poate forma amestecuri explozive, în mod frecvent sau perioade lungi. Aceasta apare tipic în interiorul echipamentului.

Zonă 21

Arie neclasificată ca zonă 20, în care, în timpul funcționării normale, praf combustibil sub formă de nor este probabil să apară în cantitate suficientă pentru a fi capabil să producă o concentrație explozivă în amestec cu aerul.

Această zonă poate cuprinde, între altele, imediata vecinătate a punctelor de alimentare sau de evacuare a produselor pulverulente și arii în care se formează straturi de praf și este probabil ca în timpul funcționării normale să genereze o concentrație explozivă de praf combustibil în amestec cu aerul.

Zonă 22

Arie neclasificată ca zonă 21, în care nori de praf se pot produce rar și se mențin perioade scurte sau în care acumulările sau straturile de praf combustibil pot fi prezente în condiții anormale și pot genera amestecuri explozive de praf în aer. Atunci când înlăturarea acumulărilor sau straturilor de praf nu poate fi asigurată, datorită condițiilor anormale, această arie se clasifică zonă 21.

Această zonă poate cuprinde, între altele, arii din apropierea unui echipament care conține praf ce poate scăpa prin scurgeri și poate forma depozite (săli de concasare, de exemplu, în care praful poate scăpa de la concasare și se poate depune).

Sursă de degajare

Punct sau loc de la care este probabil să se degaje în atmosferă un gaz inflamabil, vapori inflamabili sau lichid inflamabil, astfel încât să se poată forma o atmosferă explozivă gazoasă.

Sursă de degajare a prafului

Punct sau loc de la care praful combustibil poate fi eliberat sau se poate învolbura, astfel încât să se poată forma un amestec exploziv de praf/aer. În funcție de circumstanțe, nu toate sursele de degajare produc neapărat un amestec exploziv de praf/aer. Trebuie totuși să se țină seama de faptul că o sursă de degajare permanentă mică sau diluată poate să producă în timp un strat de praf potențial periculos.

Limita inferioară explozivă LEL (Lower Explosive Limit)

Concentrație de gaz, vapori sau cețuri inflamabile, în aer până la care nu se formează o atmosferă explozivă gazoasă.

Limita superioară explozivă UEL (Upper Explosive Limit)

Concentrație de gaz, vapori sau cețuri inflamabile în aer deasupra căreia nu se formează o atmosferă explozivă gazoasă.

Durata t(E) (pentru aparaturi electrice cu securitate mărită)

Timpul considerat pentru înfășurări de curent alternativ, supuse la curentul de pornire I(A), care se încălzesc de la temperatura atinsă în serviciu nominal, la temperatura ambiantă maximă, până la temperatura limită.

Inel de etanșare

Inel folosit într un dispozitiv de intrare al unui cablu sau unei conducte pentru a asigura etanșeitatea dintre dispozitivul de intrare și cablu sau conductă.

Gaz protector

Gaz utilizat pentru menținerea presurizării sau pentru diluarea gazului sau vaporilor inflamabili la o concentrație mult sub limita cea mai scăzută de explozie (limita inferioară de explozie).

Gazul protector poate fi aer, azot sau orice alt gaz neinflamabil sau un amestec de asemenea gaze.

Purjare

Operația de trecere a unei cantități de gaz protector printr-o cameră și conductele asociate pentru a reduce orice concentrație de gaze sau vapori inflamabili la un nivel de securitate.

Tensiune alternativă sau continuă efectivă maximă [U(m)]

Tensiune maximă care se poate aplica la echipamentele de racordare fără securitate intrinsecă ale aparaturii asociate fără a invalida securitatea intrinsecă.

Tensiune de intrare maximă [U(i)]

Tensiunea maximă (de vârf alternativă sau continuă) care se poate aplica la elementele de racordare pentru circuitele cu securitate intrinsecă, fără a invalida securitatea intrinsecă.

Tensiune de ieșire maximă [U(o)]

Tensiunea de ieșire maximă (de vârf alternativă sau continuă) dintr-un circuit cu securitate intrinsecă ce poate să apară în condițiile de circuit deschis la elementele de conexiune ale aparaturii, indiferent de tensiunea aplicată, până la tensiunea maximă, inclusiv U(m) și U(i).

În cazul în care există mai multe tensiuni aplicate, tensiunea de ieșire maximă este determinată de cea mai defavorabilă combinație a tensiunilor aplicate.

Curent de intrare maxim [I(i)]

Curentul maxim (de vârf, alternativ sau continuu) care se poate aplica la elementele de racordare pentru circuite cu securitate intrinsecă, fără a invalida securitatea intrinsecă.

Curent de ieșire maxim [I(o)]

Curentul maxim (de vârf, alternativ sau continuu) într un circuit cu securitate intrinsecă, ce se poate obține la nivelul elementelor de racordare ale aparaturii.

Putere de intrare maximă [P(i)]

Puterea de intrare maximă într un circuit cu securitate intrinsecă ce poate fi disipată într o aparatură, dacă aceasta este conectată la o sursă externă, fără a invalida securitatea intrinsecă.

Putere de ieșire maximă [P(o)]

Puterea electrică maximă ce se poate obține într un circuit cu securitate intrinsecă al aparaturii.

Capacitatea internă maximă [C(i)]

Capacitatea internă echivalentă totală a aparaturii care se consideră că apare la nivelul elementelor de racordare ale aparaturii.

Capacitate externă maximă [C(o)]

Capacitatea maximă într un circuit cu securitate intrinsecă ce se poate conecta la elementele de racordare ale aparaturii, fără a invalida securitatea intrinsecă.

Inductanță internă maximă [L(i)]

Inductanța internă echivalentă totală a aparaturii care se consideră că apare la nivelul elementelor de conexiune ale aparaturii.

Inductanță externă maximă [L(o)]

Valoarea maximă a inductanței într-un circuit cu securitate intrinsecă ce se poate conecta la elementele de racordare ale aparaturii, fără a invalida securitatea intrinsecă.

Raport între inductanța internă maximă și rezistență [L(i)/R(i)]

Raportul dintre inductanța [L(i)] și rezistența [R(i)] care se consideră că apar la elementele de racordare externe ale aparaturii electrice.

Raport între inductanța externă maximă și rezistență [L(o)/R(o)]

Raportul dintre inductanța [L(o)] și rezistența [R(o)] ale circuitelor externe conectate la elementele de racordare ale aparaturii electrice, fără a invalida securitatea intrinsecă.

Praf conductor

Praf cu rezistivitatea electrică egală sau mai mică de 103 Ω•m.

NOTĂ: Definițiile utilizate corespund standardelor SR EN 13237:2004, SR EN 13980:2003 și HG nr. 461/2006.

Clasificarea ariilor periculoase

Clasificarea ariilor periculoase are ca obiect analizarea și clasificarea locurilor în care, prin natura procesului tehnologic, se produc, se prelucrează sau manipulează substanțe care, împreună cu aerul, pot forma amestecuri explozive, în scopul alegerii corecte a echipamentului electric ce urmează a fi instalat în aceste arii.

Ariile periculoase se clasifică în funcție de proprietățile vaporilor și gazelor inflamabile care pot fi prezente, precum și de probabilitatea apariției unei atmosfere explozive. Evaluarea probabilității apariției unei atmosfere explozive necesită examinarea fiecărui utilaj tehnologic care conține materiale inflamabile ce ar putea constitui o sursă de degajare.

La această evaluare nu se iau în calcul avariile imprevizibile legate de operații greșite, nerespectarea tehnologiei, materialele necorespunzătoare calitativ (de ex. spargerea unui rezervor, ruperea unei conducte etc.).

Atunci când există dubii sau elemente greu de evaluat trebuie să se ia în considerație probabilitatea cea mai mare privind apariția unei atmosfere explozive.

Planurile de clasificare a ariilor periculoase (planuri de zonare) trebuie reexaminate și reactualizate de fiecare dată când se produc modificări la utilaje, instalații sau la procedurile de exploatare a acestora.

Procedura de clasificare a ariilor periculoase cu vapori și gaze inflamabile trebuie să determine:

Sursa de degajare și gradul acesteia

Fiecare utilaj sau element de instalație (pompă, vană, flanșă, conductă, rezervor etc.) trebuie considerat ca o sursă potențială de degajare a materialelor inflamabile dacă există posibilitatea ca acestea să fie eliberate în atmosferă.

Conductele sudate, fără flanșe, vane sau alte fitinguri nu se consideră surse de degajare.

Gradul de degajare (continuu, primar sau secundar) se determină luând în considerare frecvența și durata probabilă a degajării. Standardul de referință pentru definirea gradului degajare este SR EN 60079–10.

Tipul zonei – în funcție de gradul de degajare și de ventilare

O degajare de grad continuu conduce în mod normal la o zonă 0, o degajare de grad primar la o zonă 1 și o degajare de grad secundar la o zonă 2.

Intinderea zonei depinde atât de proprietățile substanțelor inflamabile, cât și de caracteristicile procesului de producție.

În principal, trebuie să se ia în considerare:

debitul de degajare a gazelor;

limita inferioară de explozie a acestora (LEL);

ventilarea;

densitatea relativă a gazelor sau vaporilor în raport cu aerul;

condițiile locale (topografie, condiții climatice etc.);

Întinderea zonei poate fi limitată în funcție de amplasarea sursei de degajare prin:

bariere materiale (pereți);

menținerea unei presiuni în încăperile adiacente;

purjarea în încăperile adiacente a unui debit de aer corespunzător pentru a asigura evacuarea gazelor și a vaporilor inflamabili.

Standardul de referință pentru ordinul de mărime al zonelor este SR EN 60079 – 10 – Anexa C. Pentru utilizarea practică a exemplelor date în acest standard trebuie luate în considerare particularitățile fiecărui caz în parte.

Surse de degajare

Surse de grad continuu

suprafața unui lichid inflamabil dintr-un rezervor cu capac fix, cu ventilare permanentă spre atmosferă;

suprafața unui lichid inflamabil descris permanent în atmosferă.

Surse de grad primar

garnituri de pompe, compresoare sau supape, dacă în timpul funcționării normale este probabilă o degajare de gaz sau lichid inflamabil;

puncte de prelevare a probelor de unde, în timpul funcționării normale, se poate degaja material inflamabil;

supape de descărcare, guri de ventilare etc. de la care se poate degaja material inflamabil în funcționare normală.

Surse de grad secundar

garnituri de pompe, compresoare sau supape unde nu se poate degaja material inflamabil în funcționare normală;

flanșe, garnituri de etanșare și racorduri de țevi unde nu sunt de așteptat degajări în funcționare normală;

puncte de prelevare a probelor de unde, în timpul funcționării normale, nu sunt de așteptat degajări.

Deschiderile dintre arii trebuie considerate de asemenea, surse de degajare ale căror grad depinde de tipul zonei adiacente, de durata și frecvența deschiderilor, de eficiența etanșării etc.

Definirea zonelor cu pericol de explozie din cadrul SRM – urilor

Zona 1

în interiorul unei sfere cu raza de 1,5 m în jurul refulatoarelor și a găurilor de refulare ale supapelor de siguranță;

Zona 2

în instalația tehnologică exterioară cu extindere de 3,0 m în plan orizontal în jurul instalației și 2 m deasupra utilajelor tehnologice;

în exteriorul camerei instalației mecanice, în jurul ușilor de acces și a ferestrelor de ventilare cu extindere pe orizontală sub forma unui semicerc cu raza = diametrul deschiderii și înălțimea = cu înălțimea construcției

în exteriorul camerei instalației provizorii, în jurul ușilor de acces și a ferestrelor de ventilare cu extindere pe orizontală sub forma unui semicerc cu raza = diametrul deschiderii și înălțimea = cu înălțimea construcției

Planul de zonare realizat în concordanță cu cele prezentate, va fi reexaminat și actualizat ori de câte ori se produc modificări în instalații, va fi aprobat de proprietarul instalației și va fi prezentat la solicitarea organelor de control de resort. Orice modificare într-o instalație cu pericol de explozie conduce implicit la reexaminarea documentației de zonare și la consecințe ce decurg din aceasta. Definirea inadecvata a zonelor cu pericol de explozie si in consecinta, realizarea in mod gresit a planului de zonare, poate determina aparitia unor nefericite accidente – fig. ……

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Specificatii generale privitoare la instalatia de automatizare si teletransmisie a SRM – urilor

In general instalatia de automatizare si teletransmisie a statiilor de reglare – masurare gaze naturale, este pusa in functiune prin actionarea comutatorului principal. Intrerupatoarele pentru protectia elementelor de actionare (actuatoare) si releele de siguranta servesc la protejarea motoarelor electrice care actioneaza robinetele. Dupa pornirea alimentarii cu tensiunea de 230V sau 400V AC (Alternating Current) de la reteaua electrica, avertizorul de gaz activeaza semnalizarea luminoasa si sonora, declansand sirena si un semnalul luminos intermitent. Totodata incepe sa lumineze un LED (Light Emitting Diode) de culoare rosie de pe avertizorul de gaz. Dupa aproximativ 5 secunde sirena si semnalul luminos intermitent se opresc iar statia isi definitiveaza programarea, fiind functional un LED de culoare verde, semnificand ca dispozitivul este alimentat cu energie electrica. Dupa pornirea aplicatiei instalate pe PLC, pe display sunt afisate starile intrarilor digitale precum si valorile de presiune si temperatura. Prin actionarea unor butoane de pe panoul frontal se poate interveni asupra valorilor acestor parametri. De asemenea, modulele de separare sunt prevazute cu alte LED-uri care atunci cand lumineaza semnifica prezenta semnalului de alimentare cu 24V DC (Direct Current).

Instalația electrică va fi alimentată de la rețeaua națională de energie electrică, cu o tensiune de linie de 230V AC, 50 Hz sau 400V AC, 50 Hz, prin intermediul unui cablu de tip CYAbY-F, respectând NTE 007-08-00. În situatia in care statia de reglare – masurare vehiculeaza debite mari de gaze naturale, mai mari de 3.750 m3/h, este recomandat a se folosi energia electrica trifazica pentru actionarea robinetelor.

Instalația electrică ce va deservi statia va respecta conexiunea TN-S de tratare a neutrului și va fi dimensionată pentru puterea instalată, care de obicei variaza intre 1…30 kW (luând în calcul și o rezervă de putere de 20 % față de totalul puterilor instalate).

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Calcularea secțiunii se face în conformitate cu valorile nivelelor de scurtcircuit, căderile de tensiune maxime admisibile, capacității curentului și ale factorilor de reducție. Căderile de tensiune totale maxime admisibile în cea mai nefavorabilă situație sunt de 3%.

Pentru circuitele interne din cofrete, panouri și tablouri, se utilizează, în general, cabluri monofilare izolate cu PVC, conductori torsadați din cupru cu secțiuni minime după cum urmează:

circuitele electrice (în conformitate cu valorile curentului nominal și ale căderii de tensiune) cel puțin 1,5 mm²;

circuite de control 0,75 mm²;

circuite instrumentație 0,75 mm²;

circuite telecomunicație 0,75 mm².

Toate liniile electrice și cablurile, inclusiv liniile de control din interiorul cofretelor, panourilor și tablourilor sunt etichetate la ambele capete cu indicatoare permanente de tip linie/cablu.

În cofrete, circuitele de control, semnal și alarmă sunt conectate separat și protejate de disjunctoare individuale în miniatură sau siguranțe. Nu sunt permise sursele de alimentare în buclă, ceea ce înseamnă că, în cazul în care un releu etc. este deconectat de la liniile de alimentare electrică, ceilalți consumatori vor rămâne activi fără declanșare.

Protecția întregii instalații electrice la descărcările atmosferice va fi asigurată printr-un dispozitiv de tip descărcător de tip SPD (Surge Protection Devices), cu întreruptor încorporat, ce va conduce către pământ curenții periculoși și va reduce amplitudinea supratensiunilor la o valoare nepericuloasă.

Instalația de monitorizare și control (Tabloul de Automatizare) cât și subsistemele de siguranță vor fi prevăzute cu sisteme de back-up individuale dedicate (UPS-uri, sisteme cu acumulatori).

Sistemul de monitorizare, control și teletransmisie implementat, nu va putea fi influențat de semnalele radio sau de semnale de la unități de tip radio/emisie-recepție portabile.

Proiectarea întregii instalații electrice și de automatizare se va face ținând cont și de accesibilitatea la echipamente în condiții de siguranță, în cazul verificărilor programate, de mentenanță sau de service.

Aspectele privitoare la securitatea in funcționare se vor reflecta atât asupra instalației cât și asupra personalului ce o va deservi. Condițiile de siguranță se vor răsfrânge asupra tuturor operațiilor, inclusiv celor asociate cu startarea instalației, oprirea in condiții de siguranță și intervențiile pe perioada opririlor controlate.

Pentru executarea instalației se vor utiliza în mod exclusiv aparate și materiale omologate, ținând cont în special de:

modul și frecvența de utilizare în proiecte similare;

respectarea standardelor în vigoare cu privire la:

siguranța și corectitudinea în funcționare în zona în care vor fi folosite;

mărimilor măsurate/a procesului deservit;

toate echipamentele ce vor fi montate în zone clasificate ca zone periculoase (zone cu pericol de explozie) vor fi furnizate împreună cu o documentație completă și relevantă, emisă de către organe competente recunoscute, în baza condițiilor de instalare conform EN 60079 – Atmosfere Explozive, ISO/IEC 80079 Atmosfere explozive/Echipament non-electrice pentru utilizarea în medii cu pericol de explozie, EN 13463, NP-099-04, EN 1127-1, Directiva ATEX (94/9/EC).

toate echipamentele conectate la proces vor fi în conformitate cu Directiva Europeană privind Echipamentele sub Presiune 97/23/EC(PED);

fiecare aparat va fi prevăzut cu o plăcuță indicatoare care va cuprinde toate caracteristicile sale tehnice, printre care: numele producătorului, modelul și seria, marcajul ATEX (dacă este cazul) și gradul de protecție IP, plaja de măsură (dacă este cazul), tipul de conexiune, materialul din care este construită carcasa, presiunea maximă de funcționare, marcajul și vor avea gradul de protecție mecanica minim IP54, conform SR EN 60529.

toate echipamentele electrice care vor fi montate în zonele cu pericol de explozie vor fi cel puțin în construcție Ex pentru zona 2, de tipul EEx de II A T4, EEx e II A T4 sau EEx d II A T4;

Amplasarea și montarea corpurilor de iluminat și a cutiilor de joncțiuni locale se va efectua astfel încât întreținerea, verificarea, localizarea defectelor și reparațiile să poată fi realizate în condiții optime.

Se va evita montarea aparatelor electrice în locuri în care există posibilitatea deteriorării lor în urma loviturilor mecanice sau acțiunii agenților corozivi, rezultate din activitatea normală de exploatare.

Sistemul de iluminat al instalației tehnologice se va face prin intermediul unor corpuri de iluminat în construcție EEx d, cu două surse de iluminat tip tub fluorescent. Comanda acestora se va face prin intermediul unor comutatoare bipolare, în construcție antideflagrantă montate în interiorul cofretului – camerei instalației mecanice. Pentru sistemele de odorizare iluminatul va fi implementat prin intermediul unor corpuri de iluminat în construcție antideflagrantă, cu sursa de iluminat becuri cu incandescență, comandate din interiorul cofretului corespunzător prin intermediul unor întrerupătoare și ele în construcție antideflagrantă.

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Iluminatul interior al stației se realizează manual, prin acționarea comutatorului amplasat pe panoul frontal al tabloul electric.

Iluminatul exterior al stației se realizează atât în mod manual, prin intermediul unui selector de test amplasat pe panoul frontal al tabloului electric cât și în mod automat, prin intermediul unei celule fotoelectrice conectate la un întrerupător crepuscular montat în tabloul electric.

Iluminatul exterior se va porni printr-un întrerupător montat pe tabloul electric general, în modul manual, și prin intermediul unui releu crepuscular, în modul automat și va fi implementat cu ajutorul a 5 stâlpi echipați cu două lămpi cu becuri economice de 65W dulie E40. Lămpile vor avea IP54 iar pentru alimentarea lor se va folosi cablu CYAbY-F 3×1,5mm².

Circuitele de iluminat cât și cele de încălzire directă (cabluri încălzitoare) vor fi protejate printr-o dublă protecție diferențială, una generală de 300mA, și una individuală, de 30mA. Comutatoarele de comandă ale acestor consumatori vor fi prevăzute cu întrerupere și pe conductorul de nul (N).

Sistemul de iluminat va fi structurat astfel încât să deservească independent fiecare zonă a instalației tehnologice:

Iluminat Interior:

Cameră Reglare;

Cofrete Odorizare;

Cameră Centrale Termice;

Cameră Automatizare.

Iluminatul Exterior

Elementele încălzitoare din instalația tehnologică vor fi distincte/diferite, funcție de elementele de câmp deservite.

Încălzirea sistemului de reglare/piloții regulatoarelor, se va realiza prin intermediul încălzitoarelor locale (43W/240VAC), în construcție Ex d, iar încălzirea sistemului de odorizare se va realiza prin intermediul cablurilor încălzitoare autoreglabile (31W/ml-240VAC), în construcție dedicată zonelor cu potențial exploziv.

Fiecare acționare electrică a robinetelor (atât cele ce deservesc sistemul de purjare cât și cele ce deservesc sistemul de măsură) va fi în construcție antideflagrantă, cu grad de protecție mecanic minim IP67, dotată cu câte un încălzitor local, cu funcționare de tip închis-deschis sfert de tură, cu panou local de comandă și semnalizarea poziției.

Acționările electrice ale robinetelor, vor fi protejate prin disjunctoare magnetotermice, cu scală reglabilă.

Acționările electrice ale robinetelor de pe liniile de măsură, reglare și cele de izolare, vor fi comandate și monitorizate prin intermediul unui sistem dedicat propriu, de comandă și control. Comunicația folosită va fi de tipul serială RS485 cu protocol ModBus RTU-tipologie în buclă.

Cablurile electrice folosite, atât pentru alimentarea consumatorilor de forță cât și pentru semnalele de la sistemul de senzorii și traductoare vor avea conductoarele din cupru și vor fi de tipul cu manta metalică, cu întârziere la propagarea focului și protecție exterioară din PVC:

CSYAbY-(F);

CYAbY-(F) .

Pentru semnale, se vor folosi cabluri cu secțiunea minimă de 1 mm2 și pentru circuitele de forță, cu secțiunea minimă 1,5 mm2, în conformitate cu prevederile legale din normativele în vigoare.

Cablurile vor fi pozate astfel încât în timpul montării și exploatării să nu fie supuse la solicitări mecanice. Traseul conductoarelor de forță va fi separat față de traseul cablurilor de semnal, în canale de cabluri separate.

Toate cablurile vor avea mantaua metalică sau tresa, legate la pământ, cel puțin la un capăt (în tabloul electric general) – cele de forță vor avea mantaua legată la masă în cel puțin 2 locuri.

Racordarea cablurilor la echipamentele de câmp se va face doar prin intermediul presetupelor cu inel de etanșare, corespunzătoare diametrelor cablurilor și tipului de protecție ATEX a zonei în care se montează și a echipamentelor deservite.

Legăturile cablurilor în tabloul electric și în tabloul de automatizare se vor face prin cleme cu șurub asigurate contra slăbirii.

Toate cablurile vor fi etichetate și numerotate atât în cutiile de joncțiune cât și în aparatul/consumatorul deservit și în tabloul de unde se alimentează/conectează.

Clemele de conexiune, terminalele și toate conductoarele individuale ale circuitelor electrice din toate tablourile ce deservesc instalația tehnologică vor fi inscripționate cu simboluri care se vor regăsi în planurile din documentația de proiectare.

La intrarea în presetupa de conectare a echipamentului deservit (traductor, senzor, acționare, etc.), cablurile vor fi prevăzute cu o buclă de rezervă de aprox. 80 cm.

Conexiunile între instalația mecanică/tehnologică și instalația electrică și de automatizare, se vor realiza prin doze de joncțiune specifice zonei în care vor fi amplasate (minim EEx e) și a funcțiilor pe care le deservesc, (circuite de forță, circuite de comandă, semnale senzori și traductoare), dotate cu presetupe corespunzătoare.

Traseele de cabluri ce vor deservi consumatorii electrici din instalația tehnologică, vor fi stabilite funcție de amplasarea reală a utilajelor, instalațiilor și aparaturii de măsură, monitorizare și control, respectând caietul de sarcini/specificațiile beneficiarului și normativele în vigoare.

Întreg traseul va avea legături de continuitate prin conductor de cupru (Cu) de 6 sau 10 mm2 și se va lega, pe traseul cel mai scurt, la priza de pământare tot prin intermediul aceluiași tip de conductor.

Toate echipamentele electrice, senzori și traductoare, acționări electrice robinete, cablurile electrice ce deservesc instalația tehnologică, etc., vor avea cel puțin următoarele caracteristici:

rezistență și stabilitate în funcționare;

siguranță în exploatare;

vor fi conforme din punct de vedere constructiv cu zona în care vor fi instalate;

nu alterează condițiile de igienă și sănătate în muncă;

nu alterează mediul;

asigură protecția împotriva tensiunilor la atingere și respectarea tuturor normelor SSM.

În întreaga instalație electrică se vor lua măsuri de protecție împotriva electrocutărilor prin atingere directă și a electrocutărilor prin atingere indirectă (I7-2011) respectând standardele și normativele în vigoare.

Întreaga instalație: toate elementele de câmp cât și instalația mecanică se vor conecta la centura de pământare prin conductor flexibil de Cu, cu secțiunea minimă Ø60 (Ø100 pentru instalația mecanică), oferind astfel protecția împotriva șocurilor electrice, a acumulărilor de energie statică sau a atingerii unor carcase metalice ale instrumentelor ajunse accidental sub tensiune, conform STAS 242/8.

Stația de reglare-măsură se prevede cu priză și centură de împământare formată din electrozi din țeavă din OL zincată Ø 60×3,2 mm, cu lungimea de 2,0 m și uniți între ei cu sondă, platband OL zincat 40×4 mm sudat pe capătul electrozilor. Conform normativului I7/2011 priza de pământ va avea valoarea maximă a rezistenței de dispersie de 4Ω sau de 1Ω pentru rețele electrice cu priza de pământ comună cu paratrăsnetul. Priza de pământ se realizează rectiliniu în șanț h = 0,5 m, cu electrozi din țeavă de oțel zincată Ø60×3,2 mm, cu lungimea de 2,0 m și uniți între ei cu sondă, platband OL 40x4mm zincat sudat pe capătul electrodului. Șanțul se va realiza la o distanță de un metru de trotuar pentru a nu afecta structura acestuia.

Stația de reglare măsură se va amplasa pe o platformă betonată.

Valoarea calculată a prizei de pământ a stației nu va depăși valoarea de 1Ω. Toate punctele de conexiune ale sistemului de protecție vor fi supraterane, protejate și ușor accesibile.

Protecția împotriva fenomenelor atmosferice se va face cu ajutorul unui paratrăznet special. Se recomandă o protecție exterioară contra trăsnetelor atunci când instalația de reglare a presiunii gazului se găsește într-o clădire pe un teren liber, iar suprafața de bază a clădirii depășește 100 m2. Măsuri de protecție interioară contra trăsnetelor sunt întotdeauna necesare.

Cofretul termoizolant va fi confecționat din panouri termoizolante cu spumă poliuretanică ignifugă. Tabla va fi vopsită în câmp electrostatic. Evacuarea eventualelor scăpări de gaze naturale se asigură prin goluri dispuse în mod egal la partea superioară și inferioară, însumând 8 % din suprafața încăperii.

Cofretul este prevăzut cu instalație de iluminat interior și instalație de iluminat exterior automată (cu senzor de luminozitate).

Componentele instalatiei de automatizare si teletransmisie

In general instalatia electrica si de automatizare a statiilor de reglare – masurare integrate in sistemul SCADA este structurata astfel:

Tabloul electric general

Tabloul de automatizare

Functiile PLC-ului

Sistemul de monitorizare si control

Functiile sistemului de teletransmisie

Sistemul de masura

Sistemul de siguranta si protectie

Tabloul electric general

Tabloul electric general, va fi metalic, cu grad de protecție minim IP66, va fi executat conform SR EN 60439-1 și va fi situat în Camera de Automatizare, în afara oricărei zone cu pericol de explozie.

În tabloul electric general se face efectiv branșamentul întregii instalații electrice ce va deservi statia, prin intermediul unei protecții generale, dimensionate conform cu consumului instalatiei.

Cofretul, va asigura, în afară de spațiul destinat echipamentelor ce deservesc alimentarea echipamentelor din instalația tehnologică și o rezervă de 20%, pentru eventualele completări cu echipamente suplimentare.

Protecția întregului tablou electric și a tuturor consumatorilor electrici alimentați din el, la descărcările atmosferice, va fi asigurată printr-un dispozitiv de tip descărcător de tip DPS ce conduce către pământ curenții periculoși și va reduce amplitudinea supratensiunilor la o valoare nepericuloasă.

Din tabloul electric general sunt alimentați toți consumatorii electrici ai instalației tehnologice:

Tabloul de Automatizare;

Tabloul SCADA;

Instalații de Odorizare;

Sistem de Siguranță și Protecție;

Consumatori Electrici (iluminat interior/exterior instalație tehnologică, cameră automatizare și cofrete, sisteme de odorizare, sistem de încălzire directă – sisteme de odorizare, sistem de purjare automată, piloți regulatoare).

Sistemul de protecție al consumatorilor va fi alcătuit din disjunctoare magnetotermice cu 2, 3 poli sau 3 + N , având curba de declanșare de tip C, cu și fără protecție diferențială (300 mA, 100 mA, 30 mA).

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Tabloul de automatizare

Tabloul de automatizare, va fi metalic, cu grad de protecție minim IP66, va fi executat conform SR EN 60439-1 și va fi situat în Camera de Automatizare, înafara oricărei zone cu pericol de explozie.

Tabloul de Automatizare va deservi :

sistemul de purjare automată a filtrelor separatoare;

sistemul de alimentare și comandă a acționărilor electrice ale robinetelor;

alimentarea sistemului de senzori și traductoare;

sistemul de monitorizare și comandă a acționărilor electrice de pe liniile de măsură, reglare si cele de izolare;

PLC-ul aplicației proprii de monitorizare și control;

interfațarea semnalelor de la sistemul de senzori și traductoare / PLC aplicație proprie și Tabloul SCADA/RTU de la dispeceratul central;

interfațarea informației de la sistemul de măsură și alimentarea acestuia;

comanda schimbării liniilor de măsură și selecția liniei de reglare;

In general panoul de automatizare include: modulul PLC, avertizor de gaz (senzori + unitate centrala), separatoare cu siguranta intrinseca (fara scanteie de aprindere), relee pentru controlul actionarilor electrice (motoare electrice), intrerupatoare pentru protectia actuatoarelor etc. Modulul PLC primeste valorile parametrilor de proces specifici statiei, controland in mod automat comutarea de pe o linie de masura pe alta linie, si comunica cu dispeceratul central SCADA prin intermediul unui modem GSM/GPRS (Global System for Mobile Communications/General Packet Radio Service). Avertizorul de gaz declanseaza alarma in cazul in care se atinge nivelul critic de 20 % din limita inferioara de explozie (LEL) pentru metan (CH4) care are valoarea de 5 % in volum. Dupa ce semnalizarea luminoasa si sonora este declansata se transmite un semnal de contact catre PLC, confirmarea fiind efectuata cu ajutorul comutatorului de cod.

Întreg sistemul de monitorizare și control al instalației tehnologice, cât și cel de măsură, va fi alimentat din Tabloul de Automatizare, iar semnalele vor fi preluate, integrate în aplicația proprie și transmise spre sistemul SCADA de la dispeceratul central:

temperatură intrare;

presiune intrare;

nivele lichid sistem filtrare;

presiune diferențială pe fiecare filtru;

temperatura pe ieșirea fiecărei linii de reglare;

presiunea pe ieșirea fiecărei linii de reglare;

prezența debitului pe fiecare linie de reglare (senzori de curgere);

temperatură agent termic pe ieșirea fiecărei linii de reglare;

starea fiecărui robinet acționat electric;

starea sistemului antiefracție;

starea sistemului de siguranță (detecție foc și gaze);

informații de la sistemul de măsură și calitate a gazului.

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Funcțiile PLC-ului / Aplicația specifică

purjarea automată a lichidelor din sistemul de filtrare-separare;

afișarea stărilor / pozitia continuă și pe limite a robinetelor acționate electric;

comutația automată a liniilor de măsură;

monitorizarea în timp real a mărimilor traductoarelor din instalația tehnologică;

comunicația în timp real cu sistemul antiefracție și cu sitemul de siguranță;

comunicația în timp real cu sistemele de odorizare;

stabilirea modului de lucru: Manual sau Automat;

alarma în cazul depășirii limitelor tehnologice impuse sau la activarea sistemului antiefracție sau de siguranță;

comunicația/ transmisia datelor în timp real către sistemul SCADA;

monitorizarea continuă a tensiunii de alimentare;

alimentarea cu gaz a centralelor termice;

Toate informațiile primite de către PLC, toate comenzile de configurare, respectiv acționare, vor putea fi vizualizate și implementate de pe display-ul de tip touchscreen montat pe panoul frontal al Tabloului de Automatizare.

Sistemul de monitorizare și control

Sistemul este destinat monitorizării și transmiterii la distanță a datelor preluate din dispozitivele de câmp instalate în stațiile de reglare/măsurare gaz. Transmiterea datelor se realizează prin sistemul de comunicație GPRS dual SIM, fiind considerat canalul principal de citire-transmisie. Opțional teletransmisia se poate realiza și printr-un port Ethernet (RJ45) sau modem radio în locațiile unde există această infrastructură. Datele transmise de către dispozitivele din teren vor fi recepționate de către aplicația de monitorizare și teletransmisie.

Sistemul va fi destinat monitorizării și controlului datelor preluate de la dispozitivele de câmp și a elementelor de automatizare instalate în statie. Este asigurată posibilitatea de integrare a acestuia în sistemul SCADA instalat pe serverele de la dispeceratul central. Datele transmise de către dispozitivele din teren vor fi recepționate de către aplicația de monitorizare și control.

Aplicația de monitorizare și control se referă la diferitele aplicații software (programe, module, sub-module) care asigură recepționarea, stocarea, afișarea și transmisia la distanță a datelor recepționate de la echipamentele monitorizate instalate în această stație și comanda automată a principalelor elemente de execuție.

De asemenea sistemul va fi astfel executat încât va permite asigurarea comenzilor către robinete prin intermediul unui calculator de proces cu interfață sinoptică pe monitor LCD, ce va fi echipat cu un program de monitorizare și operare dedicat, personalizat pentru structura proiectată a statiei, având posibilități de actualizare în cazul modificărilor ulterioare ale acestuia.

Sistemul de monitorizare și control este compus din următoarele componente principale:

Echipamente de teren (senzori, traductoare, acționǎri electrice robinete, electroventile, etc.);

PLC si Calculator de Proces;

Controler Robinete;

Sistem de măsură (Calculatoare de debit, contoare, traductoare)

rețea de comunicație GPRS/Ethernet;

module software ale aplicației de monitorizare instalate pe serverele din centrul de comandă (dispeceratul central).

Monitorizarea și controlul procesului presupun culegerea datelor de interes din proces, prelucrarea locală a datelor și luarea de decizii pe baza acestora (semnalizare opto-acustică, acționare elemente de execuție) și cu posibilitatea de comunicare cu echipamentele care asigură integrarea acestuia în sistemul SCADA instalat pe serverele de la dispeceratul central.

Schema bloc de integrare funcțională a echipamentelor de teren în sistemul de monitorizare și control, este prezentată în figură:

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Semnalele de la elementele de câmp sunt transferate către intrările automatului programabil prin intermediul unor bariere cu rol de conversie semnal și/sau izolare galvanică.

Tabloul de automatizare va conține echipamentele prin intermediul cărora semnale analogice (în curent unificat 4-20 mA) și cele digitale (pulsuri de 24V DC, primite de la traductoare și senzori sunt transformate în semnale numerice, mult mai ușor de manipulat și procesat.

Elementul central al acestui tablou îl va reprezenta automatul programabil (PLC) cu ajutorul căruia se realizează conversia analogic-numerică a datelor și centralizarea acestora. Acesta va transmite informații despre starea procesului atat local, prin intermediul unui display, cât și la distanță, către centrul de comandă și control, prin intermediul modemului GSM/GPRS dual SIM, conectat cu automatul prin portul RS232/RS485. Opțional, acolo unde infrastructura permite, datele se pot transmite și prin Ethernet sau Modem Radio. Totodată va asigura și fluxul informațional necesar Calculatorului de Proces și controlul acționărilor electrice ale robinetelor prin intermediul Controlerului Robinetelor.

Calculatorul de Proces va permite afișarea locală în timp real a parametrilor procesului. Prin intermediul acestuia se pot configura anumiți parametri funcționali ai procesului (accesul se face pe bază de parolă). Valorile parametrilor tehnologici vor fi transmiși de la PLC la Calculatorul de Proces printr-o linie de date Ethernet.

Numărul de porturi de intrare (I/O, porturi seriale) este ales în funcție de complexitatea procesului ce se dorește monitorizat.

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Sistemul de monitorizare și control conține o interfață grafică sub formă de schemă sinoptică tridimensională afișată pe ecranul Calculatorului de Proces, care va prezenta în timp real, informații despre poziția și starea robinetelor acționate electric, asigurând posibilitatea de comandă a robinetelor cu acționare electrică de către operator prin intermediul Calculatorului de Proces și a Controlerului Robinetelor. Schema sinoptica va permite si vizualizarea sub-modulelor functionale ale instalației pentru a facilita analiza funcționării acestora (drill-down).

O alta reprezentare schematica bloc de integrare funcțională a echipamentelor de teren (senzori de proximitate, senzori pentru scăpări de gaz, traductoare de temperatură, traductoare de presiune, contoare echipate cu HF-uri, etc.) în sistemul de monitorizare este prezentată în Figură …… Semnalele de la aceste elemente de câmp, funcție de tipul traductoarelor (Ex ia sau Ex d) sunt transferate către intrările sistemului de monitorizare și teletransmisie prin intermediul unor bariere cu rol de conversie semnal și/sau izolare galvanică, sau direct.

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Functiile sistemul de teletransmisie

Sistemul de teletransmisie asigură toate facilitățile pentru preluarea, stocarea și afișarea datelor recepționate (locală și la distanță) sistemul de transmisie de date GPRS fiind configurabil.

Sistemul va asigura următoarele funcționalități principale:

monitorizarea în timp real și colectarea parametrilor procesului monitorizat:

presiune de intrare (P1);

presiune de ieșire (P2);

temperatură de ieșire (T2);

debit instantaneu (Q) – corector de volum;

temperatura instantanee – corector de volum;

presiunea instantanee – corector de volum;

volumul standard – corector de volum;

volumul normal – corector de volum;

alarme – corector de volum;

indexul de pe corectorul electric de volum (corectat/necorectat);

starea căilor de acces (uși cofret – cameră instalație mecanică și cameră automatizare) și alarmarea opto-acustică locală (opțional, și la distanță);

cădere presiune pe filtre;

starea supapelor de blocare;

monitorizarea scăpărilor de gaz în camera instalației mecanice;

prezența gazului în camera de automatizare;

monitorizare funcționării instalație de iluminat exterior;

monitorizare alimentării cu energie electrică a S.R.M.-urilor;

stocare în arhiva locală a datelor pentru o perioadă de minim o lună și transmiterea la distanță a arhivelor (memorie de tip stiva)

funcționare pe baterii, pentru o perioadă de 8 de ore, în cazul căderii tensiunii de alimentare (înlocuirea bateriilor se poate efectua fără întreruperea instalației de automatizare)

semnalizarea opto-acustică locală și la distanță (în dispecerate):

la depășirea anumitor limite de alarmare prestabilite pentru mărimile monitorizate;

în momentul pătrunderii neautorizate în incinta S.R.M.-ului;

în momentul căderii tensiunii de alimentare.

monitorizarea și afișarea locală, în timp real, a parametrilor procesului pe afișajul local al PLC/RTU (acces controlat pe bază de parolă);

datele vor fi transmise către dispecerat prin intermediul unui modul GPRS cu stiva TCP/IP;

RTU/PLC-ul va funcționa în modul client în cadrul rețelei, având responsabilitatea de a iniția și menține conexiunea cu serverul;

comunicația se va realiza folosind pachete de date și pachete de comandă în ambele direcții;

pachetele de date (trimise de PLC/RTU spre server) vor conține date de tip boolean, registru 16 biți, registru 32 biți;

PLC/RTU-ul va oferi posibilitatea de a defini praguri de notificare pentru toate mărimile din sistem, astfel încât transmiterea datelor în cauză se va realiza doar în momentul în care valoarea curentă a mărimii s-a modificat, cu cel puțin valoarea pragului de notificare definit, față de ultima valoare transmisă (transmisia datelor va fi inițiată de către PLC/RTU);

PLC/RTU-ul va permite transmiterea automată a anumitor parametri, la intervale de timp configurabile pentru fiecare parametru în parte, în funcție de importanța acestora;

PLC/RTU-ul va oferi posibilitatea de a defini limite de alarmare pentru toate mărimile din sistem, astfel încât transmiterea datelor în cauză se va realiza doar în momentul depășirii acestor limite (transmisia datelor va fi inițiată de către PLC/RTU). Se va permite definirea limitelor: Low-Low, Low, High, High-High;

fiecare pachet de date va conține un indicator al stării de normalitate a mărimii (încadrarea în limitele de alarmare stabilite pentru mărimea respectivă);

PLC/RTU-ul va oferi posibilitatea monitorizării căilor de acces prin intermediul unor senzori de efracție ce vor genera transmiterea automată în cazul schimbării stării acestora sau a unor alarme;

fiecare pachet de date va conține informația de TimeStamp formate din următoarele câmpuri: zzllaahhmmss;

PLC/RTU-ul va oferi posibilitatea sincronizării datei și orei cu serverul, la cererea serverului;

ștampila de timp va permite identificarea cu exactitate a succesiunii evenimentelor din proces;

PLC/RTU-ul va oferi posibilitatea transmiterii datelor monitorizate la cererea serverului (bloc de date sau date individuale);

pachetele de comandă vor permite modificarea parametrilor de control din PLC/RTU de tip analogic (setpoint, parametri algoritmi de control, praguri alarmare, praguri notificare) și de tip boolean (comenzi acționări robinete, activare /dezactivare mecanisme alarmare, activare/dezactivare algoritmi de control);

pachetele de date și de comandă vor conține câmpuri pentru adresa (identificator unic) sursei și destinației pachetului;

posibilitatea de a transmite / recepționa semnale “alive” către/ de la server pentru a menține și testa linia de comunicație atunci când nu sunt date de transmis;

recepția corectă a unui pachet de către una dintre părți va fi confirmată în cazul în care acest lucru a fost solicitat de către sursă; în cazul în care pachetul nu a fost recepționat, sursa va retransmite pachetul;

integritatea pachetelor va fi verificată folosind un mecanism de detecție a erorilor (CRC);

posibilitatea de a memora local datele monitorizate, în cazul în care linia de comunicație nu este disponibilă și transmiterea acestor date odată cu restabilirea comunicației. Datele memorate local vor avea ștampila de timp a momentului în care au fost stocate;

în cazul căderii comunicației, sistemul comută automat pe canalul secundar, iar la restabilirea comunicației comută înapoi pe canalul principal.

PLC/RTU-ul va oferi cel puțin următoarele moduri de lucru:

Local manual (interlock hardware) – PLC/RTU va monitoriza procesul fără a interveni prin comenzi asupra elementelor de execuție; vor fi active doar comenzile de pe panoul electric;

Manual PLC/RTU – control local (HMI) și de la distanță (Server) asupra elementelor de execuție; algoritmii interni sunt dezactivați în acest mod de lucru;

Automat PLC/RTU – controlul procesului este preluat de către PLC/RTU prin intermediul algoritmilor interni; serverul are acces doar la parametrii de funcționare ai algoritmilor.

Sistemul de masura

Sistemul de măsura ce va fi utilizat, va certificat si omologat conform cerintelor si standardelor metrologice in vigoare (EN 12261), va corespunde parametrilor procesului tehnologic și va respecta “Regulamentului de măsurare a cantităților de gaze tranzactionate in Romania” (se va face conversia volumelor măsurate în condiții de lucru la condiții de bază (p=1,01325 bar și T=288,15 K; se va permite schimbarea de către operator a condițiilor de bază).

Sistemul de măsură va fi implementat cu contoare cu turbină împreună cu traductoare de presiune statică și de temperatură și cu calculatoare de debit multistream în sistem redundant (unul în funcțiune și unul în stand-by) compatibile cu sistemul SCADA instalat pe serverele de la dispeceratul central.

Pentru o funcționare corectă, erorile de debit, maxim admisibile la contoare, în momentul verificării metrologice inițiale, la o presiune mai mică de 4 bar, pentru valorile de extremă, vor fi de maxim ±2% la minim și ±1% la maxim . Pentru valori mai mari de 4 bar folosite la verificarea metrologică inițială, erorile de extremă, vor fi de maxim ±1% la minim și ±0,5% la maxim. Contoarele vor avea capacitatea de funcționare corespunzătoare și în cazul măsurării unui debit de 1,2 din debitul maxim timp de minim o oră. Calculatorul de debit va avea eroarea maximă a volumului de gaz corectat de maxim ±0, 2% .

Conversia volumului de gaz va fi de tip PTZ, factorul de compresibilitate va putea fi calculat în conformitate cu oricare din cele trei versiuni ale standardului SR ISO 12213/1/2/3, versiune selectabilă și vor fi setate pe versiunea AGA 8-92 DC. Convertorul va calcula și afișa atât PCS cât și energia. Eroarea maximă a factorului de conversie, va fi de ±0,5% la verificarea în condiții de referință.

Calculatoarele de debit vor putea implementa procedura de liniarizare polinomială a curbelor de eroare de la contoarele cu turbină. Totodată, vor putea citi analiza normalizată de la un sistem gazcromatograf.

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Rapoartele de funcționare ale contoarelor cu turbină este de 75% din debitul maxim care poate fi măsurat cu contorul cu pistoane rotative de pe linia de debit mic, respectiv de 80% din debitul maxim care poate fi măsurat cu contoarele cu turbina de pe liniile de debit maxim.

Verificarea fiecărui contor cu turbină montat pe liniile principale de debit maxim, se va face prin înserierea cu contorul cu turbină montat pe linia de rezervă prin intermediul by-pass-ului. Verificarea se va realiza independent pentru fiecare linie de măsurare în parte, urmând ca circuitul gazelor să se facă și prin contorul de rezervă.

Sistemul de măsura pentru statiile cu capacitati mari poate avea urmatoarea configuratie:

2 sau 3 contoare cu turbină, Ex. G 2500 DN 250 PN 16, pentru măsurarea debitului maxim (unul sau două în funcțiune și unul de rezervă)

1 contor cu pistoane rotative, Ex. G 250 DN 100 PN 16, pentru măsurarea debitului minim

2 calculatoare de debit multistream (principal + stand by) având următoarele caracteristici tehnice:

Tip: FloBoss S600

stare de referință pentru conversia gazelor setabilă, (1,01325 bara, 15°C) sau (1,01325 bara, 0°C);

calculul compresibilității gazelor setabilă, conform: AGA 8 DC, SGERG 88(va fi livrat cu AGA8DC);

posibilitatea de parametrizare în vederea corecției curbei de erori a traductorului de debit primar (contor cu turbină, contor cu ultrasunete, etc.);

multi stream : gestionarea a patru fluxuri de gaze .

eroarea maximă de calcul a volumului corectat să nu depășească ±0,02%

display de caractere alfanumerice care să permită afișarea parametrilor de lucru și determinați (presiune, temperatură, debit, volum, energie, etc.)

calculator de supervizare având următoarele caracteristici tehnice:

supraveghere și monitorizare sistem măsură;

comunicarea cu sistemul de analiză calitativă a gazului și monitorizare de parametri;

stocarea datelor de măsurare;

listarea rapoartelor și a alarmelor;

generarea de rapoarte pe lungă durată și la cerere;

comanda robinetelor dotate cu acționare electrică;

comanda/selecția liniilor de măsură active în funcție de debit;

comanda și vizualizarea sistemului de purjare;

monitorizarea sistemului de senzori și traductoare din instalația tehnologică;

comunicație cu sistemele de siguranță;

date generale de tip istoric (oră, dată, ultima accesare, interval calibrat, listă evenimente, starea robineților și a liniilor de măsurare);

porturi de comunicație RS232, RS485 și Ethernet cu calculatoarele de debit, cu gazcromatograf, cu PLC-ul, cu sistemele de siguranță;

2 hard-disk-uri (2x500GB) montate în sistem RAID (Redundant Array of Independent Disks);

minim procesor cu doua core-uri, frecventa 2,4 GHz;

2GB RAM minim;

sursă back-up UPS;

display color minim 15 inch;

protocol de comunicație ModBus RTU;

sistem operare Windows 7, accesare parolată în sistem.

3 sau 4 traductoare de presiune absolută având următoarele caracteristici tehnice:

producător: traductor de presiune 3051 Rosemount pentru medii cu pericol de explozie

tensiune nominală: 10…42,5V DC din buclă

grad de Protecție: IP65

tipul de protecție: EEx de IIC T6

marcare conform ATEX 94/9/EC: II 2G

semnal de ieșire: 4-20mA HART

temperatura de lucru: -29….+55°C

presiunea de proiectare: 1,5xPn

acuratețe: 0,04% din citire

domeniu reglat: 0-100 bar

calibrare: 5-55 bar

conectare la Proces: ½ NPT, filet exterior prin robinet de izolare cu 3 cai (manifold)

intrare cablu: M20x1,5 , Ip66, presetupe Ex d in dotarea aparatului, pentru cablu diametrul 9-13mm

certificări CE,Ex.

certificat de calibrare;

certificare MID (Measuring Instruments Directive) modul B;

aprobare de model pentru introducere pe piata din Romania in componentat sistemelor de masura gaz fiscale;

3 sau 4 traductoare de temperatură având următoarele caracteristici tehnice:

producător: traductor de temperatură 3144P Rosemount pentru medii cu pericol de explozie;

Tensiune nominală: 12…42,4V DC

Grad de Protecție: IP 65

Tipul de protecție: EEx de IIC T6

Marcare conform ATEX 94/9/EC: II 2G

Semnal de ieșire: 4-20mA RTD, protocol HART, PT100 clasa B

Temperatura de lucru: -40….+85°C

Interval masură: -20°C la +60°C

Extensie: 100mm,teavă 9mm,oțel inoxidabil, conector G¾

Aprobari:

EMC 2004/108/EC EN61326

Emisii și imunitate 60079-0, 60079-11

Certificat ATEX FM12ATEX0065X

Ex II2 G Ex d IIC T6..T1 Gb(-50șC≤Ta≤+40șC),T5…T1 (-50șC≤Ta≤+60șC)

certificat de calibrare;

certificare MID modul B;

aprobare de model pentru introducere pe piața din Romania în componența sistemelor de măsură gaz fiscale;

Sistemul de siguranta si protectie

Sistemul de siguranță și protecție va fi compus din sisteme dedicate, pentru detecția apariției flăcării, gazului și/sau a incendiului și pentru detecția și avertizarea la efracție și supraveghere video.

Toate echipamentele sistemului de siguranță și protecție vor respecta toate standardele și normele în vigoare pentru zonele în care vor fi instalate.

Sistemul de avertizare la efracție

Sistemul de alarmare la efracție va avea în componență: centrală de alarmă cu tastatura de operare, elemente de detecție intrare prin efracție la ușile camerei de reglare, cofretele de odorizare linii reglare, cameră centrale termice, camera de automatizare, echipamente de avertizare și semnalizare (hupă/flash), echipament GSM/GPRS pentru transmiterea la distanță.

Rolul funcțional al sistemului va fi de a detecta pătrunderea în spațiile protejate a persoanelor neautorizate și de a sesiza stările de pericol din SRM.

Sistemul de alarmare împotriva efracției va realiza o supraveghere și comandă unică asistată de unitatea centrală, precum și alarmare (acustică, optică și de la distanță).

Echipamentele de avertizare acustică și optică vor fi amplasate în exteriorul și interiorul camerei de automatizare. Centrala de alarmare împotriva efracției va fi amplasată în camera de automatizare și va fi alimentată de la un circuit electric dedicat. Sistemul de alarmare împotriva efracției este prevăzut cu 2 acumulatori.

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Centrala de alarmare la efracție se va monta pe perete, în camera de automatizare, într-o poziție care să nu permită intervențiile neautorizate asupra ei.

Tastatura de armare/dezarmare se va monta la interior, la ușa de acces în camera de automatizare la o înălțime de 1,5 m de pardoseală pentru a facilita introducerea cu ușurință a codurilor de armare /dezarmare și a citi informațiile de pe display.

Sistemul de avertizare incendiu

Sistemul de detecție foc și gaze va fi proiectat pentru a monitoriza detectorii de foc și gaz aflați în câmp. Starea fiecărei intrări va fi afișată pe un ecran LCD mare, iar alarmele sau defecțiunile vor fi indicate de "led-uri” și de alarmă sonoră integrată.

Ieșirile pentru relee sunt indicate pentru alarme și defecțiuni, iar ieșirile dedicate pentru alarmele vizuale și sonore. O ieșire Modbus RS-485 este prevăzută pentru un transfer pe doua fire al tuturor datelor la comunicatorul GSM/GPRS pentru transmiterea la distanță a datelor.

Centrala de detecție foc și gaze va fi amplasată în camera de automatizare și va fi alimentată de la un circuit electric dedicat fiind prevăzută cu sistem de alimentare back-up tip acumulatori.

Sistemul de detecție foc și gaze va monitoriza detectorul de flacără din camere de reglare, detectorii de gaz din camera de reglare, camera de odorizare, camera centrale termice, detectorul de incendiu din camera de reglare. Echipamentele de avertizare acustică și optică vor fi amplasate în exterior și interiorul camerei de automatizare.

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Sistemul de monitorizare video

Sistemul de supraveghere video va fi în circuit închis și va avea posibilitatea supravegherii întregului perimetru al instalației tehnologice.

Sistemul TVCI va asigura preluarea, înregistrarea și stocarea digitală a imaginilor furnizate de camerele video și va fi compus din unitatea de înregistrare și stocare tip DVR (Digital Video Recorder), monitor TFT (Thin Film Transistor) color, camere video prevăzute cu carcase pentru mediu exterior și mediu cu pericol de explozie, iluminatoare IR pentru captarea imaginilor pe parcursul nopții, surse de alimentare primare și secundare tip UPS (Uninterruptible Power Supply).

Camerele video destinate monitorizării vor avea rezoluția minimă de 650 de linii TV și sunt dotate cu lentile varifocale care vor oferi posibilitatea de încadrare și reglaj a imaginilor furnizate și amplasarea lor atât în interior cât și la exterior. Zonele monitorizate vor fi, la exterior – perimetrul din imediata vecinătate a camerei de reglare, iar la interior, hala care adăpostește instalația tehnologică/camera de reglare.

Camerele instalate în hala cu instalația tehnologică vor fi prevăzute cu dispozitiv de iluminare IR inclus și vor fi montate în carcase de protecție ANTIEX.

Înregistrarea se va putea face continuu, după un program prestabilit sau la detecția mișcării, caz în care se exclude stocarea inutilă a datelor și economisirea spațiului de stocare. Echipamentul de înregistrare (DVR) va fi prevăzut cu 16 intrări video, o ieșire VGA și va avea posibilitatea de a fi conectat la o rețea de tip internet printr-un LAN (Local Access Network), iar prin intermediul softului client , pot fi vizualizate înregistrări sau imagini în timp real captate de camerele video. Softul de gestionare (soft client) va fi livrat odată cu echipamentele.

DVR-ul și monitorul se vor monta în camera de automatizare, asigurându-se alimentarea prin intermediul unei surse neîntreruptibile. Fiecare circuit aparținând camerelor video și iluminatoarelor corespondente va fi protejat prin siguranțe diferențiale. Camerele video amplasate în spațul cu pericol de explozie vor fi alimentate prin intermediul a două transformatoare 230Vca/24Vca, amplasate în carcasă ANTIEX. Camerele video cât și iluminatoarele IR de exterior vor fi alimentate prin intermediul unei alte surse neîntreruptibilă.

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Cele două surse UPS vor asigura o autonomie de funcționare în condițiile întreruperii sursei principale de alimentare cu energie electrică din rețeaua publică de minim 30 min. pentru toate echipamentele din structura sistemului de televiziune cu circuit închis.

Prin dimensionarea unității HDD (Hard Disk Drive) de stocare aparținând DVR-ului se va asigura autonomia înregistrării și arhivării imaginilor video pe suport electromagnetic pentru o perioadă de minim 20 de zile calendaristice, având în vedere și setările de înregistrare în modul continuu sau la detecția mișcării.

Echipamentul de înregistrare și monitorul se vor amplasa în camera de automatizare. Camerele video se vor monta conform planurilor de amplasare, iar orientarea și reglarea lor se va face ținând cont de scena și felul imaginii, detaliu sau ansamblu, conform descrierii zonelor protejate.

Descrierea tehnica a echipamentelor instalatiei de automatizare

Controlerul logic programabil – PLC

Controlerul logic are o varietate de funcții și poate fi utilizat pentru o gamă largă de aplicații, oferind o soluție all-in-one cu configurații optimizate și arhitectură extensibilă. Acesta este configurat și programat cu ajutorul unui software bazat pe următoarele limbaje de programare aferente standardului IEC 61131-3:

lista de instrucțiuni – IL (Instruction List)

diagrama Ladder – LD (Ladder Diagram)

Grafcet

Uzual, automatele programabile sunt echipate cu doua categorii de memorie:

Memoria RAM (Random-Access Memory) folosita la executia aplicatiei si de asemenea contine date – ca marime poate fi de 512 kB, dintre care 256 kB disponibili pentru aplicatie

Memoria Flash utilizata pentru a salva aplicatia – ca marime poate fi de 1,5 MB, dintre care 256 kB sunt folositi la backup-ul aplicatiei si a datelor utilizatorului in caz de intrerupere a sursei de alimentare

Intrari/Iesiri incorporate I/O (Inputs/Outputs):

Intrari obisnuite

Intrari rapide (HSC)

Iesiri tranzistorice obisnuite

Iesiri tranzistorice rapide (PWM/PLS)

Iesiri releice

Intrari analogice

Intrari digitale

Iesiri digitale

Pentru o statie de reglare-masurare obisnuita, principalele semnale de intrare si iesire in/din PLC sunt:

Intrari analogice (curent unificat 4…20 mA)

Presiune de intrare P1 respectiv presiunea de iesire P2; aceste semnale se conecteaza la intrarile analogice ale PLC-ului prin intermediul separatoarelor cu siguranta intrinseca Ex ia

Temperatura gazului la iesire T2, acest semnal fiind conectat direct la intrarile analogice ale PLC-ului

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Intrari digitale sau de contact (se conecteaza la intrarile PLC-ului prin intermediul separatoarelor cu siguranta intrinseca Ex ia)

Semnalizare filtru infundat

Detector deschidere usa

Monitorizare tensiune retea 230V

Monitorizare lumini

Monitorizare existenta tensiune alimentare actuatoare

Avertizare pericol explozie

Stare actuator oprit

Stare actuator pornit

Intrari impuls

Consumul de gaz in conditii de baza (Nm3/h) de pe corectorul de volum

Semnale de frecventa inalta de la generatorul de impuls HF (High Frequency)

Iesiri digitale

Comanda pentru pornirea actuatorului

Comanda pentru oprirea actuatorului

Modalitati de comunicare incorporate:

Ethernet, protocol Modbus TCP/IP, conector RJ45

USB Mini-B (Universal Serial Bus)

Portul USB Mini-B este portul de programare care poate fi folosit pentru a conecta un PC cu un port gazdă USB utilizând un anumit software HMI. Utilizând un cablu USB tipic, acesta este potrivit pentru update-uri rapide ale aplicatiei sau conexiuni cu durată scurtă pentru a efectua lucrări de întreținere și a inspecta valorile parametrilor de proces. Nu este potrivit pentru conexiuni pe termen lung, cum ar fi punerea în funcțiune sau monitorizarea procesului fără utilizarea unor cabluri special adaptate pentru a minimiza interferența electromagnetică.

Card SD (Storage Device)

Comunicatie seriala 1

Poate fi utilizat pentru a comunica cu dispozitivele care suportă protocolul Modbus ca master sau slave, protocolul ASCII (imprimantă, modem …) și SoMachine Basic Protocol (HMI, …). oferă o distribuție de 5 Vcc

Comunicatie seriala 2

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

1 – LED-uri de stare; 2 – conector intrare HE10 (MIL20); 3 – conector iesire HE10 (MIL20);

4 – sistem de blocare cu clichet pentru sina de prindere; 5 – port de programare USB Mini-B;

6 – sursa de alimentare 24V DC; 7 – conector RJ45 pentru ethernet; 8 – conector RJ45 pentru comunicatie seriala (RS-232 sau RS-485); 9 – comutator de oprire/pornire; 10 – capacul intrarilor analogice detasabile; 11 – doua intrari analogice; 12 – slot pentru card SD;

13 – conector pentru extinderea intrarilor/iesirilor; 14 – capac de protectie (pentru slot card SD, comutator oprit/pornit, port USB Mini-B); 15 – sigiliu; 16 – suport baterie.

Calculator de debit

Functia principala a calculatorului de debit consta in conversia volumelor de gaze determinate de contoare din condiții de curgere în condiții de referință, pe baza informațiilor de la traductoarele de presiune și temperatură și a informațiilor de compoziție a gazelor.

Se monteaza in interiorul incintei încălzite (camera de comanda).

Porturi de comunicație:

RS233,RS485, protocol ModBus RTU,

intrare Gazcromatograf,

ieșire instalație odorizare,

intrări analogice și ieșiri 4-20mA,

intrare semnal traductor temperatură, intrări compatibile cu semnalele de ieșire contoare;

Fig. 2.2. Calculator de debit FloBoss S600

Caracteristici tehnice generale:

stare de referință pentru conversia gazelor setabilă, (1,01325 bara, 15°C) sau (1,01325 bara, 0°C);

calculul compresibilității gazelor setabilă, conform: AGA 8 DC, SGERG 88(va fi livrat cu AGA8DC);

posibilitatea de parametrizare în vederea corecției curbei de erori a traductorului de debit primar (contor cu turbină, contor cu ultrasunete, etc.);

multi stream : gestionarea a patru fluxuri de gaze .

eroarea maximă de calcul a volumului corectat să nu depășească ±0,02%

display de caractere alfanumerice care să permită afișarea parametrilor de lucru și determinați (presiune, temperatură, debit, volum, energie, etc.)

unități de măsură: bara (presiune), °C (temperatură gaze), Sm³sau Nm³ (volume), Sm³/h sau Nm³/h (debit), kWh (energie)

calculatorul de debit trebuie are ceas de timp real cu funcționare independentă de tensiunea de alimentare a calculatorului de debit, precizia acestuia să nu depășească ±10 ppm

calculatorul de debit trebuie să păstreze parametrii de configurare ai sistemului în memorie de tip EEPROM cu durată de conservare a datelor de minim 5ani, iar jurnalul de evenimente într-o memorie nevolatilă sau alt dispozitiv timp de cel puțin 180de zile

calculatorul de debit trebuie să fie capabil să păstreze informații despre consumurile orare și zilnice din cel puțin ultimele 35 de zile

calculatorul de debit trebuie să comute automat ora de iarnă și ora de vară

să aibă posibilitatea de evitare a intervențiilor neautorizate în configurarea sistemului de măsurare

Calculator de supervizare

Tip: Industrial

Tensiune alimentare 230V AC,50Hz

Grad de Protecție IP54

Material carcasă: Metalic

Temperatura de lucru 20 ± 3°C

Caracteristici tehnice generale:

porturi de comunicație RS232, RS485 și Ethernet cu calculatoarele de debit, cu gazcromatograf, cu PLC-ul, cu sistemele de siguranță;

2 hard-disk-uri (2x500GB) montate în sistem RAID;

minim procesor cu doua core-uri, frecventa 2,4 GHz;

2GB RAM minim;

sursă back-up UPS;

display color minim 15 inch;

protocol de comunicație ModBus RTU;

sistem operare Windows 7, accesare parolată în sistem .

Principalele functii:

supraveghere și monitorizare sistem măsură;

comunicarea cu sistemul de analiză calitativă a gazului și monitorizare de parametri;

stocarea datelor de măsurare;

listarea rapoartelor și a alarmelor;

generarea de rapoarte pe lungă durată și la cerere;

comanda robinetelor dotate cu acționare electrică;

comanda și vizualizarea sistemului de purjare;

monitorizarea sistemului de senzori și traductoare din instalația tehnologică;

comunicație cu sistemele de siguranță;

date generale de tip istoric (oră, dată, ultima accesare, interval calibrat, listă evenimente, starea robineților și a liniilor de măsurare);

selecția-comanda liniilor de măsură funcție de debit.

Tablou electric

Firme Producătoare:

– Siemens;

– Schneider;

– Eldon;

– Eaton.

Tip: Tablou electric

Grad de protecție IP54

Dimensiuni exteriore 800x600x300 /2000x1600x600 /1200x1000x300

Material carcasă Metal

Tensiune Nominală 230V AC sau 400V AC

Tempeatură mediu ambiant -30…50°C

Durata de viață 25 ani

Conexiuni electrice Șiruri de cleme conform proiect tehnic

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Caracteristici generale

– carcasa executată din tablă de otel de 1,5 mm fosfatată și vopsită în câmp;

electrostatic în culoarea galben sau gri

– carcasa va fi prevăzută cu presetupe cu etanșare cu garnitura de cauciuc;

– carcasa va fi prevăzută cu sistem de închidere ușa cu 2 zăvoare și sistem de etanșare din cauciuc.

Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în exterior;

Caracteristici de montaj: – se montează conform specificațiilor din proiect;

Caracteristici Tehnologice: – are funcția de distribuție de energie electrică și achiziția de date din SRM;

Descărcător tablou 2p

Firme Producătoare:

– Schneider;

– Eaton;

– Siemens;

– Shrack;

Tip: Descărcător

Tensiunea nominală: 400VAC

Număr de poli: 3P+N

Temperatura de lucru: -20….+60°C

Curentul nominal de descărcare: 20kA

Timp de răspuns: 25s

Grad de protecție borne: IP20

Frecvena de funcționare: 50-60Hz

Curent permanent de funcționare Ic: Ic<1mA

Capacitatea electrică: 2,5….35mm²

Grad de protecție șocuri: IK05

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică;

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează in interiorul tabloului de distribuție;

3.Caracteristici de montaj: – se montează mecanic în tabloul de distribuție;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de protecție a circuitelor la descărcări atmosferice și supratensiuni;

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici , conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Întrerupător Tablou 4P

Firme Producătoare:

– Schneider;

– Eaton;

– Shrack;

Tip: Întrerupător tablou

Tensiunea nominală: 400VAC

Număr de poli: 3P+N

Temperatura de lucru: -20….+80°C

Curent Nominal: 15A…40A

Capacitatea de rupere: Pâna la 50kA

Acționare: Exteriorul Tabloului

Conexiune electrică: Termiale cu șurub

Capacitate borne: 1……35mm²

Grad de Protecție: IP54;

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică;

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează in interior sau exterior în funcție e amplasamentul tabloului electric;

3.Caracteristici de montaj: – se montează mecanic în tabloul de distribuție;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de întreruperea circuitelor conectate în aval de acesta;

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici , conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Disjunctor diferențial cu 2P

Firme Producătoare:

– Schneider Electric;

– Eaton;

– Schrack.

Tip: Întrerupător tablou

Tensiunea nominală: 230VAC

Număr de poli: 1P+N

Temperatura de lucru: -20….+80°C

Capacitatea de rupere: Până la 25kA

Actionare: Din exterior

Curent nominal: 15A…40A;

Capacitate borne: 1…..25mm²;

Grad de Protecție: IP54;

Conexiune electrică: Terminale cu șurub;

Lățime în pași de 9mm: 2 pași

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică;

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în cofretul instalațiilor tehnologice;

3.Caracteristici de montaj: – se montează pe exteriorul tabloulului electric în funcție de proiect;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de întrerupere a circuitelor în aval de acesta;

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici , conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător;

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Disjunctor diferențial cu 2P

Firme Producătoare:

– Schneider Electric;

– Eaton;

– Siemens;

– Schrack.

Tip: Disjunctor monofazat

Tensiunea nominală: 230VAC

Număr de poli: 1P+N

Temperatura de lucru: -20….+80°C

Capacitatea de rupere: 6kA

Curba de declanșare: C

Curent nominal: 2A,6A, 10A,16A;

Capacitate borne: 1…..35mm²;

Grad de Protecție: IP54;

Conexiune electrică: Terminale cu șurub;

Lățime în pași de 9mm: 2pași

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică;

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în cofretul instalațiilor tehnologice;

3.Caracteristici de montaj: – se montează în tabloul electric în funcție de proiect;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de protecția circuitelor;

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici , conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător;

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Disjunctor diferențial cu 2P

Firme Producătoare:

– Schneider Electric;

– Eaton;

– Siemens;

– Schrack.

Tip: Disjunctor diferențial

Tensiunea nominală: 230VAC

Număr de poli: 1P+N

Temperatura de lucru: -20….+80°C

Capacitatea de rupere: 4,5kA

Curba de declanșare: C

Sensibilitatea: 30mA, 300mA conform proiectului tehnic;

Curent nominal: 1A,2A,6A, 10A,16A;

Capacitate borne: 1…..35mm²;

Grad de Protecție: IP54;

Conexiune electrică: Terminale cu șurub;

Lățime în pași de 9mm: 4 pași

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică;

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în cofretul instalațiilor tehnologice;

3.Caracteristici de montaj: – se montează în tabloul electric în funcție de proiect;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de protecția circuitelor;

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici , conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător;

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Cabluri Electrice Armate cu Izolație din PVC (CYAbY)

Firme Producătoare:

– Gomar Electric;

– Icme Ecab ;

Tip: Cablu electric armat

Tensiunea nominală: 630VAC

Temperatura de lucru: -30….+60°C

Montaj: Aerian sau îngropat în funcție de specificațiile din proiect

Normativ: SR EN60502-1

Rezistența de izolație: < 1MΩ

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică;

– cablurile care au F la sfârșitul simbolului sunt cu întârziere mărită la propagarea flăcării, conform SR EN 50266-2-4, categoria C

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează in interior sau exterior;

3.Caracteristici de montaj: – se montează mecanic în funcție de proiect;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de conectarea circuitelor sau dispozitivelor;

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici , conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Cabluri Încălzitoare pentru medii cu pericol de explozie

Firme Producătoare:

– Heat Trace;

– Thermon ;

Tip: Cablu Încălzitor

Tensiunea nominală: 220-277VAC

Temperatura de lucru: -40….+85°C

Montaj: Aerian în funcție de specificațiile din proiect

Normativ: SR EN60079(0-7), SR EN60898, IEC 62086

Rezistența maximă a ecranului de protecție: 18,2 Ohm/Km

Clasa de temperatură: 23W/m T6(85°C), 31W/m la 277V T4(135°C)

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică;

– certificări : Ex, CE

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în zona 2 pentru medii cu pericol de explozie

3.Caracteristici de montaj: – se montează pe elementele ce necesită încălzire;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de încălzire prin autoreglare;

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici

– conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Sistem de încălzire capsulat pentru medii cu pericol de explozie

Firme Producătoare:

– Totalgaz Industrie ;

– IKM Gruppen;

– Intertec.

Tip: Încălzitor electric pentru conducta impuls regulator

Tensiunea nominală: 110-270VAC,43W

Temperatura de lucru: -25….+50°C

Material carcasă: Metalic

Marcare conform ATEX 94/9/EC II 2G

Tipul de protecție: EEx de IIA T4

Standard: SR EN 60079-0, SR EN 60079-7

Grad de Protecție: IP54;

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică;

– certificări CE,Ex.

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în cofretul instalațiilor tehnologice;

3.Caracteristici de montaj: – se montează mecanic în zone cu pericol de explozie;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de încălzire a gazelor, conductelor de impuls regulatore.

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici , conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Întrerupător bipolar pentru medii cu pericol de explozie

Firme Producătoare:

– Scame;

– Electrocontact;

Tip: Întrerupător pentru medii cu pericol de explozie

Tensiunea nominală: 230VAC,6A-10A

Număr de poli: 1P+N

Temperatura de lucru: -20….+40°C

Material carcasă: Metalic

Marcare conform ATEX 94/9/EC II 2G

Tipul de protecție: EEx de IIA T4

Culoare: Gri, Negru

Grad de Protecție: IP54;

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică;

– certificări CE,Ex.

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în cofretul instalațiilor tehnologice;

3.Caracteristici de montaj: – se montează mecanic în funcție de proiect;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de întreruperea circuitelor conectate în aval de acesta;

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici , conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Cutie de joncțiuni pentru medii cu pericol de explozie

Firme Producătoare:

– Scame;

– Electrocontact;

Tip: Doză pentru medii cu pericol de explozie

Tensiunea nominală: 230VAC,6A-10A

Temperatura de lucru: -60….+75°C

Material carcasă: Poliester ranforsat cu fibra de sticlă

Marcare conform ATEX 94/9/EC II 2G

Tipul de protecție: EEx de IIC T4

Culoare: Gri, Negru

Grad de Protecție: IP65;

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică;

– certificări CE,Ex.

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în cofretul instalațiilor tehnologice;

3.Caracteristici de montaj: – se montează mecanic în funcție de proiect;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de protejarea ramificației cablurilor în medii cu pericol de explozie;

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici , conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Corp de Iluminat interior cu tub fluorescent pentru medii cu pericol de explozie

Firme Producătoare:

– Technor;

– Elba Timișoara

Tip: Corp Iluminat Tub Fluorescent

Tensiunea nominală: 230VAC

Temperatura de lucru: -20….+50°C

Material carcasă: Polister armat cu fibră de sticlă

Marcare conform ATEX 94/9/EC II 2G

Tipul de protecție: EEx de IIA T4

Culoare: transparent

Sursa de lumină: Lămpi fluorescente 18/36/58W

Motaj: Staționar în poziție suspendată

Conexiune electrică: Terminale cu șurub

Grad de Protecție: IP66;

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică;

– certificări CE,Ex.

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în zona 2 cu pericol de explozie;

3.Caracteristici de montaj: – se montează mecanic în funcție de proiect;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de iluminare în incinte cu pericol de explozie;

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici , conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Corp de Iluminat pentru medii cu pericol de explozie

Firme Producătoare:

– Technor;

– Elba Timișoara;

Tip: Corp Iluminat cu halogen HL

Tensiunea nominală: 230VAC

Temperatura de lucru: -20….+40°C

Material carcasă: Sticlă termorezistentă

Marcare conform ATEX 94/9/EC II 2G

Tipul de protecție: EEx de IIC T2

Culoare: transparent

Sursa de lumină: Lămpi cu halogen de la 20..100W, E27

Temperatura de lucru: -20…50°C

Motaj: Staționar în poziție suspendată

Conexiune electrică: Terminale cu șurub

Grad de Protecție: IP54;

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică;

– certificări CE,Ex.

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în zona 2 cu pericol de explozie;

3.Caracteristici de montaj: – se montează mecanic în funcție de proiect;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de iluminare în incinte cu pericol de explozie;

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici , conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Traductor de presiune pentru medii cu pericol de explozie

Firme Producătoare:

– Siemens;

– Rosemount;

– Honeywell.

Tip: Senzor de presiune

Tensiune nominală 12…30V DC

Grad de Protecție IP65

Tipul de protecție: EEx de IIC T6

Material carcasă: Metalic

Marcare conform ATEX 94/9/EC II 2G

Semnal de ieșire 4-20mA HART

Temperatura de lucru -40….+85°C

Conexiune electrică Terminale cu șurub

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică;

– certificări CE,Ex.

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în zonă 2 pentru medii cu pericol de explozie;

3.Caracteristici de montaj: – se montează pe conductă;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de monitorizare a presiunii;

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici , conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător

– certificat de etalonare.

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Traductor de temperatură pentru medii cu pericol de explozie

Firme Producătoare:

– Siemens;

– Rosemount;

– Honeywell.

Tip: Senzor de temperatură

Tensiune nominală 12…30V DC

Grad de Protecție IP65

Tipul de protecție: EEx de IIC T6

Material carcasă: Metalic

Marcare conform ATEX 94/9/EC II 2G

Semnal de ieșire 4-20mA HART

Temperatura de lucru -40….+85°C

Conexiune electrică Terminale cu șurub

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică;

– certificări CE,Ex.

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în zonă 2 pentru medii cu pericol de explozie;

3.Caracteristici de montaj: – se montează pe conductă;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de monitorizare temperatura;

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici , conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător

– certificat de etalonare.

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Switch pentru sistem efracție pentru medii Ex

Firme Producătoare:

– Steute;

– Schmersal;

– Bartec.

Tip: Switch mecanic

Grad de protecție IP65

Material carcasă Oțel

Marcare conform ATEX 94/9/EC II 2G ex d IIC

Tensiune nominală 250V

Semnal de iețire 6A/250V AC sau 0.25A/230V DC

Tempeatura de lucru -20…95°C

Conexiune electrică Terminale cu șurub

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică producător ;

– materiale principale : metal, policarbonat .

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în zona 2 pentru medii cu pericol de explozie;

3.Caracteristici de montaj: – se montează mecanic în cofretul instalației mecanice;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de monitorizare a prezenței persoanelor străine la intrarea prin efracție

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici

– conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Detector gaz pentru medii Ex

Firme Producătoare:

– Sensigas;

– Crowcon;

– Xtralis.

Tip: Detector prezență gaze

Grad de protecție IP65

Material carcasă Inox

Marcare conform ATEX 94/9/EC Ex de IIA T4

Tensiune nominală 9…36V DC

Semnal de ieșire 4-20mA

Tempeatura de lucru -20…40°C

Conexiune electrică Terminale cu șurub

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică producător ;

– materiale principale : inox .

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în zona 2 pentru medii cu pericol de explozie;

3.Caracteristici de montaj: – se montează mecanic în cofretul instalației mecanice;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de monitorizare a prezenței gazelor naturale

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici

– conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Detector flacără pentru medii Ex

Firme Producătoare:

– Spectrex;

– Honeywell;

– Talentum.

Tip: Detector flacără în IR

Grad de protecție IP67

Material carcasă Inox

Marcare conform ATEX 94/9/EC Ex de IIA T4

Tensiune nominală 18…32V DC

Semnal de ieșire SPST contact 5A at 30 V DCor 250V AC sau 4..20mA.

Tempeatura de lucru -55…75°C

Conexiune electrică Terminale cu șurub

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică producător ;

– certificari: CE, Ex

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în zona 2 pentru medii cu pericol de explozie;

3.Caracteristici de montaj: – se montează mecanic în cofretul instalației mecanice;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de detectare flacără și declanșare contact releu.

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici

– conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Acționare electrică pentru medii cu pericol de explozie

Firme Producătoare:

– Auma;

– Rotork ;

– Sectoriel

Tip: Acționare electrică

Grad Protec’ie: IP67

Marcare ATEX 94/9/EC: II 2G

Tip Protec’ie: Ex d IIC T4

Material Carcasă: Aluminiu

Tensiune Nominală: 230V AC/50Hz

Semnal de ie;ire: Contacte auxiliare

Tip Afisaj: Verificare vizuala poziție motor

Domeniu de măsură:

Temperatura de lucru: -20….+55 C

Conexiune electrică: Terminale cu șurub

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică;

– certificări : Ex, CE

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în zona 2 pentru medii cu pericol de explozie

3.Caracteristici de montaj: – se montează pe conductă de purjare filtru separator;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de a efectua operațiunea de purjare automată

5.Condi’ii de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici

– conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător

– să fie etalonat cu certificat de etalonare

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Acționare electrică robinet

Funcții:

• acționarea electrică a robinetelor de izolare și a robinetelor de pe ieșirile liniilor de măsură.

Caracteristici tehnice:

• tip montaj: suprateran, orizontal;

• zonă montaj: în exterior, zona II;

• panou local de comandă și semnalizare integrat pe acționare;

• posibilitatea de acționare manuală;

• timp acționare: max. 120 sec. ;

• comunicație: serială, RS485, cu protocol Modbus RTU, topologie inelară;

• posibilitatea de acționare locală sau de la distanță;

• memorie nevolatilă a setărilor;

• protecții motor: la blocare robinet, la lipsă faze, termică și anticondens

Mod funcționare: sfert de tură, închis/deschis, S2-15min;

Tensiune alimentare: 3x400V AC,50Hz;

Grad de protecție: IP67;

Tip protecție la explozie: II2G EEx de IIC T4

Temperatură mediu ambiant: -40 ̊C…+40 ̊C :dotată cu incălzitor local;

Material carcasă: oțel carbon;

Traductor de presiune pentru medii cu pericol de explozie / sistem măsură

Tip: Senzor de presiune absoluta

Tensiune nominală 10…42,5V DC din buclă

Grad de Protecție IP65

Tipul de protecție: EEx de IIC T6

Material carcasă: Metalic

Marcare conform ATEX 94/9/EC II 2G

Semnal de ieșire 4-20mA HART

Temperatura de lucru -29….+55°C

Conexiune electrică Terminale cu șurub

Tip fluid Gaz natural

Display Local digital

Acuratețe 0,04% din citire

Stabilitatea cerută 10 ani

Unitatea de măsură bar

Presiunea de proiectare 1,5xPn

Domeniu reglat 0-10 bar

Calibrare 0- Val. nominală, in barg

Reglarea punctului zero Da

Reglarea intervalului calibrat Da

Material Conectare la Proces Oțel inoxidabil

Conectare la Proces ½ NPT, filet exterior prin robinet de izolare cu 3 cai (manifold)

Intrare Cablu M20x1,5 , Ip66,presetupe Ex d in dotarea aparatului, pentru cablu diametrul 9-13mm

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică;

– certificări CE,Ex.

– certificat de calibrare;

– certificare MID modul B;

– aprobare de model pentru introducere pe piata din Romania in componentat sistemelor de masura gaz fiscale;

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în zonă 2 pentru medii cu pericol de explozie;

3.Caracteristici de montaj: – se montează pe conductă;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de monitorizare a presiunii;

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici , conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător

– certificat de etalonare.

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

Traductor de temperatură pentru medii cu pericol de explozie / sistem măsură

Firme Producătoare:

– Rosemount;

Tip: Senzor de temperatură

Tensiune nominală 12…42,4V DC

Grad de Protecție IP65

Tipul de protecție: EEx de IIC T6

Material carcasă: Metalic

Marcare conform ATEX 94/9/EC II 2G

Semnal de ieșire 4-20mA RTD, protocol HART, PT100 clasa B

Temperatura de lucru -40….+85°C

Conexiune electrică Terminale cu șurub

Interval masură -20°C la +60°C

Intrare cablu M20x1,5mm

Extensie 100mm,teavă 9mm,oțel inoxidabil, conector G¾

Adâncime imersie 160mm /250/mm/400mm

Interval temperatură ambientală -40°C la 85°C

Umiditate 0 la 99%RH

Vibrație Max 3g de la 60 la 2000Hz

Precizie 0,1% din citire

Efect tensiune de alimentare ≤0,005%

Timp de răspuns Sub 5s

Timp de încălzire Sub 6s

Nivele de alarmă Minim 3,6mA maxim 23mA

Parametrii Ui (max) 30Vdc

Ii(max) 300mA

Pi(max) 1W

Li(max) 0µF

Ci(max) 5nF

Uo 13,6Vdc

Io 56mA

Po 0,19W

Lo 0µF

Co 78nF

Caracteristici Tehnice

1.Caracteristici generale – construcție : conform fișa tehnică producător;

– dimensiuni caracteristice : conform fișa tehnică;

– certificări CE,Ex.

2.Caracteristici de mediu ambiant: – se amplasează în zonă 2 pentru medii cu pericol de explozie;

3.Caracteristici de montaj: – se montează pe conductă;

4.Caracteristici Tehnologice: – are funcția de monitorizare temperatura;

5.Condiții de calitate: – se verifică forma și dimensiunile, aspect, caracteristici , conform standarde în vigoare și fișa tehnica producător

– certificat de etalonare.

6.Aprobări – EMC 2004/108/EC EN61326

– Emisii și imunitate 60079-0, 60079-11

– Certificat ATEX FM12ATEX0065X

– Ex II2 G Ex d IIC T6..T1 Gb(-50șC≤Ta≤+40șC),T5…T1 (-50șC≤Ta≤+60șC)

– certificat de calibrare;

– certificare MID modul B;

– aprobare de model pentru introducere pe piața din Romania in componența sistemelor de măsură gaz fiscale;

Fig. 2.2. ……………………………………………………….

MENTENANTA INSTALATIILOR DE AUTOMATIZARE

În timpul exploatării instalațiile electrice trebuie să funcționeze la parametrii pentru care au fost concepute, lucru care este posibil doar dacă instalațiile sunt sub un control permanent. Pe lângă uzura care intervine de-a lungul timpului, instalațiile electrice mai sunt supuse unor solicitări suplimentare, cum ar fi :

solicitări mecanice, datorate specificului procesului tehnologic, vibrațiilor sau loviturilor;

solicitări termice, datorate supraîncărcării la care sunt supuse receptoarele electrice.

În urma acestor solicitări apar defecte care se pot manifesta în următoarele moduri :

Defecte frecvente ale instalatiei de automatizare

Întreruperea circuitului electric pe un anumit traseu care poate fi cauzată de :

declanșarea întreruptorului automat – datorită unui scurtcircuit pe circuitul consumatorului. Pentru înlăturarea defectului se urmărește traseul circuitului electric căutându-se locul unde s-a produs scurtcircuitul, se înlătură scurtcircuitul după care se reanclanșează întreruptorul automat aferent circuitului verificat.

slăbirea unei legături electrice – datorită unui contact imperfect la o doză de ramificație sau un aparat electric. Se manifestă prin încălzirea excesivă a aparatului respectiv sau a conductorului electric. Pentru înlăturare se întrerupe alimentarea cu tensiune a traseului respectiv si se reface legătura electrică, se strâng bine șuruburile bornelor de legătură sau dacă este cazul se schimbă aparatul respectiv.

Defecte de izolație – apar datorită îmbătrânirii izolației conductelor respective, cele mai expuse fiind conductele solicitate la variații mari de temperatură. Defectul se observă cu ochiul liber, iar pentru remediere se întrerupe alimentarea cu tensiune a traseului respectiv după care se înlocuiește porțiunea defectă sau dacă este cazul tot traseul funcție de suprafața deteriorată.

Defecte în tablouri electrice se pot datora:

supraîncărcării ;

scurtcircuite prelungite ;

loviturilor mecanice ;

pătrunderii unor corpuri străine care pot provoca scurtcircuite sau incendii.

Cele mai frecvente defecte care pot să apară sunt:

slăbirea unei legături electrice dintr-o clemă sau bornă de prindere – care se remediază prin strângerea șuruburilor respective;

deteriorarea clemelor sau bornelor de prindere – care se înlocuiesc după care se refac legăturile electrice respective;

deteriorarea unor aparate electrice – se desfac din tablou, se remediază sau se înlocuiesc cu altele noi de același tip după care se refac legăturile electrice;

deteriorarea izolatoarelor de susținere a barelor de tensiune – care pot fi fisurate sau sparte. Se întrerupe alimentarea cu tensiune a tabloului, se demontează barele respective, se schimba izolatorii după care se montează barele si se refac legăturile.

Defecte la corpurile de iluminat pot fi :

arderea lămpii. Se înlocuiește lampa arsă fără a demonta corpul de pe poziție

deteriorarea starterului la corpurile de iluminat fluorescente caz în care lampa nu se aprinde sau descărcarea nu este stabilă. Se înlocuiește starterul cu unul nou de aceeași valoare fără a demonta corpul de iluminat.

defectarea balastului caz în care lampa nu amorsează sau se aude in interior un bâzâit. Balastul se schimbă cu unul nou de aceeași putere;

slăbirea legăturilor la bornele sau clemele de conexiuni – fapt care duce la stingerea intermitentă a lămpii și la încălzirea conductelor de alimentare. Se refac legăturile la borne;

fisurarea, străpungerea sau spargerea parților izolatoare pot provoca electrocutări sau incendii de aceea se demontează lampa și se schimba aceste subansamble sau dacă nu este posibil se schimbă corpul de iluminat cu altul nou.

Defecte la prize – apar în cazul supraîncărcării prizei prin racordarea la aceasta a unui consumator mai mare de 2000 W sau solicitărilor mecanice repetate datorită introducerii și scoaterii repetate a fișelor din priză.

Aceste solicitări duc la încălzirea excesivă a prizei care provoacă topirea sau arderea acesteia. Pentru a prevenii aceste defecte se strâng bine șuruburile de la clemele de legătura și se evită conectarea la priză a unui consumator de putere mai mare de 2kW.

Verificari si programe de inspectie periodice

Verificarea protecției împotriva șocurilor electrice (la atingerea directă a părților aflate normal sub tensiune)

Verificarea protecției împotriva șocurilor electrice (la atingerea indirectă a părților care în mod normal nu sunt sub tensiune)

Program de inspecție instalații tehnice cu modurile de protecție Ex d, Ex e, Ex n

(D = detaliat, A = aprofundată, S = sumară)

Program de inspecție pentru instalații tehnice cu modurile de protecție de tipul Ex i

(D = detaliat, A = aprofundată, S = sumară)

BIBLIOGRAFIE

Chiliban, M., Aparate de măsură și control a mediilor fluide, Sibiu, Editura „Alma Mater”, 2002.

Dodoc, P., Metrologie generală, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1979.

Gallagher, J. E., Natural Gas Measurement handbook –

lonescu, G. și col., Traductoare; principii și metode de proiectare, Institutul Politehnic București, 1980.

lonescu, G., Măsurări tehnice și traductoare, Institutul Politehnic București, 1975.

Miilea, A., Cartea metrologului – Metrologie generală, Editura Tehnică, București, 1985.

Neagu, I., Constantin, M., Ciocîrla-Vasilescu, A., Măsurători și legislație metrologică, Editura Cvasidocumentația PROSER & Printech, București, 2007.

Чухарева, Н.В., Рудаченко, А.В., ИССЛЕДОВАНИЕ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СИСТЕМ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ИХ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК В СИСТЕМЕ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ, Издательство Томского политехнического университета, 2008

Popescu, D., Echipamente pentru măsurarea și controlul parametrilor de proces, Sgârciu, V.,Editura Electra, București, 2002.

Simescu, N, Chisăliță, D, Proiectarea, construirea și exploatarea conductelor magistrale de transport gaze naturale, Editura “Alma Mater”, Sibiu, 2001

*** Le Système international d’unités – The International System of Units, 8e édition

2006

*** Specificatii tehnice Elster Aeroteh

*** Regulament de măsurare al cantităților de gaze naturale tranzacționate în România

*** Aparate de măsură și control, I.I.R.U.C., 1985

*** Fluid Flow Measurement – A Practical Guide to Accurate Flow Measurement (2nd ed.) UPP, E. L. (2001).

Scritube, Mijloace pentru masurarea timpului,[http://www.scritub.com/tehnica-mecanica/MIJLOACE-PENTRU-MASURAREA-TIMP653121818.php] [20.08.2014]

Sistemul de mărimi și unități CGS (centimetru-gram-secundă) – Dinnobolique [https://dinnobolique.files.wordpress.com/2013/01/sistemul-de-unități-de-măsură-csg.pdf] [25.09.2013]

Barlea, A. Notite de curs fizica, [www.phys.utcluj.ro/PersonalFile/Cursuri/BarleaCurs/Fise_curs.pdf]

Thompson, E., Fundamentals of multipath ultrasonic flow meters for gas measurement [https://de.scribd.com/doc/301750939/Fundamentals-of-Multipath-Ultrasonic-Flow-Meters-for-Gas-Measurement] [19.09.2013]

Tipuri de traductoare, https://www.scribd.com/doc/297595878/Tipuri-de-Traductoare-referat [25.09.2013]