Mr.Doors


Rambler's Top100



Вольт Маркет
Модернизация производств на контроллерах серии БАЗИС

Статья рассматривает примеры поэтапной модернизации устаревших производств с использованием промышленных контроллеров серии БАЗИС.

 

Введение

В настоящее время нефтехимические, химические и металлургические производства зачастую функционируют в условиях значительного износа основного и вспомогательного оборудования, к которым относятся и давно отслужившие свой срок средства автоматизации.

Комплексная модернизация подобных производств, как правило, требует полной замены как управляющей электроники и автоматики, так и полевых датчиков, кабельных систем, исполнительных механизмов и прочего. Кроме больших трудозатрат, такая модернизация связана с солидными единовременными финансовыми вложениями.

Очевидное решение вышеуказанных проблем — это поэтапная модернизация. Но несистемные попытки такой модернизации приводят к появлению на объектах мозаики из разных средств автоматизации. Это существенно снижает надежность всей системы, а также создает массу дополнительных сложностей (например, усложняет или делает полностью невозможным следующие этапы модернизации с использованием недавно закупленного оборудования, от которого зачастую приходится отказываться).

Для грамотной поэтапной модернизации ЗАО «Экоресурс» предлагает аппаратные средства собственной разработки — контроллеры серии БАЗИС, а также вспомогательное оборудование, — для комплексного решения задач обновления устаревших систем автоматизации, с возможностью разделения этого процесса на несколько этапов.

 

Краткий обзор контроллеров серии БАЗИС

Контроллеры БАЗИС решают широкий круг задач, начиная с задач сигнализации, электронной регистрации, противоаварийной защиты и заканчивая задачами логического (в том числе циклического) управления и автоматического регулирования.

Контроллеры БАЗИС выпускаются как во взрывозащищенном исполнении (ExiaIIC), так и в исполнении без взрывозащиты.

Серия БАЗИС содержит несколько типов контроллеров, ориентированных на решение различных классов задач. Кратко рассмотрим основные из них.

Семейства, относящиеся к базовым контроллерам:

  • БАЗИС-12 (рис. 1) — компактные контроллеры, предназначенные для решения локальных задач ПАЗ, дискретного и циклического управления, а также  автоматического регулирования;
  • БАЗИС-21 с цветными ЖКИ 5,5″ (рис. 2) или 10,4″ (рис. 3) — промышленные контроллеры, ориентированные на задачи ПАЗ, регистрации, а также на построение систем управления технологическим производством (задачи логического управления, автоматического регулирования и пр.).
  • БАЗИС-35 (рис. 4): промышленные контроллеры, ориентированные на построение локальных систем ПАЗ и сигнализации, дискретного управления различными исполнительными механизмами.

Внешние устройства

  • БАЗИС-61, БАЗИС-62 (рис 5): модули расширения, применяемые для наращивания количества входных и выходных каналов базовых контроллеров;
  • БВТ-12Б, БВТ-24Б (рис. 6): блоки внешнего табло, предназначенные для расширения возможностей световой и звуковой сигнализации, а также для решения некоторых других задач.

рис. 1 БАЗИС-12

 

рис. 2 БАЗИС-21 с цветными ЖКИ 5,5"

 

рис. 3 БАЗИС-21 с цветными ЖКИ 10,4"

 

рис. 4 БАЗИС-35

 

рис.5 БАЗИС-61, БАЗИС-62

 

рис. 6 БВТ-12Б, БВТ-24Б

 

Примеры построения систем на контроллерах серии БАЗИС

Группа задач 1. Замена бумажных регистраторов

Морально и физически  устаревшие бумажные регистраторы, преимущественно одно-канальные, постепенно заменяются на цифровые аналоги. Серия БАЗИС включает разнообразные по своим техническим характеристикам регистраторы: от малоканальных с монохромным ЖКИ диагональю 2,7″ (БАЗИС-12.ЗР), до многоканальных с цветным ЖКИ диагональю 5,5″ (БАЗИС-21.ЦР) или 10,4″ (БАЗИС-21.2ЦР).

Пример: Имеется водородный компрессор, на котором установлены шесть датчиков с унифицированным токовым сигналом (4—20 мА), которые регистрируются на одноканальных бумажных регистраторах (типа РМТ 49-1 и им подобных). Также используются шесть барьеров искрозащиты и шесть блоков питания (для запитки датчиков).

Вся система вторичной автоматизации заменяется одним взрывозащищенным многоканальным регистратором БАЗИС-21.ЦР с токовым входным модулем.

Пример: Имеется две установки, на которых задействованы по семь термопарных датчиков. На одной из них задействованы три многоканальных бумажных регистратора, а на другой — семь одноканальных от разных производителей. Требуется произвести поэтапную модернизацию установок.

На первом этапе заменяются бумажные регистраторы одной установки на контроллер БАЗИС-21.2ЦР с одним термопарным входным модулем. На втором этапе докупается преобразователь БАЗИС-61 (также с термопарным модулем), который по цифровому интерфейсу соединяется с контроллером БАЗИС-21.2ЦР. К данному преобразователю подключаются датчики, которые используются на второй установке, а оставшиеся бумажные регистраторы исключаются из автоматизированной системы регистрации.

В результате поэтапной модернизации две установки обслуживаются вторичной регистрирующей системой контроллер БАЗИС-21.2ЦР и преобразователь БАЗИС-61.

Группа задач 2. Замена систем дискретной автоматики, построенных на базе релейных шкафов

При проведении модернизации подобных систем, как правило, достаточно применить  контроллер БАЗИС-35, в одном из исполнений, в зависимости от требуемого числа входных/выходных каналов и световых элементов. Контроллер оснащается как взрыво-защищенными дискретными входными модулями, так и модулями без искрозащиты, либо их комбинацией, выходными релейными модулями, встроенной панелью управления с ЖКИ и специальными светодиодными панелями 20х10 мм.

Пример: Имеется релейный шкаф, в котором используются сигналы от 20 дискретных искробезопасных датчиков и 22  дискретных датчиков без искрозащиты. Он работает в паре с мнемосхемой, на которой задействовано 18 ламп. Из шкафа посредством реле передается в общей сложности 14 сигналов на исполнительные механизмы и в другие подсистемы. Данную систему можно заменить контроллером БАЗИС-35, причем стоимость входного/выходного канала, включая барьеры искрозащиты, будет менее одной тысячи рублей.

Пример: Требуется масштабировать рассмотренную в предыдущем примере автома-тизированную систему, добавив логическую обработку девяти дискретных искробезопасных сигналов и семи аналоговых температурных.
Для решения поставленной задачи требуется докупить два преобразователя БАЗИС-61 с дискретным и термопарным входным модулем соответственно, а также изменить логическую программу базового контроллера БАЗИС-35.
В результате поэтапной модернизации система контроллер БАЗИС-35 и два преобразователя БАЗИС-61 заменили требуемое устаревшее оборудование (шкафы, мнемосхемы).
Если бы на этапе модернизации требовались дискретные сигналы на исполнительные механизмы или средства сигнализации, то эта задача решалась бы закупкой преобразователя БАЗИС-62 с релейными или симисторными выходными каналами.

Группа задач 3. Шкафы управления блокировкой компрессоров и насосов

Для реализации подобных задач серия БАЗИС имеет контроллеры в исполнении ПАЗ. Выбор конкретной модели производится в зависимости от информационной емкости системы и сложности решаемых задач.

При построении малоканальных систем блокировки (1—10 каналов) рекомендуется применять компактные контроллеры БАЗИС-12.ЗР и БАЗИС-12.ЗРС, в которых заложены все необходимые функции и алгоритмы для автоматизации процесса управления блокировкой: прием сигналов от дискретных и/или аналоговых датчиков, сравнение сигналов с уставками с целью определения срабатываний, формирование произвольной логики, блокировка и управление (в том числе циклическое) исполнительными механизмами и средствами сигнализации. Реализована функция запоминания состояния блокировки с защитой доступа через пароль.

Часто в малоканальных системах блокировки дополнительно требуется выводить на сигнализацию небольшое количество параметров и, следовательно, нецелесообразно устанавливать громоздкие сигнальные табло. Кроме того, возникает необходимость ручного управления процессом, для чего требуется монтаж дополнительных пользовательских кнопок. Для решения таких задач разработан контроллер БАЗИС-12.ЗРС, который имеет встроенный блок управления и сигнализации с кнопками и светодиодными панелями.

При большем количестве каналов (10—60 каналов), а также при необходимости улучшенной визуализации, могут применяться более мощные контроллеры семейств БАЗИС-21.Ц и БАЗИС-21.2Ц с цветными ЖКИ размером 5,5″ (рис. 2) и 10,4″ (рис. 3) соответственно. Большой набор функциональных возможностей контроллера,  и удобный пользовательский интерфейс с наличием произвольно конфигурируемых пользователем экранов, по сути, реализует встроенную мини-SCADA систему управления технологическим процессом.

При необходимости количество входных и выходных каналов контроллеров может быть увеличено за счет использования преобразователей БАЗИС-61 и БАЗИС-62. Причем, в случае поэтапной модернизации системы, преобразователи могут добавляться и/или заменяться без перепрограммирования (за исключением переконфигурирования параметров входных каналов) базового контроллера (например, при замене пневматических датчиков на токовые или при замене термопарных датчиков на термометры сопротивления), что упрощает и сильно ускоряет процесс перехода. Кроме того, контроллеры могут оснащаться универсальными входными модулями, позволяющими программно изменять тип датчика без замены аппаратного модуля, что также облегчает процесс поэтапной замены датчиков и переоборудования системы автоматизации.

Пример: На первом этапе требуется модернизировать вторичное оборудование, принимающее искробезопасные сигналы от 12 дискретных, 8 токовых, 15 термопарных датчиков и 7 дискретных сигналов без искрозащиты, а также выдающее 25 сигналов на средства сигнализации и исполнительные механизмы. На втором этапе требуется 7 термопарных сигналов заменить сигналами от термопреобразователей сопротивления и добавить еще 6 сигналов от термопреобразователей сопротивления.

На первом этапе устаревшее вторичное оборудование заменяется контроллером БАЗИС-21.2Ц (2 дискретных, 1 токовый и 1 термопарный входные модули; 3 релейных выходных модуля) и преобразователем БАЗИС-61 (1 термопарный входной модуль) с возможностью реализации пользовательских мнемосхем, трендов, барграфов, панелей сигнализации и пр.

На втором этапе докупаются два модуля БАЗИС-61 с входными каналами от термопреобразователей сопротивления. Преобразователь БАЗИС-61 с термопарными входными каналами, приобретенный на первом этапе заменяется на термосопротивления. В результате вторичная система выглядит следующим образом: контроллер БАЗИС-21 и два преобразователя БАЗИС-61 (с каналами от термопреобразователей сопротивления). А освободившийся преобразователь БАЗИС-61 (с термопарными каналами) можно в дальнейшем использовать на других проектах.

Возможен вариант покупки контроллера БАЗИС-21.2Ц с универсальным входным модулем вместо термопарного. Тогда на втором этапе модернизации будет требоваться покупка только одного модуля БАЗИС-61, так как каналы универсального модуля контроллера БАЗИС-21.2Ц программно переконфигурируются с термопарных каналов на каналы от термопреобразователей сопротивления.

Пример: Имеется два насоса из серий PANDA и COBRA (см. например, http://www.vacuum.by/vakuumnye_nasosy/nasosy_rutca/), для работы которых требуется реализовать сложную событийную циклическую программу. Требуется найти более дешевый аналог оригинальному вторичному оборудованию, которое вышло из строя.

Для решения поставленной задачи требуется контроллер БАЗИС-21.Ц на котором реализуется логическое управление данными насосами. В результате получается как минимум двукратный экономический эффект.

Группа задач 4. Системы на базе пневматических регуляторов

Для модернизации устаревших и выходящих из строя пневматических регуляторов, в том числе при замене регистрирующего оборудования предлагается использование одно- или двухконтурных каскадных ПИ- и ПИД-регулирующих контроллеров со встроенной регистрацией — БАЗИС-12.Р, БАЗИС-12.РР или БАЗИС-12.УРС.

На первом этапе модернизации вообще можно обойтись без дорогостоящей замены полевого оборудования (датчиков, линий связи, позиционеров и клапанов) в связи с наличием в номенклатуре серии БАЗИС пневматических входных и выходных преобразователей БАЗИС-61, которые содержат в различных исполнениях каналы электро-пневмо и пневмо-электро преобразования.

Пример: требуется произвести модернизацию системы из шести отдельных установок с пневматическим регулирующим и регистрирующим оборудованием в комплексе с датчиками и исполнительными механизмами. Информационная емкость системы:  6 пневматических входных каналов (20—100 кПа) 2 термопарных входных канала, 6 пневматических выходных каналов (20—100 кПа); реализовано 4 простых контура регулирования и 2 каскадных (с коррекцией по температуре).

Модернизацию необходимо провести в три этапа. Первый этап модернизации — замена физически устаревших пневморегуляторов и регистраторов. Второй этап — замена пневмопозиционеров на электрические. Третий этап — замена пневматических датчиков.

На первом этапе заменяется вторичное оборудование. Рассмотрим два варианта. 

Первый вариант: закупается шесть регуляторов БАЗИС-12.Р и шесть преобразователей БАЗИС-61 с пневмовходом и пневмовыходом.

Второй вариант: закупается один контроллер БАЗИС-21.2РР, один преобразователь БАЗИС-61 с пневматическими входными каналами и шесть преобразователей БАЗИС-61 с электро-пневмо преобразованием.

На втором этапе модернизации в системе заменяются пневмопозиционеры на токовые и вместо пневмовыходов используются токовые выходы контроллеров (или контролера).

На третьем этапе в системе заменяются пневмодатчики на электрические, а из вторичной системы регулирования и регистрации исключаются преобразователи БАЗИС-61. В результате все входные и выходные сигналы принимаются соответственно контроллерами БАЗИС-12.Р или контроллером БАЗИС-21.2РР (уже оснащенными при необходимости встроенными барьерами искрозащиты и модулями питания токовых входов/выходов).

Заключение

Любая сложная техника требует серьезной технической поддержки на всех этапах использования. В связи с этим для обеспечения всех заинтересованных лиц максимально полной информацией по контроллерам серии БАЗИС поддерживается официальный сайт и портал технической поддержки (адреса см. в конце статьи).
Обладая оптимальным соотношением цена-качество и хорошим гарантийным и послегарантийным обслуживанием, контроллеры серии БАЗИС широко применяются на предприятиях различных отраслей промышленности: нефтеперерабатывающих, нефтехими-ческих, химических и многих других.

Андриянов И. Н., канд. техн. наук

 
Используете ли антивирус на пром. станциях?
 

Lamoda RU