Илья Лавров, главный инженер «Роторк РУС», Москва
Беспроводная система управления арматурой Rotork Pakscan описывается как "идеальное решение" для проекта автоматизации резервуарного парка горючего в США.
В 2011 производственное подразделение Martin Midstream Partners (MMLP) начало строительство резервуарного парка в порту Корпус-Кристи, Техас, состоящего из шести резервуаров объёмом 16000 м3 и насосов высокого давления для обслуживания близлежащих терминалов загрузки грузовиков и кораблей. Первоначально, объект был предназначен только для одного углеводородного продукта. Исходные спецификации не требовали автоматической арматуры для изоляции отдельных резервуаров хранения.
Установленные приводы Rotork IQ на арматуре одного из резервуаров в резервуарном парке MMLP в порту Корпус-Кристи, демонстрирует простоту проводного подключения объекта (только кабель силового питания), оборудованного беспроводной системой управления Pakscan P3.
Во время строительства MMLP решил обновить проект и расширить мощности для обработки ещё одного продукта, что потребовало изолировать резервуары для исключения смешения продуктов. Для обеспечения такого решения MMLP заложил в спецификацию централизованное управление электрическими приводами Роторк. Взрывозащищённые интеллектуальные, настраиваемые без вскрытия корпуса электроприводы Роторк серии IQ, контролируемые и управляемые по цифровой системе Pakscan P3, специально разработаны для управления арматурой в условиях опасных зон нефтехимических заводов и хранилищ. Система Pakscan P3 включает все надлежащие взаимные блокировки, обеспечивающие полную безопасность операций отгрузки и работает как хорошие аналитические весы компании ВесСнаб.
Мастер станция Rotork Pakscan P3.
Использование дополнительных функциональных возможностей Pakscan P3, связанных с беспроводной связи, позволило повысить экономичность.
Беспроводной Pakscan P3 устраняет практически все затраты, связанные с установкой проводного соединения, кабель каналов, барьеров безопасности и вспомогательного оборудования, требуемого для сетевых кабельных соединений, позволяя передавать по беспроводной сети увеличенный объём информации от приводов.
По словам Крис Дьюка, сервисного инженера Роторк ведущего проект:
«Заказчик не хотел устанавливать большое количество новых кабельных эстакад под кабели для управления приводами, таким образом беспроводная система Pakscan оказалась идеальным решением.
«В парке установлены 16 интеллектуальных приводов с настройкой без вскрытия корпуса, одна беспроводная мастер станция Pakscan P3 и три сетевых репитера, используемых для обхода зон, где пропадает радиосигнал, и обеспечения резервирования сети. В ходе запуска в эксплуатацию эта система управления оказалась наиболее простой из виденных мной ранее.»
«На заводе Роторк в Рочестере, перед отгрузкой, были произведены некоторые предварительные настройки беспроводной системы, и на объекте я установил беспроводные антенны и присвоил каждому приводу уникальный адрес. После проведения указанных операций я подал питание на мастер станцию и, как по волшебству, все шестнадцать приводов отобразились в сети через несколько минут. Заказчик был очень впечатлён выполненной работой и скоростью её выполнения.»
Приводы Rotork IQ40 установлены на линиях четырёх насосов, демонстрирует простоту проводного подключения объекта. Внимание антенны беспроводного Pakscan на клеммном блоке каждого привода.
Благодаря успеху этого проекта, при строительстве дополнительных трёх резервуаров во время второго этапа строительства этого объекта, будет использоваться тот же подход к автоматизации арматуры.
Использование беспроводной сети Pakscan P3 для контроля и управления приводами арматуры обеспечило надёжное и экономичное решение, за счёт отсутствия прокладки дополнительных проводов по заводу, кроме кабелей питания приводов. Все приводы находятся «в прямой видимости» от беспроводного координатора Pakscan, на расстоянии от 68 до 132 метров. Установленный снаружи координатор подключён к мастер станции Pakscan P3, расположенной в диспетчерской, кабелем 15 метров. Мастер станция связана с контроллером Modicon по Ethernet c использованием протокола Modbus TCP.
Джеймс Холл и Марк Дэннис из сервисной команды Роторк завершают ввод в эксплуатацию без вскрытия корпуса одного из 12 приводов IQT управляющих расходом воды в корпус фильтра.
Другая блестящая возможность
Одновременно с пуском в эксплуатацию сети управления на объекте MMLP, завершилась установка ещё одной беспроводной сети Pakscan для применения в совершенно другой области промышленности – добыче золота.
Подземный золотой рудник Ньюмаунт в Неваде использует технологию обезвоживания Geotube® для отделения осадка от основной воды и воды процесса экстракции. Системы фильтров установленные на поверхности земли изготовлены из водопроницаемого тканного материала, удерживающего твёрдые частицы и шлам. Избыточная вода стекает через мелкие поры, обеспечивая эффективное обезвоживание содержащегося материала, который в дальнейшем перерабатывается для извлечения золота.
Часть завода обезвоживания Geotube®, с приводами Rotork IQ установленными на впускном трубопроводе справой стороны. В общей сложности 12 фильтрующих установок, 3 из которых представлены ниже.
Работа фильтра большого размера была автоматизирована установкой отсечной арматуры с электроприводом Роторк IQ на входе в фильтр. Всего было установлено 15 приводов на арматуре распределённой по большой территории, а для управления заводом использовался контроллер Modicon.
Привод IQ с установленным блоком беспроводной связи Pakscan P3
Беспроводной Rotork Pakscan P3
Начиная с 2009 беспроводная система управления Rotork Pakscan P3 обеспечивает дальнейшее развитие системы Pakscan, используемой на тысячах предприятий по всему миру.
Система устанавливает безопасную беспроводную сотовую сеть, используемую для управления приводами и другими устройствами, установленными на заводе, и сбора рабочей информации, необходимой для управления активами и превентивного обслуживания арматуры с установленными приводами.
Беспроводная система состоит из трёх основных компонентов:
•Мастер станция Pakscan P3 с установленным блоком для беспроводной связи, которая обычно подключена к заводской системе управления, используя стандартный протокол Modbus по последовательному порту или Ethernet соединению.
•Беспроводной координатор Pakscan P3, который может быть установлен внутри или снаружи помещения, на расстоянии до 200 метров от мастер станции P3 (и более, если использовать стандартные оптоволоконные конвертеры), работающий в качестве базовой станции надёжной системы сотовой сети.
•Блок беспроводной связи, установленный в каждом приводе беспроводной сети.
Существует множество различных типов арматуры и у каждой из них есть свои уникальные графики требуемого момента. Получив график требуемого крутящего момента для перемещения недавно установленной в рабочий процесс арматуры с приводом получается контрольный график, который можно использовать для сравнения с последующими графиками по ходу эксплуатации арматуры. По мере старения, арматуру становится сложнее открывать и закрывать из-за внутренних и внешних факторов. Например, если резьбовой шток на задвижке с выдвижным штоком не смазывать, то увеличится требуемый крутящий момент равномерно по всему ходу арматуры. Примером внутренней проблемы арматуры может быть повреждённое и загрязнённое седло. Это не обязательно будет влиять на требуемый крутящий момент в середине хода арматуры, но обязательно потребует большего момента при перемещении арматуры в или из седла.
Диагностические графики крутящего момента арматуры в программе Insight, установленной в диспетчерской
Беспроводная система работает не требующем лицензии диапазоне частот, 2,4ГГц ISM (Промышленный Научный и Медицинский), и имеет зону действия в прямой видимости между устройствами примерно 30 метров внутри помещения и 100 метров снаружи. В сеть с помощью беспроводного координатора могут быть связаны до 60 приводов
В беспроводной сотовой сети Pakscan, каждый привод в сети может действовать как независимый маршрутизатор, для обеспечения передачи сигнала до требуемого места назначения. Правильно настроенная сеть будет обеспечивать два или более путей между каждым приводом и беспроводным координатором. Таким образом, если стандартный маршрут трафика блокирован, или в случае аппаратного сбоя или сбоя связи, оно может быть преодолено, так как система динамически определяет альтернативный маршрут передачи данных. Это самовосстановление сети обеспечивает возможность замыкания петли, заданное двухпроводной петлёй Pakscan.
В такой сети, конфиденциальность и безопасность являются основными приоритетами. Чтобы предотвратить несанкционированные команды, отправляемые в устройства по беспроводной сети, вся информация управления зашифрована, используя Усовершенствованный стандарт шифрования (AES). Дополнительное шифрование включено в систему, чтобы предотвратить подключение к сети несанкционированных устройств и предотвратить атаку с повторением пакетов сообщения.
Данная схема демонстрирует как разные по конструкции приводы, совместно с приборами, например, расходомеры могут контролироваться и управляться в одной беспроводной сети Pakscan P3.
Беспроводная сетевая плата Pakscan P3 предоставляет доступ ко всем стандартным функциям управления и контроля и к данным, доступным в проводной системе Pakscan, совместно с информацией для диагностики и управления активами, хранящейся в регистраторе данных и конфигурационном файле привода Роторк IQ, которые до сих пор были доступны к загрузке только на месте установки привода с использованием пульта настройки Rotork Pro или других инструментов. Использование встроенных веб-страниц обеспечивает простое извлечение указанных файлов из диспетчерской по беспроводной сети.