Русский   English   Português    Automação industrial e acionamentos elétricos ELABORAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO DO SCA PT

SCA PT DO BLOCO DE OXIGÊNIO

1. Característica do objeto em controlo

O separador do ar АK-6-2 é destinado à obtenção do oxigênio e azoto gaseiforme e líquido.

O separador АK-6 é o sistema criogênico que funciona com base no princípio de refrigeração paulatina do ar até à temperatura da sua liquefação, com decomposição posterior do ar líquido em componentes, mediante retificação.

O frio necessário à liquefação do ar e à recuperação das perdas do frio é obtido por conta da dilatação do ar comprimido nos grupos de turbinas de expansão.

O funcionamento da instalação baseia-se no ciclo da baixa pressão. O ar com o consumo volumétrico de 32000 m3/hora, comprimido no turbocompressor até a pressão de 5.2 kg.f./cm2, é conduzido ao aparelho de refrigeração, onde é arrefecido por água até à temperatura de cerca de 20ºC. Posteriormente, o ar é conduzido ao grupo regenerador composto de dois pares de regeneradores 1 – 4 com serpentinas de compensação inseridas, destinadas à obtenção do produto seco. Ao passar através dos regeneradores, o ar é refrigerado até a temperatura de saturação. Ao mesmo tempo, em zonas determinadas ao longo dos regeneradores, acontece a congelação da humidade, do anidrido carbónico e dos hidrocarbonetos no bocal do regenerador. Enquanto o ar passa através de um regenerador do vapor, através do segundo passa o fluxo inverso que retira do bocal as impurezas que se precipitaram no decurso da injeção direta

Dentro dos aparelhos do bloco (colunas de retificação, condensadores, termopermutadores) realiza-se a decomposição do ar em produtos puros: oxigênio e azoto.

Os aparelhos situados fora do bloco de separação do ar, são destinados à refrigeração prévia do ar, ao aquecimento da instalação, à regeneração dos absorvedores e à vaporização do líquido retirado dos aparelhos do bloco de separação.

2. Funções desempenhadas pelo sistema

O SCA PT desempenha o seguinte conjunto de funções

- controlo automático do funcionamento do bloco de oxigênio, com observância de regimes tecnológicos estabelecidos e manutenção dos parâmetros do processo, definidos;
- sintonização automática em situação do desvio dos parâmetros estabelecidos;
- visualização do processo tecnológico e dos parâmetros dos equipamentos, de forma digital e gráfica;
- fornecimento da informação corrente e arquivada sobre o estado técnico dos equipamentos e sobre os parâmetros do processo tecnológico, impressão dos relatórios e gráficos;
- proteção contra acesso não autorizado e delimitação dos níveis de acesso do pessoal de serviço; - manutenção do diálogo com o operador;
- condução do arquivo de parâmetros e acontecimentos;
- manutenção de protocolos de intercâmbio das informações com as redes do nível superior (nível do SCA da empresa);
- gestão automática do processo tecnológico, de acordo com os regimes tecnológicos estabelecidos;
- receção dos sinais provenientes dos esquemas da sinalização de emergência e prevenção e apresentação dessa informação nos ecrãs das estações de trabalho;
- diagnóstico dos meios técnicos do sistema;
- intercâmbio de dados com o 2º nível.

No 2º nível (nível superior), o sistema assegura as funções de visualização do processo tecnológico, o diálogo com o operador, a acumulação e a arquivação de dados e o intercâmbio de dados com o nível inferior.

Adicionalmente, existe o controlo do regime térmico do bloco através de sinais provenientes do meio dos regeneradores (apenas para o bloco AK-6) e a comutação dos regeneradores em regimes: “Manual”, “Deslocamento a distância” que não estavam previstos no sistema orgânico.

O esquema estrutural do SCA PT do bloco de oxigênio está apresentado na fig. 1

3. Estrutura e funcionamento do sistema.

O sistema compreende a estrutura hierárquica de controlo de dois níveis:

1) nível inferior (primeiro): a aparelhagem de medição e controlo e automação e o controlador redundante programável SIEMENS série SIMATICS7-400H. O tratamento dos sinais de entrada e saída é exercido com a ajuda de composições redundantes da periferia distanciada da série ET 200M-IM153-2HF, recomendadas pela direção da Siemens (recomendação N.º6ES7988-8HA10-8BA0) e de módulos de entrada/saída da mesma série;

2) nível superior (segundo): três estações do operador, iguais pela sua funcionalidade, baseadas nos PC com TFT monitores de 24" dotadas do sistema de visualização elaborado em SKADA WINCC 7.0, ligadas através da rede PROFINET com os controladores programáveis do nível inferior. No segundo nível está prevista ainda a estação de engenharia com os pacotes de engenharia pré-instalados dos programas STEP-7 e WINCC 7.0 destinados à elaboração dos programas de visualização e automação, assim como à manutenção dos programas existentes, e o servidor dos acontecimentos baseado no PC IBM e no pacote CAS (arquivação dos dados históricos sobre o funcionamento do dispositivo). No futuro, é possível a conexão ao servidor de estações do operador do bloco de oxigênio AKar-6.

Com vistas a controlar o trabalho do IT pessoal, nos esquemas lógicos de comando e visualização é previsto o pacote de programas WINCC/AUDIT RT V7.0, CRIAÇÃO DO LIVRO DE REGISTO DAS ALTERAÇÕES. Para o controlo das atividades do pessoal de exploração, está previsto o pacote de programas Simatic LOGON.

1. Destinação.

O referido sistema é destinado ao acompanhamento dos parâmetros do funcionamento do bloco de oxigênio, à sua arquivação e registo, assim como ao controlo do funcionamento das válvulas de comutação.

2. Descrição dos princípios gerais de funcionamento do sistema.

O sistema de visualização representa um conjunto de janelas através das quais o operador pode controlar o estado técnico das válvulas e os valores análogos, vendo-os em forma de gráficos, assim como dirigir regimes de comutação do primeiro e segundo pares da instalação.

O ecrã está dividido em 3 partes principais: menu superior (está sempre à vista), parte inferior (está sempre à vista) que proporciona a possibilidade de cambiar formas e a parte média em que estão apresentadas várias formas.

1) Menu superior

DESLIGAR – posição do interruptor “DESLIGAMENTO DE EMERGÊNCIA” no painel de comando. Cor verde – não apertado e a cor vermelha, apertado.
Janela de avisos: nela são apresentadas dois últimos avisos do sistema, sendo os de emergência a cor vermelha ou de advertência, a cor amarela.
Botão ao lado da janela de avisos é para limpar esta janela.
Desligamento do sinal sonoro: desligamento da sinalização sonora.
Acusação do recebimento: desligamento de todos os avisos de emergência.
Calculadora – chamada da calculadora.
Botão impressora: impressão do ecrã (apenas para o pessoal da aparelhagem de medição e controlo ou do sistema de controlo automático).
EN – situação do teclado (EN/RU – Inglês/Russo).
Caps – situação da tecla de registo (CapsLock).
Logotipo do elaborador.
Data e hora.

2) Meu inferior

A passagem ao setor ou à janela é feita mediante condução do cursor ao botão, apertando o botão esquerdo do rato ou a respetiva tecla funcional.

Princípio geral de representação do valor análogo:

- Representa-se a denominação do sinal, o seu significado corrente e a sua unidade de medida;
- Ao ser conduzido o cursor a este valor, aparece a descrição do referido sinal;
- Ao ser clicado o botão esquerdo do rato sobre este valor, aparece o gráfico de alterações deste parâmetro ocorridas no decorrer da última hora (não é possível a apresentação de vários gráficos, porquanto para tal é destinada a janela “Gráficos” em que são configuradas, examinadas e analisadas todas e quaisquer combinações de sinais análogos do sistema);
- Sendo para tal ou qual sinal prevista a sinalização de aviso ou de emergência, o campo debaixo do significado do sinal tornar-se-á amarelo ou vermelho, respetivamente. Com isso, na janela superior aparecerá a notificação e será feita a anotação no livro de avisos.

O princípio geral de representação das válvulas: a denominação das válvulas em análise é representada com a letra maiúscula em negrete e, ao sofrer alteração a posição da válvula (fechada/aberta), altera-se a cor da válvula e a respetiva posição regista-se no livro de avisos. As válvulas que não fazem parte do sistema são representadas com a letra minúscula e a sua cor é sempre branca.

Ao reagir qualquer bloqueio tecnológico, na janela superior aparecerá o respetivo aviso (com a anotação simultânea no livro de avisos), ou no ecrã logicamente ligado à mesma, acenderá a lâmpada vermelha e o aviso (por exemplo, o aviso “Falta do ar no aquecedor elétrico” aparecerá na parte superior, e a lâmpada e a notificação serão representadas na janela Absorvedores)

F1 – chamada do documento.
F2 – janela do aparelho de arrefecimento por ar, vide fig. 1, Anexo 1 (possibilidade de fazer incumbência ao regulador do nível nos purificadores do ar e do azoto, parâmetros Р46 e Р48, campo de introdução da cor verde).
F3 - janela Regeneradores, vide fig. 2, Anexo 1 (controlo da situação das válvulas de comutação).
F4 - janela Absorvedores, vide fig. 3, Anexo 1.
F5 - janela Turbinas de expansão, vide fig. 4, Anexo 1 (aqui mesmo é representada a situação dos aparelhos automáticos da eletrónica).
F6 - janela Coluna inferior, vide fig. 5, Anexo 1 (regulador do nível na coluna inferior – P1).
F7 - janela Coluna superior, vide fig. 6, Anexo 1.
F8 - janela Vaporizador do oxigênio, vide fig. 7, Anexo 1 (regulador do nível no vaporizador do oxigênio líquido – P31).
F9 - janela Tabela, vide fig. 8, Anexo 1 (tabela geral dos análogos do sistema).
F10 - janela Regeneradores válvulas, vide fig. 9, Anexo 1 (controlo das válvulas de comutação).
F11 - janela Avisos, vide p. 3 fig. 3.
F12 - janela Gráficos, vide p. 4 fig. 4.
Regime – janela Regime, vide fig. 10, Anexo 1 (gestão do regime de comutação do par 1º e 2º).
Campo (da cor branca), e que é representado o nome do usuário corrente do sistema.
Botão Operator – o operador torna-se usuário do sistema, automaticamente.
Diagnóstico – representam-se, esquematicamente, os módulos de entrada/saída do controlador e o seu estado.
Ajustamento – ajustamento do funcionamento das válvulas e reguladores (o acesso é permitido apenas aos especialistas em aparelhagem de medição e controlo ou SCA).
Relatório – relatório sobre o trabalho da instalação durante o período do tempo, escolhido.
Livro – anotação, por horas, dos valores de parâmetros revelados durante o período do tempo, escolhido.

3. Livro de avisos.

A janela de avisos permite ver os seguintes avisos:

- De emergência (a cor vermelha),
- De advertência (amarela),
- Ordens (azul),
- Estado (verde),

que tinham lugar há um período não superior a 60 dias.

Na coluna “Data” indica-se a data do aviso, na coluna “Tempo” – a hora, na coluna “Fonte” – denominação do grupo e na coluna “Comentário”, o texto do aviso.

- a cor contínua – aviso que entrou;
- a cor transparente – aviso enviado;

Os comutadores localizados do lado direito da janela de avisos, conduzem à janela de avisos:

- Comutador “Avisos correntes” – somente os estados ativos (não acusado o recebimento e não enviados).
- Comutador “Todos os avisos” – aqueles que entraram e foram enviados nas últimas 24 horas ou após a ligação do computador.

Grupo “Tipo do aviso”:

- Comutador “Todos os avisos ” – permite ver os avisos e comandos de emergência.
- Comutador “Avarias” – permite ver apenas os avisos de emergência.
- Comutador “Advertências” – permite ver apenas as advertências.
- Comutador comandos – permite ver apenas os comandos.
- Comutador “Estados” – permite ver apenas os estados.

Sendo introduzido na janela “Fontes” o número da posição (ou símbolos constantes da denominação), será formada a solicitação SQL à base de dados e efetuado o exame de avisos referentes apenas àqueles mecanismos ou posição cujo nome contenha os símbolos introduzidos.

O clique na data abrirá o calendário para escolher a data inicial e final do exame. Após escolhidos os limites temporários necessários, aperta-se o botão “Renovar”. Essas funções serão acessíveis desde que escolhidos “Todos os avisos”.

4. Gráficos.

Essa forma é destinada à visualização de gráficos dos valores em medição, em quaisquer combinações. Graças à implementação da última versão SCADA do sistema WinCC, o usuário poderá configurar cada gráfico para ver os valores necessários e essa informação será guardada no projeto. Deste modo, quando da próxima abertura da janela (e mesmo após recarregado o computador), todas as variáveis do gráfico ficarão restabelecidas.

5. Anexo. AAA

Aparelho de arrefecimento por ar

Regeneradores

Absorvedores

Turbinas de expansão

Coluna inferior

Coluna superior

Vaporizador do oxigênio

TABELA

Regeneradores válvulas

Regime