Solvay em Rheinberg, Alemanha
Reforma e modernização das instalações de produção de soda e glicerina
Troca de informações sem interferência com tecnologia INTERFACE-Ex
Os módulos INTERFACE garantem uma transferência de sinal segura e sem interferência entre o campo e o controle. A transmissão precisa e sem falhas dos valores de medição é um pré-requisito importante para uma regulagem de processo perfeita.
Para garantir a segurança e funcionamento em instalações com atmosferas explosivas, os circuitos de corrente de sinal são executados no grau de proteção contra ignição com segurança intrínseca.
Quais as outras exigências impostas à moderna tecnologia INTERFACE é mostrada pela modernização das instalações da Solvay em Rheinberg.
Reforma e modernização das instalações de produção de soda e glicerina
O grupo alemão Solvay faz parte do grupo de empresas químicas e farmacêuticas
internacionais Solvay S.A. com sede em Bruxelas, que em 2001 contava com 31.600 funcionários em 50 países e obteve um faturamento anual de 8,7 bilhões de Euros. Nas fábricas de Rheinberg a Solvay produz substâncias químicas básicas, como soda e glicerina, além de materiais sintéticos como PVC, polímeros especiais e poliolefinas.
A estratégia da empresa baseia-se no crescimento sustentável através de amplos investimentos em instalações produtivas, entre outros. Uma importante contribuição para a elevação da produtividade e otimização da qualidade de instalações de processo é obtida por uma tecnologia de controle de processo moderna, com eficiência crescente e capacidade de comunicação.
Apenas na instalação de soda são processados pelo sistema de controle sinais 1500 AI, 600 AO, 1000 DI e 500 DO. Em ambas instalações, os sinais de campo são conduzidos por meio de cabos padrão com 60 fios para a respectiva área de triagem e de equipamentos e colocados em núcleos de triagem na área de distribuição. De lá, os sinais são distribuídos para os quadros do sistema de controle existente na mesma área. Na modernização foi mantida a estrutura da instalação.
O sistema de controle de ambas instalações foi executado na versão com 19 polegadas, sendo que as placas de entrada/saída estão isoladas galvanicamente entre si e dispõem de entradas e saídas com segurança intrínseca opcionais.
Agora este sistema de controle será substituído por um sistema de controle de processo de alta capacidade com a tecnologia de trilho em U, que comunica-se com o nível de comunicação e arquivamento, além dos níveis de controle por meio de sistemas de Bus. Agora, os sinais de uma parte da instalação serão classificados de acordo com o quadro de controle.
As reformas foram feitas com a instalação em funcionamento, sem paralisação, sendo que cada sinal foi transferido para os novos quadros durante a migração.
Isolação galvânica de sinais analógicos
A transmissão segura e sem interferência das funções de estado convertidas em sinais analógicos elétricos, como temperatura, pressão, vazão ou valor pH, é um pré-requisito importante para uma regulagem perfeita do processo.
Especialmente em instalações ramificadas a isolação galvânica, com acoplamento dos circuitos de corrente elétrica, é uma contribuição essencial para a eliminação de interferências como circuito terra e inclusões de indutividades ou capacidades. Por isso, os responsáveis pelo Departamento de Automação incluíram nas especificações uma nova tecnologia de controle com isolação galvânica de três vias por canal dos sinais analógicos.
Não apenas a largura construtiva é um critério importante
Para poder dotar todas as entradas e saídas com uma isolação galvânica, a largura construtiva foi um critério essencial para a seleção da tecnologia INTERFACE.
Para reduzir a variedade de tipos e minimizar os custos de armazenagem, a tecnologia INTERFACE selecionada deve ser utilizada no processo produtivo tanto para a instalação de soda sem Ex, como na instalação de glicerina com atmosferas explosivas da zona 1.
No mais, este nível INTERFACE deve ser executado com placa-mãe, para poder interligá-la com as estações de I/O por meio do sistema de cabos pré-montados.
Cabeamento vertical
As placas-mãe PI-Ex-MB 16 e PI-MB 16 aqui utilizadas têm um comprimento de 224 mm, permitindo a instalação exata de três destas placas-mãe de 16 canais sobre cada trilho de montagem no lado posterior do quadro basculante. Soluções INTERFACE equivalentes necessitam claramente 30% a mais de espaço e inviabilizariam esta solução.
A construção das placas-mãe PI oferece ainda outras vantagens ao usuário: a placa do suporte está protegida em uma caixa de montagem para trilhos e com montagem simples. A alimentação de tensão redundante, com isolamento por diodos e contatos de sinalização oferece segurança adicional. Este cabeamento vertical como princípio básico Process Interface oferece vantagens adicionais, pois os pontos do módulo para o cabeamento de campo encontram-se diretamente sobre a placa-mãe.
As placas-mãe ainda vazias podem ser facilmente montadas nos quadros de comando e o cabeamento disposto diretamente sobre o módulo da placa-mãe. Os módulos são encaixados (agora ou posteriormente), sendo que estes podem ser codificados e contatam com a placa-mãe (contatos folheados a ouro) através do mecanismo de encaixe à prova de vibração.
Adaptações funcionais durante a fase de colocação em funcionamento são possíveis e as reservas podem ser conservadas facilmente. Nesta aplicação 15% do espaço de conexão permanece vazio para expansões posteriores. Os custos para os seccionadores também são eliminados com a expansão da instalação. Os amplos parâmetros Ex tornam os secionadores PI compatíveis com todos os equipamentos de campo usuais.
Assim, para adaptação de todos os sinais de campo analógicos existentes em ambas instalações são suficientes três tipos de módulos: Os secionadores de alimentação do transdutor PI-Ex-RPSS para transmissor de dois condutores de vários fabricantes, para vazão, densidade de gás, temperatura e valor PH. Para transmissor de vazão indutivo, alimentado como Ex-e pelo campo, aplica-se o secionador de entrada PI-Ex- AIS: todas as válvulas de regulagem analógicas são controladas pelo seccionador de saída PI-Ex-IDS.
Graças à tecnologia de comando inovadora, os secionadores Ex com 12,4 mm de largura caracterizam-se também pelo processamento preciso de sinais (variação de linearidade < 0,1 %) e uma pequena dissipação de energia (secionador de alimentação: máx. 1,3 Watt). As entradas, saídas e peças de rede são isoladas galvanicamente entre si.
Todos os secionadores utilizados transmitem o protocolo Hart de forma bidirecional. Aqui o Hart é utilizado para parametrização e diagnóstico de equipamentos. Os secionadores Ex PI são certificados, conforme ATEX, como componentes e acessórios com segurança intrínseca para a Zona 0.
Resumo
O Process Interface da Phoenix Contact contribui na Solvay para que a produtividade das instalações seja elevada de forma eficiente, com uma moderna tecnologia de controle de processo.