| Описание | Шкафы ШУ используются для управления в автоматическом режиме компрессорными установками. При этом объектом управления является, как сам компрессор (либо группа компрессоров, входящих в состав установки), так и его привод (электродвигатель, паровая или газовая турбина и др.), а также вспомогательное технологическое оборудование и системы, входящие в состав компрессорной установки (КУ).
Состав шкафов ШУ приведён в таблице 1. Шкафы ШУ относятся к проектно-компонуемым изделиям и выполняет следующие основные функции:
- измерение, регистрацию, хранение, передачу на верхний уровень информации о значениях измеряемых параметров;
- сбор и отображение информации о состоянии КУ в виде экранов с мнемосхемами технологических участков и отдельных аппаратов с указанием актуальных значений измеряемых параметров и состояния оборудования;
- противоаварийная защита и аварийный останов КУ;
- автоматическое представление информации о появлении сигналов предупредительной и аварийной сигнализации и ее архивирование;
- антипомпажное регулирование и антипомпажная защита компрессорных установок;
- автоматический пуск и останов КУ в том числе и аварийный останов;
- связь с системой управления всего технологического процесса - системой «верхнего» уровня самодиагностика оборудования автоматизированной системы управления компрессорной установкой (АСУ КУ).
Состав измерительных компонентов шкафа ШУ определяется проектной документацией и может состоять из:
- контроллеров программируемых SIMATIC S7-400 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде (далее - Госреестр) № 15773-11), контроллеров программируемых SIMATIC S7-300 (Госреестр №15772-11), устройств распределенного ввода-вывода SIMATIC ET200 (Госреестр №22734-11); контроллеров ControlLogix (серия 1756) комплексов измерительно-вычислительных и управляющих на базе платформы Logix (Госреестр № 42664-09); аппаратуры измерения параметров вибрации многоканальной VC-6000 (Госреестр № 53212-13); аппаратуры измерения параметров вибрации многоканальной VDAU-6000 (Госреестр № 67316-17); комплексов измерительно-вычислительных для мониторинга работающих механизмов 3500/60 (Госреестр № 51765-12);
- преобразователей измерительных тока и напряжения с гальванической развязкой (барьеры искрозащиты) серии К (Госреестр № 22153-08); преобразователей измерительных серий S, K, H (Госреестр № 65857-16); преобразователей измерительных серий H (Госреестр № 40667-15); преобразователей измерительных серий MINI (Госреестр № 55662-13); преобразователей измерительных MTL5082; преобразователей измерительных серий MTL5500 (Госреестр № 39587-14).
Таблица 1 - Состав шкафов ШУ
| Наименование | Назначение | | 1 | 2 | | 1. Программируемые логические
контроллеры (ПЛК). | ПЛК являются основой построения АСУ КУ. Для управления КУ могут использоваться один или несколько контроллеров, объединяемых в единую сеть. ПЛК состоит из набора модулей, смонтированных в один или несколько каркасов. ПЛК имеет в своем составе следующие модули: процессорный модуль (модуль CPU), модуль питания, интерфейсные модули, модули входных и выходных сигналов. В некоторых случаях для увеличения надежности АСУ применяются ПЛК с резервированными модулями.
Модули входных сигналов предназначены для подключения к контроллеру входных аналоговых сигналов (AI) и дискретных входных сигналов уровня 24 В (DI). Процессорный модуль обрабатывает поступающие AI и DI сигналы и в соответствии с загруженной в CPU программой формирует управляющие сигналы, которые через модули выходных сигналов управляют работой КУ. Модули выходных сигналов ПЛК подразделяются на аналоговые сигналы уровня (AO) и дискретные сигналы (DO). Интерфейсные модули используются для связи контроллеров друг с другом, для связи с операторскими станциями, а также для связи АСУ КУ с другими АСУ, имеющимися у заказчика. Специализированные контроллеры для управления турбинами.
Шкафы могут быть укомплектованы специализированными контроллерами, предназначенными для управления турбинами. Эти контроллеры обеспечивают специальные функции, в частности, защиту турбин от превышения допустимой скорости их вращения. | | 2. Операторские
станции (ОС). | ОС представляет собой компьютер промышленного исполнения, состоящий из системного блока, монтируемого внутри шкафа, и монитора (сенсорного, либо с кнопками), монтируемого на поверхности шкафа.
В некоторых случаях ОС поставляется в настольном исполнении для установки на столе в помещении операторной.
ОС подключается к одному, либо нескольким контроллерам, входящим в состав АСУ КУ, и выполняет следующие функции:
- отображение на мониторе текущей информации о состоянии оборудования КУ и значений измеряемых параметров
- ручное управление КУ
- архивирование с возможностью дальнейшего просмотра рабочих параметров КУ (трендов параметров, состояния оборудования, сигнализации, действий операторов)
АСУ КУ может комплектоваться несколькими ОС.
В некоторых случаях для увеличения надежности АСУ применяются резервированные ОС.
ОС могут использоваться для обмена информацией между АСУ КУ и другими АСУ, имеющимися у заказчика. |
Окончание таблицы 1
| 1 | 2 | | 3. Панели
визуализации (ПВ). | ПВ представляют собой электронные устройства, монтируемые на наружной поверхности шкафа и имеющие на лицевой панели монитор (сенсорного, либо с кнопками).
ПВ подключается, как правило, к одному контроллеру и выполняет в АСУ КУ следующие функции:
- отображение на мониторе текущей информации о состоянии оборудования КУ и значений измеряемых параметров ручное управление КУ. | | 4. Источники питания | Источники питания 24 В.
Для электропитания оборудования АСУ все шкафы комплектуются резервированными источниками питании 24 В постоянного тока (VDC).
Источники бесперебойного питания (ИБП). ИБП предназначены для бесперебойности электропитания оборудования АСУ КУ. Данные устройства укомплектовываются аккумуляторными батареями, что позволяет сохранить работоспособность АСУ на некоторый промежуток времени при авариях системы электроснабжения на предприятии заказчика.
ИБП может также входить в объем поставки отдельной позицией. | | 5. Барьеры
искрозащиты. | Данные устройства применяются, когда КУ располагается в опасной зоне и необходимо обеспечить выполнение требований по взрывозащите, которые предъявляются, в частности, и к оборудованию АСУ.
Барьеры искрозащиты устанавливаются в шкафах на каналах подключения устройств АСУ (датчиков, клапанов), смонтированных в опасной зоне и имеющих соответствующую маркировку взрывозащиты. | | 6. Гальванические
изоляторы. | Данные устройства устанавливаются на каналах подключения сигналов к модулям входных и выходных сигналов ПЛК в качестве меры дополнительной защиты ПЛК. | | 7. Разделительные
реле. | Разделительные электромагнитные реле устанавливаются для обеспечения гальванического разделения цепей сигналов DI и DO. Это обеспечивает защиту модулей дискретных сигналов ПЛК. Разделительные реле позволяют посредством DO сигналов уровня 24 VDC управлять цепями более высокого напряжения и сильных токов. | | 8. Оборудование
вибромониторинга. | Шкафы могут быть укомплектованы каркасами оборудования вибромониторинга. Данное оборудование применяется для контроля за вибрационными параметрами деталей компрессорных агрегатов (такими как радиальная вибрация, осевой сдвиг, эксцентриситет) и защиты агрегатов при аварийных уровнях указанных параметров.
В состав системы вибромониторинга входят модули приема сигналов от вибродатчиков, модули питания, модули релейных выходов и интерфейсные модули. Сигналы от системы вибромониторинга поступают на модули ПЛК для их участия в логике управления КУ. | | 9. Коммутационное
оборудование. | При необходимости передачи потоков информации из АСУ КУ в другие АСУ в шкафах могут устанавливаться необходимые для этого устройства - конвертеры сигналов, свичи, коммутаторы и т.д.. | | 10. Кабели
межшкафные. | В случае, если оборудование АСУ КУ размещается в нескольких шкафах, в состав поставки могут входить межшкафные кабели для подключения шкафов друг к другу на площадке заказчика. | | 11. Шкафы | |
Обобщенная структурная схема шкафа типа ШУ приведена на рисунке 1
Рисунок 1 - Обобщенная структурная схема шкафа типа ШУ
Пломбирование шкафов ШУ не предусмотрено.
|
| Метрологические и технические характеристики | Таблица 3 - Метрологические характеристики измерительных каналов
| Состав ИК
(модуль контроллера, тип барьера искрозащиты) | Диапазон
измерений/
воспроизведений | Пределы
допускаемой
погрешности при температуре
окружающей
среды св. +23(С
до +27(С,
γ - приведённая,
Δ - абсолютная,
δ - относительная | Пределы допускаемой приведенной
погрешности при
температуре
окружающей среды
от +5(С до +23(С
и св. +27(С до +35(С,
γт - приведённая,
Δт - абсолютная,
δт - относительная | | 1 | 2 | 3 | 4 | | SIMATIC S7-300
6ES7331-1KF01-0AB0
KFD2-STC4-Ex2 | Аналоговый вход
от 4 до 20 мА | γ = ±0,4 % от верхнего предела диапазона
измерений | γт = ±0,52 %
от верхнего предела диапазона
измерений | | SIMATIC S7-300
6ES7331-7KF02-0AB0
KFD2-STC4-Ex2 | Аналоговый вход
от 4 до 20 мА | γ = ±0,6 % от верхнего предела диапазона
измерений | γт = ±0,7 %
от верхнего предела диапазона
измерений |
Продолжение таблицы 3
| 1 | 2 | 3 | 4 | | SIMATIC S7-300
6ES7331-1KF01-0AB0
KFD2-STC4-Ex1.2О | Аналоговый вход
от 4 до 20 мА | Δ = ±0,08 мА | Δт = ±0,1 мА | | SIMATIC S7-300
6ES7331-1KF01-0AB0
KFD2-UT2-EX1 | Сигналы (Ом)
от термопреобразователей сопротивления Pt100 (α=0,00385(С-1)
от -50 до +200 °С
от -50 до +260 °С
от -50 до +450 °С
от 0 до +100 °С | Δ = ±(0,06 % Т + 0,1 % D1 + 0,1(С+0,5 % D2)* | Δт = ±(0,08 % Т + 0,2 % D1 + 0,1(С+0,5 % D2)* | | SIMATIC S7-300
6ES7331-7KF02-0AB0
KFD2-STC4-Ex1.2O | Аналоговый вход
от 4 до 20 мА | γ = ±0,6 %
от верхнего
предела
диапазона
измерений | γт = ±0,7 %
от верхнего предела диапазона
измерений | | SIMATIC S7-300
6ES7331-7KF02-0AB0
KFD2-UT2-Ex1 | Сигналы (Ом) от термо-преобразователей сопротивления Pt100
(α =0,00385(С-1)
от -50 до +200 °С
от -50 до +260 °С
от -50 до +450 °С
от 0 до +100 °С | Δ = ±(0,06 % Т + 0,1 % D1 + 0,1(С+0,5 % D2)* | Δт = ±(0,08 % Т + 0,2 % D1 + 0,1(С+0,5 % D2)* | | SIMATIC ET200
6ES7331-7TF01-0AB0
KFD2-STC4-Ex2 | Аналоговый вход
от 4 до 20 мА | γ = ±0,2 % от верхнего предела диапазона
измерений | γт = ±0,22 %
от верхнего предела диапазона
измерений | | SIMATIC ET200
6ES7331-7TF01-0AB0
KFD2-STC4- Ex1.2O | | SIMATIC ET200
6ES7331-7TF01-0AB0
KFD2-UT2- Ex1 | Аналоговый вход
от 4 до 20 мА | Δ = ±0,03 мА | Δт = ±0,06 мА | | SIMATIC S7-300
6ES7332-7ND02-0AB0
KFD2-SCD-Ex1.LK | Аналоговый выход
от 4 до 20 мА | γ = ±0,14 %
от верхнего
предела диапазона воспроизведений | γт = ±0,32 %
от верхнего предела диапазона
воспроизведений | | SIMATIC S7-300
6ES7332-7ND02-0AB0
KFD2-SCD2-1.LK | Аналоговый выход
от 4 до 20 мА | Δ = ±18 мкА | Δт = ±46 мкА | | SIMATIC S7-300
6ES7332-7ND02-0AB0
KFD2-SCD2-Ex1.LK | | SIMATIC S7-300
6ES7332-7ND02-0AB0
KFD2-CD2-Ex2 |
Продолжение таблицы 3
| 1 | 2 | 3 | 4 | | SIMATIC S7-300
6ES7332-7ND02-0AB0
KFD2-CD-1.32 | Аналоговый выход
от 4 до 20 мА | γ = ±0,14 % от верхнего предела диапазона
воспроизведений | γт = ±0,32 %
от верхнего предела диапазона
воспроизведений | | SIMATIC S7-300
6ES7332-5HD01-0AB0
KFD2-CD-1.32 | Аналоговый выход
от 4 до 20 мА | γ = ±0,6 % от верхнего предела диапазона
воспроизведений | γт = ±0,7 %
от верхнего предела диапазона
воспроизведений | | SIMATIC S7-300
6ES7332-5HD01-0AB0
KFD2-SCD2-1.LK | Аналоговый выход
от 4 до 20 мА | γ = ±0,6 %
от верхнего
предела
диапазона
воспроизведений | γт = ±0,7 %
от верхнего предела диапазона
воспроизведений | | SIMATIC S7-300
6ES7332-5HD01-0AB0
KFD2-SCD2-Ex1.LK | | SIMATIC S7-300
6ES7332-5HD01-0AB0
KFD2-CD2-Ex2 | | SIMATIC S7-300
6ES7332-5HD01-0AB0
KFD2-SCD-Ex1.LK | | SIMATIC S7-300
6ES7331-7KF02-0AB0
KFD2-STC4-Ex1 | Аналоговый вход
от 4 до 20 мА | γ = ±0,6 % от верхнего предела диапазона
измерений | γт = ±0,7 %
от верхнего предела диапазона
измерений | | SIMATIC S7-300
6ES7331-7KF02-0AB0
HIC2025 | Аналоговый вход
от 4 до 20 мА | γ = ±0,7 % от верхнего предела диапазона
измерений | γт = ±0,8 %
от верхнего предела диапазона
измерений | | SIMATIC S7-300
6ES7331-7KF02-0AB0
MINI MCR-SL-I-I | Аналоговый вход
от 4 до 20 мА | γ = ±0,6 % от верхнего предела диапазона
измерений | γт = ±0,7 %
от верхнего предела диапазона
измерений | | SIMATIC S7-300
6ES7336-4GE00-0AB0
HIC2025 | Аналоговый вход
от 4 до 20 мА | γ = ±0,3 % от верхнего предела диапазона
измерений | γт = ±0,4 %
от верхнего предела диапазона
измерений | | SIMATIC S7-300
6ES7336-4GE00-0AB0
KFD2-STC4-EX1.2O | Аналоговый вход
от 4 до 20 мА | γ = ±0,2 % от верхнего предела диапазона
измерений | γт = ±0,3 %
от верхнего предела диапазона
измерений | | ControlLogix1756-IF16
KFD2-STC4-Ex2 | от 0 до 20 мА | γ = ±0,25 % от верхнего предела диапазона
измерений | γт = ±0,4 %
от верхнего предела диапазона
измерений | | ControlLogix 1756-IF8 KFD2-STC4-Ex2 | от 0 до 20 мА |
Продолжение таблицы 3
| 1 | 2 | 3 | 4 | | ControlLogix 1756-IF16 KFD2-STC4-Ex1.2О | от 0 до 20 мА | γ = ±0,25 % от верхнего предела диапазона
измерений | γт = ±0,55 %
от верхнего предела диапазона
измерений | | ControlLogix 1756-IF8 KFD2-STC4-Ex1.2О | от 0 до 20 мА | | ControlLogix1756-IF16 KFD2-UT2-Ex1 | Сигналы (Ом) от термо-преобразователей сопротивления Pt100
(α =0,00385(С-1)
от -50 до +200 °С
от -50 до +260 °С
от -50 до +450 °С
от 0 до +100 °С | Δ = ±(0,06 % Т + 0,1 % D1 + 0,1(С + 0,15 % D2)* | Δт = ±(0,08 % Т + 0,2 % D1 + 0,1(С + 0,3 % D2)* | | ControlLogix 1756-IF8 KFD2-UT2-Ex1 | Сигналы (Ом) от термо-преобразователей сопротивления Pt100
(α =0,00385(С-1)
от -50 до +200 °С
от -50 до +260 °С
от -50 до +450 °С
от 0 до +100 °С | Δ = ±(0,06 % Т + 0,1 % D1 + 0,1(С + 0,15 % D2)* | Δт = ±(0,08 % Т + 0,2 % D1 + 0,1(С + 0,3 % D2)* | | ControlLogix 1756-IF6I KFD2-UT2-Ex1 | Сигналы (Ом) от термо-преобразователей сопротивления Pt100
(α =0,00385(С-1)
от -50 до +200 °С
от -50 до +260 °С
от -50 до +450 °С
от 0 до +100 °С | Δ = ±(0,06 % Т + 0,1 % D1 + 0,1(С + 0,15 % D2)* | Δт = ±(0,08 % Т + 0,2 % D1 + 0,1(С + 0,3 % D2)* | | ControlLogix 1756-IF6I KFD2-STC4-Ex2 | от 0 до 20 мА | γ = ±0,2 %
от верхнего предела диапазона
измерений | γт = ±0,5 %
от верхнего предела диапазона
измерений | | ControlLogix 1756-IF6I KFD2-STC4-Ex1.2О | от 0 до 20 мА | | ControlLogix 1756-OF4
KFD2-SCD2-1.LK | Аналоговый выход
от 0 до 20 мА | γ = ±0,1 %
от верхнего
предела
диапазона
воспроизведений | γт = ±0,4 %
от верхнего предела диапазона
воспроизведений | | ControlLogix 1756-OF4
KFD2-SCD2-Ex1.LK | Аналоговый выход
от 0 до 20 мА | | ControlLogix 1756-OF4
KFD2-CD2-Ex2 | Аналоговый выход
от 0 до 20 мА | | ControlLogix 1756-OF4
KFD2-SCD-Ex1.LK | Аналоговый выход
от 0 до 20 мА | γ = ±0,15 % от верхнего предела диапазона
воспроизведений | γт = ±0,4 %
от верхнего предела диапазона
воспроизведений | | ControlLogix 1756-OF4
KFD2-CD-1.32 | Аналоговый выход
от 0 до 20 мА | | VDAU-6000
KFD2-VR4-Ex1.26 | Сигналы от преобразователей виброускорения, виброскорости
от 0,1 до 800 м/с2
от 0,1 до 500 мм/с | δ = ±5 % | δт = ±5 % |
Окончание таблицы 3
| 1 | 2 | 3 | 4 | | VIBROCONTROL-6000 SM-610-A07
KFD2-VR4-Ex1.26 | Сигналы от преобразователей виброускорения, виброскорости и виброперемещения
св. 0 до 80·10 м/с2
св. 0 до 100 мм/с
св. 0 до 2000 мкм | Δ = ±(0,08·10 м/с2 + 0,5 % D3)
Δ = ±(0,1 мм/с + 0,8 % D3)
Δ = ±(10 мкм + 0,5 % D3) | Δт = ±(0,08·10 м/с2 + 0,5 % D3)
Δт = ±(0,1 мм/с + 0,8 % D3)
Δт = ±(10 мкм + 0,5 % D3) | | VIBROCONTROL-6000 SM-610-A07
KFD2-UT2-Ex2-1 | Сигналы (Ом) от термопреобразователей сопротивления Pt100
(α =0,00385(С-1)
от -50 до +200 °С
от -50 до +260 °С
от -50 до +450 °С
от 0 до +100 °С | Δ = ±(1,2 % T + 0,1 (С) | Δт = ±(2,3 % T + 0,1 % D2+0,1 (С) | | Bently Nevada 3500/60
MTL5582 | Сигналы (Ом) от термопреобразователей сопротивления Pt100
(α =0,00385(С-1)
от -200 до +850 °С | Δ = ±3,5 (С | Δт = ±4,2 (С | | Bently Nevada 3500/60
MTL5082 | Сигналы (Ом) от термопреобразователей сопротивления Pt100
(α =0,00385(С-1)
от -200 до +850 °С | Δ = ±3,5 (С | Δт = ±4,2 (С | | Примечание * - Т - значение измеряемой температуры, D1 - часть общего диапазона изменения входного сигнала (в Ом), сконфигурированная программным путем; D2 - диапазон измерений в градусах Цельсия; D3 - значение измеряемого параметра вибрации (виброускорение, виброскорость, виброперемещение). |
Таблица 4 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение | | Рабочие условия применения:
- температура окружающей среды, °С
- относительная влажность (без конденсата), % | от +5 до +35
до 80 | | Параметры электрического питания:
- напряжение переменного тока, В
- частота переменного тока, Гц | 220/380
50±1 | | Система подогрева | отсутствует | | Время работы от встроенного ИБП, мин | 30 | | Ресурс эксплуатации, ч, не менее | 20000 | | Средний срок службы, лет, не менее | 10 | | Степень защиты оболочки от пыли и влаги по ГОСТ 14254-96 | IP 54 |
|
