302
Steam Management Solutions
Sistemi Vapore gestiti con:
• La massima Efficienza
• Il minimo Costo
• Il rispetto dell'Ambiente
302
Steam Management Solutions
Dal 1910 Spirax Sarco fornisce prodotti per l’uso efficiente del vapore e degli altri
vettori termici e fluidi industriali.
La combinazione di tali conoscenze con le più avanzate tecnologie hanno permesso la progettazione di una unità di gestione che consente di:
• massimizzare l’efficienza
• ridurre gli inquinamenti ambientali
• incrementare la produttività
Circa il 45% del combustibile bruciato è impiegato per la generazione del vapore,
necessario in moltissimi processi industriali.
Con l’utilizzo di strumenti e procedure appropriate si possono risparmiare ingenti
risorse finanziarie, infatti è dimostrata la possibilità di ridurre del 20% i costi operativi per la generazione del vapore.
Se si considera invece l’intero sistema vapore il risparmio è più consistente.
Dalla tabella sottostante, appare evidente che intervenendo nelle tre aree tipiche
del ciclo si possono ottenere ricuperi di efficienza pari al 30÷40%
Aree di opportunità
Ricuperi
di efficienza
Generatore
4 ÷ 8%
Scelta ed utilizzo generatore
1 ÷ 2%
Ricuperi calore
2 ÷ 4%
Analisi emisssioni
1 ÷ 2%
Controllo – supervisione – manutenzione
18 ÷ 27%
Acque alimento / blowdown / defangazione
10 ÷ 12%
Ritorni condensa / serbatoi raccolta-degasazione / scambiatori
5 ÷ 10%
Implementazione controlli (es. funzione master – livello 2 / 3 elementi)
3 ÷ 5%
Circuiti distribuzione
10 ÷ 15%
Perdite – dispersioni
2 ÷ 3%
Scaricatori di condensa
6 ÷ 8%
Isolamenti
3 ÷ 4%
Dati tratti da: Power Specialities Co - articolo di Alliance to Save Energy (organizzazione No Profit)
La disattenzione posta fino ad ora a questi sprechi deriva dal fatto che il costo del
vapore era a suo tempo, inferiore e, da sempre, considerato come costo generale o al massimo indiretto; tale classificazione rende poco chiara l’incidenza dello
stesso sul costo del prodotto finale. E’ oggi necessario, in condizione di costi
energetici e di controllo ambientale crescente, ridurre continuamente gli sprechi,
intervenendo sia nella esatta determinazione dell’impatto sul costo finale del prodotto, sia investendo in sistemi di riduzione costi.
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La specifica di base
L’unità SMS 302 contiene, già preconfigurate, le funzioni ed i blocchi necessari alla gestione di:
• Sicurezze:
Livello - Pressione - Temperatura - Allarmi bruciatore
• Portate - Temperature - Pressioni:
Caldaia - Vapore - Acqua alimento - Metano - Aria Ritorno condense - Ambiente - Fumi
• Livello:
Caldaia - Degasatore
• Emissioni:
O2 - Co - Nox
• Analisi:
TDS e Contaminazione Condense con comandi Blowdown e
Defangazione
• Controlli:
Livello 1 / 2 / 3 elementi - Rapporto aria / gas con influenza O2 Master pressione e Comando sfioro
• Interfacce:
Rs / Modbus con bruciatore e / o trattamenti acque “Demi”
• Allarmi e blocchi:
Segnalazioni e Cronologia interventi
• Registrazioni:
Variabili monitorate in tempo reale e storico
• Consumi:
Istantanei e mediati
• Rendimenti:
Istantanei e mediati
• Diagnostiche:
Di tipo avanzato, in grado di verificare guasti - calibrazioni disturbi nei segnali - problemi nei collegamenti.
L’unità base SMS 302 della SxS prevede di operare simultaneamente con due diverse tecnologie di campo:
• Foundation Fieldbus
• 4 ÷ 20 mA
ed è in grado di gestire ingressi / uscite digitali ed
interfacce (EIA 232 Mod bus ed Ethernet 10/100 Mbit)
I nostri tecnici commerciali, supportati dall’ufficio tecnico centrale, sono in grado di prendere visione della
realtà impiantistica collegata al produttore di vapore.
Sovente la caldaia o le caldaie presenti nella centrale
termica sono già dotate di utenze di controllo e trasmettitori collegati alle misure principali. Il nostro pro-
Caldaia - Controllo combustione
Caldaia - Controllo livello a 3 elementi
dotto è studiato per integrarsi con le realtà esistenti, permettendo però una facile
espansione progressiva alle
misure ed utenze necessarie a fornire nella fase finale: il calcolo del rendimento e la riduzione di costo
collegata ai combustibili,
ai recuperi energetici ed
alla ottimizzazione dei parametri di controllo.
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L'hardware
SMS 302 è costituito, nella sua versione base, da due cestelli rack contenenti:
• DF 51 N°1
microprocessore 32-bit RISC 50 MIPS con doppia memoria: 2MB, 32-bit NV RAM
(mantenimento dati e configurazione) e 2MB, 32-bit flash memory (per firmware).
Il microprocessore ha disponibili N° 4 canali Fieldbus indipendenti (ISA-S50.021992/31.25Kbps), una porta Ethernet 10/100 Mbps ed una porta seriale EIA 232 Modbus
• DF 50 N° 1
alimentatore per microprocessore: ingresso 90÷260 V ac; uscita 5 V a 3 A, 24 V a 0.3 A;
consumo massimo 35 V A
• DF 52 N° 1
alimentatore per 4 canali Fieldbus: 90÷260 V ac a 47÷440 HZ con consumo massimo 45
Watt. Uscita 24 V dc ± 1%
• DF 53 N° 1 adattatore di impedenza per 4 canali Fieldbus: 24 ÷32 V dc ±10% 340 mA
• DF 57 N° 1 scheda da 8 ingressi analogici 4÷20 mA
• DF 32 N° 1 scheda da 8 ingressi digitali + 4 uscite digitali a mezzo relè
L’hardware sopra descritto è in grado di gestire le abituali utenze relative ad uno
o due generatori di vapore. Le scorte disponibili servono ad estendere e/o
personalizzare SMS 302 in funzione delle specifiche necessità riscontrate presso l’utente finale. Espansioni ulteriori (Rack+schede) sono facilmente ottenibili
per soddisfare qualsiasi esigenza funzionale.
STAZIONE
DI CONTROLLO
HUB OPZIONALE
RS 232 MODBUS
OPZIONALE
PC2
ETHERNET
(ETHERNET)
ETHERNET
SCORTA
DF
50
DF
51
BMP 302
DF DF DF
52 53 57
DF
32
8 INGRESSO DIGITALI/4 USCITE DIGITALI
8 INGRESSI 4+20mA
BT 302
AUSILIARI/DEGASATORE
LD 302
LD 302
LD 302
LD 292
LD 292
TT 302
IF 302
FI 302
BT 302
INTERFACCIA BRUCIATORI/COMUNI
DC 302
DC 302
IF 302
LD 292
FI 302
16 D/I
8 D/O
16 D/I
8 D/O
Master (opz.)
BT 302
GENERATORE 2
LD 302
∆p Vapore
LD 302
∆p Aria
LD 302
LD 292
∆p Metano
P Metano
LD 292
TT 302
T.Aria
PT 100
IF 302
02 Fumi
TDS
Livello
T Metano
PT 100
P Vapore
FI 302
Metano
Aria
Acqua alimentazione
Valvole 4+20mA
BT 302
GENERATORE 1
LD 302
∆p Vapore
4
LD 302
∆p Aria
LD 302
LD 292
∆p Metano
P Metano
LD 292
P Vapore
TT 302
T.Aria
PT 100
T Metano
PT 100
IF 302
02 Fumi
TDS
Livello
FI 302 Metano
Aria
Acqua alimentazione
Valvole 4+20mA
Il software
Per la configurazione e l'operatività
SMS 302 è normalmente preconfigurato in funzione della reale struttura
impiantistica identificata con l’utente.
I pacchetti software impiegati per la configurazione/operatività sono:
SYSCON: Software di configurazione.
Spirax Sarco impiega normalmente questo pacchetto adatto alla configurazione di
sistemi Fieldbus ed ibridi 4÷20 mA utilizzando blocchi preesistenti in archivio. Ciò
permette di non addebitare al cliente ogni volta l’ingegnerizzazione integrale del pacchetto di controllo.
SYSCON serve solamente nella fase iniziale di configurazione, infatti la tecnologia
impiegata permette di scaricare logiche e strategie nelle unità a campo e, ove fosse
necessario (soluzioni ibride 4÷20 mA), nella CPU. Per non gravare sul costo di
SMS 302, il software di configurazione Syscon non è normalmente fornito in dotazione, ma, ove il cliente intenda rendersi totalmente indipendente nelle implementazioni o
modifiche di impianto, Syscon verrà reso disponibile e
supportato da documentazione standard o con adeguato
corso di istruzione.
DFI-SVR OLE SERVER: Software OPC (Ole For
Process Control)
Rende disponibili tutte le funzioni configurate
(Fieldbus e 4÷20mA) all’operatore, che, mediante
pagine grafiche come di seguito elencate nel paragrafo interfaccia uomo/macchina, sarà in grado di
supervisionare ed intervenire nel suo controllo di processo. DFI SVR OLE SERVER viene fornito in dotazione a SMS 302 con chiave hardware.
La piattaforma software base installata nel P.C. di
controllo supervisione è Windows NT/2000.
Il computer (fornito da Spirax Sarco o reso disponibile dal cliente finale) dovrà avere i seguenti requisiti minimi:
•
•
•
•
•
•
Processore:
RAM:
HDD:
Drive:
Porte:
Video:
Pentium
123 MB
300 MB spazio libero
CD-Rom
RS 232-Ethernet 10 Mbps
1024x768 – 64K colori
Per l'interfaccia
uomo - macchina
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Per l'interfaccia
uomo macchina
I pacchetti software
normalmente impiegati da Spirax Sarco
per la parte grafica
i n t e r a t t i va s o n o
Aimax o Genesis
(vedi pagine qui riportate ad esempio).
SMS 302 viene fornito con pagine grafiche
preconfigurate e personalizzate per il/i generatore/i in questione. La configurazione, salvata su
CD, viene abilitata da chiave hardware fornita in
dotazione.
Nella fase di assistenza all’avviamento o di istruzione per l’operatore, il personale Spirax Sarco
effettuerà tutte le operazioni di caricamento e salvataggio programmi, in maniera tale che, anche
per eventuale guasto del computer, sarà sufficiente un semplice spostamento della chiave hardware
ed un rilancio del programma (salvato su CD) per
abilitare (in pochi minuti) un PC qualsiasi come unità
operativa sostitutiva.
E’ importante ricordare che, ove SMS 302
gestisca controlli /
blocchi / allarmi, questi non vengono interrotti o pregiudicati dall’eventuale guasto del
PC (caratter istica
unica della tecnologia Foundation
Fieldbus), essendo
questi gestiti dai microprocessori distribuiti in campo.
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I vantaggi di una
tecnologia digitale
BMP 302 offre, al costo di una soluzione convenzionale, tutti i vantaggi di un
sistema totalmente digitale con tecnologia a bus di campo Foundation
Fieldbus.
F.F. è attualmente la tecnologia più avanzata e contemporaneamente
consolidata da centinaia di applicazioni internazionali. Ciò garantisce che
l’investimento impiantistico effettuato non risulterà obsoleto nel periodo di
pochi anni; sarà supportato, in quanto protocollo non proprietario, da
tutte le maggiori società operanti nel campo della strumentazione industriale e continuamente aggiornato in funzione delle esigenze sempre
Costificazione
prodotto
maggiori espresse dagli utenti finali.
Sinteticamente i vantaggi offerti da tale soluzione in termini
impiantistici risultano essere:
• Drastica riduzione dei collegamenti a campo: è previsto un doppino per una media di 12 - 15 strumenti /
attuatori;
302
• Potente diagnostica in grado di monitorare in contigestione
e calcolo
nuo le condizioni di funzionamento dell’impianto;
rendimento
• Possibilità di integrazione progressiva ed illimitata e flessibilità nelle modifiche;
• Notevole riduzione nei tempi di star-up dell’impianto;
• Impiego di hardware reperibile sul mercato
da più fornitori (sistema aperto);
Consumi
• Impiego di software standard ed internaVapore
zionale (Microsoft Windows NT/2000 prodotto
Foundation Fieldbus - Genesis, ecc…);
• Apertura a piattaforme software di
ottimizzazione, manutenzione, gestione
qualità e automazione di fabbrica in genere;
• Alta immunità ai disturbi, senza degrado o deriva, tipica nella trasmissione dei
segnali analogici (V / mA);
• Sicurezza e disponibilità in caso di guasto: il primo grado di sicurezza è garantito dal concetto tecnologico Foundation Fieldbus che consente di riversare in
campo (direttamente nel microprocessore dello strumento) tutte le funzioni di controllo
impiantistico (vero controllo distribuito). Alla stazione di controllo dell’operatore è delegato unicamente il compito di configurare (fase iniziale) e di interfacciarsi (mediante
pagine grafiche interattive) verso tutte le operazioni tradizionali (controllo PID, verifica e
riconoscimento allarmi e blocchi, registrazioni in tempo reale e storiche) e verso le
funzioni avanzate (diagnostica, manutenzione proattiva, cronologia allarmi e/o interventi, calcolo rendimenti, consumi).
Il secondo grado di sicurezza è anch’esso reso disponibile già nella versione base dalla
tecnologia Foundation Fieldbus mediante la funzione “Master Back-up” e “Status Opts”.
Queste funzioni consentono infatti, in caso di guasto di uno o più componenti, il
trasferimento in automatico del controllo di linea e la messa in sicurezza dei P.I.D.
(Il microprocessore intelligente posto all’interno di ogni strumento o attuatore,
“forza” da automatico a manuale, ad una condizione predefinita, l’organo di controllo finale) ciò consente all’operatore, in aggiunta alla diagnostica sempre attiva, di intervenire con sicurezza e talvolta senza fermata di impianto.
Gradi superiori di ridondanza e disponibilità possono essere ottenuti con costi
decisamente contenuti in funzione del presidio disponibile in centrale termica o
della necessità di garantire continuità, mediante impiego di ridondanza nelle alimentazioni, nella stazione di controllo o con l’impiego di modem o internet per
diagnosi remote con il centro assistenza Spirax Sarco.
• Integrazione con realtà impiantistiche esistenti (segnali analogici, pneumatici,
digitali, seriali) mediante convertitori, ingressi analogici diretti, morsetterie remote
intelligenti, porte di comunicazione Ethernet/Rs 232/485.
Esigenze
finanziarie
Esigenze
di impianto
Controlli
caldaia
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Spirax Sarco per la caldaia ed il campo
Generatori indiretti
Valvole di sicurezza
Pressostati / termostati
TDS / CCD
Livelli On / Off
Testate degasazione
Trasmettitori P. / T. / F. / DP / L.
Valvole defangazione / Blow Down
Analisi dei fumi
Sensori / Organi di misura
Scambiatori di calore e ricuperatori
Scaricatori e pompe per condense
Iniettori di vapore
Valvole di controllo
Accessori di linea
Quando una società come Spirax Sarco, leader da oltre 90 anni nella gestione del vapore, decide di
metter mano al cuore del suo prodotto, lo fa con cognizione di causa. Il risultato finale è:
• sicuro • agevole da gestire • avanzato • economico • supportato • espandibile...ed in grado di garantire
risparmio energetico.
Spirax-Sarco S.r.l.
Via per Cinisello, 18 - 20054 Nova Milanese (MI)
Tel.: 0362 49 17.1 - Fax: 0362 49 17 307
Sito Internet: www.spirax-sarco.it
E-mail: [email protected]
G7.640
Edizione 1 IT - 2002.02