Klient: Rafineria Trzebinia
Lokalizacja: Trzebinia
Opis: Oprogramwanie systemu ESD (Emergency Shut Down) na piecu atmosferycznym
Data realizacji: 2000
Klasa instalacji: Redundowany układ blokad pieca rafineryjnego dla destylacji rurowo-wieżowej
Projekt: Lurgi - Bipronaft
Sterownik: GE Fanuc 90-70 GMR, szt. 2
Wizualizacja: InTouch 7.1, system operacyjny MS Windows NT
Funkcje systemu:
  • układ blokad dla pieca destylacji rurowo-wieżowej
  • bezpieczeństwo układu (tryb duplex)
  • archiwizacja oraz wydruk raportów
  • połšczenie z systemem DCS DeltaV
  • archiwizacja pomiarów i alarmów
  • możliwość prac serwisowych bez zatrzymania instalacji

Opis:

Przemysł chemiczny, rafineryjny i energetyczny to branże, gdzie w największym stopniu błędy w kontroli przebiegu procesu mogą doprowadzić do wypadków o katastrofalnych następstwach. Dlatego w krytycznych instalacjach, oprócz typowych układów regulacji, stosuje się wydzielone układy blokad, których zadaniem jest pewne - częściowe lub całkowite - bezpieczne odstawianie instalacji w przypadkach wykrycia przekroczeń istotnych wartości procesowych. Układy takie pracują w specyficznych warunkach: z jednej strony statyczność przez długie okresy czasu, a co za tym idzie - brak możliwości regularnej kontroli poprawności działania, z drugiej zaś - ogromne wymagania dotyczące niezawodności.

Istnieje wiele metod realizacji powyższych architektur. Większość z nich polega na konstruowaniu dedykowanych modułów sterownikowych wejścia/wyjścia. Inne podejście zaprezentowała firma GE Fanuc, opracowując modułowy układ redundowanych sterowników w oparciu o sterowniki serii 90-70 oraz bloki Genius - typowe układy wejścia/wyjścia. Jest on znany na rynku jako GMR - Genius Modular Redundancy. Wszystkie elementy składowe systemu połączone są siecią GENIUS - przemysłową magistralą komunikacyjną. Zaletą takiego podejścia jest korzystanie ze składników sprawdzonych w setkach tysięcy klasycznych instalacji na całym świecie, a nie wyłącznie w kilkuset instalacjach redundowanych.

Taką architekturę zastosowaną w układzie blokad nowo wybudowanego pieca dla destylacji rurowo-wieżowej w Rafinerii Trzebinia S.A. Generalnym dostawcą pieca była firma Lurgi-Bipronaft S.A. z Krakowa, konfigurację i oprogramowanie układu blokad zrealizowanego w oparciu o sterowniki GE Fanuc wykonali inżynierowie z firm Abis s.c.i Energomedia Sp.z o.o.

Realizację odstawiania palników gazu głównego w przypadku zaniku gazu jest następująca: na rurociągu zabudowany jest sygnalizator ciśnienia; sygnał poprzez separatory Ex wprowadzany jest na dwa układy wejściowe. Jeśli diagnostyka pokazuje ich poprawną pracę, do odcięcia gazu wystarczy, aby jeden wskazał zanik ciśnienia (1oo2). Gdy stwierdzona zostanie awaria jednego z układów, następuje przejście do trybu 1oo1, gdzie o odstawieniu gazu decyduje układ pracujący poprawnie. Decyzję o blokadzie podejmują dwa niezależne układy logiczne. Ich komendy głosowane są w układzie 1oo2 z degradacją do 1oo1. To oznacza, że do odcięcia instalacji wystarczy polecenie jednego sterownika. Urządzenie wykonawcze, tj. zawór blokadowy, jest podwojony, dając kolejny etap głosowania 1oo2 - zamknięcie jednego zaworu odcina gaz.

Procedura rozruchu pieca składa się z kilku etapów: przedmuch pieca, kontrola szczelności zaworów blokadowych, rozpalenie pilotów, rozpalanie palników głównych. Informacje o stanie wszystkich zaworów oraz sygnałów blokadowych, przedstawiane są na dwóch stacjach roboczych. Pierwsza z nich to system DCS - DeltaV, aktualnie kontrolujący proces destylacji. Przesył danych ze sterownika PLC do DCSa odbywa się poprzez szeregowe łącze Modbus RTU. Komendy sterujące z DCSa wysyłane są przez połączenia elektryczne hardwired. System DCS obejmuje także zadania regulacji pracy pieca, tj. stabilizację temperatury wylotowej i parametrów spalania. Autorem i wykonawcą aplikacji systemu DeltaV jest p. inż. Stanisław Mostowicz z firmy Energomedia Sp.z o.o..

Druga stacja robocza, z zainstalowanym programem InTouch 7.1, szczegółowo obrazuje stan wszystkich sygnałów, historię zdarzeń, wskazuje przyczynę odstawienia pieca i prowadzi operatora przez etapy rozruchu. Stacja ta przedstawia także rozbudowane informacje o stanie układu GMR, wynikach autotestów, awariach składników.

Dzięki zastosowaniu układu GMR produkcji GE Fanuc, pracującego w trybie duplex, spełniono z jednej strony bardzo wysokie wymagania dotyczące bezpieczeństwa instalacji, z drugiej zaś osiągnięto wysoki współczynnik dostępności, czyli możliwość dowolnych prac serwisowych bez konieczności zatrzymywania instalacji.