Химическата индустрия в момента преживява масов преход към интелигентно, екологично и цифрово интегрирано производство. Традиционното твърдо окабеляване често създава тесни места, които възпрепятстват гъвкавостта и ефективността по време на тези обновления. Въпреки това, Schneider Electric отговаря на тези предизвикателства със своя иновативен Safety Intelligent Enclosure (SIE). Това решение надхвърля „твърдите връзки“ и преминава към „софтуерно дефинирана“ архитектура. В резултат на това химическите предприятия могат да постигнат по-високи стандарти за безопасност, като същевременно значително намаляват общите си разходи за собственост.

Преодоляване на твърдите ограничения на традиционното медно окабеляване

Стандартното медно окабеляване носи няколко риска за надеждност в суровите условия на химическите преработвателни заводи. Дългите кабели често страдат от електромагнитни смущения, които могат да изкривят критични данни. Освен това, огромните инвестиции, необходими за кабелни трасета, тежки рафтове и ръчен труд, увеличават разходите по проектите. Твърдите архитектури също затрудняват процесните корекции, често изисквайки продължителни спирания на завода за преподреждане на окабеляването. Поради това индустрията се нуждае от по-гъвкав модел на свързаност, който да поддържа съвременната автоматизация на фабриките.

Преминаване към оптични влакна и софтуерно дефинирани входно-изходни точки

Модерните тенденции показват бърз преход към оптични влакна и „умни“ хардуерни решения. Оптичните влакна предлагат високоскоростна предаване на данни и превъзходна устойчивост на електрически шум в сравнение с медта. Освен това, софтуерно дефинираните архитектури позволяват на инженерите да конфигурират входно-изходните точки дигитално, вместо чрез физическо преподреждане на кабелите. Методи на внедряване също стават по-локализирани. Като поставят електронни кутии за окабеляване близо до полевите инструменти, компаниите опростяват инженерните си схеми и подобряват времето за реакция на системата.

Интегриране на тройна излишност за максимална безопасност на процеса

EcoStruxure Triconex SIE интегрира водещата в индустрията система Tricon CX за ненадмината толерантност към грешки. Тази система използва архитектура с тройна модулна излишност (TMR) за всички контролери, входно-изходни модули и комуникационни шини. В резултат системата осигурява непрекъсната работа дори при повреда на хардуерен компонент. Полево монтираният SIE поддържа тази TMR връзка с основните контролери, за да запази най-високото ниво на функционална безопасност в целия завод.

Опростяване на инженерството с принципите на бережливото производство

Schneider Electric изгражда и тества всяка SIE единица в контролирана фабрична среда преди изпращане. Тези шкафове включват универсални входно-изходни (UIO) модули, резервирани захранвания и външни терминални панели. Тъй като пристигат предварително сглобени, екипите на място могат да ги свържат веднага без допълнително сглобяване. Този „plug-and-play“ подход намалява трудността на строителството и значително съкращава цикъла на проекта. Освен това стандартизираният дизайн помага на ръководителите на проекти да избегнат забавяния, причинени от потвърждения на сигнали в последния момент.

Технически предимства на Safety Intelligent Enclosure

SIE разполага с монтиран на стена шкаф от неръждаема стомана, проектиран за издръжливост в корозивни среди. Той поддържа до 64 TMR универсални входно-изходни точки чрез Triconex 3902AX модули. Инженерите използват софтуера TriStation 1131 Workbench, за да дефинират гъвкаво типовете сигнали за всяка точка. Освен това системата поддържа както звездна, така и верижна шинна архитектура за разнообразни топологии на мрежата. Два независими 24VDC резервирани захранвания допълнително елиминират риска от единична точка на повреда на място.

Постигане на значителни икономии през целия жизнен цикъл на проекта

Внедряването на SIE технология може да намали общите разходи за химическите компании с 30% до 50%. Стандартизирането на фабричното производство позволява ускоряване на напредъка по проекта с около 30%. Освен това възможностите за отдалечен вход-изход позволяват инсталация на разстояние до 70 км от централната контролна зала. Тази близост до полевите инструменти драстично намалява нуждата от скъпи дълги медни трасета. В резултат компаниите спестяват и от поддържащата инфраструктура като ОВК и изграждане на големи шкафни помещения.

Коментар от автора: Влиянието на разделянето на хардуер и софтуер

От нашата гледна точка, истинската сила на SIE се крие в разделянето на хардуер и софтуер. Тази промяна позволява инженерното проектиране и физическата инсталация да се извършват паралелно. Традиционно промяна в типа сензор изискваше физическа промяна в окабеляването или входно-изходната карта. Сега проста софтуерна конфигурация решава промяната. Смятаме, че тази гъвкавост е от съществено значение за „бъдещето защитени“ заводи, които трябва да се адаптират към променящите се пазарни изисквания без масивни капиталови реинвестиции.

Сценарий на решение: Интеграция в голям мащаб на рафинерия

В скорошен проект за рафиниране в Гуандун с инвестиция от 10 милиарда щатски долара, Schneider Electric внедри над 200 SIE единици. Тези устройства управляват повече от 10 000 входно-изходни точки в различни преработвателни зони.

• Локален достъп: Инструментите се свързват към най-близкия SIE, минимизирайки консумацията на кабели.

• Защита от експлозии: SIE е сертифициран за зони 2/22, което позволява поставяне близо до процеса.

• Двойна превенция: Системата се интегрира с дигитална платформа за класификация на рисковете и разследване на опасности.

• Висока наличност: Архитектурата TMR предотвратява непланирани спирания по време на критични етапи на рафиниране.