AGAMON S.C ELEKTRONIKA I AUTOMATYKA Inwestor: Agencja Komunalna Sp. z o.o. ul. Kościelna 7, 32-620 Brzeszcze Obiekt: BIOREAKTORY Projekt: Branża: Projekt wykonawczy instalacji AKPiA dla instalacji stabilizacji tlenowej odpadów ulegających biodegradacji w technologii reaktorów betonowych na terenie ZGO w Brzeszczach przy ul. Granicznej 48 AKPiA Projektował: Opracował Paweł Płonka upr. bud. 86/98/BB specjalność: instalacyjna w zakresie sieci, instalacji i urządzeń elektrycznych i elektroenergetycznych dr inż. Marcin Sidzina mgr inż. Sławomir Kiszka Bielsko-Biała, 02-06-2015 Wszelkie prawa dotyczące ochrony własności intelektualnej zastrzeżone
SPIS ZAWARTOŚCI PROJEKTU Lp. Nazwa dokumentu /załącznika Data Uwagi 1 Strona tytułowa 2015-06-29 2 Spis zawartości projektu 2015-06-29 3 Spis rysunków 2015-06-29 4 Opis techniczny, 2015-06-29 Projekt wykonawczy szaf RB1, 2015-06-29 5 RB2, RB3, RB5, RB6 6 Projekt wykonawczy szafy RB4 2015-06-29 7 Projekt wykonawczy szafy RB7 2015-06-29 Projekt wykonawczy szafy RGA 2015-06-29 8 oraz schemat połączeń sieci Ethernet 9 Przedmiar robót 2015-06-29 10 Kosztorys inwestorski 2015-06-29 2
SPIS RYSUNKÓW Lp. Nr rysunku Nazwa rysunku Zestawienie schematów do szaf sterowniczych RB1, RB2, RB3, RB5, RB6 1 S_RBx_1 Zasilanie 2 S_RBx_2 System bezpieczeństwa 3 S_RBx_3 Sterowanie wentylatorami 4 S_RBx_4 Sterowanie zasuwami Z11 - Z13 w bioreaktorze n1 5 S_RBx_5 Sterowanie zasuwą Z14 i zaworem V15 w bioreaktorze n1 6 S_RBx_6 Sterowanie zasuwami Z21 Z23 w bioreaktorze n2 7 S_RBx_7 Sterowanie zasuwą Z24 i zaworem V25 w bioreaktorze n2 8 S_RBx_8 Sterownik PLC, wyspy rozproszone 9 S_RBx_9 Wejścia I1 - I8 (Astraada) 10 S_RBx_10 Wejścia I9 - I16 (SmartStix) 11 S_RBx_11 Wejścia I17 - I24 (SmartStix) 12 S_RBx_12 Wejścia I25 - I32 (SmartStix) 13 S_RBx_13 Wejścia I33 - I40 (SmartStix) 14 S_RBx_14 Wyjścia Q1 - Q4 (Astraada) 15 S_RBx_15 Wyjścia Q5 - Q12 (SmartStix) 16 S_RBx_16 Wyjścia Q13 - Q20 (SmartStix) 17 S_RBx_17 Wyjścia Q21 - Q28 (SmartStix) 18 S_RBx_18 Wyjścia Q29 - Q36 (SmartStix) 19 S_RBx_19 Wejścia analogowe AI1 AI8 (Astraada) 20 S_RBx_20 Pomiar temperatury Bioreaktor n1, n2, 21 S_RBx_21 Pomiar CO2 Bioreaktor n1, n2, 22 S_RBx_22 Pomiar wilgotności Bioreaktor n1, n2, Widoki do szaf sterowniczych RB1, RB2, RB3, RB5, RB6 23 W_RBx_1 Zestawienie zabudowy wewnątrz 24 W_RBx_2 Elewacja zewnętrzna szafy 3
SPIS RYSUNKÓW Lp. Nr rysunku Nazwa rysunku Zestawienie schematów do szafy sterowniczej RB4 25 S_RB4_1 Zasilanie 26 S_RB4_2 System bezpieczeństwa 27 S_RB4_3 Sterowanie wentylatorami 28 S_RB4_4 Sterowanie zasuwami Z11 - Z13 w bioreaktorze n1 29 S_RB4_5 Sterowanie zasuwą Z14 i zaworem V15 w bioreaktorze n1 30 S_RB4_6 Sterowanie zasuwami Z21 Z23 w bioreaktorze n2 31 S_RB4_7 Sterowanie zasuwą Z24 i zaworem V25 w bioreaktorze n2 32 S_RB4_8 Sterownik PLC, wyspy rozproszone 33 S_RB4_9 Wejścia I1 - I8 (Astraada) 34 S_RB4_10 Wejścia I9 - I16 (SmartStix) 35 S_RB4_11 Wejścia I17 - I24 (SmartStix) 36 S_RB4_12 Wejścia I25 - I32 (SmartStix) 37 S_RB4_13 Wejścia I33 - I40 (SmartStix) 38 S_RB4_14 Wyjścia Q1 - Q4 (Astraada) 39 S_RB4_15 Wyjścia Q5 - Q12 (SmartStix) 40 S_RB4_16 Wyjścia Q13 - Q20 (SmartStix) 41 S_RB4_17 Wyjścia Q21 - Q28 (SmartStix) 42 S_RB4_18 Wyjścia Q29 - Q36 (SmartStix) 43 S_RB4_19 Wejścia analogowe AI1 AI8 (Astraada) 44 S_RB4_20 Pomiar temperatury Bioreaktor n1, n2, 45 S_RB4_21 Pomiar CO2 Bioreaktor n1, n2, 46 S_RB4_22 Pomiar wilgotności Bioreaktor n1, n2, Widoki do szafy sterowniczej RB4 47 W_RB4_1 Zestawienie zabudowy wewnątrz 48 W_RB4_2 Elewacja zewnętrzna szafy 4
SPIS RYSUNKÓW Lp. Nr rysunku Nazwa rysunku Zestawienie schematów do szafy sterowniczej RB7 49 S_RB7_1 Zasilanie 50 S_RB7_2 System bezpieczeństwa 51 S_RB7_3 Sterowanie wentylatorami 52 S_RB7_4 Sterowanie zasuwami Z11 - Z13 w bioreaktorze n1 53 S_RB7_5 Sterowanie zasuwą Z14 i zaworem V15 w bioreaktorze n1 54 S_RB7_6 Sterowanie zasuwami Z21 Z23 w bioreaktorze n2 55 S_RB7_7 Sterowanie zasuwą Z24 i zaworem V25 w bioreaktorze n2 56 S_RB7_8 Sterowanie zaworem V100, pomiar ciśnienia 57 S_RB7_9 Sterownik PLC, wyspy rozproszone 58 S_RB7_10 Wejścia I1 - I8 (Astraada) 59 S_RB7_11 Wejścia I9 - I16 (SmartStix) 60 S_RB7_12 Wejścia I17 - I24 (SmartStix) 61 S_RB7_13 Wejścia I25 - I32 (SmartStix) 62 S_RB7_14 Wejścia I33 - I40 (SmartStix) 63 S_RB7_15 Wyjścia Q1 - Q4 (Astraada) 64 S_RB7_16 Wyjścia Q5 - Q12 (SmartStix) 65 S_RB7_17 Wyjścia Q13 - Q20 (SmartStix) 66 S_RB7_18 Wyjścia Q21 - Q28 (SmartStix) 67 S_RB7_19 Wyjścia Q29 - Q36 (SmartStix) 68 S_RB7_20 Wejścia analogowe AI1 AI8 (Astraada) 69 S_RB7_21 Pomiar temperatury Bioreaktor n1, n2, 70 S_RB7_22 Pomiar CO2 Bioreaktor n1, n2, 71 S_RB7_23 Pomiar wilgotności Bioreaktor n1, n2, Widoki do szafy sterowniczej RB7 72 W_RB7_1 Zestawienie zabudowy wewnątrz 73 W_RB7_2 Elewacja zewnętrzna szafy 5
SPIS RYSUNKÓW Lp. Nr rysunku Nazwa rysunku Zestawienie schematów do szafy głównej automatyki RGA w kontenerze oraz szafy monitoringu MA 74 S_RGA_1 Zasilanie głównej szafy RGA 75 S_MA_1 Rozprowadzenie zasilania w szafie MA Widoki do szafy głównej automatyki RGA w kontenerze oraz szafy monitoringu MA 76 W_SIEC_1 Rozprowadzenie sieci komunikacyjnej pomiędzy budynkami 77 W_SIEC_2 Podłączenie sterowników PLC do switcha w szafie RB4 78 W_SIEC_3 Podłączenie urządzeń do systemu komunikacyjnego w szafie RGA 79 W_SIEC_4 Podłączenie urządzeń do systemu komunikacyjnego w szafie MA 80 W_RGA_5 Zestawienie zabudowy wewnątrz szafy RGA 81 W_RGA_6 Elewacja zewnętrzna szafy RGA 82 W_MA_7 Zestawienie zabudowy wewnątrz szafy MA 83 W_MA_8 Elewacja zewnętrzna szafy MA 6
SPIS TREŚCI: I. OPIS TECHNICZNY... 9 1. WSTĘP... 9 2. PRZEDMIOT OPRACOWANIA... 9 3. CEL I ZAKRES... 9 4. PODSTAWA OPRACOWANIA.... 10 5. PODSTAWOWE ZAŁOŻENIA PROJEKTOWE.... 10 5.1. Układy zasilania w szafach sterujących automatyki i monitoringu.... 11 5.2. PLC, rozproszone I/O.... 12 5.2.1. Sterownik PLC oraz wyspy rozproszone I/O.... 12 5.3. Sieć.... 12 5.3.1. Podłączenie światłowodowe... 13 5.3.2. Switche przemysłowe... 13 5.3.3. Połączenie sterownika PLC z rozproszonymi I/O... 14 5.3.4. Mediakonwerter SFP... 18 5.3.5. Przyłącza pomiędzy switchem a PLC... 18 5.4. Czujniki i przetworniki AKPiA.... 18 5.4.1. Czujniki temperatury.... 18 5.4.2. Czujniki wilgotności... 18 5.4.3. Czujniki CO 2.... 19 5.4.4. Czujniki ciśnienia.... 20 5.4.5. Czujniki przepływu prądu.... 20 5.5. Elementy wykonawcze.... 21 5.5.1. Wentylatory.... 21 5.5.2. Sterowanie przepływem powietrza (siłowniki Belimo )... 21 5.6. Hydrofor.... 22 5.7. Szafa monitoringu w budynku administracji (archiwizacja i monitoring) 23 5.8. Wskazówki i zalecenia dla wykonawcy w zakresie sposobu wykonania robót montażowych i uruchamiania systemu.... 25 5.8.1. Główna szafa sterownicza RGA... 25 5.8.2. Szafki sterownicze RBx.... 25 5.8.3. Wewnętrzne linie zasilające.... 25 7
5.8.4. Koryta kablowe. Sposób układania przewodów.... 25 5.8.5. Montaż czujników... 26 5.8.6. Zakres prac AKPiA w budynku bioreaktorów, kontenera sterującego oraz w budynku administracji... 26 5.8.7. Oznaczenia zewnętrzne szaf monitoringu i sterowania... 27 5.8.8. Oznaczenia wewnętrzne szaf monitoringu i sterowania... 28 6. Wytyczne ogólne dla projektów oprogramowania... 29 6.1. Wytyczne ogólne do oprogramowania sterownika PLC oraz paneli operatorskich.... 29 6.2. Wytyczne dla programu sterownika.... 31 6.2.1. Wytyczne dla oprogramowania paneli operatorskich.... 32 6.2.2. Wzajemne blokady pomiędzy elementami pomiarowymi.... 33 6.2.3. Częstotliwość zbierania sygnałów pomiarowych.... 33 6.2.4. Sytuacje wyjątkowe:... 33 6.2.5. Propozycja listy alarmów.... 34 6.2.6. Wytyczne dla wizualizacji HMI (przykłady screeny)... 34 7. Sterowanie bioreaktorami (opis wg. projektu wod-kan oraz opisu technologii projektu)... 37 7.1. Algorytm sterowania opracowany przez technologa projektu... 43 7.1.1. Algorytm wprowadzenia danych przez operatora.... 43 7.1.2. Algorytm wprowadzenia danych systemowych.... 44 7.1.3. Algorytm archiwizacji procesu.... 44 7.1.4. Algorytm automatycznego sterowania procesem.... 44 8. System archiwizacji danych, baza danych... 46 8.1. Opis.... 46 8.2. Opis elementów systemu.... 47 9. System wizualizacji i raportowania... 48 9.1. Opis.... 48 9.2. Opis elementów systemu... 48 9.3. Zakończenie... 50 8
I. OPIS TECHNICZNY OPIS TECHNICZNY 1. WSTĘP Niniejsze opracowanie dotyczy nowobudowanego obiektu bioreaktorów betonowych dla stabilizacji tlenowej w Brzeszczach przy ul. Granicznej 48 na terenie ZGO w Brzeszczach. 2. PRZEDMIOT OPRACOWANIA Przedmiotem niniejszego opracowania jest projekt wykonawczy branży AKPiA dla instalacji stabilizacji tlenowej odpadów ulegających biodegradacji w technologii reaktorów betonowych. Poniższy projekt rozszerza zakres projektu elektrycznego obejmującego wyposażenie szaf sterujących od RB1 do RB7. 3. CEL I ZAKRES Zespół bioreaktorów w Brzeszczach będzie się składał z 14 niezależnych komór bioreaktorów. Sterowanie będzie wykonane poprzez 7 niezależnych szaf sterujących połączonych z systemem monitoringu oraz wizualizacji HMI. System sterowania powinien pozwalać na niezależne sterowanie każdej z komór bioreaktora. Częściami wspólnymi zespołu bioreaktorów są zbiornik odciekowy z pompą i układem zasilania w wodę oraz biofiltr. W ramach wykonania dokumentacji projektowej zostaną sporządzone następujące pozycje: opracowanie architektury układu sterowania i układu kontrolno-pomiarowego, opracowanie architektury systemu archiwizacji danych, opracowanie architektury systemu wizualizacji, opracowanie wykonawczego projektu AKPiA dla 14 bioreaktorów kompostowni. 9
4. PODSTAWA OPRACOWANIA. Projekt opracowano na podstawie następujących materiałów: umowy z Inwestorem, projektem branży elektrycznej pt: Budowa instalacji stabilizacji tlenowej odpadów 191212 w technologii reaktorów żelbetowych wraz z halą oraz wewnętrznymi instalacjami, budowa terenów utwardzonych wraz z odwodnieniem i zmianą ukształtowania terenu a także budowa zbiornika p.poż. na terenie ZGO w Brzeszczach przy ul. Granicznej 48 na działkach nr 2497/55, 2666, 2491/30, 2664, 2665 projektem branży wodno-kanalizacyjnej pt: j.w. założeniach technologicznych na podstawie wytycznych technologii procesu opracowanej przez prof. Mariusza Rząsę, obowiązujących norm i przepisów branżowych. 5. PODSTAWOWE ZAŁOŻENIA PROJEKTOWE. W obrębie wcześniej wymienionych instalacji i urządzeń projektuje się zastosowanie następujących rozwiązań: System sterowania będzie oparty o sterowniki PLC połączone ze sobą przemysłowym systemem komunikacyjnym tworząc rozproszony system sterowania. W kontenerze sterującym będzie zainstalowany system nadrzędny składający się ze sterownika PLC oraz modułów komunikacyjnych. Kontener sterujący powinien spełniać wymogi ochrony dla urządzeń elektrycznych klasy PLC zabezpieczenie przed czynnikami atmosferycznymi (wilgoć, temperatura, zapylenie). W szafkach sterowniczych od RB1 do RB7, będą zainstalowane sterowniki PLC oraz rozproszone układy wejść/wyjść. Okablowanie systemu w pomieszczeniu hali będzie ułożone w wydzielonych kanałach kablowych. Okablowanie pomiędzy obiektami na terenie inwestycyjnym będzie ułożone w projektowanej kanalizacji teletechnicznej. W celu umożliwienia podglądu przebiegu procesów technologicznych z dyspozytorni budynku administracyjnego należy w kontenerze sterującym zainstalować panel HMI służący do monitoringu i nadrzędnego sterowania. Instalacja kompostowania odpadów komunalnych wymaga przechowywania danych związanych z procesem kompostowania. Baza danych zawierająca wszystkie elementy będzie znajdowała się w pomieszczeniu administracyjnym. Połączenie obiektu z budynkiem administracyjnym siecią teleinformatyczną jest konieczne ze względu na przesyłanie ważnych danych procesowych, ich zapis w bazie danych jak i ciągły monitoring. Ujętą w projekcie elektrycznym kanalizację teletechniczną należy również wykorzystać do ułożenia okablowania systemu monitoringu. 10
5.1. Układy zasilania w szafach sterujących automatyki i monitoringu. Każdą szafkę sterowniczą należy wyposażyć w: a) główny rozłącznik izolacyjny zabudowany na bocznej ścianie szafy, b) wskaźnik obecności napięcia lampki sygnalizacyjne, c) czujnik kontroli i zaniku faz, d) ogranicznik przepięć, e) transformator separujący 230V/230V, f) zasilacze 24VDC, g) zabezpieczenia poszczególnych obwodów. W celu kontroli parametrów zasilania 230/400V AC oraz 24 VDC z czujnika kontroli i zaniku faz oraz wyjść zasilaczy 24V DC doprowadzić sygnały do wejść dwustanowych sterownika PLC bądź wyspy rozproszonej (opis w Wytyczne dla programu sterownika). W układzie zasilania zasilaczy 24VDC zastosować transformator separacyjny o przekładni 230V/230V 1000VA. Transformator zabezpieczyć z obu stron wkładkami topikowymi D01 4A. Wyjścia zasilaczy 24VDC nie wymagają zewnętrznych zabezpieczeń. Zasilacze posiadają wbudowane zabezpieczenia wewnętrzne przed zwarciami i przeciążeniem. W szafkach sterowniczych od RB1 do RB7 oraz w szafie głównej automatyki RGA i monitoringu automatyki MA należy wykonać dwa układy zasilania 24V DC oparte o dwa zasilacze. Jeden zasilacz będzie zasilał: a) sterownik PLC b) wyspy I/O, c) urządzenia komunikacji sieciowej. Drugi zasilacz będzie zasilał przetworniki pomiarowe. 11
5.2. PLC, rozproszone I/O. OPIS TECHNICZNY 5.2.1. Sterownik PLC oraz wyspy rozproszone I/O. Przewiduje się zastosowanie sterowników swobodnie programowalnych Astraada RCC972 (lub równoważnych) z możliwością komunikacji w protokołach Ethernet Global Data, Service Request Transfer Protocol, Modbus/TCP, Modbus/RTU oraz CsCAN. Sterownik PLC należy połączyć z wyspami rozproszonymi SmartStix w komunikacji po CsCAN (lub równoważnych). Zadaniem sterownika PLC oraz wysp I/O będzie akwizycja sygnałów z czujników pomiarowych, pobranie i przekazywanie danych do centralnej bazy danych znajdującej się w budynku administracji. W głównej szafie automatyki będzie znajdował się sterownik PLC pobierający dane pomiarowe z lokalnych PLC oraz z nadrzędnego sterowania HMI. Panele operatorskie HMI, system monitoringu i driver komunikacyjny bazy danych będzie pobierał ze sterowników udostępnione wartości zmiennych.. Panele operatorskie muszą posiadać możliwość nadrzędnego sterowania systemem. Komunikacja pomiędzy PLC może odbywać się wykorzystując protokół komunikacyjny EGD bądź Modbus/TCP. Zaleca się zastosowanie następujących elementów : jednostka centralna Astraada HERCC972, moduły wejść dwustanowych SmartStix HE559DIM710, moduł wyjść dwustanowych SmartStix HE559DQM706. Dopuszcza się zainstalowanie systemu równoważnego o zbliżonych parametrach 5.3. Sieć. W celu poprawnej konfiguracji układu sterowania proponuje się realizację poniższych zasad: switche tworzące główny szkielet sieci powinny być połączone za pomocą ringu światłowodowego, komunikacja w sieci szkieletowej powinna odbywać się w standardzie przemysłowym np. SRTP (Service Request Transfer Protocol) w powiązaniu z innymi protokołami np. Modbus/TCP wystąpienie awarii w postaci uszkodzenia włókna światłowodu lub awarii jednego ze switchy nie powinno zakłócić transmisji danych w szkieletowej sieci światłowodowej, wszystkie switche (urządzenia aktywne) powinny pochodzić od jednego producenta (w ten sposób unika się problemów konfiguracyjnych i możliwych niezgodności protokołu), switche powinny posiadać gwarancję minimum 54 miesiące. 12
Planowane jest wykonanie szkieletu sieci stosując 3 urządzenia przemysłowe typu JET-NET-5010G (lub równoważne) umożliwiające podłączenie układu w ring w celu redundancji medium komunikacyjnego. Dla sterowników PLC przewiduje się jeden switch zainstalowany w hali bioreaktorów, połączenia pomiędzy switchem a 7 sterownikami PLC za pomocą skrętki miedzianej. 5.3.1. Podłączenie światłowodowe Główną szafę elementów automatyki RGA w kontenerze sterowni należy połączyć światłowodem wielomodowym do szafy monitoringu MA znajdującej się w budynku administracji. W szafie MA należy zainstalować switch umożliwiający podpięcie sieci sterowników z obiektu kompostowni. Doprowadzone do szafy kable światłowodowe MM OM2-12G50/125 należy zakończyć spawanymi pigtailami w przełącznicach światłowodowych LC. Dla wszystkich przypadków należy zastosować przemysłowe przełącznice ODF-DIN. Światłowody należy prowadzić projektowanymi (branża budowlana) kanalizacjami technicznymi. Światłowód na całej trasie powinien być umieszczony w rurze osłonowej RHDPEwp 32/2Z (lub równoważna). Połączenie pomiędzy przełącznicami światłowodowymi z modułami SFP należy wykonać odpowiednimi patchcordami światłowodowymi. Przed przełącznicami światłowodowymi należy umieścić zapasy kabla światłowodowego w skrzynkach zapasu SZ-4 Optomer. Przewidziano zastosowanie światłowodów wielomodowych w standardzie 1000BASE-SX w całym systemie monitoringu Biokompostowni Projektowany układ umożliwia podpięcie 3 switcha znajdującego się na bioreaktorach połączeniem światłowodowym z główną szafą automatyki RGA. W szafie RGA należy zestawić połączenie światłowodu przychodzącego z szafy MA z światłowodem biegnącym do szafy RB4 w celu zapewnienia dodatkowego połączenia pomiędzy szafami MA i RB4. Zastosowana seria switchy JET-NET-5010G umożliwia podpięcie głównego szkieletu sieci w układ ringu zapewniającego redundancję w przypadku uszkodzenia jednego z kabli komunikacyjnych. Przyjęta wersja switchy przemysłowych może być monitorowana i diagnozowana programem JET-VIEW-PRO-128 5.3.2. Switche przemysłowe Przemysłowy switch JET-NET-5010G z możliwością rozbudowy o połączenie typu ring oraz połączenie światłowodowe. 7 portów 10 / 100-TX oraz 3 porty combo RJ-45/SFP (10/100/1000 Base-TX, 100 Base-FX, 1000 Base-FX), redundancja: RSTP, Rapid Super Ring (czas przywracania <5ms),Rapid Dual Homing, 13
obsługa protokołu SNMP oraz LLDP, funkcje: VLAN, GVRP, QoS, IGMP Snooping, Rate Control, Port Trunking, Online Multi-Port Mirroring, tablica adresów MAC 8K, obsługa konsoli CLI, Web, HTTPS, SSH oraz JetView, zaawansowane funkcje bezpieczeństwa obejmujące zabezpieczenie IP, portu, serwera DHCP, powiązania adresu IP i MAC oraz sterowania dostępem do sieci 802.1x, powiadomienie o zdarzeniu poprzez e-mail, pułapkę systemową, logowanie lokalne oraz alarmowe wyjście przekaźnikowe, solidna aluminiowa obudowa o stopniu ochrony IP31, rezerwowe zasilanie 12...48 VDC, mocowanie na szynie DIN oraz desktop, temperatura pracy -25...70 C, gwarancja: 54 miesiące. 5.3.3. Połączenie sterownika PLC z rozproszonymi I/O Połączenie pomiędzy sterownikiem PLC a rozproszonymi I/O należy wykonać w sieci CsCAN. Port sieci CsCAN jest zgodny ze standardem CAN i DeviceNet. Do sieci tej należy stosować typowy kabel, taki jak dla sieci CAN lub DeviceNet. Obowiązują również te same zasady co do np. terminowania sieci, czy też jej topologii. Podłączenie urządzeń w sieci CSCAN pomiędzy PLC a I/O należy wykonać zgodnie z wymaganiami producenta sterownika oraz rozproszonych wejść/wyjść. 14
15
Podłączenie sterowników do sieci Ethernet 16
Podłączenie elementów sieciowych w szafie RGA Podłączenie elementów sieciowych w szafie MA 17
5.3.4. Mediakonwerter SFP Urządzenia JET-NET-5010G są wyposażone w gniazda SFP (Small Form Pluggable). Projektuje się zastosowanie kompaktowych konwerterów światłowodowych, mających zastosowanie ze switchami i konwerterami Astraada Net, które wyposażone są w porty combo RJ-45/SFP. Konwertery pozwalają na przesył danych światłowodami wielomodowymi oraz jednomodowymi z przepustowością 100 Mbps i 1000 Mbps, na odległości do 120 km. Wszystkie moduły SFP posiadają złącze światłowodowe typu LC. 5.3.5. Przyłącza pomiędzy switchem a PLC Sterowniki PLC Astraada RCC792 wyposażone są w złącze Ethernetowe RJ45. Do każdej szafki sterowniczej należy doprowadzić przewody typu skrętka miedziana SF/UTP kat. 5., pomiędzy urządzeniem JET-NET-5010G a PLC. 5.4. Czujniki i przetworniki AKPiA. 5.4.1. Czujniki temperatury. Proponuje się zastosowanie czujników temperatury przeznaczonych do penetracyjnego pomiaru temperatury materiałów sypkich na hałdach lub składowiskach: węgla, trocin, torfu oraz biomasy o długości 2500mm. Należy zastosować przetwornik pomiarowy z wyjściem analogowym prądowym w zakresie 4-20mA (wersja pasywna) w wykonaniu IP65 kalibrowanym fabrycznie. Instalacja czujnika temperatury w złożu kompostowym będzie odbywała się każdorazowo od strony drzwi bioreaktora. Czujnik nie może posiadać złącz wewnątrz bioreaktora. Przewody przeciągnąć przez specjalnie przygotowany otwór w dachu bioreaktora. Zaprojektowano czujniki temperatury typ 155 firmy Czaki (TP-155-2500-SPEC-T; 0+150 C 4-20mA, SPEC=przewód teflonowy 30m, wykonanie IP65). 5.4.2. Czujniki wilgotności Zaleca się zastosowanie przetworników wilgotności odpornych na zakłócenia występujące w środowisku przemysłowym z wyjściem analogowym prądowym 4-20 ma (wersja pasywna) oraz niskim współczynniku temperaturowym pomiaru wilgotności. 18
W projekcie przyjęto czujnik APAR AR250 (lub równoważne). Czujnik powinien posiadać akcesoryjny filtr z siatką metalową do ochrony przed kurzem. Obudowa przemysłowa czujnika dla elektroniki minimum IP65 dla czujnika minimum IP30. W trakcie montażu czujników wilgotności należy znaleźć odpowiednie miejsce do instalacji czujnika. Miejsce i sposób montażu należy ustalić z technologiem projektu. Przykładowy sposób montażu przedstawiono na poniższym rysunku. Przykładowy montaż czujnika wilgotności. Miejsce i sposób do uzgodnienia z technologiem projektu. 5.4.3. Czujniki CO 2. W układzie biokontenera należy zainstalować detektor pomiarowy przeznaczony do wykrywania obecności tlenu w pomieszczeniach przemysłowych zamkniętych. Praca czujnika w trybie przemysłowym z wyjściem analogowym prądowym 4-20 ma (wersja pasywna). Czujnik powinien być wyposażony w bryzgoszczelną osłonę sensora gazu. W projektowanym układzie projektuje się zainstalowanie czujnika DG-P9E/N firmy Gazex. 19
5.4.4. Czujniki ciśnienia. W projekcie wodno kanalizacyjnym zaproponowano zestaw hydroforowy z pompą. W przypadku braku wody w zbiorniku należy układ automatycznie przełączyć na zasilanie z sieci wodociągowej. W tym celu zaleca się zastosowanie przetwornika nadciśnienia o zakresie 0-6 bar w wersji z wyjściem analogowym 4-20mA. Przyłącze rurowe 1/2". Dodatkowo należy wyposażyć je w zblocze 2 zaworowe do przetwornika ciśnienia. Zaprojektowano przetworniki np. GEMS (Czujnik ciśnienia GEMS maks. 6bar, 3 30 V DC, IP65, Compact Pressure Transmitters Series 3300) z wyjściem 4-20mA, (dopuszcza się rozwiązania równoważne). Przetwornik zabudować na rurce manometrycznej. Przetwornik będzie zdublowany manometrem tarczowym zabudowanym na rurce manometrycznej z kurkiem 3-drogowym. Projektuje się manometry o zakresie 0-1,0 MPa o średnicy tarczy min. 100mm np. prod. KFM. Manometr oraz czujnik ciśnienia ogólnego zastosowania. Należy zamontować zblocze przeznaczone do współpracy z przetwornikami ciśnienia. Jeden z zaworów ma spełniać rolę zaworu odcinającego. Drugi z zaworów umożliwiać odpowietrzenie, spuszczenie medium lub kalibrację przy wykorzystaniu przyłącza testowego. Miejsce i sposób montażu należy ustalić z technologiem projektu. Zblocze 2 zaworowe (wg. producenta czujników ciśnienia) 5.4.5. Czujniki przepływu prądu. Indukcyjny przetwornik prądu IDP-1 firmy TELETRANS-ELCOMP (lub równoważny) służy do sygnalizacji przepływu prądu przemiennego za pomocą przekładnika prądowego. Przetwornik dysponuje wyjściem dwustanowym załączającym się, gdy wartość przepływającego prądu elektrycznego wynosi > 0,5A. Czujnik znajduje zastosowanie w sygnalizacji załączenia urządzeń elektrycznych jedno i trójfazowych oraz instalacji zasilających. W projektowanej instalacji czujniki IDP-1 będą stosowane do sprawdzania pracy wentylatorów. 20
5.5. Elementy wykonawcze. OPIS TECHNICZNY 5.5.1. Wentylatory. Jako urządzenia napowietrzająco-wentylujące przewidziano wentylatory promieniowe typu HBB-2-400/63-220T z obudową i wirnikiem z blachy kwasoodpornej lub wentylatory równoważne. Ch-ka wentylatora (dane producenta) Dane techniczne: typ HBB-2-400/63-220T, wydajność przy spadku ciśnienia: p=2000pa V=2500 m3/h, moc silnika P = 2,2 [kw], natężenie prądu I = 4,6 [A]. Wentylatory w zależności od cyklu technologicznego stabilizacji tlenowej będą działać w funkcji recyrkulacji z napowietrzaniem reaktora lub w funkcji przewietrzania z wentylacją powietrza i usuwaniem go w części poprzez biofiltr do atmosfery. Regulacja i kierunek przepływem powietrza odbywać się będzie za pomocą zasuw wyposażonych w siłowniki w pełnej automatyce sterowanej komputerowo. 5.5.2. Sterowanie przepływem powietrza (siłowniki Belimo ) W układzie każdego bioreaktora zainstalowano 4 zasuwy sterujące przepływem powietrza w pełnej automatyce. Zasuwy są wyposażone w siłowniki elektryczne Belimo sterowane 3 punktowo (zamknij, otwórz) w wersji LM24A-S dla zasuw (4 szt. na bioreaktor) oraz wersja LR24A-S dla zaworu kulowego instalacji zraszającej. 21
Każdy siłownik Belimo należy wyposażyć w styki pomocnicze 2 przełącznikowe z nastawialnym punktem przełączania S2A pasujące do siłowników LM24A-S oraz LR23A-S. 5.6. Hydrofor. W projekcie wodno kanalizacyjnym zaproponowano zestaw hydroforowy z pompą MH 1300 INOX (230V) na zbiorniku 100L Aquasystem lub równoważny Parametry hydroforu max. wydajność 100l/min, max. wysokość podnoszenia 55m, moc silnika 1300W, średnica króćców ssania/tłoczenia 1'' / 1'', max. głębokość ssania 8m, typ: Pompa nawierzchniowa wielostopniowa, zasilanie : 230V, wykonanie : korpus pompy ze stali nierdzewnej, wirniki ze stali nierdzewnej, wał ze stali nierdzewnej, pompa samozasysająca, wbudowany wyłącznik termiczny, który zabezpiecza silnik przed zbyt wysoką temperaturą, w skład zestawu wchodzi: pompa z osprzętem (wyjście tłoczne pięciodrożne, manometr, wyłącznik ciśnieniowy), zbiornik 100L, łącze z kolankiem. Hydrofor należy zabezpieczyć przed sucho biegiem przez zastosowanie np. zestawu Hydrostop - Hydroguard lub urządzenia równoważnego. W przypadku braku wody w studniach na wody odciekowe, automatycznie poprzez układ zaworu odcinającego z siłownikiem i zaworu zwrotnego zostanie przełączona instalacja zraszająca na zasilanie z instalacji wody użytkowej. Sterowanie zaworem Belimo LR24A-S odbędzie się automatycznie na podstawie spadku ciśnienia w instalacji hydroforowej. Instalację wody użytkowej w miejscu doprowadzenia do hydroforowej instalacji zraszającej wyposażono w zawór ręczny odcinający Dn 40 redukcję z Dn40/25 oraz zawór przeciwskażeniowy typu BA Dn25. 22
5.7. Szafa monitoringu w budynku administracji (archiwizacja i monitoring) Zadaniem urządzeń znajdujących się w szafie monitoringu MA w budynku administracji jest zbieranie i archiwizacja danych procesowych oraz monitoring aktualnych stanów procesu. Sterowniki kontrolujące pracę bioreaktorów zostaną podłączone do serwera znajdującego się w budynku administracji na terenie ZGO w Brzeszczach. Układ bioreaktorów zostanie podłączony do serwera z wykorzystaniem linii światłowodowych (opis w rozdziale Sieć). Zainstalowane na serwerze oprogramowanie, wykorzystując protokół Modbus/TCP zapewni komunikację z układem sterującym bioreaktorami. Dane pomiarowe będą zapisywane w bazie danych mysql zainstalowaną na komputerze wyposażonym w system operacyjny Windows R2012. Archiwizacji podlegają wszystkie zmienne technologiczne raz na minutę (do ustalenia z głównym technologiem projektu), pochodzące ze sterowników PLC znajdujących się w szafach od RB1 do RB7. System powinien zapewnić archiwizowanie zmiennych przez co najmniej 24 miesiące. Dodatkowo system bazy danych powinien być archiwizowany w serwerze NAS. Dostęp do danych bieżących i archiwalnych został przewidziany w oparciu o wizualizację wykorzystującą tzw. WEBserwer i rozwiązania intranetowe. Komputer należy podłączony do switcha stanowiącego szkielet sieci projektowanej kompostowni. Serwer bazy danych należy zabezpieczyć oprogramowaniem antywirusowym dla stacji serwer R2012 w wersji komercyjnej z licencją oraz upgrade na co najmniej 3 lata. Serwer zostanie również podłączony do sieci komputerowej ZGO w Brzeszczach i będzie w tej sieci udostępniał usługi webowe. Użytkownicy korzystając z przeglądarki internetowej będą posiadać dostęp do zasobów systemu. UWAGA! W trakcie rozruchu systemu oraz w przypadku wystąpienia konieczności skonsultowania danych procesowych z technologiem projektu, wykonawca musi udostępnić wszystkie dane procesowe bioreaktorów online. Łącze internetowe z dostępem VPN zapewnia inwestor. Wyposażenie szafy monitoringu automatyki MA. szafa stojąca 19 42U 2055x600x1000, Dell serwer R320 E5-2420v2 8GB 2x1TB H310 DVDRW, należy zainstalować minimum 2xHDD 1TB pracujące w Raid 1 (np. Western Digital Purple WD10PURX 1TB 64MB SATAIII 5400rpm), serwer pracujący pod systemem operacyjnym Windows Server 2012 R2 oraz zainstalowany licencjonowany system antywirusowy, 23
Synology RS214 2x0HDD 1.2 GHz 512MB DDR3, należy zainstalować minimum 2xHDD 1TB pracujące w Raid 1 (np. Western Digital Purple WD10PURX 1TB 64MB SATAIII 5400rpm), Digitus Konsola z ekranem 17 TFT, klawiaturą oraz touchpadem, PowerWalker UPS LINE-INTERACTIVE 1500VA 6X IEC OUT, RJ11/RJ45 RACK 19, zasilanie 24VDC dla Switcha przemysłowego Astraada, switch Astraada JET-NET-5010G, konwerter SFP, pozostałe elementy struktury sieci. 24
5.8. Wskazówki i zalecenia dla wykonawcy w zakresie sposobu wykonania robót montażowych i uruchamiania systemu. 5.8.1. Główna szafa sterownicza RGA W głównej szafie sterowniczej znajdującej się w kontenerze będą znajdowały się głównie elementy komunikacji sieciowej oraz monitoringu w szczególności panel HMI i/lub poprzez komputer PC. Poprzez szafę będą przebiegały główne arterie kablowe pomiędzy budynkiem bioreaktorów a budynkiem administracji. 5.8.2. Szafki sterownicze RBx. Układy zasilania i sterowania urządzeniami technologicznymi poszczególnych reaktorów umieścić w siedmiu szafkach sterowniczych od RB1 do RB7. Do wykonania szafek zastosować obudowy z tworzywa termoutwardzalnego wykonane w II klasie ochronności i ochronie od czynników zewnętrznych IP 44. Wszelkie przewody i kable do szafek należy wprowadzać poprzez dławiki uszczelniające. 5.8.3. Wewnętrzne linie zasilające. Dystrybucja mocy i energii elektrycznej do poszczególnych szafek sterowniczych (od RB1 do RB7) oraz odbiorników stałych będzie realizowana przez wewnętrzne linie zasilające (wlz ty). Wlz ty oraz obwody zasilające oświetlenia i gniazda wtykowe wyprowadzić z rozdzielni głównej RGK poprzez przepusty kablowe na ścianę zewnętrzną reaktorów. Na zewnętrznych ścianach reaktorów ułożyć koryta kablowe a w nich umieścić kable wlz tów i poszczególnych obwodów instalacji elektrycznej. Szczegółowe rozwiązania zawarto w projekcie elektrycznym. 5.8.4. Koryta kablowe. Sposób układania przewodów. Do rozprowadzenia przewodów wykonać trasy kablowe zgodnie z planami przedstawionymi na rysunkach. Wykonać oddzielne trasy kablowe dla przewodów instalacji elektrycznej oraz dla instalacji słaboprądowych. Do wykonania łuków, rozgałęzień, redukcji zastosować dedykowane elementy systemu kablowego. Koryta do podłoża mocować przy pomocy dedykowanych wysięgników do montażu pionowego i poziomego. Elementy mocujące zastosować co 2 m. Koryta kablowe podłączyć do instalacji połączeń porównawczych. Zapewnić ciągłość połączenia 25
prądowego przez zastosowanie co najmniej dwóch śrub łączących poszczególne elementy trasy kablowej. Sieci teleinformatyczne oraz elektryczne wykonać aktualnie obowiązującymi normami branżowymi oraz projektowymi. Szczegółowe rozwiązania zawarto w projekcie elektrycznym. 5.8.5. Montaż czujników Przetworniki ciśnienia i czujniki temperatury, czujniki CO 2, czujniki wilgotności, oraz napędy zasuw należy zabudować w miejscach wskazanych przez technologa projektu. 5.8.6. Zakres prac AKPiA w budynku bioreaktorów, kontenera sterującego oraz w budynku administracji Zakres prac obejmuje montaż 10 szaf, (UWAGA! Szafa RGA oraz MA montowane w pomieszczeniu monitoringu i w budynku administracji muszą posiadać możliwość komunikacji mimo wyłączenia jednej z nich) oraz 7 szaf sterujących bioreaktorami. Prace obejmują również wykonanie tras kablowych, montaż szaf, zaprogramowanie sterownika PLC, wykonanie oprogramowania paneli operatorskich, wykonanie i uruchomienie systemu bazodanowego oraz wizualizacji WEB w budynku administracji. Zakres prac: 1) Przygotowanie szaf sterujących od RB1 do RB7. 2) Przygotowanie szafy głównej automatyki RGA 3) Przygotowanie szafy monitoringu automatyki MA 4) Montaż szaf we wskazanych miejscach. 5) Przygotowanie tras kablowych dla obwodów przetworników pomiarowych. 6) Podpięcie sygnałów pomiarowych. 7) Sprawdzenie podłączenia kabli sygnałowych. 8) Sprawdzenie wszystkich sygnałów (I/O, D/A, transmisje, zasilanie). 9) Uruchomienie poszczególnych szaf. 10) Sprawdzenie komunikacji pomiędzy urządzeniami. 11) Przygotowanie oprogramowania według wytycznych technologii, 12) Wgranie oprogramowania do sterowników. 13) Rozruch sterowników PLC. 14) Przekazanie adresów danych pobieranych przez wizualizację. 15) Wgranie oprogramowania do paneli wizualizacyjnych. 16) Uruchomienie systemu wizualizacji na panelach HMI. 26
17) Przygotowanie i uruchomienie systemu zbierania danych. 18) Uruchomienie elementów systemu wizualizacji WEB. 19) Dostarczenie dokładnej specyfikacji zabudowanego sprzętu. 20) Dostarczenie dokumentacji powykonawczej (programy oraz schematy). 21) Szkolenie z zakresu obsługi i utrzymania w ruchu systemu monitoringu. 5.8.7. Oznaczenia zewnętrzne szaf monitoringu i sterowania Każda z szaf sterowniczych powinna być odpowiednio oznaczona. Należy wskazać cechy identyfikacyjne, oraz instrukcję obsługi. Każda szafa powinna posiadać tabliczkę znamionową z nazwą wyrobu i danymi identyfikacyjnymi oraz podstawowymi cechami (parametry zasilania, klasa zabezpieczenie itd.), uwagami lub symbolami bezpieczeństwa. Producent, po spełnieniu wszystkich wymagań zawartych w dyrektywach, którym podlega urządzenie (w tym wypadku każda szafa zasilająca oraz szafy układu monitoringu i sterowania), powinien nanieść oznakowanie CE, zanim wprowadzi urządzenie do obrotu. umieszczając oznakowanie CE, producent deklaruje zgodność ze wszystkimi mającymi zastosowanie dyrektywami. oznakowanie nie powinno być mniejsze niż 5 mm. oznakowanie powinno być umieszczone w bezpośredniej bliskości nazwy producenta lub jego upoważnionego przedstawiciela, przy użyciu tej samej techniki druku. w przypadku zastosowania procedury pełnego zapewnienia jakości oznakowanie CE należy umieszczać z numerem identyfikacyjnym jednostki notyfikowanej., Pozostałe oznaczenia: Poza oznakowaniem CE wymaga się, aby każde urządzenie było trwale i widocznie wyposażone w tabliczkę znamionową z następującymi nadymi: nazwa i adres producenta (we właściwych przypadkach upoważnionego przedstawiciela producenta), określenie urządzenia, oznakowanie CE, określenie serii lub typu, 27
numer seryjny (jeżeli istnieje), rok wykonania (ukończenia procesu produkcji), masa, dane o elektrycznym zasilaniu. 5.8.8. Oznaczenia wewnętrzne szaf monitoringu i sterowania Etykiety na pojedynczych linkach, przewodach, urządzeniach, czujnikach, przetwornikach, urządzeniach wykonawczych, szafach sterowniczych muszą pozostać czytelne przez długi czas, niezależnie od warunków panujących w budynku bioreaktorów. 28
6. Wytyczne ogólne dla projektów oprogramowania 6.1. Wytyczne ogólne do oprogramowania sterownika PLC oraz paneli operatorskich. Wszelkie urządzenia, zabezpieczenia itp. powinny być wykonane według aktualnie obowiązujących norm i przepisów oraz posiadać stosowne świadectwa, dopuszczenia, atesty, licencje itp. Rozwiązania AKPiA muszą być wykonane w sposób zapewniający redundancję informacji poprzez zbieranie informacji w przynajmniej dwóch niezależnych lokalizacjach: w sterowniku PLC oraz w systemie archiwizacji w szafie monitoringu automatyki MA. Wstępnie przewiduje się w systemie edycję następujących ekranów wizualizacyjnych (wykonawca powinien liczyć się z koniecznością zaaplikowania większej liczby ekranów synoptycznych w zależności od wprowadzanych zmian): o monitoring ciśnienia, o monitoring temperatury oraz progów alarmowych, o monitoring pracy elementów wykonawczych (zawory, siłowniki, wentylatory), o monitoring i diagnostyka urządzeń AKPiA, o monitoring i diagnostyka własna systemu komunikacyjnego. Każdy z dwóch paneli operatorskich powinien posiadać to samo oprogramowanie. System wizualizacji i sterowania będzie posiadał: o sygnalizację wszystkich stanów alarmowych, stanów nieprawidłowej pracy itp., o system raportów z pracy urządzeń (raporty dzienne, tygodniowe), szczegóły do uzgodnienia z Zamawiającym, o system wykresów parametrów pracy urządzeń, szczegóły do uzgodnienia z Zamawiającym, o oprogramowanie ma zapewnić identyfikację operatorów, różne poziomy dostępu do oprogramowania (poziom administratora, kierownika obiektu, technologa, operatora). Zamawiający lub osoby wskazane przez niego muszą posiadać prawa dostępu do wszystkich poziomów zabezpieczeń oprogramowania monitoringu i wizualizacji zarówno w sterowniku PLC jak i w panelach HMI. Kierownik obiektu lub administrujący obiektem powinien mieć dostęp między innymi do: konfiguracji aparatury AKPiA, konfiguracji systemu monitoringu (PLC i HMI). Ponadto, system wizualizacji ma umożliwiać: o wizualizację całości systemu z poziomu szafy monitoringu automatyki MA i głównej szafy automatyki RGA, 29
o kontrolę i rejestrowanie czasu pracy podłączonych urządzeń, o kontrolę i rejestrację parametrów technologicznych i elektrycznych, o rejestr stanów i sytuacji alarmowych, o eksport danych procesowych każdego elementu w wybranym przez Zamawianego formacie plików, o dalszą możliwość rozbudowy systemu. Wykonawca po realizacji przekaże Zamawiającemu kompletną dokumentację systemu monitoringu, dokumentację techniczną, prawa do użytkowania oraz licencje dotyczące używanego oprogramowania. Dokumentacja musi być wykonana w sposób umożliwiający niezależną od Wykonawcy rozbudowę i modernizację systemu. Dokumentacja musi być wykonana w języku polskim (lub innym wskazanym przez Zamawiającego). Wykonawca zapewni także dostawę, montaż i uruchomienie układów pomiarowych oraz systemu monitoringu dla oferowanych instalacji technologicznych (przetworniki, okablowanie specjalistyczne, sterowniki itp.). Ilość zamontowanych urządzeń ma zapewnić zrealizowanie zamierzonych celów technologicznych. Wykonawca zapewni możliwość uczestniczenia wskazanym pracownikom Zamawiającego w trakcie prac przy rozruchu, ruchu próbnym instalacji AKPiA oraz oprogramowaniu itp. Wykonawca zapewni 3 dniowe (wcześniej zgłoszone do Zamawiającego i potwierdzone na piśmie) szkolenie z obsługi systemu AKPiA. Wykonawca zapewni także dostawę, montaż i uruchomienie lokalnych systemów AKPiA. Poziom procesowy powinien realizować funkcje zbierania i przetwarzania danych, (układ powinien posiadać możliwość rozbudowy o systemu regulacji i sterowania). Poziom operatorski powinien realizować funkcje komunikacji operatora z systemem monitoringu poprzez wizualizację przebiegu procesów technologicznych, sygnalizację zdarzeń zakłóceń oraz realizowanie funkcji archiwizacji i raportowania danych pobranych z części procesowej. W ramach realizacji należy dostarczyć do oprogramowania wizualizacyjnego i sterowania: klucz zabezpieczający (jeżeli istnieje dla danego typu oprogramowania), licencję na bezterminowe używanie zainstalowanego pakietu oprogramowania, płyty CD (lub DVD) z wersjami instalacyjnymi systemu, podręcznik użytkownika. W ramach realizacji należy dostarczyć kompletne oprogramowanie wizualizacyjne dla PLC oraz HMI wraz z licencjami i kodami źródłowymi przygotowanych aplikacji, oraz dostarczenie podręcznika użytkownika w wersji elektronicznej i papierowej oraz całość dokumentacji w formie elektronicznej. Dostawca jest zobowiązany dostarczyć Zamawiającemu wersje narzędziowe (Development) oraz wersje RunTime systemów sterowania i wizualizacji, 30
Przed ostatecznym oddaniem instalacji do użytkowania przez Zamawiającego zaleca się weryfikację oprogramowania zainstalowanego w systemie z kodami źródłowymi lub projektami dla PLC i HMI otrzymanymi na płytach CD lub DVD. Wykonawca powinien dostarczyć specyfikację (mapę pamięci sterownika PLC) oraz określić parametry dostępu do sterownika PLC. System bazy danych oraz wszystkie elementy systemu monitoringu powinny być archiwizowane na serwerze NAS. Oprogramowanie do monitoringu i wizualizacji powinno ponadto posiadać: o polską wersję językową, o dostępność przez standardową przeglądarkę stron www, o oprogramowanie wypełni wszelkie zasady funkcjonalne określone w projekcie oraz zgłoszone w późniejszym terminie przez Zamawiającego, o możliwość pracy w sieciach komputerowych wykorzystujących stos protokołów TCP/IP, o projektowanie i modyfikację aplikacji obiektowej, o moduł wykresów, moduł alarmów, o wykonywanie obsługi danych historycznych. System powinien być dostarczony z narzędziami umożliwiającymi modyfikację i zmiany w projekcie w celu późniejszej rozbudowy. 6.2. Wytyczne dla programu sterownika. Omawiany system powinien pracować jako układ regulacyjno rejestrujący. Zadaniem dla oprogramowania sterownika PLC jest: zbieranie i rejestrowanie sygnałów pochodzących z przetworników temperatury TR, przetwornika ciśnienia PR, przetworników CO 2 QR, przetworników wilgotności MR, z sygnalizacji położenia zasuw, i zaworów, przeliczanie wyników pomiarowych na wartości wyrażone w odpowiednich jednostkach fizycznych, (skalowanie sygnału 4-20mA), obliczanie wartości zmiennych, które nie mogą być zmierzone bezpośrednio, a mogą być uzyskiwane w wyniku obliczeń innych parametrów (P, T, Q, M ), sygnalizacja stanów alarmowych, porównywanie wartości zmierzonych z wcześniej podanymi zakresami (zakresy progowe do uzyskania w trakcie rozruchu po wykonanym remoncie), wykrywanie awarii komunikacji z poszczególnymi elementami systemu rozproszonego monitoringu, wyspy I/O, z podaniem lokalizacji awarii. np. na schemacie pompowni lub filtrów, wykrycie rozłączenia toru pomiarowego, wykrycie zaniku zasilania 230VAC w poszczególnych szafach RBx wykrycie zaniku 24VDC obwodów zasilających, 31
wykrywanie przekroczenia progów alarmowych dla poszczególnych przetworników. Należy wprowadzić możliwość ustawiania wszystkich progów alarmowych. Wszystkie zmiany parametryzacji powinny być dokonywane tylko po zalogowaniu się na użytkownika o odpowiednich uprawnieniach), informowanie o załączeniu wentylatorów (Wentylator pracuje), sygnalizacja pracy wentylatora, (należy umożliwić wprowadzanie konfiguracji wprowadzania parametrów alarmowych dla pomiaru prądu, braku sygnalizacji na liczniku godzin pracy), system powinien wykonywać ciągłe monitorowanie i sprawdzanie stanów parametrów pomiarowych, rejestrowanie zdarzenia oraz wyświetlanie czytelnej informacji na ekranie paneli operatorskich i na systemie monitoringu: wykrywanie błędów pomiaru temperatury TR, wykrywanie wyłączenia wentylatorów (sygnalizacja wyłączenia wentylatorów), informacja o położeniu roboczym poszczególnych zasuw i zaworów, w przypadku pracy wentylatorów powinno pojawić się ostrzeżenie, jeżeli zostaną zamknięte wszystkie zasuwy na wylocie i wlocie, autokontrola połączeń komunikacyjnych z poszczególnymi wyspami rozproszonymi, kontrola zmian parametrów poszczególnych przetworników pomiarowych, sprawdzanie poprawności odczytu z poszczególnych czujników, należy uwzględnić każdy parametr mający wpływ na technologię. np. sygnalizowanie wszelkich zagrożeń mogących mieć wpływ na poprawne działania procesu technologicznego, W celu śledzenia wartości regulowanej należy udostępnić wszystkie parametry regulatora do wizualizacji lokalnej oraz do wizualizacji w szafie monitoringu. Nastawy regulatora PID powinny być zmieniane tylko i wyłącznie przez uprawnione osoby (zabezpieczenie hasłem) poprzez panele HMI, Należy rejestrować każdą zmianę parametrów regulatora PID oraz identyfikator dokonującego zmiany, należy uwzględniać sugestie personelu. 6.2.1. Wytyczne dla oprogramowania paneli operatorskich. System wizualizacji powinien pracować w układzie rejestrująco doradczym oraz z nadrzędnym sterowaniem. Informacje z obiektu powinny być również przekazywane personelowi obsługującemu obiekt jako wytyczne do sterowania. Ponadto oprogramowanie paneli operatorskich powinno posiadać następujące możliwości: okresowe lub na życzenie drukowanie raportów zmiennych, przebiegów, (wskazanych przez technologa projektu) 32
obliczanie wskaźników syntetycznych np. bilansów, (wskazanych przez technologa projektu) obliczanie wskaźników statystycznych w określonym przedziale czasu, odchylenie średnie, średnie temperatury itd. (wskazanych i podane przez technologa projektu) należy rejestrować zmiany w parametryzacji poszczególnych torów pomiarowych (użytkownik, data, godzina), wyświetlanie alarmów, w przypadku wystąpienia alarmów krytycznych należy uwzględnić konieczność potwierdzenia odczytu alarmu przez operatora, dla oprogramowania paneli operatorskich obowiązują wszystkie wytyczne. w przypadku lokalnych układów regulacji dla bioreaktorów należy zagwarantować możliwość podglądu parametrów regulatora (lub regulatorów) PID. należy uwzględnić możliwość zmiany parametrów regulatora(ów) PID tylko dla uprawnionego personelu (blokada hasłem). 6.2.2. Wzajemne blokady pomiędzy elementami pomiarowymi. Pomiędzy poszczególnymi przetwornikami nie występują wzajemne blokady. Powiązania które występują pomiędzy poszczególnymi przetwornikami są zależne od mierzonej wielkości fizycznej. Przypadek kiedy jeden z przetworników wskazuje duże różnice wartości może sugerować jego uszkodzenie. Z oceną poziomów występujących ciśnień należy zaczekać do uruchomienia bioreaktorów. W przypadku pracy wentylatorów powinno pojawić się ostrzeżenie, jeżeli zostaną zamknięte wszystkie zasuwy na wylocie lub na kolektorze. Jeżeli wentylator nie zostanie wyłączona należy zgłosić alarm. 6.2.3. Częstotliwość zbierania sygnałów pomiarowych. Przedstawiany projekt monitoringu pracy bioreaktorów wymaga logowanie do bazy danych wartości zmiennych procesowych co 1 minutę. System powinien zapewnić priorytet odczytu poboru prądu pracy wentylatora (QR) oraz zasuw i zaworów. Rejestracja pozostałych zdarzeń regulacji powinna być wykonywana w jak najkrótszym czasie. 6.2.4. Sytuacje wyjątkowe: Zachowanie układu w przypadku zaniku napięcia zasilającego: Należy prowadzić ciągły monitoring stanu zasilania. W przypadku wystąpienia długotrwałego zaniku zasilania należy powiadomić administratora budynku. Zachowanie się układu w przypadku anomalii przetwornika pomiarowego. W przypadku, gdy zostanie wykryta zbyt duża różnica odczytów dla jednego 33
z przetworników, temperatury, wilgotności lub dwutlenku węgla należy sprawdzić lokalnie odczyty. Należy zastosować system informowania o rozwarciu pętli pomiarowej w celu identyfikacji zaniku toru pomiarowego. Awaria systemu komunikacji lub rozproszonych wejść/wyjść, system monitoringu powinien ciągle kontrolować stan połączenia z rozproszonymi I/O. W przypadku zaniku komunikacji system monitoringu powinien niezwłocznie i permanentnie informować operatora o braku komunikacji. Całkowite zamknięcie zasuw. Niepoprawne odczyty z przetworników. Przerwanie toru pomiarowego dla poszczególnych przetworników. 6.2.5. Propozycja listy alarmów. Lp. Rodzaj zgłoszenia 1 Niepoprawne podpięcie czujników Alarm, dla każdego czujnika temperatury oddzielny 2 Niepoprawne podpięcie czujników CO 2 Alarm, dla każdego czujnika oddzielny 3 Niepoprawne podpięcie czujników wilgotności Alarm, dla każdego czujnika oddzielny 4 Zasuwa nie osiągnęła zadanej pozycji Alarm, dla każdej zasuwy oddzielny alarm 5 Wentylator załączony, brak sygnalizacji Alarm, dla każdego wentylatora przepływu prądu oddzielnie 6 Wentylator załączony, brak potwierdzenia Alarm, dla każdego wentylatora stycznika oddzielnie 7 Niepoprawne zakresy pracy czujników Alarm, dla każdego czujnika oddzielnie 8 Brak komunikacji pomiędzy PLC Alarm, dla każdego PLC oddzielnie 9 Awaria komunikacji CsCAN Alarm, dla każdego PLC oddzielnie 10 Brak komunikacji bazy danych z PLC Alarm, dla każdego PLC oddzielnie 11 System bazy danych wyłączony Alarm 12 Szafa sterownicza RBx wyłączona Alarm, dla każdego szafy RB oddzielny alarm 13 Główna szafa automatyki wyłączona Alarm 14 Szafa monitoringu wyłączona Alarm 15 Brak zapisu nowych wartości w bazie danych Warning, dla każdej wartości pomiarowej oddzielny 6.2.6. Wytyczne dla wizualizacji HMI (przykłady screeny) Zakres wizualizacji dla paneli operatorskich oraz monitoringu obejmuje wizualizację pracy poszczególnych elementów wykonawczych. tj. wentylatorów, napędów przepustnic, przetworników pomiaru ciśnienia, temperatury, wilgotności, CO 2, położenia przepustnic, załączenia styczników, pracy wentylatorów, kontroli i zaniku faz jak i diagnostyki systemu komunikacji wraz z monitoringiem tych elementów 34
Uwzględniając budowę bioreaktorów należy tak zaprojektować ekrany wizualizacji, aby ułatwić obsłudze wdrożenie systemu. Ekrany synoptyczne mogą funkcjonować np. wg. przykładowych paneli synoptycznych. Przykładowy panel synoptyczny Administracja systemu, ustawienia, linearyzacja czujników, tolerancje układu pomiarowego Przykładowa synoptyka Panel operatora, monitoring pracy zasuw, wentylatorów oraz parametry czujników pomiarowych 35
Przykładowa synoptyka Panel raportów wartości zmierzonych dla czujników CO 2, wilgotności i temperatury 36
7. Sterowanie bioreaktorami (opis wg. projektu wod-kan oraz opisu technologii projektu) Kompostowanie odpadów jest metodą opartą na naturalnych reakcjach biochemicznych przebiegających w glebie (mineralizacja, humifikacja), zintensyfikowanych w sztucznie wytworzonych optymalnych warunkach, zapewniających możliwość sterowania tymi procesami. Kompostowanie będzie odbywać się przy udziale licznych grup mikroorganizmów. Jest to głównie proces tlenowy. Kompostowanie jest procesem biotermicznym, który zachodzi w dwóch fazach: faza I kompostowanie termofilowe, nazywane też kompostowaniem intensywnym lub fazą wysokotemperaturową, faza II - kompostowanie mezofilowe, nazywane również dojrzewaniem. Czas przebiegu fazy numer I będzie wynosił około 2 tygodni. Na etapie kompostowania reaktorowego będzie dochodzić do procesu mineralizacji tlenowej odpadów. Mineralizacja tlenowa jest procesem egzotermicznym, a intensywność rozkładu zależy od podatności związków na rozkład. Bardzo łatwo ulegają rozkładowi tłuszcze, większość cukrów (w tym skrobia) i białek, trudniej hemicelulozy i celuloza. Natomiast lignina oraz białka z grupy skleroproteidów (np. kreatyna) są bardzo odporne na rozkład. W fazie kompostowania intensywnego temperatura nie powinna przekroczyć 65 o C. Faza ta ma kluczowe znaczenie dla procesu higienizacji. Można wymienić następujące zalety kompostowania, które stanowią o jego znaczeniu w nowoczesnym systemie gospodarowania odpadami: kompostowanie umożliwia recyrkulacją znaczących ilości odpadów ulegających biodegradacji (zapewnia uzyskanie odpowiednich poziomów recyklingu organicznego), kompostowanie zapewnia unieszkodliwienie odpadów pod względem sanitarnoepidemiologicznym, szacuje się, że wykorzystanie kompostowania i innych metod biologicznego przetwarzania może zmniejszyć o 30 50 % strumień odpadów kierowanych na składowiska, technologie kompostowania są sprawdzone w skali technicznej, dostępne i stosunkowo łatwe w eksploatacji, kompostowanie jest akceptowalne pod względem ekonomicznym (zarówno z punktu widzenia kosztów inwestycyjnych jak i eksploatacyjnych), produkt kompostowania jest (może być) wartościowym materiałem, przydatnym do wielu celów, jest m.in. bazą substancji humusowych niezbędnych dla zapewnienia urodzajności gleb (w Polsce około 60 % gleb ma niedomiar humusu), kompostowanie stanowi podstawowy element każdego zintegrowanego systemu gospodarowania odpadami. Faza intensywnego kompostowania odbywać się będzie w napowietrzanych reaktorach, w których kontrola odoru odbywa się poprzez filtr biologiczny 37