SOLUTIONS SYSTÈMES POUR L'AUTOMATION

SOLUTION D'E/S DÉPORTÉES - RAFFINERIE

Station de terrain d'E/S déportées pour la zone 2 comme solution hautement disponible pour l'utilisation dans une raffinerie

Une grosse raffinerie a choisi le système d'E/S déportées IS1+ dans une version hautement disponible pour la surveillance et la commande de processus critiques en atmosphères explosibles de zone 2. Le système est alimenté par des modules de CPU et power redondants et communique avec le système de commande via un réseau PROFIBUS DP redondant. L'alimentation externe de 230 V CA ainsi que le chauffage intégré contre la formation de condensation sont conçus de manière redondante.

La température et l'humidité à l'intérieur du coffret de terrain sont détectés en continu par un capteur et signalés au système de commande. Toutes les lignes de bus de terrain et d'alimentation sont dotées d'une protection contre les surtensions.

Le coffret de terrain est en acier inoxydable SS316L robuste et il est doté d'un éclairage intérieur automatique pour le technicien de service. Nous avons accordé une importance particulière à la simple transformation à une version ATEX de zone 1, seuls les modules de CPU et power doivent être remplacés par la version de zone 1 – Vous trouverez davantage d'informations sur IS1+ ici :

(Photo du haut : solution d'E/S déportées redondant pour installation de zone 2/photo du bas : redondance du système avec PROFIBUS DP de sécurité intrinsèque et IS1+ pour zone 1)

A major refinery has decided to use the IS1+ Remote I/O system in a highly available version for monitoring and control of critical processes in Zone 2 hazardous areas. The system is supplied with redundant CPU and power modules, and it communicates with the control system via a redundant PROFIBUS DP network. Both the external 230 VAC supply and the integrated heater to prevent condensation are designed redundantly.

Temperature and humidity inside the field enclosure are constantly monitored by a sensor and communicated to the control system. All fieldbus and supply lines are fitted with surge protection.

The field enclosure consists of robust AISI 316L stainless steel and is fitted with an automatic inside light for service technicians. Of particular importance was the option for an easy retrofit for ATEX Zone 1: the CPU & power modules merely need to be replaced by Zone 1 versions - for more information on IS1+ click here:

(illustration above: redundant remote I/O system solution for Zone 2 installation / illustration below: system redundancy with intrinsically safe PROFIBUS DP and IS1 for Zone 1)

L'utilisateur utilise aussi bien des appareils de terrain de sécurité intrinsèque que pneumatiques dans la zone 1. En raison de l'utilisation des modules DOMV IS1+ pour zone ATEX 1, les stations de terrain séparées pour les terminaux d'électrovannes sont supprimées et les distances pour les flexibles pneumatiques sont considérablement réduites.

Les modules DOMV disposent à chaque fois de huit distributeurs 3/2 intégrés
mais n'occupent qu'un seul emplacement de module et peuvent être combinés à l'envie avec des modules E/S de sécurité intrinsèque. Il est ainsi possible de construire des stations de terrain antidéflagrantes très compactes.

La communication avec le système d'automation se fait via un réseau Ethernet avec, au choix, Modbus TCP, Ethernet/IP ou PROFINET. Pour une transmission sans perturbations sur des distances allant jusqu'à 2 000 mètres, des fibres optiques sont utilisées. En cas de mode de protection « op is », il est possible de le brancher et de le débrancher en fonction des besoins, également dans la zone 1, afin de faciliter les travaux d'extension et d'entretien – Vous trouverez davantage d'informations sur IS1+ ici :

(Photo du haut : station de terrain d'E/S déportées pour la zone 1 avec Ethernet et terminaux de distributeurs intégrés/photo du bas : module pneumatique pour la zone 1 avec 8x distributeurs 3/2 pour IS1+)

Pour la commande locale et la surveillance d'un compresseur de gaz, une solution pour l'installation dans la zone 1 était nécessaire. 

Le système de surveillance et le moniteur de la société Bently Nevada a été intégré avec des isolateurs galvaniques Ex i et une solution IHM de R. STAHL ainsi que d'autres composants comme un API dans un coffret Ex p. Pour le client, l'avantage était d'obtenir une solution taillée sur mesure complète d'un seul fournisseur. R. STAHL se chargea de la planification et de la fabrication de cette solution sur la base des consignes du client.

Les isolateurs galvaniques Ex i transmettent les signaux de mesure de température et des capteurs de vibrations au système de surveillance de Bently Nevada. 

En raison de la version à deux canaux des isolateurs galvaniques Ex i, il a été possible d'économiser env. 50 % de place – vous trouverez ici de plus amples informations sur ISpac : (photo du haut : armoire Ex p vue de l'extérieur/photo du bas : condition monitoring system avec isolateurs galvaniques Ex i (rangée du bas sur la photo))

Ce système vidéo antidéflagrant a été spécialement conçu pour les variations de température extrêmes et les conditions ambiantes régnant sur une plate-forme de forage de zone 1. Ici, il fallait surveiller en détail trois zones différentes : à chaque fois avec une station de surveillance séparée, elles devaient être toutes connectées ensemble afin d'offrir des possibilités flexibles d'accès.
Toutes les données vidéo devaient être enregistrées sur une matrice de serveur.

Les avantages en un coup d'œil :

• Matrice avec serveurs et commutateurs pour la surveillance simultanée dans trois salles de contrôle
• Caméra PTZ à rotation rapide pour la surveillance de la tige de forage
• Caméra haute définition à image thermique pour la surveillance « homme à la mer »
• Caméras AFZ avec PoE++ pour la surveillance de locaux
• Structure de serveurs pour l'enregistrement de données vidéo, contrôle ultérieur des processus possible à tout moment
• Les extenders PoE++ permettent d'obtenir de longs trajets de transmission

En savoir plus sur nos produits vidéo.

R. STAHL ORCA HMI peuvent être conçues comme l'exige l'installation de processus. Des écrans disposés les uns au-dessus des autres ou côte à côte sont tout autant possibles que des solutions IHM mobiles, des coffrets spéciaux ou des constructions murales spécifiques au système. Nos tailles d'écrans vont de 7" à 22" afin de disposer, pour chaque solution d'automation, du panneau de commande et de visualisation correspondant.

Beaucoup de stations de commande peuvent être configurées individuellement avec des lecteurs de carte RFID, des scanners de code-barres, des casques et des claviers Bluetooth.

Pour les solutions de réseau modernes, il est possible de configurer les Clients Légers de R. STAHL avec le tout dernier firmware Remote pour une intégration réseau des plus faciles et une communication sécurisée.

En savoir plus sur nos IHM et les accessoires :

• Vue d'ensemble des technologies d'HMI
• Clients Légers dans les réseaux virtuels
• Lecteurs RFID et scanners de code-barres

(Photo du haut : exemple d'un système à deux moniteurs configuré individuellement pour les salles propres/photo du bas : scanner de code-barres pour les atmosphères explosibles de zone 1)

Une impression rapide d'étiquettes n'entrait jusqu'à présent pas en ligne de compte dans les atmosphères explosibles : il manquait le matériel doté de la protection requise ou des concepts appropriés de protection pour les dispositifs standards. R. STAHL propose une solution avec une imprimante classique intégrée dans un coffret du mode de protection Ex p (enveloppe à surpression).

Cette solution de protection contre les explosions se compose d'une imprimante standard et d'un coffret de conception nouvelle. Désormais, les utilisateurs peuvent procéder à des impressions sans aucun problème dans les atmosphères explosibles. Les étiquettes imprimées peuvent être tout simplement récupérées par une porte frontale sans que l'imprimante doive être éteinte. En outre, le coffret dispose d'une porte latérale et d'un fond amovible avec poignée permettant un accès facile pour les opérations d'entretien.

Ce coffret à surpression offre d'autres avantages en matière de facilité d'utilisation. Il est par exemple possible, sans difficultés, d'intégrer des fenêtres plus grandes permettant une vision particulièrement bonne des affichages sur l'imprimante à l'intérieur de l'armoire. Un autre avantage est constitué par les dimensions variables du coffret de cette solution qui permettent également l'utilisation d'imprimantes de plus grande taille et l'emploi de plus grandes étiquettes.

Impression antidéflagrante - Vue d'ensemble des avantages de la solution :

• Utilisable dans les zones ATEX 1/21 (Ex px) et 2/22 (Ex pz).
• Une réalisation technique d'imprimantes spéciales en coffrets Ex p peut être examinée en cas de mise à disposition par le client.
• Manipulation simple et rapide d'une seule main.
• Surveillance complète possible par des fenêtres.
• Fond du dispositif amovible pour un entretien facile.

(Photo du haut : solution d'imprimante Ex p complète pour les zones 1 et 2/photo du bas : retrait des étiquettes possible sans aucun problème en atmosphère explosible)

L'utilisation d'appareils mobiles tels que des tablettes et des smartphones dans les atmosphères explosibles requiert une transmission de données sans fil – « wireless ». Il fallait installer le wifi dans les zones de fabrication d'une entreprise d'industrie chimique agissant à l'international. Le plus grand défi était de rendre utilisable dans une atmosphère explosible un appareil issu d'un environnement de bureau. Ce faisant, la solution devait permettre les choses suivantes :

• Remplacement simple des points d'accès wifi
• Raccordement simple du câble Ethernet
• Place pour d'éventuelles extensions avec WirelessHART ou LoRa
• Utilisation sur différents sites dans le monde entier avec exigences Ex divergentes

La solution réseau pour la zone ATEX 1 remplit les exigences dans la mesure où l'utilisation est restreinte de manière minimale seulement, en raison de la protection contre les explosions. Les exigences énumérées ci-dessus ont été réalisées comme suit :

• Point d'accès wifi monté sur une plaque de montage amovible
• Raccordement du câble Ethernet au moyen d'une chambre de connexion Ex e séparée avec des bornes Ethernet spéciales
• Grand choix de tailles de coffret différentes
• Différents concepts de protection contre les explosions, adaptés aux prescriptions locales

Vous trouverez davantage d'informations sur les solutions systèmes wifi pour la zone 1 ici :

Vous trouverez des informations sur les solutions systèmes wifi de zone 2  ici :

Ce lien contient une description des isolateurs HF :

(Photo du haut : point d'accès wifi avec Ex e/photo du bas : les isolateurs HF permettent l'utilisation d'antennes au choix)

Pour la connexion antidéflagrante d'une plate-forme pétrolière à Internet, il fallait impérativement que soient utilisés les mêmes composants standards qui avaient été contrôlés et testés en zone sûre – il s'agissait de l'une des consignes du service informatique de l'entreprise. Pour pouvoir permettre cela, R. STAHL a construit un système modulaire composé de coffrets Ex d et de boîtes d'épissure antidéflagrantes pouvant être étendu et adapté aux exigences du wifi sur la plate-forme de forage.

Sur cette solution Ex d spéciale, la connexion au commutateur se fait par des fibres optiques qui sont raccordées dans notre boîte d'épissure Ex op pr (8186). La connexion d'autres commutateurs, deux dans ce cas-là, a lieu par câbles en cuivre.

Pour intégrer d'autres coffrets avec trois commutateurs à chaque fois, on utilise la fibre optique. Les sorties vers les points d'accès wifi ont alors lieu de nouveau par câblage en cuivre avec une borne Ethernet spéciale pour la zone 1 (8187).

Plus d'informations ?

Coffret Ex d

Technique de réseau antidéflagrante