Feuerlöschsystem für Schwimmdachtanks: zentrale Zustandsüberwachung mit WLAN

Access Point WLAN 5100 zur Übertragung von Zustandsinformationen via PROFINET

Firmensitz Saval BV  

Firmensitz Saval BV

Der sicheren Lagerung und Aufbereitung von Rohöl sowie weiterer fossiler Rohstoffe kommt nicht zuletzt wegen der hohen Explosionsgefahr eine besondere Bedeutung zu. Das niederländische Unternehmen Saval BV hat deshalb ein spezielles Feuerlöschsystem für Schwimmdachtanks konzipiert.

Steuerungen und I/O-Module in Verbindung mit WLAN Access Points von Phoenix Contact ermöglichen eine webbasierte Zustandsüberwachung des Systems.

Applikation

In bestimmten Bereichen der Rohöltanks ist die Explosionsgefahr so groß, dass die Bauwerke in die höchste Gefahrenzone 0 für Gase gemäß ATEX-Leitlinie eingestuft sind.

Die in der Regel genutzten Festdachtanks zeichnen sich dadurch aus, dass bei ihrer Befüllung zwischen dem zu lagernden Material und dem fest eingebauten Dach eine explosionsfähige Atmosphäre entsteht.

Löschbehälter auf Schwimmdachtank  

Die Löschbehälter sind am Rand des Schwimmdachs montiert

Eine Alternativlösung bilden Schwimmdachtanks, deren Dach auf der deponierten Flüssigkeit schwimmt. Da eine solche Dachkonstruktion beweglich ist, muss sie im Bereich der Tankwand mit einem flexiblen Material abgedichtet werden.

Zwischen der Tankwand und der Abdichtung entsteht jedoch ein Freiraum, in dem sich eine geringe Gasmenge des gelagerten Materials sammelt. Vermengt sich das Gas mit der Umgebungsluft, wird ein brennbares Gemisch erzeugt. Die statische Elektrizität, die aus einem Blitzeinschlag oder Funken resultieren kann, kann einen Brand nach sich ziehen, der sofort nach der Entzündung noch überschaubar ist. Bleibt das Feuer allerdings unentdeckt, kann es sich zu einem unkontrollierbaren Brandherd entwickeln.

Für derartige Anwendungsfälle hat Saval ein Feuerlöschsystem konzipiert, das aus einem Löschbehälter besteht, der in Verbindung mit einer Sprinkleranlage einen Tankumfang von 40 Metern schützen kann. Schwimmdachtanks, die durchaus einen Durchmesser von 120 Metern haben, benötigen unter Umständen mehrere Löschsysteme.

Im Rahmen der Automatisierung des Feuerlöschsystems werden zwei digitale Signale überwacht, die Auskunft hinsichtlich des Zustands des Feuerschutzsystems geben. Jedes Feuerlöschsystem verfügt über einen Standschalter, der den Füllstand im Feuerlöschbehälter kontrolliert, sowie einen Druckschalter, welcher über den Druck im System informiert.

Der Bereich neben der Schwimmdachabdichtung ist als Zone 0 gekennzeichnet. Die beiden digitalen Signale werden in Verteilerkästen gesammelt, die in der Zone 1 installiert sind. Kommt es zu einem Brand, aktivieren sich der Stand- und der Druckschalter gleichzeitig. Handelt es sich hingegen um ein Leck in der Sprinkleranlage, geht lediglich der Druckschalter an. Gleiches trifft auf den Standschalter zu, der sich dann einschaltet, wenn der Feuerlöschbehälter ein Leck aufweist.

 

Eigensichere I/O-Module reihen sich nahtlos an den Lokalbus an

Die zentrale Lösung ist so konzipiert, dass die digitalen Signale mit Kabeln hart verdrahtet und an ein im nichtexplosiven Bereich montiertes Überwachungs-Panel weitergeleitet werden. Das Überwachungs-Panel setzt sich aus einer modularen Steuerung ILC 171 ETH sowie den für den explosionsgefährdeten Bereich entwickelten eigensicheren Ex-i-I/O-Modulen der Produktfamilie Inline von Phoenix Contact zusammen.

Die eigensicheren Klemmen werden über ein spezielles Inline-Modul mit Strom versorgt. Sie reihen sich nahtlos an den Inline-Lokalbus der Steuerung an und erfassen die digitalen Signale der Stand- und Druckschalter.

EXD-Behälter SK 3100  

Access Point WLAN 5100 mit modularer Inline-PROFINET-Steuerung und I/O-Modulen im EXD-Behälter SK 3100

Weiterleitung der Signale via PROFINET und WLAN

Ist an den Öltanks keine Kommunikationsinfrastruktur vorhanden, die genutzt werden kann, gestaltet sich das Verlegen neuer Kabeltrassen schwierig. Vor diesem Hintergrund hat Saval mit dem Schutzbehälter SK 3100 eine dezentrale Lösung erarbeitet. Im Schutzbehälter ist eine modulare PROFINET-Steuerung mit eigensicheren Modulen verbaut.

Jede dezentrale SK 3100-Station überwacht bis zu vier Feuerlöschsysteme und leitet die Signale per WLAN an ein zentral installiertes Überwachungs-Panel SK 3000 weiter, in dem eine modulare Hochleistungssteuerung ILC 330 PN montiert ist. Zur Übermittlung der Daten zwischen SK 3100 und SK 3000 werden WLAN Access Points eingesetzt.

Die Geräte entsprechen dem IEEE-Standard 802.11e und unterstützen den PROFINET-Assistance Mode, sodass die beiden Inline-Steuerungen miteinander über das PROFINET-Protokoll kommunizieren können. Außerdem lassen sich einzelne PROFINET-Pakete priorisieren. Die Pakete mit der höchsten Priorität werden dann gegenüber allen anderen Ethernet-Paketen bevorzugt über die WLAN-Schnittstelle ausgetauscht.

Touchscreen WP10 mit WEBVISIT-Visualisierung  

Das HMI-Gerät greift als Webclient auf die WEBVISIT-Visualisierung zu

Webbasierte Visualisierung von Gerätezustand und Funktionsstörungen

Zur Überwachung der Lösung wird die webbasierte Visualisierungs-Software WEBVISIT von Phoenix Contact genutzt. Dazu muss die Steuerung über einen integrierten Webserver verfügen, wie dies bei den verwendeten Inline-Controllern der Fall ist.

Um auf die Visualisierung auf dem Webserver der SPS zugreifen zu können, wird lediglich ihre IP-Adresse benötigt. Die Daten werden anschließend Bedienen-und-Beobachten-Gerät anzeigt. Die von Saval entwickelte Visualisierung gibt Auskunft über den Zustand des Druck- und des Standschalters sowie der Spannungsversorgung des Steuerungssystems.

Darüber hinaus zeigt sie bei Funktionsstörungen einen entsprechenden Alarm an. Zur Darstellung der Daten verwendet Saval die Touchscreens WP10.

PHOENIX CONTACT GmbH

Ada-Christen-Gasse 4
1100 Wien
(+43) 01 / 680 76

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