Sistema de extinção de incêndio para tanques de teto flutuante: monitorização central de estado por WLAN

Ponto de acesso WLAN 5100 para a transmissão de informações de estado via PROFINET

Sede da empresa Saval BV  

Sede da empresa Saval BV

O armazenamento seguro e o processamento de petróleo assim como de outras matérias-primas fósseis têm uma importância especial devido ao algo perigo de explosão. A empresa holandesa Saval BV concebeu por isso um sistema de extinção de incêndios especial para tanques de teto flutuante.

Controladores e módulos I/O em conjunto com um ponto de acesso WLAN da Phoenix Contact possibilitam uma monitorização de estado do sistema baseada em web.

Aplicação

Em determinadas áreas do tanque de petróleo, o perigo de explosão é tão alto, que as construções são classificadas com a mais alta zona de perigo para gases 0 segundo as orientações ATEX.

Os tanques com teto fixo usados normalmente são caracterizados pelo facto de que durante o seu enchimento se gere uma atmosfera potencialmente explosiva entre o material a ser armazenado e o teto fixo.

Reservatórios de extinção no tanque de teto flutuante  

Os reservatórios de extinção são montados à margem do teto flutuante

Uma solução alternativa são os tanques com teto flutuante, cujos tetos flutuam no líquido armazenado. Como uma tal construção de teto é móvel, ela tem de ser isolada na área da parede do tanque com um material flexível.

Entre a parede do tanque e o isolamento surge contudo um espaço livre, no qual se reúne uma pequena quantidade em gás do material armazenado. Se o gás se misturar com o ar, é criada uma mistura explosiva. A eletricidade estática resultante de um relâmpago ou de uma faísca pode criar um incêndio, o qual é ainda controlável logo após o ignição. Caso o incêndio não seja descoberto, este pode-se desenvolver para um incêndio incontrolável.

Para tais casos, a Saval concebeu um sistema de extinção de incêndios que, em conjunto com um sistema de aspersores, pode proteger um tanque de 40 metros de circunferência. Tanques com teto flutuante que tenham um diâmetro de 120 metros podem necessitar de vários sistemas de extinção de incêndios.

No quadro da automatização do sistema de extinção de incêndios são monitorizados dois sinais digitais, os quais dão informações acerca do estado do sistema de proteção contra incêndios. Cada sistema de extinção de incêndios dispõe de um controlador estático, o qual controla o nível no reservatório de extinção de incêndios, assim como um pressóstato, o qual informa o sistema acerca da pressão no sistema.

A área perto do isolamento do teto flutuante está marcada como zona 0. Ambos os sinais digitais são reunidos na caixa de distribuição instalada na zona 1. Caso ocorra um incêndio, o controlador estático e o pressóstato são ativados simultaneamente. Caso seja somente uma fuga no sistema de aspersores, apenas é ativado o pressóstato. O mesmo ocorre com o controlador estático, o qual é ativado na presença de uma fuga no reservatório de extinção de incêndios.

 

Módulos I/O com segurança intrínseca alinham-se perfeitamente com o bus local

A solução central é concebida de tal forma, que os sinais digitais são cablados com cabos HART e conduzidos a um painel de monitorização montado numa área não-explosiva. O painel de monitorização é composto por um controlador modular ILC 171 ETH e por módulos com segurança intrínseca Ex-i-I/O da família de produtos Inline da Phoenix Contact, desenvolvidos para áreas potencialmente explosivas.

Os bornes com segurança intrínseca são alimentados com corrente através de um módulo Inline especial. Eles conectam-se perfeitamente ao bus local Inline do controlador e registam os sinais digitais do controlador estático e do pressóstato.

Reservatório EXD SK 3100  

Access Point WLAN 5100 com controlador modular Inline PROFINET e módulos I/O no reservatório EXD SK 3100

Recondução dos sinais via PROFINET e WLAN

A colocação de novos cabos pode ser difícil, caso não exista uma infraestrutura de comunicação no tanque de óleo que possa ser utilizada. Por isso, a Saval desenvolveu uma solução descentralizada com o seu reservatório de proteção SK 3100. No reservatório de proteção encontra-se montado um controlador PROFINET com módulos de segurança intrínseca.

Cada estação descentralizada SK 3100 monitoriza até quatro sistemas de extinção de incêndios e envia os sinais por WLAN a um painel de monitorização SK 3000 instalado centralmente, no qual se encontra montado um controlador de elevado desempenho IPC 330 PN. Para a transmissão dos dados entre SK 3100 e SK 3000 são usados pontos de acesso WLAN.

Os dispositivos correspondem ao Standard IEEE 802.11 e suportam o PROFINET Assistance Mode, sendo possível que ambos os controladores Inline comuniquem entre eles através do protocolo PROFINET. Além disso, pode-se dar prioridade a pacotes PROFINET individuais. Aos pacotes com a prioridade mais alta é dada preferência nas trocas no interface WLAN em relação a todos os outros pacotes Ethernet.

Touchscreen WP10 com visualização WEBVISIT  

O dispositivo HMI acede como Webclient à visualização WEBVISIT

Visualização baseada em internet de estado de dispositivos e perturbações de funcionamento

Para a monitorização da solução é utilizado o software de visualização baseado em internet WEBVISIT da Phoenix Contact. Para isso, o controlador tem de dispor de um servidor web integrado, como no caso dos controladores inline utilizados.

Apenas é necessário um endereço IP para poder aceder à visualização no servidor web do PLC. Os dados são apresentados de seguida no dispositivo de operação e monitorização. A visualização desenvolvida pela Saval dá informações sobre o estado do pressóstato e do controlador estático, assim como sobre a fonte de alimentação do sistema de controlo.

Para além disso mostra em caso de problemas de funcionamento um alarme. Para a apresentação dos dados, a Saval utiliza um Touchscreen WP10.

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