El hardware cumple con los siguientes estándares: Estándar de PLC
IEC 61131-2 (*1, *2, *3)
Estándar Funcional de Seguridad IEC 61508
Estándares de aplicación (*1)
EN 54 (*4), EN 298 (*3, *5), EN 50156-1, IEC 61511-1, NFPA85, NFPA72 Estándares de Seguridad (*6)
[CSA]
CSA C22.2 No.61010-1-04 (for the 100-120 V AC power supply specification) [CE Mark] Low Voltage Directive
EN 61010-1 (220-240 V AC and 24 V DC power supply specifications) (*7) Conformidad de estándares EMC (*1, *2, *6)
[CE Mark] EMC Directive
EN 55011 Group 1 Class A equivalent (220-240 V AC and 24 V DC power supply specifications) (*8)
EN 61000-6-2 (220-240 V AC and 24 V DC power supply specifications) (*1) EN 61000-3-2 (220-240 V AC power supply specification) (*9)
EN 61000-3-3 (220-240 V AC power supply specification) (*10) [C-Tick Mark]
AS/NZS CISPR 11 (220-240 V AC and 24 V DC power supply specifications) Estándar para equipo en áreas peligrosas (*11)
[FM Non-Incendive]
Class I Division 2 Groups A, B, C and D Temperature Code T4 FM Standard Class Number 3600
FM Standard Class Number 3611 FM Standard Class Number 3810
For 100-120 V AC, 220-240 V AC and 24 V DC power supply [Type “n”] (*12)
II 3G Ex nC[nL] II C T4 EN 60079-15: 2005 IEC 60079-0: 2004 IEC 60079-11: 1999 For 24 V DC power supply Estandares Marinos(*11)
ABS (American Bureau of Shipping) BV (Bureau Veritas)
Especificaciones de Hardware del ESD
Esta sección describe las especificaciones de Hardware de los equipos principales y componentes del ESD utilizados para este proyecto.
El Paro por Emergencia de la planta Alberto Lovera será un ProSafe-RS marca Yokogawa instalado en una red de control Vnet/IP. Se utilizará la configuración dual redundante en procesadores con dos buses de datos dual redundantes denominado Bus 1 & Bus 2. El Sistema se compone de los equipos principales siguientes:
Estación de Trabajo de Ingeniería
Una estación de trabajo de ingeniería (EWS) será instalada con paquetes de software para aplicaciones de ingeniería, mantenimiento y diagnóstico. La EWS será suministrada con un monitor estándar, un teclado estándar, mouse óptico USB y una tarjeta de interfaz de red Vnet/IP. La red de control del sistema estará conectada con la EWS por medio de la tarjeta de interfaz. Las siguientes son las funciones del ESW:
• Aplicación de Ingeniería.
• Mantenimiento estándar y función de monitoreo.
• Capacidad para la modificación de la lógica en línea y de desplegar el estado de los diagramas lógicos.
• Almacenamiento de SOE y los archivos de diagnóstico de eventos a nivel local. • Estación de Control de Seguridad (SCS)
• El SCS ofrece una función de control de la seguridad, función de almacenamiento de Secuencia de Eventos (SOER)
• El SCS se compone de una Unidad de Control de Seguridad (SCU) y de Unidades Nodo de Seguridad de (SNU). La SCU se conectara con la SNU a través del Bus ESB. Los módulos de I/O pueden ser instalados tanto en la SCU como en la SNU.
La SCU como una unidad completa es instalada en un rack dentro del gabinete del SCS, junto con los SNUs locales. Para este proyecto la SCU es proporcionada con hardware redundante para alta confiabilidad y disponibilidad.
En el modo de configuración redundante, los módulos Controladores CPU, unidades de suministro de energía, tarjetas de interfaz Vnet/IP y tarjetas de interface de Bus ECB son redundantes. Cada módulo Controlador CPU tendrá su propia unidad de batería para respaldar la memoria. La SCU se conecta a las SNU´s por medio del Bus ESB. La SCU y la SNU tienen unidades individuales de suministro de energía, las cuales son redundantes.
Tabla: 6.1 Especificación del Hardware de la Unidad de Control de Seguridad (Controlador)
Concepto Especificación
Modelo SSC50D-S2111
Procesador MIPS R5000
Memoria Principal 32 M Byte
interface Vnet/IP Dual-Redundante 100 Mbps
interface Bus ESB Dual-Redundante
Especificación de Conexión CAT6e UTP Conector RJ45
Fuente de Alimentación 100-120 V AC, 50/60 doble Conexión de entrada
Unidad de Nodo de Seguridad (SNU)
La Unidad de Nodo de Seguridad está conectada a la Unidad de Control de Seguridad.
La unidad de nodo de la seguridad tiene una función de interfaz para transmitir las señales de entradas y salidas de campo a la Unidad de Control de Seguridad a través del Bus ESB. Esta unidad también tiene una función de suministrar energía a módulos de I/O. La Unidad de Nodo de Seguridad es instalada con módulos de suministro de energía, módulos de Bus de interfaz y módulos I/O.
Tabla: 6.2 Especificación de hardware de la Unidad de Nodo de Seguridad
Concepto Especificación
Tipo Para montaje en Rack de 19”
Modelo SNB10D-213 Bus ESB dual-redundantes. Fuente de Alimentación y Fuente de
Tarjeta de Interfaz para el Bus de Control
La tarjeta de interfaz Vnet/IP (Modelo: VI701) es una tarjeta de comunicaciones de red instalada en las estaciones SENG / EWS. La tarjeta VI701 se utiliza para la comunicación de control y de propósito general en la red Ethernet. Existen dos puertos (Bus 1 y Bus 2), la configuración de la comunicación de control redundante se realiza por estos dos puertos. En condiciones normales el Bus 1 se utiliza para la comunicación de control; Bus 2 se utiliza para la comunicación abierta. En caso de error en el Bus 1, la comunicación de control se realiza por medio del Bus 2.
Tabla: 6.3 Especificación de Hardware de la Tarjeta de Interfaz de Control Bus.
Concepto Especificación
Modelo VI701
Velocidad de Comunicación 1000 Mbps Full Dúplex Especificación de Conexión CAT 6e UTP
Conector RJ45
Especificación PCI PCI-X Slot
Switches Nivel 3.
Los Switches de Nivel 3 se utilizan para conectar equipos dentro del dominio de la Vnet/IP y equipos de terceros.
Tabla: 6.4 Especificación de Hardware de Switches Nivel 3 (24 puertos).
Concepto Especificación
Modelo VI701
Factor de Forma Para montaje en Rack de 19”
No. de Puertos 10/100/1000 con 4 ranuras SFP. 24 puertos Ethernet auto-sensing puertos
RAM 64 MB
Memoria Flash 8 MB
Periodo de Conmutación 20 micras para tramas de 64 bytes
MTBF 58,300 horas
Tensión Nominal 100 a 240V AC
Frecuencia Nominal 50 a 60 Hz
Consumo Eléctrico 42.9W máximo
Monitoreo de línea para las Entradas Digitales
Para todas las Entradas Digitales se realizará monitoreo de corto circuito y circuito abierto en el cableado.
Para entradas digitales individuales que se conectarán directamente a los módulos SDV144, para comprobar el cableado se instalarán los adaptadores Yokogawa SCB100 Y SCB110 será instalado en las inmediaciones de los equipos de campo.
Para detectar tanto circuito cerrado como circuito abierto, los módulos SCB100 y SCB110 serán conectados en paralelo y serie respectivamente a los contactos de salida de los equipos en campo, como se muestra en la siguiente figura:
Figura: 6.2 Monitoreo de línea para Entradas Digitales.
Fuente de Alimentación para I/O de Campo
Las señales analógicas se obtienen por medio del módulo de SAI143 (modo de conexión 2- hilos). El módulo SAI143 de Entradas Analógicas recibe 24 VDC del SCU o de la tablilla de conexiones del SNU. En el modo de 4 hilos la alimentación para campo es suministrada por el propio instrumento o por una fuente de alimentación externa.
Para entradas y salidas digitales, para el acondicionamiento y conversión de voltaje se suministraran fuentes de alimentación de 120 VAC a 24 VCD. Se utilizarán fuentes de alimentación Phoenix Contact Quint.
Las fallas en las Fuentes de Alimentación serán supervisadas por un circuito de potencia común.
Módulos de I/O
Esta sección describe las especificaciones de detalle y la filosofía de conexión de la señal de módulos I/O utilizados en el proyecto.
Módulo de Entrada Analógica
Este módulo tiene entradas de 4-20mA para los transmisores de campo del Sistema de Seguridad. Se utiliza con una tablilla terminal de conexiones Yokogawa SEA4D.
Tabla: 6.5 Especificaciones de Hardware del Modulo AI
Concepto Especificación
Modelo SAI143
Número de Canales de Entrada 16
Señal de entrada 4-20 mA
Corriente de Entrada Admisible 0-25 mA Impedancia de Entrada (Encendido) 250 Ω
Impedancia de Entrada (Apagado) 500 kΩ mínimo
Precisión ± 16 μA
Frecuencia de actualización de datos 40 ms Fuente de Alimentación para
Transmisores
16.6 V min. @ 20 mA 26.4 V máx. @ 0 mA
(Corriente de salida limitada: 25 mA) Consumo de Corriente máximo 5 Volts: 320 mA, 24 Volts: 550 mA
Cable del Sistema KS1
Instalación Instalación en SNU o SCU
Configuración dual-redundante Disponible
Módulo de Entrada Digital
Este módulo recibe las señales de contacto o sensor de voltaje de campo. Se utiliza en conjunto con la tablilla de conexión terminal Yokogawa SED4D.
Tabla: 6.6 Especificaciones de Hardware del Modulo DI
Concepto Especificación
Modelo SDV144
Número de Canales de Entrada 16, aislamiento colectivo Señal de entrada Contacto sin Voltaje ON: 1 kΩ máximo
OFF: 100 kΩ máximo Corriente de Entrada Admisible
6 mA ± 20%
(Fuente de alimentación externa, 24VDC @ 0Ω de entrada)
Tiempo de Respuesta de Entrada 40 mS máximo
Consumo de Corriente máximo 290 mA máximo (5 VDC) 140 mA máximo (24 VDC)
Cable del Sistema AKB331
Instalación Instalación en SNU o SCU
Módulo de Salida Digital
Este modulo envía a campo el estado de señales digitales por medio de contactos de transistores. Se utiliza en conjunto con la tablilla de conexión terminal Yokogawa SED4D.
Tabla: 6.7 Especificaciones de Hardware del Modulo DO
Concepto Especificación
Modelo SDV144
Número de Canales de Salida 16, aislamiento colectivo
voltaje de Salida 24 VCD
Caída de voltaje máxima en la Salida 1 V máximo
Corriente Máxima de Carga línea de salida) 0.2 A / salida de línea (3.2 A en el total de la Corriente Mínima de Carga 100 mA
Tipo de Salida Fuente de Corriente
Tiempo de Respuesta en la Salida 30 ms
Consumo de Corriente máximo 300 mA máximo (5 VDC) 150 mA máximo (24 VDC)
Cable del Sistema AKB331
Instalación Instalación en SNU o SCU
Configuración dual-redundante Disponible
Tablilla Terminales de Conexión
Todos los módulos de I/O están conectados con cables estándares a las tablillas terminales de conexión. Dependiendo del tipo de I/O (analógica o digital) se suministran diferentes tablillas terminales de conexión, como se indica abajo.
Tabla: 6.8 Especificaciones de Hardware para Tablillas Terminales de Conexión
Tipo de Señal Tipo de Tablilla Terminal (Modelo/Fabricante)
Entrada Analógica SEA4D / Yokogawa
Entrada Digital SED4D / Yokogawa
Salida Digital SED4D / Yokogawa
En general los cables de campo de I/O son conectados a las terminales.
Sistema de Cables del ESD
Esta sección describe las especificaciones de varios cables para el ProSafe-RS ESD utilizados en el proyecto.
Cable de Red
Todos los cables conectados al Bus 1 y Bus 2 de la Vnet/IP están clasificados como cables de red. Estos cables son de tipo IEEE802.3 CAT 6 equipadas con conectores RJ45 en ambos extremos. Estos cables se utilizan para conectar los controladores SCS y EWS a los switches nivel 3.
Tabla: 6.9 Especificaciones de Hardware de Cables de Red
Concepto Especificación
Modelo 1000BaseT CAT 6 con conector RJ45
Color
Rojo para Bus 1 Azul para Bus 2
Gris para comunicación abierta
Distancia máxima 100 metros
Cables del Sistema
Todos los cables para las conexiones entre los módulos de I/O y las tablillas terminales de conexión se clasifican como Cables del Sistema. Los circuitos de I/O del sistema SCS están conectados a la Tablilla Terminal de Conexiones por medio de cables Yokogawa. Estos cables están provistos de un conector para ser conectado a las Tablillas Terminales de Conexión.
Tabla: 6.10 Especificaciones de Hardware para Cables del Sistema
Concepto Especificación
Modelo KS1 AKB331
Tipo Cable para AI Cable para DI/DO
Tablilla de Conexiones Yokogawa SEA4D Yokogawa SED4D
Modulo de I/O SAI143 SDV144, SDV541
Color Gris Gris
Distancia máxima 15 metros 15 metros
Cableado
Esta sección describe el detalle de los cables utilizados para la fabricación de gabinetes en el proyecto.
Codificación de colores y diámetro del Cable
Tabla: 6.11 Código de Colores
Concepto Especificación
Señal + (si aplica) - (si aplica)
Alimentación AC Negro (Vivo) Blanco (Neutro)
Tierra de Seguridad Verde
Tierra de Instrumentos Verde / Amarillo
Alimentación 24 VCD Rojo Negro
Los tamaños del cable para los gabinetes y consolas serán seleccionados para adaptarse a la corriente de carga, los requisitos mínimos son los indicados a continuación:
Tabla: 6.12 Tamaño de Cableado
Concepto Especificación
Tipo de Cable Tamaño
Distribución de Corriente Alterna
(AC) 4 mm², 2.5 mm²
Líneas de Tierra 4 mm², 2.5 mm²
Distribución 24 VCD 4 mm², 2.5 mm²
Segregación y Agrupación de I/O
Esta sección describe la segregación de I/O y la filosofía de agrupación del Sistema Instrumentado de Seguridad ProSafe-RS.
Requisitos de Diseño
El SIS se compone de una Estación de Control de Seguridad ProSafe-RS. La estación de control de seguridad estará dedicada al Sistema de Paro por Emergencia de la Planta Alberto Lovera.
Requerimientos de Segregación
No existen requisitos de segregación más allá de aquellos inherentes a la arquitectura del sistema.
Los puntos de I/O de equipos paralelos dentro de una unidad de proceso serán asignados a tarjetas de I/O diferentes cuando esto sea posible. Para las señales con votación 1oo2 y 1oo3, se asignará a tarjetas de I/O diferentes cuando esto sea posible.
Especificaciones Generales de Gabinetes
Esta sección describe las especificaciones generales para los gabinetes del sistema SCS utilizados en el proyecto.
Filosofía de diseño para Gabinete SCS
El gabinete SCS está diseñado para albergar la Unidad de Control de Seguridad (SCU) y la Unidad de Seguridad de Nodo (SNU). Los nodos SCU ó SNU contienen módulos I/O en configuración simple ó redundante. El SCU se monta en la parte superior del gabinete. Los SNUs se montan por debajo de los SCU. El lado frontal del gabinete tendrá típicamente 1 SCU y un máximo de 4 SNUs. Si los SCUs tienen más de 4 SNUs conectados, la parte posterior del gabinete puede ser utilizado para instalar del 5to al 9no SNU.
Los cables del SCS para los módulos de I/O que han sido montados en los SNUs serán conducidos a través de los conductos montados en los laterales de los gabinetes. Los detalles del arreglo de montaje, distribución de energía, ruta de cableado y otros aspectos asociados serán proporcionados en el paquete de planos del sistema.
Filosofía de Puesta a Tierra.
El sistema ESD incluyendo los equipos asociados, gabinetes, consolas, etc. deben estar conectados por separado del sistema de tierra eléctrica.Los tipos de tierra para el sistema EDS son los siguientes:
• Tierra de Protección (no aislada). • Tierra de Instrumentos (aislada).
Las siguientes son las definiciones de los tipos de tierra:
La tierra de protección es para la seguridad de los equipos y el personal que operan en el sistema. Corresponde a la puesta a tierra de la estructura del gabinete, puertas, consola, etc.
La tierra instrumento se destina para la conexión a tierra de los equipos del ESD, tales como son SCU, SNU, cables del sistema, pantallas de los cables del instrumento, etc.
El Gabinete del SIS será equipado con una barra de tierra de protección y una barra de instrumentos en tierra.
Conexión a tierra de protección (tierra de seguridad)
Cada barra de tierra de protección en los gabinetes tendrá un tornillo para la conexión al sistema de tierra de protección.
Todos los equipos metálicos dentro del gabinete (incluidos los marcos de gabinete, puertas, y los paneles laterales) estarán conectados a la barra de tierra de protección del gabinete.
Todas las conexiones a la barra de tierra de protección deberán ser realizadas a través de terminales de cable de tipo anillo. El color de los cables será de color verde.
Cada barra de tierra de protección en los gabinetes deberá tener un cable conectado directamente al sistema de tierra de protección en el cuarto.
Conexión a la tierra de instrumento (tierra de señal)
Cada barra de tierra de instrumentos en los gabinetes tendrán un tornillo para la conexión al sistema de tierra de instrumentos.
Todas las barras de la tierra de instrumentos estarán aisladas de la estructura del gabinete y de la tierra de protección. Los nodos SCU y SNU se conectará a la barra de tierra de instrumento del gabinete.
Todas las conexiones a la barra de tierra de instrumentos deberán ser realizadas a través de terminales de cable de tipo anillo. El color de los cables será de color verde/amarillo.
Cada barra de tierra de instrumentos en los gabinetes deberá tener un cable conectado directamente al sistema de tierra de instrumentos en el cuarto.
Fusibles de protección.
Los circuitos de distribución de AC estarán protegidos contra sobre corriente con fusibles instalados en las terminales de distribución de AC. Los valores de los fusibles será el siguiente:
• Distribución de energía para SCU – 5A • Distribución de energía para SNU - 3A
• Distribución de energía en terminales de reserva – 1A
Convenciones de Nomenclatura
Esta sección se describe los componentes de la filosofía de numeración para los gabinetes, consolas, computadoras y diverso hardware utilizado en el proyecto.
Identificación de Gabinetes
Todos los gabinetes se le asignarán un número de componentes para identificación. La numeración del gabinete será única en el proyecto y será de la siguiente forma:
• AL-xxx-nnn
• AL: Alberto Lovera.
• xxx: Esto corresponde a los siguientes tipos de equipo:
• ESD/F&G = Gabinete del Sistema de Paro por Emergencia ó Fuego y Gas • nnn: Esto corresponde al número secuencial asignado:
• nnn = número secuencial asignado.
Inspección y pruebas
Esta sección define la inspección del proyecto y la filosofía de pruebas. El delineamiento de actividades y requerimientos confirman que los sistemas SIS son fabricados de acuerdo a los
La fase de pruebas interna del sistema será realizada después del ensamble del proyecto y la fase de implementación de acuerdo a la fase de proyecto que usa como modelo por Yokogawa.
La verificación de los entregables toma lugar como una parte integral del modelo del proyecto de Yokogawa. Para la mayor parte de los componentes del proyecto (como lo son aplicaciones de módulos de software, especificación de típicos del proyecto de HW/SW).
Pruebas internas e Inspección (Pre-Fat)
Durante las Pre-Fat todo el hardware y software del SIS fabricado por Yokogawa será sujeto a un 100% de pruebas internas e inspección por el equipo del proyecto de acuerdo al plan de calidad de Yokogawa. El resultado de estas pruebas e inspecciones será registrada y estará disponible durante la ejecución de las FAT.
El procedimiento de aprobación de las FAT junto con el plan de calidad para el proyecto estará basado en las Pre-FAT. La serie de pruebas que son descritas en el procedimiento FAT serán ejecutadas para probar y verificar que el sistema cumpla con los requerimientos y especificaciones del proyecto. Todos los problemas registrados serán solucionados antes de las FAT,
El propósito de esta prueba internas para Yokogawa es verificar que todos los elementos estén dentro de un sistema (hardware y aplicaciones de software) operen conscientemente y correctamente, y que el sistema ha sido construido de acuerdo al documento de diseño y los estándares de calidad de Yokogawa.
Las pruebas internas y las inspección será realizadas y registrada en cada (sub) sistema del total de sistemas en el alcance, como se menciona en los parágrafo anteriores.
En resume esto incluye:
Una verificación básica de la construcción del sistema, como son las mediciones y revisiones de la continuidad del cableado y la resistencia de aislamiento con respecto a las fuentes de poder y la diversidad de tierras.
Revisión del hardware y software de la estación EWG.
Interconexión de gabinetes (si aplica), instalación y construcción de software y configuración, revisando la correcta instalación/configuración así como la verificar de los parámetros de software /hardware.
Medir un punto de uso y regular algunos de los dispositivos si fuera el caso (fuentes de poder y convertidores).Las funcionalidad de las I/O de campo generalmente son verificadas por las introducción de una señal o midiendo las terminas de I/O de campo. La medición y el registro de los parámetros del rendimiento del ProSafe-RS (Memoria libre, tiempo libre, redundancia etc.)
Se realizaran pruebas funcionales para confirmar que no haya degradación en la funcionalidad que haya sido causada por la integración de sistema y en caso de sistemas con múltiples procesadores, se realizaran para probar todas las transacciones entre los procesadores.
Se deberá conservar un archivo de la prueba para mantener el registro de cualquier defecto, este archivo estará disponible si es requerido.
Pruebas de Aceptación en fábrica
Las pruebas FAT serán dirigidas por el fabricante y esta incluirá las pruebas y la aceptación tanto de hardware como software en las secciones de SIS. El objetivo de la realización de las FAT es demostrar al cliente que el rendimiento funcional de la ingeniería del SIS cumple con las