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CONTROLLO
tecnica
Automazione e Strumentazione
Gennaio/Febbraio 2017
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tensità della luce retrodiffusa alle basse fre-
quenze relative all’effetto Raman (
υ
figura 2
)
e in base al tempo impiegato si riesce a ricavare
il profilo spaziale della temperatura. L’assenza
di fonti di energia, tranne che per l’impulso di
luce nei cavi a fibra ottica, garantisce una misu-
razione stabile anche in un forte campo elettro-
magnetico senza essere influenzato dal rumore
indotto. Inoltre I cavi ottici sono intrinsecamente
sicuri in zone classificate AtEx.
Ciascuno dei due DTSXL Yokogawa installati
monitorizza un percorso diverso di fibra ottica
(al massimo può gestirne 16); tale fibra è ad esso
collegato sia in partenza sia in arrivo (configura-
zione double-ended): in questo modo è possibile
ottenere migliori accuratezza e risoluzione della
misura nelle parti non immediatamente prossime
al cabinet, che sono infatti le meno importanti.
La risoluzione spaziale impostata è pari a 1 m. La
lettura di ciascuna fibra è divisa in 8 zone (seg-
menti di fibra ottica) di lunghezza variabile; per
ogni zona sono configurate una soglia di blocco,
basata sulla temperatura minima rilevata in quel
tratto di fibra ottica, e una soglia di allarme, basata
sul gradiente di temperatura. Le soglie di blocco
sono configurate in ogni zona a -5 °C in estate e a
-20 °C in inverno. Le soglie di allarme sono di -8
°C in 60 secondi.
Integrazione con il sistema di controllo
A bordo del rack 19 pollici del rilevatore del
profilo di temperatura è montata anche la CPU
di un PLC (Yokogawa Stardom) con un numero
limitato di I/O, impiegati per l’interfacciamento
hardwired con il Safety System (Yokogawa Pro-
safeRS). Tutte le soglie di temperatura sono configurate nel
sistema DTSXL; il sistema Stardom acquisisce via Modbus
le variabili booleane generate dal sistema DTSXL corrispon-
denti all’attivazione degli allarmi e all’intervento dei blocchi.
Un watch-dog
[1]
monitorizza la salute della comunicazione tra
il DTSXL e lo Stardom e la rilevazione di una disconnessione
attiva una ulteriore uscita di allarme hardwired da parte di Star-
dom verso il Safety System. Anche la buona salute della CPU
del PLC viene monitorata attraverso un analogo accorgimento.
La logica presente nel sistema Stardom attiva i segnali di blocco
verso il sistema ESD mettendo in ‘AND’ cumulativo i segnali
di blocco delle zone di allarme provenienti da DTSXL (mante-
nendo la segregazione per i diversi tratti di pipeline). I segnali
di blocco dal sistema DTSXL al PLC Stardom sono normal-
mente energizzati e de-energizzati in caso di blocco.
Gli allarmi generati dal sistema ESD sono visualizzati sulle
stazioni operatore del sistema DCS, con il quale esso è com-
pletamente integrato, condividendo la stessa rete (VNet/IP) e le
medesime stazioni operatore in sala controllo. La
υ
figura 3
illustra l’architettura del sistema complessivo.
Nel caso di rilevazione dell’interruzione della fibra ottica
non vengono attivate le logiche di blocco e i segnali DO del
sistema Stardom vengono mantenuti energizzati. Un allarme
viene attivato dal sistema DCS e viene visualizzato sulle sta-
zioni operatore.
Di seguito sono elencate le condizioni per cui il sistema Star-
dom si limita a generare un allarme sulle stazioni operatore
senza attivare il blocco: mancanza comunicazione Modbus tra
Figura 3 - Architettura del sistema
Figura 4 - Esempio della presentazione grafica che il DCS offre all’operatore
[1]
Due registri di comunicazione contengono il valore di progress
della misura di temperatura; quando il sistema DTSXL è attivo, il
valore di questi registri varia continuamente in un range 0 – 1000.
Questi registri sono utilizzati dal PLC di controllo (Stardom) come
watchdog per diagnosticare lo stato della comunicazione Modbus
con il sistema DTSXL. Nel caso in cui il valore del registro rimanga
costante per un periodo prolungato di tempo, la CPU Stardom genera
un allarme attivando una uscita digitale cablato al sistema ESD e con-
seguentemente un annunciatore visibile sulle stazioni operatore di sala
controllo con livello di priorità HIGH che viene ripresentato ogni 10
minuti fintanto che rimane attiva la causa.