CÓDIGO : 0132211BBI88300 PÁGINA 1 DE 1
TÍTULO : ESPECIFICACIÓN SISTEMA DE CONTROL DISTRIBUIDO
PROYECTO : PDVSA 013, VEPICA 002204
NOMBRE :
INGENIERÍA BÁSICA DEL PROYECTO "UNIDAD DE HIDROTRATAMIENTO DE NAFTA EN EL CENTRO REFINADOR DE PARAGUANA (CRP)"
CLIENTE : PDVSA
LOCALIZACIÓN : PARAGUANÁ - EDO. FALCÓN
1 08/08/02 EMITIDO PARA APROBACION A. GUTIÉRREZ R. VARGAS R. LEAL
0 20/06/02 EMISIÓN PARA COMENTARIOS A. GUTIÉRREZ R. VARGAS R. LEAL
REV. FECHA DESCRIPCIÓN PREPARADO REVISADO APROBADO
INDICE
DESCRIPCIÓN PÁGINA
1. GENERAL... 6
1.1 Alcance... 6
1.2 Códigos y Normas Industriales Aplicables ... 6
1.3 Definiciones de Términos ... 7
1.3.1 Acrónimos y Abreviaciones... 7
1.3.2 Definiciones ... 8
2. FILOSOFÍA DE DISEÑO DEL SISTEMA... 10
3. ALCANCE DEL VENDEDOR... 11
3.1 Alcance del Suministro ... 11
3.2 Alcance de Servicio ... 12
4. REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA... 12
4.1 Alcance del Sistema ... 12
4.2 Plano de Distribución del Sistema... 13
4.3 Algoritmos ... 13
4.4 Procesamiento de Alarmas ... 14
4.5 Controladores de Proceso... 14
4.6 Módulos de Entrada/Salida ... 16
4.6.1 Módulos de Entradas Analógicas... 17
4.6.2 Módulos de Entradas para Instrumentos Inteligentes ... 17
4.6.3 Módulos de Salidas Analógicas ... 17
4.6.4 Módulos de Entradas /Salidas de Contacto ... 17
4.6.5 Entradas de RTD ... 18
4.6.6 Entradas de Termocupla... 18
4.6.7 Entradas de Pulso... 18
4.7 Gabinetes ... 18
4.7.1 General ... 18
4.7.2 Gabinete del Sistema... 20
4.7.3 Gabinete de Terminales de Campo ... 20
4.7.4 Panel Marhalling ... 20
4.8 Consolas y Equipos en Sala de Control ... 20
4.8.1 Consola en Sala de Control Satélite HBAY ... 20
4.8.2 Modificaciones en la Consola de Operación No. 2 Existente... 22
4.8.3 Dispositivos de Almacenamiento de Datos... 22
4.9 Alarma del Sistema de Respaldo ... 24
4.10 Requerimientos de Instalación Eléctrica ... 24
4.11 Buses de Comunicación ... 24
4.11.1 Comunicación Interna de Datos... 25
4.11.2 Comunicación con otros Dispositivos ... 26
4.12 Fuentes de Alimentación Eléctrica... 27
4.13 Seguridad, Integridad y Tolerancia a Falla ... 28
4.14 Diagnóstico del Sistema ... 28
4.15 Capacidad de Reserva ... 28
4.15.1 Hardware ... 28
4.15.2 Capacidad de Procesamiento y Memoria ... 29
4.16 Condiciones Ambientales ... 29
5. REDUNCANCIA/RESPALDO DEL SISTEMA... 30
5.1 General... 30
5.2 Fuentes de Alimentación Eléctrica ... 31
5.3 Memoria de Acceso Aleatorio (RAM) ... 31
5.4 Hardware de Respaldo... 31
5.5 Ausencia de Potencia Eléctrica ... 31
6. CONFIGURACIÓN Y DESPLIEGUES DEL SISTEMA ... 31
6.1 Configuración ... 31
6.2 Despliegues CRT ... 32
6.2.1 Despliegue de Vista General ... 32
6.2.2 Despliegue de Grupo ... 33
6.2.3 Despliegue de Detalle... 34
6.2.4 Despliegue de Tendencia ... 34
6.2.5 Despliegue de Alarmas... 35
6.2.6 Despliegues de Configuración del Sistema ... 35
6.2.7 Despliegue de Diagnóstico/Estado del Sistema... 36
6.2.8 Despliegues Gráficos... 36
6.2.9 Despliegues Adicionales... 37
6.2.10 Pantalla de Instrucción del Operador:... 37
6.2.11 Generación de Reportes... 38
6.3 Auto Entonación ... 38
7. SISTEMAS/TERMINACIONES ELÉCTRICAS... 38
7.1 Alimentación/Aterramiento Primario ... 38
7.2 Fuentes de Alimentación ... 39
7.3 Alimentación de Respaldo para Memoria Volatil ... 39
7.4 Interferencia de Radio Frecuencia... 39
7.5 Clasificación Eléctrica de Área ... 39
7.6 Cableado y Terminaciones... 39
7.7 Protección contra transitorios ... 40
8. INSPECCIÓN Y PRUEBAS ... 40
8.1 General... 40
8.2 Pruebas en Fábrica ... 41
8.3 Pruebas del Sistema ... 41
8.3.1 Prueba de Aceptación en Fábrica (FAT)... 42
8.3.2 Instalación y Pruebas en Sitio... 44
8.3.3 Pruebas de Aceptación en Campo ... 44
8.3.4 Pruebas de Aceptación del Funcionamiento... 45
9. ENTRENAMIENTO / ASISTENCIA... 45
A.1 REQUERIMIENTOS ADICIONALES DE LA OFERTA ... 47
I. MANUALES ... 47
II. REPUESTOS ... 47
III. PLANOS E INFORMACION... 48
IV. GARANTÍAS ... 48
V. EMBALAJE ... 49
ANEXO A ... 51
ANEXO B ... 52
ANEXO C ... 53
ANEXO D ... 54
ANEXO E ... 55
1. GENERAL 1.1 Alcance
Esta especificación describe los requerimientos mínimos de diseño, fabricación, control de calidad, instalación, inspección y pruebas de los componentes del Sistema de Control Distribuido (DCS ) TDC-3000 de Honeywell a ser cotizado y suministrado para el proyecto “I.B. UNIDAD DE HIDROTRATAMIENTO DE NAFTA CATALÍTICA EN CRP” desarrollado por PDVSA.
El propósito general del proyecto es permitir el hidrotratamiento de 35 MBD de nafta catalítica pesada (HCCN) con el fin de reducir hasta 30 ppm el contenido de azufre para cumplir con las nuevas especificaciones (TIER-2) de las gasolinas del mercado de exportación que entran en vigencia a partir del año 2004.
El término “COMPAÑÍA", empleado de ahora en adelante, se refiere a PDVSA ó a su representante autorizado.
El término "VENDEDOR", empleado de ahora en adelante, se refiere al fabricante ó su representante/distribuidor autorizado, seleccionado por la COMPAÑÍA, el cual será responsable por la procura del equipo, los materiales, y la fabricación de acuerdo con esta especificación.
Todas las áreas en duda o que no cumplan con esta especificación deberán ser sometidas a la consideración de la COMPAÑÍA para su revisión y aprobación.
1.2 Códigos y Normas Industriales Aplicables
El diseño y la fabricación del Sistema de Control Distribuido requiere conformidad con esta especificación, las leyes y regulaciones venezolanas pertinentes, así como otros estándares de instituciones y organismos en sus versiones más actualizadas, tales como:
PETRÓLEOS DE VENEZUELA, S.A. (PDVSA)
IRP-P-02 Determinación del Nivel de Seguridad (SIL) requerido para diseñar un Sistema Instrumentado de Seguridad (SIS), Rev. 0, Marzo 2002
IR-S-01 Filosofía de Diseño Seguro, Rev. 0, Marzo 1995
IR-S-02 Criterios para el Análisis Cuantitativo de Riesgos, Rev. 1, Septiembre 1997
KB-201 “Instrument Control Panels".
K-308 "Distributed Control Systems". Rev. 0, Agosto 1994 K-330 "Control Panels and Consoles", Rev. 0, Agosto 1994 K-331 "Instrument Power Supply", Rev. 0, Agosto 1994 K-336 “Safety Instrumented System”. Rev. 1, Febrero 1999
K-360 “Programmable Logic Controllers”. Rev. 0, Agosto 1994 K-362 “Control Networks”. Rev. 0, Agosto 1994
K-369 “Instrumentation QA / QC”. Rev. 0, Agosto 1994
INTERNATIONAL SOCIETY FOR MEASUREMENT AND CONTROL (ISA) ISA MC96.1-82, "Temperature Measurement Thermocouples"
ISA S50.1-82, "Compatibility of Analog Signals for Electronic Industrial Process Instruments" (R 1992)
ISA S5.2-76, "Binary Logic Diagrams for Process Operations" (R 1992) ISA S5.5-85, "Graphic Symbols for Process Displays"
ISA S84.01-96, "Application of Safety Instrumented Systems for the Process Industries"
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS (ASTM) AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE (API)
NATIONAL ELECTRICAL MANUFACTURERS ASSOCIATION (NEMA) NEMA ICS 6-93, "Industrial Controls and Systems Enclosures"
AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE (ANSI) NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATION (NFPA) NFPA 70-96, "National Electrical Code"
CÓDIGO ELÉCTRICO NACIONAL (COVENIN 200)
INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERS (IEEE) NATIONAL ELECTRIC CODE (NEC)
UNDERWRITER LABORATORIES (UL)
En el caso de existir conflicto entre esta especificación y la lista de normas y códigos arriba mencionadas, éste deberá ser consultado y aprobado por la COMPAÑÍA.
Debe notarse que el cumplimiento de estos códigos y estándares, y de esta especificación, no libera al VENDEDOR de su responsabilidad de suministrar los equipos y componentes del DCS apropiados al servicio especificado.
1.3 Definiciones de Términos
1.3.1 Acrónimos y Abreviaciones
CPA: ...Control de Procesos Avanzado MTA: ... Método de Transferencia Asincrónica SCPB: ... Sistema de Control de Proceso Básico
DCS: ... Distributed Control System (Sistema de Control Distribuido) ESD: ... Emergency Shutdown (Sistema de Parada de Emergencia) FTA: ... Field Terminal Assambly IHM: ... Interfaz Humano Máquina LCN... Local Control Network (Red de Control Local) PC: ... Personal Computer SCP: ...Sistema de Control de Proceso PLC: ...Programmable Logic Controller SCADA: ... Supervisory Control and Data Acquisition SIL: ...Safety Integrity Level SIS: ... Safety Instrumented System TMR: ...Triple Modular Redundant UCN ... Universal Control Network (Red de Control Universal) UPS: ...Uninterruptible Power Supply 1.3.2 Definiciones
Las palabras y términos empleados en esta especificación poseen las siguientes definiciones:
Sistema de Control de Proceso Básico (SCPB): Sistemas de control y supervisión para operación normal, tal como el DCS, PLC’s y los sistemas de supervisión de maquinaría. Estos no contemplan las funciones de parada de seguridad o emergencia.
Almacenamiento en Volumen: Un dispositivo en un sistema computarizado que suplementa la memoria del computador, típicamente, una cinta o un disco magnético.
Tubo de Rayos Catódicos (CRT): Una unidad de despliegue por pantalla – a veces empleado para referirse a un monitor.
Enlace de comunicación: Los medios físicos para la conexión de equipos digitales en una localidad con equipos digitales de otra localidad con el propósito de transmitir y recibir información digital.
Subsistema de Comunicación: El hardware y software encargados de ejecutar la transmisión y recepción de información digital.
Configurable: La capacidad de seleccionar y conectar módulos estándares para crear un sistema, ó la capacidad de cambiar la funcionalidad ó dimensionar las funciones del software al cambiar los parámetros sin tener que modificar ó regenerar el software.
Configuración: La instalación física de módulos para satisfacer los requerimientos del sistema, ó la selección de opciones de software ó el acondicionamiento del software empleando herramientas paquetes para satisfacer los requerimientos del sistema.
Dispositivo de Introducción de Datos: Un dispositivo tal como el teclado, las pantallas de toque, “ratones”, etc. empleados por los operadores e ingenieros a fin de manipular ó configurar el sistema.
Sistema de Control Distribuido: El sistema descrito en su totalidad en esta especificación. El DCS es el corazón del SCPB.
Firmware: Programas ó instrucciones que están permanentemente almacenados en dispositivos de memoria (generalmente de solo lectura) que controlan el hardware a nivel primario.
Función: Subconjunto de instrucciones que ejecutan un grupo de tareas orientadas por el usuario tal como programación de la producción y supervisión de funcionamiento de la planta.
Hardware: Equipos de computación y los periféricos tales como impresora, gabinetes, dispositivos de control, etc.
Interfaz Humano/Máquina: El mínimo grupo de equipos que pueden ser empleados para proveer al operador de la capacidad de ejecutar las funciones de supervisión y control.
Módulos I/O: Dispositivos o tarjetas electrónicas conectadas directamente al instrumento de campo (transmisores, válvulas, interruptores, etc.). Los módulos I/O ejecutarán funciones de filtro de señales, acondicionamiento de señales, conversión A/D y D/A y alarma.
Monitor: La pantalla de despliegue y la electrónica asociada en una IHM.
Estación de Trabajo de Operación: Dispositivos CRT’s y teclados ubicados en la Sala de Control que sirven como Interfaz Humano/Máquina (IHM) entre el Sistema de Control y el Operador.
Consola de Operación: Una o más Estaciones de Operación agrupadas generalmente tanto física como por medio de la configuración por software.
Equipos auxiliares tales como pulsadores ESD y radios pueden estar ubicados sobre las consolas.
Software Paquete: Software suministrado por vendedores de partes terceras, los cuales cumplen con un grupo de requerimientos funcionales definidos por el cliente; puede incluir herramientas estándares para la configuración del software.
Tiempo Real: La actualización en dinámica y directa de los datos de la planta.
Configuración Redundante: Una configuración del sistema/subsistema que provee el respaldo en caso de falla de un dispositivo primario. Cada
dispositivo en configuración redundante posee su propio respaldo dedicado. El equipo de respaldo reemplaza al equipo principal automáticamente y sin afectar la funcionalidad del sistema.
Confiabilidad: La probabilidad de que al operar bajo condiciones ambientales definidas, el sistema se desempeñará continuamente como se especifica por un intervalo de tiempo definido.
Auto Diagnóstico: La capacidad de un dispositivo electrónico de supervisar continuamente su propio estado e indicar las fallas que ocurran dentro de sí.
Software: Programas o sistemas de computadoras que soportan funciones específicas; consisten de Software de Aplicaciones y Software de Sistema.
Sistema: Un grupo de componentes, compuesto de elementos de hardware y software ó subsistemas que interactúan entre sí en una forma determinada.
Software del Sistema: El software suministrado por el vendedor del hardware (Sistema Operativo, Software de redes, compiladores, herramientas de soporte, etc.)
Sitio: La localidad para la instalación de las facilidades en el Centro Refinero de la Península de Paraguaná, Estado Falcón, Venezuela.
Ventana: Una función interactiva que emplea temporalmente una porción de un monitor para un propósito especial. Típicamente, una ventana despliega un menú de opciones a seleccionar, una lista de información de proceso o un aviso para la introducción de datos. Una vez que la opción haya sido seleccionada, observada, los datos introducidos ó seleccionada una opción de escape, la ventana desaparece y el despliegue inicial es restaurado ó el área de la ventana puede ser empleada para menúes ó entrada de datos adicionales.
Estación de Trabajo: Un grupo de CPU, monitores, teclado, y otros equipos periféricos que son empleados normalmente por un individuo para interactuar con el sistema.
2. FILOSOFÍA DE DISEÑO DEL SISTEMA
El DCS deberá soportar tecnología de comunicación abierta y permitir la comunicación e integración con otros sistemas y subsistemas de control y supervisión en la planta.
El DCS deberá contener todas las funciones de control y computación requeridas para ejecutar la operación de la planta de forma estable, eficiente y confiable.
El DCS deberá disponer de los adecuados niveles de redundancia (controladores, fuente de alimentación, redes de comunicación, interfaz humano/máquina, etc.) para evitar puntos de falla críticos. La continuidad y seguridad del proceso no deberán estar en peligro por ningún punto de falla.
El DCS deberá estar diseñado de forma tal que el efecto de las variaciones y perturbaciones operacionales en una sección de la planta reduzca el efecto sobre las otras secciones.
El DCS deberá proveer acceso a todas las variables de proceso relevantes por medio de una interfaz operacional totalmente integrada.
Deberá aplicarse el concepto de integración cabal de información/operación al diseño del DCS. El DCS deberá disponer la capacidad para futura expansión sin trastorno alguno al control de la planta.
El VENDEDOR deberá indicar la capacidad del sistema para tal expansión y detallar la necesidad de equipo y software adicional para ser llevado a cabo.
El VENDENDOR deberá detallar el método de implementación y jerarquía asociado tanto al hardware como al software.
El DCS estará conectado a los siguientes subsistemas a fin de permitir el control y supervisión de la planta desde las consolas del DCS:
Sistemas de Parada de Emergencia (ESD)
Sistemas de Detección y Extinción de Incendio
Sistemas de Detección de Gases
PLC’s de unidades paquetes
El DCS deberá poseer funciones para el archivo de data histórica y generación de reportes.
El sistema deberá ser construido basado en una estructura modular, tanto funcional como físicamente. Los módulos deberán ser independientes a la falla entre sí.
3. ALCANCE DEL VENDEDOR 3.1 Alcance del Suministro
El alcance del suministro del VENDEDOR deberá incluir, pero no limitarse a lo siguiente:
Hardware del Sistema
Software de operación
Hardware y software de configuración del sistema
Convertidores para la red de comunicación
Cables de Interconexión para el sistema y su comunicación
Datos, documentación y planos del proyecto
Documentación (software y estándares)
Herramientas especiales para instalación y mantenimiento, de ser requerido
Consumibles y partes de repuesto para la construcción/comisionamiento 3.2 Alcance de Servicio
El alcance del VENDEDOR en cuanto al servicio deberá incluir, pero no limitarse a lo siguiente:
Servicios y administración del proyecto
Diseño de la estructura del sistema y la red de comunicación
Cálculos de las cargas de comunicación, ciclos de tiempo del CPU, etc.
Configuración y programación (incluyendo carga y depuración)
Diseño y ensamblaje
Emisión de documentos/planos de diseño para revisión por parte de la COMPAÑÍA
Coordinación con otros vendedores de subsistemas
Inspección y prueba funcional del sistema (incluyendo el suministro de simuladores y cargas de conexión)
Prueba de integración con todos los subsistemas durante la prueba de aceptación en campo (FAT) empleando hardware de interfaz y carga real
Embalaje y envío a sitio
Almacenamiento previo a entrega, si es requerido
Instalación en sitio y apoyo en las pruebas de lazo de las señales asociadas al sistema
4. REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA 4.1 Alcance del Sistema
Esta especificación define el nivel mínimo de desempeño requerido para el Sistema de Control Distribuido. El sistema deberá estar basado en tecnología de punta de microprocesadores. El sistema deberá ser capaz de ejecutar todas las funciones de control, tales como digital (discreta), analógica, de secuencia, adquisición de datos, y cualquier otra tarea de interfaz con el operador y el proceso.
El sistema deberá tener capacidad para el despliegue de pantallas en múltiple formatos (tales como vista general, grupos y detalles), estado del proceso y los parámetros de los lazos (tales como variable de proceso, punto de ajuste, salida, constantes de entonación, alarmas, sigla de identificación, descripción del servicio). El despliegue gráfico deberá incluir los pictóricos del proceso junto con la data dinámicamente actualizada.
El sistema deberá suministrar indicaciones de alarma para los parámetros del lazo a fin de advertir al operador acerca de condiciones anormales o peligrosas.
Las siguientes características listadas deberán estar disponibles, como mínimo:
Variable de proceso: Lo, Hi, Lo-Lo, Hi-Hi; (cualquier combinación de dos alarmas deberá ser posible como mínimo)
Desviación del punto de ajuste
Salida del controlador: Lo, Hi
Alarmas: Deberán suministrarse medios comunes de reconocimiento. El VENDEDOR deberá indicar cuántas alarmas podrán almacenarse y mostrarse.
La versión del software del DCS deberá ser la más reciente al momento de la prueba de aceptación en fábrica.
El Sistema Operativo (OS) deberá ser preferiblemente de estándar industrial, tal como Microsoft Windows NT ó Unix.
Todas las partes electrónicas del sistema deberán tener un recubrimiento adecuado para la protección contra los posibles daños causados por la presencia de H2S y otros gases corrosivos, aún cuando éstos sean instalados en sala.
4.2 Plano de Distribución del Sistema
El VENDEDOR deberá suministrar un esquema dimensionado de las consolas y gabinetes requeridos en esta especificación, mostrando los equipos que éste suministrará identificados por rack y función. La distribución aproximada de la Sala de Control es mostrada en el ANEXO C y el ANEXO D.
Cada gabinete y bahía de la consola del sistema (por el frente y parte posterior, donde aplique) deberá disponer placas de identificación laminados indicando el número único de equipo asignado por la COMPAÑÍA. Las placas de identificación deberán ser fabricadas de plástico laminado, con cara blanca y centro negro de 1/16". Las letras deberán estar grabadas sobre el centro negro. Los bordes frontales deberán tener un biselado de 45 grados. Las placas deberán estar permanentemente adheridas al exterior del marco del gabinete (en lo posible), no a las puertas remisibles.
4.3 Algoritmos
El VENDEDOR deberá indicar cuáles algoritmos de control de proceso son suministrados normalmente con el sistema.
Los algoritmos del VENDEDOR deberán incluir características tales como transferencia “bumpless”, auto entonación, anti-reset windup, cambio auto/manual, cascada con seguimiento de la variable de proceso, auto seguimiento, e inicialización. Todos los lazos en la configuración final serán supervisados al menos cinco veces cada segundo, al igual que las nuevas salidas generadas. Los tiempos de barrido podrán extenderse para algunas aplicaciones.
4.4 Procesamiento de Alarmas
El DCS deberá ser capaz de generar, como mínimo, los siguientes tipos de alarmas:
Variables de Proceso:
Limites Alto y Bajo
Limites Alto-Alto y Bajo-Bajo Limites de taza de cabio
Limite de excesos de desviación Fuera de Rango
Estado de la entrada (variable de proceso errónea, etc.)
Error de Comando (el comando no concuerda con el feedback, ambos interruptores de posición abierto, etc.)
Lazos de Control:
Limite de excesos de desviación Limite de Punto de Ajuste Alto y Bajo
Fallas del Sistema:
Las alarmas deberán presentarse bajo la siguiente base de prioridad:
Todas la alarmas de proceso no reconocidas
Todas las alarmas de proceso reconocidas
Todas la alarmas del sistema no reconocidas
Todas la alarmas del sistema reconocidas
Las alarmas auditivas deberán poseer como mínimo dos tonos discernibles. Los tonos deberán ser asignables dependiendo de la prioridad de la alarma ó el tipo de alarma (alarmas de proceso, error de operación y alarma de diagnóstico)
4.5 Controladores de Proceso
Como mínimo, los módulos controladores deberán poseer las siguientes funciones, para control regulatorio:
Adquisición de datos desde los módulos I/O y los módulos de interfaz con los subsistemas
Control PID
Control Ratio/Cascada/Seguimiento
Anti-reset/wind-up
Funciones aritméticas tales como +, -, x, /, etc.
Funciones lógicas tales como AND, OR, NOT, EXOR, etc.
Comparación
Transferencia “bumpless” auto/manual
Rampa de salida manual
Ajuste de alarmas
Extracción de raíz cuadrada
Algoritmos de salida
Filtros basados en tiempo y entras de conversión de pulso
El diseño e implementación del control deberá asegurar que el cambio de los modos de control en cualquier dirección (modo manual a auto ó auto a manual) deberá llevarse a cabo sin efecto burbuja (bumpless) y de manera sencilla.
Mientras sea práctico, los esquemas de control deberán ser implementados en algoritmos predefinidos.
Los lazos de control continuo deberán ser presentados en unidades de ingeniería.
Todos los lazos de control en la configuración final deberán poder ser supervisados al menos dos veces por segundo, al igual que las salidas producidas. Los algoritmos estándares para el control antioleaje (antisurge) deberán formar parte del grupo de algoritmos del controlador de proceso. Estos deberán ser ejecutados al menos 10 veces por segundo (1/10 seg.).
Los controladores deberán estar basados en microprocesadores de diseño individual ó multi-lazo. Independientemente del diseño utilizado, se deberá cotizar el respaldo automático vía electrónica redundante como estándar.
Los datos de configuración y los parámetros de operación deberán ser almacenados en memoria no volátil, RAM alimentada por batería ó algún tipo de memoria equivalente capaz de retener los datos por al menos una semana durante la perdida de alimentación eléctrica. En caso de mal funcionamiento, el controlador deberá mantener el último valor de salida.
El número preliminar de señales de entradas y salidas consideradas para este proyecto se encuentra tabulado en el ANEXO B.
La señal de salida de cada controlador deberá ser de 4 a 20mA DC a 24Vdc nominal y completamente aislado, como lo define la ISA S50.1. El controlador deberá ser capaz de manejar salidas por sobre los 20mA y por debajo de 4mA.
La fuente eléctrica deberá ser entregada por el VENDEDOR.
El VENDEDOR deberá indicar el número máximo de controladores que pueden residir en el bus de comunicación de datos, el número de entradas, salidas y salidas del controlador en cada controlador, y la máxima distancia entre las unidades en el bus de comunicación.
El VENDEDOR deberá dimensionar para alojar no más de 48 lazos de salida (4- 20mA) por controlador de proceso. Los I/O del DCS no deberán ser redundantes a menos que la COMPAÑÍA indique lo contrario. Cualquier desviación requiere la aprobación de la COMPAÑÍA.
Deberán suministrarse CPU’s redundantes para los controladores. Los controladores deberán estar operando continuamente sin afectar alguna función cuando un CPU entre en falla.
La carga del CPU del controlador no deberá exceder al 60% de su capacidad. El VENDEDOR deberá estimar y suministrar el número requerido de CPU para cada unidad de proceso.
La información de los lazos mantenida en un CPU deberá poder ser accedida por cualquier otro controlador vía comunicación “peer-to-peer” (equipo-a-equipo) en toda la red de comunicación del DCS.
Todos los enlaces de comunicación deberán ser redundantes.
4.6 Módulos de Entrada/Salida
El sistema deberá aceptar los siguientes tipos señales :
Entrada analógica 2 hilos 4-20 mA (alimentadas por el sistema)
Entrada analógica 2 hilos 4-20 mA autoalimentada
Entrada para instrumentos inteligentes (protocolo Digital Enhanced de Honeywell)
Salida analógica 4-20 mA (alimentadas por el sistema).
Salida digital (24 VDC).
Entrada digital (24 VDC)
Comunicación serial.
El sistema deberá cumplir con las siguientes características:
Todas las tarjetas de entradas analógicas deben poseer fusibles individuales e indicación de fusible en mal estado.
Todas las salidas analógicas deben tener fusibles en el bloque terminal con posibilidad de desconexión.
Deberán emplearse tarjetas terminales de campo (FTA’s) para el cableado desde o hacia instrumentos en campo. Las FTA’s deberán disponer de aislamiento galvánico.
Cada circuito de alimentación a las tarjetas de entrada/salida estará protegido por fusibles individuales. Los módulos de entrada/salida (E/S) deben ser independientes, permitiendo la remoción o inserción en el rack sin dañar otros componentes ni detener la operación del sistema. La falla de una tarjeta de E/S no deberá afectar la operación de los otros módulos.
La capacidad del Sistema de alimentación deberá ser verificada para asegurar el funcionamiento de los módulos de entrada/salida (E/S) a su máxima capacidad, esto es asumiendo todos los módulos de E/S en servicio, todos los slot llenos y las entradas analógicas del tipo alimentación a 2 hilos.
Se deberá considerar reserva del 30% en la capacidad de los módulos de entrada/salida.
La cuenta aproximada de señales I/O se encuentra tabulada en el ANEXO B. El VENDEDOR del DCS es responsable de suministrar la alimentación 24 VDC para las entradas a contacto seco, salidas discretas y entradas y salidas analógicas a dos hilos. El VENDEDOR también es responsable de suministrar el algoritmo para la linealización de las señales de entrada como termocuplas ó RTD’s.
4.6.1 Módulos de Entradas Analógicas
Las señales de los instrumentos de campo deberán ser físicamente separados de las señales de otros niveles y fuentes de alimentación. La cantidad de señales deberán ser las tabuladas en el ANEXO B. El ajuste de calibración deberá ser capaz de aceptar señales con alguna variación del rango nominal de entrada (i.e. aproximadamente 4 a 20 mA.). Las entradas analógicas deberán ser aisladas, según lo define la ISA 50.1. Las fuentes de alimentación DC deberán ser suministradas por el VENDEDOR.
4.6.2 Módulos de Entradas para Instrumentos Inteligentes
Para el caso de las señales proveniente de transmisores del tipo inteligente con protocolo Digital Enhanced, estos deberán ser conectados a través de tarjetas del tipo STIM (Smart Transmiter Interface Module). Las señales de estos instrumentos de campo deberán ser físicamente separados de los otros tipos de señales. La cantidad de señales deberán ser las tabuladas en el ANEXO B.
4.6.3 Módulos de Salidas Analógicas
Las señales de salida deberán ser de 4 a 20 mA a 24 VDC nominal, y físicamente separadas de las entradas y entre sí. La salida deberá ser capaz de ser llevada por encima de 20 mA y por debajo de 4 mA.
Las salidas analógicas deberán ser aisladas, según lo define la ISA 50.1.
Las fuentes de alimentación DC para las salidas deberán ser suministradas por el VENDEDOR. La cantidad de señales deberá ser las tabuladas en el ANEXO B.
4.6.4 Módulos de Entradas /Salidas de Contacto
Las señales de entrada/salida de contacto deberán ser aisladas como lo define la ISA S50.1.
Las salidas de contacto seco deberán ser del tipo acción simple polo doble.
La alimentación eléctrica para los circuitos de contactos de entrada y salida deberá ser suministrada por el sistema. La alimentación DC deberá ser suministrada por el VENDEDOR.
El VENDEDOR deberá indicar claramente que las entradas disponen de fusibles individuales.
La cantidad de entradas/salidas de contacto es la indicada en el ANEXO B.
4.6.5 Entradas de RTD
El total de entradas RTD está listado en el ANEXO B.
La RTD deberá ser a 3-hilos de platino, 100Ω a 0 oC y 138.5Ω a 100 oC (DIN 43760).
La RTD deberá poseer un valor alfa de 0.003850 4.6.6 Entradas de Termocupla
El total de entradas de termocuplas está listado en el ANEXO B.
El sistema de control deberá estar provisto con compensación de temperatura automática por unión fría para cada tipo de termocupla.
Las características de la termocupla deberán estar de acuerdo con la ISA MC96.1.
La indicación del colapso de la termocupla deberá ser seleccionable, bien sea por encima o por debajo de escala.
4.6.7 Entradas de Pulso
Las entradas de pulso podrán ser bien sea por contacto seco ó alimentado (húmedo).
La escala de frecuencia del pulso podrá variar de 1 Hz a 12,500 Hz.
4.7 Gabinetes
4.7.1 General
El VENDEDOR deberá suministrar, como máximo, un gabinete para los controladores y módulos de entradas/salidas, otro para las tarjetas terminales de campo (FTA’s) y un panel marshalling para las terminaciones de campo, los cuales serán instalados en el Sala de Control Satélite de Instrumentación de HBAY según se indica en el ANEXO D.
.Los gabinetes deberán ser del tipo industrial estándar Honeywell, de doble acceso (frontal y posterior), totalmente ensamblados, autosoportados, para montaje sobre piso, que cumplan con la norma NEMA tipo 1 “Specification for Enclosures for Industrial Controls and Systems”. No son aceptables gabinetes abiertos.
El VENDEDOR deberá proponer el arreglo que considere el más adecuado para la cantidad de módulos (comunicación, I/O, etc.) requeridos y la disponibilidad de espacio en la sala para instalación de los gabinetes.
Los gabinetes deberán ser suplidos completamente ensamblados, cableados, probados y listos para la instalación, con entrada por la parte inferior para los cables.
Los gabinetes deberán estar equipados con una barra de cobre para aterramiento (¼” x 1” x 10” mínimo). La barra de tierra deberá tener conectores para un cable de tierra No.2.
Los gabinetes deberán estar libres de costras, óxido y superficies cortantes tanto externa como internamente.
Deberán disponer de ventiladores para enfriamiento los cuales tendrán alimentación desde breakers instalados en el gabinete. Los filtros asociados a los mecanismos de enfriamiento deben ser de fácil acceso y reemplazables.
Todos los equipos deberán estar identificados apropiadamente con etiquetas y nombres (tag) de acuerdo a las prácticas de la COMPAÑÍA. La identificación debe incluir la ubicación física del gabinete y de los racks por fila.
La información relacionada con leyendas e instrucciones ubicadas en la superficie de los gabinetes deben ser aplicadas de tal forma de asegurar su legibilidad y permanencia.
La superficie de los gabinetes debe ser tratada con imprimador y luego debe ser pintada en color azul, de acuerdo al estándar del VENDEDOR. El exterior e interior deben tener al menos dos (2) capas de esmalte.
El acceso a los gabinetes deberá ser frontal y posterior a lo largo de todo el gabinete, con puertas removibles y con llave. No se permite la ubicación de equipos en las puertas o en los laterales.
Todo la instalación eléctrica de interconexión y los cables deberán suministrarse pre-cableados.
Los cables de interconexión deberán tener conexiones del tipo “plug &
socket” para facilidad y seguridad de la conexión. Los cables de interconexión deberán estar etiquetados, identificando el número del cable, el número del terminal y el número del rack.
Cada rack deberá disponer de un bus de tierra aislado, el cual deberá estar ubicado en la parte inferior y adecuadamente perforado para los tornillos terminales.
4.7.2 Gabinete del Sistema
El módulo controlador, los equipos asociados y los cables de comunicación del sistema interno deberán estar alojados en los racks del sistema. Los módulos I/O podrán estar alojados en el rack del sistema ó en los racks terminales según lo recomiende el VENDEDOR. Deberá suministrarse ventiladores para aire forzado en cada rack.
La puerta frontal del gabinete del sistema deberá ser cristal con juntas selladas para la visualización de las señales de estado del sistema sin necesidad de abrir la puerta.
4.7.3 Gabinete de Terminales de Campo
Los racks de terminación para las tarjetas FTA’s deberán ser suministrados para la conexión de cables multinúcleo provenientes de las señales de campo.
Los racks terminales deberán suministrado según:
Las unidades de proceso
Los tipos de señal (Analógicas / Discretas)
de acuerdo a la lista de señales I/O mostrada en el ANEXO B.
Los módulos I/O deberán ser adecuados para instalarse en los racks terminales según las recomendaciones del VENDEDOR.
En general, los conectores y módulos I/O deberán estar montados uniformemente en la parte posterior de los racks terminales. Los terminales para los cables de campo deberán estar instalados solamente en la parte frontal de los racks terminales.
Deberá suministrarse ventiladores de aire forzado para cada rack en los casos en que los módulos I/O sean instalados en los racks terminales.
4.7.4 Panel Marhalling
Deberá estar ensamblada con tramos de riel de acero dulce, terminales de melamine con fusible, led y selecionador, terminales de fijación de melamine, tapas de melamine, canaletas plásticas y una barra de tierra.
Los bornes terminales deberán estar organizados para la conexión separada de señales discretas y analógicas.
4.8 Consolas y Equipos en Sala de Control
4.8.1 Consola en Sala de Control Satélite HBAY
Actualmente existe instalado y en servicio una consola empleada para la supervisión de equipos en la Sala de Control Satélite de HBAY. A fin de optimizar el espacio existente en esta sala para la instalación de los
nuevos gabinetes, y dado que dicha consola no es de uso frecuente e indispensable, el VENDEDOR deberá desincorporarla y sustituirla por una consola más compacta que ocupe menos espacio, basada en computadoras personales (PC).
El VENDEDOR deberá instalar la nueva consola en la posición indicada en el ANEXO D. La estación de trabajo deberá contener, pero no limitarse a, lo siguiente:
Una pantalla de operación del tipo CRT, de 20” diagonal, alta resolución 256 colores SVGA (1280 x 1024 pixeles) deberá ser considerado como mínimo
Un teclado de operación del tipo a prueba de derrame.
Un teclado de alarma montado en consola
Un ratón (mouse)
Una impresora para Alarma y Reporte
Unidad cartucho de 20MB (ó más) para carga de la base de datos del sistema
La estación de trabajo deberá poseer las siguientes funciones y capacidades, pero limitarse a ello:
Deberá suministrarse un sistema de bloqueo por llave ó un sistema de software mediante código de seguridad por clave (preferiblemente) con niveles de acceso para las estaciones de trabajo, a fin de prevenir el acceso de personal no autorizado para cambiar los parámetros de los controladores, el contenido de las pantallas del sistema, los datos de configuración de los módulos, etc.
El tiempo de refrescamiento de la pantalla deberán ser de al menos tres (3) segundos.
La pantalla deberá disponer de un CRT vinculado a una impresora para alarma y acceso/reportes.
El operador deberá poder descargar una base de datos de arranque requerida desde un disquete, cinta cartucho, etc., a la memoria de la estación de trabajo en un máximo de 5 minutos. El VENDEDOR deberá indicar el tiempo máximo requerido para ejecutar esta operación. La eliminación de información del medio magnético deberá requerir la pulsación simultánea de al menos dos teclas. En otras palabras, no deberá ser posible borrar el disquete con la pulsación accidental de cualquier tecla.
La estación de trabajo deberá ser capaz de acceder toda la data en el bus de comunicación.
La falla en la estación de operación no deberá interferir con la operación ningún otro dispositivo en el bus de comunicación.
Los pulsadores de parada de emergencia deberán ser instalados y pre- cableados a un terminal en las consolas por el VENDEDOR.
Será responsabilidad del VENDEDOR transferir a la nueva consola toda la data y gráficos existentes en la consola actual y asegurar la integridad de los mismos y mantener o mejorar la funcionalidad disponible.
4.8.2 Modificaciones en la Consola de Operación No. 2 Existente
Para las operaciones, tal como el ajuste del punto de trabajo, operación manual, ajuste de los puntos de alarma, despliegues, etc. asociados al proceso objeto de este proyecto, el VENDEDOR deberá hacer uso de la capacidad de reserva y las adecuaciones necesarias en la Consola de Operación No. 2 existente en la Sala de Control de Conversión HBAY, indicada en el ANEXO E. Para ello se deberá suministrar un interruptor con llave ó facilidades de acceso por clave a fin de proteger las constantes críticas de ser ajustadas por personal no autorizado.
La consola de operación existente deberá ser modificada como se indica a continuación:
Se deberán suministrar e implementar los nuevos despliegues tal como se describen en los párrafos 6.2 “Despliegues CRT”.
Deberán proveerse nuevos pulsadores y luces para ESD en los espacios disponibles indicados en el ANEXO E (por otros).
Las indicaciones de alarmas para las señales asociadas al panel anunciador deberán ser implementadas en las ventanas totalmente disponibles, indicadas en el ANEXO E (por otros).
A fin de soportar la carga adicional asociada a las nuevas funciones, se deberá expandir acordemente la capacidad de memoria y procesamiento.
El VENDEDOR deberá configurar los teclados existentes a fin de poder operar las nuevas pantallas de alarma y permitir el llamado rápido de los nuevos despliegues asociados al proceso objeto de este proyecto.
4.8.3 Dispositivos de Almacenamiento de Datos
El DCS deberá estar equipado con un dispositivo de almacenamiento de datos para grabar la data definida por el usuario disponible a través del medio de comunicación, y, además, recuperar dicha data para los despliegues.
El dispositivo de almacenamiento de datos deberá estar configurado con un sistema de tendencia histórica basado en un disco duro dedicado. El
sistema deberá ser del tipo “stand alone” (no compartido con la estación de trabajo del operador para minimizar su capacidad de tiempo de almacenamiento. Deberá requerirse de las siguientes especificaciones:
Archivo de datos hacia unidades de cinta
Capacidad para grabar 1.000 puntos de datos de proceso a intervalo de 10 segundos por varios meses. (El VENDEDOR deberá suministrar capacidad de disco duro adecuado para el almacenamiento)
Capacidad de tendencia de los datos de proceso desde cualquier estación de trabajo en el sistema
Razón de muestreo seleccionable desde 1 muestra por segundo hasta 1 muestra por día
El DCS deberá almacenar la siguiente data:
PV medido, PV calculado, punto de ajuste y salida del controlador
Entrada y salida digital
Cambios hechos por el operador (cambio del modo de control, etc.)
Alarmas y eventos
Todos los archivos del sistema
Archivos de datos de configuración
El DCS deberá poseer capacidades de almacenar data histórica de todos los I/O y los parámetros relevantes asociados para la tendencia, almacenamiento de eventos, y las aplicaciones de control necesarias.
Los dispositivos de almacenamiento de datos deberán incluir:
Disco duro redundante con suficiente capacidad para almacenar la data de tendencia histórica y los eventos.
Una cinta magnética de al menos 5 GB.
Tendencia Histórica: Las capacidades de tendencia histórica de sistema deberán acomodar al menos 72 horas de almacenamiento para todas las variables analógicas de proceso con un intervalo de muestro que no exceda los 10 segundos y con completa capacidad para recuperación de datos. Las pantallas de tendencias deberán ser producidas a partir de la data almacenada en el disco duro y luego mostrada en forma de tendencia en los CRT’s. La data de tendencia deberá poder ser enrutada a la impresora para disponer de copia dura.
Data de Eventos: El almacenamiento de los cambios de datos será requerido para todos los lazos de control, indicadores y entradas/salidas discretas. La data almacenada deberá poder ser enrutada a las impresoras. La siguiente información deberá estar disponible para impresión en una base selectiva:
Secuencia de eventos en paradas ó eventos críticos.
Alarmas (al momento de ocurrir).
Valores instantáneos.
El VENDEDOR será responsable de asegurar que el nuevo sistema haga optimo uso de los recursos de almacenamiento, teclado, mouse, impresoras, etc., disponibles en esta consola de operación.
4.9 Alarma del Sistema de Respaldo
La activación de cualquier unidad de respaldo a fin de mantener la integridad de operación del sistema deberá ser completamente reportada al operador. Los mensajes de diagnóstico deberán ser mostrados en la pantalla.
4.10 Requerimientos de Instalación Eléctrica
Todas las instalaciones de interconexión y los cables del DCS deberán ser suministradas y pre-cableados por el VENDEDOR.
El VENDEDOR deberá proveer suficiente información de las instalaciones y terminaciones para los grupos de diseño y mantenimiento de la COMPAÑÍA, de acuerdo a los Requerimientos y Especificaciones de datos del Vendedor establecidos más adelante en este documento.
Los bloques terminales deberán ser del tipo no higroscópico. Los terminales deberán estar recubierto de estaño y estar claramente identificados. El tamaño de los bloques terminales deberán ser consistentes con los pares o triadas trenzados No. 16 AWG (1.3 mm de diámetro) de cables sueltos de cobre. De preferencia, podrán ser terminales con tornillos de retención. Todos los terminales deberán estar identificados con las siglas de los lazos.
La separación mínima entre los cables de alimentación y los cables de señal o de extensión de termocupla deberá ser de al menos 12 pulgadas (305 mm), si corren en paralelo.
Los cables multiconductores deberán contener solamente señales del mismo tipo.
El cableado deberá estar organizado de modo que no interfiera con las operaciones de mantenimiento.
La entrada de cable para todas las señales, alimentación eléctrica, aterramiento e interconexión al bus de comunicación deberá ser por la parte inferior de los gabinetes y consolas.
4.11 Buses de Comunicación
La arquitectura del sistema de control de la planta HNAY se encuentra esquematizado en el ANEXO A. El sistema deberá disponer de varios tipos de buses de comunicación:
La Red de Comunicación del Controlador – provee la comunicación entre los controladores.
La Red de Proceso – suministra la comunicación entre los dispositivos dentro del sistema DCS, incluyendo los dispositivos en la consola de operación y las unidades de interfaz con otras redes.
La Red de Información de Planta – provee la comunicación entre las distintas computadoras para el mantenimiento, la información, la evaluación, ingeniería, laboratorio, etc., incluidos en una plataforma Windows NT.
Enlaces de Datos – empleado para la comunicación con otros sistemas de instrumentación/control, tales como por vía RS232, RS422, etc.
El DCS ingresará a una Red de Control Local (LCN) a través de la Red de Control Universal (UCN) Nº 4, ambos actualmente existentes en planta. Para ello se dispone de dos Módulos Interfaz de Red (NIM) (nodos 11 y 12) actualmente en operación. El VENDEDOR deberá suministrar los dispositivos requeridos para establecer el enlace del DCS con el UCN antes mencionado.
Cada bus de comunicación deberá disponer de cables redundantes con la interfaz y dispositivos de control asociados. La ruta redundante deberá extenderse todo el camino hasta los racks I/O, ó cualquier otro tipo de unidad conectada al bus de comunicación.
El VENDEDOR deberá suministrar buses duales de comunicación. La estación de operación deberá supervisar ambos buses de comunicación y reportar cualquier falla ocurrida en estos buses. Cuando falle un bus, el otro deberá tomar su lugar automáticamente, sin la intervención del operador. Una simple falla en cualquiera de estos buses no deberá dar como resultado ninguna degradación del sistema. Cualquier variable actualizada normalmente por el bus de comunicaciones deberá retener su último valor antes de la falla.
La falla en ambos buses de comunicación no deberá deshabiIitar ninguna función de control en el sistema. Luego de recuperarse de la falla de comunicación, el sistema deberá generar los despliegues adecuados para instar al operador a restablecer los vínculos perdidos.
El VENDEDOR deberá describir el método empleado para verificar la validez de la comunicación y establecer la exactitud del método.
El VENDEDOR deberá indicar la velocidad de transmisión del bus en bits/segundo y transacción/segundo, e indicar si la comunicación está basada en votación (polling), interrupciones, u otro método. De estar basado en votación (polling), el VENDEDOR deberá declarar la frecuencia de polling.
4.11.1 Comunicación Interna de Datos
La comunicación de datos dentro del DCS deberá ser llevada a cabo con el hardware, software y protocolo estándar del VENDEDOR. La red de comunicación deberá ser redundante.
Cuando los cables de comunicación sean más largos que la máxima longitud permisible, entonces se deberán considerar el uso de repetidores y/o cables de fibra óptica.
Cuando las vías de comunicación sean redundantes, el software deberá soportar esto de tal forma que ningún tipo de falla cause algún efecto sobre el control ó la visibilidad del proceso.
Este sistema deberá poseer un alto nivel de confiabilidad y suficiente accesorios para el sistema, más aproximadamente 30% de capacidad de expansión. La carga máxima no deberá exceder del 50% del limite diseño del enlace de datos basado en la cuenta de señales especificadas del sistema.
El diagnóstico de la comunicación deberá ser continúa de forma tal que una falla de la vía de comunicación primaria hacia la secundaria en un sistema de comunicación con configuración redundante sea automáticamente alarmada en el mínimo de tiempo en la estación del operador.
4.11.2 Comunicación con otros Dispositivos
El DCS deberá disponer de interfaces de comunicación de datos con otros subsistemas, por lo que el VENDEDOR deberá suministrar portales (gateways) para la interfaz entre el DCS y dispositivos foráneos. El DCS deberá poseer las siguientes características como mínimo:
1. Los enlaces de comunicación redundantes ó no redundantes serán requeridos dependiendo de los componentes de los subsistemas.
2. Deberá emplearse el protocolo ModBus RTU para el hardware y software a través de los enlaces de comunicación EIA RS232C ó RS422/RS485.
3. Los cables de enlace serial deberán estar totalmente equipados con los conectores apropiados en ambos extremos, y el suministro deberá ser responsabilidad del VENDEDOR.
4. Deberán suministrarse dos (2) puertos de comunicación como reserva instalada de los módulos interfaz.
Entre los tipos de equipos foráneos que podrían comunicarse con el DCS se encuentran los siguientes:
Sistema Monitor de Maquinaria.
Controladores Lógicos Programables.
Sistema de Parada de Emergencia.
Sistema de Medición de Tanques.
Sistema de Detección de Gas y Fuego
Módulo Interfaz Fieldbus Modelo 3420 de Rosemount®
El DCS deberá disponer de todo el hardware y software necesario para establecer la comunicación con tres (3) módulos interfaces Fieldbus Modelo 3420 de Rosemount®., como estimado inicial, empleando el protocolo ModBus RTU. Esta cantidad deberá ser ajustada durante la fase de Ingeniería de Detalle.
De requerirse, el VENDEDOR deberá suministrar todo el cableado, módem para fibra óptica y convertidores de protocolo necesario para facilitar la comunicación entre el portar (gateway) interfaz serial y el equipo foráneo.
4.12 Fuentes de Alimentación Eléctrica
Las fuentes de alimentación para los módulos e instrumentos en campo deberán ser redundantes y disponer de al menos 20% de reserva para futura expansión y capacidad de protección por demanda repentina.
El DCS será alimentado con 120VAC, 60Hz, proveniente de un sistema de alimentación ininterrumpido (UPS) suministrado por la COMPAÑÍA, libre de fluctuaciones de voltaje y frecuencia, dentro de los siguientes limites:
Fluctuación de Voltaje permisible: ± 5%
Fluctuación de Frecuencia permisible: ± 5%
Caída de Potencia : 20 ms máx.
Distorsión Armónica Total : menos de 5%
Las fuentes de alimentación del DCS deberán estar respaldadas por al menos una fuente redundante para cada ramal de potencia. Los equipos redundantes dentro del subsistema que sean alimentados individualmente necesitarán disponer de fuentes de alimentación redundantes. La fuente en falla deberá ser alarmada.
El VENDEDOR deberá especificar las características de potencia de su sistema a fin de que la COMPAÑÍA pueda especificar el UPS. El VENDEDOR deberá indicar donde son requeridas baterías y si se dispone de un despliegue visual para supervisar el estado de las baterías de respaldo.
El VENDEDOR deberá proveer los requerimientos específicos del aterramiento y los detalles de instalación del DCS en su propuesta. El VENDEDOR deberá indicar si el sistema de aterramiento será diferente de la tierra para la computadora de proceso y del bus de comunicación.
Los sistemas de seguridad de la planta y de aterramiento de sistemas deberán ser suministrados dentro del cuarto donde se ubicará el equipo del DCS. Cada bus deberá ser segregado y agrupado fuera del cuarto.
La máxima resistencia del sistema de aterramiento deberá estar por debajo del requerimiento del equipo DCS.
Deberán suministrarse interruptores individuales de circuitos para cada gabinete por medio de una tarjeta de distribución de potencia dedicada.
4.13 Seguridad, Integridad y Tolerancia a Falla
El DCS deberá incluir auto diagnóstico extensivo para revelar las fallas del sistema. Todas las fallas, una vez detectadas, deberán llamar la atención del operador.
El DCS deberá suministrar acceso por medio de llave ó clave de seguridad, la cual deberá estar disponible para cambiar entre tres niveles de control de acceso, tal como sigue:
Solamente Visualizar: permite la supervisión de cualquier parte de los proceso, previene cualquier cambio (incluyendo el reconocimiento de alarmas)
Operador: permite no solo supervisar sino además el cambio de estados y parámetros de los lazos de control
Ingeniero: acceso no restringido
Las concesiones y restricciones deberán ser configurables en el nivel de
”Ingeniero”.
El sistema de control deberá estar diseñado de modo que la falla de cualquier componente no cause la falla total de todo el sistema.
4.14 Diagnóstico del Sistema
El sistema de control deberá disponer de un software de autodiagnóstico el cual se ejecutará al menos una vez cada cinco segundos. Estos diagnósticos deberán detectar y aislar las fallas a nivel de tarjeta en todos los componentes del sistema y alertar al operador. Las reparaciones en campo deberán consistir en reemplazar la tarjeta dañada y enviarla de vuelta a la fábrica para su reparación ó sustitución.
El VENDEDOR deberá describir cualquier otra herramienta ó ayuda de diagnóstico adicional que pueda ser empleada con su sistema, tal como los diagnósticos remotos por líneas telefónicas hacia fábrica, equipo recomendado para prueba en campo, etc.
4.15 Capacidad de Reserva
El DCS deberá ser diseñado y dimensionado para asegurar que los siguientes requerimientos de capacidad de reserva sean cumplidos. La razón deberá estar basada en la cantidad real en uso, cuyo número está contenido en la Requisición junto con el límite adicional permitido que se especifique.
4.15.1 Hardware
La capacidad de reserva de cada rack para módulos deberá ser como sigue:
20% de reserva instalada para cada tipo de punto I/O
20% de reserva de slots I/O para futura expansión por unidad de proceso
La fuente de alimentación deberá ser diseñada para acomodar la máxima configuración de tarjetas I/O en el rack
20% de espacio de reserva de instalación eléctrica y troncales para futura expansión
La capacidad de reserva de cada rack terminal deberá ser como sigue:
20% de reserva de terminales instalados para expansiones futuras
20% de espacio de reserva de instalación eléctrica y troncales para futura expansión
4.15.2 Capacidad de Procesamiento y Memoria
El DCS deberá ser capaz de aceptar un incremento del 20% en el número de señales I/O sin necesidad de modificación del hardware. Este 20% de capacidad de reserva deberá ser utilizable sin modificación del sistema excepto de cableado relevante y tarjetas I/O.
La carga máxima del algoritmo de procesamiento en cada módulo controlador no deberá exceder el 60%.
La carga máxima del medio de transmisión de datos no deberá excederse sobre el 50%.
4.16 Condiciones Ambientales
El equipo deberá ser empaquetado para el almacenamiento adecuado dentro de un taller controlado no aclimatado antes de la instalación final.
El calor generado por cada unidad deberá estar listado por el VENDEDOR en la cotización de modo que la COMPAÑÍA pueda dimensionar el sistema HVAC.
El nivel de ruido producido por cualquier elemento de sistema (impresoras, ventiladores, etc.) en el sistema propuesto no deberá exceder de 65 dBA medidos a 3 pies de radio desde el equipo. El VENDEDOR deberá incluir las pruebas de sonido, si así es requeridos, a fin de cumplir ó exceder este requerimiento, y deberá especificar el nivel de ruido resultante.
El sistema operará continuamente en los rangos de 30ºF a 120ºF. La humedad relativa en el área de equipos eléctricos estará mantenido entre 50% y 70%, con un máximo promedio de 80%.
El VENDEDOR establecerá en la cotización las condiciones ambientales para almacenamiento y operación. Las condiciones ambientales deberán incluir:
Limitación de temperatura y humedad
Presencia de partículas
Vibración
Impacto Mecánico
Trazas de gases
5. REDUNCANCIA/RESPALDO DEL SISTEMA 5.1 General
Los siguientes componentes claves del DCS deberán ser totalmente redundantes, de modo que la fallas en hardware y/o software no resulten en la perdida de las funciones cubiertas por estos componentes:
Medio de transmisión del DCS
Unidades Procesadoras de Control (CPU’s)
Módulos I/O para Lazos de Control
Unidad de suministro de potencia para I/O, módulos controladores, etc.
Enlace para I/O remotos
En general, el DCS deberá ser diseñado de modo que la perdida o falla de algún módulo ó tarjeta no cause más que la perdida de una estación interfaz de operación ó un módulo I/O.
Los procesadores redundantes deberán estar configurados para que al conmutar hacia el procesador de respaldo no provoque la interrupción de las salidas analógicas ó discretas y sin ninguna perdida de datos.
El DCS deberá garantizar el remplazo en línea de cualquier módulo redundante en falla sin afectar ningún otro componente del sistema, y sin la necesidad de remover los cables de señal de campo.
Las unidades suministro de potencia redundantes deberán estar protegidas de afectarse entre sí por corto circuitos internos ó externos.
Los módulos controladores deberán poder detectar la falla/recuperación de alimentación y ejecutar el procesamiento inmediato, y colocar los estados del algoritmo de control a las condiciones predefinidas.
Las tarjetas de salida analógica deberán tener la capacidad de establecer las salidas en un nivel predefinido inmediatamente al presentarse una perdida de comunicación con los módulos controladores ó al entrar en falla un módulo controlador.
5.2 Fuentes de Alimentación Eléctrica
Todos los controladores deberán poseer fuentes de alimentación DC redundantes.
5.3 Memoria de Acceso Aleatorio (RAM)
Los datos de configuración y los parámetros de operación deberá estar almacenados en una memoria no volátil, RAM respaldada por batería, ó alguna memoria equivalente capaz de retener la data durante la ausencia de potencia eléctrica de al menos una semana. El VENDEDOR deberá suministrar los datos que muestren la degradación de la batería luego de uno y cinco años de operación.
5.4 Hardware de Respaldo
Al menos que se especifique en forma diferente, el VENDEDOR deberá suministrar respaldo únicamente para los CPU's.
Todos los módulos de comunicación deberán ser redundantes.
5.5 Ausencia de Potencia Eléctrica
El VENDEDOR deberá describir la respuesta del sistema durante la ausencia de potencia eléctrica por periodos cortos (cinco segundos ó menos), moderados (hasta 24 horas), y largos (más de 24 horas)y describir qué deberá hacerse para regresar el sistema a operación en cada caso.
6. CONFIGURACIÓN Y DESPLIEGUES DEL SISTEMA 6.1 Configuración
La configuración del sistema será responsabilidad del VENDEDOR
El VENDEDOR deberá entregar el conjunto completo de los formatos de configuración empleados, junto con el adecuado material de instrucción, a manera de documentación de la implementación de lazos en su sistema.
El VENDEDOR deberá realizar los despliegues gráficos de proceso y la configuración de las bases de datos a través de una consola del sistema ó un computador personal y luego cargarlos al sistema desde un medio de almacenamiento magnético compatible.
El sistema de control deberá poseer la habilidad de alterar ó configurar los lazos sin afectar a otros lazos en control automático. De igual forma, la modificación ó creación de despliegues gráficos no deberán afectar los lazos en automático.
El VENDEDOR será responsable de introducir los datos de configuración a sus sistema si la COMPAÑÍA ha configurado el sistema al completar las formas de entrada de datos.
El VENDEDOR deberá indicar si el sistema puede disponer de la capacidad de ser configurado bien sea desde la consola de operación ó desde el módulo I/O, de ser requerido por el usuario.
El sistema deberá ser suministrado para aceptar al menos diez (10) ó doce (12) caracteres alfanumérico como siglas de identificación como mínimo.
La configuración del sistema para todos los dispositivos deberá ser almacenada en el disco duro del sistema.
6.2 Despliegues CRT
Los despliegues deberán ser accesibles ó configurables en línea desde cualquier CRT en el mismo bus de comunicaciones. El VENDEDOR deberá indicar la velocidad normal y máxima de actualización de pantalla.
El sistema deberá poseer completa flexibilidad al especificar ó cambiar las siglas de identificación, descripciones, rangos, factores de escala, ó agrupamiento en varios despliegues.
Las siguientes secciones contemplan los requerimientos para los despliegues específicos. El VENDEDOR podrá ofrecer alternativas que contengan la información que en ellas se requiera.
El VENDEDOR deberá suministrar junto con su cotización un dibujo ó plano de cada tipo de despliegue y una breve descripción de la data disponible en cada despliegue.
6.2.1 Despliegue de Vista General
Un despliegue de vista general deberá permitir al operador determinar la operación total de un segmento mayor de la planta. La condición de alarma de los lazos y grupos pre-asignados deberán ser mostrados en esta pantalla con cambios y parpadeo de color. Un mínimo de 240 variables deberán poder ser configuradas en cada pantalla general.
El despliegue de vista general deberá proveer al operador de un resumen del estado de los lazos de control y las variables en la planta al indicar la desviación relativa entre cada valor de proceso del lazo y su punto de ajuste ó valor deseado. Deberá mostrarse un mínimo de 200 lazos.
El despliegue de vista general deberá estar dividido en grupos de aproximadamente ocho lazos y/o variables cada uno. Cada entrada/salida analógica ó discreta deberá poder ser mostrada.
Un lazo o variable podrá aparecer en cualquier número de grupos.
Este despliegue deberá indicar cuando un lazo de control está en modo manual.
6.2.2 Despliegue de Grupo
Un despliegue de grupo deberá mostrar un número limitado de lazos. Esta pantalla deberá ser desarrollada a partir de formatos genéricos estándares disponibles por el software del DCS. Los datos de campo predefinidos deberán ser configurables por el usuario. Cada lazo deberá ser mostrado en un formato que combine la siguiente información:
Valor de la variable de proceso
Punto de ajuste
Salida del controlador
Estado de los modos Computador/Cascada/Automático/Manual
Ratio ó Bias
Relación Cascada Maestro/Esclavo con otros lazos
Condición on/off para variables discretas
Sigla de identificación del punto
Descripción del punto
Condiciones de alarma
Las siguientes variables ó estados deberán permitir el cambio, desde la pantalla de Grupo, por parte del operador:
Punto de ajuste
Modo del controlador
Valor de salida
Estado de salida discreta
Ratio, Bias, etc.
El despliegue de grupo deberá presentar una indicación en gráfico de barra de la variable de proceso, punto de ajuste, salida y sus valores numéricos.
Las entradas discretas (estado de los contactos) deberán estar indicados por un despliegue de dos posiciones (ejemplo, on/off, abierto/cerrado, etc.).
El feedback de un lazo discreto, tal como el arreglo de un interruptor dual para la indicación de la señal de posición y modo de operación de las válvulas, deberán ser mostradas como un solo lazo.
El despliegue de grupo deberá incluir el número y título del grupo, las siglas de identificación y las descripciones de cada lazo ó variable mostrada.
El modo de operación de cada lazo de control deberá ser mostrado en este despliegue (ejemplo, auto, manual, cascada, etc.).
El operador deberá poder manipular el punto de ajuste, la señal de salida y los modos de control de cualquier lazo mostrado en el despliegue de grupo.
La navegación desde el despliegue de grupo al despliegue de detalles deberá poder realizase con una operación de un solo paso.
Bajo la operación del despliegue de grupo, si existe una condición de alarma en cualquier lazo, deberá estar disponible en la consola un despliegue visual y una alerta audible. El punto en alarma deberá ser reportado en la impresora como se indica en el párrafo 6.2.11 “Generación de Reportes”.
6.2.3 Despliegue de Detalle
Deberá mostrarse en este despliegue toda la información relevante para un lazo, tal como la variable de proceso, el punto de ajuste y la señal salida.
Esta información debe incluir el ajuste de parámetros, además de la del formato y la información que se muestra en la pantalla de grupo.
La sigla de identificación y la descripción del lazo ó variable deberá ser igualmente mostrada.
Deberán mostrarse toda la data numérica asociada con el lazo, tal como el cero y el span de la variable de proceso, las constantes de entonación, los límites de salida para los controladores, el modo de control, los ajustes de las alarmas para la desviación del proceso y/o magnitud de las alarmas, etc.
Deberán mostrarse los datos de configuración y la dirección del bus de comunicación del lazo seleccionado.
Cuando se muestre un despliegue de detalle, los siguientes ajustes deberán estar disponibles:
Punto de ajuste, señal de salida y modo de operación del controlador.
Ajuste de entonación del controlador (bajo control de acceso).
Ajuste de alarmas (bajo control de acceso).
Si existiera una condición de alarma en cualquier lazo, deberá existir una alerta visual y audible en el CRT. El punto en alarma deberá ser reportado en la impresora como se indica en el párrafo 6.2.11 “Generación de Reportes”.
6.2.4 Despliegue de Tendencia
Los despliegues de tendencia deberán mostrar grupos de tendencia histórica. Los valores de proceso en los despliegues de tendencia deberán ser actualizados automáticamente. El intervalo y span de las tendencias
históricas se muestran en el párrafo 4.8.3 “Dispositivos de Almacenamiento de Datos”.
6.2.5 Despliegue de Alarmas
Cuando ocurra una alarma, deberá activarse una señal audible y un campo parpadeante en el CRT ó la iluminación de teclas deberá indicar que ha ocurrido la alarma.
El operador deberá poder acceder directamente al punto en alarma desde el despliegue sumario de alarmas.
El despliegue de grupo deberá indicar los puntos en alarma. El despliegue deberá retornar al estado normal cuando la condición de alarma desaparezca luego que halla sido reconocida por el operador.
El sumario de alarmar deberá listar para cada alarma:
Momento de la alarma en hora/minutos/segundos, seguido por día/mes/año.
Sigla de identificación de la alarma.
Los puntos que aún permanezcan en alarma deberán estar indicados en el sumario.
Momento en que desaparece la alarma.
Un despliegue resumen y/o una impresión tabular de este sumario de alarmas actuales deberán ser iniciadas al pulsarse un botón. Esta pantalla deberá incluir:
Sigla de identificación del lazo
Tipo de violación (Alta, Baja, Desviación, Rata de cambio, valor
“incorrecto”, etc.)
Momento de la ocurrencia
Descripción del lazo (hasta 16 caracteres) 6.2.6 Despliegues de Configuración del Sistema
Un despliegue de comunicación mostrará el tipo y cantidad de módulos conectados al bus de comunicaciones.
Los despliegues de títulos mostrarán los títulos de todos los despliegues de grupo disponibles.
Los despliegues de configuración de puntos mostrará toda la data necesaria para definir los puntos de entrada a la estación del operador. La data típica para estos despliegues serán las siglas de identificación, descripciones y la data fuente de entrada.
