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Secuencia de operación del SNGII

1328 Azalea Garden Rd.
Norfolk VA. 23502
757-855-6006
Fax: 757-855-3761

Fecha: Noviembre de 2003

Contacto: Soporte de Producto ( )

Contenidos

Alcance
Secuencia de operación
Pantallas de la interfaz
Pantalla principal
Valores del sistema
Entradas del sistema
Salidas del sistema
Salida de prueba
Edición de puntos de ajuste
Presión de apagado/reinicio
Ajuste de límites de oxígeno
Ajuste del ACD
Falla por sobrecarga y temperatura de entrada de la membrana
Ajuste del reloj del sistema
Pantalla de mantenimiento
Últimas cinco fallas de sistema
Columna de luces
Centro de mensajes
Códigos de falla

Alcance

Este boletín describe la secuencia general de operación y la interfaz de usuario para el modelo SNGII de generadores de nitrógeno fijos que incorporan el elevador de alta presión BK15.3 con presión de entrada variable. Con la utilización de una entrada variable para el elevador de presión, el generador de nitrógeno SNGII minimiza los tiempos de calentamiento, iniciando la generación del producto en condiciones de baja capacidad. Esto significa que en cuestión de minutos el producto fluirá desde el sistema y dentro de los límites de la pureza que puede ajustar el usuario. Como el conjunto de membranas en el centro del sistema continúa calentándose, permitiendo la reducción del contenido de oxígeno, el sistema de control SNGII automáticamente aumenta la presión de entrada del elevador de alta presión para proporcionar la capacidad máxima del sistema de acuerdo con los puntos de ajuste de pureza preestablecido.

Secuencia de operación

Al presionar el botón de inicio, el sistema de control del SNGII medirá la presión de salida actual del sistema. Si la presión de salida es inferior a la presión de reinicio preajustada, el contactor del compresor de baja presión será activado y el compresor de tornillo de baja presión comenzará a rotar y a presurizar el conjunto de membranas. Antes de pasar a través del conjunto de membranas, el aire pasa por el postenfriador del compresor de tornillo y por un banco de filtros y luego pasa a través de un intercambiador de calor multitubular inundado con el aceite caliente del compresor de baja presión. Esto asegurará un gas libre de partículas que llegará por debajo del punto de rocío hasta el conjunto de membranas para lograr una máxima eficiencia.
Mientras que el gas pasa a través del conjunto de membranas, el oxígeno en la corriente de aire pasa a través de las fibras de la membrana permitiendo que una corriente de gas nitrógeno enriquecido pase al sistema del elevador de alta presión. El sistema de control controlará la presión de entrada al elevador de presión y al llegar a una presión mayor a 75 PSIG, el contactor del motor del elevador de presión será activado y el elevador de presión comenzará a rotar. A la entrada de presión del elevador de presión se le asignará entonces una rampa de 99 PSIG y el drenaje automático de condensado y la válvula de purga de alta presión se abrirán para purgar el sistema del elevador de presión. Durante este tiempo, el monitor de oxígeno incorporado medirá el contenido de oxígeno presente en el gas que se suministra al sistema de alta presión. Una vez que el contenido de oxígeno desciende por debajo del límite predeterminado, la válvula de purga de alta presión se cerrará y el sistema comenzará a bombear el gas generado hacia la salida.
A medida que el conjunto de membranas comienza a calentarse, su capacidad para separar el oxígeno de la corriente de gas aumentará y el contenido de oxígeno en el gas suministrado al elevador de presión disminuirá aún más. Una vez que la pureza disminuya por debajo del límite inferior de oxígeno predeterminado, el sistema de control aumentará lentamente la presión de entrada del elevador de presión. Este incremento en la presión de entrada aumentará la capacidad del elevador de presión, y con el aumento en el flujo de gas desde el conjunto de membranas, la eficiencia de separación disminuirá, aumentando el contenido de oxígeno en flujo de gas generado hasta que una vez más esté dentro de los límites superior e inferior de oxígeno predeterminados. Este proceso se repetirá hasta que el sistema está suministrando la capacidad máxima para los límites de O2 establecidos. Si los límites preestablecidos O2 son tales que la entrada del elevador de presión aumentara a su máximo valor, cualquier incremento en la temperatura de la membrana tendrá el efecto de suministrar gas de mayor calidad que la requerida.
Mientras el sistema continúe bombeando, el sistema de control drenará periódicamente los líquidos acumulados en el elevador de alta presión utilizando el drenaje automático de condensado (ACD) y controlará las entradas de falla de los sistemas. Se debe tener presente que durante un evento de ACD, el incremento de gas a través del elevador de presión puede causar que la pureza del gas exceda brevemente los límites preestablecidos. En este momento, el sistema de control purgará automáticamente el bloque del elevador de presión mediante de la apertura de la válvula de purga de alta presión y la disminución de la presión de entrada del elevador de presión. Esto hará que la pureza vuelva a estar rápidamente dentro de los límites en los que continuará el bombeo del gas generado.
Una vez que el sistema de salida haya sido presurizado a la presión de apagado preestablecida del sistema, el SNGII apagará el elevador de presión y el sistema de baja presión hasta que la presión de salida disminuya por debajo del punto de ajuste preestablecido para la presión de reinicio.

Pantallas de interfaz de usuario

Pantalla principal:

Cuando se aplica energía al SNGII y el botón de parada de emergencia es tirado hacia afuera, se encenderá la pantalla táctil incorporada y se mostrará la pantalla principal. La pantalla principal mostrará la presión actual de salida, la hora actual del sistema y el estado actual del sistema, además de los botones principales "Start" y "Stop" (comienzo y detención) de la unidad. Cuando la energía es alternada a la unidad, su estado por defecto será "System Off" (Sistema apagado).
Además de los botones de "Start" y "Stop", estarán disponibles los botones "Edit setpoints" (editar puntos de ajuste) y "System values" (valores de sistema). Debajo de los botones "Edit setpoints" y "System values" hay un área de pantalla de mensajes en la que el sistema de control indicará el estado actual del sistema.
La pantalla principal también permitirá el acceso al reloj del sistema a través del botón "Set clock" (configuración del reloj).

System values (Valores del sistema):

Al presionar el botón "System values" en la pantalla principal, se mostrará la pantalla de los valores actuales de sistema. Esta pantalla mostrará el estado del sistema (desde la pantalla principal) en la parte superior y, a continuación, enumerará los valores actuales del sistema leídos por el PLC de la siguiente manera:
Current purity (Pureza actual): El contenido de oxígeno del medidor de O2 integrado. Mientras la unidad esté en funcionamiento, ésta será la pureza del gas que sale del conjunto de membranas y que se suministra al elevador de presión.
Membrane temp (Temperatura de la membrana): La temperatura de entrada de la membrana es controlada con una alarma de falla del sistema.
Outlet pressure (Presión de salida): La presión actual de salida se mide y se utiliza para encender y apagar el sistema del generador.
Booster inlet (Entrada del elevador de presión): Cuando se inicia el sistema, la presión de entrada del elevador es establecida en su valor mínimo (99 PSIG) a fin de optimizar el tiempo empleado para generar la pureza de nitrógeno requerida. A medida que se calienta el conjunto de membranas y que el contenido de oxígeno disminuye dentro del rango requerido, el controlador aumentará la presión de entrada del elevador de presión para proporcionar la capacidad máxima del sistema, al tiempo que mantendrá la pureza necesaria.
Next ACD in (Próximo ACD en): Durante el funcionamiento del sistema, el drenaje automático de condensado del elevador de alta presión purgará el condensado de los separadores interetapas y final. Este valor indica cuándo se realizará el próximo drenaje.
Current runtime (Tiempo de funcionamiento actual): Cuando la unidad no esté en funcionamiento, este valor indicará el tiempo de funcionamiento de la unidad. Cuando esté en funcionamiento, este valor indicará durante cuánto tiempo estuvo en funcionamiento. Este valor se utiliza para disparar la alarma de falla de sobrecarga del sistema.
Hourmeters (Horómetros): Los horómetros del compresor de alimentación de aire de baja presión y del elevador de alta presión se muestran para fines de mantenimiento.
Maintenance due (Mantenimiento obligatorio): Este mensaje aparecerá cuando hayan transcurrido las 100 horas del temporizador de mantenimiento. Se deberá presionar el botón "Maintenance" (mantenimiento) para acceder a los requerimientos de mantenimiento. Nota: Cuando se muestre este mensaje, la pantalla de estado del sistema también mostrará el mensaje "Maintenance is Due" (Debe realizarse el mantenimiento), además del estado actual del sistema.
Botones
Back (Atrás): Vuelve a la pantalla principal
Faults (Fallas): Muestra la pantalla de las últimas cinco fallas del sistema
Maintenance (Mantenimiento): Muestra la pantalla de mantenimiento
Inputs (Entradas): Muestra la pantalla de las entradas actuales del sistema

System inputs (Entradas del sistema):

La pantalla de entradas muestra el estado actual de los interruptores del sistema de la siguiente manera:
Booster oil pressure switch (Interruptor de presión de aceite del elevador de presión):Un interruptor de presión normalmente abierto montado en la parte posterior del bloque del elevador de presión, éste se cerrará cuando aumente la presión de aceite del elevador de presión durante el encendido. Si la presión de aceite del elevador de presión disminuye a 25 PSIG durante el funcionamiento, este interruptor se abrirá y se activará una alarma de falla de baja presión de aceite en el elevador de presión.
Booster high temperature switch (Interruptor de alta temperatura del elevador de presión): Ya que el elevador de presión tiene dos cabezales de etapa final, el bloque tiene dos interruptores de temperatura de fase final normalmente cerrados conectados en serie a la segunda entrada del PLC. Si cualquiera de estos interruptores se abriera durante el funcionamiento, el sistema emitirá una alarma de falla de alta temperatura en el elevador de presión.
Feed air temperature switch (Interruptor de temperatura del aire de alimentación): Un interruptor/medidor de temperatura normalmente abierto estará montado en la cabina de baja presión y medirá la temperatura del aire que sale del depósito del compresor de tornillo. Si la temperatura alcanza el punto de ajuste del interruptor, el interruptor se cerrará e iniciará una alarma de falla de alta temperatura en el sistema de baja presión
Feed air/ Booster motor interlock (Interbloqueo del motor del compresor de alimentación de aire de aire/elevador de presión): Los contactores de motor que suministran energía a los dos motores de accionamiento contienen interruptores que le informan al sistema de control acerca de su estado. Si el sistema de control le ha suministrado energía a los contactores pero, sin embargo, éstos no se han cerrado debido a una sobrecorriente o se han desconectado de forma manual, el sistema emitirá una alarma de falla utilizando estas entradas.

System outputs (Salidas del sistema):

La pantalla de salidas del sistema muestra el estado de las cargas individuales del sistema:
Durante el funcionamiento, esta pantalla le indicará cuáles son las cargas del sistema que el PLC considera conectados y cuáles no. Si una salida se muestra como "On" (encendida) o "Energized" (activada) aunque el dispositivo parezca estar físicamente desconectado, se deberá parar el sistema y se deberá probar el dispositivo.
Si el sistema se encuentra en modo "Off" (apagado), entonces el botón "Test" (prueba) se activará para permitir que las cargas de salida sean individualmente probadas utilizando la pantalla de "System output test" (prueba de salida del sistema).

System outputs test: (Prueba de las salidas del sistema:)

La pantalla de salidas del sistema muestra el estado de las cargas individuales del sistema y proporciona botones de prueba al lado de cada indicador de carga. Al pulsar el botón de prueba al lado de la carga, se activará la salida en el PLC a la que está conectada la carga. La carga se activará durante el período en que el botón se mantenga oprimido y se desactivará automáticamente cuando el botón sea liberado. Nota: Esta página sólo estará disponible cuando el sistema se encuentre en el modo "Off" (desactivado), o sea, cuando se presione el botón "Stop" (parada) en la pantalla principal. Si la carga no funciona cuando el botón de prueba respectivo es presionado, pero la luz indicadora se ilumina indicando que el PLC cree que la carga está recibiendo energía, entonces el problema en cuestión será un cable físico o un problema de carga defectuosa. Si la luz indicadora no se ilumina cuando el botón de prueba es presionado, entonces la operación del PLC se habrá detenido o se habrá producido un error en el PLC.

System setpoints (Puntos de ajuste del sistema):

La pantalla de puntos de ajuste del sistema le brinda al operador acceso a los principales parámetros del sistema. Los parametros ajustables del sistema son:
Outlet pressure (Presión de salida): Ajusta las presiones del sistema a las cuales el generador arrancará y parará automáticamente.
Oxygen limits (Límites de oxígeno): Durante su funcionamiento, el sistema ajustará la velocidad de flujo de aire que pasa a través del elevador de presión para mantener un producto que tenga un contenido de oxígeno que esté dentro de estos límites.
ACD timers (Temporizadores del ACD:) Ajusta el intervalo entre drenajes automáticos de condensado y su duración para el elevador de alta presión
Obern, Mem Temp (Sobrecarga, temperatura de la membrana): Como parte de las funciones del sistema de seguridad, el temporizador de sobrecarga ajustará la duración en horas que se le permitirá operar a la unidad sin llegar a la presión final del sistema. El valor de la temperatura de la membrana ajusta la temperatura máxima en que la entrada del conjunto de membranas podrá funcionar antes de disparar una alarma de falla del sistema.

Shutdown /Restart pressure (Presión de apagado/reinicio)

Al tocar los valores en los cuadros "Shutdown" (apagado) y "Startup" (arranque) se abrirá un teclado para permitir que estos valores sean cambiados. Se debe tener en cuenta que se aplicarán las siguientes normas:
El punto de ajuste de la presión de apagado no podrá exceder los 5000 PSI.
El valor de presión de reinicio no podrá exceder el valor de apagado.
A menos que se conecte un gran volumen a la salida del sistema, la presión de reinicio no deberá ajustarse dentro del rango de los 500 PSIG de la presión de apagado, ya que se producirá un corto ciclaje.

Oxygen limits (Límites de oxígeno):

Los puntos de ajuste de los límites de oxígeno serán responsables de la forma en que el sistema de control ajuste la presión de entrada del elevador de presión. Luego de que la unidad se haya encendido, la membrana esté presurizada y el elevador de presión se haya encendido a la presión de entrada mínima (99 PSIG), el sistema de control no cerrará la válvula de purga de alta presión y generará producto hasta que el contenido de O2 haya caído por debajo del límite superior.
Luego de que la unidad esté bombeando su producción de gas, el sistema no incrementará la presión de entrada del elevador de presión, proporcionando la capacidad máxima del sistema hasta que el contenido de oxígeno descienda por debajo del límite inferior.
Ejemplo: Si la pureza de nitrógeno requerida fuera del 99%, el límite superior de O2 se deberá ajustar en un 1.00%, y, a fin de maximizar la capacidad del sistema, el límite inferior deberá establecerse en un 0,90%.

ACD timers (Temporizadores del ACD):

Durante su funcionamiento, el bloque del elevador de presión comprime y enfría el gas producido. Durante este proceso, será posible que el agua líquida y el aceite se condensen en forma líquida, formando el condensado, el cual deberá ser drenado. El bloque del elevador de presión utiliza separadores interetapas y de salida para recoger el condensado y un sistema drenaje automático lo purga del sistema. El valor predeterminado para el intervalo entre los eventos de drenaje es de un máximo de 50 minutos. Este valor podrá reducirse para fines de prueba. Sin embargo, los aumentos repentinos en el flujo de gas durante los drenajes podrán provocar picos de pureza, resultando en purgas adicionales del bloque. El período de drenaje ajusta el tiempo en que el drenaje automático de condensado estará activo durante cada drenaje y deberá establecerse en entre 4 y 6 segundos.

Overrun and membrane inlet temperature (Sobrecarga y temperatura de entrada de la membrana):

El temporizador de sobrecarga ajustará el período máximo durante el cual se permitirá que la unidad opere sin llegar a los valores establecidos de apagado por presión final. Esta alarma de falla está diseñada para prevenir que la unidad funcione continuamente en el caso de que la tubería de salida experimente pérdidas que excedan la capacidad del sistema. La configuración por defecto es de 8 horas y podrá ser ajustada hasta en 24 horas.
La variable "Membrane over temp" (sobrecalentamiento de la membrana) ajusta la temperatura máxima permitida en la entrada de la membrana. La temperatura real será controlada por una válvula térmica montada luego del intercambiador de calor entre aceite y aire en la cabina del compresor de alimentación de aire de baja presión. En el caso de que la válvula térmica falle y se le suministre un calor excesivo al aire de entrada, la alarma de falla por alta temperatura de la entrada de la membrana protegerá las fibras del mismo.

Set clock (Ajuste del reloj):

El PLC contiene un reloj que se utiliza para registrar y marcar los eventos del sistema. Al presionar el botón "Set clock" (ajuste del reloj) en la "Main screen" (pantalla principal), se abrirá esta pantalla que le permitirá editar de fecha y hora del sistema. La información de fecha y hora será mostrada junto con las últimas cinco fallas del sistema en la pantalla "System faults" fallas del sistema), a la cual se accede desde la pantalla "System values" (Valores del sistema). La información marcada de fecha y hora también se utilizará para marcar las cinco últimas fechas y horas de funcionamiento del sistema a las que se accede a través de la interfaz del software externo BC_LINK .

System Maintenance (Mantenimiento del sistema):

Disponible al presionar el botón "Maintenance" (Mantenimiento) en la pantalla "System values" (valores del sistema), la pantalla de mantenimiento mostrará la cantidad de tiempo restante en el temporizador de mantenimiento junto con el mantenimiento que se deberá realizar en cuanto el temporizador haya finalizado su conteo. (el punto de ajuste por defecto de 100 horas). Si se permite que el temporizador finalice conteo, la luz ámbar en la Columna de luces comenzará a parpadear y el centro de mensajes indicará "Maintenance due" (Mantenimiento obligatorio). Cuando se accede a la pantalla de mantenimiento, también se mostrarán los horómetros del sistema. Los mantenimientos requeridos en los intervalos de 500 horas, 1000 horas, 2000 horas y 3000 horas también estarán disponibles al presionarse el botón respectivo en la pantalla de mantenimiento.

Last Five System Faults (Últimas cinco fallas de sistema):

Presionando el botón "Faults" (Fallas) en la pantalla "System values" (Valores del sistema) se mostrarán las últimas cinco fallas del sistema y la fecha y la hora en que ocurrieron. Presionando el número de falla a la izquierda de cada código de falla, se mostrará el mensaje de falla que ha aparecido en la pantalla durante el disparo de la alarma de falla. Mientras se muestra el mensaje de falla, la información actual del centro de mensajes se mostrará en la parte superior de la página.

Columna de luces

El SNGII tiene una columna de luces montada encima de su panel control. Cada una de las luces de la columna se iluminará de la siguiente manera:

Estado de la unidad	Estado de la columna de luces
Unidad desconectada Alimentación de la unidad y PLC de control detenidos	Sin luces encendidas
Unidad conectada, Interruptor de parada presionado Sistema apagado	Luz verde continua
Sistema encendido En funcionamiento o en espera con el sistema lleno	Luz ámbar encendida
Sistema encendido Temporizador de mantenimiento finalizado	Luz ámbar titilando
Sistema encendido y en falla	Luz roja titilando

Centro de mensajes

Durante el funcionamiento de la unidad, la línea de texto debajo de los botones "Edit Setpoints" (Editar los puntos de ajuste) y "System Values" (Valores del sistema) en la pantalla "Main Screen" (Pantalla principal) mostrarán los estados actuales del sistema. Mientras la unidad esté apagada, el mensaje simplemente indicará "System off" (Sistema apagado). Sin embargo, después de que el botón "Start" (encendido) haya sido presionado, el centro de mensajes indicará uno de los siguientes mensajes: En el caso de que el temporizador de mantenimiento haya finalizado, se veré el mensaje estándar. Sin embargo, el mensaje "Maintenance due" (Mantenimiento obligatorio) titilará por un período de un segundo cada 3 segundos. Se debe tener en cuenta que la información del mensaje también se verá en la parte superior de las otras pantallas utilizadas con mayor frecuencia. Los mensajes que se muestran son los siguientes:

Evento	Mensaje
Botón de encendido/parada del sistema presionado	System: Off (Sistema apagado)
Botón de encendido/parada del sistema presionado Presión de salida por debajo del punto de ajuste unidad a punto de encenderse	Caution: Unit Starting (Advertencia: unidad encendiéndose)
Botón de encendido/parada del sistema presionado Compresor de alimentación de aire en funcionamiento solamente	Pressurizing Membrane (Presurizando la membrana)
Compresor de alimentación de aire en funcionamiento, presión de entrada del elevador de presión > 75 PSIG Elevador de presión a punto de encenderse	Caution: Starting Booster (Advertencia: encendiendo el elevador de presión)
Elevador de presión en funcionamiento, Contenido de oxígeno en el gas producido por encima del límite superior, válvula de purga de alta presión abierta	Purging Booster (purgando el elevador de presión)

Elevador de presión en funcionamiento, Contenido de oxígeno del gas producido por debajo del límite superior, válvula de purga de alta presión cerrada	Pumping Product (Bombeando el gas producido)
El sistema ha presurizado totalmente el sistema de salida y se ha apagado. Se reiniciará si la presión de salida disminuye por debajo del punto de ajuste de reinicio	System Full (Sistema completo)
El sistema ha fallado.	Faulted:Fault Code(Falla: Código de falla)

Fallas del sistema.

Durante su operación, el sistema controla los siguientes dispositivos de indicación de errores. Al ser disparados, éstos generarán códigos de error que se mostrarán en el centro de mensajes y comenzará a titilar la luz de falla al lado de la pantalla de visualización y en la luz roja de la columna con un número preestablecido de destellos. Los destellos consistirán en que la luz de falla se encienda durante un período de 1 segundo y luego se apagará por un período de un segundo hasta el último destello, el cual sólo hará parpadear la luz y luego la mantendrá apagada durante un período de 3 segundos antes de reiniciar.

Falla	Entrada	Código	N° de destellos
Baja presión de aceite en el elevador de presión	X0	low_oil	2
Alta temperatura en el elevador de presión	X1	hptemp	3
Baja presión de entrada en el elevador de presión	Analog	low_inlt	4
Alta presión de entrada en el elevador de presión	Analog	highinlt	4
Alta temperatura en el compresor de alimentación de aire	X2	Lp_temp	5
Alta temperatura en la entrada de la membrana	Analog	mem_temp	6
Disparado del temporizador de sobrecarga	Runtimer	OVERRUN	7
Disyuntor de aire del elevador de presión	X4	bstr_cbr	8
Disyuntor de aire del compresor de alimentación de aire	X4	feed_cbr	8

Cuando el sistema falla, además de las luces intermitentes de fallo, la pantalla de interfaz mostrará un mensaje detallando la falla en cuestión y las posibles acciones a seguir para prevenir que vuelva a suceder. Después que la falla ha sido restaurada presionando el interruptor de parada en la pantalla "Main screen" (Pantalla principal), se podrán ver las últimas cinco fallas del sistema presionando el botón "Faults" (Fallas) en la pantalla de "System values" (valores de sistema). Este botón mostrará la pantalla "Last Five Faults screen" (Últimas cinco fallas del sistema), desde la cual el operador podrá volver a ver los mensajes. Haga clic sobre el código de falla en la tabla de arriba para ver el mensaje que se mostrará si la alarma de falla se vuelve a mostrar después de reiniciado el sistema. Si el sistema estuviera aún en falla, la información del centro de mensajes en la parte superior de la pantalla aún indicará "Faulted:faultcode".
** A fin de impedir que la unidad funcione mientras se haya experimentado una fuga excesiva en las tuberías de alta presión y en el sistema de distribución, el circuito de control está programado para generar una indicación de falla si la presión del punto de ajuste no es alcanzada dentro de un período preestablecido. El punto de ajuste por defecto es de 8 horas de tiempo de ejecución, reajustable desde la pantalla "System setpoints" (Puntos de ajuste del sistema).