3157285 DCS PR 10 F1 Procedimiento de Certificación de Segmentos Fieldbus

Procedimiento 3157285-DCS-PR-10 AntucoyaRev. 0 9-Sep-2014 Pg. 1 de 17 Proyecto N 3157285

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Procedimiento de certificacin de segmentos Fieldbus

SNC-Lavalin

Contrato N A7NT-72-001-01 Cliente final: Minera Antucoya Ltda.

Nmero de documento del Cliente: A7NT

Nombre del archivo: 3157285-DCS-PR-10-A2-Procedimiento de Certificacin de Segmentos Fieldbus.docx

Estado del documento: 0

Autorizaciones Nombre Funcin Firma

Desarrollado por: David Muoz Ingeniero de Proyecto DM

Revisado por: Christian Marini Ingeniero de Proyecto CM

Emitido por: Fernando Strumia Gerente de Proyecto FS

Distribucin Nombre Compaa Nombre Compaa

Toms Leiva SNC-Lavalin Fernando Strumia Emerson Hectos Soto SNC-Lavalin Martin Mekler Emerson Hernan Vega Antucoya David Muoz Emerson

DJMunozCertificado Firmado David

DJMunozText Box9-Sep-14


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Historial de Revisiones Rev. Estado Descripcin Fecha Elaborado por Revisado por

A Para Aprobacin (FA) Para Aproboacin 6-Mar-2014 DM CM B Para Aprobacin (FA) Para Aproboacin 19-Jun-2014 DM CM 0 Final Final 9-Sep-2014 DM CM


Emerson Process Management 2014 Confidential and Proprietary

Contenido 1 Acerca de este documento _______________________________________________ 4

1.1 Objetivo ............................................................................................................................. 42 Procedimientos de trabajo _______________________________________________ 5

2.1 Objetivo ............................................................................................................................. 52.1.1 Principales pasos ............................................................................................................................ 5

2.2 Preinspeccin del Montaje ................................................................................................ 52.2.1 Propsito ......................................................................................................................................... 52.2.2 Desarrollo ........................................................................................................................................ 52.2.3 Tabla Tpica para Preinspeccin ..................................................................................................... 7

2.3 Medicin de Parmetros Elctricos ................................................................................... 72.3.1 Propsito ......................................................................................................................................... 72.3.2 Desarrollo ........................................................................................................................................ 7

2.4 Procedimiento de Verificacin de Integridad en el sistema ............................................. 132.4.1 Propsito ....................................................................................................................................... 132.4.2 Desarrollo ...................................................................................................................................... 13

3 ANEXOS ___________________________________________________________ 143.1 Anexo 1: Tabla de Pre-inspeccin .................................................................................. 143.2 Anexo 2: Formulario de Verificacin de Segmento Fieldbus .......................................... 16



1 ACERCA DE ESTE DOCUMENTO

1.1 Objetivo El objetivo del presente documento es definir los criterios y procedimientos necesarios a ser utilizados durante la certificacin de segmentos de comunicacin Foundation Fieldbus incluidos en el proyecto Antucoya. El mismo incluye aspectos, consideraciones y pautas a tener en cuenta para corroborar su apropiada instalacin conforme a las recomendaciones de Emerson.

Las siguientes tareas no forman parte de este procedimiento: Comisionamiento de dispositivos de campo en DeltaV. Reseteo de estadsticas de Segmentos en DeltaV. Anlisis de las estadsticas de DeltaV.

Estos trabajos debern ser contemplados durante la etapa de pre-comisionamiento y puesta en marcha, y formarn parte del procedimiento de pruebas SAT.



2 PROCEDIMIENTOS DE TRABAJO

2.1 Objetivo El objetivo del presente plan es definir los pasos a travs de los cuales se llevar a cabo la certificacin; con la finalidad de hacerlo de manera ordenada y minimizando los tiempos disponibles para tal fin.

2.1.1 Principales pasos Preinspeccin del Montaje. Medicin de Parmetros Elctricos. Verificacin de Integridad en el Sistema.

2.2 Preinspeccin del Montaje

2.2.1 Propsito

El propsito de esta etapa es inspeccionar cada componente del segmento Fieldbus, corroborando para ello la correcta alimentacin, conexiones de tierra, instalacin de sellos, aislaciones, soportes, etc.

Los trabajos de pre inspeccin previos a la certificacin de segmentos, pueden ser realizados por Emerson o el cliente, de acuerdo al criterio del cliente.

Preparacin El personal de inspeccin deber poseer las herramientas bsicas y necesarias

para poder realizar dicha tarea, es decir, destornilladores para borneras, cinta aisladora, llaves de ajuste, etc.; para que en el caso de detectar alguna anomala poder corregirla en el acto.

El personal de inspeccin deber disponer del listado de instrumentos, cajas de conexin y accesorios componentes del segmento a verificar.

2.2.2 Desarrollo

A continuacin se detallan las tareas a desarrollar en esta etapa.

2.2.2.1 Cableado

Se deber verificar la correcta instalacin de los cables Fieldbus en todos sus trayectos, involucrados stos desde las borneras de las tarjetas Fieldbus de DeltaV hasta su correspondiente caja de conexin en campo y desde stas hasta cada uno de los dispositivos asociados. Para ello se deber asegurar que el cable est instalado en su correspondiente bandeja porta-cables, soportado de manera adecuada y con su



indicacin apropiada segn la ingeniera existente y actualizada. Recordar que deber existir una separacin mnima entre cables de Fieldbus y de potencia.

2.2.2.2 Cajas de Conexin de Campo e Instrumentos

Se deber verificar la correcta instalacin de las cajas de conexin de campo e instrumentos. Para ello se deber considerar el montaje y soporte de manera que presente una estructura robusta de acuerdo a las necesidades. Se deber verificar adems que se encuentren apropiadamente selladas para evitar el posible ingreso de humedad y/o agua. Tambin se deber tener en cuenta la correcta puesta a tierra de las mismas.

2.2.2.3 Terminadores

Se deber verificar la existencia de los terminadores de campo en cada segmento, Cabe destacarse que cada segmento debe contener dos terminadores, estando el primero de ellos construido dentro del terminal block de la tarjeta Fieldbus de DeltaV. El segundo terminador debe estar ubicado en su correspondiente caja de conexin de campo, de acuerdo a lo indicado en la ingeniera de segmentos Fieldbus.

2.2.2.4 Bornes de Conexin

Se deber verificar la sujecin apropiada de todos los cables a sus respectivos bornes de conexin. Para ello, se deber corroborar que los cables se encuentren pelados correctamente de manera que hagan buen contacto elctrico con los bornes. Adems se deber verificar el correcto ajuste de los mismos. Esta verificacin se deber ejecutar en cada uno de los bornes involucrado en el segmento, es decir, borneras de conexin en gabinete del PCS, borneras en caja de conexin de campo y borneras de cada uno de los instrumentos.

2.2.2.5 Polaridad

Se deber verificar la correcta polaridad en todos los dispositivos de campo. Para ello se deber corroborar la correlacin entre la polaridad de los cables de Fieldbus con la indicacin de polaridad de los bornes de cada dispositivo de campo.

2.2.2.6 Medicin de Continuidad y Cortocircuitos

Previo a la energizacin del segmento, se deber verificar la continuidad de todos los conductores Fieldbus entre los dispositivos, cajas de conexin y borneras de conexin en el gabinete del PCS. Bajo este mismo procedimiento se verificar adems la inexistencia de algn cortocircuito en alguno de los tramos mencionados.



2.2.2.7 Puesta a Tierra

Se deber verificar que la conexin de tierra de cada dispositivo de campo Fieldbus haya sido realizada e inspeccionada de acuerdo a las Recomendaciones de Puesta a Tierra (DOC-RT-01). Esta conexin de tierra generalmente se realiza a travs de un borne dedicado que se encuentra en la carcasa de los dispositivos (si stos poseen carcasa metlica). En aquellos dispositivos que posean carcasa plstica o que no posean dicho borne de tierra exterior, el cable de tierra deber ser conectado en el borne de tierra correspondiente, situado en el interior del dispositivo.

Lo mismo deber verificarse para el caso de las cajas de campo. Cabe aclarar aqu, que solo debe conectarse a tierra la caja de terreno, no as las borneras de conexin alojadas en su interior.

Para el caso del gabinete del PCS se deber verificar que el mismo se encuentre debidamente aterrado, de acuerdo a las Recomendaciones de Puesta a Tierra (DOC-RT-01).

2.2.2.8 Blindaje (Shield)

Se deber verificar que el cable de blindaje de Fieldbus (Shield) se encuentre cortado dentro de la carcasa de cada dispositivo, debidamente aislado y de ninguna manera conectado a los bornes del propio dispositivo. Se recomienda cortar el mencionado cable al ras y protegerlo dentro de la vaina del cable, dado que en ciertas condiciones de humedad su aislacin solo con cinta ha resultado insuficiente.

Para el caso del gabinete del PCS se deber verificar que el blindaje del cable de Fieldbus est debidamente conectado y sujetado a la barra de tierras AC GND.

2.2.3 Tabla Tpica para Preinspeccin

En el Anexo 3.1 se puede encontrar una tabla tpica que se deber llevar impresa a terreno para seguir un orden en la verificacin de los puntos principales de la preinspeccin. Esta tabla se deber completar antes de proceder a la medicin de los parmetros elctricos detallados en el punto 2.4.

2.3 Medicin de Parmetros Elctricos

2.3.1 Propsito

El propsito de esta etapa es chequear a travs de mediciones elctricas que los segmentos se encuentren con su apropiada alimentacin, aterrado y aislacin previo al comisionamiento de los dispositivos de campo al sistema.

2.3.2 Desarrollo

A continuacin se detallan las herramientas necesarias y procedimientos a seguir en esta etapa.



2.3.2.1 Herramientas Osciloscopio digital Fluke 123 o equivalente con capacidad de medicin de

resistencia, voltaje DC / AC y capacitancia. Destornillador pequeo. Formulario de Verificacin de Segmento Fieldbus. Monitor de Fieldbus catalogado como el Relcom FBT

2.3.2.2 Procedimiento de Verificacin Elctrica

Antes de ejecutar el procedimiento de verificacin:

Asegrese que el cableado de campo est completo, terminado apropiadamente y que todos los dispositivos estn conectados, es decir, asegrese que se hallan ejecutado los pasos de la preinspeccin en el sistema anteriormente descriptos.

En el gabinete del PCS desconecte los cables del segmento Fieldbus que van hacia el campo, para ello desconecte los terminales con la numeracin 1, 2 o 5, 6 (+ y -, respectivamente) de la tarjeta Fieldbus que compone el segmento analizado, asimismo, debe desconectarse el blindaje (Shield) de este segmento de la barra de puesta a tierra AC GND.

Extraiga solo los conectores que estn vinculados al cableado de campo (enumerado 1 y 2) de la bornera que va hacia campo. Extrayendo el conector indicado en primer trmino y desconectado el blindaje, se garantiza de aislar el cableado de campo de la tarjeta H1 y de la fuente de alimentacin, as como tambin de aislar el blindaje (shield) de su puesta a tierra. De esta manera se est en condiciones de hacer las mediciones de resistencia y capacitancia del procedimiento de verificacin propiamente dicho.

Si sus conexiones de cableado de campo difieren de las conexiones descriptas aqu, deber garantizarse de aislar el cableado de campo de la tarjeta H1 y de la fuente de alimentacin y adems aislar el blindaje (shield) de su punto de puesta a tierra.

Nota: Asegrese que sus dedos no entren en contacto con la parte metlica de las puntas del osciloscopio o la parte metlica del cableado del segmento. Recuerde que su cuerpo acta como un capacitor y podra arrojar falsas mediciones.



Paso 1: Medir resistencia de cada segmento sobre la bornera frontera cuyos cables provienen del campo.

Medir resistencia entre: Resultado esperado:

Conductor de seal + y conductor de seal > 50 K

Conductor de seal + y conductor de blindaje (shield) Circuito abierto > 20 M

Conductor de seal - y conductor de blindaje (shield) Circuito abierto > 20 M

Conductor de seal + y barra de tierra de instrumentos Circuito abierto > 20 M

Conductor de seal - y barra de tierra de instrumentos Circuito abierto > 20 M

Conductor de blindaje (shield) y barra de tierra de instrumentos Circuito abierto > 20 M Paso 2: Medir capacitancia de cada segmento sobre la bornera frontera cuyos cables provienen

del campo.

Medir capacitancia entre: Resultado esperado:

Conductor de seal + y conductor de seal 1 F (0.80 a 1.20 F aceptable)1

Conductor de seal + y conductor de blindaje (shield) < 300 nF

Conductor de seal - y conductor de blindaje (shield) < 300 nF

Conductor de seal + y barra de tierra de instrumentos < 300 nF2

Conductor de seal - y barra de tierra de instrumentos < 300 nF3

Conductor de blindaje (shield) y barra de tierra de instrumentos < 300 nF3

Paso 3: Verificara la utilizacin o no de los terminadores de segmento en el terminal block de la

tarjeta Fieldbus de DeltaV.

Procedimiento: Conexin esperada:

1 Una lectura menor a 0.5 F indica que no hay terminador en el segmento. Una lectura de 2 F indica que existe un segundo terminador en el segmento. Los valores aceptables se asumen considerando que el terminador de la tarjeta DeltaV se usa como segundo terminador y solo un terminador adicional se conectar en campo. De lo contrario, el valor resultara ser de 2 F. 2 Una lectura actual mucho mas grande o variando con la forma de la carga de un capacitor llegando a valores de capacitancia alta (> 1 F) indica una tierra ruidosa o de pobre calidad reflejada sobre la barra de tierra del blindaje (shield). En este caso asegrese de corregir este problema de tierra para prevenir errores de comunicacin en el segmento Fieldbus. Una lectura de 300 nF indica ruido en el sistema de tierra. Datos de campo han mostrado que mostrado que lecturas de hasta 500 nF pueden ser aceptables proveyendo forma de onda y voltaje de seal de campo comparable a la que se muestra en la Figura 1.



Verificar visualmente y robustez de la conexin. Punto 1(+) y 2(-) para Puerto 1.

Punto 5(+) y 6(-) para Puerto 1.

Paso 4: Medir voltaje DC sobre la bornera frontera de cada uno de los cables van al campo.

Procedimiento: Resultado esperado:

Reconecte los cables a la bornera frontera previamente desconectado (Bornera ubicada en el gabinete PCS). Tire del cable de la bornera frontera para verificar que la conexin sea robusta y segura.

Mida el voltaje de salida DC entre los terminales 1 (+) y 2 (-) 5 (+) y 6 (-) de la tarjeta DeltaV.

28 a 30 VDC.

Paso 5: Medir forma de onda AC sobre la bornera frontera cuyos cables van al campo.


Fije el osciloscopio en voltaje AC, 200 mV/divisin, 10 Segundos/division para obtener mejores resultados y presione HOLD para capturar la forma de onda.

500 a 1000 mV pico a pico.

Verifique la forma de onda contrastndola con la forma de onda esperada mostrada en la Figura 1. Note las diferencias en las seales con 1 terminador (Figura 2) y con 3 terminadores (

Figura 3)

Similar a la onda de la Figura 1.

Paso 6: Medir parmetros del segmento Fieldbus con Monitor Relcom FBT


Fije las puntas de este dispositivo en cualquier punto del circuito correspondiente a cada segmento Fieldbus. Respete la polaridad del mismo, es decir, la punta de color rojo deber conectarse a la conexin positiva de Fieldbus (normalmente de color naranja) y la punta de color negro a la negativa (normalmente de color celeste). Una vez conectado el dispositivo se energizar automticamente y presionando su nico botn (MODE) se recorrer cada uno de los parmetros que detallamos a continuacin:

Power: El voltaje DC en la red. > 9 Volts

LAS: Si hay actividad en la red el Link Active Scheduler (LAS o Host) debera enviar una trama de Probe Node. El monitor mide esta seal en milivolts pico a pico.

500 a 1000 mV pico a pico.

Device: Si hay dispositivos Fieldbus activos en la red, el monitor los cuenta.

< 16

Low: El nivel de seal del dispositivo con la seal ms dbil de la red y su direccin en hexadecimal dentro de la red Fieldbus.

> 150 mV



Noise Av: Ruido en la red durante el silencio entre tramas de comunicacin. Este valor es el promedio entre 10 valores medidos.

< 75 mV

Noise Pk: Ruido pico grabado desde que se empieza a mostrar esta funcin.

< 75 mV

New: Si un dispositivo nuevo se agrega a la red, este deber responder a la trama Probe Node enviada por el LAS. El monitor mide el nivel de seal de la respuesta del dispositivo nuevo.

> 150 mV

Nota: Los pasos previamente descritos debern aplicarse para cada segmento.

Figura 1: Forma de onda con 2 terminadores por segmento y cable de 300 mts de longitud.



Figura 2: Forma de onda con 1 terminador por segmento y cable de 300 mts de longitud.

Figura 3: Forma de onda con 3 terminadores por segmento y cable de 300 mts de longitud.



Nota: En los segmentos de ms de 300m la forma de onda se vera ms distorsionada a lo mostrado en la figura 3.

2.4 Procedimiento de Verificacin de Integridad en el sistema

2.4.1 Propsito

El propsito de esta etapa es corroborar desde el sistema la funcionalidad de cada uno de los instrumentos que componen el segmento.

2.4.2 Desarrollo

En este paso se deber utilizar como herramienta el software de diagnstico del sistema Diagnostic.

La verificacin de la integridad por medio de la herramienta Diagnostic, consiste en verificar la identidad de cada dispositivo conectado, corroborando que el tag de los mismos sea el indicado y confirmando que la cantidad y funcionalidad de los dispositivos del segmento est de acuerdo a lo indicado en la ingeniera de segmentos.

Cabe destacar que esta verificacin puede ser realizada tanto con los instrumentos del segmento comisionados o de-comisionados del sistema. Cuando la verificacin del segmento se hace con los instrumentos comisionados, la integridad del Puerto de la tarjeta en la herramienta de DeltaV Diagnostic, debe aparecer en Good.

Procedimiento 3157285-DCS-PR-10 AntucoyaRev. 0 9-Sep-2014 Pg. 14 de 17 Proyecto N 3157285 Anexo: Tabla de Pre-inspeccin Tag:_____________ Hoja ___ de ___


3 ANEXOS

3.1 Anexo 1: Tabla de Pre-inspeccin A continuacin se adjunta a modo de ejemplo la tabla tpica de pre-inspeccin, la cual se deber completar antes de proceder a la medicin de los parmetros elctricos de cada segmento.

SEGMENTO

PUNTOS A VERIFICAR RESULTADO OBSERVACION

CABLEADO (entre)

Gab. PCS y Caja Conex. Caja Conex. e Inst. 1 Caja Conex. e Inst. 2 Caja Conex. e Inst. 3 Caja Conex. e Inst. 4 Caja Conex. e Inst. 5 Caja Conex. e Inst. 6 Caja Conex. e Inst. 7 Caja Conex. e Inst. 8

MONTAJE CAJAS

Caja Conexin Instrumento 1 Instrumento 2 Instrumento 3 Instrumento 4 Instrumento 5 Instrumento 6 Instrumento 7 Instrumento 8

TERMINADORES Gabinete PCS (Tarjeta Fieldbus DeltaV) Caja Conexin

BORNES CONEXION

Gabinete PCS Caja Conexin Instrumento 1 Instrumento 2 Instrumento 3 Instrumento 4 Instrumento 5 Instrumento 6 Instrumento 7 Instrumento 8

Procedimiento 3157285-DCS-PR-10 AntucoyaRev. 0 9-Sep-2014 Pg. 15 de 17 Proyecto N 3157285 Anexo: Tabla de Pre-inspeccin Tag:_____________ Hoja ___ de ___


POLARIDAD


CONTINUIDAD y CC (entre)

Gab. PCS y Caja Conex. Caja Conex. e Inst. 1 Caja Conex. e Inst. 2 Caja Conex. e Inst. 3 Caja Conex. e Inst. 4 Caja Conex. e Inst. 5 Caja Conex. e Inst. 6 Caja Conex. e Inst. 7 Caja Conex. e Inst. 8

PUESTA A TIERRA


BLINDAJE


Nota: en esta tabla se muestran nombres genricos, el personal de preinspeccin deber reemplazar estos nombres por sus tags correspondientes antes de emitir las impresiones necesarias.

Procedimiento 3157285-DCS-PR-10 AntucoyaRev. 0 9-Sep-2014 Pg. 16 de 17 Proyecto N 3157285 Anexo: Formulario de Verificacin de Segmento Fieldbus Tag:_____________ Hoja ___ de ___


3.2 Anexo 2: Formulario de Verificacin de Segmento Fieldbus A continuacin se adjunta el formulario tpico que se deber llevar impreso a campo para levantar los datos necesarios para su certificacin.

Company/Location: Unit/Description: Controller Name: Fieldbus Card N: Segment N: Port N: Field Devices on Segment CONEXION BOX TAG

Step 1: Resistance measurement at H1 segment conductors coming in from the field (+) to (-) signal Expected >= 50 K Actual = (+) to shield Expected = open circuit > 20 M Actual = (-) to shield Expected = open circuit > 20 M Actual = (+) to ground bar Expected = open circuit > 20 M Actual = (-) to ground bar Expected = open circuit > 20 M Actual = Shield to ground bar Expected = open circuit > 20 M Actual = Step 2: Capacitance measurement at H1 segment conductors coming in from the field (+) to (-) signal Expected = 1 uF Actual = (+) to shield Expected

P3R A

E

S S

S

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Procedimiento 3157285-DCS-Rev. 0 9-Sep

Anexo: Formula

Emerson Process

Step 4: DC v

(+) to (-) Sign

Step 5: AC

(+) to (-) Sign

Step 6: Rel

VOLT

Results:

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Observations

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Documents

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