Studija slučaja

    Sistem ventilacije cestovnog tunela, od nacrta do puštanja u rad

    Kada se tunel ispuni dimom, ventilacija je ono što ljudima kupuje vrijeme da izađu. Za Vranduk II smo izradili elektroprojekat, izradili i atestirali ormare, ugradili kontrolere, napisali logiku koja ih vodi i sva stanja i alarme proveli do upravljačkog centra tunela.

    Fotografija: zenicainfo.ba — tunel Vranduk II tokom sanacije

    Klijent
    BBM d.o.o. Sarajevo
    Lokacija
    Tunel Vranduk II, M-17 Doboj–Zenica
    Sektor
    Cestovna infrastruktura · zaštita života
    Isporučeno
    2019–2021

    5

    Ormara projektovano, izrađeno i atestirano

    13

    Reverzibilnih ventilatora u sistemu

    2

    PLC-a, master i slave, povezana optikom

    30 MW

    Mjerodavni požar za koji je sistem dimenzionisan

    Problem

    Ventilator u tunelu nije sistem ventilacije

    Ventilacija u cestovnom tunelu postoji zbog dvije stvari. U svakodnevnom radu odvodi izduvne gasove da zrak ostane udisiv. U požaru radi nešto sasvim drugo: određuje kuda ide dim i drži iznad kolovoza sloj u kojem se može disati, dovoljno dugo da ljudi izađu, a vatrogasci uđu.

    Ta dva zadatka traže suprotne stvari od istih ventilatora. Normalan rad traži protok. Požar traži kontrolisano strujanje u tačno određenom smjeru — nekad slabije, nekad obrnuto — a odluka se donosi prema tome šta senzori javljaju i gdje. Ventilatori su ista oprema; razlika je u sklopnoj opremi koja ih može okrenuti i u logici koja odlučuje kada.

    Zato isporuka nikada nije bila program. Bio je to lanac od sabirnice do upravljačkog centra: ormari koji pod zemljom mogu pokrenuti, okrenuti i zaštititi trinaest motora, upravljački sistem koji mijenja ponašanje čim zona zagori, i signalni put koji operateru o svemu tome govori istinu.

    Posao

    Od nacrta do postrojenja koje radi

    Comex je radio kao podizvođač BBM-a na elektroinstalacijama tunelske ventilacije i na sistemu nadzora i upravljanja trafostanicama TS1 i TS2. Iz toga su izašle četiri stvari, a samo je jedna od njih kod.

    1. 01

      Elektroprojekat

      Zaseban EPLAN projekat za svaki ormar — ROV-1, ROV-2, ROV-S, portalne komandne ormare KO-1 i KO-2, ormare u nišama KO-V1 i KO-V2, razvodne ormare RO-PP1 do RO-PP3 te ROR-1 i ROR-2, ormar instrumentacije rezervoara — rađen prema investitorovim knjigama projekta rasvjete, niskonaponskog napajanja i elektroventilacije, a zatvoren dokumentacijom izvedenog stanja za TS1 i TS2.

    2. 02

      Sami ormari

      Pet razvodnih i komandnih ormara izrađeno je i ispitano u tvornici prije nego što su spušteni u tunel, svaki sa vlastitim tvorničkim brojem i atestom. Comex ih je projektovao i izradio; TING d.o.o. iz Žepča radio je kao naš podizvođač i imao ovlaštenje da izda atest.

    3. 03

      Upravljački sistem

      Par industrijskih PLC-ova u master/slave vezi, u komandnim ormarima KO-V1 i KO-V2 u elektro nišama, povezan jednomodnim optičkim kablom preko industrijskih Ethernet preklopnika, uz program koji vodi normalni i požarni režim. Ručno upravljanje moguće je sa četiri mjesta, a svako od njih ima istu vlast nad cijelim sistemom.

    4. 04

      Zaštite i signalizacija

      Svaki ventilator ima zaštitu od preopterećenja i kratkog spoja, od pregrijavanja i od prekomjernih vibracija, a dok miruje grije vlastite namotaje. Svako stanje i svaki alarm signaliziraju se na sva četiri komandna sučelja preko relejnih krugova 24 V DC i dalje prema centralnom sistemu za nadzor i upravljanje tunelom.

    Šta smo izradili

    Pet ormara, ispitanih prije nego što su ušli u tunel

    ROV-1 je u elektro niši EN-1 i napaja ventilatore V1 do V4. ROV-2 je u niši EN-2 i napaja V5 do V10. ROV-S je u proširenju prvog poprečnog prolaza i napaja tri ventilatora servisne cijevi. KO-1 i KO-2 su komandni ormari u portalnim trafostanicama.

    OrmarNamjenaKarakteristikeKućište
    ROV-1Razvodni ormar ventilacije, niša EN-1 — ventilatori V1–V43×400 V, 240 A2100 × 2400 × 400 mm
    ROV-2Razvodni ormar ventilacije, niša EN-2 — ventilatori V5–V103×400 V, 360 A2100 × 2400 × 400 mm
    ROV-SRazvodni ormar ventilacije servisne cijevi — ventilatori V1–V33×415 V, 160 A2100 × 600 × 400 mm
    KO-1Komandni ormar u portalnoj trafostanici TS-1Samo upravljanje, 1 A2100 × 600 × 400 mm
    KO-2Komandni ormar u portalnoj trafostanici TS-2Samo upravljanje, 1 A2100 × 600 × 400 mm

    Svi su u stupnju zaštite IP54 i za struju kratkog spoja od 10 kA, a svih pet je atestirano zajedno tvorničkim atestom broj 3C-4-320/20 od 26.04.2020., tvorničkih brojeva od 19-6000-000007-1 do -5.

    Logika

    O čemu sistem mora odlučivati

    Glavni projekat propisuje ponašanje; lista signala koju smo izradili je ono što ga prevodi u nešto po čemu kontroler može postupati. Trinaest reverzibilnih ventilatora — deset u glavnoj cijevi po 34 kW i tri u servisnoj po 11 kW — uklapa se preko upuštača, a vodi ih par PLC-ova u master/slave vezi. Svi senzori i upravljački krugovi su na sistemu besprekidnog napajanja, dok motori i grijači idu sa mrežnih sabirnica.

    Šta čita

    • 3Mjerači CO i vidljivosti, u tunelu
    • 3Mjerači brzine i smjera strujanja zraka, u tunelu
    • 2Detektori magle, ispred portala

    Normalan režim

    Analogne vrijednosti sa senzora dolaze u kontroler i softverski se diskretizuju, pa se stepenuju prema pragovima iz glavnog projekta ventilacije: CO iznad 80 ppm ili koeficijent svjetlosne ekstinkcije iznad 6×10⁻³ m⁻¹, ako potraje pet minuta, uključuje grupu ventilatora; 150 ppm ili 12×10⁻³ m⁻¹ kroz deset minuta zatvara tunel za saobraćaj. Četiri pravila razlikuju logiku koja radi na papiru od logike koja preživi godinu dana u tunelu:

    1. 01

      Ne juriti za senzorom

      Očitanja se prvo obrađuju, pa tek onda nešto pokreću, a grupa koja se uključi ostaje u radu najmanje propisano vrijeme. Sirove vrijednosti bi ventilatore stalno uključivale i isključivale oko praga — skupo po habanju, a bezvrijedno kao ventilacija.

    2. 02

      Maglu nikada ne uvlačiti unutra

      Kada se aktivira detektor magle na portalu, smjer strujanja bira se tako da ventilacija ne uvuče maglu u tunel. Ispravno za kvalitet zraka, pogrešno za vidljivost — logika mora znati razliku.

    3. 03

      Komanda po parovima, a ne po ventilatoru

      Deset ventilatora u glavnoj cijevi komanduje se kao pet blokova — V1 i V2 do V9 i V10 — svaki komandom lijevo, desno i stop, dok svaki ventilator i dalje pojedinačno javlja vlastitu struju motora, zalet i vibracije. Upravljanje na nivou grupe, nadzor na nivou jedinice.

    4. 04

      Sekvencirati reverziranje

      Ovi ventilatori rade u oba smjera, a reverziranje nije jedna komanda. Projektni zahtjev navodi sekvenciranje reverziranja ventilatora kao zasebnu funkciju koju upravljački sistem mora omogućiti, uz upravljanje motorima, sigurnosne funkcije i automatske algoritme na izvršnoj razini.

    Požarni režim

    Zaseban režim upravljanja, u koji se ulazi na dojavu linearnog sistema detekcije požara, na ručni javljač, na skidanje aparata za gašenje iz niše za SOS poziv ili na poziv samog operatera. Projekat traži da blok ventilatora u zoni požara ispadne dok ostali rade po usmjerenom rasporedu, a lista signala tu komandu nosi izričito. Brojevi koje režim mora zadovoljiti dolaze iz požarnog modela samog tunela:

    Mjerodavni požar
    Jedan kamion i dva automobila — 30 MW
    Količina dima
    120 m³/s
    Potreban kapacitet
    120 m³/s uz strujanje od najmanje 2 m/s
    Granice kvaliteta zraka
    CO 100 ppm · NOx 25 ppm · ekstinkcija k = 0,007 m⁻¹
    Metodologija
    Austrijske RVS smjernice za tunele

    Servisna cijev se drži pod natpritiskom sa dva od svoja tri ventilatora, da dim ne može poći za ljudima u put spašavanja; treći kreće samo ako jedan od njih otkaže. Vremena faza — evakuacija, djelimično provjetravanje, potpuno provjetravanje i povratak u normalni režim — moraju biti parametri u PLC-u, a ne vrijednosti ugrađene u kod, kako bi ih ovlaštena osoba mogla podesiti na licu mjesta.

    Predaja

    Šta je dokazano i kada

    Ormari su ispitani prije nego što su uopšte spušteni u tunel. Tvornički atest elektro ormara broj 3C-4-320/20, izdat 26.04.2020. po ovlaštenju Federalnog ministarstva energije, rudarstva i industrije, za svaki od pet bilježi ispitivanje prema IEC 60439-1 i IEC 60529: verifikaciju stupnja zaštite, izolacijske razmake, ispitni napon od 2 kV u trajanju od 60 sekundi, porast temperature pod opterećenjem i kontrolu ispravnosti sklopne opreme u ormaru. Svaki ormar nosi vlastiti tvornički broj.

    Algoritmi i lista signala izdati su u augustu 2021. kao kontrolisan i ovjeren dokument sa oznakom revizije — trideset dvije stranice koje pokrivaju oba režima rada, tabelu redoslijeda uključenja ventilatorskih grupa po požarnim zonama i punu listu signala prema centralnom sistemu za nadzor i upravljanje. Revizija izvedenog stanja uslijedila je u oktobru, kada je postrojenje već radilo.

    Radovi su završeni 10.08.2021. i prijavljeni izvođaču dopisom broj 112/21 — projektovanje, isporuka i izgradnja Sistema nadzora i upravljanja trafostanicama TS1 i TS2 — uz molbu da se formira komisija i izvrši interni tehnički pregled.

    Na prvi pogled

    Specifikacija projekta

    Klijent
    BBM d.o.o. Sarajevo — Comex kao podizvođač
    Investitor
    JP Ceste Federacije BiH d.o.o., Sarajevo
    Izvođač
    JV Hering d.d. Široki Brijeg & BBM d.o.o. Sarajevo
    Matični projekat
    Rekonstrukcija tunela „Vranduk II“ na cesti M-17, dionica Topčić polje – Lašva
    Lokacija
    Tunelska cijev za saobraćaj dužine 1.037,5 m i servisna cijev od 712,5 m, spojene sa tri poprečna prolaza
    Obim
    Elektroprojekat, izrada i tvorničko ispitivanje ormara, PLC upravljački sistem, upravljački program te signalizacija stanja i alarma prema centralnom sistemu za nadzor i upravljanje
    Osnov projektovanja
    Glavni projekat investitora — Knjiga 5-2 (rasvjeta, niskonaponsko napajanje i elektroventilacija), 5-5 (sistem upravljanja tunelom) i 5-6 (ventilacija, mašinski dio)
    Postrojenje ventilacije
    10 reverzibilnih ventilatora po 34 kW u saobraćajnoj cijevi i 3 po 11 kW u servisnoj, svi preko upuštača
    Upravljanje
    Master i slave PLC u ormarima KO-V1 i KO-V2, jednomodni optički kabel između industrijskih Ethernet preklopnika, četiri istovjetna komandna sučelja
    Napajanje
    Motori i grijači sa mrežnih sabirnica; sva oprema upravljanja i procesni senzori sa sistema besprekidnog napajanja
    Atest ormara
    Tvornički atest 3C-4-320/20 od 26.04.2020.
    Završetak
    Prijavljen 10.08.2021. dopisom broj 112/21

    Imate sistem u kojem se ormar i kod moraju slagati?

    Sklopna oprema, kontroleri i logika koja ih vodi — projektovano, izrađeno i atestirano u istoj kući, uz ispitne listove kao dokaz. Recite nam šta štitite.

    Započnite razgovorStudije slučaja