Sistema de Comunicacion
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N°: MEMORIA DESCRIPTIVA Hoja: CLIENTE: 1 de 28 PROYECTO: INGENIERIA TITULO: DESCRIPCION DEL SISTEMA DE COMUNICACIÓN ÍNDICE DE REVISIONES ELABORADO POR REVISADO POR APROBADO POR 10/21/2015 Fecha Revisión Observaciones
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SISTEMA DE COMUNICACION
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MEMORIA DESCRIPTIVA
Hoja:
CLIENTE:
1 de 28
PROYECTO:
INGENIERIA
TITULO:
DESCRIPCION DEL SISTEMA DE COMUNICACIÓN
ÍNDICE DE REVISIONES
ELABORADO POR REVISADO POR APROBADO POR
10/21/2015
Fecha Revisión Observaciones
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MEMORIA DESCRIPTIVA
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PROYECTO: 2 de 28
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DESCRIPCION DEL SISTEMA DE COMUNICACIÓN
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TABLA DE CONTENIDO
1. OBJETIVO ............................................................................................................................... 4
2. ALCANCE ................................................................................................................................ 4
3. DOCUMENTOS DE REFERENCIA .......................................................................................... 4
4. NORMAS APLICABLES .......................................................................................................... 5
5. ARQUITECTURA GENERAL DEL SISTEMA .......................................................................... 5
5.1. Ubicación Física de los Elementos del Sistema de Comunicaciones ............................................ 6
5.2. Ethernet como Estándar ...................................................................................................................... 7
6. ELEMENTOS DE COMUNICACIÓN EN EL POZO CRE-X1 .................................................... 8
Panel PN-PLC-01................................................................................................................................................ 8
6.1. Switch Stratix 8000 ............................................................................................................................... 9
6.2. PLC CompactLogix 1769-L32E.......................................................................................................... 14
6.3. Panel View Plus 600 ........................................................................................................................... 16
6.4. Cámara Domo ..................................................................................................................................... 18
7. ELEMENTOS DE COMUNICACIÓN EN EL PANEL NUEVO ................................................ 18
7.1. Switch Stratix 8000 Llegada de Planta ............................................................................................. 19
7.2. Módulo VMI.......................................................................................................................................... 22
8. ELEMENTOS EN LA SALA DCS .......................................................................................... 25
8.1. Licencias de Software ........................................................................................................................ 25
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9. ELEMENTOS EN LA SALA DE CONTROL ........................................................................... 26
9.1. Teléfono VoIP ...................................................................................................................................... 26
9.2. Sistema CCTV ..................................................................................................................................... 26
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1. OBJETIVO
El presente informe tiene como propósito describir los elementos que forman parte del sistema
de comunicación entre el Pozo CRE-X1 y la Planta Carrasco, en el contexto del Proyecto de
Ingeniería Básica y de Detalle de la Línea de Producción CRE-X1.
2. ALCANCE
Este informe detalla los componentes del sistema de comunicación utilizados en el Pozo, el
tendido de la fibra óptica en el Derecho de Vía y los componentes a ser utilizados a la llegada a
Planta Carrasco.
3. DOCUMENTOS DE REFERENCIA
ARQUITECTURA GENERAL DEL SISTEMA.
ARQUITECTURA DE CONTROL POZO CRE X1
ARQUITECTURA DE PLANTA CARRASCO.
ARQUITECTURA DE SISTEMA DE CIRCUITO CERRADO DE TELEVISION CCTV.
MEMORIA DESCRIPTIVA FILOSOFIA DE CONTROL
MEMORIA DESCRIPTIVA FILOSOFIA DE INSTRUMENTACION Y CONTROL.
CONFIGURACION HMI.
MEMORIA DESCRIPTIVA DISEÑO CCTV PARA INTEGRACION AL SISTEMA DE CONTROL
EN LA PLANTA
DIAGRAMA TOPOGRAFICO PANEL PN-PLC-01.
Publication 1783-UM003D-EN-E - December 2009 Stratix 8000 and Stratix 8300 Ethernet
Managed Switches. User Manual. Rockwell Automation.
1769-SG001 1769 COMPACTLOGIX CONTROLLERS SELECTION GUIDE 1769-L31, 1769-
L32C, 1769-L35CR, 1769-L32E, 1769-L35E. Rockwell Automation
Publication 1769-UM011F-EN-P - January 2007. 1769 COMPACTLOGIX CONTROLLERS User
Manual. Rockwell Automation.
MYNAH. Ethernet/IP Master Driver for DeltaV Virtual I/O Module User Manual. MYNAH
Technologies 2007.
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Publication 2711P-UM0015-EN-P-November 2009. PanelView Plus Terminals. Catalog Number
2711P. 400, 600, 700, 1000, 1250, 1500 Terminals. User Manual. Rockwell Automation.
4. NORMAS APLICABLES
ANSI/TIA/EIA-568 series for generic cabling systems
ANSI/TIA-1005 Industrial Telecommunications Infrastructure for Manufacturing, Process &
Refining
IEEE 1100 Wiring and Grounding Specification
ISO/IEC 11801 for generic cabling systems
ISO/IEC 24702 Information Technology – Generic Cabling – Industrial Premises
IEC 61918 Digital data communication for measurement and control.
IAONA Industrial Ethernet Planning and Installation Guide
ODVA Ethernet/IP Specification
IEEE 518 Guide for the Installation of Electrical Equipment to Minimize Electrical Noise Inputs to
Controllers from External Sources
IEEE 802.3 Telecommunications and Information exchange between systems –local and
metropolitan networks- Part 3
NFPA 70 (National Electrical Code)
5. ARQUITECTURA GENERAL DEL SISTEMA
Para una mejor comprensión en la siguiente explicación, refiérase al plano ARQUITECTURA
GENERAL DEL SISTEMA.
El Pozo CRE-X1 genera información que deberá integrarse a un sistema de información
preexistente, a saber, el sistema de información de la Planta Carrasco.
En el contexto de la elaboración de este proyecto se levantaron en campo datos de la
configuración y arquitectura de control actual, mismos que han sido reflejados en el plano de
Arquitectura General del Sistema y que se reproducen aquí.
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ARQUITECTURA GENERAL DEL SISTEMA.
Si bien la información recogida del sistema actual no es exhaustiva, ya que ello no es el
enfoque principal de nuestro trabajo y estaría por fuera del alcance del presente proyecto, la
misma nos permite elaborar la forma en que los nuevos elementos para la comunicación, están
integrados a la arquitectura en funcionamiento.
5.1. Ubicación Física de los Elementos del Sistema de Comunicaciones
El sistema de comunicaciones comprende varios componentes que se encuentran ubicados
físicamente en varias partes:
1. Elementos ubicados en el Pozo CRE-X1
2. Elementos ubicados a la llegada de Planta, en el Panel Nuevo (Caseta de Comunicación)
3. Elementos ubicados en Sala de Control
a. Switch Ethernet NS-209FCS convertidor de Fibra Óptica monomodo
b. Sistema de Monitoreo por Circuito Cerrado de Televisión
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4. Elementos ubicados en la Sala DCS
a. Telefono VoIP
5.2. Ethernet como Estándar
Se establece como estándar de comunicaciones, la red Ethernet.
Ethernet es ampliamente utilizada en la comunicación para aplicaciones de información.
La tecnología está muy difundida lo cual trae las ventajas de disponibilidad, familiaridad y
beneficios en costos, convirtiéndola en una opción para uso en los sistemas de control industrial.
Las aplicaciones que se desarrollan en el ambiente industrial se clasifican en 2 grandes grupos:
1. Aplicaciones Industriales de Información y
2. Aplicaciones Industriales de Control
Ambas, tienen diferencias inherentes que resultan en requerimientos especiales.
En nuestro caso se desarrolló la arquitectura orientada al uso en Aplicaciones Industriales de
Información, nos referimos a aquellas que sirven para:
1. Bajar programas al PLC CompactLogix y trabajar en desarrollo y modificación de los
mismos
2. Monitoreo de variables de proceso en el pozo, almacenadas en el PLC CompactLogix
3. Recoger estadísticas generadas por el regulador de carga de los paneles solares
4. Reportar diagnósticos de los equipos en la red
5. Bajar programas a la HMI PanelView Plus, realizar modificaciones, actualizaciones y
mejoras
El control en el pozo es realizado por el CompactLogix utilizando las I/O convencionales y
obedeciendo a la lógica de control programada en el equipo.
El sistema de Control Distribuido DCS instalado actualmente en Planta Carrasco, Delta V,
constituye una muestra de Aplicaciones Industriales de Control.
El nuevo sistema implementado entrega datos al sistema de Monitoreo Delta V existente en la
Planta Carrasco para permitir la integración de los datos generados por el Pozo en la pantalla de
Monitoreo en Sala de Control.
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6. ELEMENTOS DE COMUNICACIÓN EN EL POZO CRE-X1
En el pozo CRE-X1 existen diferentes equipos cuya información es visualizada en Planta Carrasco.
Todos ellos tienen la característica de utilizar puertos Ethernet y centralizar la información que
envían en el Switch Stratix 8000, para posteriormente enviar la misma por medio de fibra óptica
monomodo.
Elementos de comunicación en el Pozo CRE-X1
Panel PN-PLC-01
Los equipos de comunicaciones en el Pozo, se encuentran alojados en el Panel del PLC,
denominado PN-PLC-01 que se reproduce aquí.
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Para mayor información, referirse al documento LAYOUT PANEL PN-PLC-01.
Switch Stratix 8000
El Switch es el elemento que centraliza la información de la red Ethernet instalada en el Pozo.
El Switch Stratix 8000, tiene características industriales, es decir, que tiene tolerancia a
condiciones extremas de trabajo como temperatura, vibraciones tales como las encontradas en
ambientes industriales.
6.1.1. Especificaciones
Especificaciones del Switch
Descripción Switch Ethernet de Capa 2 con características
Industriales
Marca Allen Bradley
Catalogo Stratix 8000
Código 1783-MS10T
Numero de Puertos 10 puertos
Tipo de Puertos 8 10/100BASE-T Ethernet ports
2 dual-purpose ports, each with a
10/100/1000BASE-T copper port and an SFP
(small form-factor pluggable) module slot.
Especificaciones del Modulo SFP
Descripción Modulo SFP 100BASE-LX
Marca Allen Bradley
Catalogo 1783-SFP100LX
Longitud de onda 1310 nm
Tipo de Fibra Monomodo
Distancia Max. 10 km
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Switch Stratix 8000 en pozo
Para una explicación más extensa de las características del Switch industrial Stratix 8000, refiérase
al documento Publication 1783-UM003D-EN-E - December 2009 Stratix 8000 and Stratix 8300
Ethernet Managed Switches.
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6.1.2. Asignación de Puertos
Los puertos del Switch Ethernet han sido asignados de la siguiente forma.
ASIGNACION DE PUERTOS
SWITCH STRATIX 8000 EN POZO CRE X1
PUERTOS 10/100 BASE T
Puerto Equipo Observaciones
1 PLC CompactLogix 1769-L32E Ethernet / IP
2 HMI PanelView Plus Ethernet / IP
3 Cámara Domo Sony Ethernet TCP / IP
4 Laptop Mantenimiento Ethernet / IP
5 Disponible
6 Disponible
7 Disponible
8 Disponible
PUERTOS UPLINK 10/100/1000 BASE T
Puerto Equipo Observaciones
1 Módulo SFP Tipo 100 Base-LX Hacia Planta Carrasco
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6.1.3. Módulo SFP
Los puertos uplink tienen la posibilidad de utilizar módulos con factor de forma SFP para ser
insertados en la ranura disponible del Stratix 8000.
Para el enlace con fibra óptica monomodo se utilizara el modulo tipo 100BASE-LX, con numero de
catálogo 1783-SFP100LX.
En la tabla se enlista las especificaciones del cable para conexión con el módulo SFP industrial.
Cada puerto debe coincidir en especificaciones de longitud de onda en el otro extremo del cable y
para que exista comunicación confiable, el cable no deberá exceder la longitud máxima de cable
nominal.
Módulos SFP disponibles para el Stratix 8000
El modulo utiliza longitud de onda de 1310 nanómetros para transmitir la información por la fibra
óptica monomodo.
El alcance máximo de la transmisión es de 10 kilómetros, lo cual está dentro del rango de distancia
entre el pozo CRE X1 y la planta Carrasco.
Se debe tomar en cuenta que la selección del modulo a colocar en el pozo debe ser idéntica a la
selección del modulo a la llegada.
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Modulo SFP antes de ser instalado
Los módulos SFP usan conector de tipo LC dúplex.
Conector de Fibra Óptica en el módulo SFP
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6.2. PLC CompactLogix 1769-L32E
En el pozo se instaló un PLC CompactLogix 1769-L32E de Allen Bradley.
El PLC recibe las lecturas de los sensores mediante los módulos de I/O conectados al bus de
datos y realiza las funciones de control del pozo.
Configuración del Controlador en Pozo CRE X1
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6.2.1. Comunicaciones del PLC
Puertos del Controlador 1769-L32E
El modelo de PLC utilizado es el 1769-L32E, entre cuyos puertos de comunicaciones tiene:
1. Puerto Ethernet/IP
2. Puerto Serie RS-232
Esto le permite comunicarse mediante:
CIP
DF1
ASCII
El controlador tiene la capacidad de realizar 6 tareas, 1 de ellas en forma continúa.
La memoria del controlador es de 750 KB.
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Para mayores especificaciones del controlador, consultar: 1769-SG001 1769 COMPACTLOGIX
CONTROLLERS SELECTION GUIDE 1769-L31, 1769-L32C, 1769-L35CR, 1769-L32E, 1769-
L35E.
El controlador tiene un puerto de comunicaciones Ethernet IP.
Este puerto es utilizado para comunicarse con la Planta y, a través del Switch Stratix 8000, con la
HMI instalada en el pozo.
6.3. Panel View Plus 600
6.3.1. Ubicación
La pantalla Panel View Plus 600 está instalada en la puerta del Panel PN-PLC-01.
6.3.2. Funcionalidad
La pantalla permite al operador de campo monitorear localmente las variables del proceso y al
personal de mantenimiento realizar override del sistema de control de los pozos cuando sea
necesario intervenir.
6.3.3. Características
La pantalla seleccionada tiene las siguientes características
Pantalla Touch Screen de 5.5” a color
Puertos de comunicaciones Serial y Ethernet
Teclado protegido por membrana para aplicaciones industriales
Teclado virtual en la pantalla
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6.3.4. Comunicaciones
La unidad base tiene los siguientes puertos
RS 232
10/100BaseT Ethernet
USB
Interface de red para modulo de comunicaciones
Puertos de Comunicaciones en PanelView Plus
El puerto Ethernet de la terminal PanelView Plus se conecta al puerto 2 del Switch Stratix 8000.
Desde el Switch, la señal podrá seguir varias rutas:
A recoger información del PLC CompactLogix que se encuentra en el pozo
A la planta Carrasco –atravesando la fibra óptica- para entregar información la sala
Ingeniero DCS
En la oficina del Ingeniero DCS, mediante una laptop, se podrá ingresar a la HMI en pozo para
realizar diagnósticos y mantenimiento de la unidad.
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6.4. Cámara Domo
La cámara domo instalada en el pozo, tiene como función la vigilancia de operaciones y de
seguridad del pozo.
La cámara tiene comunicación mediante el puerto Ethernet.
La información generada por la cámara llega hasta el Switch Stratix, desde donde viaja a la Planta
Carrasco por medio de la fibra óptica.
Al llegar a la planta, pasa por el switch Stratix, switch NS-205FCS y switch NS-209FCS hasta llegar
al sistema de Monitoreo CCTV.
7. ELEMENTOS DE COMUNICACIÓN EN EL PANEL NUEVO
En la llegada a Planta se instaló un Switch Stratix que será el encargado de recibir las señales del
Pozo CRE X1 y en el futuro las señales de los pozos que se vayan agregando.
Al Switch llegara diferentes tipos de información:
Información de Proceso desde el PLC
Información de video de las cámaras
Información del Controlador Fotovoltaico
Información de status para mantenimiento y configuración de los equipos instalados
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Elementos de Comunicación en el Panel Nuevo
7.1. Switch Stratix 8000 Llegada de Planta
El Switch Stratix de llegada de Planta es similar al instalado en el Pozo y se conecta a otro switch
existente (NS-205FCS) mediante cable de red ETHERNET, el cual ya está conectado mediante
fibra óptica a la Sala de Control.
7.1.1. Módulo SFP para la fibra que llega del Pozo
El modulo para recibir la fibra que viene del Pozo CRE X1, estará instalado en el UPLINK 1 y debe
ser idéntico al instalado en el Pozo, vale decir, el modulo 1783-SFP100LX que trabaja con fibras
monomodo.
7.1.2. Especificaciones
Especificaciones del Switch
Descripción Switch Ethernet de Capa 2 con características
Industriales
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PROYECTO: 20 de 28
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Marca Allen Bradley
Catalogo Stratix 8000
Código 1783-MS10T
Numero de Puertos 10 puertos
Tipo de Puertos 8 10/100BASE-T Ethernet ports
2 dual-purpose ports, each with a
10/100/1000BASE-T copper port and an SFP
(small form-factor pluggable) module slot.
Especificaciones del Módulo SFP en UPLINK 1
Descripción Módulo SFP 100BASE-LX
Marca Allen Bradley
Catalogo 1783-SFP100LX
Longitud de onda 1310 nm
Tipo de Fibra Monomodo
Distancia Max. 10 km
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PROYECTO: 21 de 28
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10/21/2015
7.1.3. Asignación de Puertos
ASIGNACIÓN DE PUERTOS
SWITCH STRATIX 8000 EN PANEL NUEVO
PUERTOS 10/100 BASE T
Puerto Equipo Observaciones
1 Disponible
2 Disponible
3 Switch NS-205FCS Ethernet / IP
4 Disponible
5 Disponible
6 Disponible
7 Disponible
8 Disponible
PUERTOS UPLINK 10/100/1000 BASE T
Puerto Equipo Observaciones
1 Modulo SFP Tipo 100 Base-LX Hacia Pozo CRE X1
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MEMORIA DESCRIPTIVA
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PROYECTO: 22 de 28
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DESCRIPCION DEL SISTEMA DE COMUNICACIÓN
10/21/2015
7.2. Módulo VMI
Para llevar la información que viene del Pozo, mediante Ethernet/IP al sistema DeltaV, se utilizara
el Modulo de I/O Virtual DeltaV.
7.2.1. Conexión Simplex
El Modulo de I/O Virtual DeltaV, en conjunto con su fuente de poder de sistema dedicada se
conecta en un carrier de 2 módulos a la izquierda del controlador DeltaV, como se muestra en la
ilustración.
Red Ethernet/IP Simplex
La tarjeta esta rotulada claramente con el tipo de interface como Modulo de I/O Virtual.
En la parte frontal se colocan LEDs que muestran los status del puerto, energía y error.
El VIM entrega una interface de I/O nativa del Delta V hacia redes Ethernet abiertas de planta que
usan el protocolo Ethernet / IP.
Los controladores DeltaV pueden leer y escribir señales de dispositivos que usen redes Ethernet
tal como el CompactLogix y la HMI en el pozo.
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MEMORIA DESCRIPTIVA
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PROYECTO: 23 de 28
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DESCRIPCION DEL SISTEMA DE COMUNICACIÓN
10/21/2015
El VIM es un Gateway de redes entre controladores DeltaV y dispositivos de campo que soportan
comunicaciones de red que pueden ser simplex como en nuestro caso o Duplex.
El Modulo de I/O Virtual junto con el driver Ethernet/IP permite las siguientes funciones compatibles
usando el protocolo CIP (Control and Information Protocol), tal como lo define la especificación de
la ODVA.
1. UCMM. Mensajería no conectada.
2. Conexión de I/O Clase 1.
7.2.2. I/O Nativo DeltaV
El VIM suministra una interface de I/O nativa al DeltaV, emulando 4 tarjetas de tipo Programmable
Serial Interface Card (PSICs).
Por diseño el VIM adquiere el último 8-wide carrier I/O del sistema DeltaV.
El equipo emula tarjetas 57-60 como una unidad simplex única.
Las tarjetas seriales emuladas aparecen al DeltaV como una I/O serial real.
La configuración de las data tables a ser leídas y escritas se hace a nivel del Explorer del DeltaV,
de la misma forma que se requiere para un dispositivo serial.
Cada PSIC tiene 2 puertos que se configuran.
Cada puerto tiene 16 datasets.
Por tanto el VIM tiene capacidad de 128 datasets.
Un dataset equivale a 100 registros de 16 bits.
Los 128 data sets se usan para el mapeo del CompactLogix según sea necesario en la aplicación.
7.2.3. Instalación del módulo de Hardware
Para la instalación Simplex del VIM, fue necesario lo siguiente:
1. MYNAH VIM part No. MIM-4207
2. Standard 2-wide Controller Carrier Model No. VE3051C0
3. Standard Power suppy Model Number VE5008
4. Conectados a un switch 10/100BaseT que no comparte la red de control DeltaV
N°:
MEMORIA DESCRIPTIVA
Hoja:
PROYECTO: 24 de 28
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10/21/2015
Simplex VIM
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PROYECTO: 25 de 28
INGENIERIA
TITULO:
DESCRIPCION DEL SISTEMA DE COMUNICACIÓN
10/21/2015
8. ELEMENTOS EN LA SALA DCS
8.1. Licencias de Software
En la Estación de Trabajo Laptop, se deberá contar con el software para configurar y monitorear
los diferentes equipos instalados.
Tabla de Software instalado en Sala DCS
Item Descripción Cant Código
1 SW programación RSLogix 5000 1 9324-RLD250ENE
2 Factory Talk View Studio (Programacion Panel View Plus) 1 9701-VWXTMENE
N°:
MEMORIA DESCRIPTIVA
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PROYECTO: 26 de 28
INGENIERIA
TITULO:
DESCRIPCION DEL SISTEMA DE COMUNICACIÓN
10/21/2015
9. ELEMENTOS EN LA SALA DE CONTROL
Elementos en Sala de Control
9.1. Teléfono VoIP
En la Sala de Control se dejó la provisión mediante cable Ethernet la conexión para el Teléfono
VoIP.
9.2. Sistema CCTV
En la sala de control, se encuentran los equipos utilizados para vigilancia por circuito cerrado de
televisión.
N°:
MEMORIA DESCRIPTIVA
Hoja:
PROYECTO: 27 de 28
INGENIERIA
TITULO:
DESCRIPCION DEL SISTEMA DE COMUNICACIÓN
10/21/2015
Para una mayor comprensión del material expuesto aquí, se puede referir al documento Diseño
CCTV para Integración al Sistema de Control en Planta, así como ARQUITECTURA DE SISTEMA
DE CIRCUITO CERRADO DE TELEVISION CCTV.
9.2.1. NSR-1100 Network Server
El Servidor de red, NSR-1100, es el equipo principal al que van conectados los otros elementos del
sistema CCTV. Este servidor es existente en planta y no forma parte de la nueva instalación.
Detalle de Conexión a Puertos del NSR-1100
9.2.2. Conexiones
El NSR-1100, tiene puertos para conexión en la parte frontal y en la parte posterior.
Conexiones en la parte Frontal
NSR-1100
Puerto Equipo
USB Teclado
USB Mouse
USB System Controller RM-NS1000
Conexiones en la parte Posterior
N°:
MEMORIA DESCRIPTIVA
Hoja:
PROYECTO: 28 de 28
INGENIERIA
TITULO:
DESCRIPCION DEL SISTEMA DE COMUNICACIÓN
10/21/2015
NSR-1100
Puerto Equipo
Ethernet Puerto 1 en Stratix 8000
HDMI Monitor
9.2.3. Controlador Remoto RM-NS1000
El controlador remoto RM-NS1000, es la consola de control del Sistema de CCTV para todas las
cámaras que se instalen en el sistema. (Equipo existente).
El controlador Remoto se conecta al NSR-1100 network server mediante el puerto USB.
9.2.4. Pantalla HDMI
La pantalla HDMI es el equipo que permite visualizar las cámaras de los pozos (Equipo Existente).
Este equipo se conecta al Network Server NSR-1100 mediante el puerto HDMI en la parte posterior
del equipo.
