7/23/2019 Trabajo DCS 01

1/15

Ing. enAutomatizacin

y control Industrial

SISTEMAS DE CONTROL DISTRIBUIDO (DCS)

TRABAJO PLANTA DEALADORA

Integrantes!Jorge c"#emmerPedro $art%nez

$arco A&enda'oAndr(s $olina)arrera!Ingenieria en automatizacin y control industrial.Asignatura!istemas de control distri*uido.Pro+esor!

Juan )arlos D%az )es,edes-ec"a!/ agosto de 01/

7/23/2019 Trabajo DCS 01

2/15

Ing. enAutomatizacin

y control Industrial

7/23/2019 Trabajo DCS 01

3/15

1 IntroduccinLa desalacin consiste en se,arar la sal del agua2 o*teniendo as% un ,roducto enagua de la calidad necesaria ,ara el uso es,eci3co ,ara la cual se ,retende dar.Normalmente "a*lamos realizar este ,roceso ,ara el consumo "umano 4agua

,ota*le52 ,ero tam*i(n se ,uede utilizar en otras acti&idades2 como lo es agr%cola ocomo es de nuestro inter(s ,ara el ,resente tra*a6o2 ,ara el 7rea industrial.

En la actualidad2 la t(cnica de osmosis in&ersa es el mas utilizado y e8tendido enesta materia ,ero tam*i(n se ,uede realizar la desalacin mediante di+erentest(cnicas como la destilacin2 la congelacin2 la e&a,oracin instant7nea o la+ormacin de "idratos.

La osmosis in&ersa es el +enmeno re&ersi*le de osmosis natural o directa 9ue "oyconstituye el ni&el m7s 3no de 3ltracin e8istente2 ca,az de rec"azar elementostan ,e9ue'os2 como 0.0001 mm2 a tra&(s de una mem*rana semi,ermea*le ,orun ,roceso de di+usin controlada

Este tratamiento2 9ue tiene a,licacin ,ara la eliminacin de im,urezas inicastales como! nitratos2 +os+atos2 sul+atos2 iones met7licos2 coloides2 com,uestosorg7nicos y tam*i(n de microorganismos2 se lle&a a ca*o con +acilidad mediantemem*ranas de acetato de celulosa y de ,oliamidas. Las de acetato de celulosa seem,lean ,ara caudales grandes ,or unidad de su,er3cie2 mientras 9ue las de,oliamidas son a,ro,iadas ,ara so,ortar caudales menores.

La desalacin ,or smosis in&ersa de agua de mar consiste en *om*ear agua a alta,resin y "acerla ,asar ,or las mem*ranas 9ue se,aran el agua y la sal2o*teni(ndose dos ,roductos de agua!

: una ,ara desec"ar con alta concentracin de sal 4salmuera5: otra con *a6a concentracin de sal 9ue tratada adecuadamente ser7 el aguadestinada al uso 3nal.

Pre&io a la smosis in&ersa2 se necesitar7n distintos ,retratamientos del agua en+uncin de la calidad del agua *ruta 43ltracin ,or arena2 nano3ltracin2micro3ltracin2 etc5 con el 3n de e&itar da'ar las delicadas mem*ranas de smosis.

Para este ,resente tra*a6o a,licaremos los conocimiento ,racticos ,ara realizar aescala general un ,royecto *7sico de una ,lanta desaladora de mar ,ara una mineracual9uiera2 donde se ,lantea mediante un di*u6o es9uematico la distri*ucin *asicadel lay:out de esta misma.

Para este tra*a6o consideraremos una ,lanta desaladora de agua mar con ca,acidadde tratamiento de 1;;000 m

7/23/2019 Trabajo DCS 01

4/15

O*6eti&oDe acuerdo a la siguiente ,auta desarrollar el tra*a6o!

>e tiene un sistema de im,ulsin de agua mar 9ue de*e ser en&iado a una minera,ara usar en desaladora.

1. Recomendar un modelo de motor:*om*a de im,ulsin

7/23/2019 Trabajo DCS 01

5/15

< Desarrollo de la ,auta.Recomendar un modelo de motor *om*a.H

Recomendar un modelo de D-.HBreve repaso de VDF:

E8isten muc"os metodos de arran9ue ,ara motores asincronos2 ,ero con el cual seo*tiene me6or relacion de ,ar:corriente2 es el de arran9ue ,or &ariador de +recuenciay tiene adem7s el menor gasto energetico ya 9ue consume solo lo 9ue necesita encada momento y ademas e&ita incon&enientes a largo ,lazo 9ue son ,er6udicales alos motores.

Princi,ales &enta6as!

: e ,uede controlar la aceleracion2 mediante el control del tiem,o de arran9uey de la +orma de la ram,a. In&ersamente se ,uede "acer lo mismo ,ara ladesaceleracin.

: ar%a la &elocidad ya 9ue la &elocidad &iene dada ,or una entrada de tensin ocorriente.

: Regulacin de &elocidad2 mediante un lazo cerrado el &ariador en&ia unaconsigna de &elocidad al motor y este a su &ez2 a tra&ez de un generador deim,ulsos2 un encoder2 un resol&er2 com,ara la se'al y la corrige e&itando asidesa6ustes.

: Posi*ilidad de in&ersin del sentido de giro del motor.: Actua como ,roteccin del motor.

Alguos !o!ep"os #$s%!os:

elocidad 4n5? La &elocidad en el e6e de un motor asincrono en RP$2 es directamente,ro,orcional al numero de ,olos magneticos del motor y la +recuencia de la red desuministro.

Lle&ados a +ormula con el dato de ,ares de ,olos2 tenemos?

Las &elocidades nominales a /0"z son?

7/23/2019 Trabajo DCS 01

6/15

i +uese con nmero de ,olos multi,licar%amos la +recuencia ,or 10 en lugar de 0.

Es decir 9ue ,odemos &ariar la &elocidad del motor de dos maneras di+erentes2 12modi3cando el numero de ,olos del motor 4Alto costo52 2 modi3cando la +recuencia4olucin o,tima5.

&r%!%pales "%pos de var%adores:

De re!"%'!ador !o"rolado:)on una alimentacin alterna mono+asica o tri+asica2 modi3can el angulo de retardode la tensin en el ce*ado de los semiconductores de ,otencia. Este ti,o de&ariadores se utiliza so*re todo ,ara motores de corriente continua de e8citacinse,arada.

Cover"%dor de re!ue!%a:A ,artir de una tensin alterna &ar%a la +recuencia2 ya 9ue la &elocidad y la +recuenciason directamente ,ro,orcionales. Es el mas usado como &ariador de &elocidad ,aramotores de 6aula ardilla asincronos.

Var%ador de "es%:

)ontrola el &alor e3caz de la tensin. La +orma de tra*a6o es ,arecida a los derecti3cador controlado ,ero estos se usan normalmente como arrancadores,rogresi&os ,ara motores 6aula ardilla asincronos 9ue no re9uieran un ,ar dearran9ue ele&ando y en motores asincronos de resistencias rotricas o de anillos.

Fu!%oa*%e"o de u var%ador de re!ue!%a:

Diagrama de +uncionamiento

Diagrama de un D- con P$.

E"apa de re!"%'!a!%:

Trans+orma la tensin de la red de alimentacin de ).A en la tensin de ).),ulsatoria mediante una con3guracin en ,uente recti3cador de diodos o detiristores.

7/23/2019 Trabajo DCS 01

7/15

E"apa de %vers%:

Trans+orma la tensin continua o*tenida tras la recti3cacin en alterna de la+recuencia deseada. e usa m(todo P$ 9ue tra*a6a con una se'al de re+erenciallamada ,ortadora. Esta se'al marca la ra,idez de conmutacin de los IKBT4Transistores y $O-ET5

La com,osicin de los &ariadores de +recuencia!

Estamos "a*lando de dos unidades2 ,rimero2 el modulo de control 9ue es dondeconectamos y gestionamos los elementos de mando y 9ue ,uede tener alimentacininde,endiente. egundo2 un modulo de ,otencia donde estan alo6ados loscom,onentes electrnicos de regulacin2 e62 tiristores2 diodos y transistores.

Mdulo de !o"rol

Las +unciones se controlan mediante un micro,rocesador 9ue gestiona lacon3guracin 2 las rdenes transmitidas ,or un o,erador o ,or una unidad de,roceso y los datos ,ro,orcionados ,or las medidas como la &elocidad2 la corriente2etc(tera.

: Programacin mediante teclado integrado o P).: e'ales de alarma mediante dis,lays2 led2 o comunicacin *us2 o rel(s.

Mdulo de po"e!%a+

: -ormado ,or com,onentes electrnicos como! diodos2tiristores2 IKBT2 etc.: Inter+aces de medida de las tensiones o las corrientes.: a*itualmente con &entilacin.

Actualmente los &ariadores P$ son los 9ue estan dando me6or resultados y se*asan ,rinci,almente en el control de dis,aro de los transistores controlando el ciclode tra*a6o de los ,ulsos mediante la &ariacin del tiem,o del anc"o del ,ulso y el,eriodo de la +uncin2 matematicamente e8,resado como

D=

T

Adem7s se em,lea *astante el con&ertidor de +recuencia controlado ,or tiristores2donde el +uncionamiento se *asa en "acer circular corriente secuencialmente a losde&anados de dos en dos2 es decir? :R2 T:R2 T:2 R:2 R:T2 :T y asi sucesi&amente.

7/23/2019 Trabajo DCS 01

8/15

Sele!!% de var%ador+

Por e8,eriencia2 sa*emos 9ue la marca de con&ersores de +recuencia es dominado enla miner%a ,or la em,resa ABB. Por lo cual nos en+ocaremos en escoger segnnecesidad un modelo de &ariador de +recuencia a doc con la a,licacin 9ue

estaremos e&aluando.

Dentro de sus l%neas de ,roductos tenemos un am,lio a*anico de e9ui,os a utilizarsegn la cada necesidad.

7/23/2019 Trabajo DCS 01

9/15

De acuerdo a nuestra *om*a de

7/23/2019 Trabajo DCS 01

10/15

Panel de cone8iones D- A)/G0.

7/23/2019 Trabajo DCS 01

11/15

Es9uema de instalacin recomendado ,ara un &ariador de +recuencia

Indicar ti,o de ca*le segn In.H

Indicar ,roteccin de TC.HProteccin de tem,eratura!

Termistor

Mn termistor es un sensor resisti&o de tem,eratura. u +uncionamiento se *asa en la&ariacin de la resisti&idad 9ue ,resenta un semiconductor con la tem,eratura. El

t(rmino termistor ,ro&iene de T"ermally ensiti&e Resistor. E8isten dos ti,os determistor!

: NT) 4Negati&e Tem,erature )oecient5 coe3ciente de tem,eratura negati&o: PT) 4Positi&e Tem,erature )oecient5 coe3ciente de tem,eratura ,ositi&o

4tam*i(n llamado ,osistor5.

)uando la tem,eratura aumenta2 los ti,o PT) aumentan su resistencia y los NT) ladisminuyen.

7/23/2019 Trabajo DCS 01

12/15

La ,roteccin de motor ,or termistor es un sistema de ,roteccin de,endiente de latem,eratura2 el cual &igila directamente el de&anado del motor ,or medio determistores.

Los termistores son incrustados dentro del de&anado del motor cuando (ste se+a*rica. Para motores tri+7sicos se usan normalmente tres termistores 4uno ,ara cadaconductor de +ase52 los cuales son instalados en serie y conectados a la unidad dee&aluacin. Estos sensores2 con una cur&a caracter%stica casi digital2 incrementan suresistencia a,ro8imadamente de 100 a 1/0 O"ms "asta ./o"ms cuando tra*a6anen su zona nominal de tem,eratura.

Esta +orma de cur&a tam*i(n ,ermite cone8in en serie de &arios sensores ene9ui&alencia a un sensor con la resistencia total.

APLI)A)IONE

-uncin de alarma y dis,aro utilizando dos termistores con di+erentes

tem,eraturas de res,uesta2 esto ,ermite reaccionar antes de 9ue sedesconecte el e9ui,o.

Proteccin ,olimotorica utilizando un dis,ositi&o2 ,or e6em,lo2 l%neastrans,ortadoras con &arios motores 9ue de*en desconectarse 6untos.

ENTAJA

$edicin directa de la tem,eratura en los de&anados

Mn dis,ositi&o es su3ciente ,ara todas las ,otencias del motor

E8celente relacin ,restaciones:,recio

Indicacin &%a led de la ru,tura de "ilo y cortocircuito del sensor

Am,lio rango de alimentacin

Para a,licaciones es,eciales! dis,ositi&o de aislamiento seguro "asta

7/23/2019 Trabajo DCS 01

13/15

Este se ,roduce cuando un alam*re el(ctrico de un motor2 generador2 interru,tor2trans+ormador o ca*le2 est7 cu*ierto cuidadosamente con alguna +orma de aislacinel(ctrica.

Es im,ortante tener ,resente 9ue ningn aislamiento es ,er+ecto 4su resistencia noes in3nita52 de modo 9ue cierta cantidad de electricidad Quye a lo largo delaislamiento a tra&(s de la tierra. Esta corriente ,uede ser de millon(simas de Am,er2,ero se de*e medir con un *uen instrumento de ,rue*a de aislamiento2 como el$eg"metro2 ,o,ular:mente conocido como $egger.

-uera de todo esto2 nn los est7ndares NE$A e IE) las ,lacas indican la clase deaislamiento del motor.

Recomendar sensor ti,o ender:"ausser.H

Indicar diametro de tu*eria y es9uema de mantencin.H

Para calcular el d%ametro de la tu*eria2 de*emos considerar el Qu6o entrate 4caudal52,ara ello de*emos comenzar ,or la ca,tacin de agua!

Bo*#as de !ap"a!%:Las *om*as de ca,tacin "an de im,ulsar el agua desde la mar "asta el estan9uesituado a continuacin ,re&io a las mem*ranas de ultra3ltracin. El agua ,or tanto"a de su,erar un desni&el de ;0 metros a,ro8imadamente a lo largo de una tu*er%a

de

7/23/2019 Trabajo DCS 01

14/15

Las tu*erias2 seri7n dise'adas de modo tal 9ue se ,uedan "acer *y:,ass ,ara+acilitar el mantenimiento de cada *om*a2 ,ermitiendo asi salir con la *om*a en

stand:*y.

E8,li9ue en +orma general el +uncionamiento de unadesaladora.H

7/23/2019 Trabajo DCS 01

15/15