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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA SISTEMA DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y ADQUISICIÓN DE DATOS PARA EL ÁREA DE SERVICIOS DE LA PLANTA DE HUACHIPA - GLORIA INFORME DE COMPETENCIA PROFESIONAL PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE: INGENIERO ELECTRÓNICO PRESENTADO POR: EMILIO FERNANDO MORENO MUÑOZ PROMOCIÓN 1985-2 LIMA-PERÚ 2013
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
SISTEMA DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y ADQUISICIÓN DE
DATOS PARA EL ÁREA DE SERVICIOS
DE LA PLANTA DE HUACHIPA - GLORIA
INFORME DE COMPETENCIA PROFESIONAL
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO ELECTRÓNICO
PRESENTADO POR:
EMILIO FERNANDO MORENO MUÑOZ
PROMOCIÓN 1985-2
LIMA-PERÚ 2013
SISTEMA DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y ADQUISICIÓN DE DATOS PARA EL ÁREA DE SERVICIOS
DE DE LA PLANTA DE HUACHIPA - GLORIA
A mis viejos y su esfuerzo innegable,
A mis hijas y a mi querida esposa,
a un gran colega
SUMARIO
El presente informe describe el diseño e implementación de un sistema de
supervisión, control y adquisición de datos para el área de servicios de la planta de
Huachipa de Gloria S.A., en la cual participé como jefe de proyecto .
Tal solución de ingeniería era necesaria por cuanto el registro y supervisión de las
variables importantes de los procesos de generación y distribución de las subáreas del
Área de Servicios de planta no eran en línea (tiempo real), y tampoco existía el registro
de eventos y de estados operativos de los equipos. La falta de data ordenada y
clasificada hacía que la generación de reportes gerenciales de las variables principales
fuera un problema mayor en cuanto a la disponibilidad y calidad de la información.
El Área de Servicios consta de cinco subáreas con parámetros de funcionamiento
diferentes y sistemas de control distintos. Al no contarse con un sistema centralizado de
información se comportaban como islas de funcionamiento y de registro de data
independiente.
La solución se basa en la integración de todas las subáreas de servicios de planta en
lo que se refiere a la supervisión, control y adquisición de datos/variables importantes de
los procesos, estados/eventos/alarmas de equipos y posibilidad de generación de
reportes, tendencias, análisis estadísticos.
Con la solución se ha logrado: 1) una gestión de la información de clase mundial, 2)
Una mejora en el desempeño del Área de Servicios y 3) El incremento de la confiabilidad
de los sistemas que la componen.
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 1
CAPITULO 1 MARCO SITUACIONAL DEL PROYECTO DEL ÁREA DE SERVICIOS ......................... .4
1.1 Descripción del problema ....................................................................................... 4
1.2 Objetivos del trabajo .............................................................................................. .4
1.3 Evaluación del problema ........................................................................................ 4
1.3.1 Descripción del área de servicios ........................................................................... 5
1.3.2 Problemática del sistema ........................................................................................ 8
1.4 Alcance del trabajo ............................................................................................... 11
1.4.1 Integrar todas las islas del área de servicios ........................................................ 11
1.4.2 Realizar la supervisión y control de los distintos procesos que lo integra ............. 11
1.4.3 Proporcionar sistemas de alarmas para atender emergencias o fallas ................. 11
1 .4.4 Proporcionar sistemas de reportes para el control de los consumos .................... 12
1. 5 Síntesis del trabajo ............................................................................................... 12
1.5.1 Opciones tecnológicas utilizadas .......................................................................... 12
1.5.2 Fases de implementación ..................................................................................... 14
1.5.3 Equipamiento utilizado .......................................................................................... 14
CAPITULO 11 MARCO TEÓRICO .......................................................................................................... 15
2.1 Controladores Lógicos Programables (PLC) ......................................................... 15
2.1.1 Antecedentes de control programable .................................................................. 15
2.1.2 Tipos de PLC según configuración ....................................................................... 16
2.1.3 Estructura básica de un PLC ................................................................................ 17
2.2 Sistema SCADA ................................................................................................... 20
2.2.1 Conceptos básicos ............................................................................................... 20
2.2.2 Funciones principales del sistema ........................................................................ 21
2.2.3 Comunicación ....................................................................................................... 22
2.2.4 Elementos del sistema .......................................................................................... 23
2.3 Redes de computadores y servidores ................................................................... 24
2.3.1 Tipos de redes ...................................................................................................... 24
2.3.2 Redes basadas en servidores .............................................................................. 26
2.4 Protocolos de comunicación industriales .............................................................. 27
VII
2.4.1 Protocolo HART. ................................................................................................... 27
2.4.2 Sistemas de buses de campo ............................................................................... 28
2.5 Instrumentación y medición .................................................................................. 32
2.6 Aspectos básicos radiocomunicación ................................................................... 34
2.6.1 Fundamentos de antenas ..................................................................................... 34
2.6.2 Tecnología de radio .............................................................................................. 36
CAPITULO 111 METODOLOGÍA PARA LA SOLUCIÓN DEL PROBLEMA ............................................ 38 3.1 Análisis preliminar ................................................................................................ 38
3.1.1 Consideraciones de diseño .................................................................................. 38
3.1.2 Planteamiento de la solución ............................................................................... .42
3.2 La ingeniería del proyecto ................................................................................... .45
3.2.1 Fases del proyecto .............................................................................................. .45
3.2.2 PLCs, ................................................................................................................... 47
3.2.3 Instrumentación .................................................................................................... 55
3.2.4 Redes de comunicaciones .................................................................................... 56
3.2.5 SCADA ................................................................................................................. 62
3.2.6 Red inalámbrica ................................................................................................... 66
3.3 Resumen técnico de equipamiento utilizado ......................................................... 69
3.4 Resumen de tareas y estimación de costos del proyecto ..................................... 73
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................... 75
ANEXO A DIAGRAMA DE GANTT ................................................................................. 76
ANEXO B ALARMAS, LOGICA Y SEÑALES DE ENTRADA Y SALIDA ......................... 79
ANEXO C CÁMARAS, LOGICA Y SEÑALES DE ENTRADA Y SALIDA ........................ 89
ANEXO D BOMBAS SUMERGIBLES, LOGICA Y SEÑALES DE ENTRADA Y SALIDA 97
ANEXO E BOMBAS SUMINISTRO, LOGICA Y SEÑALES DE ENTRADA Y SALIDA .. 100
ANEXO F OSMOSIS INVERSA, LOGICA Y SEÑALES DE ENTRADA Y SALIDA ....... 104
ANEXO G CONFIGURACIÓN PLC S7-200 .................................................................. 107
ANEXO H PANTALLAS DE SCADA ............................................................................. 112
ANEXO I CLIENTE-SERVIDOR OPC Y DHCP ................................................ ... 133
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................. 141
INTRODUCCIÓN
El trabajo surge por la necesidad de optimizar la administración del Área de Servicios
de la planta Huachipa de Gloria S.A, mediante un sistema centralizado de supervisión,
control y adquisición de datos en tiempo real que Integre todas las islas del área de
servicios, realice la supervisión y control de los distintos procesos que lo conforman,
proporcione sistemas de alarmas para atender emergencias o fallas y sistemas de
reportes para el control de los consumos.
Antes de la aplicación de la solución, todo era realizado mediante un ordenado
registro manual normado mediante un Sistema de Gestión ISO9000; en algunos casos de
manera semiautomática. Esto no permitía la realización de análisis de tendencias o
estadísticas de proceso en línea. Esta metodología tomaba tiempos largos de ejecución
lo que debilitaba la toma de decisiones.
El Área de Servicios Industriales de la planta está compuesta por cinco subáreas o
sistemas: a) Generación y distribución de Vapor, b) Generación y distribución de Aire
Comprimido, c) Generación y distribución de Refrigeración, d) Extracción, tratamiento, y
distribución de Agua, e) Generación y distribución de Energía Eléctrica. Estas subáreas
estaban aisladas física y tecnológicamente; no estando comunicadas ni estandarizados
los protocolos y aplicativos:
1. La generación de reportes se hacía vía los registros asociados a sistema de gestión.
Si se requería de un reporte más elaborado era necesario generar aplicativos adicionales
basados en Microsoft Excel para darles mayor versatilidad y flexibilidad para el trabajo de
la data y la presentación de resultados.
2. La información estaba parcialmente centralizada en diferentes archivos de diferentes
servidores con aplicativos diferentes y con diferentes formatos originados por el ingreso
manual de la información o el ingreso automático/ descarga semiautomática de sistemas
cerrados.
3. La supervisión del estado de los equipos, se verificaba de modo local por inspección
visual en ruta y la de los eventos/alarmas de los equipos se registraban manualmente.
Para estas tareas algunos sistemas eran automáticos pero en sistemas cerrados; no
existía ningún sistema de supervisión, control y adquisición de datos de manera
centralizada.
Se planteó que el proyecto se haga efectivo en un plazo de 117 días para las cinco
2
subáreas del área de servicios, con un presupuesto no mayor a 85,000 USO. La solución
debía:
- Integrar todas las islas del área de servicios
- Realizar la supervisión y control de los distintos procesos que lo conforman.
- Proporcionar sistemas de alarmas para atender emergencias o fallas.
- Proporcionar sistemas de reportes para el control de los consumos.
Para la implementación del sistema de supervisión, control y adquisición de datos
para el área de servicios se evaluó diversas opciones tecnológicas para el software de
plataforma. De las disponibles se optó por la lntouch de Wonderware.10.1 de 3k, al
destacarse por su modularidad, flexibilidad y capacidades.
Para los sistemas de comunicación la solución se desarrolla sobre las redes de
campo que se disponían y que cumplían con los estándares internacionales (HART,
MODBUS RTU ASCII, SIMATIC NET y PROFIBUS).
Para centralizar en el SCADA todas las señales, estas se trasladan al PLC mediante
la utilización de módulos remotos ET-200M (sistema de periferia descentralizada),
módulos de comunicación in rack, y switches de comunicación para la red SIMATIC. Los
PLC de la planta son en su mayoría modelo S?-300.
La radiocomunicación es desarrollada a través de un radioenlace punto a punto con
un radio modem TR-5 PLUS que sigue el estándar 802.11 a, half dúplex y una antena
dual polar situada a 17 metros de altura. La opción tecnológica seleccionada obedece .al
criterio de diseño internacional para este tipo de aplicaciones de comunicación industrial
inalámbrica.
El presente informe está organizado en tres capítulos principales:
- Capítulo 1 "Marco Situacional del Proyecto del Área De Servicios".- En este capítulo se
realiza el análisis situacional del área de servicios. Para ello primeramente se describe el
problema y luego se expone el objetivo del trabajo, también se evalúa el problema,
primero describiendo la planta y luego su problemática. Se concluye con el alcance del
trabajo y una síntesis del mismo (Opciones tecnológicas usadas, Fases de
implementación, Equipamiento utilizado).
- Capítulo 11 "Marco Teórico".- En este capítulo se exponen las bases teóricas
conceptuales más importantes para la comprensión del sistema descrito en el presente
informe. Los temas a desarrollar son los siguientes: 1) Controladores Lógicos
Programables (PLC), 2) sistema SCADA, 3) redes de computadores y servidores, 4)
protocolos de comunicación industriales, 5) Instrumentación y medición, 6)
Radiocomunicación.
- Capítulo 111 "Metodología para la solución del problema".- En donde se describe la
3
ingeniería del proyecto. Se exponen las consideraciones de diseño y las opciones
tecnológicas seleccionadas, para luego describir la solución, finalmente se hará una
breve descripción del equipamiento utilizado así como el resumen de tareas y la
estimación de costos del proyecto (Análisis preliminar, ingeniería del proyecto, Resumen
técnico de equipamiento utilizado, Resumen de tareas y estimación de costos del
proyecto)
- Anexos.- Se incluye en los anexos información relevante al proyecto: Diagrama de
Gantt, Relación de señales de Entrada/Salida, la lógica de control y las pantallas del
SCADA.
El presente informe de competencia profesional ha sido desarrollado gracias a la
experiencia de 25 años en automatización industrial, en diversas empresas fabriles
relacionadas con el sector de alimentos y bebidas.
Agradezco a la empresa Gloria S.A. por haberme autorizado la presentación de este
proyecto, para fines académicos. Además un reconocimiento al personal del área de
automatización industrial que lidero.
CAPÍTULO 1 MARCO SITUACIONAL DEL PROYECTO DEL ÁREA DE SERVICIOS
En este capítulo se realiza el análisis situacional del área de servicios. Para ello
primeramente se describe el problema y luego se expone el objetivo del trabajo, también
se evalúa el problema , primero describiendo la planta y luego su problemática. Se
concluye con el alcance del trabajo y una síntesis del mismo.
1.1 Descripción del problema
Deficiencia en el registro y supervisión del Área de Servicios de la fábrica Gloria S.A.
Huachipa.
El área de servicios es donde se genera, el vapor, el agua, aire, frío y electricidad
necesaria para la producción de la planta; dado el crecimiento de ésta, se experimentó
algunas deficiencias que se resumen en lo siguiente:
1. El registro y supervisión manual sobre las variables importantes, cómo aire, energía,
agua, glicol, gas y otras señales de buen estado de los equipos.
2. Inexistencia de un sistema de reportes de las principales variables.
3. Falta de un sistema de alarmas centralizado y supervisado
4. Aislamiento de los diversos sistemas del área de servicios.
1.2 Objetivos del trabajo
Optimizar la administración del área de servicios mediante un sistema centralizado de
supervisión, control y adquisición de datos en tiempo real.
1. Integrar todas las islas del área de servicios
2. Realizar la supervisión y control de los distintos procesos que lo conforman.
3. Proporcionar sistemas de alarmas para atender emergencias o fallas
4. Proporcionar sistemas de reportes para el control de los consumos
La optimización del área de servicios es realizado de acuerdo al sistema de gestión
de calidad (ISO 9000), que exige la mejora continua de todos los procesos de la planta
1.3 Evaluación del problema
Para evaluar el problema y justificar la implantación de un Sistema de Supervisión,
Control y Adquisición de datos para el Área de Servicios Industriales de Planta, es
necesario primeramente conocer sobre la importancia de esta área.
El Área de Servicios Industriales de Planta es el centro crítico de la operación de
5
manufactura debido a que su función principal es generar y distribuir los fluidos críticos
como agua, aire, vapor, energía eléctrica, y refrigeración.
El suministro de fluidos es imprescindible en cuanto a su disponibilidad y
especificaciones técnicas en cada proceso industrial de las áreas productivas. El
incumplimiento de cualquiera de ellos impediría la producción. Esto generaría perdidas de
disponibilidad del producto y por ende desabastecimiento del mercado, lo que se traduce
en cuantiosas pérdidas a la organización en el momento de ocurrencia del evento, lo que
afecta el futuro desempeño de la organización.
1.3.1 Descripción del área de servicios
El Área de Servicios Industriales de Planta está compuesta por cinco subáreas o
sistemas, cómo se muestra en la Figura 1.1.
a. Generación y distribución de vapor.
b. Generación y distribución de aire comprimido.
c. Generación y distribución de refrigeración.
d. Extracción, tratamiento y distribución de agua.
e. Generación y distribución de energía eléctrica.
( l" ' 1t .. �· __ )' . -.....-,..;t
Generación y distribución de
Vapor
Generación y distribución de
Aire Comprimido
Generación y distribución de Refrigeración
Extracción, Tratamiento, y
Distribución de Agua
Generación y distribución de
Energía Eléctrica
Planta Industrial
Figura 1.1 Sistemas del área de servicios (Fuente: Elab. Propia)
A continuación se describe cómo está compuesto cada uno de estos sistemas y las
funciones que realizan:
a. Sistema de generación y distribución de vapor
El sistema genera y distribuye vapor saturado a 11 O psi, y consta de los siguientes
componentes (Figura 1.2):
6
1. Tanque de Condensado, donde se almacenan los retornos de condensado después
del intercambio térmico en los equipos consumidores de las plantas
2. Tanques Ablandadores, donde se ablanda el agua de 150 ppm a un valor en un
rango de O a 1 ppm,
3. Tanque desaireador, que tiene por objetivo eliminar el oxígeno por ser causante de
fenómenos de corrosión dañinos para la caldera
4. Tanque de Aditivos de Agua de Alimentación, donde residen los aditivos a dosificarse
al agua de alimentación de la caldera, son un anti incrustante, un secuestrador de
oxigeno, y un anticorrosivo.
5. Cuatro calderas de Vapor con capacidad de generación total de 36 T on/Hr, con
quemadores de gas natural.
6. Manifold de Distribución de Vapor a Planta, donde están los puntos de ingreso del
vapor de las Calderas y su consecuente distribución a las áreas productivas vía tubería
aislada.
Condensado
,1,.
Calderas I+ Manifold
distribución vapor
+
Ablandamiento desaireado y aditivado de agua
Figura 1.2 Esquema del sistema de generación y distribución de vapor (Ibídem)
b. Sistema de generación y distribución de aire comprimido
El sistema genera y distribuye aire comprimido a 100 psi, y consta de los siguientes
componentes. Ver Figura 1.3:
1. Siete compresores de aire tipo tornillo con una capacidad de 5000 scfm,
2. Seis secadores de aire tipo masa térmica,
3. Tres tanques pulmones que funcionan como amortiguadores de demanda y a la vez
contienen filtros coalescentes para retirar cualquier residuo de humedad o vapores de
aceite.
Compresores Tanques Manifold
Secadores � 1-. distribución de aire pulmón
aire
Figura 1.3 Esquema del sist. de generación y distribución de aire comprimido (Ibídem)
7
c. Sistema de generación y distribución de refrigeración
El sistema de refrigeración genera y distribuye frío utilizando como refrigerante
primario al amoniaco y secundario al Propileno Glicol de grado alimentario, cuenta con
ocho compresores de amoniaco tipo tormillo, tres condensadores evaporativos, seis
intercambiadores de calor amoniaco/glicol, dos tanques de glicol zonas frío/caliente, seis
bombas en sistema primario de glicol y ocho bombas de suministro de glicol y el manifold
de tuberías de distribución. Ver Figura 1.4
Compresores Tanque de glycol Manifold
f+ 1 ntercambiadores
.. 1-+ distribución de amoniaco amoniaco/glycol y bombas glycol
Figura 1.4 Esquema del sistema de generación y distribución de refrigeración (Ibídem)
d. Sistema de extracción, tratamiento y distribución de agua
El sistema realiza la extracción mediante tres bombas de agua sumergibles instaladas
en los pozos profundos y se almacena en una cisterna, luego esta es procesada
mediante un (01) Ablandador de Agua que utiliza el principio de Intercambio lónico para
remover la dureza del agua y mediante la Planta de Osmosis Inversa que remueve los
sólidos del agua mediante una modificación del principio de la Osmosis Natural.
El sistema de abastecimiento de agua tratada a la planta cuenta con cuatro bombas
centrífugas que succionan el agua de la Cisterna Nº 02 (Agua Tratada) y la envían hacia
la Planta. Ver figura 1.5.
Extracción y Ablandamiento Tanque de Manifold almacenaje, pozos, f+ osmosis ·+ almacenamiento ....
distribución bombas, cisternas inversa y cloración agua
Figura 1.5 Esquema del sist. de extracción, tratamiento y distribución de agua (Ibídem)
e. Sistema de generación y distribución de Energía Eléctrica
La Figura 1.6 muestra el esquema del sistema de generación y distribución de
energía eléctrica.
Subestación Sistema de Subestaciones de
Red comercial -- principal • transferencia ..... distribución
de distribución áreas de planta 5
+
Grupos electrógenos
Figura 1.6 Esquema del sistema de generación y distribución de energía eléctrica (lbíd.)
El sistema genera (con grupos de emergencia, en caso de corte de suministro y
8
distribuye) energía eléctrica con una acometida de 22.9 kv 60 Hz trifásica y consta de los
siguientes componentes: cinco subestaciones de transformación 22.9 kv/440v,
distribución y medición a las diferentes áreas productivas y subáreas de servicios de
planta, el sistema de transferencia se encarga en forma automática de la generación
(mediante tres generadores diesel) y transferencia automática de energía eléctrica en
baja tensión (440v) ante un corte de suministro.
1.3.2 Problemática del sistema
No existe un registro ni supervisión en línea (tiempo real) de las variables importantes
de los procesos de generación y distribución de las subáreas del área de servicios de
planta. Tampoco existe el registro de eventos y de estados operativos de los equipos.
Antes de la aplicación de la solución, todo era realizado sólo mediante un ordenado
registro manual normado mediante un Sistema de Gestión 1S09000 y en algunos casos
de manera semiautomática. Esto no permitía la realización de análisis de tendencias o
estadísticas de proceso en línea. Esta metodología tomaba tiempos largos de ejecución
lo que debilitaba la toma de decisiones.
a. Deficiencias
Al no tener la data ordenada y clasificada, la generación de reportes gerenciales de
las variables principales constituía un problema mayor en cuanto disponibilidad y calidad
de la información por ser cinco subáreas con parámetros de funcionamiento diferentes y
sistemas de control distintos, constituyéndose como islas de funcionamiento y de registr,o
de data independiente, no contándose con un sistema centralizado de información.
El estado y los eventos en los equipos son sumamente importantes para poder tener
un control en línea y los planes de acción inmediatos. El control en línea y registro de
eventos/alarmas daría la posibilidad de registro para poder realizar un seguimiento y
análisis con la finalidad de generar un historial de información; esto definitivamente
mejoraría la supervisión y control de los equipos y por ende su performance. Antes de la
solución se contaba con un panel de visualización de alarmas obsoleto de tipo digital, sin
capacidad de registro y con visualización en un solo punto, lo que genera una baja
capacidad de diagnostico ante eventos simultáneos.
Como fue mencionado en el primer párrafo de esta subsección, el sistema estaba
constituido por islas de carácter tanto físico como tecnológico:
- Tecnológicamente.- Esto es debido a que cada fabricante de equipos de servicios tiene
convenios con sus propios fabricantes d� automatismos. Esta variedad hace que la labor
de estandarización sea algo muy dificultoso.
- Físicamente.- Debido a que es un área muy grande que alimenta a áreas productivas
con altos consumos de servicios. Concentrarlas físicamente en un solo sitio es imposible,
9
por lo tanto es necesario integrarlas y de esta manera concentrar la supervisión, control
de los equipos y la adquisición de la información.
b. Soluciones previas
Cómo fue explicado, el problema del registro se solucionaba parcialmente con el
estricto cumplimiento de los procedimientos ISO donde se lograba tener la información
registrada y ordenada. Sin embargo no brindaba oportunidades de mejora, por cuanto
ésta información faltaba procesarla y analizarla.
La generación de reportes se hacía vía los registros asociados a sistema de gestión.
Si se requería de un reporte más elaborado era necesario generar aplicativos adicionales
basados en Microsoft Excel para darles mayor versatilidad y flexibilidad para el trabajo de
la data y la presentación de resultados. Antes de la solución, la información estaba
parcialmente centralizada en diferentes archivos de diferentes servidores con aplicativos
diferentes y con diferentes formatos originados por el ingreso manual de la información o
el ingreso automático/ descarga semiautomática de sistemas cerrados.
Con respecto la supervisión del estado de los equipos, éste se verificaba de modo
local por inspección visual en ruta. Respecto a la supervisión de los eventos/alarmas de
los equipos éstos se registraban manualmente. Tanto para la supervisión del estado
cómo de los eventos de los equipos, algunos sistemas eran automáticos pero en
sistemas cerrados; no existía ningún sistema de supervisión, control y adquisición de
datos de manera centralizada.
De acuerdo a lo vertido con respecto a las islas físicas y tecnológicas, es algo que no
estaba solucionado y que constituía uno de los objetivos de la solución, es decir, la
integración de todas las islas física y tecnológicamente. Esto implicaba la comunicación
de las islas y la estandarización de protocolos, aplicativos, y por ende la integración de
todos los sistemas en una sola plataforma operativa de arquitectura abierta.
c. Las limitaciones y desventajas de las anteriores soluciones
Radicaban en que no consideraba la integración de todos los sistemas. Hasta hace
poco no se contaba con interfaces de comunicación entre todas las redes de sistemas
propietarios a la red Ethernet Industrial. Debido a las nuevas tendencias tecnológicas en
comunicaciones industriales, todos los fabricantes se han avocado a generar dichas
interfaces para adecuarse al estándar internacional y así no dejar de ser competitivos en
el mercado internacional. La limitación anteriormente mencionada, no permitiría ingresar
información de manera automática al sistema ERP SAP R3.
d. importancia, justificación de la solución
Se basa en la capacidad de integrar todas las subáreas de servicios de planta en lo
que se refiere a la supervisión, control y adquisición de datos/variables importantes de los
10
procesos, estados/eventos/alarmas de equipos y posibilidad de generación de reportes,
tendencias, análisis estadísticos que redunden en una gestión de la información de clase
mundial que asegure una mejora en la performance del área de servicios de fabrica,
haciendo que la confiabilidad de los sistemas que la componen se incremente.
La integración de todos los sistemas en una sola plataforma operativa de arquitectura
abierta permite flexibilidad operacional al tener data de alta calidad, disponible en línea y
con la posibilidad de ser compartida de manera automática con nuestro ERP SAP R3
teniendo la posibilidad de tomar decisiones mejor orientadas, generando una mejora
sustancial en la competitividad de la organización.
Los problemas existentes ante la ausencia de la solución implementada fueron:
- La imposibilidad de contar con data de control en línea y registro de estados
operativos/eventos/alarmas en línea con registro automático desde los equipos no
permitía hacer análisis certeros para encontrar causas raíces de los eventos en los
equipos, así cómo tomar acciones correctas para la no recurrencia del evento, siendo
sumamente crítico por que impacta directamente en la confiabilidad de los equipos y por
ende en la oportunidad y calidad de los servicios suministrados a la planta.
- La falta de data en forma automática imposibilitaba el análisis de manera confiable de la
diferencia entre la capacidad actual y la demanda real de servicios de planta para tomar
de decisiones correctas y oportunas de adquisición de equipos de servicio de planta para
cubrir demandas futuras debido al crecimiento de las áreas productivas siendo este un
problema crítico.
- La información estaba parcialmente centralizada en diferentes archivos de diferentes
servidores con aplicativos diferentes con diferentes formatos originados por el ingreso
manual de la información o el ingreso automático/ descarga semiautomática de sistemas
cerrados, esto ha originado perdida de información por manipulación de la misma
disminuyendo la calidad de la misma, así como también la disponibilidad tardía por estar
basada en operaciones manuales tediosas no generándose clusters de información
estándar.
- No se contaba con acceso directo a la información lo que restaba capacidad en la
detección de las oportunidades de mejora en las áreas productivas de planta y en el área
de servicios industriales de planta.
- La permanencia en la desintegración de todos los sistemas en una sola plataforma
operativa de arquitectura abierta no permitía flexibilidad operacional al no tener data de
calidad, oportuna y sin la posibilidad de ser compartida de manera automática restándole
la capacidad de mejora en la toma de decisiones oportunas y competitividad a la
organización.
11
Se puede concluir, en base a lo ya afirmado, que la implantación del Sistema de
Supervisión, Control y Adquisición de Datos para el Área de Servicios es justificable.
1.4 Alcance del trabajo
El presente informe describe la optimización de la administración del área de servicios
mediante la implantación de un sistema centralizado de supervisión, control y adquisición
de datos en tiempo real.
Se planteó que el proyecto se haga efectivo en un plazo de 117 días para las cinco
subáreas del área de servicios, con un presupuesto no mayor a 85,000 USO.
La optimización del área de servicios es realizado de acuerdo al sistema de gestión
de calidad (ISO 9000), que exige la mejora continua de todos los procesos de la planta
Se consideró los siguientes alcances para el proyecto.
1.4.1 Integrar todas las islas del área de servicios
Se consideró interconectar todos los equipos de las subáreas de manera que se
pueda supervisar en línea las principales variables y el estado de los equipos
visualizados y controlados por un SCADA, que en este caso se desarrollará sobre una
plataforma basada en lntouch de Wonderware.
Se consideró poder visualizar y supervisar en el SCADA las áreas de Generación de:
- Aire Comprimido
- Refrigeración
- Tratamiento de Agua
- Vapor
1.4.2 Realizar la supervisión y control de los distintos procesos que lo integra
Todos los procesos mencionados en el acápite 1 .4.1 son críticos y necesitan una
supervisión en línea para asegurar el buen funcionamiento de los mismos así cómo las
especificaciones de los servicios que generan.
La recolección de las señales de campo era necesaria, para así poder centralizar en
el SCADA todas las señales necesarias. Para trasladar esas señales de campo al PLC se
necesitaban módulos remotos de adquisición de datos, módulos de comunicación, y
enlaces de comunicación para las diferentes redes.
El criterio y consideraciones a contemplarse han sido la mínima utilización de lógica
cableada, los estándares internacionales y las mejores prácticas de automatización
industrial basándose en componentes de alta confiabilidad.
1.4.3 Proporcionar sistemas de alarmas para atender emergencias o fallas
Los sistemas de alarmas están presentes en todos los equipos que conforman las
subáreas de Servicios de Fábrica.
En el alcance se define colectar las principales alarmas de cada uno de los equipos
12
de manera que sean supervisadas en línea por el SCADA, y se tenga centralizada la
información en cuanto a visualización, control, supervisión y reporte de manera que sea
de fácil acceso, y parámetro de actuación para una rápida toma de decisiones y acción
inmediata ante una alarma. Esta centralización permite realizar análisis estadístico de la
probabilidad de falla de los equipos, analizar las causas y plantear acciones preventivas,
así como la detección de oportunidades de mejora.
De esta manera se podrá concentrar todas las señales de alarma que se generen en
los diferentes equipos y que cuentan con diferentes protocolos, estandarizándolos a
Ethernet Industrial, y de esta manera poder ser visualizados, supervisados, controlados y
registrados en el SCADA.
1.4.4 Proporcionar sistemas de reportes para el control de los consumos
Dentro del alcance del proyecto se considera la automatización del registro de los
consumos de energía eléctrica, vapor, aire, agua, y refrigeración, con el objetivo de evitar
el registro manual que conlleve a errores sistemáticos o aleatorios de la data adquirida, y
a retardos en el acceso a la misma.
De esta manera al cierre del mes la data es transferida al ERP SAP R3 V6 de la
empresa (Enterpirse Resource Planning - System Analysis and Program development)
para fines contables, sin ningún tipo de retraso ni intervención humana. Este es un
software especializado para planificación y control de recursos.
El sistema de reportes permite también realizar el análisis estadístico y de tendenci�
de los consumos, de manera que la información sea utilizada en ubicar oportunidades de
mejora y/o planificar el aumento de capacidad de algún servicio que esté ofreciendo más
del 80 % de su suministro nominal.
En definición, la ejecución de este proyecto en el cumplimiento del alcance permitirá
mantener el estándar de mejora continua que exige ISO 9001, estando a la vanguardia
en tecnología utilizando lo mejor en su clase.
1.5 Síntesis del trabajo
El sistema SCADA se diseña sobre la herramienta lntouch de Wonderware.10.1 de
3k, la cual permite generar las pantallas de supervisión y control en tiempo real. El
SCADA se centró en los cuatro objetivos principales mencionados en la sección 1.4.
1.5.1 Opciones tecnológicas utilizadas
Para la implementación del sistema de supervisión, control y adquisición de datos
para el área de servicios se evaluó diversas opciones tecnológicas.
a. Sistema SCADA
Es desarrollado sobre una plataforma basada en lntouch de Wonderware. Existen
otras opciones tecnológicas en plataformas similares tales cómo ARS-View de Rockwell
13
Software, o en Siemens cómo SCADA System SIMATIC WinCC o PC-S7, pero el
estándar seleccionado, que destaca por su modularidad, flexibilidad y capacidades, fue el
lntouch de Wonderware.10.1 de 3k; sobre todo por ser una plataforma que ha sido
desarrollada en un muchas soluciones y con mucho éxito, brindando un alto nivel de
confiabilidad.
La meta es tener un sistema confiable, amigable que permita centralizar la
información y poder generar reportes.
b. Sistemas de comunicación industrial y redes de campo
Se desarrolla el sistema sobre las redes de campo que se disponían y que cumplían
con los estándares internacionales. Estas eran HART, MODBUS RTU ASCII, SIMATIC
NET y PROFIBUS. Para la solución, estas redes son conectadas vía interfaces al sistema
de comunicación industrial de la planta (basado en Ethernet Industrial), que es estándar
adoptado por la empresa para los sistemas que se desarrollan en automatización
industrial.
En las opciones tecnológicas de interfaces de comunicación existen diferentes
fabricantes, pero se opta por la solución tecnológica que ofrece cada fabricante de los
equipos a interconectar; por ejemplo el caso de la interfaz lntellisys Remete Interface (IRI)
para los compresores de aire lngersoll Rand.
c. PLC y módulos de comunicación
Para poder centralizar en el SCADA todas las señales, se levantó toda la informació,n
a nivel de campo y se trasladó a los PLC asociados al funcionamiento de los equipos y
alarmas, que en su mayoría son modelo S?-300, que es el estándar adoptado por la
empresa para los sistemas que son desarrollados en automatización industrial.
Para trasladar esas señales de campo al PLC se utilizaron módulos remotos ET-200M
(sistema de periferia descentralizada), módulos de comunicación in rack, y switches de
comunicación para la red SIMA TIC.
Las señales de campo son salidas y entradas, discretas y analógicas. El criterio y
consideraciones a contemplarse han sido la mínima utilización de lógica cableada, los
estándares internacionales y las mejores prácticas de automatización industrial
basándose en componentes de alta confiabilidad.
d. Radiocomunicación
La radiocomunicación es desarrollada a través de un radioenlace punto a punto con
un radio modem TR-5 PLUS que sigue el estándar 802.11 a, half dúplex y una antena
dual polar situada a 17 metros de altura. La opción tecnológica seleccionada obedece al
criterio de diseño internacional para este tipo de aplicaciones de comunicación industrial
inalámbrica.
14
1.5.2 Fases de implementación
El sistema propuesto descrito anteriormente como solución tecnológica fue
implementado avanzando modularmente por subáreas del área de servicios de fábrica
implementando la funcionalidad del sistema en paralelo. Dado el análisis de
requerimientos de hardware y software se plantea una estrategia de desarrollo e
implementación la cual se traduce en cuatro etapas:
- Fase 1: Compra e instalación de: 1) la PC de Supervisión, 2) la licencia del SCADA, 3)
todos los módulos de los PLC, cableado de las señales y la elaboración del SCADA para
todas estas estaciones integradas. (tiempo de ejecución 60 días).
- Fase 2: Integración de los compresores de amoniaco, además de la compra e
instalación de los radio módems y las modificaciones en el SCADA para visualizar estos
equipos (tiempo de ejecución 25 días).
- Fase 3: Integración de los compresores de Aire y la modificación del SCADA. (tiempo
de ejecución 12 días)
- Fase 4: Compra de la licencia y la creación de la base de datos para toda la aplicación
del SCADA de Servicios y la creación de los Reportes requeridos (tiempo de ejecución 20
días).
1.5.3 Equipamiento utilizado
El proyecto fue logrado mediante la utilización de los siguientes componentes:
- PC de Supervisión.
- PC Servidor.
- Tarjetas de comunicación para PLCs.
- Tarjetas (de entrada) de señales analógicas.
- Conectores de integración a PLC.
- Dispositivos de conmutación de red (switch de 8x 10/100Mbps).
- Módulo y bastidor de sistema de periferia descentralizada.
- Puertas de enlace Modbus (gateways)
- Conversor Multidrop E+H.
- Switch de 16 puertos Dlink.
- Licencia lntouch 10.1 de 3K.
- Radios e Instalación.
- Módulo de interfaz remota para interconectar compresores de aire lngersoll rand.
- Secuenciador de compresores de aire, accesorios e instalación (PLC propietario).
- Software de plataforma SCADA.
CAPÍTULO 11 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL
En este capítulo se exponen las bases teóricas conceptuales más importantes para la
comprensión del sistema descrito en el presente informe. Los temas a desarrollar son los
siguientes: 1) Controladores Lógicos Programables (PLC), 2) sistema SCADA, 3) redes
de computadores y servidores, 4) protocolos de comunicación industriales, 5)
Instrumentación y medición, 6) Radiocomunicación.
2.1 Controladores Lógicos Programables (PLC)
El PLC es la denominación dada al Controlador Lógico Programable. El PLC es
definido como un equipo electrónico inteligente diseñado en base a microprocesadores,
el cual consta de unidades o módulos que cumplen funciones específicas, tales como:
una unidad central de procesamiento (CPU), que se encarga de casi todo el control del
sistema; módulos que permiten recibir información de todos los sensores y comandar
todos los actuadores del sistema. Al PLC además es posible agregarle otros módulos
inteligentes para funciones de preprocesamiento y comunicación.
2.1.1 Antecedentes de control programable
A lo largo de la historia se ha trabajado con tableros eléctricos de automatización
(Figura 2.1 ), estos están conformados por equipos electromagnéticos tales como relés
auxiliares, contadores, temporizadores electrónicos, temporizadores neumáticos, etc. La
función del tablero eléctrico de automatización es gobernar una lógica de tal manera que
energicen cargas, tales como motores, generadores, maquinas de procesos, etc.
Figura 2.1 Tablero eléctrico convencional (Fuente: Elab. Propia)
Utilizar una lógica cableada con los relés, temporizadores electrónicos, contadores,
16
etc., ocasionó ciertos problemas en la industria por lo confuso que puede ser los tableros
voluminosos y lo inflexible al momento de hacer modificaciones; es por eso se que se
opta por una opción distinta llamada PLC.
2.1.2 Tipos de PLC según configuración
Se consideran tres: PLC compacto, PLC compacto-modular y PLC modular, los
cuales serán explicados a continuación.
a. PLC compacto
Son aquellos PLCs que utilizan poco espacio en su construcción y reúnen en la
estructura básica del hardware todas las tarjetas electrónicas, tales como la fuente de
alimentación, la CPU, la memoria y las interfases de E/S.
Actualmente se diseñan equipos, que por su tamaño reducido, pero con
características de funcionamiento cada vez más complejos, son denominados Nano-PLC.
Ejemplos de ello se muestra a continuación (Figuras 2.2 y 2.3).
ll -
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Figura 2.2 PLC compacto TSX17 - 20 Telemecanique (Fuente: Datasheet)
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
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'\I
-----------------
Figura 2.3 PLC micrologix 1000 - Allen Bradley (Fuente: Datasheet)
b. PLC compacto-modular
Una configuración compacto-modular está constituida, básicamente, por un PLC del
tipo compacto, que se ha expandido a través de otros módulos, por lo general, entradas y
salidas discretas o analógicas, módulos inteligentes, etc.
El uso de las expansiones se debe a que la unidad básica que contiene la CPU,
generalmente está diseñada con pocas E/S, y cuando la aplicación a automatizar
17
contiene muchos sensores y actuadores, es necesario ampliar el controlador, utilizando
solamente módulos de E/S gobernados por la misma unidad básica. Ver Figura 2.4.
I.IMl[lA[1 BASl(A PRIMERA SEG-LNDA
EXTH1S10N EXTENSION
Figura 2.4 PLC TSX 17 - 20 en su versión compacto modular (Fuente: Datasheet)
c. Configuración: PLC modular
Son aquellos PLCs que pueden ser configurados (armados) de acuerdo a las
necesidades. Para "armar" al PLC se utilizan las tarjetas (o módulos) electrónicos,
logrando mayor flexibilidad.
Cada configuración es diferente, según la tarea de automatización. Cuando se decide
instalar PLC modulares, hay que seleccionar cada uno de los componentes, empezando,
en primer lugar, por el cerebro del PLC, esto es, la unidad central (CPU), ellos varían de
acuerdo a la capacidad de memoria del usuario, tiempo de ejecución y software
requerido, en otras palabras, de acuerdo a la complejidad de la tarea o tareas dé
automatización. Un ejemplo de ello es el de la Figura 2.4.
Figura 2.4 Simatic S5 - 1 00U (Fuente: Datasheet)
2.1.3 Estructura básica de un PLC
Un controlador lógico programable está constituido por un conjunto de módulos o
tarjetas (circuitos impresos), en los cuales están ubicados los componentes electrónicos
que permiten su funcionamiento. Cada una de las tarjetas cumple una función específica.
Algunos PLC tienen una cubierta o carcasa, llamada comúnmente "rack", que viene a
ser un bastidor donde se alojan las tarjetas en forma ordenada, que por lo general están
comunicadas. La estructura básica se puede dividir en: Fuente de alimentación, unidad
18
de procesamiento central (CPU), módulos o interfaces de entrada y salida (E/S), módulosinteligentes.a. Fuente de alimentación
La función de la fuente de alimentación en un controlador, es suministrar la energíaeléctrica a la CPU y demás tarjetas según la configuración del PLC.b. Unidad de procesamiento central (CPU)
Es la parte más compleja e imprescindible del controlador programable, en otrostérminos, podría considerarse el cerebro del controlador. La unidad central está diseñadaen base a microprocesadores y memorias. Las memorias son del tipo ROM y RAM.c. Módulos o interfaces de entrada y salida (E/S)
Los módulos de entrada o salida son las tarjetas electrónicas que proporcionan elvínculo entre la CPU del controlador programable y los dispositivos de campo delsistema. Estos módulos pueden ser de tres tipos - Módulos de entrada discreta: usados como enlace con los sensores del campo y elPLC, generalmente son pulsadores, selectores, finales de carrera, sensoresfotoeléctricos, inductivos, capacitivos, electrodos etc. Existen interfaces para entradadiscreta en OC y AC (Figura 2.5 y 2.6).
1 .... Filtro RC ·-1R.
!imitadora LEO Opto
ªS.'2PJ�99,rI s����r
rts_c..r�!!'
- Fuente 1-=- 1
T . . ��t
�r
°"n
_ª_! ________ __.
Fuente externa 1 1 11
1lnterfaz OC _______ _ 1 ",;;.-.:.:::.::-:...::..-__________________________ _Figura 2.5 Interfaz para entrada discreta en OC
R. !imitadora
+
LEO Opto acoplado
Al procesadordel PLC
1 1 IAI 1 ,procesadorldel PLC1
Figura 2.6 Interfaz para entrada discreta en AC (Fuente: Elab. Propia) - Módulos de salida discreta: usado como enlace entre el PLC y los dispositivosexternos del sistema (actuadores). Los actuadores actuadores que se conectan a esta
19
interfaz pueden ser, contactores, relés, lámparas indicadoras, electroválvulas, etc.
Existen tipos de módulos de salida discreta de acuerdo al tipo de aplicación (Figuras 2.7,
2.8 y 2.9, para el tipo transistor, tipo triac y tipo relé, respectivamente).
��ert�--------Opt;------7 acoplador'
,.......--. 1Receptor discreto
.......,_.
+
Fuente externa �
Al procesador del PLC
Í ..... --LEO
L ___________________ _
Figura 2.7 Interfaz para salida discreta en OC - tipo transistor (Ibídem)
Receptor discreto
Fuente externa
r���z---------------------7
LEO �
• 1 • • ·-�--...__..____._�
L-- -- -- -- -- -- --- ---- -- -- -- -
Al procesador delPLC
Figura 2.8 Interfaz de salida discreta en AC - tipo triac (Ibídem)
r----------------------�
1 ,- -�i!��- -1 1 nterf az 1
1
Receptor 1 discreto 1
1
1 1 1 1 111 1 11
•r· 1 nac 1 11 1
1 1 1 IAI
.e_.........__
Fuente externa
1 1 1 11 1
1 1 11
1 procesador ldelPLC1 1 1
•••• ,_-+-_..._ __ ......... __
1 L..---- LEO 1 L---------------------�l
Figura 2.9 Interfaz de salida discreta AC/OC - tipo relé (Ibídem)
20
- Módulos de entrada analógica: tienen como función digitalizar las señales analógicas
para que puedan ser procesadas en el CPU. Estas señales pueden ser de temperatura,
presión, tensión, corriente, etc. Estos módulos se distinguen por el tipo de señal que
reciben pudiendo ser tensión (mV) o de corriente (mA) los que se encuentran en ciertos
rangos estandarizados: 1) Señal de corriente: 0-20 mA, 4-20 mA, ±1 O mA, 2) Señal de
tensión: 0-10V, 0-5V, 0-2V, ±10V
- Módulos de salida analógica: Estos módulos son usados cuando se desea transmitir
hacia los actuadores análogos señales de tensión o de corriente que varían
continuamente. Su principio de funcionamiento puede considerarse como un proceso
inverso al de los módulos de entrada analógica.
d. Módulos inteligentes
Se tienen de diferentes tipos, tal cómo: módulo de regulación PID, módulo de
posicionamiento; módulos de comunicación, etc.
A modo de ejemplo se explica los módulos de comunicación
- Módulos de comunicación: La mayoría de los fabricantes de PLCs proveen algún tipo
de red que permite la comunicación entre sus propios equipos. Incluso, interfaces a
computadoras de modo tal de conectar a estas y otros dispositivos con los PLCs. La
mayoría de estas redes dan dos funciones básicas: ( 1) lectura y escritura de las variables
y (2) carga y descarga de los programas.
2.2 Sistema SCADA
El propósito de esta sección es la de explicar: los conceptos básicos del sistema
SCADA, las funciones principales del sistema, la comunicación en SCADA y los
elementos del sistema.
2.2.1 Conceptos básicos
Los sistemas SCADA (Supervisory Control And Data Adquisition) son aplicaciones de
software, diseñadas con la finalidad de controlar y supervisar procesos a distancia. Se
basan en la adquisición de datos de los procesos remotos.
Se trata de una aplicación de software, especialmente diseñada para funcionar sobre
ordenadores en el control de producción, proporcionando comunicación con los
dispositivos de campo (controladores autónomos, autómatas programables, etc.) y
controlando el proceso de forma automática desde una computadora. Además, envía la
información generada en el proceso productivo a diversos usuarios, tanto del mismo nivel
como hacia otros supervisores dentro de la empresa, es decir, que permite la
participación de otras áreas como por ejemplo: control de calidad, supervisión,
mantenimiento, etc.
Cada uno de los ítems de SCADA involucran muchos subsistemas, por ejemplo, la
21
adquisición de los datos puede estar a cargo de un PLC (Controlador Lógico
Programable) el cual toma las señales y las envía a las estaciones remotas usando un
protocolo determinado; otra forma podría ser que una computadora realice la adquisición
vía un hardware especializado y luego esa información la transmita hacia un equipo de
radio vía su puerto serial, y así existen muchas otras alternativas.
La Tabla 2.1 lista algún software SCADA y su fabricante.
Tabla 2.1 Software SCADA (Fuente: Propia)
Software Fabricante
CUBE Orsi España S. A.
FIX lntellution.
Lookout National lnstruments.
Monitor Pro Schneider Electric.
Scada lnTouch LOGITEK.
SYSMAC ses Omron.
Scatt Graph 5000 ABB.
WinCC Siemens.
Coros LS-8/Win Siemens.
FIXDMACS Omron-lntellution.
RS-VIEW32 Rockwell
a. Capacidades del software SCADA
El software SCADA debe ser capaz de ofrecer al sistema:
- Posibilidad de crear paneles de alarma, que exigen la presencia del operador par�
reconocer una parada o situación de alarma, con registro de incidencias.
- Generación de datos históricos de las señale de planta, que pueden ser volcados para
su proceso sobre una hoja de cálculo.
- Ejecución de programas, que modifican la ley de control, o incluso anular o modificar las
tareas asociadas al autómata, bajo ciertas condiciones.
- Posibilidad de programación numérica, que permite realizar cálculos aritméticos de
elevada resolución sobre la CPU del ordenador.
b. Requisitos básicos del software SCADA
Se pueden resumir en lo siguiente:
- Todo sistema debe tener arquitectura abierta, es decir, debe permitir su crecimiento y
expansión, así como deben poder adecuarse a las necesidades futuras del proceso y de
la planta.
- La programación e instalación no debe presentar mayor dificultad, debe contar con
interfaces gráficas que muestren un esquema básico y real del proceso
- Debe permitir la adquisición de datos de todo equipo, así como la comunicación a nivel
interno y externo (redes locales y de gestión)
22
- Deben ser programas sencillos de instalar, sin excesivas exigencias de hardware, y
fáciles de utilizar, con interfaces amigables para el usuario.
2.2.2 Funciones principales del sistema
El SCADA realiza las siguientes funciones principales:
- Supervisión remota de instalaciones y equipos: Permite al operador conocer el estado
de desempeño de las instalaciones y los equipos alojados en la planta.
- Control remoto de instalaciones y equipos: Mediante el sistema se puede activar o
desactivar los equipos remotamente (por ejemplo abrir válvulas, activar interruptores,
prender motores, etc.), de manera automática y también manual.
- Procesamiento de datos: El conjunto de datos adquiridos conforman la información que
alimenta el sistema, esta información es procesada, analizada, y comparada con datos
anteriores.
- Visualización gráfica dinámica: El sistema es capaz de brindar imágenes en movimiento
que representen el comportamiento del proceso, dándole al operador la impresión de
estar presente dentro de una planta real.
- Generación de reportes: El sistema permite generar informes con datos estadísticos del
proceso en un tiempo determinado por el operador.
- Representación se señales de alarma: A través de las señales de alarma se logra
alertar al operador frente a una falla o la presencia de una condición perjudicial o fuera de
lo aceptable.
- Almacenamiento de información histórica: Se cuenta con la opción de almacenar los
datos adquiridos, esta información puede analizarse posteriormente.
- Programación de eventos: Esta referido a la posibilidad de programar subprogramas
que brinden automáticamente reportes, estadísticas, gráfica de curvas, activación de
tareas automáticas, etc.
2.2.3 Comunicación
En una comunicación deben existir tres elementos:
- Un medio de transmisión, sobre el cual se envían los mensajes
- Un equipo emisor que puede ser el MTU
- Un equipo receptor que se puede asociar a los RTU's.
En telecomunicaciones, el MTU y el RTU (unidad maestra y unidad remota) son
también llamados Equipos terminales de datos (DTE, Data Terminal Equipments). Cada
uno de ellos tiene la habilidad de generar una señal que contiene la información a ser
enviada. Asimismo, tienen la habilidad para descifrar la señal recibida y extraer la
información, pero carecen de una interfaz con el medio de comunicación.
La Figura 2.1 O muestra la conexión de los equipos con las interfaces para el medio de
23
comunicación. Los modems, llamados también Equipo de Comunicación de Datos (DCE,
Data Communication Equipment), son capaces de recibir la información de los DTE's,
hacer los cambios necesarios en la forma de la información, y enviarla por el medio de
comunicación hacia el otro DCE, el cual recibe la información y la vuelve a transformar
para que pueda ser leído por el DTE.
D 1
modem ---1100000011
DCE
=1 MEDIO DE
COMUNICACION
DTE
modem
11 00000011
DCE
-
D -.
,/.
DTE
Figura 2.1 O Esquema de conexión de equipos e interfaces de comunicación (Propia)
2.2.4 Elementos del sistema
Un sistema SCADA está conformado por los elementos mostrados en la Figura 2.11.
INTERFAZ OPERADOR-MÁQUINA <==> 1 UNIDAD CENTRAL 1(INTERFAZ GRAFICA)
D
1 UNIDAD REMOTA 1
e D
<==> 1 TRANSDUCTOR 1 Figura 2.11 Esquema de los elementos de un sistema SCADA (Fuente: Elab. Propia)
- Interfaz Operador- Máquinas: Es el entorno visual que brinda el sistema para que el
operador se adapte al proceso desarrollado por la planta. Permite la interacción del ser
humano con los medios tecnológicos implementados.
- Unidad Central (MTU): Conocido como Unidad Maestra. Ejecuta las acciones de
mando (programadas) en base a los valores actuales de las variables medidas.
- La programación se realiza por medio de bloques de programa en lenguaje de alto nivel
(como C, Basic, etc.). También se encarga del almacenamiento y procesado ordenado de
los datos, de forma que otra aplicación o dispositivo pueda tener acceso a ellos.
- Unidad Remota (RTU): Lo constituye todo elemento que envía algún tipo de
información a la unidad central. Es parte del proceso productivo y necesariamente se
encuentra ubicada en la planta.
- Sistema de Comunicaciones: Se encarga de la transferencia de información del punto
24
donde se realizan las operaciones, hasta el punto donde se supervisa y controla el
proceso. Lo conforman los transmisores, receptores y medios de comunicación.
- Transductores: Son los elementos que permiten la conversión de una señal física en
una señal eléctrica (y viceversa). Su calibración es muy importante para que no haya
problema con la confusión de valores de los datos.
En la Figura 2.12 se observa un esquema referente a las conexiones del MTU y el
operador, y del RTU con los dispositivos de campo (sensores, actuadores).
DTE
MTU RTU
De/hacia el De/hacia los oo.erador sensores
Figura 2.11 Esquema de conexión para MTU y RTU (Fuente: Elab. Propia)
2.3 Redes de computadores y servidores
Una red de computadoras, también llamada red de ordenadores o red informática, es
un conjunto de equipos conectados por medios de cables, señales, ondas o cualquier
otro método de transporte datos, que comparten información (archivos), recursos (CD -
ROM impresoras, etc.) servicios (acceso a Internet, e-mail chat, etc.)
2.3.1 Tipos de redes
Existen diversos tipos de redes para la utilización dentro de una empresa, estos tipos
de redes se clasifican por tres características: alcance, procesamiento y dependencia del
servidor
a. Por alcance
Basado en la separación geográfica de las computadoras que forman parte de la
empresa, de esta manera se puede encontrar 3 tipos de redes:
- LAN (local area network): Son redes de propiedad privada, de hasta unos cuantos
kilómetros de extensión, por ejemplo una oficina, centro educativo, o empresa. Se usan
para conectar computadoras personales o estaciones de trabajo con el fin de compartir
recursos e intercambiar información. Suelen emplear tecnología de difusión mediante un
cable sencillo al que están conectadas todas las maquinas. Operan a altas velocidades
entre 1 0Mbps, 1 00Mbps y Gbps. Tienen bajo retardo y experimentan pocos errores
además el alto costo solo está en los equipos.
- MAN (metropolitan area network): Son una versión mayor de la LAN y utilizan una
tecnología muy similar. Actualmente esta clasificación ha caído en desuso, normalmente
25
sólo se distinguirán entre redes LAN y WAN.
- WAN (Wide Area Network): Son redes que se extienden sobre un área geográfica
extensa, una WAN une varias LAN por medio de dispositivos cómo los Reuters
(enrutadores), suelen ser por tanto redes punto a punto. Su extensión puede ser tan
grande que puede conectar equipos y otros dispositivos situados en extremos opuesto
del planeta. Como se menciono un WAN consta de varias LAN interconectadas pudiendo
ver a Internet como la WAN suprema (Figura 2.13).
Router Router
Figura 2.13 Red WAN (Fuente: Elab. Propia)
b. Por procesamiento
Muchas redes se pueden clasificar también por el tipo de procesamiento que realizan
sus clientes, las más conocidas son: Centralizada y Distribuida
- Centralizados: Los cálculos matemáticos así como los procesos son realizados en el
servidor, las estaciones no realizan ningún tipo de procesamiento, es decir son "Tontas",
se les conoce como también como Terminales, debido a que son extensiones del monitor
y el teclado del servidor. Hoy en día este concepto es utilizado por los clientes cuando
realizan el acceso a la información administrada por los servidores de bases de datos,
esto es conocido como Cliente/Servidor.
- Distribuida: En este tipo de redes las tareas son realizadas individualmente por los
clientes al igual que los servidores. La información puede estar ubicada en uno o varios
servidores, dependiendo de la ubicación de los usuarios y de la naturaleza de los datos.
c. Por dependencia del servidor
La siguiente clasificación se basa en el concepto la función realizado por la computadora,
de esta manera se tiene dos tipos de redes: Peer to Peer y basado en servidor.
- Peer to peer (igual a igual): En este tipo de red también llamada red de trabajo en
grupo, la computadora funciona como servidor y estación. No hay un administrador de la
red, cada usuario determina que recursos de su computadora va a compartir las
computadoras de la red. Son para redes pequeñas: 1 O computadoras y no existe
seguridad o es muy baja.
- Basado en servidor: Los servidores son dedicados, debido que están optimizados
para responder más rápidamente las peticiones de los clientes de la red. La seguridad
puede ser administrada por el Administrador de la red. El control de acceso a los
recursos es a través de las cuentas de usuarios y contraseñas además solo se requiere
de una sola contraseña por usuario.
26
2.3.2 Redes basadas en servidores
En un entorno con más de 1 O usuarios, una red Trabajo en Grupo (con equipos que
actúen a la vez como servidores y clientes) puede que no resulta adecuada. Por tanto, la
mayoría de las redes tienen servidores dedicados.
Un servidor dedicado es aquel que funciona sólo como servidor, y no se utiliza como
cliente o estación, Los servidores se llaman «dedicados» porque no son a su vez clientes,
y porque están optimizados para dar servicio con rapidez a peticiones de clientes de la
red, y garantizar la seguridad de los archivos y directorios. Las redes basadas en servidor
se han convertido en el modelo estándar para la definición de redes (Figura 2.14).
= 1---------<
1-----1 o e e o
O 0 C D
Figura 2.14 Red basada en servidores (Fuente: Elab. Propia)
A medida que las redes incrementan su tamaño (y el número de equipos conectados
y la distancia física y el tráfico entre ellas crece), generalmente se necesita más de u�
servidor. La división de las tareas de la red entre varios servidores asegura que cada
tarea será realizada de la forma más eficiente posible.
a. Ventajas de redes basadas en servidores
Aunque resulta más compleja de instalar, gestionar y configurar, una red basada en
servidor tiene muchas ventajas sobre una red simple de Trabajo en Grupo.
- Compartir recursos: Un servidor está diseñado para ofrecer acceso a muchos
archivos e impresoras manteniendo el rendimiento y la seguridad de cara al usuario.
Se administrada y controla de forma centralizada los datos compartidos.
- Seguridad: La seguridad es a menudo la razón primaria para seleccionar un enfoque
basado en servidor en las redes. En un entorno basado en servidor, hay un administrador
que define la política y la aplica a todos los usuarios de la red, pudiendo gestionar la
seguridad.
- Copia de seguridad: Las copias de seguridad pueden ser programadas varias veces al
día o una vez a la semana, dependiendo de la importancia y el valor de los datos. Las
copias de seguridad del servidor pueden programarse para que se produzcan
automáticamente, de acuerdo con una programación determinada, incluso si los
27
servidores están localizados en sitios distintos de la red.
- Redundancia: Mediante el uso de métodos de copia de seguridad llamados sistemas
de redundancia, los datos de cualquier servidor pueden ser duplicados y mantenidos en
línea. Aun en el caso de que ocurran daños en el área primaria de almacenamiento de
datos, se puede usar una copia de seguridad de los datos para restaurarlos.
- Número de usuarios: Una red basada en servidor puede soportar miles de usuarios.
Este tipo de red sería, imposible de gestionar como red Trabajo en Grupo, pero las
utilidades actuales de monitorización y gestión de la red hacen posible disponer de una
red basada en servidor para grandes cifras de usuarios.
- Hardware: El hardware de los equipos cliente puede estar limitado a las necesidades
del usuario, ya que los clientes no necesitan la memoria adicional (RAM) y el
almacenamiento en disco necesarios para los servicios de servidor.
b. Sistemas operativos de servidores
Si bien los sistemas operativos de estación pueden brindar algunos servicios como
archivos e impresoras, estos están limitados. Por el contrario los sistemas operativos de
servidor proporcionan una mayor cantidad de servicios, y con mejores prestaciones.
Dentro de los sistemas operativos de servidor se tienen al: Microsoft Windows
NT/2000/2003 Server, Novell Netware y Unix/Linux.
2.4 Protocolos de comunicación industriales
En la comunicación digital es importante determinar tanto el medio físico a través del
cual se establece la comunicación, como las características de la información misma. En
este punto es importante indicar que los equipos de instrumentación digitales difieren en
el tipo de protocolo que utilizan para comunicarse, siendo necesario, revisar las
características de los mismos. El protocolo es un conjunto de reglas y convenciones que
permiten establecer una comunicación fiable entre dos entidades de un proceso.
Las redes y los protocolos de comunicación Industrial son indispensables para
realizar un enlace entre las distintas etapas que conforman el proceso y que se
encuentran en islas automatizadas.
2.4.1 Protocolo HART
Fuera de su avance como un estándar de-facto, este protocolo todavía tiene un trecho
por recorrer antes de la venida de un mercado abierto.
El Protocolo HART facilita la comunicación digital bi-direccional con instrumentos
inteligentes sin que ello perturbe la señal analógica de 4-20mA. Tanto las señales
analógica cómo las de comunicación digital HART pueden ser transmitidas
simultáneamente sobre el mismo conductor. El éxito y aceptación de este protocolo en el
mercado industrial se debe a las ventajas que ofrece al usuario, y a su fácil
28
implementación sobre los sistemas de control existentes basados en 4-20mA.
La Figura 2.15 muestra la señal del protocolo HART. La Tabla 2.2 muestra las
características del protocolo HART.
Aprox + 0.5 mA
Aprox - 0.5 mA
Señal análoga
1200 Hz 2200 Hz "1 ll "O"
Figura 2.15 Señal del protocolo HART (Fuente: Rousemount)
Tabla 2.2 Características del Protocolo HART estándar (Fuente: Rosemount)
Fabricante Rosemount
Auspiciado por HART Communications Foundation
Aplicación Transmisión de señal analógica con la ventana de una operación abierta inteligente
Capa física 4-20 mA, Bell 202
Señal "O" 2200 Hz
Señal "1 "' 1200 Hz
Longitud 3000 m
Velocidad de transmisión 1200 bps
Arquitectura Punto a punto
Multiplexor
Multi drop (máximo 16 participantes)
2.4.2 Sistemas de buses de campo
Son usados principalmente como un sistema de comunicación entre los sistemas de
automatización y los dispositivos de campo.
Las instalaciones automatizadas han evolucionado debido a la inclusión de los buses
de campo., las cuales se resumen en lo siguiente:
- Descentralización de dispositivos inteligentes: Más modularidad en el diseño de cada
dispositivo; mantener autómatas cerca físicamente del proceso, manteniéndolos dentro
de una red industrial; mejores prestaciones: cada dispositivo controla la informaciónde su
propio proceso y comparte sólo la necesaria
- Aparición e integración de las nuevas tecnologías: Ethernet, sistemas SCADA, etc.
- Supresión del cableado de entradas/salidas: Ahorro en cableado, Sencillez de
instalación, Menor mantenimiento, Datos + alimentación en un sólo cable.
- Acceso a los datos: por todos los equipos en cualquier punto de la instalación.
29
- Desaparición de las interfaces de entrada/salida: Dispositivos se conectan directamente
al bus, interconexión de equipos heterogéneos (variadores de velocidad, terminales de
programación, control numérico, etc.)
La ventajas del uso del bus de datos son las siguientes:
- Reducción de costes
- Servicios de administración: Física, Enlace, Aplicación y Usuario
- Mantenimiento de la red
- Flexibilidad y Simplificación
- Comunicación bidireccional
La ausencia de un estándar internacional para reemplazar la interfaz analógica de 4-
20 mA, ha dejado al usuario con la dificultad de elección acerca de cuál bus, entre los
que se ofrecen, debe elegir para ser utilizado a nivel de proceso o de campo. Hay
muchos sistemas de buses en el mercado, cada cual exigiendo ser la mejor solución para
el uso en el campo.
Estos son buses respaldados por grandes organizaciones y son de-facto o estándares
nacionales establecidos; tienen un mercado significativo cubierto por una variedad de
fabricantes, entre estos el Fieldbus Foundation, el ISP (lnteroperable System Project), el
PTO (Profibus Trade Organization), ODVA (Open Device Net Vender Association), el
World FIP.
Una primera clasificación de los buses de campo (según sus capacidades) es la
siguiente:
- Controlbuses: Buses de Control, (HSE high-speedethernet o ControlNet).
- Fieldbuses: Buses de Campo, (FoundationFieldbus o Profibus).
- Devicebuses: Buses de Dispositivos (DeviceNet, ProfibusDP, SOS o lnterbus-S).
- Buses de Sensores: Sensor buses (CAN, ASI, Seriplexo LonWorks).
La Tabla 2.3 muestra los alcances de cada tipo de bus de campo: La Tabla 2.4
muestra los buses más conocidos y la Figura 2.16 muestra las capacidades
(funcionalidades) vs el tipo de datos que manejan.
Tabla 2.3 Alcances del bus de datos según categoría (Fuente: Propia)
Sensorbus Devidebus Fielbus
Aplicaciones Discretas-Máquina Discretas-Máquina Proceso Control Típico PLC/PC PLC/PC Basado enµ p NO SI SI lnteliqencia lnt. NO Algunos SI Diaqnóstico NO Simples Sofisticados Tiemoo de respuesta 5 ms ó menos 5 ms ó menos 100 ms Ejemplo Sensor de Sensor Fotoelec con Válvula Inteligente
Proximidad Diagnóstico c/PID v Diaqnost.
Tabla 2.4 Buses de campo más conocidos dentro de su categoría (Fuente: Propia)
Sensorbus Devicebus Fieldbus
CAN CAN IEC/SP50
Seriplex DeviceNet Fieldbus Foundation
AS-i Profibus DP Profibus PA LonWorks LonWorks LonWorks
FIP 10 World FIP sos
lnterbus-S
Funcionalidad
DEVICEBUS
SENSORBUS
Bit Byte Paquetes Tipo de datos
Figura 2.16 Funcionalidad vs tipo de datos (Fuente: Elab. propia)
Seis de los buses más utilizados son explicados a continuación.
a. ASI (Actuator/ Sensor Interface)
30
La especificación ASI es muy similar al protocolo HART, pero con una estructura
mucho más sencilla. Está dirigido a conectar actuadores y sensores binarios que
reconocen solamente los estados "encendido" o "apagado" o "si" y "no". La Tabla 2.5
muestra sus características.
Tabla 2.5 Características del protocolo ASI estándar (Fuente: Siemens)
Fabricante Siemens, Pepperl+Fuchs, Festo, etc.
Auspiciado por ASI Verein e.V.
Capa física Específica de ASI (Cable de dos hilos no apantallado)
Longitud Máximo 100 m
Velocidad de transmisión 167 kbps
Método de acceso del bus Maestro-esclavo central
Participantes Máximo 31 esclavos, 1 maestro
b. CAN (Controller Area Network)
Este concepto de bus serial fue desarrollado por Bosch para la conexión en red de
controladores, actuadores y sensores en automóviles y provee rápidas velocidades de
transmisión combinadas con una alta inmunidad a la interferencia electromagnética. La
Tabla 2.6 muestra sus características.
31
Tabla 2.6 Características del protocolo CAN estándar (Fuente: Bosch)
Fabricante Bosch
Auspiciado por Industria de automóviles
Capa física RS-485
Longitud 40 m a 100 m
Velocidad de transmisión 100 kbps a 1 Mbps
Método de acceso del bus CSMA/CD
Participantes Máximo 200
c. Devicenet
Es una red de bajo nivel diseñada para conectar dispositivos industriales (sensores,
actuadores) con dispositivos de nivel más alto (controladores). La Tabla 2. 7 muestra sus
características.
Tabla 2.7 Características del protocolo abierto DeviceNet (Fuente: Allen Bradley)
Fabricante Allen Bradley
Auspiciado por Open DeviceNet Vendors Association (ODVA)
Capa física RS-485
Longitud 100 m a 500 m
Velocidad de transmisión 125 kbps a 500 kbps
Método de acceso del bus Punto a punto o maestro-esclavo (especial)
Participantes Hasta 64 nodos en una sola red
d. lnterbus S
Su función cae de alguna forma entre CAN y PROFIBUS. Similar a CAN, este
protocolo llena el requerimiento de velocidades de transmisión de datos para ciclos muy
alto. La Tabla 2.8 muestra sus características.
Tabla 2.8 Características del protocolo lnterbus S (Fuente: Phoenix Contact)
Fabricante Phoenix contact
Auspiciado por lnterbus S Club, Drivecom
Capa física RS-485 en anillo (6 hilos)
Longitud 1200 m a 13 km ( con repetidores)
Velocidad de transmisión 500 kbps
Método de acceso del bus Un maestro usando registradores de desplazamiento sincronizados.
Participantes Máximo 256
e. Profibus
El estándar PROFIBUS tiene tres perfiles diferenciados: PROFIBUS DB, PROFIBUS
PA y PROFIBUS FMS (Fieldbus Message Specification). El perfil FMS es cubierto en las
primeras dos partes del estándar y fue desarrollado principalmente para aplicaciones
generales de control de procesos. La Tabla 2.9 muestra sus características.
32
Tabla 2.9 Características del protocolo Profibus (Fuente: Bosch)
Fabricante Bosch, Klóckner-Móller y Siemens
Auspiciado por DIN 19 245 partes 1 +2 Organización de usuarios de PROFIBUS
Capa física RS-485
Longitud 200 m a 1200 m
Velocidad de transmisión 9600 Bits/s a 500 kBits/s
Método de acceso del bus Token passing con maestro-esclavo
Participantes Máximo 127
f. Foundation Fieldbus
Es una red industrial diseñada para aplicaciones de control de procesos distribuidos
Está basado en parte en las tecnologías existentes, incluyendo el trabajo de comités de
estándares de ISA (lnternational Society for Measurement and Control) y de IEC
(lnternational Electrotechnic Committee), PROFIBUS, FIP y HART.
En cuanto a las características físicas del protocolo, éste consiste en realidad de dos
buses: uno de baja velocidad (H1) y otro de alta velocidad (H2). La Tabla 2.1 O muestra
sus características.
Tabla 2.10 Características del protocolo Fieldbus estándar (Fuente: ISA-IEC)
Característica Bus de baja velocidad H1 Bus de baja velocidad H2
Velocidad de transmisión 31.25 Kbits/s 1 Mbit/s
Número de dispositivos Máximo 32 Máximo 127
Longirud de cable 1900 m con cable trenzado 750 m con # 22AWG a 1.2 y apantallado Mbit/s y 500 m a 2.5 Mbit/s
Tiempo de respuesta Entre 32 µseg y 2.2 mseg Entre 1 µseg y 70 µseg
2.5 Instrumentación y medición
Cómo lo muestra la Figura 2.17, un sistema de control retroalimentado requiere de
ciertos elementos. Entre éstos se pueden destacar los siguientes:
- Sensores: son los elementos que sensan cambios en el valor de la variable controlada.
- Transmisores: se encarga de estandarizar la señal sensada a valores de corriente o
voltaje generalmente
- Controladores: dispositivo que compara una señal de medición (señal de entrada) al
valor deseado (set point) para producir una señal de salida que mantenga el valor
deseado de la variable.
- Elementos finales de control: son los que responden a la decisión del controlador en
la mayoría de los procesos las válvulas de control son usadas, si tratan de controlar
variables como flujo presión, nivel, temperatura o mezcla de componentes.
- Otros elementos: aquí se encuentran los indicadores, registradores, alarmar y otros
33
complementos del control.
VARIABLE
VARIABLE MANIPULA.DA CONTROLADA
... PROCESO ...
,j � .... ....
ENTRADA SALIO,\
� .
ELE�·iEKTO
FIKALDE SENSOR
CO�TROL
,j �
VARIABLE
MEDIDA � .s� ... ...
CONTROLADOR .... TRANSMISOR
POI T
1 REGISTRADOR
1 INDICADOR
1 ALARMAS LAZO CERRADO
1 ENCLAVAMIENTOS
Figura 2.17 Sistema de control retroalimentado (Fuente: Elab. propia)
La medición de las variables de interés y la instrumentación relacionada es la
siguiente:
- Medición de presión: para expresar el valor de la presión ejercida en un punto se
utiliza diferentes unidades como: bar, atmósferas, Hg, PSI, pero la unidad establecida por
convención es el Pascal (PA). Los instrumentos con los que se mide la presión son los
manómetros, tubo en U, Tubo con cubeta y los transmisores que son instrumentos que
tienen el sensor y el transmisor como partes que lo conforman.
- Medición de temperatura: para medir temperatura existen diversos instrumentos como
termocuplas (tipo J, K, T, E, etc.) éstas proporcionan una señal en mV; los termistores
(NTC y PTC) tienen respuesta en resistencias; mientras los RTD (Pt100, Pt200, etc.)
También tienen una respuesta en resistencia pero lineal. A éstos también se unen los
transmisores de temperatura que proporcionan una señal ya estandarizada.
- Medición de nivel: para medir nivel se utilizan los instrumentos más comunes como los
transmisores de presión diferencial electrónicos y neumáticos, transmisores por
ultrasonido.
- Medición de flujo: hay muchos instrumentos para medir flujo, desde los mas sencillos
34
hasta los más sofisticados; por ejemplo tenemos a los rotámetros, tubo venturi, placa
orificio, medidor magnético de flujo, medidor de paleta de flujo.
- Transmisores HART: Los instrumentos electrónicos digitales SMART son conocidos
como instrumentos HART debido que utilizan este protocolo para su comunicación,
configuración y calibración. Estos instrumentos trabajan con 2 tipos de señales: una
analógica de estándar 4 a 20mA y otra en digital FSK en la cual el 1 lógico es una señal
senoidal de 1200Hz y el O lógico de 220GHz.
2.6 Aspectos básicos radiocomunicación
De manera complementaria a los fundamentos de este informe, se explica los
fundamentos de antenas y la tecnología de radio.
2.6.1 Fundamentos de antenas
La antena es el medio físico encargado de transferir la energía de RF (radio
frecuencia) desde la línea de transmisión hacia el aire y viceversa, este sistema
conductor metálico capaz de radiar y recibir ondas electromagnéticas se utiliza como
interfaz entre un transmisor y el espacio libre y viceversa. Las antenas son dispositivos
recíprocos pasivos. Pasivo porque no puede ampliar una señal y reciproco en cuanto a
que sus características de transmisión y recepción son idénticas. Se muestra a
continuación: Las características de una antena y los tipos de antenas.
a. Características de una antena
Se resumen en:
- Patrón de radiación: es una figura geométrica que revela la forma en que una
determinada antena irradia la energía que recibe. Sus dimensiones físicas son
inversamente proporcionales a la frecuencia a la cual trabaja, este patrón es relacionado
al campo electromagnético que irradia una antena. (Figura 2.18)
90
HORIZONTAL
VERTICAL
270 90
Figura 2.18 Patrón de radiación vertical y horizontal (Fuente: Cisco "Antenna Patterns")
- Eficiencia: Relación entre la potencia irradiada y la potencia entregada a la antena (es
35
adimensional).
- Ganancia directiva: es la relación de potencia irradiada en una dirección en particular, y
la densidad de potencia irradiada al mismo punto por una antena de referencia.
- Polarización: la polarización de una antena no es más que la orientación del campo
eléctrico que irradia de ella; de esta razón una antena presenta orientación horizontal si el
campo eléctrico está orientado horizontalmente.
- Impedancia de entrada: Es la impedancia de la antena en sus terminales. Es la relación
entre la tensión y la corriente de entrada.
- Ancho de banda: Es el margen de frecuencias en el cual los parámetros de la antena
cumplen ciertas características. Puede definirse un ancho de banda de impedancia, de
ganancia, de polarización, o de otros parámetros.
- Ancho de haz: es el ángulo que forman los puntos de media potencia con la antena, nos
sirve para medir la directividad de una antena. (Figura 2.19)
Max. Ganancia = Gp O
º ./"
--"""""r-..+o _._n,o Ganancia = 0.707 Gp
Figura 2.19 Ancho de haz de una antena (Fuente: Ibídem)
b. Tipos de antenas
Se resumen en las siguientes:
- Dipolo de media onda: también conocida como antena herz; es una antena resonante
usada para frecuencias menores de 2KHz, su longitud total es de N2 (media landa),
presenta corriente máxima en su centro y nula en sus extremos, su impedancia en el
centro es de 750 y no necesita plano a tierra (Figura 2.20).
- Radiador isotrópico: es una antena ideal que radia por igual en todas las direcciones, su
patrón de radiación es una esfera.
- Antena de Marconi: es una antena del tipo vertical, tiene las mismas características que
la antena dipolo a causa de las ondas reflejadas en el suelo; esta antena requiere de un
plano de tierra para reflejarse de manera eléctrica y así obtener el otro A/4. La ventaja de
esta antena es que comparte características similares a la de dipolo pero con la mitad de
36
su tamaño, su desventaja es que tiene que estar cerca al suelo. Figura 2.21
- Antena yagui - uda: es en realidad un arreglo de antenas. Este tipo de antena es
altamente directiva pues consta de 3 o más elementos llamados activo, reflector y uno o
varios directores. Se utiliza mayormente en comunicación punto a punto. Figura 2.22.
Zmáximo Zmáximo
� ··:--.. ··-
·�mínimo�
11./2
Figura 2.20 Dipolo de media onda (Ibídem)
11./4
Figura 2.21 Antena Marconi (Ibídem)
•
Ai D3
•
A2 D2
•
D1 A3
DIPOLO
A4
REFLECTO R •
Figura 2.22 Antena yagui (Ibídem)
2.6.2 Tecnología de radio
Sus componentes básicos son:
37
- Transmisor: solo transmite la información
- Receptor: solo recibe la información
- Transceptor: combina las características del transmisor y receptor, este dispositivos
solo transmite y recibe información.
Los conceptos básicos de transmisión son:
- Full dúplex: usa 2 frecuencias, transmite y recibe simultáneamente, esta es la radio más
cara porque tiene 2 frecuencias para procesar, esto no debe confundirse con el full
dúplex en PLC.
- Half dúplex: usa 2 frecuencias transmite y recibe pero no simultáneamente.
- Simplex radio: usa solo una frecuencia y no simultáneamente.
- Repetidores: usados generalmente cuando la señal entre el dispositivo remoto y master
no tiene línea de señal por un obstáculo natural o artificial.
- Tipos de modulación: existen básicamente 2 modulaciones, las que cambian de
amplitud (AM) y las que cambian de frecuencia (FM).
En cuanto a las frecuencias de operación, para los fines del informe se pueden
destacar
- Very High Frequency (VHF): sus ventajas radican en que tiene bajas perdidas en tierra.
Buena penetración a la atmosfera y buena reflexión. Sus desventajas radican en que
altos ruidos cerca al piso y sus largas antenas.
- Ultra High Frequency (UHF): su ventaja es que tiene antenas mas pequeñas y bajos
ruidos cerca al piso, sus desventajas son que tiene perdidas en terreno y vegetación
también se atenúa la señal en cable coaxial.
Diversas técnicas de transmisión se han implementado gracias a los avances en el
procesamiento de señales. Estas son utilizadas para las transmisiones de datos digitales.
- Frequency Hopping: significa espectro ensanchado por salto de frecuencia; es una
técnica de modulación en la que la portadora de la señal se emite sobre una serie de
radiofrecuencias aparentemente aleatorias.
Sus ventajas son que altamente resistente al ruido e interferencia, difícil de
interceptar, puede compartir una banda de frecuencia con muchos tipos de transmisiones
con mínima interferencia. La única desventaja de esta tecnología es su bajo ancho de
banda.
- Direct Sequence: la secuencia pseudoaleatoria se utiliza para generar una señal
discreta formada por pulsos que a su vez modula directamente la señal paso-banda.
CAPÍTULO 111 METODOLOGÍA PARA LA SOLUCIÓN DEL PROBLEMA
En el presente capítulo se describe la ingeniería del proyecto. Se exponen las
consideraciones de diseño y las opciones tecnológicas seleccionadas, para luego
describir la solución, finalmente se hará una breve descripción del equipamiento utilizado
así como el resumen de tareas y la estimación de costos del proyecto.
3.1 Análisis preliminar
Dado que en el capítulo 1 se discutió ampliamente lo referente a la planta (estructura,
problemática, etc.), esta sección se enfoca en dos temas: en la primera se exponen las
consideraciones (requerimientos) para el diseño y en la segunda el dimensionamiento de
la solución.
3.1.1 Consideraciones de diseño
Esta subsección es muy importante por cuanto agrupa las consideraciones para el
diseño y dimensionamiento de la solución. Esta sección está dividida en cuatro
subsecciones:
- El SCADA de Servicios.
- El PLC de Servicios y módulos de comunicación.
- El sistema de comunicaciones Industrial y redes de campo.
- El sistema radiocomunicaciones.
Las consideraciones de diseño para cada uno de ellos son analizadas desde los
siguientes atributos (donde sean aplicables): transparencia, flexibilidad, interacción,
escalabilidad, portabilidad, robustez, comunicación, arquitectura y almacenamiento de
datos.
a. Para el SCADA de servicios
Para el análisis se seguirá la metodología de análisis formulada.
a.1 Transparencia
Es fundamental que el desarrollo de la aplicación esté compuesto por una interacción
gráfica sencilla de comprender y de utilizar. Esto es, en el momento de usar las rutinas, el
usuario no tiene porque conocer los detalles de implementación.
Es necesario fijar una interfaz gráfica de usuario clara para todos los métodos
implementados, de forma tal, que sea posible usar una aplicación en forma independiente
39
y efectiva que logre visualizar, registrar y vigilar de manera rápida, en tiempo real e
histórico los parámetros principales del proceso.
a.2 Flexibilidad
Para el logro de la flexibilidad del sistema y cumplir con el estándar de Gloria, es
recomendable que se pueda integrar cualquier biblioteca tanto de visualización como de
almacenamiento de archivos gráficos existentes.
Por ello se debe optar por un software no propietario para facilitar la integración con
cualquier equipo ó sistema que cumpla con los requerimientos mínimos necesarios para
lograr las prestaciones propuestas, cómo ejemplo, la nueva turbina del proyecto de
cogeneración.
a.3 Interacción
Debe fijarse un grado avanzado de interacción hacia el sistema cómo medio
interactivo con el usuario del sistema. El SCADA emplea la salida de monitor de la PC
para presentar la información obtenida de: los equipos PLC, los mensajes de alarmas, las
gráficas de tendencias de las variables del proceso objeto y valores estadísticos que
afectan al mismo.
El SCADA debe permitir otras prestaciones cómo la interacción con periféricos
conocidos, tal como impresoras, servidores o discos externos para el almacenamiento de
las principales variables y su fácil análisis. Esta información debe estar organizada en
vistas dependientes, jerárquicas y ordenadas.
a.4. Escalabilidad
En complemento a lo anterior, la interacción no debe limitarse a la implementación
básica. Por el contrario debe proveerse un mecanismo que permita extender la
funcionalidad básica del sistema para que de esta forma se esté preparado para integrar
nuevos sistemas, equipos y realizar modificaciones según nuestras necesidades.
a.5. Portabilidad
El sistema propuesto debe ser de sencilla la instalación, del mismo modo, en caso de
contingencia, el sistema debería transportarse y activarse en otra PC.
a.6. Robustez
El sistema debe brindar seguridad y fidelidad en el control y datos obtenidos, por lo
que los equipos a utilizar en la solución deben ser de carácter Industrial y ser
seleccionados de acuerdo a la información técnica de su casa matriz.
a.7. Comunicación
La comunicación de datos entre los equipos de control involucrados en la
automatización juega un papel muy importante en el desarrollo de un SCADA. El vínculo
físico entre el computador y el PLC debe cumplir con ciertas exigencias que permitan un
40
intercambio de datos rápido y confiable para una correcta ejecución del sistema.
El estudio de las redes y los protocolos de comunicación permitirá conocer los
parámetros necesarios para seleccionar la topología o red de comunicación acorde a los
requerimientos del proceso.
La conectividad del SCADA está basada en Microsoft Windows por lo tanto utiliza
como estándar TCP/IP (Ethernet) para establecer sus comunicaciones. Así cada estación
de operación del SCADA debe disponer de una dirección IP, conformado en su totalidad
una red de equipos bajo el conjunto de protocolo TCP/IP que pueda aplicarse sobre una
red de fácil construcción y mantenimiento.
Por ello para cumplir este objetivo se debe optar por una red industrial y no mezclarla
con la red administrativa de Gloria, de esta forma se logra impedir los problemas de virus
informáticos, congestionamiento de la red y seguridad de los datos almacenados.
a.8. Arquitectura
El SCADA debe brindar una arquitectura centralizada con la cual se supervisa y
controlan todos los procesos desde un punto denominado Sala de Control; con esto se
logra una atención inmediata de alarmas ó eventos, optimización del recurso humano,
registro de variables críticas en una base de datos local y supervisión del proceso las 24
horas.
a.9. Almacenamiento de datos
Para poder llevar un control detallado y preciso de un proceso, es necesario observar
su evolución en el tiempo. Para tal fin la aplicación SCADA debe contar con la habilidad
de guardar datos cronológicamente ordenados al fin de recrear una situación pasada en
un tiempo futuro. Del mismo modo, se debe contar con la capacidad de realizar cualquier
tipo de consultas a la base de datos.
La estructura de datos debe ser compacta para disminuir la cantidad de valores
almacenados, optimizando el tiempo de acceso a los datos guardados y no malgastar el
espacio del medio utilizado.
Por lo expuesto, el almacenamiento debe realizarse en una base de datos relacional
estándar de mercado o en un archivo de estructura propietaria, brindando éste último el
mejor desempeño al momento del almacenamiento. Debe proveerse una base de datos
SQL para realizar consultas a los datos ya almacenados.
b. Para el PLC de Servicios y módulos de comunicación
Para el análisis se seguirá la metodología de análisis formulada.
b.1. Transparencia
La programación en el PLC debe poder ser realizada de manera sencilla y
comprensible por cualquier otro integrante del área de automatización, para facilitar la
modificación o corrección del programa a gusto del usuario.
b.2. Flexibilidad
41
Es altamente recomendable realizar la programación del PLC desde "cero" con la
finalidad de hacerla más flexible, es decir que se pueda adaptar a las nuevas necesidad.
Es por ello que debe integrarse nuevas librerías, módulos, servicios y actualizaciones.
b.3. Robustez
Los equipos a utilizar en la solución deben ser de carácter Industrial, de marca
reconocida y probadas en distintas industrias.
b.4. Comunicación
La comunicación del PLC con los equipos de campo debe de ser totalmente abierta
contemplando los principales protocolos industriales que se manejan en la actualidad. No
debe existir ninguna restricción para obtener confiabilidad en los datos adquiridos
conjuntamente con la rapidez de transmisión que requiere la aplicación.
b.5. Arquitectura
La arquitectura debe permitir crecer en número de entradas y salidas según lo
requiera la aplicación.
b.6. Almacenamiento de datos
Se debe poder almacenar los estados de memoria, los valores de las principales
variables y poder guardar el programa en una memoria externa que permita el respaldo
de la aplicación ante cualquier eventualidad.
c. Para el sistema de comunicaciones Industrial y redes de campo
Para el análisis se seguirá la metodología de análisis formulada.
c.1. Transparencia
Se debe contemplar un protocolo de comunicación abierto para brindar la facilidad de
integración entre los equipos.
c.2. Flexibilidad
La configuración de la red debe de ser accesible y de fácil comprensión, facilitando
una rápida curva de aprendizaje. El sistema de comunicaciones industrial a implantar
debe utilizar el modelo OSI (Open System lnterconnection), base fundamental de las
comunicaciones abiertas.
c.3. Interacción
La administración y configuración del hardware de comunicaciones debe seguir
estándares internacionales.
c.4. Robustez
La red de comunicación debe poseer una topología adecuada a cada segmento,
además los equipos deben ser tolerantes al ruido. La red debe ser lo suficientemente
segura para proteger la confidencialidad de los datos.
c.5. Comunicación
42
La comunicación entre los equipos de campo debe de ser totalmente abierta,
confiable y viable, buscando la mayor velocidad de transmisión y veracidad de los datos
c.6. Arquitectura
Se debe utilizar una arquitectura de red distribuida, Entradas y salidas
(análogas/discretas) adaptadas a la necesidad, con buses abiertos y estandarizados.
d. Para el sistema radiocomunicaciones
Para el análisis se seguirá la metodología de análisis formulada.
d.1. Transparencia
Se debe contemplar una flexibilidad, escalabilidad y movilidad además de un mínimo
consumo de potencia para telemetría y control.
d.2. Flexibilidad
Una red de estas características debe ser auto-organizativa, multi-funcional y
reconfigurable, lo que implica que la comunicación y los componentes computacionales
de los nodos inalámbricos deben ser adaptivos y programables.
d.3. Interacción
Debe de interactuar de manera transparente con todos los nodos de radio
comunicación transportando seguramente los datos requeridos.
d.4. Robustez
El sistema de gestión de contraseñas de administración de los puntos de acceso debe
ser equivalente a la gestión de contraseñas de cualquier otro servidor. La administración
de puntos de acceso debe hacerse por canales seguros.
d.5. Comunicación
Se debe optimizar localización de los puntos de acceso inalámbrico (AP) para
minimizar el tráfico inalámbrico y la posibilidad de conexión a la red desde zonas no
deseadas o fuera del ámbito de la organización. De ser necesario se debe aplicar
técnicas de retransmisión.
3.1.2 Planteamiento de la solución
En esta sección se expondrán las decisiones tomadas respecto a las opciones
tecnológicas a desarrollar y a aplicar para cumplir con los requerimientos. Se precisará el
hardware y software a utilizar.
a. Para el SCADA de Servicios
El resumen de requerimientos es el siguiente:
- Optarse por un software no propietario.
- El SCADA debe permitir la interacción con periféricos conocidos tal cómo impresoras,
43
servidores o discos externos para el almacenamiento de las principales variables para su
fácil análisis.
- La interacción no debe limitarse a la implementación básica, debe ser escalable.
- El sistema debería transportarse y activarse en otra PC (ser flexible)
- Los equipos a utilizar en la solución deben ser de carácter Industrial
- Cada estación de operación del SCADA debe disponer de una dirección IP, conformado
en su totalidad una red de equipos bajo el conjunto de protocolo TCP/IP que pueda
aplicarse sobre una red de fácil construcción y mantenimiento.
- Se debe utilizar una red industrial y no mezclarla con la red administrativa de Gloria.
- El SCADA debe brindar una arquitectura centralizada.
- El SCADA debe contar con la habilidad de guardar datos cronológicamente ordenados
al fin de recrear una situación pasada en un tiempo futuro. Se debe contar con la
capacidad de realizar cualquier tipo de consultas a la base de datos y la estructura de
datos debe ser compacta para disminuir la cantidad de valores almacenados, Por ello el
almacenamiento debe realizarse en una base de datos relacional estándar de mercado o
en un archivo de estructura propietaria, brindando éste último el mejor desempeño al
momento del almacenamiento. Debe proveerse una base de datos SQL para realizar
consultas a los datos ya almacenados.
Conclusión:
Por las consideraciones expuestas, se decide optar por el software Wonderware
lnTouch HMI. Wonderware es una marca de productors de automatización industrial
industrial y software de información, propiedad de lnvensys Operations Management
(IOM), la cual es una división de la compañía británica lnvensys.
b. Para el PLC de Servicios y módulos de comunicación
El resumen de requerimientos es el siguiente:
- La programación debe poder ser realizada de manera sencilla y comprensible por
cualquier otro integrante del área de automatización. Por ello debe desarrollarse el
programa cumpliendo con la norma internacional IEC 61131 la cual es considerada como
norma mundial en controladores lógicos programables.
- Debe evitarse la programación desde "cero" integrando nuevas librerías, servicios y
actualizaciones.
- Los equipos a utilizar en la solución deben ser de carácter Industrial, de marca
reconocida y probadas en distintas industrias.
- La comunicación con los equipos de campo debe ser abierta. No debe comprometerse
la confiabilidad de los datos adquiridos con la rapidez de transmisión que requiere la
aplicación.
44
- La arquitectura debe ser escalable.
- Debe poderse almacenar los estados de memoria, los valores de las principales
variables y poder guardar el programa en una memoria externa que permita el respaldo
de la aplicación ante cualquier eventualidad.
Conclusión:
Para dar total cumplimiento a los requerimientos expuestos se opta por los PLCs de la
serie SIMATIC S7-300 de Siemens AG.
c. Para el sistema de comunicaciones Industrial y redes de campo.
El resumen de requerimientos es el siguiente:
- Protocolo de comunicación abierto para brindar la facilidad de integración entre los
equipos.
- Utilizar el modelo OSI.
- Estándares internacionales para la administración y configuración del hardware de
comunicaciones.
- Topología adecuada a cada segmento, equipos tolerantes al ruido, seguridad de datos.
- Comunicación entre los equipos de campo debe de ser totalmente abierta, confiable y
viable, buscando la mayor velocidad de transmisión y veracidad de los datos
- Arquitectura de red distribuida, E/S adaptadas a la necesidad, con buses abiertos y
estandarizados.
Conclusión:
Dado los requerimientos expuestos, se decide el uso de Ethernet industrial, por ser un
sistema de bus basado en IEEE 802.3 diseñado para la industria. Esta red se caracteriza
por:
- Conexión de sistemas de automatización entre sí y con PC y Workstations para lograr
una comunicación homogénea y heterogénea.
- Posibilidad de realizar amplias soluciones mediante redes abiertas.
- Elevado rendimiento de transmisión.
- Diferentes soportes de transmisión (cable triaxial, par trenzado industrial, cable de fibra
óptica)
d. Para el sistema radiocomunicaciones
Los requerimientos se resumen en lo siguiente:
- Flexibilidad, escalabilidad y movilidad. Mínimo consumo de potencia para telemetría y
control.
- Auto-organizativa, multi-funcional y reconfigurable.
- Interacción transparente con todos los nodos de radio comunicación. Transporte seguro
45
de datos requeridos.
- La administración de puntos de acceso debe hacerse por canales seguros. sistema de
gestión de contraseñas
- Optimización de puntos de acceso inalámbricos. considerar retransmisoras.
Conclusión:
Para el cumplimento de las consideraciones expuestas, se decide utilizar la
tecnología de redes inalámbricas basada en el estándar IEEE 802.11., bajo la estrategia
de simplificación, concentración e Integridad, donde
- Simplificación: Instalar los RTU (Remote Transmisión Unit) cerca de los elementos de
red supervisados.
- Concentración: Minimizar el cableado dentro de la oficina central.
- Integridad: Realizar un estudio de perfil de radio enlace para poder calcular le potencia
requerida para establecer el enlace de manera segura y sin pérdida de datos.
3.2 La ingeniería del proyecto
Esta sección presenta las fases de implementación del proyecto además de los
detalles técnicos de instalación/configuración de los principales componentes de la
solución.
3.2.1 Fases del proyecto
La solución tecnológica del SCADA de Servicios se implementó por fases debido a la
falta de disponibilidad de parar la planta por tiempos prolongados ya que no se pueder:,
cortar suministros vitales para el funcionamiento de la planta como energía eléctrica,
vapor, agua, aire, y refrigeración. Parar la planta significaría dejar de producir, y por ende
no tener presencia en el mercado.
Cabe destacar que las actividades de cada fase se ejecutaron en paralelo, siendo e
tiempo total de implementación del proyecto de 117 días (ver en Anexo A Diagrama de
Gantt).
En resumen el SCADA implementado centraliza todas las unidades remotas que
presente el área de Servicios y Planta de Agua, tales como:
- Los 8 compresores de amoniaco
- Sistemas de alarmas de servicios
- Cámaras de refrigeración
- La red de 6 compresores de Aire
- La red de 14 equipos medidores de flujo
- La red de 12 equipos medidores de energía
- Bombas sumergibles de la planta de aguas
- Sistema de bombeo de la planta de aguas
46
- Planta de Osmosis inversa 1
- Planta de Osmosis inversa 2
- Tratamiento de agua
El sistema de supervisión consta del monitoreo, control y almacenamiento, de forma
automática, de todas las variables de las estaciones descritas, optimizando así el
consumo de los recursos, previniendo las paradas intempestivas de los equipos,
planificando el mantenimiento preventivo y reduciendo los tiempos de respuesta ante
cualquier falla.
Se cuenta con una base de datos robusta la cual permite almacenar los datos
necesarios de manera confiable y segura, a su vez se cuenta con un sistema de reportes
automático que permitiré obtener los datos de manera sencilla para la evaluación de
variables críticas (Voltajes, amperajes, potencias, eventos etc.) y consumos de recursos
(Energía, gas, aire y agua) todo esto gracias al software de supervisión lntouch y su base
de datos Historian.
a. Fase 1
Contempló la compra de la PC de Supervisión, la compra de la licencia del SCADA, la
compra e instalación de todos los módulos de los PLC, cableado de las señales y la
elaboración del SCADA para todas estas estaciones integradas. El tiempo de ejecución:
fue de 60 días, esto incluyo:
El dimensionamiento y compra de
- Los compresores de amoniaco (08)
- El PLC de sistemas de alarmas de servicios (01 PLC con 120 señales)
- El PLC de Cámaras (01 PLC con 50 señales)
- La red de compresores de Aire (06)
- La red de medidores de flujo (14 equipos)
- La red de medidores de energía (12 equipos)
- El PLC de Bombas sumergibles de la planta de aguas (01 PLC con 25 señales)
- EL PLC de sistema de bombeo de la planta de aguas (01 PLC con 28 señales)
- EL PLC de Osmosis inversa 1 (01 PLC con 68 señales)
- EL PLC de Osmosis inversa 2 (01 PLC con 68 señales)
- El PLC de tratamiento de aguas (01 PLC con 20 señales)
- La PC de supervisión.
Además de las siguientes tareas.
- Instalación de 02 módulos de 32 entradas digitales, 03 módulo de 8 entradas analógicas
y un módulo de conexión a la red Ethernet en el PLC - Sistema de Alarmas.
- Instalación de 3 módulos de 8 entradas analógicas en el PLC - Compresores de
47
Amoniaco.
- Instalación de un módulo de conexión a la red Ethernet en el PLC - Cámaras.
- Instalación de cinco módulos de conexión de red Ethernet en los PLC - Planta de
Aguas.
- Integración de los PLC de Alarmas, compresores de amoniaco y cámaras.
- Diseño del sistema SCADA en el software lntouch e integración con las señales a
monitorear.
b. Fase 2
Contempla la integración de los compresores de Amoniaco, la compra e instalación
de los radio módems y las modificaciones en el SCADA para visualizar estos equipos.
Tiempo de ejecución 25 días:
- Instalación de la plataforma para la Red de Compresores de Amoniaco - Red Modbus
ASCII para comunicación a Ethernet.
- Integración de las redes de los flujo metros de la sala de calderas y la de los medidores
de energía de la subestación de servicios.
- Instalación de los Radio módems y antenas para la Planta de Aguas
- Modificación y configuración del sistema de supervisión.
c. Fase 3
Contempla la integración de los compresores de Aire y la modificación del SCADA
con la adición de las pantallas de supervisión correspondiente y la configuración del
software correspondiente. Tiempo de ejecución 12 días
- Instalación del equipo IRI en el Sistema de Generación de Aire Comprimido, finalmente
integrarlo a la red Ethernet.
- Modificación y configuración del sistema de supervisión.
d. Fase 4
Contempla la compra de la licencia y la creación de la base de datos para toda la
aplicación del SCADA de Servicios y la creación de los Reportes requeridos. Tiempo de
ejecución 20 días.
- Instalación de la base de datos
- Creación de los Reportes
- Instalación del Servidor de planta.
- Modificación y configuración del sistema de supervisión.
3.2.2 PLCs
En esta sección se describe lo correspondiente a los PLC de la solución desarrollada.
Estos se agrupan de la siguiente manera: PLC de sistemas de alarmas de servicios, de
Cámaras, de Bombas sumergibles de la planta de aguas, de sistema de bombeo de la
48
planta de aguas, de Osmosis inversa 1, de Osmosis inversa 2, de tratamiento de aguas ..
a. PLC de sistemas de alarmas de servicios
La función de este PLC es monitorear las alarmas del área de servicios y del sistema
de recuperación y envío de agua caliente, adicionalmente controla la secuencia de la
recuperación de agua de la planta, realizando el proceso de recirculación y envío a la
condensería. El PLC de sistemas de alarmas de servicios es descrito a continuación.
El PLC utilizado es de la marca SIEMENS y de la familia de los S7-300. Se está
usando una arquitectura de periferia distribuida, para ello se usan módulos remotos
comunicados en PROFIBUS DP. Para este PLC se cuenta con una estación principal y
dos estaciones remotas. Las Tablas 3.1, 3.2 y 3.3 muestran el hardware de cada estación
(Bastidor, Estación remota 1, Estación remota 2).
Tabla 3.1 Bastidor principal, Hardware-PLC Alarmas (Fuente: Elab. propia)
Slot Módulo Código Dirección
entrada salida Profibus
2 CPU 315-2DP 6ES7 315-2AG 10-0ABO 2
4 CP 343-1 6GK7 343-1EX21-0XE0
5 DI 16xDC24V 6ES7 321-1 BH01-0AA0 0 ... 1
6 DI 16xDC24V 6ES7 321-1BH01-0AA0 4 ... 5
7 DO 16xRelay 6ES7 322-1 HH00-0AA0 8 ... 9
8 DO 16xRelay 6ES7 322-1 HH00-0AA0 12 ... 13
9 DO 16xRelay 6ES7 322-1 HH00-0AA0 16 ... 17
10 Al8x12Bit 6ES7 331-7KF01-0AB0 80 ... 95
Tabla 3.2 Estación remota 1, Hardware-PLC Alarmas (Fuente: Elab. propia)
Dirección Slot Módulo Código
entrada salida Profibus
ET 200U 6ES5318-8MB 12 3
1 16 DI 6ES5422-8MA 11 20 ... 21
2 8 DI 6ES5421-8MA 12 24
Tabla 3.3 Estación remota 2, Hardware - PLC Alarmas (Fuente: Elab. propia)
Slot Módulo Código entrada
Dirección
salida Profibus
2 IM 153-1 6ES7 153-1 AA03-0XB0 4
4 DI 16xDC24V 6ES7 321-1BH02-0AA0 30 ... 31
5 DO 16xRel. 6ES7 322-1 HH01-0AA0 30 .. 31
AC120V/230V
6 Al8x12Bit 6ES7 331-7KF02-0AB0 256 ... 271
7 AO4x12Bit 6ES7 332-5HD01-0AB0 256 ... 263
En las Figuras 3.1 a 3.3 se muestran las configuraciones realizadas en el software
para cada estación.
PRORlruSl2t OP � .,_ 11.
li(O)Wi 1
� ll:'31S.2DP
3 4 tp)U-1
5 Dll1t»lJC2,N
& D.11� 7 001Qflele,
r-7Lim1 e 001&13_ .. s D01Wl!Dla, ,o Al8x1:281 11
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3 4 C1'3'3-1 5 On&d)0W
6 0l1Qd)C24V 7 001MM B oo,ww... 9 oo,�
10 .Maic128�
11
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16ES7 315-2'610GA!O
K73U-1EX2'!_.Qlt0 S7 32MBH01-06AO S7 3'lMBH01-0M.O S71Zl-1HH�
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4....5 a .. s 12 .. 1
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Figura 3.1 Configuración del bastidor principal - PLC Alarmas
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PROFIBUS(_?l OPrnasttt �emlll
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2 &')J Urmirial rnocllJe 24
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Pré$S FI to oet �- r-
Figura 3.2 Configuración de Estación remota 1 - PLC Alarmas
u, o
e CP343-1 5 Dl16'4>C24V
6 Dl16il:OC24V
7 0016,fl ¡·ami ·mi
8 D016ill
9 0016,fl
10 Al&c1:2B�
11
� --·------ ---·--·-. - - - -- - - - -
-- --· -,
�� (41 IM 153-1
Slol HI Moct.a
,
.? • /lillSN
3
4 011W>C24V
...
5 0016,IW AC12CW/Zl
6 Al8x1:2B�
7 AD4ll1:2B�
8
9
10
11
PmiFI toget�.
O,der Nwnbel ·� Q�e;i Conmenl
(é.t:715.1-IA,tj(lj8'<8(1 &Tl'r
6ES7 321-1BHD2� :D .. 31
6ES7 322•1HH01� 30 ... 31
6ES7 331-7Kf02WO 256 ... 271
6ES7 332-5H001-0i$0 256. .. 263
Figura 3.3 Configuraciól) de Estación remota 2 - PLC Alarmas
�
� -!
1
u, -l.
52
Este PLC se configuró como una periferia distribuida, utilizando módulos 1/0 remotos
comunicados en PROFIBUS. Para ello se les asignó direcciones tanto desde el software
como también físicamente. Dichas direcciones se mostraron en las tablas 3.1 a 3.3. Se
realizó el programa usando un modo de programación estructurado, debido a que este
tipo de programación permite tener una mejor organización del programa dividiendo el
programa global en bloques los cuales realizarán tareas específicas, de esta forma
también se consigue normalizar los programas de los PLCs ya que se puede usar
bloques estándares para distintas aplicaciones y hacer que sean más entendibles. En el
programa que se desarrolló para este PLC se utilizaron dos lenguajes de programación,
Esquema de contactos (KOP) y Lista de instrucciones (AWL). En el Anexo B se presenta
la lógica de funcionamiento y la relación de señales de entrada y salida.
b. PLC de Cámaras
Este PLC es un S7200 el cual es el encargado de realizar la secuencia de habilitación
y confirmación de arranque de las bombas de los compresores de amoniaco 1 y 2.
En este tipo de PLC no hay una interfaz gráfica en donde se configure el hardware, lo
único que es solicitado al momento de iniciar la programación es declarar que tipo de
CPU se está utilizando. A este PLC se le colocó un CP con comunicación Ethernet para
poder enlazarlo con el SCADA de Servicios.
Se resume en la siguiente Tabla 3.4 los módulos utilizados.
Tabla 3.4 Tablero Maestro PLC Cámaras
ITEM EQUIPO CODIGO COMENTARIOS
1 CPU 224 214-1 BD23-0XB0 14 Dl/10 DO
2 EM 223 223-1 BF20-0XA0 04 DO/04DO
3 EM 223 223-1 BF20-0XA0 04 DO/04DO
4 EM 221 221-1 BF21-0XA0 08 DI
5 EM 222 222-1 HF22-0XA0 08 DO
6 EM 221 221-1 BF22-0XA0 08 DI
7 EM 222 222-1 EF22-0XA0 08 DO
El PLC de cámaras se encuentra en la gama de los micro PLC de Siemens por
consiguiente solo posee el protocolo PPI por default. Es por ello que para integrarlo a
este proyecto fue necesario colocarle un módulo CP 243 Ethernet el cual permitió
monitorearlo desde el SCADA.
La configuración del nuevo módulo Ethernet se realiza mediante el asistente del
propio software que guía paso a paso como realizar la configuración de ello. A finalizar la
configuración se crean los componentes del proyecto. En sí se crean las subrutinas y la
memoria de variables en el módulo de datos. Es en el programa del STEP 7 Micro/WIN
se llama a la subrutina ETHO_CTRL en cada ciclo y luego se carga toda la configuración
en el S7-200 (Figura 3.4). Ver en el Anexo G los detalles de configuración del PLC.
SMO.O ETHO_CTRL 1t----1EN 1
CP _Re- • M20.0
Ch_Re- ·MW22
Error ·MW24 ------
Figura 3.4 Con figuración de PLC Alarmas
53
En el Anexo C se presenta la lógica de funcionamiento y la relación de señales de
entrada y salida.
c. PLC de Bombas sumergibles de la planta de aguas
Al igual que el PLC de Cámaras este pertenece a la familia S7200. Este PLC es el
encargado de controlar el encendido y apagado de las 3 bombas sumergibles que se
encargan de extraer el agua de pozos para poder enviarlo al un reservorio o cisterna,
para luego ser enviad a planta para su consumo.
La secuencia del arranque de las bombas es dependiendo del consumo de planta. Si
se tiene mayor consumo es necesario arrancar las tres bombas para poder enviar agua.
También es necesario rotar las bombas como master y esclavos según las horas de
trabajo para que el desgaste no afecte a una sola si no sea parejo en las tres bombas. El
PLC y módulos de la caseta de Bomba Sumergibles es mostrada en la Tabla 3.5.
Tabla 3.5 Tablero Bombas sumergibles de la planta de aguas
ITEM EQUIPO CODIGO COMENTARIOS
1 CPU 224 AC 214-1 BD23-0XB0 14 01/10 DO
2 EM 231 231-0HC22-0XA0 04 AI
3 EM 221 221-1 BF22-0XA0 08 DI
El PLC se encuentra en la gama de los micro PLC de Siemens por consiguiente solo
posee el protocolo PPI por default es por ello que para integrarlo al proyecto fue
necesario colocarle un módulo CP 243 Ethernet el cual permite monitorearlo desde el
SCADA. La configuración del nuevo módulo Ethernet se realiza del mismo modo que fue
descrito en la sección previa. En el Anexo D se presenta la lógica de funcionamiento y la
relación de señales de entrada y salida.
d. PLC de sistema de bombeo de la planta de aguas
Este PLC también pertenece a la familia de los S7200, este PLC es el encargado de
enviar el agua que se encuentra en el reservorio o cisterna hacia la planta para su
consumo, posee 4 bombas de envío las cuales están programadas para su encendido
según la demanda que se tenga en planta. El PLC utilizado y módulos de la caseta de
Bomba de la planta de aguas es mostrada en la Tabla 3.6.
54
Tabla 3.6 Tablero de bombeo de la planta de aguas
ITEM EQUIPO CODIGO COMENTARIOS
1 CPU 224 AC 214-18023-0XBO 14 01/10 DO
2 EM 231 231-0HC22-0XA0 04AI
3 EM 232 232-0HB22-0XA0 02 AO
4 EM 235 235-0KD22-0XA0 04Al/01AO
5 TP 1778 PN/DP 6AV6642-0BA01-1AX1
Este PLC se encuentra en la gama de los micro PLC de Siemens. La configuración
del nuevo módulo Ethernet se realiza mediante el asistente del propio software.
Entre los elementos más críticos de control están el sensor de nivel del tanque AIW2,
el sensor de presión de línea AIW0 con el cual se ejecuta el PID para controlar los tres
variadores de velocidad de cada una de las bombas de suministro AQW0, AQW2 Y
AQW4 respectivamente. En el Anexo E se presenta la lógica de funcionamiento y la
relación de señales de entrada y salida (Bombas de suministro).
e. PLC de Osmosis inversa 1
Este PLC también pertenece a la familia de los S7200, son dos PLC completamente
iguales cada uno de ellos tiene la función de controlar un proceso de osmosis inversa
proceso en el cual se fuerza al agua a pasar a través de una membrana semi-permeable
desde una solución más concentrada en sales disueltas u otros contaminantes a una
solución menos concentrada, mediante la aplicación de presión.
El Objetivo de la Osmosis Inversa es obtener agua purificada partiendo de un cauda)
de agua con gran cantidad de sales. El PLC utilizado y módulos del Tablero de Osmosis
inversa 1 es mostrada en la Tabla 3.7.
Tabla 3.7 Tablero de Osmosis inversa 1
ITEM EQUIPO CODIGO COMENTARIOS
1 CPU 226 216-28O23-0XB0 24 01/16 DO
2 EM 223 223-1 PH22-0XA0 08 01/08 DO
3 EM 222 222-1 HF22-0XA0 800
4 EM 231 231-0HC22-0XA0 04AI
5 EM 231 231-0HC22-0XA0 04AI
6 EM 231 231-0HC22-0XA0 04AI
Este PLC también se encuentra en la gama de los micro PLC de Siemens por
consiguiente solo posee el protocolo PPI por default es por ello que para su integración
fue necesario colocarle un módulo CP 243 Ethernet el cual permite monitorearlo desde el
SCADA. La configuración del nuevo módulo Ethernet se realiza de manera similar a la de
los PLCs previamente mencionados.
f. PLC de Osmosis inversa 2
De manera similar al anterior caso, este PLC pertenece a la familia de los S7200.
55
Aquí también se usan dos PLC completamente iguales. El PLC utilizado y módulos del
Tablero de Osmosis inversa 2 es mostrada en la Tabla 3.8
Tabla 3.8 Tablero de Osmosis inversa 2
ITEM EQUIPO CODIGO COMENTARIOS 1 CPU 226 216-28O23-0XB0 24 01/16 DO
2 EM 223 223-1 PH22-0XA0 08 01/08 DO
3 EM 222 222-1 HF22-0XA0 800
4 EM 231 231-0HC22-0XA0 04AI
5 EM 231 231-0HC22-0XA0 04AI
6 EM 231 231-0HC22-0XA0 04AI
La configuración es similar al anterior caso. En el Anexo F se presenta la lógica de
funcionamiento y la relación de señales de entrada y salida (Bombas de suministro).
g. PLC de tratamiento de aguas
Este PLC también pertenece a la familia de los S7200, es el encargado de abastecer
de agua los módulos de osmosis inversa. El PLC utilizado y módulos del Tablero de
Control de la planta tratamiento de Agua es mostrada en la Tabla 3.9.
Tabla 3.9 Tablero de Control de la planta tratamiento de Agua
ITEM EQUIPO CODIGO
1 CPU 226 216-28O21-0XB0
2 EM 221 221-1 BF21-0XA0
La configuración es similar a los casos anteriores
3.2.3 Instrumentación
COMENTARIOS
24 01/16 DO
08 DI
Esta sección se orienta a explicar lo concerniente a los medidores de energía y los
medidores de flujo
a. Medidores de Energía
Los medidores de energía integrados en el sistema son suma importancia en el
monitoreo e integración del sistema Scada permitiendo monitorear valores de Voltaje,
Amperaje, CosFi, Frecuencia, Potencias y Energía en tiempo real. Así mismo se logran
guardar los valores de consumo para poder sacar un reporte mensual de consumo de
energía por área específica. A continuación el listado de de los medidores de energía la
cual se comunica vía protocolo Modbus RTU serial entre ello hasta un conversor a
Modbus Ethernet, ya con ese protocolo ingresa al SCADA.
Tabla 3.1 O Medidores de energía
CANT EQUIPO CODIGO COMENTARIOS
6 Medidor Power Logic PM 500 monitoreo de 24 variables c/u
5 Medidor Power Logic PM 710 monitoreo de 24 variables c/u
1 Medidor Power Logic PM 800 monitoreo de 24 variables c/u
56
b. Medidores de Flujos
Los medidores de flujo están distribuidos de tal manera que permiten visualizar el
consumo de Aire, Vapor y Agua de la planta.
A continuación se muestra el listado de flujometros que los comunica con el SCADA
para poder enlazarlos. Estos equipos poseen dos tecnologías una es el 4-20 mA y
protocolo Hart es mediante este que se realiza la red de comunicación hasta un
conversor a Ethernet.
Tabla 3.11 Flujometros E+H
CANT EQUIPO COMENTARIOS
7 Promag 1 O E+H monitoreo de 05 variables c/u
2 Promag 50 E+H monitoreo de 05 variables c/u
5 Prowirl 73 E+H monitoreo de 05 variables c/u
3.2.4 Redes de comunicaciones
El resultado de este proyecto es la integración de las estaciones remotas que se
encuentran aisladas de un punto de control y supervisión automática, es así que nace la
idea de implementar un sistema SCADA el cual centraliza todas las unidades remotas
que presente el área de Servicios y Planta de Aguas tales como:
- La red de compresores de amoniaco (08)
- La red de compresores de Aire (06)
- La red de medidores de flujo (14 equipos)
- La red de medidores de energía (12 equipos)
- El PLC de sistemas de alarmas de servicios (01 PLC con más de 100 señales)
- El PLC de Cámaras (01 PLC con más de 50 señales)
- El PLC de Bombas sumergibles de la planta de aguas (01 PLC con 25 señales)
- EL PLC de sistema de bombeo de la planta de aguas (01 PLC con 28 señales)
- EL PLC de Osmosis inversa 1 (01 PLC con 68 señales)
- EL PLC de Osmosis inversa 2 (01 PLC con 68 señales)
- El PLC de tratamiento de aguas (01 PLC con 20 señales)
La Figura 3.5 resume las redes y sistemas que se integran al SCADA.
El sistema de supervisión consta del monitoreo, control y almacenamiento de todas
las variables de las estaciones descritas de forma automática.
Es así como se optimiza el consumo de los recursos, se previenen las paradas
intempestivas de los equipos, se planifica el mantenimiento preventivo y se reducen los
tiempos de respuestas ante cualquier falla (Figura 3.6).
Red de medidores de energía M0<ll>11s TCPIP
.. e;...... .� ,.� ..... ':-·-··-'·
11'-"""J•••• ·· ,.-,:u, .. ,,.,
1,1od1>11s ntu
fdodhus RTU ,:,...·��:,� i.-.19, ._,_ l.....,...,., !:ub�,t�.:ICfl mbí � r=i; s,.,.,..,,,o"'
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1a� �, ; Amoniaco
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1
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Arranque de bomba : 1
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·smosis Planta de�--
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: . " : 1
1 1 ___ J -------7¡ ______ _ r
---
--- merqibles 1 : Bombas
-
su : 1
1 1
• 1
1
1 1
1 L _____________ _
Figura i.5 Redes integradas al SCADA u, -J
PLANTA DE SERVICIOS
PLC. Sis! Alarmas
PLC, Compresoras
Ethernet
COGENEREACION ,-- ---------.
PC Supervisión Servidor Turbina
,¡, Ethernet T � ; __ ::::::===:::_-_.,__..;I Compresor
PLC, Cámaras ¡-i,· 1
Caldera
Subestación de generación : � de aire comprimido
D 1 .-
Modbus TCP/IP
.... -.> .. -··� ,-, .. �
� .; �-:__...,_,.,,.....t • d·�u-
- ' + ,� .. �(¡ �\
Modbus RTU Modbus TCP/IP
. . [ ,,.. -j
1
'-----------
IEO
--------, RED HART -TCP Arranque de 1
Plom,19 50
.,,-:..
,1:_e.
PI 0111.ol<J 10
Ploi,.i1I 73
:r¡,
Subestación de servicios
Modbus TCP/IP I' ---.....···
-:-1. .. ' ,·� ... . -�
. .... ,.�"t'- r't.\.•, ..
Modbus RTU-ASCII - TCP-IP
bomba 1, 2 y 3 1
•! ., 1
Bombas 1 FXJIS20 fXA
_:J
�20 Compresores de amoniaco
11- 11· _
sumergibles 1y 2 1
I· - 1 Modbus TCP/IP 1 - 1 !V��-
- : f@!j: ¡ 1 � � · · -· .. · 1 _ 1 ,. ¡- •, ,- .... 1 1
Modbus ASCII ·-· - 1 ·u•- -·--;:.-� . Modbus RTU-ASCII - TCP-IP 1 1
cw ,-1 ' ·- ..... -.. r-- L J f<edH,111 Compresores de amoniaco &ií i:i;i
-------Figura 3.6 Automatización de servicios y planta de aguas
PLANTA DE AGUA
Ethernet
r-----------. 1 Planta de ósmosis 1 1 1
ill•i 1
'---------- 1
,-----------' Planta de tratamiento 1 1 de agua 1 LJI :
1 1 1 1
l __________ J
o, 00
59
a. La red de medidores de flujo
Cada uno de los fluxómetros (Figura 3. 7) posee comunicación por protocolo HART es
asf que se los conecta con cable belden de 2 hilos hasta llegar a un concentrador Hart.
Desde ahf se saca una señal para ser enviada al conversor Ethernet TCP/IP y desde ahf
subirlo al SCADA mediante cable Profinet.
Todo el montaje de la red Serial se realizó por una canaleta específica de
comunicación para que no se cruce con seflales de tensión que puedan ocasionar
perturbaciones en la red.
Promag 10
f¡-
( Agu.i s.f D. L.
Promag 10
G·ie
Gllcol D. L.
Promag 10
Tm1<1ue Recircul,,ción
Promag 10
Agua Caliente D. L.
Promag 50
Agu., Caliente Condense, ia
Agu.i Filtr .,da D. L.
Promag 10
Agua Filtrndt1 Condenserfo
Promag 10
Glicol Conde11seria
Promag 50
Aguac.,1<1e1 ., A1>in Prowirl 73
l V,11>01
ComlP.nsP.ri,1
Prowirl 73
v.,,,o, D.L.
FXN520 24 Vdc
FXA520 Glll.9'
.... -
1
Prowirl 73
v.,,,or l)tll ., EVt'll)0l'iZt'ld0I Prowirl 73
l Vtll)0í
Caldern A1>in
Prowirl 73
l va,,o,
c.,lder., ., Cle,we, Brooks
• r.11-----
RedHmt
: "" - TCP - Ethernet
Figura 3. 7 Red de medidores de flujo HART-TCP
b. La red de compresores de Aire
Esta red (Figura 3.8) concentra todos los compresores de aires para poder
60
gobernarlos desde el SCADA. Con él se muestra en tiempo real de los principales
parámetros de cada uno de los compresores descritos.
Cada uno de los compresores posee una tarjeta de comunicación IRI (lntellisys
remote interface) la cual se cablea con un cable belden apantallado de dos hilos hasta el
Secuenciador principal X8i el cual posee un puerto Ethernet y desde ahí se sube al
SCADA mediante cable Profinet.
Todo el montaje de la red Serial se realizó por una canaleta específica de
comunicación para que no se cruce con señales de tensión que pudieran ocasionar
perturbaciones en la red.
En este caso se usa una topología estrella. Conectando cada uno de los compresores
de aire al secuenciador se obtiene automáticamente una topología en forma de estrella.
�_,;?\ ,-'/-;::::-=-- \__ \
(!lf) •'
� f \UE-J
Figura 3.8 Red de compresores de Aire
c. La red de medidores de energía
.�· _...)
Cada uno de los medidores de energía poseen comunicación ModBus RTU, es porello que se emplea una red Modbus serial saliendo dos hilos desde cada uno de ellos
hasta un conversor a Modbus Ethernet TCP/IP y desde ahí se sube al SCADA mediante cable Profinet. Todo el montaje de la red Serial se realizó por una canaleta específica de comunicación para que no se cruce con señales de tensión que puedan ocasionar
perturbaciones en la red.
Son 11 medidores de energía que se encuentran en planta (Servicios CCM, fabrica de leche, evaporador, elaboración 2, alumbrado, transformador 1, transformador 2, calderas,
amoniaco, sistema de frio servicios y sistema de frio calderas). Ver Figura 3.9.
PM800
PM710
Celda de llegada #1 PMSOO
Tablero general PM710
Evaporador PMSOO
Elaboración 2 PMSOO
Condenserla PMSOO
Medidor multifunción
PM710
Medidor multifunción
PMSOO
Medidor multifunción
PM710
Medidor multifunción
PM710
61
EthemeU Modbus TCP
Alumbrado PMSOO
Red Modbus RTU
Figura 3.9 Red de medidores de energla
Conectando cada uno de los compresores de aire al secuenciador se obtiene
automáticamente una topologf a en forma de estrella.
d. La red de compresores de amoniaco
Cada uno de los compresores de amoniaco poseen comunicación ModBus RTU es
por ello que se empleara una red Modbus serial (Figura 3.1 O) saliendo dos hilos desde
cada uno de ellos hasta un conversor a Modbus Ethernet TCP/IP y desde ahf subiremos
al SCADA mediante cable Profinet. Todo el montaje de la red Serial se realizara por una
canaleta especifica de comunicación para que no se cruce con señales de tensión que
puedan ocasionar perturbaciones en la red.
62
En este caso se usa una topología estrella. Conectando cada uno de los compresores
de amoniaco al secuenciador se obtiene automáticamente una topología en forma de
estrella.
Paneles quantum
.____ ___.
Ethemet/Mosbus TCP
ETG100
Red Modbus ASCII
Figura 3.1 O Red de compresores de Amoniaco
3.2.SSCADA
En esta sección se desarrolla los siguientes ltems: Alcances del SCADA, la base de
datos, los reportes. Las pantallas de navegación del SCADA son incluidas en el Anexo H.
a. Alcances del SCADA
El sistema SCADA se diseñó sobre la herramienta lntouch de Wonderware.10.1 de
3k, la cual permitió generar las pantallas de supervisión y control en tiempo real. El
SCADA se centró en los cuatro objetivos principales mencionados en la sección 1.4 del
capitulo 1. A continuación se describen los alcances logrados en el desarrollo del
SCADA.
- Transparencia: La interacción gráfica es sencilla de comprender y de navegar. Esto es,
en el momento de usar las rutinas, el usuario no necesita conocer ni lidiar con los detalles
de implementación. Con el SCADA se logra visualizar, registrar y vigilar de manera
rápida, en tiempo real e histórico los parámetros principales del proceso.
- Flexibilidad: Se integra a cualquier biblioteca tanto de visualización como de
almacenamiento de archivos gráficos existentes, es por esto que se seleccionó un
Software no propietario para la fácil integración con cualquier equipo ó sistema que
cumpla con los requerimientos mínimos necesarios para lograr las prestaciones
63
requeridas, como por ejemplo la nueva turbina del proyecto de cogeneración. Por
consiguiente se logró la flexibilidad del sistema y se cumplió con el Estándar de Gloria.
- Interacción: Posee un grado avanzado de interacción requerido hacia el sistema. Como
medio interactivo con el usuario del sistema, el SCADA emplea la salida de monitor de la
PC para presentar la información obtenida de los equipos PLC, los mensajes de alarmas,
las gráficas de tendencias de las variables del proceso objeto y valores estadísticos que
afectan al mismo. Entre otras prestaciones, se tiene el despliegue con periféricos
conocidos tales como el mouse o teclado y almacenamiento de las principales variables
requeridas para su fácil análisis. Esta información está organizada organiza en vistas
dependientes, jerárquicas y ordenadas.
- Escalabilidad: En complemento a lo anterior, se provee un mecanismo que permite
extender la funcionalidad básica del sistema. De esta forma se está preparado para
integrar nuevos sistemas, equipos y realizar modificaciones según nuestras necesidades.
- Portabilidad: El sistema implementado cumple con este concepto ya que es sencilla la
instalación, el transporte y levantamiento del sistema en otra PC como contingencia si se
tuviera algún problema en la PC instalada.
- Robustez: Los equipos utilizados para realizar esta aplicación son de carácter Industrial
lo cual proporciona robustez de forma innata en cada uno de ellos. Adicionalmente
fueron seleccionados de acuerdo a la información técnica de su casa matriz. Es por esto
que el sistema brinda la seguridad y fidelidad en el control y datos obtenidos.
- Comunicación: El vínculo físico entre el computador y el PLC cumple con ciertas
exigencias que permiten un intercambio de datos rápido y confiable para una correcta
ejecución del sistema. El estudio de las redes y los protocolos de comunicación permitió
conocer los parámetros necesarios para seleccionar la topología o red de comunicación
acorde a los requerimientos del proceso. La conectividad del SCADA está basada en
Microsoft Windows por lo tanto utiliza como estándar TCP/IP (Ethernet) para establecer
sus comunicaciones. Así cada estación de operación del SCADA dispone de una
dirección IP, conformado en su totalidad una red de equipos bajo el conjunto de protocolo
TCP/IP que puede aplicarse sobre una red de fácil construcción y mantenimiento. Para
cumplir todo este objetivo se ha utilizado una la red industrial y no se mezcló con la red
administrativa de Gloria, de esta forma se logra impedir los problemas de virus
informáticos, congestionamiento de la red y seguridad de los datos almacenados.
- Arquitectura: El SCADA brinda una arquitectura centralizada con la cual se supervisa y
controlan todos los procesos desde un punto denominado Sala de Control. Con esto se
logra una atención inmediata de alarmas ó eventos, optimización del recurso humano,
registro de variables críticas en una base de datos local y supervisión del proceso las 24
64
horas.
- Almacenamiento de datos: Para poder llevar un control detallado y preciso de un
proceso es necesario observar su evolución en el tiempo. Para tal fin la aplicación
SCADA cuenta con la habilidad de guardar datos cronológicamente ordenados al sólo fin
de recrear una situación pasada en un tiempo futuro. El almacenamiento se realiza en
una base de datos relacional estándar de mercado o en un archivo de estructura
propietaria, brindando éste último el mejor desempeño al momento del almacenamiento.
Sin embargo, se provee de una base de datos SOL para realizar consultas a los datos ya
almacenados. Se utilizan herramientas para optimizar el lugar empleado para guardar
datos. Se logra asf una estructura compacta de datos donde se disminuye la cantidad de
valores almacenados, optimizando el tiempo de acceso a los datos guardados y no
malgastar el espacio del medio utilizado.
Bajo estos conceptos de desarrollo la navegación entre pantalla y pantalla se creó
una barra de navegación la cual permite ingresar a cada una de las pantallas que se
requiera de manera inmediata con datos monitoreados en tiempo real.
Medidores Servicios Medidores Condensería, Sistema Flujómetros Ingreso Agua Sistemade energía CCM Alumbrado, trafos, calderas De frío de vapor caliente de pozas
Figura 3.11 Detalle de barra de navegación
b. Base de datos
La base de datos es el lugar en donde se almacenan las variables que son de interés
para poder recurrir a ellas cuando se necesiten. En este caso se ha empleado como base
de datos el Access, creando un enlace entre el SCADA y el Access. De esta forma se
logra guardar los datos aprovechando las bondades del lntouch software SCADA que
brinda compatibilidad con los productos de Office.
c. Reportes
Se desarrolló un sistema de reportes automático de los consumos de energía y de los
medidores de flujo de las distintas áreas. Con esto se logró evitar el llenado de los
reportes manuales y mayor eficiencia en la credibilidad de los datos ya que estos se
65
graban a la hora exacta que uno los configura. Se utilizó como base de datos el ACCESS
y como visualizador de ellos el EXCEL de esta forma no se genera gastos en licencias
adicionales y se brinda flexibilidad en la portabilidad de la data de los reportes.
Como se aprecia en la imagen 3.12 y 3.13, se crearon tablas de almacenamiento de
datos y consultas para que puedan ser exportadas al Excel el cual es el medio de
visualización de datos, esto porque no es recomendable que haya acceso libre a la base
de datos por cualquier persona por un tema de confiabilidad de datos.
FECHA DE INICIO
Jun 2010 Y 1010 V
FECHA DE AN
Jun 2010 V 1011 V ... m• mió � .. vi• db dom ,,., 1 mo, mte �·· vi• eih dom 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4
� 8 9 10 " 12 13 � 8 9 10 11
,. IS 16 17 18 19 20 ,. IS 16 17 18
21 22 23 " 25 26 27 21 22 23 24 25
28 29 30 28 29 30
REPORTE DE CONSUMOS DE ENERGIA REPORTE DE CONSUMOS DE VAPOR. GLYCOL AIRE Y AGUA
Ropo� ..
ª11��� �l�l�I�
Figura 3.12 Sistema de reportes de energía
I\ u
:M·IJ111M
¡ -...00.."lllllQ detotqj,,&QM.m ,, M"Y ;;11112,eUl1"' ema?AifHN � (W-,¡¡,,z:o ;-¡, r, =21 '" 1 •Jt�' 1'1 1·.,,i::,�,)1h 1 ;:') ()C, t. :.t T 11 1,:,·2r1,;-,:.1c. ;• •, ?1 o• "-1 ;:ir. t1 t :\'iR1;-.::, 10 :< :4 ':41 �' ;-:- A3 1:1 1:-·:;�.,.: 1r, 1 ;Q 1,::1 t ;- T1 ot ¡.¡ ,,:.:n;;,r,:i u.11 !- !l 1:5 1·:�·�8·?":· 10 S. :s 1.; 1:,j1J,;-.:m r:.g 1 ( 1-;.�·Jtt11".' 11, � :.'.:t UJ 1•:\2u•i·: it1 r• !:9 lºJ 1U-:'IJ,;:(.111•J 1:• !.') .'1J 10•)�1,2'(1 IIJ 11 �� /1 ,,,.,-;i,:;,r1111 1� r.4 '"'"" ,o�-a,::?crn> 1};!:':t -¿ J lU'/,j,;¡�lij 'J.�·¡ Í'..J 1í,,.../rl,:H111l .. ,. r.4 i; •o·ro-;w,,, .. �:, ,,1 ,u ... 1r.1,:w11J 1,1 :'J TI 10•1<l,2�U) -,¡, :? 1•} 1(l·�·t(t11) ·:-:;., ;•1 1na,2�1� :w ,i �., 1n),-;i,:,rt111 ::,1 =? , 1 10·1�,;tr» 1t1 �r �, '" ,o,;,a. �rn �:< ;9 :¡.:, 1,:,'jQi,,..j,01 !o ;;Q !-1 1,:.7,,r·:· 1tt 1 !!I ;.; ,,:,-;¡�,z� ,o z ;;9 Jr. 1 :,.�y,;-:, ,[t ,. ¡;y !( 1· .. �·,�1,l' • .'11,114- ::':t II! l1·\�41,��,111 I" l.!4 ]� 1:.0'.!'J'�!-;,,c, !,. !.? .a•J 1•,.\J,1.bJ 1l• r �1 J, 1"�-:i1,,�..,,,, r; rf)
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'" 6-1 Wl r?
.;,,;a•,L :it J� r..·,.,·, !.-lf..(,
�·: .)1 (,.-; (\1
J� 1•�.��·�:·i(t �• ';I) 1•!A.0�' !•) �!,
5
12
19
26
11
a J 11 ,�u,.,:1::tl:�� l· ::� �
..._
--'--"�--�-/�� �------_-_::-_-�1·_' -���--- �---------�--''""----
Figura 3.13 Tablas de almacenamiento exportadas al Excel
6
13
20
27
66
3.2.6 Red inalámbrica
La red inalámbrica que se colocó consta de dos torres de antenas una de ellas en
planta de agua de 18 metros y otra en servicios de 12 metros de altura de cada en donde
se instalaron dos antenas tipo Yagi unidireccional que están apuntando desde planta de
agua hasta la estación del SCADA (Figura 3.14).
Planta de agua
Ethernet
Coaxial
Ethernet
SCADA de servicios
Coaxial
Figura 3.14 Antenas y equipamiento del enlace
Cada una de las antenas está comunicada por un radio modem Ethernet vía cable
coaxial. El radio modem recibe los datos de cada uno de los switch de concentración de
equipos. La Figura 3.15 muestra los dos puntos del enlace en la Planta. La Figura 3.16 y
3.17 el archivo generado por el Link Planner.
Figura 3.15 Enlaces en la planta
-li51l>ifFile Edit Project Tools Link Help
��lirllJ:.. .···x1�oª�lffl E I Link: Huachipa Grupo Gloria
Link Description ;::;
Region and Equipment Selection Band Regulation Product
Is.a GHz 3 IETSI 3 -1P-TPS_s_3_00 __ 3�
PTPS8300 Configuration--------------------------------------------------------------,
Bandwidth El/TI Optimisation Symmetry Line of Sight Mode Master Is MHz 3 INone 3 jiP 3 Symmetric loisabled 3 ILocal 3
-·
É ai 394 � 392 10 390 � 388 � 386 _g 384 <l 382 :C 380 -� 378:e 376
374 Q02 Q04 Q06 Q08 0.1
Double-click to edit profile Drag wl1h mouse to select obstructions Alt+Drag to select terrain Shift+Drag to select both Right-Click for menu
0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.22 0.24 0.26 0.28 Range on path (kilometers)
¡Local
IMotorola lntegrated Dual Polar Antenna (23.0dBi)
Figura 3.16 Zona de Fresnel calculado con herramienta Link Planner
0.3
Remole
0.32 0.34 0.36
.=J
(J) ---.J
��
File Edit Project T ools Link Help
�E:ToQIA. /Xl:FQ§l�lffl E I Link: Huachipa Grupo Gloria
H
í _j/t,
374 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.22 0.24 0.26 0.28 0.3 0.32 0.34 0.36
IMotorola Integrated Dual Polar Antenna (23.OdBi)
Antenna Height: 1 12 meters
Maximum EIRP :
Maximum Power :
r Interference :
17.O dBm r User limit
-6.0 dBm r User timit
Throughput to Local---------------�
Mean IP Predicted : 6.29 Mbps ----
Mean IP Required : 1
% of Required IP :
5. O Mbps
126 %
Min IP Required : 1 l. O Mbps
Min IP Avaílability Required: 1 99. 9900 %
Min IP Ava0abílity Predicted : 100.0000 %
Range on path (kilometers)
3 (Motorola Integrated Dual Polar Antenna (23.OdBi)
Antenna Height: 1 18 meters
Maximum EIRP
Maximum Power :
r Interference :
17.O dBm r Usertimit
-6.0 dBm r User timit
12.58 Mbps Lowest Mode Availability: 100.0000 %
System Gain Margin :
Mean IP Required : 1 % of Required IP :
Free Space Path Loss : Gaseous Absorption Loss : Min IP Required : 1
6.29 Mbps
5. o Mbps
126 %
l. O Mbps
Excess Path Loss : Total Path Loss :
39.20 dB 98.88 dB 0.00 dB 0.00 dB
98.88 dB Min IP Availability Required : j 99. 9900 %
Min IP Ava0abUity Predicted : 100.0000 %
3
Peñormance Details �
8ill of Materials for Link �
Flags �
Figura 3.17 Datos del enlace calculados con la herramienta Link Planner
..!J
O) CX)
69
3.3 Resumen técnico de equipamiento utilizado
A continuación se muestra lo relacionado al principal equipamiento enfocado a la
automatización.
El Procesador de comunicaciones CP 243-1 para la serie S?-200. En la Figura 3.18
se puede apreciar la sinopsis del sistema. La figura 3.19 la imagen del hardware. La
Tabla 3.12 resume los datos técnicos (Concepto de Cliente/Servidor OPC en Anexo 1).
S7-200 PC
)( ...
1 Micro/WIN 1 !:t �1 X
PC ::;¡ -
CL . . .
c.> Servidor BOOTP/DHCP ·J
, .. max. 8x I ..,
....t-• -
XPUT / XGET read / write
Ethernet
1 ,,
t:: � ... 1 Servidor OPC 1 ... >< 'i 1
� 1 M ..,. M M ::, ..,.
"' ::, � CL ..,.
1 Cliente OPC 1 ::, CL . . . . . . . . . CL
. . .
CL . . . c.> CL c.>
(.) (.) c.> c.>
S7-200 S7-300 S7-400 PC
Figura 3.18 Sinopsis del sistema (Fuente: Manual del fabricante)
Figura 3.19 Fotografía del dispositivo (Fuente: Fabricante)
70
Tabla 3.12 Datos técnicos del CP243-1 Serie S7-200 (Fuente: Fabricante)
Estructura constructiva:
Formato del módulo Módulo de ampliación S7-200
Dimensiones (An x Al x P) 71,2 x 80 x 62 mm
Peso aprox. 150 g
Velocidades de transmisión 1 O Mbits/s y 100 Mbits/s
Capacidad de la memoria flash 8 MB como ROM para el firmware del CP 243-1 y 8 MB
como ROM para el sistema de archivos
Capacidad de la memoria SDRAM 16 MB
Vida útil garantizada de la memoria flash para el
sistema de 100 000 operaciones de escritura o borrado
archivos
Interfaces
Conexión a Industrial Ethernet Conector hembra octopolar RJ45 (10/100 Mbits/s)
Tensión de entrada +24 V OC (-15%/+20%)
Consumo de corriente
del bus S7 55 mA
de 24 V OC externa 60 mA
Disipación 1,5 W
Máx. cantidad de enlaces hasta 8 enlaces S7 (XPUT/XGET o READ/WRITE) +
1 enlace con STEP 7 Micro/WIN 32
máx. cantidad de enlaces IT un enlace respectivamente para el servidor FTP, el cliente
FTP y el cliente e-mail, asi como 4 enlaces HTTP
Condiciones ambientales admisibles de O ºC a +55 ºC para montaje horizontal
Temperatura de servicio de O ºC a +45 ºC para montaje vertical
de -40 ºC a +70 ºC Temperatura de transporte/almacenaje
95% a +25 ºC
Humedad relativa máx. hasta 2.000 m sobre el nivel normal; en altitudes mayores
Altitud de servicio se podría restringir la refrigeración, lo cual hace necesario
reducir la temperatura superior de servicio
Grado de protección IP 20
IEEE 802.3 Marcado CE
UL 508 o cULus
CSA C22.2 número 142 o cULus
FM 3611
Estándar Ethernet EN 50081-2 / EN 61000-6-4
EN 55011 grupo 1 clase A
EN 60529
EN 61000-6-2
EN61131-2
71
A continuación se muestra lo relacionado al Procesador de comunicaciones CP 243-1
pero para la serie S7-300. La Tabla 3.13 resume los datos técnicos.
Tabla 3.13 Datos técnicos del CP243-1 Serie S7-300 (Fuente: Fabricante)
Velocidad de transmisión 10 MbiUs y 100 MbiUs
Interfaces
Conexión a Twisted Pair Conector hembra RJ -45
Tensión de alimentación DC +24 V Margen admis.: +20,4 V hasta +28,8 V)
Consumo 200 mA como máximo
S de bus de panel posterior
S de DC 24 V externa TP: aprox. 0,2 A como máximo
Potencia perdida aprox. 5,8W
Condiciones ambientales admisibles
S Temperatura de funcionamiento orne hasta +601IJC
S Temperatura de transporte y almacenaje -40rnc hasta + ?Orne
S Humedad relativa máx. 95% a +25mc
S Altura de operación hasta 2000 m sobre el nivel del mar
Estructura
S Formato de módulo Módulo compacto S? -300; ancho sencillo
S Medidas (ancho x alto x prof.) en mm 40 X 125 X 120
S Peso aproximado 220 g
En la Figura 3.20 se puede apreciar la imagen del hardware.
Indicador LEO
Interface TP:
Conector hembra RJ-45 de 8 polos
(bajo la puerta frontal)
Figura 3.20 Fotografía del dispositivo para Simatic S7- 300/C7- 300 (Fuente: Fabricante)
A continuación se muestra lo relacionado al módulo de 8 entradas analógicas para
PLC de la serie S7-300. Figura 3.21 y Tabla 3.14
72
Figura 3.14 Módulo de 8 entradas analógicas para la serie S7-300 (Fuente: Fabricante)
Tabla 3.14 Datos técnicos del Módulo de 8 entradas (Fuente: Fabricante)
Parámetros Valor
Tensión de carga L + 24 V
Intensidad de entradas de la tensión de carga L + (sin 50mA carga), máx.
Intensidad de entradas de bus de fondo 5 V DC, máx 6 0mA
Pérdidas, típicas 1,5 W
Nº de entradas analógicas 8
Tensión de entrada admisible para entrada de tensión 20 V ; 20 V DC permanentes; 75 V DC durante 1 s como (límite de destrucción), máx. máx. (ciclo de trabajo 1 :20)
Intensidad de entrada admisible para entrada de corriente 40mA (límite de destrucción) . máxima
A continuación se muestra lo relacionado al módulo de 32 entradas analógicas para
PLC de la serie S7-300. Figura 3.22 y Tabla 3.15
Tabla 3.14 Datos técnicos del Módulo de 8 entradas (Fuente: Fabricante)
Parámetros Valor
Tensión de carga L +
Valor nominal (DC) 24 V
Rango admisible, límite inferior (DC) 20.4 V
Rango admisible, límite superior (DC) 28,8 V
Intensidad de entrada De bus de fondo 5 V DC , máx. 15mA
Pérdidas, típicas 6,5W
Cantidad/entradas binarias digitales 32
Tensión de entrada Valor nominal, DC 24 V
para señal "O" -30 a +5 V
para señal "1" 13 a 30 V
Intensidad de entrada, para señal ''1", típ . 7mA
73
Figura 3.15 Módulo de 8 entradas analógicas para la serie S?-300 (Fuente: Fabricante)
3.4 Resumen de tareas y estimación de costos del proyecto
La tabla 3.15 resume las tareas realizadas Ver Anexo A "Diagrama de Gantt".
Tabla 3.15 Tareas realizadas (Fuente: Elab. propia)
Etapa Tareas
1 Compra e instalación de la PC de supervisión. Instalación de 02 módulos de 32 entradas digitales, 03 módulo de 8 entradas analógicas y un módulo de conexión a la red Ethernet en el PLC - Sistema de Alarmas. Instalación de 3 módulos de 8 entradas analógicas en el PLC - Compresores de Amoniaco. Instalación de un módulo de conexión a la red Ethernet en el PLC - Cámaras. Instalación de cinco módulos de conexión de red Ethernet en los PLCs -Planta de Aguas. Integración de los PLC de Alarmas, compresores de amoniaco y cámaras. Diseño del sistema SCADA en el software lntouch e integración con las señales a monitorear.
2 Instalación de la plataforma para la Red de Compresores de Amoniaco - Red Modbus ASCII para comunicación a Ethernet. Integración de las redes de los flujo metros de la sala de calderas y la de los medidores de energía de la subestación de servicios. Instalación de los Radio módems y antenas para la Planta de Aguas Modificación del sistema de supervisión.
3 Instalación del equipo IRI en el Sistema de Generación de Aire Comprimido, finalmente integrarlo a la red Ethernet. Modificación del sistema de supervisión.
4 Instalación de la base de datos Creación de los Reportes Instalación del Servidor de planta. Modificación del sistema de supervisión.
La Tabla 3.16 es el listado final del equipamiento y mano de obra, incluidos servicios
de terceros y horas de ingeniería del personal del área de automatización de Gloria. Son
considerados en la solución un total de 21 ítems. Puede destacarse que en instalaciones
y servicios los costos ascienden por un lado a USO 16,000, los cuales abarcan los
trabajos realizados en las tres primeras etapas del proyecto, y por otro lado a USO 4,200,
exclusivamente de la etapa 4. El costo final fue de USO 94, 606.00
Tabla 3.16 Estimación de costos (Fuente: Proyecto)
Etapa ltem Equipo Marca Cant.
1 1 PC de Suoervision Dell 1
1 2 Simatic Net- CP 243 - 1
Tipo: 6GK7243-1GX00-0XE0 Siemens 6
1 3 Simatic Net- CP 343 -1 Siemens 1
Tipo: 6GK7343-1 EX21-0XE0 Módulo SM331 Siemens S7300 de 08 canales
1 4 analógicas U/VTC/RTD. Siemens 7 Cod.: 6ES7331-7KF02-0AB0
1 5 Simatic SM 321 32Dlx24dc Siemens 3
Tipo: 6ES7321-1 BL00-0AA0
1 6 Conector Frontal de 40 Pines Tipo 6ES7392- Siemens 3
1AM00-0AA0
1 7 Conector frontal de 20 polos Siemens 7 Cod.: 6ES7392-1AJ00-0AA0
Simatic Net, Sea lance X108, switch de 8x 1 8 10/100Mbps Siemens 1
TiDO 6GK5108-0BA00-2AA3
ET200M IM153-1, Simatic DP, interface para 1 9 ET200M para max. 8 modulas S7 -300 Siemens 2
Cod.: 6ES7153-1AA03-0XB0
1 10 Bastidor 530 mm Siemens
Siemens 2 Cod: 6ES7390-1AF30-0AA0
1 11 Modbus gateways MB3180 marca Moxa, 1 Port
Moxa 4 RS-232/422/485 Modbus TCP a Serial
1 12 Conversor Multidroo E+H E+H 1 1 13 Switch de 16 ouertos + 02 FO Cisco 1 1 14 Licencia lntouch 10.1 de 60K Wonderware 2 15 Radios e lnstalacion Sesistel 1 3 16 IRI flntellisvs remote interface) lnaersoll-Rand 6
3 17 Secuenciador X8i, accesorios e instalación lngersoll-Rand 1
1.2v3 18 Instalaciones v servicios 1
Wonderware Historian Standard, 5000 Tag. 4 19 WW Historian Client Per Devide v10.0. Wonderware 1
WW Basic CAL with MS CAL, Sinle v2008
4 20 PC Servidor Dell 1 4 21 Instalación v Servicios 1
P/Unit. ($)
2953.00
628.10
1065.00
983.40
614.30
59.00
37.50
484.10
402.00
57.50
382
2103 1500 5000 5910 2219
7650
16000
11900.00
7143.00 4200.00 TOTAL
Total($)
2953.00
3769.00
1065.00
6884.00
1843.00
177.00
263.00
485.00
804.00
115.00
1528.00
2103.00 1500.00 5000.00 5910.00
13314.00
7650.00
16000.00
11900.00
7143.00 4200.00
94606.00
--...J
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
1. Se logró optimizar la administración del área de servicios mediante un sistema
centralizado de supervisión, control y adquisición de datos en tiempo real.
2. Se aumentó la capacidad de respuesta ante cualquier o posible falla.
3. Se ha obtenido mayor eficiencia de los equipos utilizados en el proceso y mayor
control de las materias primas consumidas.
4. El SCADA está brindando mayor análisis de los eventos ocurridos y oportunidades de
mejoras en los consumos de la planta.
5. Se posee un sistema de reportes automáticos con el cual se gana mayor veracidad de
datos y se le da mayor libertad al operador para que realice otras labores de mayor
importancia.
6. Se ha incrementado la fidelidad del proceso corrigiendo perdidas de materia en el
proceso.
7. Se ha creado una red industrial con los equipos de control, independientemente de la
red administrativa con este se evita congestión en la red y seguridad en la data de
control.
8. Se estandarizó la red de comunicaciones a Ethernet con el cual se ganó velocidad y
orden en las instalaciones de la planta.
Recomendaciones
1. Mantener la red industrial separada de la red administrativa
2. Proteger la PC de control mediante un antivirus que no interfiera con el software de
control.
3. Mantener el estándar utilizado en el proyecto y replicarlo en las demás áreas.
4. Integrar las restantes islas a un sistema centralizado de un SCADA.
ANEXO A
DIAGRAMA DE GANTT
77
La implementación de este Sistema se planteó de la siguiente forma:
Fase 1: Tiempo de ejecución 60 días
Contempla la compra de la PC de Supervisión, la compra de la licencia del SCADA, la
compra e instalación de todos los módulos de los PLC, cableado de las señales y la
elaboración del SCADA para todas estas estaciones integradas.
Fase 2: Tiempo de ejecución 25 días
Contempla la integración de los compresores de Amoniaco, la compra e instalación
de los radio módems y las modificaciones en el SCADA para visualizar estos equipos.
Fase 3: Tiempo de ejecución 12 días
Contempla la integración de los compresores de Aire y la modificación del SCADA.
Fase 4: Tiempo de ejecución 20 días
Contempla la compra de la licencia y la creación de la base de datos para toda la
aplicación del SCADA de Servicios y la creación de los Reportes requeridos.
Sumando los días se obtuvo un total de: 117 días
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rombre ele tarea SCADA de Servicios Fase 1
Aprobación dE!I API Compra de PC Desarrollo del SCADA Compra de Licencias del SCADA Compra de equipos Siemens Montaje de módulos Siemens Programación de los PLCs Montaje y cableado de las señales
SCADA de Servicios Fase 2 Aprobación del API Compra de conversores modbus Montaje y configuración de los conversores lntegrací6n de la red compresores de amoniaco Compra de conversor multridrop E+H lntegracion de los Flujometros restantes Compra de Radio módem y Antenas Montaje de Radio módems y Antenas Modifteaciones del SCADA Montaje y cableado de la red de comunicaciones
SCADA de Servicios Fase 3 Aprobación del API Compra de los módulos IRI Configuración e Integración de los compresores Modificaciones del SCADA Montaje y cableado de la red de comunicaciones
SCADA de Servicios Fase 4 Aprobación del API Compra de la licencia Historian Compra del Servidor Creací6n de la Base de Datos Creací6n de los Reportes Modifteaciones del SCADA Montaje y cableado de la red de comunicaciones
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Figura A.1 Diagrama de Gantt
la
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ANEXO 8 ALARMAS, LOGICA Y SEÑALES DE ENTRADA Y SALIDA
80
Funcionamiento de Lógica de Control
El concepto de funcionamiento de la logica de control obedece a configurar la
estrategia de control en 7 tipos de bloques:
- Bloque de Organización del Programa
- Bloque de Condiciones Iniciales y Entradas
- Bloque de Acondicionamiento de Señales
- Bloque de Monitoreo Operativo, y Visualizacion
- Bloque de Seguridades y Salidas
- Bloque de Funciones
- Bloque de Datos
Esta es la organización de los bloques que permiten la estrategia de control y
visualización ejecutada en todos los PLCs. De esta manera tenemos un estandar de
desarrollo normalizado, y de fácil detección de fallas.
En el caso especifico del PLC de Alarmas está organizado de igual forma pero se
dedica exclusivamente al monitoreo de las alarmas de la instalación completa
Es un PLC dedicado exclusivamente al procesamiento, monitoreo, supervisión y
control de las alarmas de la instalación de manera que se pueda procesar y visualizar en
el SCADA, y no esperar a que cada PLC acabe su proceso, y envié la información al
SCADA.
Tabla 8.1 Entradas (Fuente: Elab. propia)
SIMBOLOS DIRECCION TIPO DE
COMENTARIOS DATO
LIBRE I O.O 1 O.O BOOL LIBRE I O.O
Mínima Presión de Aire. 1 0.1 BOOL Mínima Presión de Aire.
Máxima Presión de Aire. 1 0.2 BOOL Máxima Presión de Aire.
Bajo Nivel TQ. Desairea. 1 0.3 BOOL Bajo Nivel del Tanque Desaireador.
Alto Nivel TQ. Desairea. 1 0.4 BOOL Alto Nivel del Tanque Desaireador.
Bajo Nivel TQ. R-500. 1 0.5 BOOL Bajo nivel del Tanque R-500.
Alto Nivel TQ. R-500. 1 0.6 BOOL Alto nivel del Tanque R-500.
Baja Pres. Sist. Vapor. 1 0.7 BOOL Baja Presión del Sistema de Vapor.
Falla_ Compr _Amonia_ Con_D 1 1.0 BOOL Falla Compresores Amoniaco Condenseria - Derivados
Falla_ Compr _Amonia_ Cam 1 1.1 BOOL Falla Compresores Amoniaco Camaras
Baja Pres. Lin. Glicol. 1 1.2 BOOL Baja Presión en la Linea de Glicol.
Baja Pres. Amoniaco. 1 1.3 BOOL Baja Presión del Amoníaco.
Alta Pres. Amoniaco. 1 1.4 BOOL Alta Presión del Amoníaco.
Bajo Nivel TQ. 02. 1 1.5 BOOL Bajo Nivel del Tanque 02.
Alto Nivel TQ. 02. 1 1.6 BOOL Alto Nivel del Tanque 02.
Falla Grupo Electró. 1. 1 1.7 BOOL Falla de Operación del Grupo Electrógeno 1.
81
Falla Grupo Electró. 2. 1 4.0 BOOL Falla de Operación del Grupo Electrógeno 2.
Ret. Energia Luz del Sur 1 4.1 BOOL Retorno de Energía de Luz del Sur.
Reseteo de Sirena. 1 4.2 BOOL Reseteo de la Sirena de Alarmas.
Prueba de Lámparas. 1 4.3 BOOL Prueba de Lámparas.
Falla del UPS 1 4.4 BOOL Falla en el UPS Servicios
Libre_l44 1 4.5 BOOL
Libre_l45 1 4.6 BOOL
Niv.Min.Tq.AguaTorre 1 4.7 BOOL Nivel Mínimo Tanque Agua Torre Enfriamiento
Falla Bomba 1o2 de Torre 1 5.0 BOOL Falla de Operacion de Bomba 1 o 2 de la Torre de Enfriamiento
Niv.Min.Agua.Gonella 1 5.1 BOOL Nivel Mínimo Agua Caldera Gonella
Libre_l52 1 5.2 BOOL LIBRE 1 52.
Libre_l53 1 5.3 BOOL LIBRE 1 53.
Libre_l54 1 5.4 BOOL LIBRE 154.
Libre_l55 1 5.5 BOOL LIBRE 1 55.
Libre_l56 1 5.6 BOOL LIBRE 1 56.
Libre_l57 1 5.7 BOOL LIBRE 1 57.
Bomba 1 Caseta B. 1 20.0 BOOL Bomba Nº 1 Caseta de Bombas
Bomba 2 Caseta B. 1 20.1 BOOL Bomba Nº 2 Caseta de Bombas
Bomba 3 Caseta B. 1 20.2 BOOL Bomba Nº 3 Caseta de Bombas
Bomba 4 Caseta B. 1 20.3 BOOL Bomba Nº 4 Caseta de Bombas
Bomba 1 P. Tratamiento 1 20.4 BOOL Bomba Nº1 de la Planta de Tratamiento Agua.
Bomba 2 P. Tratamiento 1 20.5 BOOL Bomba Nº2 de la Planta de Tratamiento Agua.
Bomba Sumergible 1. 1 20.6 BOOL Bomba Sumergible Nº 1.
Bomba Sumergible 2. 1 20.7 BOOL Bomba Sumergible Nº 2.
Térmico Bomba 1 1 21.0 BOOL Relé Térmico de la Bomba Nº 1.
Térmico Bomba 2 1 21.1 BOOL Relé Térmico de la Bomba Nº 2.
Térmico Bomba 3 1 21.2 BOOL Relé Térmico de la Bomba Nº 3.
Térmico Bomba 4 1 21.3 BOOL Relé Térmico de la Bomba Nº 4.
Térmico Bomba 1 Trat. 1 21.4 BOOL Relé Térmico de la Bomba Nº1 de la Planta de Tratamiento Agua.
Térmico Bomba 2 Trat. 1 21.5 BOOL Relé Térmico de la Bomba Nº2 de la Planta de Tratamiento Agua.
Térmico Bom. Sum. 1 1 21.6 BOOL Relé Térmico de la Bomba Sumergible Nº 1.
Térmico Bom. Sum. 2 1 21.7 BOOL Relé Térmico de la Bomba Sumergible Nº 2.
Nivel Bajo TQ. Agua Dura 1 22.0 BOOL Nivel Bajo del Tanque de Agua Dura. (Cisterna 1).
Nivel Alto TQ. Agua Dura 1 22.1 BOOL Nivel Alto del Tanque de Agua Dura. (Cisterna 1).
Mínima Presión de Agua 1 22.2 BOOL Mínima Presión de la Red de Agua.
Nivel Bajo TQ. Agua Blan 1 22.3 BOOL Nivel Bajo del Tanque de Agua Blanda. (Cisterna 2).
Nivel Alto TQ. Agua Blan 1 22.4 BOOL Nivel Alto del Tanque de Agua Blanda. (Cisterna 2).
Tablero Agua Blanda 1 22.5 BOOL Tablero de Caseta de Tratamiento de Agua Blanda
Falla PI Tratam 2 1 22.6 BOOL Falla Planta de Tratamiento de Agua.
Encendido Grupo Pta Agua 1 22.7 BOOL Encendido Grupo Electrogeno Planta de Tratamiento de Agua.
P1_Conf 1 23.0 BOOL Confirmacion Bomba de suministro de agua osmotizada
P2_Conf 1 23.1 BOOL Confirmacion Bomba de suministro de agua osmotizada
82
SL_P1 1 23.2 BOOL SELECTOR OPERACIÓN AUTO P1 (POS2 OPER.MANUAL)
SL_P2 1 23.3 BOOL SELECTOR OPERACION AUTO P2 (POS2 OPER.MANUAL)
Confir _Bomba_ 1 1 30.0 BOOL Confirmacion de Bomba 1
Confir _Bomba_2 1 30.1 BOOL Confirmacion de Bomba 2
N_ T rab_ T q_Rec_Agua 1 30.2 BOOL Nivel Trabajo Cisterna Recuperacion Agua Caliente
Alarma_N_Min_Rec_Agua 1 30.3 BOOL Alarma Nivel Mínimo Cisterna Recuperacion Agua Caliente
Flujo_ To tal 1 30.4 BOOL Flujo total
Presostato_ 1_70 1 30.5 BOOL
Presostato_2_ 40 1 30.6 BOOL
Confir_Bomba_3 1 30.7 BOOL Confirmacion de Bomba 3
Confir_Bomba_ 4 1 31.0 BOOL Confirmacion de Bomba 4
Alarma_N_Maximo_ Tanque 1 31.1 BOOL Alarma Nivel Maximo Tanque Agua Caliente
C_A_BB_1_P_2 1 40.0 BOOL Confirmacion Arranque Bomba 1 Pozo 2
F_BB_1_P_2 1 40.1 BOOL Falla Bomba 1 Pozo 2
C_A_BB_2_P_2 1 40.2 BOOL Confirmacion Arranque Bomba 2 Pozo 2
F_BB_2_P_2 1 40.3 BOOL Falla Bomba 2 Pozo 2
Libre_l404 1 40.4 BOOL Libre
A_Niv_Bajo_Pozo_2 1 40.5 BOOL Nivel Bajo Alarma Pozo 2
Niv _Bajo _Pozo _2 1 40.6 BOOL Nivel Bajo Trabajo Pozo 2
Niv_Alto_Pozo_2 1 40.7 BOOL Nivel Alto Trabajo Pozo 2
A_Niv_Alto_Pozo_2 1 41.0 BOOL Nivel Alto Alarma Pozo 2
A_Pozo_2_Inundado 1 41.1 BOOL Alarma Bombas Inundadas 2
Libre_l412 1 41.2 BOOL Libre
Libre_l413 1 41.3 BOOL Libre
PE_Bombas_Pozo_2 1 41.4 BOOL Parada de Emergencia Bombas Pozo 2
Libre_l415 1 41.5 BOOL Libre
Libre_l416 1 41.6 BOOL Libre
Libre_l417 1 41.7 BOOL Libre
I_C_ Val_Agua_Red_Baby1 1 42.0 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Red Baby 1
I_A_ Val_Agua_Red_Baby1 1 42.1 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Red Baby 1
I_C_ Val_Agua_Rec_Baby1 1 42.2 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Recirculacion Baby 1
I_A_ Val_Agua_Rec_Baby1 1 42.3 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Recirculacion Baby 1
I_C_Val_Agua_Red_Tall4 1 42.4 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Red Tall 4
I_A_ Val_Agua_Red_ Tall4 1 42.5 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Red Tall 4
I_C_ Val_Agua_Rec_ Tall4 1 42.6 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Recirculacion Tall 4
I_A_ Val_Agua_Rec_ Tall4 1 42.7 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Recirculacion Tall 4
1_ C _ Val_Agua_Red_ T all3 1 43.0 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Red Tall 3
I_A_ Val_Agua_Red_ Tall3 1 43.1 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Red Tall 3
I_C_ Val_Agua_Rec_ Tall3 1 43.2 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Recirculacion Tall 3
I_A_ Val_Agua_Rec_ Tall3 1 43.3 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Recirculacion Tall 3
83
I_C_ Val_Agua_Red_ Tall5 1 43.4 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Red Tall 5
I_A_ Val_Agua_Red_ T all5 1 43.5 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Red Tall 5
I_C_ Val_Agua_Rec_ Tall5 1 43.6 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Recirculacion Tall 5
I_A_ Val_Agua_Rec_ Tall5 1 43.7 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Recirculacion Tall 5
I_ C _ Val_Agua_Red_Baby2 1 44.0 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Red Baby 2
I_A_ Val_Agua_Red_Baby2 1 44.1 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Red Baby 2
1_ C_ Val_Agua_Rec_Baby2 1 44.2 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Recirculacion Baby 2
I_A_ Val_Agua_Rec_Baby2 1 44.3 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Recirculacion Baby 2
I_C_ Val_Agua_Red_Baby3 1 44.4 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Red Baby 3
I_A_ Val_Agua_Red_Baby3 1 44.5 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Red Baby 3
I_ C_ Val_Agua_Rec_Baby3 1 44.6 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Recirculacion Baby 3
I_A_ Val_Agua_Rec_Baby3 1 44.7 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Recirculacion Baby 3
I_C_ Val_Agua_Red_ Tall1 1 45.0 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Red Tall 1
I_A_ Val_Agua_Red_ Tall1 1 45.1 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Red Tall 1
I_C_Val_Agua_Rec_ Tall1 1 45.2 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Recirculacion Tall 1
I_A_ Val_Agua_Rec_ Tall1 1 45.3 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Recirculacion Tall 1
1 45.4 1 45.4 BOOL Libre
1 45.5 1 45.5 BOOL Libre
1 45.6 1 45.6 BOOL Libre
1 45.7 1 45.7 BOOL Libre
C_A_BB_1_P_3 1 50.0 BOOL Confirmacion Arranque Bomba 1 Pozo 3
F_BB_1_P_3 1 50.1 BOOL Falla Bomba 1 Pozo 3
C_A_BB_2_P _3 1 50.2 BOOL Confirmacion Arranque Bomba 2 Pozo 3
F_BB_2_P_3 1 50.3 BOOL Falla Bomba 2 Pozo 3
Libre_l504 1 50.4 BOOL Libre
A_Niv_Bajo_Pozo_3 1 50.5 BOOL Nivel Bajo Alarma Pozo 3
Niv_Bajo_Pozo_3 1 50.6 BOOL Nivel Bajo Trabajo Pozo 3
Niv_Alto_Pozo_3 1 50.7 BOOL Nivel Alto Trabajo Pozo 3
A_Niv_Alto_Pozo_3 1 51.0 BOOL Nivel Alto Alarma Pozo 3
A_Pozo_3_1nundado 1 51.1 BOOL Alarma Bombas Inundadas 3
Libre_l512 1 51.2 BOOL Libre
Libre_l513 1 51.3 BOOL Libre
PE_Bombas_Pozo_3 1 51.4 BOOL Parada de Emergencia Bombas Pozo 3
Libre_l515 1 51.5 BOOL Libre
Libre_l516 1 51.6 BOOL Libre
Libre_l517 1 51.7 BOOL Libre
I_A_ Val_Agua_Red_Baby4 1 52.0 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Red Baby 4
I_ C _ Val_Agua_Red_Baby4 1 52.1 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Red Baby 4
I_A_ Val_Agua_Rec_Baby4 1 52.2 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Recirculacion Baby 4
I_C_ Val_Agua_Rec_Baby4 1 52.3 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Recirculacion Baby 4
84
I_A_ Val_Agua_Red_ TalI6 1 52.4 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Red Tall 6
I_C_ Val_Agua_Red_ Tall6 1 52.5 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Red Tall 6
I_A_ Val_Agua_Rec_ Tall6 1 52.6 BOOL Confirmacion Cerrado Valvula Agua de Recirculacion Tall 6
I_C_Val_Agua_Rec_Tall6 1 52.7 BOOL Confirmacion Abierta Valvula Agua de Recirculacion Tall 6
1 53.0 1 53.0 BOOL Libre
1 53.1 1 53.1 BOOL Libre
1 53.2 1 53.2 BOOL Libre
1 53.3 1 53.3 BOOL Libre
1 53.4 1 53.4 BOOL Libre
1 53.5 1 53.5 BOOL Libre
1 53.6 1 53.6 BOOL Libre
1 53.7 1 53.7 BOOL Libre
P3_Conf 1 70.0 BOOL Confirmacion BOMBA DE ADICION
P4_Conf 1 70.1 BOOL Confirmacion BOMBA DE ADICION
SL_RED 1 70.2 BOOL SELECTOR OPERACIÓN MANUAL AGUA DE RED
SL_OSMOSIS 1 70.3 BOOL SELECTOR OPERACIÓN MANUAL AGUA OSMOTIZADA
SL_P3 1 71.0 BOOL SELECTOR OPERACION AUTO P3 (POS2 OPER.MANUAL)
SL_P4 1 71.1 BOOL SELECTOR OPERACION AUTO P4 (POS2 OPER.MANUAL)
LSL_ TAGUA_ OSMOTIZADA 1 71.2 BOOL SWITCH DE SEGURIDAD DE NIVEL BAJO
LSM_ TAGUA_ OSMOTIZADA 1 71.3 BOOL SWITCH DE SEGURIDAD DE NIVEL MEDIO
LSH_ TAGUA_ OSMOTIZADA 1 72.0 BOOL SWITCH DE SEGURIDAD DE NIVEL AL TO
LSH_ TCONDENSADA 1 72.1 BOOL Nivel alto en Tanque de Condensada
DOSIFICAR_SODA 1 72.2 BOOL Señal desde controladora de PH
HAB_SIST _OSMOTIZADA 1 72.3 BOOL Habilitar Sistema Agua Osmotizada
ZSC_V1 1 73.0 BOOL Confirmacion posicion cerrada valvula V1
ZSO_V1 1 73.1 BOOL Confirmacion posicion abierta valvula V1
ZSC_V2 1 73.2 BOOL Confirmacion posicion cerrada valvula V2
ZSO_V2 1 73.3 BOOL Confirmacion posicion abierta valvula V2
Flujo_Agua_Calie_F _Leche PIW 80 INT Flujo de Agua Caliente a Fabrica de Leche
Flujo_Agua_ Calie_DL PIW 82 INT Flujo de Agua Caliente a Derivados Lacteos
Flujo_Aire_F _Leche PIW 84 INT Flujo de Aire a Fabrica de Leche
Flujo_Aire_DL PIW 86 INT Flujo de Aire a Derivados Lacteos
Flujo_Aire_F _Envases PIW 88 INT Flujo de Aire a Fabrica de Envases Metalicos
Presion_Aire_ General PIW 90 INT Presion Aire en Linea General
Presion_ Vapor_ General PIW 92 INT Presion Vapor en Linea General
Libre_PIW94 PIW 94 INT
Temp_ T q_Agua_ Caliente PIW 256 INT Temperatura en tanque de agua caliente
Nivel_ T q_Agua_ Caliente PIW 258 INT Nivel Tamque de agua caliente
Libre_PIW260 PIW 260 INT libre antes(Flujo de agua caliente)
Temp_Sal_lnt_aTorreEnf1 PIW 262 INT Temperatura Salida de intercambiador a Torre enfriamiento 1
T emp_ Sal_lnt_a T orreEnf2 PIW 264 INT Temperatura Salida de intercambiador a Torre enfriamiento 2
85
Temp_lng_ Torre_Enf_ 1 PIW 266 INT Temperatura ingreso a Torre enfriamiento 1
Temp_lng_ Torre_Enf_2 PIW 268 INT Temperatura ingreso a Torre enfriamiento 2
PH_LINEA_ OSMOTIZADA PIW 288 INT
Val_lngreso PQW 256 WORD Valvula Ingreso de Agua Caliente a Tanque
Retran T _lng_ Torre_Enf_ 1 PQW 258 WORD Retransmision Temperatura de ingreso torre Enfriamiento 1
Retran T _lng_ Torre_Enf_2 PQW 260 WORD Retransmision Temperatura de ingreso torre Enfriamiento 2
Tabla 8.2 Salidas (Fuente: Elab. propia)
TIPO
SIMBOLOS DIRECCION DE COMENTARIOS
DATO
L. Min. Presión de Agua Q 8.0 BOOL Lámpara de Minima Presión de Agua.
L. Mín. Presión de Aire. Q 8.1 BOOL Lámpara de Mínima Presión de Aire.
L. Máx. Presión de Aire. Q 8.2 BOOL Lámpara de Máxima Presión de Aire.
L. Bajo Niv. TQ. Desair. Q 8.3 BOOL Lámpara de Bajo Nivel del Tanque Desaireador.
L. Alto Niv. TQ. Desair. Q 8.4 BOOL Lámpara de Alto Nivel del Tanque Desaireador.
L. Bajo Nivel TQ. R-500. Q 8.5 BOOL Lámpara de Bajo Nivel del Tanque R-500.
L. Alto Nivel TQ. R-500. Q 8.6 BOOL Lámpara de Alto Nivel del Tanque R-500.
L. Baja Pres. Sist. Vap. Q 8.7 BOOL Lámpara de Baja Presión del Sistema de Vapor.
L. Falla Compr. Con_De Q 9.0 BOOL Lámpara de Falla Compresores Amoniaco Condenseria Derivados.
L. Falla_Compr_Camaras Q 9.1 BOOL Lámpara de Falla Compresores Amoniaco Camaras
L. Baja Pres. Lin. Glic. Q 9.2 BOOL Lámpara de Baja Presión en la Linea de Glicol.
L. Baja Pres. Amoniaco. Q 9.3 BOOL Lámpara de Baja Presión del Amoniaco.
L. Alta Pres. Amoniaco. Q 9.4 BOOL Lámpara de Alta Presión del Amoniaco.
L. Bajo Nivel TQ. 02. Q 9.5 BOOL Lámpara de Bajo Nivel del Tanque 02.
L. Alto Nivel TQ. 02. Q 9.6 BOOL Lámpara de Alto Nivel del Tanque 02.
L. Falla Grupo Elect. 1 Q 9.7 BOOL Lámpara de Falla de Operación del Grupo Electrógeno 1.
L. Falla Grupo Elect. 2 Q 12.0 BOOL Lámpara de Falla de Operación del Grupo Electrógeno 2.
L. Ret. Energía Luz Sur Q 12.1 BOOL Lámpara de Retorno de Energía de Luz del Sur.
Señal de la Sirena. Q 12.2 BOOL Señal de la Sirena.
L Niv Bajo TQ. Agua Dura Q 12.3 BOOL Lámpara de Nivel Bajo del Tanque de Agua Dura (Cisterna1 ).
L Niv Alto TQ. Agua Dura Q 12.4 BOOL Lámpara de Nivel Alto del Tanque de Agua Dura (Cisterna1 ).
L Niv Bajo TQ. Agua Blan Q 12.5 BOOL Lampara de Nivel Bajo del Tanque de Agua Blanda (Cisterna 2).
L Niv Alto TQ. Agua Blan Q 12.6 BOOL Lámpara de Nivel Alto del Tanque de Agua Blanda (Cisterna 2).
Libre_Q127 Q 12.7 BOOL
L. Bomba 1 Encendida. Q 13.0 BOOL Lámpara de Encendido de la Bomba Nº 1.
L. Bomba 2 Encendida. Q 13.1 BOOL Lámpara de Encendido de la Bomba Nº 2.
L. Bomba 3 Encendida. Q 13.2 BOOL Lámpara de Encendido de la Bomba Nº 3.
L. Bomba 4 Encendida. Q 13.3 BOOL Lámpara de Encendido de la Bomba Nº 4.
L. Bom 1 T rat Encendida Q 13.4 BOOL Lámpara de Encendido de la Bomba Nº 1 Planta de
86
Tratamiento de Agua.
L. Bom 2 Trat Encendida Q 13.5 BOOL Lámpara de Encendido de la Bomba Nº 2 Planta de Tratamiento de Agua.
L. Bom. Sumer. 1 Encend. Q 13.6 BOOL Lámpara de Encendido de la Bomba Sumergible Nº 1.
L. Bom. Sumer. 2 Encend. Q 13.7 BOOL Lámpara de Encendido de la Bomba Sumergible Nº 2.
L. Actuó Térmico Bomba 1 Q 16.0 BOOL Lámpara de Disparo del Relé Térmico de la Bomba Nº 1.
L. Actuó Térmico Bomba 2 Q 16.1 BOOL Lámpara de Disparo del Relé Térmico de la Bomba Nº 2.
L. Actuó Térmico Bomba 3 Q 16.2 BOOL Lámpara de Disparo del Relé Térmico de la Bomba Nº 3.
L. Actuó Térmico Bomba 4 Q 16.3 BOOL Lámpara de Disparo del Relé Térmico de la Bomba Nº 4.
L. Actuó T érm Bom 1 T rat Q 16.4 BOOL Lámpara de Disparo del Relé Térmico de la Bomba Nº 1 Planta Tratamiento de Agua.
L. Actuó T érm Bom 2 T rat Q 16.5 BOOL Lámpara de Disparo del Relé Térmico de la Bomba Nº 2 Planta Tratamiento de Aqua.
L. Térm. Bom. Sum. 1 Q 16.6 BOOL Lámpara de Disparo del Relé Térmico de la Bomba Sumerqible Nº 1.
L. Térm. Bom. Sum. 2 Q 16.7 BOOL Lámpara de Disparo del Relé Térmico de la Bomba Sumergible Nº 2.
L. Niv. Max. T q.AguaCalient Q 17.0 BOOL Lámpara Nivel Maximo Tanque Agua Caliente
L.Niv.Min. T q.AguaCalient Q 17.1 BOOL Lámpara Nivel Mínimo Tanque Agua Caliente
L.Niv.Min.Tq.AguaTorr Q 17.2 BOOL Lampara Nivel Mínimo Tanque Agua de Torre de Enfriamiento
L.Actuó Térm 81 o 82 tor Q 17.3 BOOL Lámpara de Disparo del Relé Térmico de la Bomba Nº 1 o 2 de Torre de Enfriamient
L. Falla. P. Tratam. 2 Q 17.4 BOOL Lámpara Falla Planta de Tratamiento de Agua.
L Niv Min Agua Cald G Q 17.5 BOOL Lámpara de Nivel Mínimo de Agua Caldera Gonella
L. Encend Grupo Pta Agua Q 17.6 BOOL Lámpara de Encendido Grupo Electrogeno Planta de Tratamiento de Agua.
Libre_Q177 Q 17.7 BOOL LIBRE
P1_OUT Q 20.0 BOOL Bomba de suministro de agua osmotizada
P2_OUT Q 20.1 BOOL Bomba de suministro de agua osmotizada
Bomba_1 Q 30.0 BOOL Bomba Envio Agua Caliente Salida Tanque
Bomba_2 Q 30.1 BOOL Bomba Recuperacion Agua Caliente ABs
Válvula_Rec_Agua_ Calien Q 30.2 BOOL Valvula recuperacion de agua caliente
Válv_ByPass_AguaCali Q 30.3 BOOL Válvula de By Pass para Alimentacion de Agua Caliente
Bomba_3 Q 30.4 BOOL Bomba Envio Agua Caliente Salida Tanque
Bomba_ 4 Q 30.5 BOOL Bomba Recuperacion Agua Caliente ABs
Libre_Q306 Q 30.6 BOOL
Libre_Q307 Q 30.7 BOOL
Valv _lng_AguaF ria_ V3 Q 31.0 BOOL Valvula Ingreso Agua Fria para linea torre Enfri. 1
Valv_Purga_AguaCali_ V4 Q 31.1 BOOL Valvula Purga de Agua Caliente V4
Valv_lng_AguaFria_ V6 Q 31.2 BOOL Valvula Ingreso Agua Fria para linea torre Enfri. 2
Valv_Purga_AguaCali_ V7 Q 31.3 BOOL Valvula Purga de Agua Caliente V7
Señal_Niv_Alto_ T q_Agua Q 31.4 BOOL Señal Nivel Alto T q Agua Caliente al Sistema lntercambiador 3
Libre_Q315 Q 31.5 BOOL
Libre_Q316 Q 31.6 BOOL
Libre_Q317 Q 31.7 BOOL
BB_1_P _2 Q 40.0 BOOL Arranque Bomba 1 Pozo 2
87
BB_2_P_2 Q 40.1 BOOL Arranque Bomba 2 Pozo 2
Libre_Q402 Q 40.2 BOOL Libre
Libre_Q403 Q 40.3 BOOL Libre
A_BB_1_P _2 Q 40.4 BOOL Alarma Falla Bomba 1 Pozo 2
A_BB_2_P_2 Q 40.5 BOOL Alarma Falla Bomba 2 Pozo 2
QA_Niv_Alto_Pozo_2 Q 40.6 BOOL Alarma Nivel Alto Pozo 2
QA_Pozo_2_Inundado Q 40.7 BOOL Alarma Bombas Inundadas 2
V_Agua_Cal Q 41.0 BOOL Valvula Sistema Agua Caliente
Libre_Q411 Q 41.1 BOOL Libre
Libre_Q412 Q 41.2 BOOL Libre
Libre_Q413 Q 41.3 BOOL Libre
Libre_Q414 Q 41.4 BOOL Libre
Libre_Q415 Q 41.5 BOOL Libre
Libre_Q416 Q 41.6 BOOL Libre
Libre_Q417 Q 41.7 BOOL Libre
Val_Agua_Red_Baby1 Q 42.0 BOOL Valvula Agua de Red Baby 1
Val_Agua_Rec_Baby1 Q 42.1 BOOL Valvula Agua de Recirculacion Baby 1
Val_Agua_Red_ Tall4 Q 42.2 BOOL Valvula Agua de Red Tall 4
Val_Agua_Rec_ Tall4 Q 42.3 BOOL Valvula Agua de Recirculacion Tall 4
Val_Agua_Red_ Tall3 Q 42.4 BOOL Valvula Agua de Red Tall 3
Val_Agua_Rec_ Tall3 Q 42.5 BOOL Valvula Agua de Recirculacion Tall 3
Val_Agua_Red_ Tall5 Q 42.6 BOOL Valvula Agua de Red Tall 5
Val_Agua_Rec_ Tall5 Q 42.7 BOOL Valvula Agua de Recirculacion Tall 5
Val_Agua_Red_Baby2 Q 43.0 BOOL Valvula Agua de Red Baby 2
Val_Agua_Rec_Baby2 Q 43.1 BOOL Valvula Agua de Recirculacion Baby 2
Val_Agua_Red_Baby3 Q 43.2 BOOL Valvula Agua de Red Baby 3
Val_Agua_Rec_Baby3 Q 43.3 BOOL Valvula Agua de Recirculacion Baby 3
Val_Agua_Red_ Tall1 Q 43.4 BOOL Valvula Agua de Red Tall 1
Val_Agua_Rec_ Tall1 Q 43.5 BOOL Valvula Agua de Recirculacion Tall 1
Q 43.6 Q 43.6 BOOL Libre
Q 43.7 Q 43.7 BOOL Libre
BB_1_P _3 Q 50.0 BOOL Arranque Bomba 1 Pozo 3
BB_2_P_3 Q 50.1 BOOL Arranque Bomba 2 Pozo 3
Libre_Q502 Q 50.2 BOOL Libre
Libre_Q503 Q 50.3 BOOL Libre
A_BB_1_P_3 Q 50.4 BOOL Alarma Falla Bomba 1 Pozo 3
A_BB_2_P_3 Q 50.5 BOOL Alarma Falla Bomba 2 Pozo 3
QA_Niv_Alto_Pozo_3 Q 50.6 BOOL Alarma Nivel Alto Pozo 3
QA_Pozo_3_Inundado Q 50.7 BOOL Alarma Bombas Inundadas 3
Libre_Q510 Q 51.0 BOOL Libre
Libre_Q511 Q 51.1 BOOL Libre
Libre_Q512 Q 51.2 BOOL Libre
Libre_Q513 Q 51.3 BOOL Libre
Libre_Q514 Q 51.4 BOOL Libre
88
Libre_Q515 Q 51.5 BOOL Libre
Libre_Q516 Q 51.6 BOOL Libre
Libre_Q517 Q 51.7 BOOL Libre
Val_Agua_Red_Baby4 Q 52.0 BOOL Valvula Agua de Red Baby 4
Val_Agua_Rec_Baby4 Q 52.1 BOOL Valvula Agua de Recirculacion Baby 4
Val_Agua_Red_ T all6 Q 52.2 BOOL Valvula Agua de Red Tall 6
Val_Agua_Rec_ Tall6 Q 52.3 BOOL Valvula Agua de Recirculacion Tall 6
Q 52.4 Q 52.4 BOOL Libre
Q 52.5 Q 52.5 BOOL Libre
Q 52.6 Q 52.6 BOOL Libre
Q 52.7 Q 52.7 BOOL Libre
Q 53.0 Q 53.0 BOOL Libre
Q 53.1 Q 53.1 BOOL Libre
Q 53.2 Q 53.2 BOOL Libre
Q 53.3 Q 53.3 BOOL Libre
Q 53.4 Q 53.4 BOOL Libre
Q 53.5 Q 53.5 BOOL Libre
Q 53.6 Q 53.6 BOOL Libre
Q 53.7 Q 53.7 BOOL Libre
P3_OUT Q 70.0 BOOL BOMBA DE ADICION
P4_OUT Q 70.1 BOOL BOMBA DE ADICION
V1 _ OUT _ OPEN_ OSMOSIS Q 71.0 BOOL VALVULA DE INGRESO DE AGUA OSMOTIZADA
BNEUMATICA Q 71.1 BOOL Bomba Neumática Dosificadora
Q 72.0 BOOL
L_P1_P2_ON Q 73.0 BOOL Lámpara Bomba de Suministro Encendida
L_FALLA_DOSIFICACION Q 73.1 BOOL Lámpara Falla Sistema Dosificación
ANEXO C CÁMARAS, LOGICA Y SEÑALES DE ENTRADA Y SALIDA
90
Funcionamiento de Logica de Control
El concepto de funcionamiento de la logica de control obedece a configurar la
estrategia de control en 6 tipos de bloques:
Bloque de Organización del Programa
Bloque de Condiciones Iniciales y Entradas
Bloque de Monitoreo Operativo, y Visualizacion
Bloque de Seguridades y Salidas
Bloque de Funciones
Bloque de Datos
Esta es la organización de los bloques que permiten la estrategia de control y
visualizacion ejecutada en todos los PLCs de esta manera tenemos un estándar de
desarrollo normalizado, y de facil seguimiento y deteccion de fallas. Asimismo permite un
rápido entrenamiento al personal de campo, ya que la configuración de los bloques es
estandarizada, y totalmente replicable.
En el caso especifico del PLC de Amoniaco está organizado de igual forma pero
se dedica exclusivamente al monitoreo y control del funcionamiento del sistema de
refrigeración, incluyendo compresores de amoniaco, intercambiadores de calor, y el
sistema de glycol, incluyendo control y visualización de bombas y tanques en el SCADA ,
sirviendo de interfaz entre las señales propias del sistema de control del sistema de
refrigeración de compresores amoniaco y el sistema scada.
Tabla C.1 Entradas (Fuente: Elab. propia)
TIPO
SIMBOLOS DIRECCION DE COMENTARIOS
DATO
LM1 1 O.O BOOL NIVEL ALTO AMONIACO CHILLER N1
LM2 1 0.1 BOOL NIVEL AL TO AMONIACO CHILLER N2
LM3 1 0.2 BOOL NIVEL ALTO AMONIACO CHILLER N3
LM4 1 0.3 BOOL NIVEL AL TO AMONIACO CHILLER N4
R46 1 0.4 BOOL INTERRUPTOR DE FLUJO DE GLICOL CHILLER N1
R47 1 0.5 BOOL INTERRUPTOR DE FLUJO DE GLICOL CHILLER N2
R48 1 0.6 BOOL INTERRUPTOR DE FLUJO DE GLICOL CHILLER N3
R49 1 0.7 BOOL INTERRUPTOR DE FLUJO DE GLICOL CHILLER N4
1KM2 1 1.0 BOOL HABILITACION COMPRESOR N1
2KM2 1 1.1 BOOL HABILITACION COMPRESOR N2
13KM2 1 1.2 BOOL HABILITACION COMPRESOR N3
14KM2 1 1.3 BOOL HABILITACION COMPRESOR N4
4KM2 1 1.4 BOOL HABILIT ACION COMPRESOR N5
6KM2 1 1.5 BOOL HABILIT ACION COMPRESOR N7
1RC1 1 1.6 BOOL ARRANQUE MOTOR COMPRESOR N1
91
2RC1 1 1.7 BOOL ARRANQUE MOTOR COMPRESOR N2
13RC1 1 2.0 BOOL ARRANQUE MOTOR COMPRESOR N3
14RC1 1 2.1 BOOL ARRANQUE MOTOR COMPRESOR N4
4RC1 1 2.2 BOOL ARRANQUE MOTOR COMPRESOR N5
6RC1 1 2.3 BOOL ARRANQUE MOTOR COMPRESOR N7
1RC2 1 2.4 BOOL ARRANQUE BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N1
2RC2 1 2.5 BOOL ARRANQUE BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N2
13RC2 1 2.6 BOOL ARRANQUE BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N3
14RC2 1 2.7 BOOL ARRANQUE BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N4
4RC2 1 3.0 BOOL ARRANQUE BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N5
6RC2 1 3.1 BOOL ARRANQUE BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N7
11S01.1 1 3.2 BOOL SELECTOR MANUAL VENTILADOR CONDENSADOR, EVAPORADOR
N1
11S01.2 1 3.3 BOOL SELECTOR AOTOMATICO VENTILADOR CONDENSADOR,
EVAPORADOR N1
11KM10 1 3.4 BOOL CONFIRMACION ARRANQUE VENTILADOR
CONDENSADOR.EVAPORADOR N1
11 S02.1 1 3.5 BOOL SELECTOR MANUAL BOMBA CONDENSADOR, EVAPORADOR N1
11 S02.2 1 3.6 BOOL SELECTOR AUTOMATICO BOMBA CONDENSADOR, EVAPORADOR
N1
11 KM11 1 3.7 BOOL CONFIRMACION BOMBA CONDENSADOR, EVAPORADOR N1
11 S03.1 1 4.0 BOOL SELECTOR MANUAL VENTILADOR CONDENSADOR, EVAPORADOR
N2
11 S03.2 1 4.1 BOOL SELECTOR AUTOMATICO VENTILADOR CONDENSADOR,
EVAPORADOR N2
11KM20 1 4.2 BOOL CONFIRMACION ARRANQUE VENTILADOR CONDENSADOR,
EVAPORADOR N2
11S04.1 1 4.3 BOOL SELECTOR MANUAL BOMBA CONDENSADOR, EVAPORADOR N2
11S04.2 1 4.4 BOOL SELECTOR AUTOMATICO BOMBA CONDENSADOR, EVAPORADOR
N2
11KM21 1 4.5 BOOL CONFIRMACION BOMBA CONDENSADOR, EVAPORADOR N2
11 S05.1 1 4.6 BOOL SELECTOR MANUAL VENTILADOR CONDENSADOR, EVAPORADOR
N6
11S05.2 1 4.7 BOOL SELECTOR AUTOMATICO VENTILADOR CONDENSADOR,
EVAPORADOR N6
11KM60 1 5.0 BOOL CONFIRMACION VENTILADOR CONDENSADOR, EVAPORADOR N6
11 S06.1 1 5.1 BOOL SELECTOR MANUAL BOMBA CONDENSADOR, EVAPORADOR N6
11 S06.2 1 5.2 BOOL SELECTOR AUTOMATICO BOMBA CONDENSADOR, EVAPORADOR
N6
11KM62 1 5.3 BOOL CONFIRMACION BOMBA CONDENSADOR, EVAPORADOR N6
8S01.1 1 5.4 BOOL SELECTOR MANUAL BOMBA DE GLICOL N1 DERIVADOS
8S01.2 1 5.5 BOOL SELECTOR AUTOMATICO BOMBA DE GLICOL N1 DERIVADOS
8VF 1 5.6 BOOL CONFIRMACION ARRANQUE BOMBA DE GLICOL N1 DERIVADOS
9S01.1 1 5.7 BOOL SELECTOR MANUAL BOMBA DE GLICOL N2 CONDENSERIA
9S01.2 1 6.0 BOOL SELECTOR AUTOMATICO BOMBA DE GLICOL N2 CONDENSERIA
9VF 1 6.1 BOOL CONFIRMACION ARRANQUE BOMBA DE GLICOL N2 CONDENSERIA
9S02.1 1 6.2 BOOL SELECTOR MANUAL BOMBA DE GLICOL N2 DERIVADOS
9S02.2 1 6.3 BOOL SELECTOR AUTOMATICO BOMBA DE GLICOL N2 DERIVADOS
3VF 1 6.4 BOOL CONFIRMACION ARRANQUE BOMBA DE GLICOL N2 DERIVADOS
92
7S01.1 1 6.5 BOOL SELECTOR MANUAL BOMBA DE GLICOL N1 CONDENSERIA
7S01.2 1 6.6 BOOL SELECTOR AUTOMATICO BOMBA DE GLICOL N1 CONDENSERIA
7VF 1 6.7 BOOL CONFIRMACION ARRANQUE BOMBA DE GLICOL N1 CONDENSERIA
7S02.1 1 7.0 BOOL SELECTOR MANUAL BOMBA DE GLICOL N3 DERIVADOS
7S02.2 1 7.1 BOOL SELECTOR AUTOMATICO BOMBA DE GLICOL N3 DERIVADOS
7SMC 1 7.2 BOOL CONFIRMACION ARRANQUE BOMBA DE GLICOL N3 DERIVADOS
8S02.1 1 7.3 BOOL SELECTOR MANUAL BOMBA DE GLICOL N3 CON DEN SERIA
8S02.2 1 7.4 BOOL SELECTOR AUTOMATICO BOMBA DE GLICOL N3 CONDENSERIA
8SMC 1 7.5 BOOL CONFIRMACION ARRANQUE BOMBA DE GLICOL N3 CONDENSERIA
10S01.1 1 7.6 BOOL SELECTOR MANUAL BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 1
10S01.2 1 7.7 BOOL SELECTOR AUTOMATICO BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 1
10SMC1 1 8.0 BOOL CONFIRMACION ARRANQUE BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 1
10S02.1 1 8.1 BOOL SELECTOR MANUAL BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 2
10S02.2 1 8.2 BOOL SELECTOR AUTOMATICO BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 2
10SMC2 1 8.3 BOOL CONFIRMACION ARRANQUE BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 2
10S03.1 1 8.4 BOOL SELECTOR MANUAL BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 3
10S03.2 1 8.5 BOOL SELECTOR AUTOMATICO BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 3
10SMC3 1 8.6 BOOL CONFIRMACION ARRANQUE BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 3
S7 1 8.7 BOOL SELECTOR HABILITACION CHILLER N1 (Antes: PULSADOR ABRIR VALVULA DE LIQUIDO N1)
SN1 1 9.0 BOOL NIVEL TRABAJO AMONIACO CHILLER N1 (Antes: PULSADOR CERRAR VALVULA DE LIQUIDO N1)
S6 1 9.1 BOOL SELECTOR HABILITACION CHILLER N2
SN2 1 9.2 BOOL NIVEL TRABAJO AMONIACO CHILLER N2
S5 1 9.3 BOOL SELECTOR HABILITACION CHILLER N3
SN3 1 9.4 BOOL NIVEL TRABAJO AMONIACO CHILLER N3
SN4 1 9.5 BOOL NIVEL TRABAJO AMONIACO CHILLER N4
S3 1 9.6 BOOL SELECTOR HABILITACION CHILLER N4
SH7 1 9.7 BOOL LIBRE ( ANTES PULSADOR ABRIR VALVULA DE SUCCION N1 )
FP Selec Ven 1 10.0 BOOL SELECTOR VENTILADOR CONDENSADOR, EVAPORADOR N8
Con 8 Conf Ventila
1 10.1 BOOL CONFIRMACION VENTILADOR CONDENSADOR, EVAPORADOR N8 C8
110.2 1 10.2 BOOL SELECTOR BOMBA CONDENSADOR, EVAPORADOR N8
110.3 1 10.3 BOOL CONFIRMACION BOMBA CONDENSADOR, EVAPORADOR N8
FP Selec Ven 1 10.4 BOOL SELECTOR VENTILADOR CONDENSADOR, EVAPORADOR N9
Con 9
110.5 1 10.5 BOOL CONFIRMACION VENTILADOR CONDENSADOR, EVAPORADOR N9
LIBRE 110.6 1 10.6 BOOL LIBRE ( PULSADOR CERRAR VALVULA DE SUCCION N4)
P1 1 10.7 BOOL PRESOSTATO PRESION ALTA BOMBAS DE GLICOL DERIVADOS
P2 1 11.0 BOOL PRESOSTATO PRESION ALTA BOMBAS DE GLICOL CONDENSERIA
P3 1 11.1 BOOL PRESOST ATO PRESION ALTA BOMBAS DE GLICOL PRIMARIO
P4 - ELIMINAR 1 11.2 BOOL PRESOSTATO CONTROL DE VELOCIDAD GLICOL DERIVADOS
P5 - ELIMINAR 1 11.3 BOOL PRESOSTATO CONTROL DE VELOCIDAD GLICOL CONDENSERIA 1
P6 - ELIMINAR 1 11.4 BOOL PRESOSTATO CONTROL DE VELOCIDAD GLICOL CONDENSERIA 2
1SMC 1 11.5 BOOL FALLA MOTOR COMPRESOR N1
93
2SMC 1 11.6 BOOL FALLA MOTOR COMPRESOR N2
13SMC 1 11. 7 BOOL FALLA MOTOR COMPRESOR N3
14SMC 1 12.0 BOOL FALLA MOTOR COMPRESOR N4
4SMC 1 12.1 BOOL FALLA MOTOR COMPRESOR N5
6SMC 1 12.2 BOOL FALLA MOTOR COMPRESOR N7
1Q2 1 12.3 BOOL FALLA BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N1
2Q2 1 12.4 BOOL FALLA BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N2
13Q2 1 12.5 BOOL FALLA BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N3
14Q2 1 12.6 BOOL FALLA BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N4
4Q2 1 12.7 BOOL FALLA BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N5
6Q2 1 13.0 BOOL FALLA BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N7
8KA3 1 13.1 BOOL FALLA BOMBA GLYCOL N1 DERIVADOS
9KA3 1 13.2 BOOL FALLA BOMBA GLYCOL N2 CONDENSERIA
9KA6 1 13.3 BOOL FALLA BOMBA GLYCOL N2 DERIVADOS
7KA3 1 13.4 BOOL FALLA BOMBA GL YCOL N1 CONDENSERIA
7KA5 1 13.5 BOOL FALLA BOMBA GLYCOL N3 DERIVADOS
8KA5 1 13.6 BOOL FALLA BOMBA GLYCOL N3 CONDENSERIA
10KA2 1 13.7 BOOL FALLA BOMBA GLYCOL PRIMARIA 1
10KA4 1 14.0 BOOL FALLA BOMBA GLYCOL PRIMARIA 2
10KA6 1 14.1 BOOL FALLA BOMBA GLYCOL PRIMARIA 3
11KA1 1 14.2 BOOL FALLA VENTILADOR CONDENSADOR EVAPORADOR N1
11KA2 1 14.3 BOOL FALLA BOMBA DE AGUA CONDENSADOR EVAPORADOR N1
11Q20 1 14.4 BOOL FALLA VENTILADOR CONDENSADOR EVAPORADOR N2
11KA4 1 14.5 BOOL FALLA BOMBA DE AGUA CONDENSADOR EVAPORADOR N2
11Q60 1 14.6 BOOL FALLA VENTILADOR CONDENSADOR EVAPORADOR N6
11KA6 1 14.7 BOOL FALLA BOMBA DE AGUA CONDENSADOR EVAPORADOR N6
8MT1 1 15.0 BOOL FALLA TEMPERA TURA ALTA SALIDA GLICOL DERIVADOS.
7MT1 1 15.1 BOOL FALLA TEMPERATURA ALTA SALIDA GLICOL CONDENSERIA.
so 1 15.2 BOOL PULSADOR PARADA DE EMERGENCIA
S1 1 15.3 BOOL PULSADOR PRUEBA DE LAMPARAS
S2 1 15.4 BOOL PULSADOR RESET / SILENCIADOR DE ALARMA
S4 1 15.5 BOOL SELECTOR HABILITACION CHILLER N5
PLLC5.2 1 15.6 BOOL NIVEL TRABAJO AMONIACO CHILLER N5
PLLC5.5 1 15.7 BOOL NIVEL AL TO CHILLER N5
R50 1 16.0 BOOL INTERRUPTOR DE FLUJO CHILLER N5
11S07.1 1 16.1 BOOL SELECTOR MANUAL VENTILADOR CONDENSADOR, EVAPORADOR
N7
11 S07.2 1 16.2 BOOL SELECTOR AUTOMATICO VENTILADOR CONDENSADOR,
EVAPORADOR N7
11KM70 1 16.3 BOOL CONFIRMACION VENTILADOR CONDENSADOR, EVAPORADOR N7
11 S08.1 1 16.4 BOOL SELECTOR MANUAL BOMBA CONDENSADOR, EVAPORADOR N7
11 S08.2 1 16.5 BOOL SELECTOR AUTOMATICO BOMBA CONDENSADOR, EVAPORADOR
N7
11KM72 1 16.6 BOOL CONFIRMACION BOMBA CONDENSADOR, EVAPORADOR N7
11Q70 1 16.7 BOOL FALLA VENTILADOR CONDENSADOR EVAPORADOR N7
94
11KA8 1 17.0 BOOL FALLA BOMBA DE AGUA CONDENSADOR EVAPORADOR N7
10S04.1 1 17.1 BOOL SELECTOR MANUAL BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 4
10S04.2 1 17.2 BOOL SELECTOR AUTOMATICO BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 4
10SMC4 1 17.3 BOOL CONFIRMACION ARRANQUE BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 4
10KA8 1 17.4 BOOL FALLA BOMBA GLYCOL PRIMARIA 4
FP Selec Bom 1 17.5 BOOL SELECTOR BOMBA CONDENSADOR, EVAPORADOR N9
Con 9
117.6 1 17.6 BOOL CONFIRMACION BOMBA CONDENSADOR, EVAPORADOR N9
Librel17.7 1 17.7 BOOL Libre
Tabla C.2 Salidas (Fuente: Elab. propia)
TIPO DE
SIMBOLOS DIRECCION DATO COMENTARIOS
R1 Q O.O BOOL ENCENDER MOTOR COMPRESOR N1
R2 Q 0.1 BOOL ENCENDER MOTOR COMPRESOR N2
R3 Q 0.2 BOOL ENCENDER MOTOR COMPRESOR N3
R4 Q 0.3 BOOL ENCENDER MOTOR COMPRESOR N4
R5 Q 0.4 BOOL ENCENDER MOTOR COMPRESOR N5
R6 Q 0.5 BOOL ENCENDER MOTOR COMPRESOR N7
R7 Q 0.6 BOOL ENCENDER BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N1
R8 Q 0.7 BOOL ENCENDER BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N2
R9 Q 1.0 BOOL ENCENDER BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N3
R10 Q 1.1 BOOL ENCENDER BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N4
R11 Q 1.2 BOOL ENCENDER BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N5
R12 Q 1.3 BOOL ENCENDER BOMBA DE ACEITE COMPRESOR N7
R13 Q 1.4 BOOL ENCENDER VENTILADOR CONDENSADOR EVAPORADOR N1
R14 Q 1.5 BOOL ENCENDER BOMBA CONDENSADOR EVAPORADOR N1
R15 Q 1.6 BOOL ENCENDER VENTILADOR CONDENSADOR EVAPORADOR N2
R16 Q 1.7 BOOL ENCENDER BOMBA CONDENSADOR EVAPORADOR N2
R17 Q 2.0 BOOL ENCENDER VENTILADOR CONDENSADOR EVAPORADOR N6
R18 Q 2.1 BOOL ENCENDER BOMBA CONDENSADOR EVAPORADOR N6
R19 Q 2.2 BOOL ENCENDER BOMBA DE GLICOL N1 DERIVADOS - 1RA. VEL
R20 Q 2.3 BOOL ENCENDER BOMBA DE GLICOL N2 CONDENSERIA - 1 RA. VEL
R21 Q 2.4 BOOL ENCENDER BOMBA DE GLICOL N2 DERIVADOS
ENCENDER BOMBA DE GLICOL N1 CONDENSERIA - 1RA. R22 Q 2.5 BOOL VEL
R23 Q 2.6 BOOL ENCENDER BOMBA DE GLICOL N3 DERIVADOS
R24 Q 2.7 BOOL ENCENDER BOMBA DE GLICOL N3 CONDENSERIA
R25 Q 3.0 BOOL ENCENDER BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 1
R26 Q 3.1 BOOL ENCENDER BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 2
R27 Q 3.2 BOOL ENCENDER BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 3
R28 Q 3.3 BOOL VALVULA DE LIQUIDO CHILLER N1
R29 Q 3.4 BOOL VALVULA DE LIQUIDO CHILLER N2
R30 Q 3.5 BOOL VALVULA DE LIQUIDO CHILLER N3
95
Fail 036 Q 3.6 BOOL Salida Maloqrada --- (Antes VALVULA DE LIQUIDO CHILLER N4)
R32 Q 3.7 BOOL VALVULA DE SUCCION CHILLER N1
R33 Q 4.0 BOOL VALVULA DE SUCCION CHILLER N2
R34 Q 4.1 BOOL VALVULA DE SUCCION CHILLER N3
R35 Q 4.2 BOOL VALVULA DE SUCCION CHILLER N4
H1 Q 4.3 BOOL ALARMA NIVEL MAXIMO DE AMONIACO CHILLER N1
H2 Q 4.4 BOOL ALARMA NIVEL MAXIMO DE AMONIACO CHILLER N2
H3 Q 4.5 BOOL ALARMA NIVEL MAXIMO DE AMONIACO CHILLER N3
H4 Q 4.6 BOOL ALARMA NIVEL MAXIMO DE AMONIACO CHILLER N4
H20 Q 4.7 BOOL ALARMA NIVEL MAXIMO DE AMONIACO CHILLER N5
R51 Q 5.0 BOOL VALVULA DE LIQUIDO CHILLER N5
R52 Q 5.1 BOOL VALVULA DE SUCCION CHILLER N5
H21 Q 5.2 BOOL FALLA FLUJO GLYCOL CHILLER 5
H5 Q 5.3 BOOL ALARMA PRESION ALTA BOMBAS DE GLICOL DERIVADOS
H6 Q 5.4 BOOL ALARMA PRESION AL TA BOMBAS DE GLICOL CONDENSERIA
H7 Q 5.5 BOOL ALARMA PRESION AL TA BOMBAS DE GLICOL PRIMARIO
R36 Q 5.6 BOOL ENCENDER BOMBA DE GL YCOL Nº1 DERIVADOS - 2DA VEL
R37 Q 5.7 BOOL ENCENDER BOMBA DE GL YCOL N°2 CONDENSERIA - 2DA VEL
R38 Q 6.0 BOOL ENCENDER BOMBA DE GL YCOL N°1 CONDENSERIA - 2DA VEL
R39 Q 6.1 BOOL HABILITACION MICRO-PROCESADOR COMPRESOR N1
R40 Q 6.2 BOOL HABILIT ACION MICRO-PROCESADOR COMPRESOR N2
R41 Q 6.3 BOOL HABILIT ACION MICRO-PROCESADOR COMPRESOR N3
R42 Q 6.4 BOOL HABILIT ACION MICRO-PROCESADOR COMPRESOR N4
R43 Q 6.5 BOOL HABILIT ACION MICRO-PROCESADOR COMPRESOR N5
R44 Q 6.6 BOOL HABILITACION MICRO-PROCESADOR COMPRESOR N7
H8 Q 6.7 BOOL FALLA COMPRESOR N1
H9 Q 7.0 BOOL FALLA COMPRESOR N2
H10 Q 7.1 BOOL FALLA COMPRESOR N3
H11 Q 7.2 BOOL FALLA COMPRESOR N4
H12 Q 7.3 BOOL FALLA COMPRESOR N5
H13 Q 7.4 BOOL FALLA COMPRESOR N7
8SH1 Q 7.5 BOOL FALLA BOMBA DE GLICOL N1 DERIVADOS
9SH1 Q 7.6 BOOL FALLA BOMBA DE GLICOL N2 CONDENSERIA
9SH3 Q 7.7 BOOL FALLA BOMBA DE GLICOL N2 DERIVADOS
7SH1 Q 8.0 BOOL FALLA BOMBA DE GLICOL N1 CONDENSERIA
7SH3 Q 8.1 BOOL FALLA BOMBA DE GLICOL N3 DERIVADOS
8SH3 Q 8.2 BOOL FALLA BOMBA DE GLICOL N3 CONDENSERIA
10SH1 Q 8.3 BOOL FALLA BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 1
10SH3 Q 8.4 BOOL FALLA BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 2
10SH5 Q 8.5 BOOL FALLA BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 3
11 SH1 Q 8.6 BOOL FALLA VENTILADOR CONDENSADOR EVAPORADOR N1
11SH5 Q 8.7 BOOL FALLA VENTILADOR CONDENSADOR EVAPORADOR N2
11SH9 Q 9.0 BOOL FALLA VENTILADOR CONDENSADOR EVAPORADOR N6
H14 Q 9.1 BOOL FALLA FLUJO GLYCOL CHILLER 1
96
H15 Q 9.2 BOOL FALLA FLUJO GL YCOL CHILLER 2
H16 Q 9.3 BOOL FALLA FLUJO GLYCOL CHILLER 3
H17 Q 9.4 BOOL FALLA FLUJO GLYCOL CHILLER 4
11SH3 Q 9.5 BOOL FALLA BOMBA DE AGUA CONDENSADOR EVAPORADOR N1
11SH7 Q 9.6 BOOL FALLA BOMBA DE AGUA CONDENSADOR EVAPORADOR N2
11 SH11 Q 9.7 BOOL FALLA BOMBA DE AGUA CONDENSADOR EVAPORADOR N6
H18 Q 10.0 BOOL FALLA TEMPERATURA ALTA SALIDA GLICOL DERIVADOS.
H19 Q 10.1 BOOL FALLA TEMPERATURA ALTA SALIDA GLICOL CONDENSERIA.
R45 Q 10.2 BOOL SIRENA DE FALLA
Q 10.3 Q 10.3 BOOL Libre
R31 Q 10.4 BOOL VALVULA DE LIQUIDO CHILLER N4
R53 Q 10.5 BOOL ENCENDER VENTILADOR CONDENSADOR EVAPORADOR N7
R54 Q 10.6 BOOL ENCENDER BOMBA CONDENSADOR EVAPORADOR N7
11 SH13 Q 10.7 BOOL FALLA VENTILADOR CONDENSADOR EVAPORADOR N7
11 SH15 Q 11.0 BOOL FALLA BOMBA DE AGUA CONDENSADOR EVAPORADOR N7
H22 Q 11.1 BOOL PARADA ACTIVADA
R55 Q 11.2 BOOL ENCENDER BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 4
10SH7 Q 11.3 BOOL FALLA BOMBA DE GLICOL PRIMARIA 4
011.4 Q 11.4 BOOL ENCENDER VENTILADOR CONDENSADOR EVAPORADOR NS
Q 11.5 Q 11.5 BOOL ENCENDER BOMBA CONDENSADOR EVAPORADOR N8
Q 11.6 Q 11.6 BOOL ENCENDER VENTILADOR CONDENSADOR EVAPORADOR N9
Q 11.7 Q 11.7 BOOL ENCENDER BOMBA CONDENSADOR EVAPORADOR N9
ANEXO D BOMBAS SUMERGIBLES, LOGICA Y SEÑALES DE ENTRADA Y SALIDA
98
Funcionamiento de Logica de Control
El concepto de funcionamiento de la logica de control obedece a configurar la
estrategia de control en 6 tipos de bloques:
- Bloque de Organización del Programa
- Bloque de Condiciones Iniciales y Entradas
- Bloque de Monitoreo Operativo, y Visualizacion
- Bloque de Seguridades y Salidas
- Bloque de Funciones
- Bloque de Datos
Esta es la organización de los bloques que permiten la estrategia de control y
visualización ejecutada en todos los PLCs de esta manera tenemos un estándar de
desarrollo normalizado, y de fácil seguimiento y detección de fallas. Asimismo permite un
rápido entrenamiento al personal de campo, ya que la configuración de los bloques es
estandarizada, y totalmente replicable.
En el caso especifico del PLC de Bombas Sumergibles está organizado de igual
forma pero se dedica exclusivamente al monitoreo y control del funcionamiento de las
bombas sumergibles y sus respectivas señales de entrada y salida, incluyendo el control
y visualización de los diferentes sistemas que comprenden el sistema de control.
Tabla 0.1 Entradas (Fuente: Elab. propia)
SIMBOLO DIRECCION COMENTARIOS
Selector _A_M_B 1 10.0 Selector Auto/Manual Bomba 1
Selector A M 82 10.1 Selector Auto/Manual Bomba 2
P Arranque 81 10.2 Pulsador Arranque Manual Bomba 1
P Parada 81 10.3 Pulsador Parada Manual Bomba 1
P _Arranque_B2 10.4 Pulsador Arranque Manual Bomba 2
P _Parada_B2 10.5 Pulsador Parada Manual Bomba 2
P Reset 10.6 Pulsador Reset
Conf 81 10.7 Confirmación de Arranque Bomba 1
Conf 82 11.0 Confirmación de Arranque Bomba 2
Nivel Cisterna 1 11.1 Nivel Cisterna 1
Nivel Cisterna 2 11.2 Nivel Cisterna 2
Nivel Bajo Cisterna_ 1 11.3 Nivel Bajo Cisterna 1
Nivel Bajo Cisterna 2 11.4 Nivel Bajo Cisterna 2
Libre 11.5 Libre
Selector A M 83 12.0 Selector Auto/Manual Bomba 3
P Arranque 83 12.1 Pulsador Arranque Manual Bomba 3
P Parada 83 12.2 Pulsador Parada Manual Bomba 3
Conf 83 12.3 Confirmación de Arranque Bomba 3
----------- 12.4 -----------
99
Tabla 0.2 Salidas (Fuente: Elab. propia)
SIMBOLO DIRECCION COMENTARIOS
Rele_B1 00.0 Rele Habilitacion K11 M Bomba 1
Habil 00.1 Habilitacion Sistema
F_B1 00.2 Falla Confirmacion Arranque Bomba 1
F_B2 00.3 Falla Confirmacion Arranque Bomba 2
Rele_B2 00.4 Rele Habilitacion K11 M Bomba 2
Rele_B3 00.5 Rele Habilitacion K 11 M Bomba 3
F_B3 00.6 Falla Confirmacion Arranque Bomba 3
007 00.7 Libre
010 01.0 Libre
011 01.1 Libre
ANEXO E BOMBAS DE SUMINISTRO, LOGICA Y SEÑALES DE ENTRADA Y SALIDA
101
Funcionamiento de Lógica de Control
El concepto de funcionamiento de la logica de control obedece a configurar la
estrategia de control en 6 tipos de bloques:
Bloque de Organización del Programa
- Bloque de Condiciones Iniciales y Entradas
- Bloque de Monitoreo Operativo, y Visualizacion
- Bloque de Seguridades y Salidas
- Bloque de Funciones
- Bloque de Datos
Esta es la organización de los bloques que permiten la estrategia de control y
visualización ejecutada en todos los PLCs de esta manera tenemos un estándar de
desarrollo normalizado, y de fácil seguimiento y detección de fallas. Asimismo permite un
rápido entrenamiento al personal de campo, ya que la configuración de los bloques es
estandarizada, y totalmente replicable.
En el caso específico del PLC de Bombas Sumergibles está organizado de igual forma
pero se dedica exclusivamente al monitoreo y control del funcionamiento de las bombas
de suministro y sus respectivas señales de entrada y salida, incluyendo el control y
visualización de las diferentes variables de los sistemas que comprenden el sistema de
control y que es necesario visualizar en el SCADA.
Tabla E.1 Entradas (Fuente: Elab. propia)
SIMBOLOS DIRECCION COMENTARIOS
Sig_Presion_Linea AIW0 Presion de linea
Niv_Cist2 AIW2 Nivel Cisterna 2
Sig_Var_B2 AQW0 Variador bomba 2
Sig_Var_B3 AQW2 Variador bomba 3
Sig_Var_B4 AQW4 Variador bomba 4
Conf_B1 10.0 Confirmación Bomba 1 - 75HP (con Variador)
Fail_B1 10.1 Falla Bomba 1
Conf_B2 10.2 Confirmación Bomba 2 - 125HP (con Variador)
Fail_B2 10.3 Falla Bomba 2
Conf_B3 10.4 Confirmación Bomba 3- 125HP (con Variador)
Fail_B3 10.5 Falla Bomba 3
Conf_B4 10.6 Confirmación Bomba 4 - 125HP (con Variador)
Fail_B4 10.7 Falla Bomba 4
P _Emerg 11.0 Parada de Emergencia
Nivel_ Cist_min 11.1 Nivel mínimo Cisterna
102
Tabla E.2 Salidas (Fuente: Elab. propia)
SIMBOLOS DIRECCION COMENTARIOS
ON_B1 Q0.0 Activación Bomba 1 - 75HP (con variador)
ON_B2 Q0.1 Activación Bomba 2 - 125HP (con variador)
ON_B3 Q0.2 Activación Bomba 3 - 125HP (con variador)
ON_B4 Q0.3 Activación Bomba 4 - 125H P ( con variador)
Alarm_Bajo _ Cist2 Q0.4 Alarma Nivel Bajo
Niv_ Trabajo_ 1_Cist2 Q0.5 Nivel de Trabajo Ablandador
Niv _ T rabajo_2_ Cist2 Q0.6 Nivel de Trabajo Osmosis 1 (Módulos 1 y 2)
Niv_ Trabajo_3_Cist2 Q0.7 Nivel de Trabajo Osmosis 2 (Módulos 3 y 4)
Niv_ Trabajo_ 4_Cist2 O1.0 Nivel de Trabajo Osmosis 3 (Módulos 5 y 6)
Alarm_Alto _ Cist2 01.1 Alarma Nivel Alto Tq Agua Blanda
Siempre_on SM0.0
First_Scan SM0.1
Cist_2_Bajo_Recu V200.0
Cist_2_Bajo_Bajo_Recu V200.1
Cist_2_Alto_ 1_Recu V200.2
Cist_2_Alto_2_Recu V200.3
Cist_2_Alto_Alto_Recu V200.4
Cist_2_N_ Trab_O5_6_Recu V200.5
Cist_2_Bajo _Aux V201.0
Cist_2_Bajo_Bajo_Aux V201.1
Cist_2_Alto_ 1_Aux V201.2
Cist_2_Alto_2_Aux V201.3
Cist_2_Alto_Alto_Aux V201.4
Cist_2_N_ T rab_ O5_6_Aux V201.5
Pan_ Vel_B3_84_Ma VD30 Frecuencia en manual para bomba 3 y 4
Pan_ Vel_B3_84_Kc VD34 Proporcional Bomba 3 y 4
Pan_ Vel_B3_84_ Ti VD38 Integral Bomba 3 y 4
Pan_ Vel_B3_84_ T d VD42 Derivativo Bomba 3 y 4
Pan_SP _PL_B3_84 VD50 Set Point 83 84 Panel de Operador
Pan_ Vel_B2_Ma VD60 Frecuencia en manual para bomba 2
Pan_ Vel_B2_Kc VD64 Proporcional Bomba 2
Pan Vel_B2_ Ti VD68 Integral Bomba 2
Pan_ Vel_B2_ T d VD72 Derivativo Bomba 2
Pan_SP _PL_B2 VD80 Set Point 82 Panel de Operador
Pan Presion L VD100 Presion de linea escalada O - 120
Pan Niv_Cis2 VD104
Pan_ Vel_B1_Ma VD130 Frecuencia en manual para bomba 1
Pan_ Vel_B1_Kc VD134 Proporcional Bomba 1
Pan Vel_B1 Ti VD138 Integral Bomba 1
Pan_ Vel_B 1 _ T d VD142 Derivativo Bomba 1
Pan_ Vel_B1 _Ma_ Out VD148 Frecuencia en manual para bomba 1
103
SP _Vel_B2 VD404
OUT_Vel_B2 VD408
KC_Vel_B2 VD412
TI_Vel_B2 VD420
TD_Vel_B2 VD424
SP _ Vel_B3_B4 VD504 Set Point de Bloque PID
OUT_ Vel_B3 _B4 VD508 Out de Bloque PID
KC_Vel_B3_B4 VD512 Kc de Bloque PID
TI_Vel_B3_B4 VD520 Ti de Bloque PID
TD _ Vel_B3_B4 VD524 Td de Bloque PID
SP _Alarma_Bajo_Bajo VD600 Para Bombas
SP _Alarma_Bajo VD604 Alarma Sala de Calderas Q0.4
SP _Alarma_Alto_ 1 VD608 Alarma Q0.5
SP _Alarma_Alto_2 VD612 Alarma Q0.6
SP _Alarma_Alto_Alto VD616 Alarma Q0.7
SP _N_ Trab_Osmo_5_6 VD624 Set Point Nivel de trabajo Osmosis módulos 5 y 6
SP _Alarma_Bajo_Bajo_Rec VD650
SP _Alarma_Bajo_Rec VD654
SP _Alarma_Alto_ 1 _Rec VD658
SP _Alarma_Alto_2_Rec VD662
SP _Alarma_Alto_Alto_Rec VD666
SP _N_ Trab_Osmo_5_6_Rec VD670
Aut_Vel_B2 VW4 Velocidad en automatico para bomba 2
Aut_ Vel_B1 VW6 Velocidad en automatico para bomba 1
Vel_B2 VW10 Velocidad bomba 75HP
Sen_Vel_B2 VW16 Señal para variador de bomba de 75HP
Vel_B1 VW20 Velocidad bomba 125HP
Sen_Vel_B1 VW26 Señal para variador de bomba de 125HP
Pan_ Vel_ Out_B2 VW46 Velocidad de salida Bomba 2 en porcentaje
Pan_ Vel_ Out_B3 VW48 Velocidad de salida Bomba 3 en porcentaje
Pan_ Vel_ Out_B4 VW54 Velocidad de salida Bomba 4 en porcentaje
Pan_ Vel_Out_B1 VW146 Velocidad de salida Bomba 1 en porcentaje
ANEXO F ÓSMOSIS INVERSA, LOGICA Y SEÑALES DE ENTRADA Y SALIDA
105
Funcionamiento de Logica de Control
El concepto de funcionamiento de la logica de control obedece a configurar la
estrategia de control en 6 tipos de bloques:
- Bloque de Organización del Programa
- Bloque de Condiciones Iniciales y Entradas
- Bloque de Monitoreo Operativo, y Visualizacion
- Bloque de Seguridades y Salidas
- Bloque de Funciones
- Bloque de Datos
Esta es la organización de los bloques que permiten la estrategia de control y
visualización ejecutada en todos los PLCs de esta manera tenemos un estándar de
desarrollo normalizado, y de fácil seguimiento y detección de fallas. Asimismo permite un
rápido entrenamiento al personal de campo, ya que la configuración de los bloques es
estandarizada, y totalmente replicable.
En el caso especifico del PLC de Osmosis está organizado de igual forma pero
se dedica exclusivamente al monitoreo y control del funcionamiento del sistema de
'proceso de osmosis inversa en 3 módulos y preparados para un cuarto módulo,
incluyendo el bombeo de alta presión en la confirmación de arranques y presencia de
fallas en las bombas, sirviendo de interfaz entre las señales propias del sistema de
control del sistema de Osmosis Inversa y el sistema SCADA.
Tabla F.1 Entradas (Fuente: Elab. propia)
SIMBOLOS DIRECCION COMENTARIOS
Confir Arranq 82 Osmo 10.0 Confirmacion de arramque Bomba #2 osmosis
Confir Arranq 8 Abland 10.1 Confirmacion de arramque Bomba Ablandador
Confir Arranq 81 Osmo 10.2 Confirmacion de arramque Bomba #1 osmosis
Confir_Arranq_B_ Tq_Pulm 10.3 Confirmacion de arramque Bomba Tq. pulmon
Selec AM 82 Osmosis 10.4 Selector Auto manual Bomba #2 osmosis
Puls Arranq 82 10.5 Pulsador de arranque Bomba #2 osmosis
Puls Parada 82 10.6 Pulsador de parada Bomba #2 osmosis
Selec AM 8 Ablandador 10.7 Selector Auto manual Bomba Ablandador
Puls Arranq 8 Abland 11.0 Pulsador de arranque Bomba Ablandador
Puls Parada 8 Abland 11.1 Pulsador de parada Bomba Ablandador
Se lec AM 81 Osmosis 11.2 Selector Auto manual Bomba #1 osmosis
Puls Arranq 81 11.3 Pulsador de arranque Bomba #1 osmosis
Puls Parada 81 11.4 Pulsador de parada Bomba #1 osmosis
Selec AM Tq Pulmon 11.5 Selector Auto manual Bomba Tanque Pulmon
Puls Arranq T q Pulmon 11.6 Pulsador de arranque Bomba Tanque Pulmon
Puls Parad Tq Pulmon 11.7 Pulsador de parada Bomba Tanque Pulmon
Pulsador Reset 12.0
106
C2_De_Planta_ Osmo 12.1
C3 _De _Planta_ Osmo 12.2
C5_De_Planta_Osmo 12.3
C6_De_Planta_Osmo 12.4
Nivel_Bajo_ T q_Pulmon 12.5
A_ T ab_ Cast_Bomnas_ Sume1 12.6
A_ T ab_ Cast_Bomnas_ Sume2 12.7
Confir _Arranq_B_Blend 13.0 Confirmacion de arramque Bomba Blend
Selec_AM_B_Blend 13.1 Selector Auto manual Bomba Blend
Puls_Arranq_B_Blend 13.2 Pulsador de arranque Bomba blend
Puls_Parada_B_Blend 13.3 Pulsador de parada Bomba blend
Confir _Arranq_B3_ Osmo 13.4 Confirmacion de arramque Bomba #3 osmosis
Selec_AM_B3_ Osmo 13.5 Selector Auto manual Bomba #3 osmosis
Puls_Arranq_B3_ Osmo 13.6 Pulsador de arranque Bomba #3 osmosis
Puls_Parada_B3 _ Osmo 13.7 Pulsador de parada Bomba #3 osmosis
Confir _Arranq_B4_ Osmo 14.0 Confirmacion de arramque Bomba #4 osmosis
Selec_AM_B4_ Osmo 14.1 Selector Auto manual Bomba #4 osmosis
Puls_Arranq_B4_ Osmo 14.2 Pulsador de arranque Bomba #4 osmosis
Puls_Parada_B4_ Osmo 14.3 Pulsador de parada Bomba #4 osmosis
Senal_ O3_Mod_5 14.4
Senal_O3_Mod_6 14.5
Tabla F.2 Salidas (Fuente: Elab. propia)
SIMBOLOS DIRECCION COMENTARIOS
Arranq_B2_ Osmosis 00.0 Aramque Bomba#2 Osmosis
Arranq_B _Ablandador 00.1 Aramque Bomba Ablandador
Arranq_B 1 _ Osmosis 00.2 Aramque Bomba1 Osmosis
Arranq_B _Filtro 00.3 Arranque Bomba Filtro
F alla_B2_ Osmosis 00.4 Falla Bomba2 Osmosis
F alla_B _Ablandador 00.5 Falla Bomba Ablandador
Falla_B1_0smosis 00.6 Falla Bomba1 Osmosis
F alla_B _Filtro 00.7 Falla Bomba Filtro
Arranq_B_Blend 01.0 Aramque Bomba Blend
F alla_B _Blend 01 .1 Falla Bomba Blend
Arranq_B3 _ Osmosis 01.2 Aramque Bomba#3 Osmosis
Arranq_B4_ Osmosis 01.3 Aramque Bomba#4 Osmosis
Falla_B3_0smosis 01 .4 Falla Bomba3 Osmosis
Falla_B4_0smosis 01.5 Falla Bomba4 Osmosis
ANEXO G CONFIGURACIÓN PLC S7-200
108
La configuración del nuevo módulo Ethernet se realiza mediante el asistente del
propio software que te indica paso a paso como realizar la configuración de ello.
1. Ajuste de la posición del módulo
A través del botón Leer módulos, se determinar automáticamente la posición de
módulo de la CP 243-1. La posición también se puede insertar manualmente (Figura C.1 ).
Ethernet W1zard '., .. �
This wizard will help you define the parameters for the CP243-1 Ethernet module. The wizard will thenplace this configur ation in your project.
�Specily Module Position,---------------------, T o configure the module, specily the module's position relative to the PLC. Click 'A ead Modules'to search for installed CP243·1 Ethernet modules.
Module Position o:±J A ead Modules 1
Position I Module ID
1
<Prev Next> Cancel
Figura C.1 Ajuste de la posición del módulo
2. Ajuste de la dirección IP
Ver Figura C.2.
Ethernet Wizard �-..
ModuleAddress-------------------------,
Please select the address to assign to this CP243·1 module. lf your network provides a BOOTP server (a service that will automatically assign IP addresses at startup), you may choose to have anIP address automatically assigned.
IPAddress: j 192. 168. 1 . 100 ffl 1Subnet Mask: j 255. 255. 255. O
Gateway Address:
r Allow the BOOTP server to automatically assign an IP address lor the module.
�Module Connection Type---------------------, Specily the communications connection type lor this module .
!I Auto Detect Communications • :H
<Prev Next> Cancel
Figura C.2 Ajuste de la dirección IP
109
3. Configuración del enlace PtP
Se indica el Byte de órdenes del módulo y el número de enlaces punto a punto con la
CP 243-1.
Ethernet Wizard ' , .•
Module Command Byte-----------------------,
Determine the Q·address by counting the output bytes used by any 1/0 modules attached to the PLC befare the CP243·1 module .
...:.1 ..:J
Peer-to-Peer Connections---------------------�
The CP243· 1 module will support a maximum of 8 asynchlonouse. concurren! connections. Select how many connections you wish to configure for this module.
Number of connections to configure for this module:
1, :j (0-8)
Click 'Next>' to edil the connections for this configuration.
<Prev Next> Cancel
Figura C.3 Configuración del enlace PtP
4. Utilización de la protección CRC
La protección CRC se puede ajustar según se quiera. Se recomienda, primeramente,
trabajar sin protección CRC. El dato del intervalo KeepAlive se puede utilizar con el
tiempo preajustado.
Ethernet Wizard ; , .
CRC Protection-----------------------�
The wizard can generate a CRC to help protect the module corúiguration from unintentional memory overwrites. However, this protection will also prevent your program from making modifications to the configuration al run time.
C. Yes. generate CRC protection for this conliguration in the data block.
r No. do not generate CRC protection lor this conliguration.
KeepAlive lnterval----------------------�
When connected with a remole communications partner. or when communicating with STEP 7-Micro/WIN. the CP243·1 module can ensure the connection on a timed interval. Specily the interval lor the Keep Aive lunction. in seconds.
30...:.i ..:.J sec.
<Prev Next>
Figura C.4 Utilización de la protección CRC
Cancel
110
5. Asignación de memoria
A través de la opción Proponer dirección, el asistente puede asignar una zona de
memoria libre para las variables.
Ethernet Wizard . \"'
. .
Allocate Memor_y for Configuration-----------------� T he configuration block for this module requires 24 bytes of V-Mernory. With the options you have chosen, the total size of the configur ation is 159 bytes. Please specify a starting address where the configuration will be placed in the Data Block.
T he wizard can suggest an address that represents an unused block of V-rnemory of the correct size.
1 1
Suggest Address 1 VBl 59 through VB317
<Prev
Figura C.5 Asignación de memoria
6. Creación de los componentes del proyecto
Next> Cancel
Eel asistente de Ethernet crea los componentes del proyecto para la configuración
ajustada. Entre otras cosas, se crean las subrutinas y la memoria de variables en el
módulo de datos.
Ethernet Wizard , f;
� - The Ethernet Wizard will now generate the project components for _your selected
f' " '
configuration, and make that code available for use by your program. Your requested• ... •., configur ation consists of the following project components:
Subroutine ''E THO CT AL'' ................................................................................................................................................... , Subroutine "ETHO_CFG" The module configuration will be placed at (VB159 · VB317) in the Data Block
Call the initialization and control subroutine "ETHO_CTRL" ever_y sean. The CP243·1 module configuration must be downloaded to the PLC before use.
<Prev Finish
Figura C.6 Creación de los componentes del proyecto
Cancel
111
7. Llamada a la subrutina "ETHO_CTRL"
. - En el programa del STEP 7 Micro/WIN, hay que llamar a la subrutina ETHO_CTRL en
cada ciclo.
- Por último, se carga toda la configuración en el S?-200.
SMO.O ETHO_CTRL 11---tEN 1
CP _Re,...
• M20.0
Ch_Re,...
-MW22
Error• MW24 ----------
Figura C.6 Llamada a la subrutina "ETHO_CTRL"
ANEXO H
PANTALLAS DE SCADA
113
En este anexo se muestra algunas de las pantallas del SCADA:
- Medidores de energía (Figura 8.1 ).- En esta pantalla se observa todos los parámetros
principales de cada uno de los medidores de energía.
- Pantalla Medidor de Energía del área de Servicios CCM (Figura 8.2).- En esta pantalla
se observa con mayor detenimiento los parámetros de cada uno de los medidores de
energía.
- Pantalla Medidor de Energía del área de Condensería (Figura 8.3).- En esta pantalla se
observa con mayor detenimiento los parámetros de cada uno de los medidores de
energía.
- Pantalla de resumen de los medidores de flujo (Figura 8.4).- En esta pantalla se
observa todos los medidores de flujo que se encuentran en el área de servicios en ella se
observa el flujo instantáneo y el acumulado. Esto ofrece la posibilidad de realizar reportes
de consumos.
- Pantalla de la distribución del vapor (Figura 8.5).- Se observa la presión general del
vapor producido por las calderas.
- Pantalla del área de agua caliente (Figura 8.6).- En este sistema se logra controlar y
supervisar todo el proceso de recuperación y distribución del agua en planta, se logra
controlar el arranque y parada de los motores, la visualización de los principales
parámetros del sistema nivel, temperatura y flujo.
- Pantalla de pozas (Figura 8.7).- En esta pantalla de logra controlar la recirculación del
agua con el control de nivel, arranque y parada de bombas.
- Pantalla de reportes (Figura 8.8).- En ella es posible realizar reportes de los consumos
de energía y consumos de flujo de todo el área de servicios, seleccionando la fecha de
inicio y fin del reporte luego dar clic en el icono del reporte requerido y automáticamente
te abrirá una pantalla en Excel con los datos solicitados.
- Pantalla de históricos (Figura 8.9).- En esta pantalla de observa la variables
seleccionadas en forma de grafica permitiéndonos realizar un mayor análisis en cualquier
variación de realizada, estas tendencias se almacenan en el disco duro de la PC de
supervisión.
- Pantalla de alarmas (Figura 8.10).- En esta pantalla se observa las alarmas
configuradas para cada variable que la requiera.
- Pantalla de la turbina (Figura 8.11 ).- Muestra las principales variables y permite realizar
el control de la operación de la turbina, de forma paralela al sistema propietario que
posee la turbina de esta forma no alteramos el desarrollo original.
- Pantalla de compresores de amoniaco (Figura 8.12).- Esta pantalla muestra la
114
arquitectura de los compresores de amoniaco, en donde dándole clic en el compresor
. deseado podremos ver los parámetros de cada uno de ellos en tiempo real.
- Pantalla de distribución de los compresores de aire (Figura B.13).- Esta pantalla
muestra la arquitectura de los compresores de Aire, en donde dándole clic en el
compresor deseado podremos ver los parámetros de cada uno de ellos en tiempo real.
- Pantalla del sistema de bombas de suministro (Figura B.14).- En esta pantalla se logra
arrancar y parar las distintas bombas que se requiera así mismo se puede ver sus
parámetros principales para realizar el óptimo control de ellas.
- Pantalla del sistema de bombas sumergibles (Figura B.15).- En esta pantalla se logra
arrancar y parar las distintas bombas que se requiera así mismo se puede ver sus
parámetros principales para realizar el óptimo control de ellas.
- Pantalla del suministro de agua a la osmosis inversa (Figura B.16).- En esta pantalla se
observa el status de cada uno de las bombas, se logra su control y su supervisión de sus
principales parámetros.
- Pantalla del área de osmosis inversa (Figura B.17).- En esta pantalla se observa el
status de cada uno de las bombas, se logra su control y su supervisión de los módulos de
osmosis inversa.
- Pantalla de las válvulas de ingreso de agua a enfriadores (Figura B.18).- Desde esta
pantalla de logra controlar cada una de las válvulas de ingreso de agua a los enfriadores
de cada línea de condensería.
En los subsecuentes gráficas se ha omitido le cabecera así como la barra de menú
inferior a fin de facilitar la lectura de las imágenes.
En la pantalla principal se ingresa con el usuario correspondiente para poder operar,
en ella existen usuarios con mayor accesibilidad quienes están permitidos operar el
sistema o realizar cambios en parámetros es así como restringimos el acceso a los
operadores por tema de seguridad.
Servicios CCM
Corrientes
IA: 0.00
18: 0.00
1 C: 0.00
A
A
A
Potencia Activa 0.00
Potencia Reactiva 0.00
Energia Activa o.o
Energia Reactiva o.o
Frecuencia º·ºº
Voltajes
V A: 0.00 V
VB: 0.00 V
V C: 0.00 V
KW
KVAR
KWH
KVARH
HZ
Alumbrado
Corrientes
1 A: 0.00 A
1 B: 0.00 A
1 C: 0.00 A
Potencia Activa 0.00
Potencia Reactiva 0.00
Energía Activa o
Energía Reactiva o
Frecuencia 0.00
Amoniaco
Corrientes
1 A: 0.00 A
1 B: 0.00 A
1 C: 0.00 A
Potencia Activa 0.00
Potencia Reactiva 0.00
Energia Activa o
Energía Reactiva O
Frecuencia 0.00
Voltajes
V A: 0.00 V
V B: 0.00 V
ve: o.oo V
KW
KVAR
KWH
KVARH
HZ
Voltajes
V A: 0.00 V
VB: 0.00 V
V C: 0.00 V
KW
KVAR
KWH
l:VARH
HZ
Fabrica de Leche
Corrientes
1 A: 0.00 A
1 B: 0.00 A
1 C: 0.00 A
Potencia Activa 0.00
Potencia Reactiva 0.00
Energía Activa o
Energía Reactiva O
Frecuencia 0.00
Trafo 1
Corrientes
1 A: 0.00 A
1B: 0.00 A
IC: 0.00 A
Voltajes
V A:0.00 V
VB: 0.00 V
VC: 0.00 V
l:W
l:VAR
l:WH
l:VARH
HZ
Voltajes
V A: 0.00
VB: 0.00
ve: o.oo
KV
KV
KV
Potencia Activa O
Potencia Reactiva O
Energía Activa 0.00000
Energía Reactiva 0.00000
l:W
1:VAR
GWH
liVARH
HZ frecuencia O .00
Sistema de Frío Servicio
Corrientes
IA: 0.00 A
1 B: 0.00 A
1 C: 0.00 A
Potencia Activa 0.00
Potencia Reactiva 0.00
Energía Activa o
Energía Reactiva O
Frecuencia 0.00
Voltajes
V A: 0.00 V
VB: 0.00 V
VC: 0.00 V
KW
KVAR
1:WH
KVARH
HZ
Evaporador
Corrientes
1 A: 0.00 A
J B: 0.00 A
1 C: 0.00 A
Potencia Activa 0.00
Potencia Reactiva 0.00
Energía Activa o
Energía Reactiva O
Frecuencia 0.00
Trafo 2
Corrientes
1 A: 0.00 A
J B: 0.00 A
1 C: 0.00 A
Potencia Activa o
Potencia Reactiva O
Voltajes
V A: 0.00 V
VB: 0.00 V
ve: o.oo V
KW
KVAR
l:WH
1:VARH
HZ
Voltajes
VA: 0.00
VB: 0.00
V C: 0.00
l:W
V
V
V
l:VAR
Energía Activa 0.00000 GWH
Energía Reactiva 0.00000 liVARH
Frecuencia 0.00 HZ
Sistema de Frío Camaras
Corrientes
IA: 0.00 A
J B: 0.00 A
J C: 0.00 A
Potencia Activa 0.00
Potencia Reactiva 0.00
Energía Activa o
Energía Reactiva O
Frecuencia 0.00
Voltajes
V A: 0.00
V B: 0.00
V C: 0.00
V
V
V
KW
l:VAR
l:WH
KVARH
HZ
Figura 8.1 Medidores de energía
Elabor acion 2
Corrientes Voltajes
J A: 0.00 A V A:0.00 V
J B: 0.00 A VB: 0.00 V
Je: 0.00 A ve: o.oo V
Potencia Activa 0.00 KW
Potencia Reactiva 0.00 KVAR
Energia Activa o KWH
Energía Reactiva o KVARH
Frecuencia 0.00 HZ
Calderas
Corrientes Voltajes
1 A: 0.00 A V A: 0.00 V
1 B: 0.00 A V B: 0.00 V
J C: 0.00 A V C: 0.00 V
Potencia Activa 0.00 KW
Potencia Reactiva 0.00 KVAR
Energía Activa o.o GWH
Energía Reactiva o.o liVARH
Frecuencia 0.00 HZ
-l.
-l.
GLO� •
COA.RIENTES
1 720 900 1080
Al IA:0,00 ' AC AMPS '
360: �1440 r¿J�IB: 0.00 Al
-
IC:0.00 Al
POTENCIA ACTIVA (P)
Total:
180-_ _'1520
O 1800
Corriente Promedio
1
POTENCIA REACTIVA (Q)
Total: [ 0.00 KVAA.
FRECUENCIA (HZ)
Total: 1
1 VA:0,00
1 VB:0,00
1 VC:0.00
ENEA.GIA ACTIVA (KWH)
vi
vj
vi
-
VOLTAJES L - L
400 500 600
rt:J ' ACVOlT ',
200- -600
100'_ .'900 '
O 1000
Voltaje Promedio
ENER.GIA REACTIVA (KVAA.H)
Total: r .!"!'!"'l!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!J
.O KVAA.H
Figura B.2 Pantalla Medidor de Energía del área de Servicios CCM
-l.
-l.
G.�
• Fabrica de
Leche
Corrientes Voltaje
IA: 0,00 Aj 1 VA:0.00 vj
-
1B: 0.00 Aj 1 VB:0.00 vj
-
Aj 1 VC:0.00 vj IC: 0,00
POTENCIA ACTIVA
POTENCIA REACTIVA
ENEROIA ACTIVA
ENERGIA REACTIVA
FREOJENCIA
,0 KWH
0 KVARH
[mam1
'
1
MEDIDORES DE CONDESERIA
• Evaporador
Corrientes
1 IA: 0.00 Aj
1 1B: 0.00 Aj
1 IC: 0.00 Al
POTENCIA ACTIVA
POTENCIA REACTIVA [
ENERGIA ACTIVA
ENERGIA REACTIVA
FRECUENCIA
Voltaje
1 VA:0.00 vj
1 VB:0.00 vi
1 VC:0.00 vj
0.00 KVAR
'
-
Elavor acion 2
Corrientes
1 IA: 0,00 Al
1 1B: 0.00 Al
1 IC: 0,00 Al
POTENCIA ACTIVA 1
POTENCIA REACTIVA 1
ENEROIA ACTIVA
ENERGIA REACTIVA
FREaJENClA
Voltaje
1 VA:0.00 V 1
1 VB:0.00 vj
1 VC:0.00 vj
0.00 KW
0.00 KVAR
O KVARH
Figura 8.3 Pantalla Medidor de Energía del área de Condensería
Agua sin filtrar Derivados Lacteos
0.00
0.00
l m3/h
m3
Agua filtrada Derivados Lacteos
l 0.00
0.00
----Vapor
caldera 2
l 0.00
m3/h
m3
Kg/h
Kg
' -
1
1 1 1 1 1
Glycol Derivados Lacteos
0.00
0.00
l
Glycol Condenseria
.t 0.00
0.00
- -Aire
Condenseria
.t o.oo
m3/h
m3
m3/h
m3
. --
Nm3/h
Nm3
1 1
1 1
1
Tanque de Recirculacion
l 0.00
0.00
Agua filtrada Condenseria
.t O.DO
0.00
-Aire
m3/h
m3
m3/h
m3
Derivados Lacteos
.t 0.00 Nm3/h
2072.7 Nm3
1
1
1
1
1 i
_J
1
1
Agua caliente Derivados Lacteos
.t 0.00
0.00
m3/h
m3
Agua caliente CIP Condenseria
l 0.00 m3/h
0.00 m3
Aire Fabrica de Envases
.t 0.00 Nm3/h
1619.5 Nm3
Figura 8.4 Pantalla de resumen de los medidores de flujo
1
1
1
1
1
Vapor Derivados Lacteos
.t 0.00
Vapor
Condenseria
.t 0.00
Aire
Sopladores
l 0.00
0.00
Kg/h
Kg
Kg/h
Kg
Nm3/h
Nm3
-l. -l.
121.95 PSI
·,
A) �1
��@��
Figura 8.5 Pantalla de la distribución del vapor
�
�
Manual
Condenserla m m
*Pl•IU•M AlarmaNJvel Max.
eee,1w11a• Nivel
Preslon de Linea de Aire
_,. m,
t�
109.96 PSI
SP Actlvadon de alarma baja preslon Min H. valor G
Min.valor a
SP Actlvaclon de alarma alta preslon: Max H. valor 41!1:
Preslon de linea de Vapor
Max.valor a
122.28 PSI
SP Activacion de alarma baja presion Min H. valor 4IIE
Mm.valor m
Figura 8.6 Pantalla del área de agua caliente
Tem. Sal. Int. alorre Frio 1 ilff -
Tem. Sal. lnt. aTorre Frio 2 *-'ii•-M;.
Tem. Ingreso alorre Frio 1 Cttid=M
Tem. Jngreso aTorre Frio 2 .,,p_¡g_,.
-
N
o
Figura 8.7 Pantalla de pozas
->.
N ->.
FECHA DE INICIO
Jun 2010 [Jun V 1 12010 V 1
Lun Mar Mié Jue Vie Siib Dom -, 1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 --
REPORTE DE CONSUMOS DE ENERGIA
V
Error de Comunicacion
con la base de datos No Bind List found
�I �
FECHA DE FIN
Jun 2010 [Jun
Lun Mar Mié Jue Vie 1 2 3 4
7 8 9 10 11
14 15 16 17 18
21 22 23 24 25
28 29 30
-
REPORTE DE CONSUMOS DE VAPOR. GL YCOL AIRE Y AGUA
OO¡E_!J� ��::::;:;. ... 00�:;;;.. � � .:.:.== -
--
Glycol Aire Agua
Figura 8.8 Pantalla de reportes
5
12
19
26
v] 12010 viSáb Dom
6
13
20
27
N N
2,397
2,097 i 11
1,798 i 11
1,498 i 11
1,199 i 11
899 -1 •1
599 -l •1
300 � 11
�
May 05 05:38:48
� 05:38:48
4 hours 1
� 1 hour
May 05 May 05 May 05 May 05 06:08:48 06:38:48 07 :08:48 07:38:48
�1 07 :38:48 1 � 11
Zoom ln 1 2h 1 Zoom Out 1� 07:38:48 �
]�� Minutes 1 �� 30 minutes 11 10 minutes ._M 1
Figura B.9 Pantalla de históricos
1 F ASE1 FRIOCAMARAS 1
Unsvail Unavail
Presio<l Vapor jUnavail Unavai
I_F ASE1 _FRIOSERV1CIOS Unavei Unavei
Presion_Aire Unavei
J Unavei
1 F ASE3 ALLM jUnavail Unavall
I_FASE1_FLEOE Unavail Unevail
I_F ASE3 _ ALUM Unsvail Unevail
I_FASE1_SERV100S Unevail Unovail
N (,.)
Date Time State Clas:s Type Priority Name
05 May 12:00 UNACK VALUE LO 1 Presion Aire
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 V_FASE1_EVA ..
05 May 11:46 UNACI< VALUE LO 1 V FASE2 EVA ...
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 V_FASE3_EVA ...
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 FRECUENCIA_E ...
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 V_FASE1_ELAV ...
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 V_FASE2_ELAV ..
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 V_FASE3_ELAV ..
05 May 11:46 UNACI< VALUE LO 1 FRECUENCIA E ..
05 May 11:46 UNACI< VALUE LO 1 V_FASE1_FLEC ..
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 V FASE2 FLEC ..
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 V_FASE3_FLEC ...
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 FRECUENCIA F ...
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 V_FASE1_SER ..
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 V FASE2 SER ..
05 May 11:46 UIJACK VALUE LO 1 V_FASE3_SER ..
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 FRECUENCIA_S ..
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 VOLTAJE3 TR ..
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 V_FASE1_TRAF ..
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 V FASE2 TRAF.
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 V_FASE3_TRAF .
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 V FASE1 TRAF.
05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 V_FASE2_TRAF .. 05 May 11:46 UNACK VALUE LO 1 V_FASE3_TRAF .. 05 May 11:46 UNACI< VALUE LO 1 V FASE1 ALUM
Figura 8.1 O Pantalla de alarmas
Group Provider Value
$Syslem \intouch 109.961
$Syslem \intouch o
$Syslem \intouch o
$Syslem \intouch o
$Syslem \intouch o
$Syslem \intouch o
$Syslem \intouch o
$Syslem \intouch o
$Syslem \intouch o
$Syslem \intouch o
$System \intouch o
$Syslem \intouch o
$Syslem \intouch o
$System \intouch o
$System \intouch o
$System \intouch o
$System \intouch o
$System \intouch o
$System \intouch o
$System \intouch o
$System \intouch o
$System \intouch o
$System \intouch o
$System \intouch o
$System \intouch o
Limit
110 435 435
435 50 435
435
435 50 435 435 435
50 435 435
435 50 22 22 22 22 435 435 435 430
Reset de Alarmas
tv �
--!";'··�-,�"':""�- ��:--""·---7.__,.,,_.,....'9iiiiiiiiiiiiiii.iiiiiiiiii--1
VGV Feedback
j PT.259 1 - ----=---- -· ·1�1m
1...-.11...;..1 1....;.1 llllllláll
- . . - - ' -
11111111111 11111111111
Turbina Titan 130
Figura 8.11 Pantalla de la turbina
101981�\'\/
102001-:\f·,/
OkVV
Gas
OSi?CS
"-
�
'TI
<0' e
?' .... N
-u Q)
:::J --
Q)
Q)
o. (1)
(") o
3 "O
ro (J) o
(1) (J)
o. (1)
Q)
3 o :::J
¡¡;· (") o
'TI
(O
e ... O>
m ..lo (¡.)
"'U Q) :::, -
Q)
Q)
o.. (D
o..
(/) -
:::!.
Cí e () 5: :::,
o.. (D
o (/)
() o
3 "O
ro (/) o -, (D (/)
o.. (D
Q) -, (D
(")
e, CD 3 e» .., ::, �n �" ..... .... en
Contadores de Horas Bombas de suministro
Bomba 1
Bomba2
Bomba3
Bomba4
@m8mi1-1rs.
@m8mi1-1rs.
+.¡ifii¡.+Yrs.
+.¡.8.¡.+ Yrs.
Control Automático 1
Iniáar secuencia 1 Automática 1 Parar secuencia i Automática
. .
Prl!S!OO @HQ �el de Mi•en Linea cisterna 2
Velocidades
82 ·�·- ON
8311•-0N
84 ffWft ON
1 1
Bomba 1 Bomba2 Bomba3 Bomba 4
PID Bomba 3 y 4 1 1
PIDBomba2 1 Control Manual i 1 1 calibración del Sensor
Presión de línea @fjQ Presión de línea • .,. de Nivel del Cisterna 2
L OFF 1 Mvel de
+•1•8•1•+ Bomba 1 cisterna 2 Nivel alto alto S'P Presión +.¡m¡.+ns1 S'P Presión +•l•l•l•+psi 75Hp Mi• +•l•l•I•+ Nivel alto 2 Ganancia +.¡.8.¡.+ Ganancia @m8m+ Bomba2 1 OFF� 125Hp
@•l•l•l•isg. Nivel alto 1 @mlmicg. TI TI
Bomba3 1 OFF JI Nivel bajo
+•l•fim+cg. +•l•l•l•+Sg. Td Td 125Hp +.¡ifii¡.+ Nivel bajo bajo
+•118111+% +•1•8•1•+% Bomba4 1 OFF 11 Manual Manual
125Hp Nivel de cisterna fli·+ @m8m+•/. Velocidad 4.¡.z.¡.+% Velocidad
Figura 8.14 Pantalla del sistema de bombas de suministro
_,
1 Control Automático
Nivel de cisterna 1 E•
Velocidades
B1 •d•M ON
e2 e¡.-ON
B3 ftW# ON
� � �
Bomba 1 Bomba2 Bomba 3
Control Manual il
calibración del Sensor de llivel del Cisterna 1
1 OFi] Nivel de
••l•l•l•I Bomba 1 cisterna 1 llivelMasterON
., .• llivel Master OFF ••l•l•l•I Bomba2 L OFF]
••l•l•l•I llivel Slave 1 ON
Bomba 3 L�FF) llivel Slave 1 OFF ••l•l•l•I llivel Slave 2 ON ••l•l•l•I llivel Slave 2 OFF •·l•l•l•t
Figura B.15 Pantalla del sistema de bombas sumergibles
Contadores de Horas Bombas de sumergibles
Bomba2 ••l•l•l•IHrs.
Bomba 1 ••l•l•l•IHrs.
Bomba 4 ••l•l•l•I Hrs.
Bomba 3 •u•l•ulHrs.
N <D
Control Manual 11
Bomba 1 75Hp
Bomba 2 125Hp
Bomba3 125Hp
1 �oFij
�
� Bomba 4 ÍoFflU5Hp �
Nivel de cisterna 2
., .•
Contadores de Horas Bombas de suministro
Bomba 1 @umnj Hrs. Bomba 2 @mijmj Hrs.
Bomba 3 @m•m• Hrs. Bomba 4 @m•m• Hrs.
L Control Automático ]
Iniciar secuencia Automática
Parar secuencia Automática
Pfes!ón @fiD l'liYel de � en Linea •iliililliilll cisterna 2 .aiii
Velocidades
B2 •biM ON
B3 iiiM ON B4 ftW& ON
Bomba 1 Bomba 2 Bomba3 Bomba 4
Figura 8.16 Pantalla del suministro de agua a la osmosis inversa
r:=::>
u
§
w o
ro (/) '-
(1) > e
(/)
'iñ o
E (/) o
(1) "O
ro � ·ro
(1) "O
ro
ro -
e ro a.. I'.....
ca
131
Línea Baby 1 Línea Baby 2 Línea Baby 3 Línea Baby 4
Valv. Ingreso Agua de Red 1 Valv. Ingreso Agua de Red 1 Valv. Ingreso Agua de Red 1 Valv. Ingreso Agua de Red 1
IIMANUALII 1-1 11 MANUALII 1-1 11 MANUALII 1-1 11 MANUALII
Valv. Ingreso Agua de Recirc. Valv. Ingreso Agua de Recirc. Valv. Ingreso Agua de Recirc. \lalv. Ingreso Agua de Recirc.
IIMANUALII 1-1 11 MANUALII 1-1 IIMANUALII 1-1 11 MANUALII
Línea Tall 1
Valv. Ingreso Agua de Red 1
IIMANUALI] 1-J
Línea Tall 3
Valv. Ingreso Agua de Red 1
11 MANUAL¡'! 1-1
Línea Tall 4
Valv. Ingreso Agua de Red 1
IIMANUALII 1-1
HiilHi 11 ::�:: Valv. Ingreso Agua de Red 1
11 AUTO 11 1-1
Línea Tall 6
Valv. Ingreso Agua de Red 1
11 MANUALII
Valv. Ingreso Agua de Recirc. Valv. Ingreso Agua de Recirc. Valv. Ingreso Agua de Recirc. Valv. Ingreso Agua de Recirc. Valv. Ingreso Agua de Recirc.
IIMANUALII 1-ii 11 MANUAL 1,1 1-1 11 MANUALII 1-1 11 AUTO 11 OPE_N 11 MANUALII
Figura 8.18 Pantalla de las válvulas de ingreso de agua a enfriadores
(,.) N
ANEXO 1
CLIENTE-SERVIDOR OPC Y DHCP
134
OPC (OLE for Process Control) es el método de conectividad de datos basado en los . estándares más populares del mundo. Es utilizado para responder a uno de los mayores retos de la industria de la automatización: cómo comunicar dispositivos, controladores y/o aplicaciones sin caer en los problemas habituales de las conexiones basadas en protocolos propietarios.
OPC no es un protocolo, es un estándar para la conectividad de datos que se basa en una serie de especificaciones OPC gestionadas por la OPC Foundation [16]. La fundación la define como el estándar de interoperabilidad para la automatización industrial y dominios relacionados.
Cualquier software que sea compatible con estas especificaciones OPC proporciona a usuarios e integradores conectividad abierta e independiente tanto del fabricante del dispositivo como del desarrollador de la aplicación Cliente.
Es una solución abierta y flexible al clásico problema de los drivers propietarios. Prácticamente todos los principales fabricantes de sistemas de control, instrumentación y de procesos han incluido OPC en sus productos.
La comunicación OPC se realiza a través de una arquitectura Cliente-Servidor. El servidor OPC es la fuente de datos (como un dispositivo hardware a nivel de planta), y cualquier aplicación basada en OPC puede acceder a dicho servidor para leer/escribir cualquier variable que ofrezca el servidor. Los Servidores OPC se muestran como un nivel intermedio entre la fuente de datos y el cliente de datos, habilitando la intercomunicación sin que ningún lado conozca el protocolo nativo del otro.
Apllcacló��
OPC ........
Data sink
Abstracción
Fuente de
datos
Figura 1.1 Flujo de información entre la aplicación y la fuente de datos (Fuente: Ref. [16]) Nota: Data Sink se refiere a un dispositivo capaz de aceptar señales de datos desde una dispositivo de transmisión de datos y almacenarlos para futuro uso, en este caso la fuente de datos
135
La principal ventaja en cuanto a los fabricantes de hardware es que sólo tienen que hacer
un conjunto de componentes de programa para que los clientes los utilicen en sus
aplicaciones, de igual manera los fabricantes de software no tienen que adaptar los
drivers ante cambios de hardware
Problema y Solución con Arquitectura OPC
El problema sin tecnología OPC.
¿;:)
La solución al problema con contar con tecnología OPC, logra la integración de
los sistemas en un entorno de diferentes equipos tornándose muy simple.
La arquitectura del sistema OPC cliente/servidor se muestra en una aplicación de un sistema de automatización
IA\11 SCAflA
�For O ��
PCc wllll -...lnl5 Ot Nl
SCAOA Custan APP6
Mll\�wUII OI.EJCOIIIG1l.-•-
Prooucno11 cow.rol Cl.ló1Ml A_pp&
mm Mlll\!1am11 wlln
OLE.'COM 01t.way1
..._ _____ --r,�--.. � ... , _._ _______ ..,...,
D OPC Dala I•....., (NT}
OPC �- lerver CNn
A continuación mostramos una arquitectura típica de un sistema OPC cliente/servidor,
donde podemos apreciar los diferentes componentes y aplicaciones posibles en los
sistemas de automatización:
CUtnt ,lppllcaticns
t1MI ft•mín&
Sclwdiiln& Opliruetion
OPClnmfi�
ore 1111e1fcll� ore klttrí•Le
SCADA i em Co�rol S stem
OPC lnmfilCC OPC .,U!rfilCt
OPC Cllln
OPC lnterfact PLC
Hardware oevice 1/F
Dota m¡ubltlon t,o.,,rd I/Omadul15
fi•lcl:11is
O..la nen,orb;
136
137
La arquitectura OPC es un modelo Cliente-Servidor donde el Servidor OPC proporciona
. una interfaz al objeto OPC y lo controla. Una aplicación cliente OPC se comunica a un
servidor OPC a través de un cliente OPC específico por medio de una interfaz de
automatización. El servidor OPC lleva a cabo la interfaz cliente, y opcionalmente lleva a
cabo la interfaz de automatización
Servidores Locales y Remotos
Existen dos alternativas:
• Los clientes se deben conectar siempre a un servidor local que hará uso de unesquema de red existente.
• El cliente se puede conectar al servidor local/remoto que desee.
Una aplicación cliente OPC, puede conectarse por medio de una red, a varios servidores
OPC proporcionados por uno o más fabricantes. De esta forma no existe restricción por
cuanto a tener un Software Cliente para un Software Servidor, lo que es un problema de
interoperabilidad que hoy en día se aprecia con sistemas del tipo propietario. Sistemas de
control supervisorio como lo son SCADA o DCS pueden comunicarse con un Servidor
OPC y proveer a este, información de los dispositivos de campo asociados. De esta
forma, aplicaciones cliente OPC de otros fabricantes tendrán acceso a estos datos por
medio del servidor.
Servidor de Acceso a Datos OPC
A un alto nivel, está compuesto por los objetos:
• Servidor: Mantiene la información sobre sí mismo, y unifica los Datos dentro de un
Grupo.
• Grupo: Dota de un mecanismo que contiene en forma lógica los ítemes. Se
clasifican en público o Local.
• ítem: Es un valor, una condición y permanece o varía en el tiempo. Es una
dirección específica de los datos y no la fuente de datos.
Servidor de Alarmas, Condiciones y Eventos OPC
Provee de Interfaces, donde Clientes OPC son notificados de Sucesos. Estos mecanismos se definen como:
• Alarma: Condición anormal de un sistema, por lo que es un caso especial de esta.
• Condición: Estado nombrado evento por contener condiciones asociadas a una
etiqueta como HighAlarm, Normal, LowAlarm.
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• Evento: Ocurrencia perceptible, de importancia al servidor OPC, de los dispositivos
que representa o de sus dispositivos OPC.
Servidor de Acceso a Datos Históricos OPC (OPC HDA)
Provee de una interfaz Cliente OPC de Acceso a Datos Históricos, que facilita el uso de
aplicaciones de acceso a datos. Características: Arquitectura de comunicación abierta y
eficaz, concentrada en el acceso a datos y no en los tipos de datos. Propósito: Permite
que aplicaciones (MS Office, Objetos WWW) accedan a datos de un dispositivo o un
banco de datos "In process". Facilita el desarrollo de aplicaciones sin sacrificar la
funcionalidad de la Interfaz Cliente.
Intercambio de Datos OPC (OPC DX)
Define un conjunto de interfaces que permiten el intercambio de datos, así como la
comunicación "server to server" entre dispositivos y controladores conectados a Ethernet,
que utilizan distintos protocolos. OPC-DX permite a los servidores OPC-DA intercambiar
directamente datos sin la exigencia de un cliente OPC intermedio. La mejor manera de
pensar en un servidor OPC-DX es como un servidor OPC-DA que se puede configurar
para intercambiar datos con otros servidores OPC-DA. Como es el caso de otros
servidores OPC, el cliente aún se utiliza para configurar, controlar y vigilar este
intercambio de datos.
Acceso de Datos XML (OPC XML DA)
Se está convirtiendo en el método estándar para el intercambio de datos entre las
aplicaciones de empresa y son cada vez más un proceso de control de entornos. OPC
XML-DA salió a la luz en 2003 tras varios años de desarrollo, y ofrece un interfaz Simple
Object Application Protocol (SOAP) para los objetos OPC DA 2.0/3.0. Esto permite a las
aplicaciones cliente ser escritas en Java, Peri, Python, y otros idiomas que soporta
SOAP. SOAP y XML Web Services utiliza Protocolo de transferencia de hipertexto
(HTTP) y los mecanismos de transporte.
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Además, proporciona una plataforma neutral más adecuado para el tráfico con base en
Internet, en comparación con tecnologías como DCOM. Sin embargo, debido a las
limitaciones de rendimiento posible, OPC XML-DA es poco probable que se utilice para
aplicaciones en tiempo real, a pesar de que normalmente se usa de puente entre la
empresa y la red de control.
Arquitectura Unificada OPC (OPC UA)
Refleja el objetivo de Microsoft de retirar DCOM en favor de .NET y arquitecturas
orientadas a servicio. OPC UA integra la funcionalidad de las anteriores especificaciones
(OPC DA, OPC-HDA, OPC A & E, OPC-DX, etc). OPC UA abandona COM / DCOM en
favor de dos transportes: SOAP / HTTP (S) y un mensaje binario codificado en la parte
superior de TCP. Es prematuro evaluar la seguridad de OPC UA en relación con DCOM,
ya que la API OPC UA de seguridad aún está en desarrollo. Sin embargo, dado que
ahora existe una mayor conciencia en la OPC Foundation, proveedores OPC, y Microsoft
para la necesidad de seguridad, hay poca duda de que .NET proporcionará una base
más segura que COM / DCOM. También hacen mucho más sencillo el desarrollo de
clientes y servidores OPC en plataformas que no sean de Microsoft.
Seguridad
Existen tres niveles de seguridad OPC:
• Seguridad Inválida: Libre acceso entre Cliente/Servidor.
• Seguridad DCOM: Clientes seleccionados tienen acceso limitado a servidores OPC.
No hay un control total sobre sistemas operativos como Linux, Unix.
• Seguridad OPC: El Servidor OPC sirve como un regulador de control de acceso a
fabricantes de sistemas operativos como Linux y Unix sobre objetos específicos de
acceso restringido que son expuestos por el Servidor OPC.
Servidor BOOTP/DHCP
Es un servidor que está configurado para trabajar con los protocolos de comunicación
BOOTP (Bootsrap) y DHCP (Protocolo de configuración de host dinámico), a
continuación describimos el concepto y principio de funcionamiento de ambos.
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DHCP significa Protocolo de configuración de host dinámico . Es un protocolo que
permite que un equipo conectado a una red pueda obtener su configuración
(principalmente, su configuración de red) en forma dinámica (es decir, sin intervención
particular). Sólo tiene que especificarle al equipo, mediante DHCP, que encuentre una
dirección IP de manera independiente. El objetivo principal es simplificar la administración
de la red.
El protocolo DHCP sirve principalmente para distribuir direcciones IP en una red, pero
desde sus inicios se diseñó como un complemento del protocolo BOOTP (Protocolo
Bootstrap), que se utiliza, por ejemplo, cuando se instala un equipo a través de una red
(BOOTP se usa junto con un servidor TFTP donde el cliente encontrará los archivos que
se cargarán y copiarán en el disco duro). Un servidor DHCP puede devolver parámetros
BOOTP o la configuración específica a un determinado host. Para el Funcionamiento del
Protocolo DHCP se necesita un servidor DHCP que distribuya las direcciones IP. Este
equipo será la base para todas las solicitudes DHCP por lo cual debe tener una dirección
IP fija. Por lo tanto, en una red puede tener sólo un equipo con una dirección IP fija: el
servidor DHCP.
El sistema básico de comunicación es BOOTP (con la trama UDP). Cuando un equipo se
inicia no tiene información sobre su configuración de red y no hay nada especial que el
usuario deba hacer para obtener una dirección IP. Para esto, la técnica que se usa es la
transmisión: para encontrar y comunicarse con un servidor DHCP, el equipo simplemente
enviará un paquete especial de transmisión (transmisión en 255.255.255.255 con
información adicional como el tipo de solicitud, los puertos de conexión, etc.) a través de
la red local. Cuando el DHCP recibe el paquete de transmisión, contestará con otro
paquete de transmisión (no olvide que el cliente no tiene una dirección IP y, por lo tanto,
no es posible conectar directamente con él) que contiene toda la información solicitada
por el cliente.
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