Post on 09-Nov-2015
description
CONTROL DE PROCESOS
LABORATORIO 14
CONFIGURACION DEL CONTROLADOR SIPART DR20
Integrantes:
GUARACHE CARHUAMACA, Diego
ZELADA CRISOSTOMO, Jayro
HUAMN ALFARO, Anthony
VILCHEZ FABIN, Wilmer
Profesor: Godinez De la Cruz, Ernesto
Seccin: C14 - 6 B
Fecha de realizacin: 27 de abril
Fecha de entrega: 04 de mayo
2015 I
PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS
1 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20
CONFIGURACION DEL CONTROLADOR SIPART DR20
1) OBJETIVOS
Configurar las estructuras y parmetros del controlador Sipart DR-20 y analizar
sus efectos.
Configurar las estructuras y parmetros del controlador DR 22.
Control de nivel utilizando el mtodo de ganancia limite.
2) INTRODUCCIN TERICA
CONTROLADOR SIPART DR20.
Se trata de un controlador industrial muy verstil y flexible, preparado para un
amplio rango de aplicaciones. El dispositivo bsico dispone de dos entradas de
corriente configurables en el rango 0(4)/20 mA (denominadas AE1 y AE2) y una
salida de corriente del mismo tipo (Iy). Las entradas corresponden a cargas de 249
no flotantes, que se clasifican como un lazo de corriente de 3 hilos, totalmente
compatible con las salidas analgicas de nuestra tarjeta desarrollada.
El controlador se puede ampliar con mdulos auxiliares que aumentan la
funcionalidad del mismo (entradas analgicas de tensin, entrada para termopar...)
pero que no disponemos y que no nos sern de utilidad. Tambin dispone de una
entrada y salida digital y un mdulo de comunicacin serie, para ser usados cuando
el controlador se encuentra conectado a un sistema de control de mayor nivel.
El funcionamiento del controlador se basa en un microcontrolador, que implementa
las funciones de control. Mediante los pulsadores y displays de la pantalla principal
se realiza la configuracin del mismo y se ajustan los parmetros de control, sin
necesidad de realizar ningn tipo de programacin. El controlador dispone adems
de otras funciones como filtrado, linealizacin de las seales de entrada.
CONTROLADOR DE NIVEL.
Los controles de nivel del agua en los canales tienen la finalidad de garantizar la correcta operacin de los mismos. En general los controles de nivel se colocan en puntos claves del canal, como son:
Secciones de derivacin, para canales de menor orden, y para tomas de campo;
y,
En correspondencia con estructuras de seguridad.
Bsicamente existen dos tipos de controles de nivel, considerando el nivel que deben controlar:
PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS
2 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20
Controles que aseguran la permanencia del nivel, dentro de mrgenes
preestablecidos, aguas arriba de la estructura de control;
Controles de nivel que garantizan el nivel, en el mbito de una variacin mxima
pre establecido, aguas abajo de la seccin de control. Estos sistemas tambin
se denominan operando a la demanda.
Desde el punto de vista de los mecanismos que operan el control del nivel, se pueden distinguir dos tipos:
Controles del nivel aguas arriba mediante un vertedero de gran longitud;
Controles de nivel que operan mediante el movimiento automtico de una
compuerta mecnica accionada por un flotador. Dependiendo de la posicin del
flotador el control ser comandado por el nivel aguas arriba o aguas abajo.
3) EQUIPOS Y MATERIALES
PC
SIPART DR-
20
EQUIPO PARA
EL CONTROL DE
NIVEL
PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS
3 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20
SOFTWARE LOOKOUT DIRECT
4) PROCEDIMIENTOS:
Identificamos los elementos y funciones del panel frontal mostrado en la siguiente
figura:
Figura 1. Panel Frontal del Controlador SIPART DR20
PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS
4 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20
1. Conmutador para servicio interno/externo.
2. Diodo luminoso (verde)
Luz ja: valor prescrito interno.
Luz intermitente: determinados estados de servicio DDC.
2.1 Pulsador para aumentar el valor prescrito interno o los valores de las
variables de parametrizacin y estructuracin.
2.2 Pulsador para reducir el valor prescrito interno o los valores de las variables
de parametrizacin y estructuracin.
3. Diodo luminoso (amarillo)
Luz ja: servicio manual.
Luz intermitente: manipulacin externa.
5. Conmutador para servicio manual/automtico.
6.1. Diodo luminoso (verde), luce cuando el indicador (11) reeja la referencia w.
6.2. Diodo luminoso (rojo), luce cuando el indicador (11) reeja la magnitud
regulada x.
7. Conmutador para el indicador de cuatro dcadas (11) y para activar
los niveles de parametrizacin y estructuracin.
8.1. Pulsador para modicacin de la magnitud de ajuste hacia la indicacin 100
% y para la seleccin de la variable a la que afecta la parametrizacin o
estructuracin.
8.2. Pulsador para modicar la magnitud de ajuste hacia 0 % y para la seleccin
de la variable a la que afecta la parametrizacin o estructuracin.
9.1. El punto luce en reguladores S.
9.2. El punto luce en reguladores S.
10. Indicador digital con dos dcadas para magnitud de ajuste y as
como para parmetros e interruptores de estructuracin seleccionados.
11. Indicador digital con cuatro dcadas para valor actual x, prescrito
w, lmites A1 y A2, en caso dado valor prescrito de seguridad SH, as
como para valores de parametrizacin y de interruptores de
estructuracin.
12.1. Diodo luminoso (rojo) avisa el rebase por encima y por debajo del valor
lmite A1.
12.2. Diodo luminoso (rojo) avisa el rebase por encima y por debajo del valor
lmite A2.
PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS
5 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20
13. Indicador para diferencia y desviacin de regulacin.
14. Rtulo intercambiable.
1. Configuracin de la seal de 4 a 20 mA
Estructura #3 = 1
Estructura #4 = 1
Otras estructuras iguales a cero.
Parmetro LA = 0
Parmetro LE = 100
Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un miliampermetro
y el terminal negativo de este a la entrada anloga AE1 del controlador. Poner
la estructura #37 en 1 y al controlador en modo manual, luego con los
botones 5.1 y 5.2 variar la corriente de 4 a 20mA y observar la indicacin en
el display 4. Anotar los resultados en la tabla 1. Calcular el error como PV(%)-
Display(%)
PV(mA) 4 8 12 16 20
PV(%)terico 0 25 50 75 100
Display(%) -0.4 24.2 48.8 73.5 98.8
Error 0.4 0.8 1.2 1.5 1.2 Tabla 1. Datos Obtenido de la Seal 4 -20 mA
2. Configuracin de seal de entrada de 0 a 20mA
Estructura #3 = 1
Estructura #4 = 0
Otras estructuras iguales a cero.
Parmetro LA = 0
Parmetro LE = 100
Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un miliampermetro
y el terminal negativo de este a la entrada anloga AE1 del controlador. Poner
la estructura #37 en 0 y al controlador en modo manual, luego con los
botones 5.1 y 5.2 variar la corriente de 0 a 20mA y observar la indicacin en
el display 4. Anotar los resultados en la tabla 2. Calcular el error como PV(%)-
Display(%)
PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS
6 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20
PV(mA) 0 4 8 12 16 20
PV(%)terico 0 20 40 60 80 100
Display(%) 0 19.4 39.4 59.1 78.8 98.6
Error 0 0.6 0.6 0.9 1.2 1.4
Tabla 2. Datos Obtenido de la entrada 4 -20 mA
3. Configuracin de seal de salida de 4 a 20mA
Estructura #3 = 1
Estructura #37 = 1
Otras estructuras iguales a cero.
Parmetro Ya = 0
Parmetro Ye = 100
Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un miliampermetro
y el terminal negativo de este a la entrada anloga AE1 del controlador. Poner
al controlador en modo manual, luego con los botones 5.1 y 5.2 variar la
salida de 0% a 100%, ver display 6. Anotar los resultados en la tabla 3.
Calcular el error como I(mA) terico-I(mA)medido
Tabla 3. Datos Obtenido de la Salida 4 -20 mA
4. Configuracin de seal de salida de 0 a 20mA
Estructura #3 = 1
Estructura #37 = 0
Otras estructuras iguales a cero.
Parmetro Ya = 0
Parmetro Ye = 100
Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un miliampermetro y
el terminal negativo de este a la entrada anloga AE1 del controlador. Poner el
controlador en modo manual, luego con los botones 5.1 y 5.2 variar la salida de
0% a 100%, ver display 6. Anotar los resultados en la tabla 4. Calcular el error
como I(mA) terico-I(mA)medido
Display(%) 0 25 50 75 100
I(mA) terico 4 8 12 16 20
I(mA) medido 3.91 7.91 11.95 15.91 19.92
Error 0.09 0.09 0.05 0.09 0.08
PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS
7 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20
T
a
b
l
a
Tabla 4. Datos Obtenido de la Salida 0 -20 mA
5. Cambio del setpoint
a) En forma local:
El led 9.1 debe estar activado
El led 14 debe estar activado
Con los botones 12.1 y 12.2 puede cambiar el setpoint y el valor
se visualiza en el display 4. Considerar setpoint = 40
Estructura #3 = 1
Estructura #4 = 1
Estructura #37=1
Otras estructuras iguales a cero
Parmetros LA = 0, LE = 100, SA = 0 y SE =100
Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un
miliampermetro y el terminal negativo de este a la entrada anloga
AE1 del controlador. Poner al controlador en modo manual, luego con
los botones 5.1 y 5.2 poner la corriente de salida del controlador a
10mA y observar la indicacin en el display 4, con 9.2 activado, y
anotar el error
Error (%) = SP PV = 40 36.5 = 3.5
b) En forma remota:
El led 9.1 debe estar activado
El led 14 debe estar apagado o parpadeando
Estructura #1 = 4
Estructura #3 = 1
Estructura #4 = 1
Display(%) 0 20 40 60 80 100
I(mA) terico 0 4 8 12 16 20
I(mA) medido 0.01 3.91 7.89 11.89 15.90 19.88
Error -0.01 0.09 0.11 0.11 0.10 0.12
PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS
8 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20
Estructura #5= 1
Estructura #10 = -1
Otras estructuras iguales a cero
Parmetros LA = 0, LE = 100, SA = 0 y SE =100
Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un
miliampermetro y el terminal negativo de este a la entrada anloga AE2
del controlador. Poner al controlador en modo manual, luego con los
botones 5.1 y 5.2 variar la corriente de salida del controlador y observar
la indicacin en el display 4, con 9.1 activado Anotar los resultados en la
tabla 5, el error se calcula como SP(%)-Display(%)
Tabla 5. Datos Obtenidos del cambio de Setpoint en forma local.
6. Linealizacin
Estructura #3 = 1
Estructura #4 = 1
Estructura #14=1
Otras estructuras iguales a cero
Parmetros: LA = 0, L1=12.5, L2=25, L3=37.5, L4=50, L5=62.5, L6=75,
L7=87.5 y LE=100
Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un miliampermetro
y el terminal negativo de este a la entrada anloga AE1 del controlador. Poner
la estructura #37 en 1 y al controlador en modo manual, luego con los
botones 5.1 y 5.2 variar la corriente de 4 a 20mA y observar la indicacin en
el display 4. Anotar los resultados en la tabla 6. Calcular el error como PV(%)-
Display(%)
PV(mA) 4 6 8 10 12 14 16 18 20
PV(%)terico 0 12.5 25 37.5 50 62.5 75 87.5 100
Display(%) -0.4 11.9 24.2 36.5 48.8 61.3 73.5 85.9 98.2
Error 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.2 1.5 1.6 1.8 Tabla 6. Datos Obtenidos de la Linealizacin
I(mA) 4 8 12 16 20
SP(%) 0 25 50 75 100
Display(%) 0 22.2 45.8 69.4 93.1
Error 0 2.8 4.2 5.6 6.9
PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS
9 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20
7. Raz cuadrada
Caso 1:
Estructura #3 = 1
Estructura #4 = 1
Estructura #12=1
Estructura #14=0
Estructura #37=1
Parmetros: LA = 0 y LE=100
Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un miliampermetro
y el terminal negativo de este a la entrada anloga AE1 del controlador. Poner
la estructura #37 en 1 y al controlador en modo manual, luego con los
botones 5.1 y 5.2 variar la corriente de 4 a 20mA y observar la indicacin en
el display 4. Anotar los resultados en la tabla 7. Calcular el error como
Display(terico)-Display(medido)
PV(mA) 4 6 8 10 12 14 16 18 20
PV(%)terico 0 12.5 25 37.5 50 62.5 75 87.5 100
(%)
100 100
0 35.36 50 61.24 70.71 79.06 89.60 93.54 100
Display(terico) 0 35.36 50 61.24 70.71 79.06 86.60 93.54 100
Display(medido) 0 34.5 49.2 60.4 69.9 78.2 85.7 92.7 99.1
Error 0 0.86 0.8 0.84 0.81 0.86 0.9 0.84 0.9 Tabla 7. Datos Obtenidos de la Raz Cuadrada.
Caso 2:
Estructura #3 = 1
Estructura #4 = 1
Estructura #12=1
Estructura #14=0
Estructura #37=1
Parmetros: LA = 100 y LE=200
PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS
10 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20
Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un miliampermetro
y el terminal negativo de este a la entrada anloga AE1 del controlador. Poner
la estructura #37 en 1 y al controlador en modo manual, luego con los
botones 5.1 y 5.2 variar la corriente de 4 a 20mA y observar la indicacin en
el display 4. Anotar los resultados en la tabla 8. Calcular el error como
Display(terico)-Display(medido)
Tabla 8. Datos Obtenidos de la Raz Cuadrada.
8. Configuracin de la computadora para realizar la comunicacin
Este laboratorio sobre configuracin del controlador SIPART DR20, de ese
laboratorio se procedi a comunicar el computador con equipo DR20. Realizando
antes la configuracin del software:
8.1. Para realizar la comunicacin se abre el programa del controlador
DR20 , SIEMENS SIPART DDE server, luego:
Se presiona omitir
Ingresar a configuracin
Configuramos los parmetros de configuracin presionando save y done
Ingresamos a configure/ topic definicin
Seleccionamos DR20, luego modify
Se realiza la configuracin y aceptamos con ok, luego le damos clic a Donde,
no cerrar la ventana del SIPART solo minimizarla
PV(mA) 4 8 12 16 20
PV(%) 0 25 50 75 100
100 +(%)
100 100
0 50 70.71 89.60 100
Display(terico) 100 150 170.71 186.60 200
Display(medido) 100 149.2 169.9 185.7 199.1
Error 0 0.8 0.81 0.9 0.9
PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS
11 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20
8.2. Ingresamos: Inicio/Programas/DirectSOFT32/LookoutDirect.
Luego aceptar presionando OK.
Seleccionamos File/New.
Seleccionamos el color del panel frontal.
Aceptamos presionando OK, luego obtenemos el siguiente panel
Ingresamos a Insert/Text/plate/insert.
Escribimos PV, elegimos el color del texto y de fondo, luego aceptamos con
OK.
Repetimos los pasos para SP y OUT
Luego seleccionamos Networking/DdeLink, haciendo click en OK.
PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS
12 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20
Completamos cuadro y presionamos en OK.
Tag DR20 DR22
PV X XY
SP W WY
OUT Y Y
Para la siguiente ventana dar clic en Paste, luego clic en OK.
Seleccionamos colores de texto y fondo; tambin y el nmero de decimales y
aceptamos haciendo click en OK.
PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS
13 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20
Repetimos lo anterior para SP y PV
Obtenemos lo siguiente.
Ingresamos al men Object/Create, luego seleccionamos Display/HyperTrend
y clic en ok.
Obtenemos la siguiente ventana en Trend width, ingresamos el ancho de la
carta en minutos y segundos (0:00)
En la barra de amarillo escribimos PV, luego clic en Accept y Next
PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS
14 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20
En la barra de amarillo escribimos SP, luego clic en Accept y Next
En la barra de amarillo escribimos OUT, luego clic en Accept y Next
Seleccionamos el color de fondo de la grfica y de las lneas.
PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS
15 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20
Obtenemos lo siguiente
Ingresamos Insert/Scale
Seleccionamos una escala y el respectivo rango, luego clic en ok.
PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS
16 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20
Obtenemos lo siguiente.
Guardamos los cambios, y salimos del modo edicin presionando Ctrl + barra
espaciadora.
Y se observa el siguiente grfico:
Donde se puede concluir que se encuentra respondiendo favorablemente la
comunicacin entre equipo y pc.
PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS
17 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20
OBSERVACIONES
Con el software podemos visualizar el comportamiento del PV y OUT, frente a
una variacin del SP.
Los datos que obtenidos con el software lookout direct, son los datos obtenidos
por el controlador SIPART DR20, al realizar el proceso de control de nivel.
Observamos que en la parte frontal del display, nos muestra el porcentaje de
error, o dicho en otras palabras que tan diferente es el valor de PC con respecto
al SP.
Se observ que el controlador posee en su cara frontal un display que nos
muestra en porcentaje el error o diferencia entre el setpoint y la variable del
proceso.
CONCLUSIONES
Logramos configurar el software Lookout direct, para que nos trabaje
conjuntamente con el controlador Sipart DR20, introduciendo los valores de
estructuras y parmetros que estn indicados en el laboratorio de control de
nivel.
Se logr visualizar el control que hace el Sipart DR20, del control que hizo a la
variacin de nivel obtenida por el impulso de la bomba.
Se observaron cmo los parmetros PV, eran controlado segn el tipo de sintona
que se hizo al proceso; el valor que obtenamos era de error cero del PV con
respecto al SP