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1 Titulo del Artículo GESTIÓN AUTOMÁTICA PARA UN PROYECTO DE AGUA POTABLE Y ELECTRICIDAD. “PROYECTO MICA – QUITO SUR”. Código del Artículo AS15-EMAAPQ Tema Preferencial D : Nuevos Conceptos y Tecnologías Tópico D3 : SCADA Palabras claves Administración, Automatización y telecontrol de un proyecto de agua potable y electricidad Autor (es) Ing. Antonio Villagómez e Ing. José León E-mail para contacto [email protected] [email protected] Empresa / Dirección para correspondencia Empresa Metropolitana de Alcantarillado y Agua Potable de Quito, EMAAP-Q / Edif.. EMAAP. Av. Mariana de Jesús entre Alemania e Italia. Quito-Ecuador. Telf.: (593) (2) 2251403 1. ANTECEDENTES El ingreso en operación a finales de 1990 del denominado “Proyecto Papallacta” de la EMAAP-Q, ha permitido a la empresa contar con un sistema que teniendo como actividades principales la captación, conducción y el tratamiento del agua, facilitó además la instalación de una Central de Generación Hidroeléctrica (Central Recuperadora) aprovechando las particulares condiciones topográficas del terreno por donde atraviesa el acueducto. La emergencia que vivió la ciudad de Quito al inicio de la década de los 80, debido a la falta de fuentes de abastecimiento de agua, hizo volver los ojos a la región oriental del país, en donde la existencia de fuentes naturales de agua, sin ningún tipo de contaminación, permitió que se construya este proyecto con la urgencia del caso, y bastaron dos años para que un sistema de captación de agua cruda para 3 ríos, un tanque de almacenamiento, tres estaciones de bombeo, una central hidroeléctrica, una línea de transmisión de energía de 54 Km a 138 KV, un acueducto de 52 Km en tubería de acero de 42 pulgadas, un túnel de 6 Km, y una planta de tratamiento, permitieran trasladar desde la población de Papallacta, distante 70 Km de la ciudad de Quito, un caudal de 3.000 l/s para ser procesados en la planta de Bellavista. Todo el proceso de captación, bombeo, generación eléctrica y tratamiento de agua, es controlado mediante un sistema SCADA ubicado en el “Centro de Control Bellavista” (CCB). La excelente experiencia adquirida con este sistema, que permite tener como segunda opción de negocio la venta de energía eléctrica, ha motivado a la EMAAP-Q a desarrollar un segundo proyecto denominado “La Mica-Quito Sur” (SMQS), donde la Central Hidroeléctrica

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1Titulo del ArtculoGESTIN AUTOMTICA PARA UN PROYECTODE AGUAPOTABLE Y ELECTRICIDAD. PROYECTO MICA QUITO SUR. Cdigo del ArtculoAS15-EMAAPQ Tema PreferencialD :Nuevos Conceptos y Tecnologas TpicoD3 : SCADA Palabras clavesAdministracin, Automatizacin y telecontrol de un proyecto de agua potable y electricidad Autor (es)Ing. Antonio Villagmez e Ing. Jos Len E-mail para [email protected] [email protected] Empresa / Direccin para correspondencia EmpresaMetropolitanadeAlcantarilladoy AguaPotabledeQuito,EMAAP-Q/Edif.. EMAAP.Av.MarianadeJessentreAlemania e Italia. Quito-Ecuador. Telf.: (593) (2) 2251403 1. ANTECEDENTES Elingresoenoperacinafinalesde1990deldenominadoProyectoPapallactadela EMAAP-Q,hapermitidoalaempresacontarconunsistemaqueteniendocomoactividades principaleslacaptacin,conduccinyeltratamientodelagua,facilitademslainstalacin deunaCentraldeGeneracinHidroelctrica(CentralRecuperadora)aprovechandolas particulares condiciones topogrficas del terreno por donde atraviesa el acueducto. LaemergenciaquevivilaciudaddeQuitoaliniciodeladcadadelos80,debidoalafalta defuentesdeabastecimientodeagua,hizovolverlosojosalareginorientaldelpas,en dondelaexistenciadefuentesnaturalesdeagua,sinningntipodecontaminacin,permiti queseconstruyaesteproyectoconlaurgenciadelcaso,ybastarondosaosparaqueun sistemadecaptacindeaguacrudapara3ros,untanquedealmacenamiento,tresestaciones debombeo,unacentralhidroelctrica,unalneadetransmisindeenergade54Kma138 KV,unacueductode52Kmentuberadeacerode42pulgadas,untnelde6Km,yuna plantadetratamiento,permitierantrasladardesdelapoblacindePapallacta,distante70Km delaciudaddeQuito,uncaudalde3.000l/sparaserprocesadosenlaplantadeBellavista. Todoelprocesodecaptacin,bombeo,generacinelctricaytratamientodeagua,es controlado mediante un sistema SCADA ubicado en el Centro de Control Bellavista (CCB). Laexcelenteexperienciaadquiridaconestesistema,quepermitetenercomosegundaopcin denegociolaventadeenergaelctrica,hamotivadoalaEMAAP-Qadesarrollarun segundoproyectodenominadoLaMica-QuitoSur(SMQS),dondelaCentralHidroelctrica 2ElCarmencumpleunpapelprotagnico,debidoalosingresosquelaempresapercibepor lacomercializacindelaenergaelctricaenelmarcodelMercadoElctricoMayorista (MEM),delcuallaEMAAP-Qesagentegeneradordesdeeliniciodeoperacionesdeeste,en abril del 2002. LatecnologadepuntautilizadaenesteproyectopermitequelaEMAAP-Qcuenteconuna valiosaherramientaparalagestinoptimizadaencuantotienequeverconlosrecursos humanosymateriales.Elsistemaautomticodecontrolhacontribuidoagarantizarla continuidadenelabastecimientodeaguacrudaalasplantasdetratamientoasociadasyla produccin de la energa elctrica. 2. OBJETIVO DEL TRABAJO ElobjetivoprincipaldelpresentetrabajodescribeelSistemaAutomticodeControlinstalado enelSMQS,cuyoprincipalobjetivoesrealizarunaptimagestintcnico-administrativa del aprovechamientodelosrecursosaguayelectricidad,preservandoelmedioambiente,de maneraquesegaranticealapoblacinatendidapormediodeestesistema(600.000 habitantesdelsurdelaciudaddeQuito)lacalidad,continuidadybajocostodelosservicios suministrados.Adems,setratadegarantizarlaseguridadenlasactividadesquedesarrollael personal de operacin y mantenimiento a cargo del sistema. 3. DESCRIPCIN DEL PROYECTO MICA QUITO SUR 3.1 Localizacin del Proyecto ElproyectoseencuentralocalizadoenlaprovinciadePichincha,alnortedelpas.Elpunto inicialtienelugarenlalagunaMicacocha,ubicadaalospiesdelvolcnAntisanaenla cordilleracentraldeLosAndes,distante70KmdelaciudaddeQuito,endondeseconstruy unarepresadenominadaLaMica.Apartirdeestesedesarrollaunacueductoentuberade acero,queconduceelaguacrudahaciaelsurdelaciudaddeQuito,lugarendondeseha construido una Planta de Tratamiento de Agua denominada El Troje. 3 Fig, N. 1Localizacin del Proyecto 3.2 Descripcin de las obras que componen el proyecto ElSMQS,estconformadopor:RepresaLaMica;trescaptacionessecundariasdeagua cruda,aguasabajodelarepresa:Antisana,JatunhuaicoyDiguchi;trestnelesde80,2900y 240metros;acueductoentuberadeacero;centralhidroelctricaElCarmen;subestacin deelevacin(6.6/138KV)paraevacuarlaenergageneradayrealizarlainterconexincon elSistemaPapallacta;estacinreductoradepresinyreguladoradecaudal;plantade tratamiento de agua; sistema SCADA. Fig. N.2 . 3.2.1 Represa y Captaciones Secundarias LarepresafueconstruidaenlalagunaMicacocha,ubicadaalpiedelvolcnAntisana,enlas estribacionesdelacordilleracentraldelosAndes.Estaconstadeunrellenohomogneode tierra,fluvioglaciarycenizavolcnica,conunfiltrodechimeneaenelejeverticalyuno horizontalbajoelparamentoaguasabajo.Lalongituddelapresaporsucoronaesde780m, y su altura en la parte ms alta de 15.2 m. La corona tiene un ancho de 6 m.4 Fig. N.2Perfil del proyecto

Fig. N.3Represa La Mica 5 Elobjetivofundamentaldelapresaesalmacenaryregularloscaudalesconsideradosenel proyecto,detalformaquepuedasuministrar1700l/sconunagarantade95%.Elvolumen total de la presa es superior a 50000.000 m3, y el volumen til, 23500.000 m3. Aguasabajodelarepresa,seconstruyerontrescaptaciones:Antisana,conunacapacidad mxima de 1500 l/s; Jatunhuaico con capacidad de 400 l/s; y Diguchi con 150 l/s. Fig. N.3. 3.2.2 Acueducto ElacueductodelSMQS,tieneunalongitudtotalde54Km,incluidoslosramalessecundarios. Elramalprincipaldedesarrollaapartirdelarepresa,yaguasdebajodelamisma,se incorporan los aportes de las captaciones secundarias. Fig. N.4Recorrido del Acueducto 6 Elacueductoestconstituidoportuberadeaceroenterradaenunazanjaysudimetro predominante a lo largo de su recorrido, es de 36 pulgadas. DeacuerdoasuubicacinenrelacinconlaCentralHidroelctricaElCarmen,el acueductoselohadivididoen:conduccinsuperior,tuberadepresin,yconduccin inferior. Apartirdelasalidadelacentralhidroelctrica,sedesarrollaladenominadaconduccin inferior,formadaporunsifninvertidohastalaplantadetratamiento,quesoportalasms elevadaspresiones(800MCAensupuntomsbajo).Elelementobsicodecontroldeesta partedelacueducto,loconstituyelaestacinreductoradepresinyreguladoradecaudalLa Moca,constituidaporunavlvulatipopolyjetinstaladaenlneaconlatubera,dosvlvulas esfricas de soporte, y un by pass de actuacin manual con vlvula esfrica. 3.2.3 Central hidroelctrica El Carmen LacentralhidroelctricaElCarmenaprovechaunacadabrutade610MCAdesdelapresa, para obtener una potencia mxima de 9 400 Kw, con un caudal tope de 2.0 m3/s. LaturbinainstaladaestipoPeltondedosinyectores,conejehorizontal,marcaVOITH.El generadorsincrnicotieneunacapacidadde10.5MVAyunvoltajedegeneracinde6.6KV. Fue construido por LDW de Alemania. Elequipomecnicoasociadoestconstituidoporunavlvulaesfricadeguardia,de20 pulgadasdedimetroyunavlvulatipomariposade24pulgadasdedimetro,ubicadaenla tubera de ingreso de la central. Lagrandiferenciaexistenteentreunacentralhidrulicaconvencionalyunaconaplicacinal serviciodeaguapotable,eslanecesidaddecontarconunramalenparaleloalgrupoturbina-generador,quegaranticelacontinuidaddelabastecimientodeaguaensituacionesdeparada emergente programada que pudiese tener el sistema de generacin. Esteramalenparalelodebetenercaractersticasmuyparticularesencuantoasuequipamiento hidrulico-mecnicoysusistemadecontrol.Surequerimientofundamentalesdisponerdeun 7elementodisipadordepresinycontroladordecaudal.EnelcasodelacentralElCarmen, seinstalunavlvulatipoPolyjet,quereducelapresindelacolumnadeagua(610MCA)a presin atmosfrica. Desdeelpuntodevistadelsistemadecontrol,suoperacinesautomticaeinmediataala paradadelgrupoturbina-generador.Elcontroldeposicindelavlvulaparaelcaudal seteado,esasumidoporelReguladorElectrnicodeTurbina(ETR).EstavlvulaPolyjet, dispone de una vlvula tipo mariposa de 24 pulgadas de dimetro, como elemento de guardia. Lasubestacinelctricadisponede3posiciones,enbarrasimple,yamsdepermitirla evacuacindeenergadelacentralElCarmen,permiteacoplarseconelSistemaPapallactay el Sistema Nacional Interconectado (S.N.I.), a travs de una lnea de transmisin de 138 Kv.Eltransformadordeacoplamientotieneunacapacidadde10/12.5MVA(ONAF)yuna relacin de transformacin de 6.6 / 138 KV. Fig. N.5Central ElCarmen 8 4. SISTEMA AUTOMTICO DE CONTROL DEL PROYECTO 4.1 CONFIGURACION DEL SISTEMA 4.1.1ESTACIONES DE ADQUISICIN Y CONTROL DE DATOS Elproyectoposeeestacionesdecontrolyadquisicindedatossituadasalolargodel acueductoqueseencarganderecopilartodalainformacindeloselementosubicadosenesta estacin;recibiryprocesarloscomandosqueelsistemasupervisorioenvealosdiferentes elementos. Porlascaractersticasyellugardondesegeneralainformacindelproyecto,lasestacionesse han ubicado en los siguientes lugares: 1.Laguna La Mica 2.Chimenea de Equilibrio 3.Central El Carmen 4.Estacin Reductora de Presin 5.Planta de Tratamiento El Troje. Cadaestacinseencargadelaadquisicinycontroldedatosdeloselementosasociadosa esta.EncadaestacinseencuentraunPLCquelepermiterealizarestasaccionesyademses eldispositivoconelcualsecomunicalaestacincentralomaestraqueseencuentraenla CentralElCarmen.SololaestacinubicadaenlaChimeneadeEquilibrio,aguasarribadela central,noposeeunPLC,portenernicamenteunnicoparmetrodemedicin;lapresin. Los datos se envan y reciben utilizando Radio Modems instalados para este efecto. Fig. N.6. 4.1.1.1 Estacin de la Laguna La Mica (PLC 100) LaprimeraestacindelproyectoseencuentraubicadaenlaPresaLaMicayserla encargadadelaadquisicindedatosdeloselementossituadosenlapropiarepresayenlas Captaciones adicionales del proyecto. 9 Fig. N.6Esquema del Sistema de Automatizacin y Comunicaciones Aqu se almacenan los datos de las siguientes variables: Medicindelnivelyalarmasdeniveldelarepresa.Sedisponededos transmisores de nivel ultrasnicos: LITA101 y LITB101. Statusyactuacindelascompuertasdelatorredetomayvlvuladefondodela Presa.SonlascompuertasMOG101,MOG102yMOG103ylavlvuladefondo MOV104. MedicindecaudalesytotalizadoresdelosaportesdelarepresaylasCaptaciones Secundarias.Seadquierenlosdatosdeloscaudalmetros:FQIT101,FQIT103, FQIT104;correspondientealosdatosdelcaudaldesalidadelaPresa,ydelas captaciones Antisana, Jatunhuaico y Diguchi. StatusdelavlvulaMOV105situadaenelramalprincipaldelacueducto,entre lascaptacionesJatunhuaicoyDiguchi.Esteelementoactacomoproteccindela parte superior del acueducto, ante la ocurrencia de roturas en elmismo. 4.1.1.2 Estacin de la Chimenea de Equilibrio (PLC 200) AunqueestaestacinnoposeeunPLCtienelaasignacindePLC200.Enestaestacinse disponenicamentelamedicindepresin,ysuvalorestransmitidoalaestacinmaestra. Adicionalmenteejerceaccindecontrol(Shutdowndelgenerador)antevalores preestablecidos de altura en la chimenea.10 4.1.1.3 Estacin de la Central El Carmen (PLC 300) EnestaestacinseencuentraelPLCmaestrodelsistema.EstePLCseencargadeinterrogar losdatosdecadaestacinyenviarloscomandosalasrestantesestaciones.Ademsesten conexindirectaconelPLCdeMquinaqueseencargadelcontroldelprocesode generacin,queinvolucraatodoelequipamientohidrulico-mecnicoasociadoalmismo,y adems, el control de la vlvula reductora de presin tipo polyjet. Esta estacin dispone de la siguiente informacin generada en el proyecto: Datos de la Turbina (a travs del PLC de Mquina asociado al ETR) Datos del Generador (a travs del PLC de Mquina) Medicin de nivel en el tanque de carga, a la salida de la central, LIT301 Caudales de entrada y salida de la Central, FQIT301 y FQIT302 Turbiedad del agua en el tanque de carga, ATUR301 Statusdevlvulas:principaldeentradayesfrica,mssusbypass(atravsdel PLC de Mquina) VlvulaPolyjetysucorrespondientevlvuladeguardiatipomariposa(atravs del PLC de Mquina) Compuerta de salida hacia la conduccin inferior MOG301. Medicin de Presin, al ingreso de la central PIT301. Statusdeloselementosdelasubestacin:Disyuntores,Seccionadoresdebarray puesta a tierra.MedicindelosparmetroselctricosdelalneaaSantaRosa(S.N.I.)y RecuperadoraSistemaPapallacta):Voltaje,Corriente,PotenciaActiva,Potencia Reactiva y Factor de Potencia, etc. Datos del controlador de Temperatura del grupo turbina-generador PT100. Posicin del LTC del Transformador Principal (a travs del PLC de Mquina) Vibraciones de los cojinetes de los lados acoplado y no acoplado del generador. Existenotracantidaddevariablesqueseirnindicandoalolargodeeste desarrollo. 11Deentreloscomandosmsimportantesquepuedeprocesarestaestacin,sedestacanlos siguientes: Configuracin del modo de operacin de la Central: Manual, Automtico, Test. Configuracin del mando de la estacin: Local Remoto. Arranque y Parada del grupo turbogenerador. Comandos de la vlvula de salida hacia la conduccin inferior MOG301. Operacin de los elementos de la Subestacin (disyuntores y seccionadores) Operacin del cambiador de Taps LTC del Transformador Principal. Operacin de la vlvula reductora de presin y controladora de caudal tipo Polyjet. EntrelascaractersticasprincipalesdelPLCdeestaestacin,serpuedeindicar,queest conectadopormediodeunaredModbusPlusalPLCdeMquinayaloscomputadoresde estaestacin.PoseeunatarjetaparaconexinEthernetquelepermitetenercomunicacincon lareddecomputadoressituadaenelCCB.Disponedemultiplexoresadicionalespara comunicarseconlosequiposdeRadioMdemparalaadquisicindedatosdelasdems estaciones. EnelPLC300yenPLCdeMquinaseencuentralalgicaparaelcontroldesuselementos, liberandoaloscomputadoresdelastareasdecontrol.EnelPLC300setienelainformacin detodoelproyecto,paraqueloscomputadoresdelaCentralatravsdelaredModbusPlus,y los computadores del CCB, a travs de TCP/IP puedan tener acceso a estos datos. 4.1.1.4 Estacin Reductora de Presin y Reguladora de Caudal (PLC 400) EnestaestacinsehallaubicadoelPLC400delproyecto.Losdatosqueseadquierenenesta estacin son los siguientes: Medicin de Presin en el ingreso a la estacin PIT401 Porcentaje de apertura de la vlvula principal FCV401 Status de las vlvulas de soporte de la vlvula principal EstaestacinrecibedesdeelPLCMaestrolassealesdecontrol:nivelenlapiletadesalida delacentralycaudaldesalidaenlaconduccininferior,lasmismasquepermitenposicionar 12lavlvulaprincipal,demaneraquesemantengaelcaudalrequeridoporlaPlantade Tratamiento El Troje. 4.1.1.5 Estacin de El Troje (PLC 500) EnestaestacinsedisponetambindeunPLC,queseencargardelaadquisicindelos siguientes datos: Nivel del agua en el tanque de agua cruda de la Planta de Tratamiento Medicin del caudal y totalizador (volumen), a la entrada de la Planta, FQIT501 Adicionalmenteenestaestacinsetieneunpuntoexclusivamenteparalavisualizacinde todoelsistemaSCADAdelproyecto,porloque,elPLCMaestroescribetodala informacin necesaria en el PLC de esta estacin. 4.1.2CONFIGURACION DE LOS NODOS DEL SISTEMA Elproyectoposeetresubicacionesconcomputadores,dondesepuedenvisualizarlas pantallas de control desarrolladas para el sistema, y son: Central Hidroelctrica El Carmen Centro de Control Bellavista Planta de Tratamiento El Troje Comosemencion,laPlantadeTratamientoElTroje,solamentedisponedeunsistemade visualizacin(FactoryFocus)conlasprincipalespantallasdelsistema.Enestaestacin,el computadorestconectadoalPLC500pormediodeunprotocoloModbusPlusysonlos datos almacenados en este PLC los que se utilizan para la visualizacin del sistema. ElCCBylaCentralElCarmendisponendetrescomputadorescadauno.Dosdeestosse encuentranmarchandoenhotstandbyenlasrespectivasEstacionesdeTrabajo,yelrestante enlaEstacindeIngeniera.Comoperifricosdeestasestacionessedisponendeimpresoras, scanner,CDwritter,etc.demaneraquesepuedanejecutartodaslasaccionesinherentesaun proceso de control. 13 EnloscomputadoresdelaEstacindeIngenierasepuedenrealizarloscambiosy reconfiguracionesdelaaplicacinestablecidaparacadaestacin;esdecir,esenestos computadoressegeneranloscambiosenlaestructuradelaspantallas,dibujos,animaciones, seteodeparmetros,etc.,deacuerdoalasnuevasnecesidadesquesepresentenenel proyecto.LoscomputadoresdelaEstacindeTrabajo,sondededicacinexclusivaala operacin y supervisin del sistema. Lostrescomputadoresdecadaestacinmslasimpresorasseencuentranconectadosenred utilizando un Hub.Es decir, en cada estacin existe una red LAN (Red de Area Local). EnlaCentralElCarmenloscomputadoresposeenunatarjetaadicionalinstaladaqueles permiteconectarsedirectamentealosPLCdeestaestacinparalaadquisicindelosdatos necesarios para la visualizacin y control del proyecto. LasredesLANdeElCarmenyelCCBposeenequiposadicionalesquelespermiten interconectarseformandounasolagranreddecomputadores(RedWAN).Parala adquisicindedatosdesdeelCCB,elPLC300poseeunatarjetaespecialdecomunicacin (NOE)quelepermiteconectarsealHubdelaestacinElCarmen.Unavezconectadoel PLC a este Hub, este se convierte en un elemento ms de esta gran red de computadores. EnelCCBsedisponedelsoftwaredeaplicacindelproyecto,configuradodetalmaneraque buscaalPLC300enlaredparalaadquisicindedatosnecesariosparalavisualizaciny control de todo el proyecto. LasaplicacionesdeBellavistayElCarmennoposeendiferenciassignificativas,sinosolo aquellasqueporcondicionesdeseguridadydeoperatividadhansidorestringidasparaquese realicen desde El Carmen. 4.1.3 HARDWARE DEL SISTEMA DE CONTROL LaarquitecturadelHardwareutilizadoesprcticamenteelmismoencadaestacincon pequeas variaciones de acuerdo a las necesidades propias de las mismas. Los principales equipos que se utilizan son los siguientes: 14 PLCs Quantum de Modicon Bridge / Multiplexor Gateway HtNode Equipos de Radio Equipos para Redes TCP/IP 4.1.3.1 Controlador Lgico Programable EntodaslasestacionesaexcepcindelaChimeneadeEquilibrio,seposeeunPLCQuantum deModiconquepermitecontrolarloselementosdeesaestacin,realizarlaadquisicinde datos y mantener una comunicacin con la estacin Maestra ubicada en El Carmen. EstosPLCposeensusmdulosdeentradasysalidasdependiendodelnmerodevariables quevanacontrolar.LosmodelosdelosCPUstambindependendelvolumendedatosque vanamanejar.EnlosPLCsdelaestacinElCarmen,setienenCPUsdemayorcapacidad yvelocidadconsiderandoqueelunocontrolatodoloqueserefierealprocesodegeneraciny reduccindepresin,yelotrocontrolalasubestacindeelevacineinterconexin,yhacela gestin con el resto de estaciones. EnlasotrasestacionessedisponeelmismotipodePLCs,peroconCPUsdemenor capacidad,dadoqueelvolumendedatosencadaestacinesmenor.EstosPLCsposeenun puertodecomunicacionesconsalidaModbusyotroconsalidaModbusPlus.Encasode requerirse ms puertos Modbus, se puede utilizar un Multiplexor. LaarquitecturadelsistemadecontroldelproyectoestbasadaenestetipodePLCpor cuantomanejanelprotocoloModbus,queesunprotocolototalmenteabiertoylamayorade dispositivosindustrialesposeeunasalidadecomunicacionesdeestetipo,oalmenosexistela opcindepedirelelementoconestaopcinyconvertirsuprotocoloaModbus,asiendoque sepuedarealizarlaintegracindevariosequiposydediversosfabricantes,sinestar restringidos a una sola marca o tipo de red. 154.1.3.2 Adaptador de red Modbus Plus EsunatarjetacompatibleconsistemasIBMPC,quelepermitealoscomputadoresdelaSala deControldelaCentralElCarmen,conectarsedirectamentealaredModbusPlusdelos PLCs de esta estacin. ElprotocoloModbusPlus,permitemanejardatosaaltasvelocidadesytasasdetransferencia de 10 Mbytes por segundo; pudiendo conectarse hasta 64 dispositivos sobre la misma red. 4.1.3.3 Gateway HtNode EsunconversordeprotocoloHartaprotocoloModbus.Conesteequiposelograincorporar lasmedicionesdecaudalypresinconsalidaHart,queposeenvariosinstrumentosdel proyecto. 4.1.3.4Bridge / Multiplexor Comosunombreloindica,esteequipopermitemultiplexaruncanalencuatrocanales,ysirve de enlace entre redes Modbus Plus y Modbus. ConectandolospuertosModbusPlusdelPLCydeesteMultiplexor,podemosincorporarlas medicionesdevariosinstrumentosquemanejencomunicacionesModbusalPLC.Una aplicacindeestetipo,ltimamenteincorporadaalSistemasonlosContadoresdeEnerga, POWER LOGIC Serie 4000 de SquareD. Conesteequipohasidoposibleintegrarinstrumentacindevariosfabricantesenunsolo sistemadecontrolutilizandoprotocoloModbus,ytambinpermiteconectarlasestaciones remotas con la Central por medio de los Radio Modem. Lautilizacindeesteequipopermitetenerlaflexibilidadquesenecesitaparaaadiro reestructurarlasconfiguracionesdelsistema.Acontinuacinsepresentaesquemadecomo seintegranalgunosequiposenlaestacinmaestraalosPLCsyporendesondisponibles para su visualizacin y control desde el computador con la Interface Hombre Mquina (HMI). 16 Fig. N.7Integracin de controladores, medidores, protecciones elctricas, etc. al Sistema de Control Lacomunicacinconlasotrasestacionesserealizapormediodelosequiposderadioysu configuracinsepuedeobservarenlaFig.N.7.Elequipamientodecadaestacines bsicamente un PLC para el control y adquisicin de datos y un Bridge Multiplexor. 4.1.4 SOFTWARE DEL SISTEMA SCADA AqusedescribirelsoftwareutilizadoparalaprogramacindelosPLCsyelsoftwarecon elcualsedesarrolloelsistemadevisualizacinyelrestodeutilitariosqueseinvolucranenel 17SistemaSupervisoriodeControl,ascomotambinlaarquitecturasobreelcualsebasanlas estaciones que poseen nodos de este Proyecto. Fig. N. 8Comunicacin entre las diferentes estaciones del Sistema 4.1.4.1 Software de Programacin de los PLCs ElProgramaqueseestutilizandoenlaProgramacindelosPLCseselpaqueteCONCEPT versin2.1.EstepaqueteestdesarrolladoparatrabajarenelsistemaoperativodeWindows y Windows para grupos. Tieneunambientemuyamigableconlosprincipalesmenueseiconosqueseposeenenlas aplicacionesparaestesistemaoperativo.Ademseltipodeprogramacinesenunentorno grfico. 18CONCEPTestdesarrolladobajolaregulacininternacionalIEC1131.Poseevariostipos de lenguajesdeprogramacincomoelSFC(SequentialFunctionChart),FBD(FunctionBlock Diagram),LaderEditor,IL(InstructionList),ST(StructuredText)yellenguajenativodelos PLCs Modicon LL984. Sepuedencombinarenunsoloproyectoloslenguajesquesenecesiten,otorgandoal programadorlafacilidaddetrabajarenellenguajemscmodoparalyaprovechandolas caractersticas de cada lenguaje donde se las necesite. 4.1.4.2 Software del Sistema Supervisorio (HMI) ElsoftwareutilizandoesFactorySuite2000.Paralavisualizacinycontroldelprocesose utilizanlosprogramasINTOUCHyFACTORYFOCUSquesonaplicacionesdelpaquete antes mencionado, y el programa SQL SERVER para la base de datos correspondiente. INTOUCHofrecealgunasventajassobreelrestodeprogramascomoelserunpaquetebajoel ambienteWindowsconsusmenuescomunes,lafacilidaddeincorporardibujos,derealizar todaclasedeanimaciones,ytodoestosevereflejadoenmenortiempodedesarrolloypor ende reduccin de costos, especialmente para proyectos grandes. Ademsestepaqueteesdesarrolladoparatrabajarenredesytienecomandosyaccionesque hacenquelasaplicacionespuedanserdistribuidasatravsdelared,inclusoatravsde Internet, mediante la utilizacin del Portal propietario SUITE VOYAGUER. FactorySuitenosoloesunpaqueteparaInterfaceHombreMquina,sinoqueposeeadems programasparabasesdedatos,pararealizarelcontroldelosprocesos,paracomunicaciones conInternet,yparatrasladarlanecesidadesdesdeelpisodePlantahastaelnivel Administrativo Gerencial de una Empresa. Poseeherramientasdeclientesparalasbasesdedatosquelepermitenformargrficosde Tendencias,FormulariosDiagramasdeVectoresdeacuerdoalasnecesidadesparticulares de cada usuario. 19 4.1.5ARQUITECTURA DEL SISTEMA SUPERVISORIO Paraaplicacionesenlasquesemanejenredesdecomputadoras,Intouchproveeuna configuracinllamadaNAD(NetworkAplicationDevelopment),quehacefcilla actualizacinymantenimientodelaaplicacin,puessolosetrabajasobreelcomputadorde Ingenieraylaactualizacindelrestodecomputadoresesautomtica.Porotrolado,cada computadorrealizaunacopiadelaaplicacinensudiscoduroconloquepuedentrabajar independientemente del resto de PC de la red. LasestacionesCentralElCarmenyCCBsetienentrescomputadoresenredparaelcontroly visualizacindelproceso.Dosdeellassonparalaoperacinyunaparatrabajosde Ingeniera.EstasdosredesLANseconectanporradioyformanunasolaredWAN.Encada redsemanejalafilosofaNADysusaplicacionesycapacidaddeoperacinson esencialmente las mismas. Acontinuacinsepresentaundiagramadelaarquitecturadelsistema,enloquealSistema Supervisorio se refiere. Fig. N.9Arquitectura de los Centros de Control instalados en el Sistema 20 5. PLANTA DE TRATAMIENTO EL TROJE EnelextremosurdelaciudaddeQuito,selocalizalaPlantadeTratamientoElTroje. Est es del tipo convencional deber procesar los 1 700 l/s entregados por el SMQS. Fig. N.10Planta de Tratamiento El Troje 6. NUEVAS APLICACIONES EN CURSO EN EL SISTEMA MICA QUITO SUR Aprovechandolaarquitecturaylasfacilidadestecnolgicasinstaladasenelproyecto,sehan efectuadopruebasparalautilizacindenuevoselementosdecomunicacinycontrol.Unode elloseselmodemCDPDinstaladoenElCarmenquepermiterealizarlaadquisicinde datosdelacentralatravsdemodemsinalmbricosyencualquiersitiodelpasdondese dispongadelserviciodetelefonamvilydeCDPD.Estasmismasaplicacionesutilizando protocolosdecomunicacionesWAP(WireAplicationsProtocol)hanpermitidoquecualquier usuariopuedadisponerdelainformacindelsistemasobreuntelfonocelularounapgina Web en Internet. 21 Tratandodeimplementarlafilosofadeestacionesnoatendidas,amsdelsistemade controlysupervisin,sehanrealizadopruebasconcmarasdevideoinalmbricas,las mismasqueserncolocadasenpuntosestratgicosdelsistema.Estassernoperadasdesde los centros de control y se habilitarn en base a las necesidades. 7.EXPERIENCIAS Y RESULTADOS PRACTICOS.- Conocimientoyasimilacindenuevastecnologas;optimizacindelosrecursosnaturalesy preservacin del medio ambiente. Dotacindeaguapotabledecalidadalapoblacin;ingresosadicionalesporlaventade energaelctrica;eficienteadministracintcnico-econmicadelsistema;ingresoy cumplimiento de regulaciones del MEM, como agente generador.