ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE...
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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
" DISEÑO DE UN SISTEMA DE SUPERVISIÓN ,,
CONTROL Y ADQUISICIÓN DE DATOS PARA EL
SUMINISTRO Y ADMINISTRACIÓN DE ENERGÍA
ELÉCTRICA EN UN EDIFICIO "
TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TITULO
DE INGENIERO ELÉCTRICO EN LA
ESPECIALIZA CION SISTEMAS ELÉCTRICOS DE
POTENCIA
MARCO POLO QUEVEDO GONZÁLEZ
Oí 1TG, ABRIL, 1997
CERTIFICO QUE EL PRESENTÉ TRABAJO
HA SIDO REALIZADO EN SU TOTALIDAD
POR EL SEÑOR MARCO POJ^Ol/EVflEDO.
ÍNG. BOLEAR LflEDESMA'
tAGRADECIMIENTO
A MIS PADRES Y HERMANOS
POR SU AMOR Y APOYO
ESPECIALMENTE A TI IMADRE QUERIDA!
DEDICATORIA
A MI FIEL Y AMADA ESPOSA, SANDRAY A MIS BELLOS Y ADORABLES HIJOS,
GABRIEL IGNACIO Y MARCO POLO
ÍNDICE
CAPITULO I:
INTRODUCCIÓN
1.1.- Antecedentes 1
1.2.- Objetivo : , 3
1.3.-Alcance -....4
CAPITULO II :
PROBLEMA A SOLUCIONAR
2.1.- Planteamiento del problema 10
2.1.1.- Generalidades 10
2.1.2.- Requerimientos del Edificio 11
2.2.- Establecimiento de la solución 10
2.2.1.- Generalidades .' 14
2.2.2.-Distribución de Tableros ,14
2.2.3.- Protecciones y Seccionamientos ] 9
2.2.4.- Operación del Sistema 25
2.2.5.- Transmisión de Datos .V. 39
2.2.5.1.- Transmisión Desbalanceada 40
2.2.5.2.- Transmisión Balanceada (Diferencial) 42
2.2.5.3.- Características del Standar RS-485 45
2.2.5.4.- Terminación de la Línea 46
2.2.5.5.- Razones del escogitamiento del standar
RS-485 48
2.2.5.6.- Tipo de cable y conector 49
2.2.5.6.1.- Tipo de cable 49
2.2.5.6.2.- Tipo de conector 51
2.2.5.7.- Convertidor RS-232 a RS-4S5 : 52
2.2.5.8.- Protocolos de comunicación 53
2.2.6.- Componentes del Sistema de Control 55
2.3.- Planificación de ejecución de la solución 67
2.3.1.- Generalidades 67
2.3.2.- Especificación de funciones a desempeñar por el
controlador programable y por la aplicación ha
desarrollar en el software de supervisión, control y
adquisición de datos 67
2.3.3.-Etapas del Proyecto 70
2.3.4.- Requerimientos Físicos • 72
CAPITULO III:
PROGRAMACIÓN DEL AUTÓMATA PROGRAMABLE
3.1;- Características 75
3.1.1.-Definición ,.75
3.1.2.- Estructura de un automatismo 75
3.1.3.-Ventajas de la utilización del (PLC) 78
3.1.4.- Estructura de un Autómata Programable 80
3.1.5.- Lenguaje de Programación 83
3.1.6.- Comunicación PLC (Autómata Programable) vs. PC
(Computador Personal) '. 91
3.1.6.1.-Función Bloque-Texto 93
3.1.6.2.- Como definir una tabla de datos 94
3.1.6.3.- Como ordenar los caracteres en una
tabla : 95
3.1.6.4.- Emisión-Recepción de mensajes 95
3.1.6.4.1.-Emisión 95
3.1.6.4.2.- Recepción 96
3.1.6.4.3.-Emisión-Recepción 97
3.2.- Estructura del programa 97
3.2.1.- Descripción del sistema 97
3.2.2.- Diagrama de Flujo del Funcionamiento del
Sistema 104
3.3.- Ejecución de la programación 107
3.3.1.-Determinación del número de entradas-salidas 107
3.3.2.- Tamaño del Autómata Programable 111
3.3.3.- Distribución de entradas-salidas 112
3.3.4.- Programación 117
3.3.4.1.- Resumen de entradas-salidas 117
3.3.4.2.- Condiciones de entrada-salida 119
3.3.4.2.1.- Condiciones ala entrada 120
3.3.4.2:2.- Condiciones a la salida 121
3.3.5.- Comunicaciones PLC-PC 128
3.3.5.1.- Datos a intercambiar..:. ; ....128
3.3.5.2.- Protocolo de-comunicaciones 12S
3.3.5.3.- Programación de las funciones definidas por;
el protocolo de comunicaciones 129
CAPITULO IV :
PROGRAMACIÓN DEL SOFTWARE PE SUPERVISIÓN ,
CONTROL Y ADQUISICIÓN DATOS
4.1.- Características 133
4.1.1.- Definición 1.43
4.1.2.- Instrumento Virtual...; 134
4.1.2.1.-Panel Frontal 128
4.1.2.2.- Diagrama de bloques 128
. •• 4.1.2.3.- Icono conector 128
4.1.3.-Programación del Flujo de Datos 136
4.1.4.- Estructura de Programación •. 137
4.1.5.- Estructura de Secuencia .' 137
4.1.6.- Compilador Gráfico 333
4.1.7.- Medularidad y Jerarquía 133
4.2.- Estructura del programa 139
4.2.1.-Descripción defunciones 139
4.2.2.-Di agramas de bloques 140
4.3.- Ejecución de la programación 142
4.3.1.- Modo de trabajar entre pantallas ; 142
4.3.2.-Definición de pantallas ' 143
4.3.2.1.- Pantalla de presentación 143
4.3.2.2'.- Pantalla principal 144
4.3.2.3,-Pantalla test generadores 145
4.3.2.2.- Pantalla programación horarios 145
4.3.2.2.- Reportes ¡45
CAPITULO Y :
MONTAJE , PRUEBAS Y EVALUACIÓN TÉCNICA
ECONÓMICA DEL DISEÑO
5.1.- Generalidades ' 149
5.2.- Montaje Experimental 149
5.2.1.- Entradas-Salidas a considerar 149
5.2.2.- Diagrama de Montaje 151
5.3.- Pruebas y Resultados 154
5.3.1.- Mediante manejo de switches físicos del
montaje 154
5.3.1.1.- Arranque del sistema 154
5.3.1.2.- Parada de emergencia 154
5.3.1.3.: Corte de energía 355
5.3.1.4.- Bajo Nivel de combustible .'..155
5.3.1.5.- Test generador uno 155
5.3.1.6.- Test generador dos 157
5.3.1.7.-Manual ]57
5.3.2.- Desde computador 357
5.3.2.1.- Monitoreo y adquisición de datos 157
5.3.2.2.- Test generador uno y/o dos 158
5.3.2.3.- Parada de emergencia ] 53
5.3.2.4.- Seteo de horarios 153
5.3.2.5.- Reportes .-
5.4.- Evaluación Económica/
5-.4.L- Costo del Sistema de Control 1 159
5.4.1.1.- Costo del Equipo y Software del Sistema de
Control I
5.4.1.2.- Costo de la Programación y Puesta en
Marcha del Sistema de Control 1 361
5.4.2.- Costo del Sistema de Control II 161
5.4.2.1.- Costo del Equipo y Software del Sistema de
Control II 161
5.4.2.2.- Costo de la Programación y Puesta en
Marcha del Sistema de Control u 162
5.5.- Evaluación Técnica 163
CAPITULO VI :
6.1.- Conclusiones '. 165
6.2.- Recomendaciones 166
REFERENCIAS :
BIBLIOGRAFÍA :
ANEXOS :-
Anexo 1 : Especiñciones mínimas de una Estación de Trabajo de
Tipo Industrial.
Anexo 2 : Características delTSXl?.
Anexo 3 : Arreglos Posibles de Ips Autómatas,
Anexo 4 : Demo delLabview V3J .1.
Anexo 5 : Listado del programa
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 1
CAPITULO I
INTRODUCCIÓN
1.1.- ANTECEDENTES
Los automatismos entendiéndose a estos como un conjunto de
dispositivos que sustituye las operaciones manuales para garantizar
el funcionamiento de una máquina, instalación o proceso, se los'
puede diseñar y construir de dos maneras las cuales son :
1.- Con equipos cableados a base de relés, donde la organización del
cableado de los constituyentes entre sí rige el funcionamiento, y
•2.- Con equipos programados, donde el funcionamiento resulta de la
programación, de un constituyente previsto a este efecto
(AUTÓMATA PROGRAMADLE).
Al hacerlo de esta última manera, existe un sinnúmero de ventaias
como son:
- Facilidad para cambios o ampliaciones futuras; '
- Comunicación abierta con otros equipos;-
- Almacenamiento de gran cantidad de datos;
- Adaptación a las tareas más diversas y complejas
•ir
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 2
La utilización de autómatas programabas, en sí resolvió los
inconvenientes que se daban al diseñar y construir automatismos en
base a sistemas cableados, su única limitación consistía-en que no
permitía tomar acciones fuera de su programa principal en cualquier
' instante y tampoco se conseguía un proceso de monitoreo que sea
visualizado fácilmente y ello a su vez, asociarlo a acciones de
control.
Esto se ha solucionado mediante la asociación del. autómata
programable con modernos equipos de comunicación hombre-
máquina y softsvare de monitoreo, adquisición y análisis de datos. A
este sistema, así configurado, se lo define como un SISTEMA
SCADA.
El desarrollo de la mi ero electrónica y la informática, se ha
constituido en una herramienta que está disponible, y que nos
permite ofrecer una alternativa técnica moderna, para sustituir a los
esquemas convencionales de control y operación.
Es por ello que al dar un vistazo al mundo de la técnica actual,
vemos que ya han pasado a la historia los pupitres de mando de gran
longitud, multitud de lámparas pilotos, interruptores, potenciómetros,
pulsadores, etc.
Todo esto nos exige encaminamos en las nuevas tecnologías, ya que
ellas presentan un sinnúmero de ventajas, esperando ser
aprovechadas lo antes posible.
TESIS DE GRADO : J3ISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. «3
1.2.- OBJETIVO
El objetivo básico es resolver mi problema de Suministro y
Administración de Energía Eléctrica en un Edificio, ello mediante un
sistema de Supervisión, Control y Adquisición de Datos (SCADA).
El sistema a diseñar responderá fundamentalmente a los siguientes
objetivos generales:
- Ahorro de energía eléctrica;
- Disminución de ia probabilidad de errores humanos en
la operación del sistema de suministro eléctrico;
- Incremento en la vida útil de los equipos y accesorios
del sistema eléctrico;
- Versatilidad del sistema eléctrico para readecuarse a
nuevas condiciones de trabajo, mediante una fácil
reprogramación;
Concepción modular del sistema de control, tal que
permita futuras ampliaciones sobre la infraestructura
inicial;
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA. PAG. #4
1.3.-ALCANCE
El modelo de sistema de suministro eléctrico del edificio que se
considerará en este trabajo, es el que se muestra en la figura # 1.1, y
que se explica al detalle en el Capitulo II.
Como se puede apreciar el sistema dispone de :
- Celda de protección y seccionámiento principal en. alta
tensión (T-SEC/AT);
- Celda de transformación (T-TRAFO);
- Celda de protección y seccionámiento principal en
baja tensión (Bp), tablero (T-SEC/BT);
- Dos celdas cada una conteniendo un 'sistema de
transferencia automática (T-TA1) y (T-TA2);
TESIS DE GRAdO: DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA PAG. tt 5
T-DP1
225KVAG1 21 0/1 21 VAC
T- SEC /AT
T-TRAFO
T- SEC /BT
3P-1
T-TA2
/KEE2 ,""13P-7DOt0)
0J3 '-7 U U
/"X225KVA( G2J21C/1Z1VAC—'3F-60HZ
T-BARRA
3P-7QQ
Brl
Br2
•'v3P-7Q T-BOM/INC
3P-7D T-LS1
3P-70 T-ST
Brl
Qr5
3P-70 T-ASC1
(8)T-LTN1
BrG /Y3P-T5C] T-LTN2
Br7'Br7 /js 3P-1DD 3P-1Í10 /T^T-TRI
( 0 ) ' ' '
. 8b1-2 . >*—.3P-7QOV-trOflí
Tm. #1.1
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA-... PAG. # 6
- Celda con protecciones de la barra 1 (Bb-l), barra 2
(Bb-2), y elemento de protección, enganche y
desenganche ' entre barras (Bbl-2), tablero
(T-BAHRA);
- Dos celdas de distribución principal en baja tensión
(T-DPlyT-DP2);
- Dos generadores de emergencia (Gl y G2).
Se ha creído conveniente utilizar el esquema de doble barra,
principalmente por el grado de confiabilidad que debe tener el
sistema.
Por ejemplo, en el caso de que exista ausencia de la red normal de
suministro y deba entrar la red de emergencia, al fallar uno de los
dos generadores, bajo el esquema propuesto existirá la posibilidad
de enlazar a las dos barras, y .suministrar de energía eléctrica al
menos a las cargas consideradas prioritarias o críticas'del edificio,
las cuales se alimentan desde (T-DP1) y (T-DP2).
Toda la lógica propia de los dos sistemas de transferencia, será
implementada en un PLC TELEMECANIQUE TSX17. Este PLC
tiene entre sus funciones la de controlar el adecuado funcionamiento
de los dos generadores y energizar en vacío las barras Bl y B2.
TESIS DE GRADO : DJSEÑO DE UIS SISTEMA SCADA.... PAG. # 7
La toma de carga, en cada generador., será secuencial para lo cual el
PLC ordenará el cierre de los breakers motorizados principales de
cada tablero en forma ordenada de acuerdo a una secuencia
predeterminada.
El PLC se comunicará a través de un pórtico serial (norma RS-485)
con un computador personal, en el cual se desarrollará un programa
de monitoreo gráfico, supervisión y control, utilizando el paquete
LABV1EW FOR WINDOWS de NATIONAL INSTRUMENTS.
Este programa permitirá visualizar en línea, en la pantalla del
computador, el diagrama unifílar del sistema y el estado real de
todos los elementos de maniobra y protección.
Desde el computador se podrá acceder a menús preprogramados que
incluyen:
- Prueba de generadores;
- Simulación de corte de energía;
- Energización/desenergización de tableros.
Todo ello en base a un chequeo automático de las condiciones
globales del sistema y una limitación de acceso a estas funciones vía
"passwords".
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 8
El programa se encargará además, de generar reportes de- la
actividad del sistema eléctrico, los cuales se almacenarán en el disco
duro cada vez que se produzca un cambio de estado (eventos).
Para la implementación de este sistema SCADA de pequeña escala,
se realizará un montaje experimental, que permita simular el sistema
eléctrico, en base a interruptores y lámparas de señalización,
montadas sobre una base de acrílico en la que se dispondrá del
diagrama unifilar del sistema.
Las señales digitales de entrada/salida se enviarán al PLC, y este se
conectará a su vez con un computador personal.
Con este montaje se realizarán las pruebas del sistema, y se podrá
evaluar sus características de funcionamiento, ventajas, desventajas
y limitaciones, con el fin de poder establecer conclusiones claras en
cuanto a las bondades técnicas del sistema propuesto. •
En resumen, el. alcance de este trabajo es el siguiente:
1.- Establecer una descripción, y conjunto de
características de un sistema de supervisión, control
y adquisición de datos (SCADA);
2.- Diseñar un Sistema para el Suministro y
Administración de Energía Eléctrica en un edificio,
en base a un Sistema SCADA;
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCA.DA.... PAG. # 9
3.- Construir un montaje experimental de! Sistema
diseñado;
4.- Realizar pruebas al sistema;
5.- Evaluar técnica y económicamente al Sistema.
Finalmente es necesario recalcar, que las condiciones propias del
modelo que se ha utilizado para este trabajo, como son: carga
instalada, requerimientos de energía para cargas consideradas
críticas, número y potencia de UPS y generadores, son aceptadas
como condiciones de diseño del edificio considerado, y por ende no
es parte del alcance de este trabajo el dimensionamiento de estos
equipos.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 10
CAPITULO II
PROBLEMA A SOLUCIONAR
2.1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2.1.1.- GENERALIDADES
El Sistema Eléctrico de Suministro y Administración de Energía a
diseñar, corresponde al de un Edificio cuya actividad principal es de
tipo bancario.
El edificio dispone de un subsuelo, planta baja y cuatro pisos tipo,
con un área aproximada de 8000 m2.
El tipo de cargas existentes en el edificio son :
- Tomas normales e iluminación;
- Tomas de equipos de computación y comunicación;
- Salidas de motores propios del sistema de ventilación
mecánica, bombas y ascensores.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. U-11
2.1.2.- REQUERUVÍIENTOS DEL EDIFICIO
De acuerdo a las necesidades del edificio y a las actividades que se
dan al interior del mismo, el sistema de suministro y administración
de energía eléctrica, debe cumplir al menos con los siguientes
requerimientos:
1.- Garantizar un sistema eléctrico confiable y seguro;
2.- Asegurar que las cargas de equipos de computación
y comunicación (cargas críticas), estén alimentadas
en todo momento y bajo cualquier circunstancia;
3.- Disminuir la probabilidad de errores humanos en la
operación del sistema de suministro eléctrico;
4.- Incrementar la vida útil de los equipos y accesorios
del sistema eléctrico;
5.- Brindar al sistema eléctrico, facilidades para
readecuarse a nuevas condiciones de trabajo.
Aparte de estos requerimientos, se dispone de la siguiente
información general:
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 12
1.- La red aérea de alta tensión, disponible en la zona
donde se ubica el edificio es 6300 V; aparte de ello
y de acuerdo al requerimiento del cliente, la
demanda máxima proyectada es 400KVA.
2.- El número total de generadores son dos, cada uno de
225KVA, ^rifásícos, 210/121VAC. En condiciones
normales abastecen de energía a ]a totalidad del
edificio y en el peor de los casos, es decir si uno de
ellos llegase a fallar, el otro debe estar en la total
capacidad de abastecer al menos a las cargas de
equipos de computación y comunicación por ser
consideradas cargas críticas.
\ Las cargas críticas por requerimiento del edificio,
deben ser totalmente respaldadas por UPS, en tal
virtud, el número de'UPS necesarios son cuatro,
cada uno de ellos trifásico, 210/121VAC, 36 KVA.
4.- En lo que se refiere a los generadores, se necesita
monitorear, registrar y a la vez generar reportes de
los siguientes eventos:
- Baja presión del aceite del motor;
- Bajo nivel de combustible en tanques;
TJSSIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 13
- Sobretemperatura en e] motor de] grupo
electrógeno;
- Cortes de energía;
- Ejercitamientos semanales del sistema ;
- Número de horas de funcionamiento de cada
generador.
5.- Con el fin de ahorrar energía eléctrica, el sistema
debe permitir programar el suministro, en base a un
calendario y un horario prefijado de acuerdo a las
necesidades dinámicamente variantes del edificio,
evitando de- esta forma el desperdicio debido al
usual olvido de equipos encendidos y el riesgo de
incendio que esto implica.
6.- El sistema permite optimizar el uso y operación de
los equipos, ya que así por ejemplo, generará
reportes en forma automática de horas de operación
y con ello órdenes de mantenimiento preventivo,
tendientes a prolongar la vida útil.
TESIS DJE GRADO : DISEÑO ,DE UN SISTEMA SCADA.... PAC. # U
2.2.- ESTABLECIMIENTO DE LA SOLUCIÓN Y
OPERACIÓN DEL SISTEMA ELÉCTRICO PROPUESTO .
2.2.1.- GENERALEDADES.-
En'concordancia con las necesidades propias del edificio, y sus
requerimientos, se ha propuesto como solución diseñar un sistema de
suministro y administración de energía eléctrica, como él de la
figura #1.1.
El sistema de distribución de energía compatible con las necesidades
del edificio, es un esquema de doble barra/ Eso significa, que
dependiendo de las circunstancias, estás pueden o no estar unidas.
A lo largo de los siguientes ítems, se explicará al detalle el diseño
tanto en sus elementos como en su operación.
2.2.2.- DISTRIBUCIÓN DE TABLEROS
Los tableros eléctricos han sido separados en base al número de
pisos del edificio, tipo de cargas a servir y horarios de suministro de
energía a ser implementados.
Para el caso del subsuelo se ha visto la necesidad de utiJizar dos
tableros eléctricos:
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 15
- (T-S1), suministra de energía eléctrica las 24 horas, a
él irán sujetas las cargas de iluminación y tomas
normales, consideradas como las 'mínimas a funcionar,
para un desenvolvimiento normal de los usuarios de
los parqueaderos en horas marginales;
- (T-LS1), alimenta a las cargas de iluminación y tomas
normales, que pueden salir sin menoscabo del servicio
que presta en horas de poco tráfico.
En el edificio existen salidas de motores correspondientes a los
sistemas de ventilación, ascensores y bombas. La disposición 'de
'tableros, para su alimentación es la siguiente:
- (T-BOM) y (T-VENT), se encargan cíe alimentar las
salidas de motores del sistema hidrosanitario y de
ventilación respectivamente;
- (T-ASC1) y (T-ASC2), abastecen de energía a cada
uno de los dos ascensores existentes en el edificio.
Se efectúa la distribución de esa forma, con la finalidad de ejecutar
un control horario sobre estos equipos, finalidad que se la cumple
mediante la operación remota de apertura o cierre sobre los breakers
motorizados que controlan estas cargas.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 16
De acuerdo a las recomendaciones de las normas internacionales
Ref.[l], la alimentación al tablero de bombas de incendios
(T-BOM/TNC), se lo hará con un breaker no motorizado, e] cual se
ubicará en el tablero de distribución (T-DP1).
En lo que se refiere a los pisos tipo, en éstos existe tres tipos de
cargas claramente difereiiciabies: iluminación, tomas normales y
tomas de equipos de computación y comunicación (cargas críticas).
En. función de ésto se ha pensado en abastecer de energía eléctrica al
piso con dos centros de carga o tableros:
- (T-LTN#) cargas de iluminación y tomas normales
- (T-TR#) cargas de equipos de computación y
comunicación (cargas críticas).
Al igual que sucede en los subsuelos, el tablero (T-LTN#), será
controlado, mediante conexión o desconexión de los breakers
motorizados que alimentan a estas cargas, esto de acuerdo a un
horario-calendario, estipulado por el cliente, estos breakers se
ubicarán en los tableros de distribución principal (T-DP1) y
(T-DP2), como se muestra en la figura # 1.1.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.,.. PAG. # 17
Los (T-TR#), son tableros totalmente respaldados por UPS, ésto
debido a la exigencia del cliente, en el sentido de que a este tipo de
cargas, no le debe faltar energía eléctrica bajo ninguna circunstancia.
El número de UPS, como se dijo anteriormente es cuatro, trifásicos,
36KVAcada uno.
Esto significa que existirá un UPS por cada piso, este-respaldo se da
con la finalidad de no cortar el fluido eléctrico mientras se da la
transferencia de la red normal a la de emergencia o viceversa. Los
UPS han sido calculados para dar un respaldo de 15 minutos a plena
carga.
En conclusión, los tableros eléctricos en el edificio son los
siguientes:
(T-BOM/INC), tablero a motor de la bomba de
incendios (ler. Subsuelo );
(T-S1), tablero cargas de iluminación y tomas
normales, servicio 24 horas (ler. Subsuelo );
(T-LS1), tablero cargas de iluminación y tomas
normales, servicio por horario, (ler. Subsuelo);
(T-VENT), tablero a motores del sistema de
ventilación, servicio por horario, (ler. Subsuelo);
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 18
- (T-BOM), tablero a motores de bombas de agua
potable y aguas negras, servicio por horario,
(ler. Subsuelo);
- (T-ASC1), tablero a motor de ascensor uno, servicio'
por horario, (Terraza);'
- (T-ASC2), tablero a motor de ascensor dos, servicio
por horario, (Terraza);
- (T-LTN1), tablero cargas de iluminación y tomas
normales, servicio por horario, (ler.Piso).
- (T-TR1), Tablero cargas críticas', servicio 24 horas,
(ler.Piso).
- (T-LTN2), tablero cargas de iluminación y tomas
normales, servicio por horario, (2do.Piso).
- (T-TR2), Tablero cargas críticas, servicio 24 horas,
(2do.Piso).
- (T-LTN3), tablero cargas de iluminación y tomas
normales, servicio por horario, (Ser.Piso)-.
TJSSiS DE GRADO : DISEÑO DE UN SJSTEMA SCADA... PAC. # 19
- (T-TR3), Tablero cargas críticas, servicio 24 horas,
(Ser.Piso).
- (T-LTN4), tablero cargas de iluminación y tomas
normales, servicio por horario, (4to.Piso).
- (T-TR4), Tablero cargas críticas, servicio 24 lloras,
(4to.Piso).
Provenientes desde el tablero (T-TR1), existen dos subtableros, uno
de ellos se ubica en el sitio donde se halla la subestación (ST-SUB)
y el otro en el cuarto de control del edificio (ST-CC).
2.2.3.- PROTECCIONES Y SECCIONAMIENTOS
Antes de explicar los elementos de protección y seccionamiento del
cual dispone el esquema planteado, es necesario describir algunas
características básicas de los mismos:
Todos los breakers de este diseño son interruptores termomagnéticos
del tipo caja moldeada, la capacidad cíe cortocircuito mínima
requerida es de 25 KA, En el caso de los que son motorizados, el
motor es monofásico 120VAC y 'su diagrama lo vemos en la
figura#2.],Ref.[2].
TESIS DE GRADO :.DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #20
120VAC
N
BREAKER
operador
\o
Fig. #2.1
F~>
""-. .... -~*~*S
' "' "1
1 ON
\ (
QFF
Todos los breakers, vienen provistos de un juego de contactos
auxiliares que den una indicación extema del estado de operación.
Cada juego de contactos auxiliares, cuenta con dos contactos, un
contacto "A" y un contacto £ÍB". Los contactos "A", están cerrados
cuando el interruptor está cerrado, abren cuando el cortacircuito es
abierto.
Los contactos "B", están abiertos cuando e] cortacuircuito está
cerrado, cierran cuando el breaker es abierto. Estos tipos de
contactos no muestran el estado de apertura del breaker, cuando éste
se dispara Ref. [3].
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 21
Debido al hecho de que los contactos auxiliares, no muestran el
estado del breaker cuando éste se dispara, es necesario realizar un
juego de contactos que de una indicación certera del estado del
cortacircuito, dicho arreglo lo podemos mirar en la figura # 2.16
correspondiente al Ítem 2.2.6.
Cabe indicar, que en la misma, Ref.[3], se observa que existe un
accesorio del cual puede estar provisto el breaker, denominado
"Microinterraptor de Alarma", éste da una señal externa cuando el
cortacircuito se dispara automáticamente, no así cuando se abre o se
cierra manualmente. Esto quiere decir, que podríamos evitarnos
hacer ese juego de contactos de la figura # 2.15, e ingresar dos
entradas al PLC por breaker/una desde el contacto auxiliar y la otra
desde el t[microinterruptor". De esta forma, queda al criterio del
proyectista el utilizar este aditamento o no.
Sin embargo de que no se hace ningún control de tipo horario sobre
las cargas críticas, los breakers de los tableros
•(T-TR1, T-TR2,T-TR35 T-TR4) ubicados antes de los UPS son
motorizados, mientras que los que se ubiquen después de los UPS
dispondrán de una bobina de disparo (tipo shunt trip), con el
propósito de que si en el edificio se da un flagelo, exista la
posibilidad de abrir dichos circuitos,'permitiendo de esta forma el
aislamiento total de los UPS. Esta bobina de disparo de acuerdo a
referencia Ref.[3], será apropiada para un voltaje de 120VAC.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAC. # 22
Recapitulando, los elementos de protección, seccionamiento y
operación son ios siguientes :
- (BP), interruptor termomagnético principal,.protege en
baja tensión ai transformador, corriente nominal
1200A, voltaje 210VAC, corriente mínima de
cortocircuito 25 KA, dispone de un juego de contactos
auxiliares.
- (Bbl) y (Bb2), interruptores tennomagn éticos
protegen a la barra uno (bl) y barra dos (b2)
respectivamente,' su comente nominal 700A, voltaje
210VAC, corriente mínima de cortocircuito 25KA,
provistos de juego de contactos auxiliares.
- (Bbl-2), interruptor termomagnético., es el elemento
de apertura'o cierre entre las barras, posee una
corriente nominal de 700A, voltaje 210VAC, comente
mínima de cortocircuito 25 KA. Dispone de elemento
de motorización (120VAC) y juego de contactos
auxiliares .
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 23
- (Br2), (Br3), (Br4), (Br5), (Bró), (Br7), (Br8), (Br9),
(BrlO), (Brll), (Brl2), (Brl3), (Brl4), (Brl5), son
interruptores termomagnéticos equipados, con
elementos de motorización y juego de contactos
auxiliares, cumplen funciones de protección, apertura
y cierre de los alimentadores que van a los tableros:
(T-LS1), (T-S1), (T-ASC1), (T-LTN1), (T-LTN2),
(UPS-1), (UPS-2), (T-BOM), (T-ASC2)} (T-VENT),
(T-LTN3), (T-LTN4)} (UPS-3), (UPS-4),
respectivamente.
- (Brl), interruptor termomagnético, protege al
alimentad or que va al tablero (T-BOM/1NC), corriente
nominal de 70A, voltaje 210VAC, corriente mínima de
cortocircuito 25 KA, dispone de un juego de contactos
auxiliares.
, Br8'; Brl4', Brl5"); interruptores
termomagnéticos, equipados .con bobina de disparo,
desempeñan funciones de protección y apertura de los
alimentadores que van a los tableros (T-TR1),
(T-TR2), (T-TR3), (T-TR4) respectivamente.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #24
En resumen los elementos de protección y seccionamiento son los
siguientes:
TABLERO DEDISTRIBUCIÓNPRINCIPAL
T
D
P
1
T .
D
P
2
AL1MENTADORAL TABLERO
T-DP1
T-DP2
T-BOM/1NC
T-LS1
T-S1
T-ASC1
T-LTN1
T-LTN2
UPS-1
T-TR1
UPS-2
T-TR2
T-BOM
T-ASC2
T-VENT
T-LTN3
T-LTN4
UPS- 3
T-TR3
UPS-4
T-TR4
NOMBRE DELBREAKER
BP
Bb-li
Bb-2
Bbl-2
Br-1
Br-2
Br-3
Br-4
Br-5
Br-tí
Br-7
Br-7'
Br-8
Br-8'
Br-9
Br-10
Br-11
Br-12
Br-13
Br-14
Br-14'
Br-15
Br-15'
ff POLOS
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
In(A)
1200
700
700
700
70
70
70
70
150
150
100
100
100
100
70
70
150
150
150
100
100
100
. 100
Vn(V)
22 OV
22 OV
220 V
220V
22 OV
22 OV
22 OV
220 V
220 V
220V
22 OV
22 OV
220 V
22 OV
22 OV
22 OV
22 OV
22 OV
22 OV
220 V
220V
220V
220 V
CAUX.
SI
SI
SI
SI
SI
SI i
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
srSI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
MOTOR
NO
NO
NO
SI
NO
SI
SI
SI
, Sí
SI
SI
NO
SI
NO
SI
SI
SI
SI
SI
SI
NO
SI
NO
SHUNTTRIP
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
NO
SI
NO
SI
NO
NO
NO
NO
NO
NO
SI
NO
SI
Tabla #2.1
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 25
2.2.4.- OPERACIÓN DEL SISTEMA
Se dice que el sistema está en condiciones normales, cuando la
energía eléctrica proveniente de la red pública cumple con
requerimientos de voltaje y secuencia. En este caso las barras uno'y
dos, se mantienen operando independientemente.
(TTA1) y (TTA2), son dos sistemas de transferencia automática, los
cuales operan transfiriendo la carga desde la red pública a la de los
generadores, en los siguientes casos:
- Pérdida de fase: Esta condición ocurre cuando una de
las líneas del sistema trifásico está fuera
completamente.
-Desbalance de Fase: Esto sucede cuando el voltaje en
una de las líneas del sistema trifásico cae por debajo
del valor del voltaje al cual se mantienen las otras dos
líneas, puede ser seteado a un 10% o más de
desbalance.
- Secuencia Inversa: Esto acaece cuando dos líneas del
sistema trifásico han sido invertidas en su secuencia.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... ' PAC. #26
- Bajo Voltaje: Esta situación sucede cuando el voltaje
en todas las tres líneas de un sistema trifásico cae
simultáneamente, el rango de ajuste esta dentro del
75% al 100% del voltaje considerado como nominal.
Para la detección de este tipos de fallas, se ha planteado utilizar un
relé- supervisor de red; denominado "MPS" de la casa SquaveD,
Ref.[2], figura #2.2.
p
sT
SUPERVISORDE
VOLTAJE"MPS"
,
•- -
> //
\
\o
/
Fig. # 2.2
Sus características son las siguientes:
- Provisto cíe un contacto del tipo SPDT 120VAC;
- Voltaje de alimentación: 220VAC/60Hz;
- Potencia de Consumo Propio: 5;5VA;
- Temperatura Ambiente: -5 a 50grdC;
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SJSTEMA SCADA... PAC. #27
- Tiempo de espera o de retardo: 3 seg.
Este relé al sensar una de las fallas indicadas anteriormente, hace
que el controlado! digital (PLC), ejecute las siguientes acciones:
- Aisla el sistema de fuerza del suministro normal,
evitando con ello entradas falsas por recierres de la
red, para lo cual actúa sobre las transferencias
automáticas.
- Arranca a los- dos grupos electrógenos. El número de
intentos y duración de los mismos se los programa de
acuerdo a las recomendaciones del proveedor de los
grupos.
- Efectúa apertura de los breakers motorizados,
ubicados tanto en el tablero de distribución principal
uno y dos (TDP-l, T-DP2). •
En caso de verificarse el correcto arranque de estos equipos,
(Bbl-2) se mantiene.abierto y se produce la transferencia desde los
generadores (Gl) y (G2), hacia los tableros principales de
distribución (TDP-l) y (TDP-2) respectivamente.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAC. #28
Posteriormente los breakers ubicados en (TDP-1) y en (TDP-2),
empiezan a cerrarse de acuerdo a una secuencia predeterminada, la
misma que toma en consideración especialmente a las cargas
críticas.
En la eventualidad que uno de los generadores (Gl) o (G2) falle'en
su intento de arrancar, el controlador digital realiza automáticamente
y en forma prioritaria la transferencia del generador que arrancó a
los dos tableros de distribución principal (TDP1) y (TDP2).
Ello mediante la operación de cierre sobre el breakér (Bbl-2), el
mismo que une a las barras (bl) y (b2), luego de lo cual se procede
al cierre de los breakers correspondientes a las cargas críticas,
asegurando de esta forma que estas permanezcan siempre
energizadas.
Bajo estas condiciones, la alimentación a la bomba de incendios se
mantendrá, debido a que su breakér al no ser motorizado,
permanecerá cerrado.
En lo que atañe a los demás servicios, estos no podrán ser
alimentados hasta que se restablezca el servicio de la red pública o
se verifique y repare al generador que salió de funcionamiento.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE-UN SISTEMA SCADA... PAG. #29
Si nos fijamos en el esquema de la figura # 1.1,' se concluye que son
necesarios los siguientes bloqueos eléctricos y mecánicos:
- Un bloqueo- eléctrico y un mecánico, entre
(Genl)-(EEl).
- Un bloqueo eléctrico y un 'mecánico, entre
(Gen2)-(EE2) y
- Un bloqueo eléctrico entre (Bbl-2)-(Genl)-(Gen 2>
(EE1)-(EE2).
Todos estos bloqueos con el propósito de asegurar una operación
satisfactoria del sistema. La figura # 2.3 y figura # 2.4 , nos muestra
un esquema de la manera en la que se harán estos bloqueos:
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA. PAG. #30
Disposición de Breakers en el Sistema Diseñado
Generador
Uno
OH
GE NTr-Empresa
Eléctrica
Bblbarra uno
EE1Bb1-2V^
BM
yEE2 ¿~y
^rGEN2
Bb2baira dos
GeneradorDos
BM: Bloqueo Mecánico
BLOQUEO ELÉCTRICO (EE1-GEN1) O (EE2-GEH2)
RST
R R
/--
off ^
UVW
_í
^
/
X
N
contactoauxiliarbreaker
GENI [2]
K1
RST
, R R
contacto!/ auxiliar
TV- breaker
_L EE1 (2]
A-XK2
N
QfÍ\
VW
breaker motorizado
EE1 [2)breaker motorizado
GENI [2}
K1-K.2: Relés Auxiliares
Fig. # 2.3
TESIS DE GRADO : DISEÑO DEUN SISTEMA SCADA... PAG. # 31
BLOQUEO ELÉCTRICO DE(Bhl-2) CON (EEI-GEN1-EE2-GEN2)
SE DEBE CUMPLIR CON LA SIGUIENTELÓGICA EN LA RESTRICCIÓN DE Bbl-2
GENI0000000011111111
EE1000011I10000í111
GEN2001100110011Q011
EE201Q101010101QI01
Bbl-211101000100000
Q0
cerrado
cenado
cenado
abiertocenado
abierto
abiertoabierto
cenadoabierto
abiertoabierto
abiertoabierto
abiertoabierto
REDUCIENDO TÉRMICOS SE TIENE :
Bbl-2: ( GENIX GEN2)X [EE1 + EEZ1 + [ GEN1 + GEMZ] X
EL DIAGRAMA OE CONTACTOS DE ACUERDO A ELLO QUEDA COMO
Reí*• S— 'liar
1Neutro
R5T
Ofl i
off. •
U
W
EREAKER MOTORIZADO Bbl-2
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #32
Al restituirse el servicio normal, se espera un cierto tiempo para que
el sistema se desconecte del servicio de emergencia y se transñera a
servicio normal, esta transferencia se da con todos los breakers
motorizados abiertos, que se ubican en (T-DP1) y • (T-DP2). Los
generadores una vez producida la re-transferencia, continúan
funcionando un cierto tiempo en vacío con la finalidad de que se
enfríen.
Existe la señalización a nivel de luces en los tableros de
transferencia automática, de lo siguiente;
Falla generador uno;
Falla generador dos;
- Suministro desde la red normal:
- Suministro desde la red de emergencia-generador uno:
- Suministro desde la red de emergencia-generador dos;
- Cerrado breaker (Geni);
- Cerrado breaker (Gen2);
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 33
- Cerrado breaker (EE1);
- Cerrado breaker (EE2);
- Test generador uno;
- Test generador dos.
La fuente de energía para producir el cierre, o apertura de los
breakers motorizados, tanto en los tableros como en las
transferencias automáticas, proviene de uno de los circuitos del
subtablero ST-SUB, el cual es respaldado tanto por un UPS de
1 Kva (ONLINE) monofásico 120VAC, como por el UPS que sirve
al primer piso del edificio 36 KVA.
Adicionalmente, este esquema, incluirá un bypass que se controlará
mediante un relé supervisor de red, que ordenará el cierre del bypass
frente a circunstancias como: bajo voltaje, falla de fase y desbalance
de fase, figura # 2.5.
Este UPS de 1 KVA," suministra de energía al-sistema de control, es
decir alimenta al controlador digital, a los relés de supervisión y
sensores.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA. PAG. # 34
El sistema automático que controla la transferencia 'Verifica'.' el
estado de cada operación ordenada. Si se detecta una falla de
cualquier índole, actúa de modo de garantizar que las cargas críticas
sean las primeras en ser alimentadas.
TDP-1
Br-71
UPS-1
36KV210/121
VAC3F
60HZ
T-TR1
2P-40A
ST-SUB
1P-20A
BYPASS
Relé Supervisorde Voltaje
UPS
1KVA121V
1FGOHZ
ReléAuxiliar
CAR
G
A
Fig. # 2.5
TESIS DEGRADO : D.ISEÑO DE UN SISTEMA SCADA,.. PAG. #35
Después de un corte de energía de la Empresa Eléctrica y de la
operación del sistema de transferencia, la re-transferencia se realiza
con un retardo de tiempo programable para verificar que el retorno
del servicio normal es confiable.
El sistema realiza simulacros periódicos para comprobar el correcto
funcionamiento del equipo, con intervalos y duración programables,
en .el caso de test de generadores, siempre se considera
transferencia, debido a dos circunstancias o hechos:
1.- Las recomendaciones de los proveedores, aconsejan
que cualesquier prueba que se haga a un generador,
debe incluir carga, esto con la finalidad de que los
devanados del generador se caliente y de este modo
puedan eliminar la humedad que han adquirido hasta
ese momento.
2.- Al realizar un test que incluya transferencia, estamos
probando las bondades de todo el sistema, con esto
nos evitamos desagradables sorpresas como que el
generador arranca bien pero no se puede transferir.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #36
Situaciones tales como incendios, flagelos, o algún otro problema de
esa índole, son casos a considerarse dentro de la operación del
sistema. Bajo estas circunstancias, el sistema ejecuta las siguientes
acciones:
1.- Abre los breakers motorizados ubicados en los
tableros (T-DP1) y (T-DP2), permitiendo cortar el
fluido eléctrico en el edificio;
2.- Acciona las bobinas de disparo de los breakers
(Br7'= BrS', Brl4'y Brl.5')3 consiguiendo aislar a los
UPS;
3.- Arranca a uno de los generadores;
4.- Alimenta a la barra 1, donde se ubica el breaker no
motorizado (Brl), que alimenta a la bomba de
incendios, tablero (T-DP1).
En lo que concierne al monitoreo del estado de los generadores, se
utiliza tres sensores:
- Un sensor de bajo nivel de combustible;
- Un sensor de sobre temperatura del generador del
grupo electrógeno; y
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 37
- Un sensor de baja presión de aceite del motor del
grupo electrógeno.
Cada uno de estos tres sensores, -al llegar a un cierto valor
preseleccionado, cierran un contacto del tipo seco, este contacto a su
vez se utiliza como una entrada al PLC, el cual gracias a su enlace
con el computador, posibilitará tener el reporte de esta falla en la
pantalla del PC.
Estos sensores, en la mayoría de veces vienen como parte del
equipamiento standar de los generadores, por tal motivo el tipo y
modo de montaje de estos, no será materia de este trabajo.
Finalmente en lo que se refiere a la necesidad de obtener reportes de
cortes de energía, ejercitamientos semanales del sistema y número
de horas de funcionamiento de cada generador, esto se lo obtiene vía
programación del software de supervisión, control y adquisición de
datos.
Es necesario recalcar la necesidad de tener opción manual en todo eí
sistema descrito, debido a posibles operaciones de mantenimiento o
ajuste del sistema de control (SCADA) que pudiese suceder algún
momento dado.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #38
Toda la lógica de las acciones a operarse sobre el Sistema de
Suministro y Administración de Energía Eléctrica, se pretende
automatizar con la finalidad de eliminar., la toma de decisiones
correctivas o precautélatelas, teniendo como base la reacción
humana cuando se encuentre en'un estado de emergencia.
De esta forma ante situaciones tales como: suspensión del servicio
de energía eléctrica, falla de generadores, el sistema por si solo sabrá
tomar las decisiones más adecuadas. Todas estas acciones son
programadas en el controlador programable, el mismo que se
comunica a través de un pórtico serial (norma RS-485) con un
computador personal en el que se desarrolla un programa de
moni toreo gráfico, supervisión y control utilizando eJ paquete
LAB VIEW de NATIONAL INSTRUMENTS.
El computador personal se ubica en un lugar que se lo denomina
"Cuarto de Control", el subtablero (ST-CC) alimenta a todo este
sitio. Por su importancia, el tablero se encuentra respaldado tanto
por un UPS de 3KVA, monofásico, 120VAC como por el UPS-del
.piso uno de 36KVA. De igual fonna a lo que sucedía con uno cíe los
circuitos del subtablero (ST-SUB), existe un bypass que es
controlado por un,relé supervisor de red, figura-# 2.6.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADÁ... PAG. #39
TDP-1
36KV210/121
VAC3F
60 HZ
BYPASS
Relé Supervisorde Voltaje
ReléAuxiliar
UPS
3KVA121V
1F60H2
ST-CC
1 P - 2 D A 1 T L TJ O * • J
N__ ^ ^
cARGA
Fig.#2.6
2.2.5.- TRANSMISIÓN DE DATOS
En el ítem anterior se habla de que se establece un lazo de
comunicaciones, entre el PLC y la estación de trabajo, mediante la
utilización de puertos seriales, norma RS-485. La pregunta que salta
a la vista es porqué se utiliza este tipo de standard y porqué no otro?
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #40
El diseño de interfaces entre sistemas no es una tarea muy simple,
ella depende de una serie de factores los mismos que son necesarios
considerarse, por ejemplo:
- Velocidad de transmisión de datos;
- Tipo de datos;
Longitud del cable;
- Modo de transmisión:
- Tipo de conectores;
Configuración del sistema, etc.
En esta aplicación en particular, se. ha adoptado como Lnterface
standarizado el RS-4S5, por una serie de razones, las mismas que las
iremos viendo a medida que vayamos desarrollando los siguientes
Ítems:
2.2.5.1.-TRANSMISIÓN DESBALANCEADA
La transmisión desbalanceada utiliza un simple conductor, con un
voltaje referenciado a la señal de tierra (común), para denotar
estados lógicos.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #41
En una comunicación desbalanceada solamente una línea es
switcheada. La ventaja de una transmisión desbalanceada es
evidente cuando múltiples canales son requeridos, una tierra común
puede ser utilizada, figura # 2.7, Ref.[4].
Esto minimiza cable y tamaño de conectares, lo cual ayuda a reducir
los costos. La principal desventaja de un sistema desbalanceado es la
poca inmunidad a medios ruidosos, lo cual hace que la transmisión
en dichos medios sean muy poco confiable. Las fuentes del. sistema
pueden externamente inducir ruidos, atenuaciones y diferencias en el
potencial de tierra.
Este standar especifica un modo de transmisión punto a punto y full-
duplex, es decir simultáneamente se puede trasmitir y recibir datos.
El .hecho de que bajo este standar, no exista posibilidad de un modo
de transmisión multipunto, se debe a la imposibilidad de habilitar o
deshabilitar a los drivers.'
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 42
Driver
Receptar/
Driver
Receptor
Driver
Fig. # 2.7
2.2.5.2.- TRANSMISIÓN BALANCEADA (Diferencial)
La transmisión balanceada de datos requiere dos conductores por
señal, en este tipo de transmisión dos líneas son switcheadas. Los
estados lógicos son referenciados por la diferencia de potencial entre
las dos líneas, no con respecto a tierra. Este hecho hace de éste, el
tipo ideal para ser usado en ambientes altamente ruidosos,
figura #2.8, Ref.[4].
La transmisión diferencial anula los efectos de ruidos y diferencias
en el potencial de tierra. En contraste a los drivers desbalanceados,
las características de rápida transición de los drivers balanceados,
permiten una operación a altas velocidades de transmisión y
distancias superiores.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA PAG. #43
.Driver
Receptor
Driver
opcional
.\Receptor
Driver
Receptor
Fig.#2.8
Este standar permite un modo de transmisión multipunto, y
dependiendo de como se lo cablea se tiene lo siguiente:
- Sí se lo hace con dos hilos, figura # 2.9, el modo de
transmisión será half dúplex, es decir las funciones de
transmisión y recepción, no se podrán . hacer
simultáneamente, debiendo transcurrir un determinado
tiempo para que se conmute de una función a otra,
tiempo .que será igual, al que tarda en habilitarse o
deshabilitarse los drivers.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCAJ)A PAG. # 44
Para habilitar o deshabilitar los drivers, se utiliza dos
líneas de control, RTS (Request To Send) y CTS (Clear
To Send), las mismas que se manejan a nivel de
software, mayor información acerca de esto lo
encontraremos más adelante, en el qapítulo IV.
tHKKraffiB
«ASTEE
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ni£==
W*
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^n
TV-TX+
KX-t
KX-
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TX+ —
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TY. IWÉtt««WfcíiM
TX+ . .
EX*KX- a
ESCLAVO ESCLAVO
Fig. # 2.9
- Si el cableado se lo hace con cuatro hilos
figura # 2.10, el modo de transmisión será tipo Mi
dúplex, eso, significa que efectivamente se podrá
realizar transmisión y recepción en forma simultánea.
TESIS JDE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA PAC. #45
¥»aaBS*s»f?i
ID
— , TX'- TY_= "TV '
KX4RX-
MASTER
ft^HfpxHSgpq
ca
=
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TX+
KX-t
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KX-
TX-TX+
KX-fKX-.
í
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Eíí CLAVO
t&8@EiK(AU
-•
s;.
ESCLAVO ESCLAVO
Fig. #2.10
2.2.5.3.- CARACTERÍSTICAS DEL STANDAR RS-485
El RS-485, es un standard eléctrico, especificado para driver y
receptores en transmisión'baianceada, este es el único standard de la
EIA/T1A, que permite operaciones con múltiples drivers
(configuraciones multipunto). La especificación de este standard
permite establecer una comunicación tipo haif dúplex o full-fuplex
Ref.[5].
A .continuación veamos algunas de las características de este
standard:
- Lnterfaee balanceado:
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #46
- Operación rnultipimto;
- Operación desde una fuente de 5V;
- Rango del bus de modo común -7V hasta +12V;
- Carga hasta 32 transmisores;
-10 Mbps Máxima velocidad a 40 pies;
- Longitud máxima del cable 1200m (lOOKbps);
2.2.5.4.- TERMINACIÓN DE LA LINEA
Supongamos que tenemos un enlace multipunto Figura # 2.11, bajo
el standar RS-4S5, cada discontinuidad de la impedancla en la línea,
causa reflexiones y distorsión.
Cuando ocurre una discontinuidad en la línea de transmisión, el.
efecto inmediato es la reflexión de la señal. Esto produce una
distorsión en la línea, la cual se da especialmente al final, causando
con ello, problemas de acoplamiento Ref.[6]. Para eliminar estas
discontinuidades, se debe terminar la ]ínea con un resistor.
Figura #2.12.
TESIS DE GRADO : DiSEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAC. #47
DRIVZK
SEÑAL
RECEPTOR
RT=120 OHM
OHM
= 4700HTVI
S E Ñ A L
D
MAESTRO
Fig. #2.11
\O
ESCLAVO
R = RECEPTOR
Fig. #2.12
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #48
El valor del resistor de acuerdo a lo recomendado en la Ref. [6],
debe ser un valor lo más cercano al valor de la impedancia
característica de la línea (]20ohm).
Aunque aparatos receptores sumen cierta resistencia al conjunto de
la línea de transmisión, normalmente es suficiente con dicha
resistencia, colocada al final de la línea.
2.2.5.5.- RAZONES DEL ESCOGITAM1ENTO DEL
STANDAR RS-485
Luego de repasar las' características tanto de las transmisiones
desbalanceadas y balanceadas, así como del interface RS-485,
podemos expresar que se ha considerado a este interface como el
más adecuado para nuestra aplicación principalmente por los
siguientes aspectos:
- El sitio donde se desenvuelve la aplicación esta
sometida a toda cíase de ruidos eléctricos e
interferencias;
- La distancia desde el computador al PLC, es superior
a 350pies, que es la distancia existente entre el cuarto
de control del edificio y la subestación;
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... . PAG. #49
- Se necesita, una alta velocidad de transmisión de los
datos, pues se desea tener- un sistema en línea en
tiempo real;
- Para futuras ampliaciones, se podrá dar el caso en el
que sea necesario'establecer enlaces multipunto entre
varios componentes del sistema.
2.2.5.6.- TIPO DE CABLE V CONECTOR
Una vez definido como interface de comunicaciones ai standard
RS-485, lo que nos resta por establecer son los lincamientos
generales, respecto a! tipo de cables y conectores que utilizaremos.
2.2.5.6.1.- TIPO DE CABLE
El rango de tipos de cables y las opciones básicas posibles para
aplicaciones en comunicación de datos es limitada, haciendo la
selección razonablemente fácil.
El alcance de los criterios básicos a seguir es cubierta por Ja
selección:
- Aplanado o circular;
- MuLticonductor o par trenzado;
- Apantal lado o no apantallado.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAC. #50
Atributos básicos de la aplicación tales como:
-Tipo de aplicación;
- Distancia;
- Medio ambiente;
- Flexibilidad.
Estos atributos son los básicos a considerarse, sin embargo,- existen.
otros que podrían ser determinantes a la hora del escogitamiénto,
tales como: detalles constructivos, tipo de conductor, trenzado,
revestimiento, tipo de aislamiento, opción de apantallamiento y tipo
de chaquetas.
Si se requiere una elección mucho más fina, entonces se ha de
considerar aspectos como son: tipo de conector, velocidad de la
señal, emisiones y suceptibilidad, abuso en el trabajo, inflamabilidad,
expectativas de vida y costo.
Cada cable posee una característica eléctrica inherente, lo cual
puede ser expresada en diferentes formas, pero todas ellas están
interrelacionadas y al fin de cuentas dependen de unos pocos y
simples parámetros.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #51
De acuerdo a las recomendaciones emitidas por la EIA(Electronics
Industry Asociation) y la TÍA (Teiecommunications Industry
Asociation) Ref. [4], el tipo de cable recomendable para usar
conjuntamente con un standar RS-485 es el que posee las siguientes
características:
Cable tipo par entorchado, impedancia 120ohms galga 24AWG, 6'6%-
máxima caída de voltaje.
2.2.5.6.2.-TIPO DE CONECTOR
En el campo de las comunicaciones, el cable y los conectores juegan
un papel muy importante y a la vez crítico en las características del
sistema. Conjuntamente circuitos integrados,, cables y conectores
forman un canal, de tal forma que un daño en cualquiera de ellos
produce un error en ei enlace.
Los accesorios que interconectan a dos partes de un equipo deben
ser capaces de soportar el mismo protocolo (especificaciones
funcionales), niveles eléctricos, dimensiones mecánicas de los
conectores y mucho más importante que ello es la asignación de
pin es.
De acuerdo a los standares internacionales, para el RS-485, el tipo
de conector apropiado es el DB-25, el mismo que posee una
asignación de pines de la siguiente forma, figura # 2.13, Ref.[5].
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 52
TESTMODETRANSMIT SIGNAL ELEMENT TTúnNG (A)
* DTE READY C8)
REMÓTE LO OP1Í AGKDTE READY (A)
REQUESTTO SEND 03)LOCALLQOPQACK
KECEEVER SIGNAL ELEMENT TTMING (A)RECETVED DATA (B)
TKANSMIT SIGNAL ELETíOíríT TEtONG (A)TRANSMITED DATA (B)
Oy
/252423222120
191S1716 •
1?14
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1312
U
10
987654321
CLEAKTO SENDTRANSMIT SICNAL ELEMENTTKANSMIT SIGNAL ELEMENT TIMINGRECETVED LUÍE SIGNAL DETECTOR
^ER SICNAL ELETrieíT TütlCNGT» LJNE SIGNAL DETECTOR
ÍÍIGNAL GROUÍÍD
DCE READY (A)CLEAR TO SENDREQUESTTO SEND (A)RECET\rEDDATA(A)TRANS'WXTED DATA (A)SHffiLD
Fig. #2.13
2.2,5.7.- CONVERTIDOR RS-232 a RS-485
Al inicio del ítem 2.2.5, se dijo que para el enlace a nivel de datos
entre el computador y el PLC, se iba a utilizar un puerto serial norma
RS-485.
En lo que se refiere al PLC, éste viene provisto de este tipo de
puerto, pero no sucede lo mismo en el caso del computador, el que
regularmente viene con puertos norma RS-232, por ende para hacer
efectivo el enlace, en ciertos casos, será necesario utilizar una tarjeta
convertidora de RS-232 a RS-485.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #53
Las características generales que debe satisfacer esta tarjeta
coiivertidora, de acuerdo a lo recomendado en la Ref.[5], son las
siguientes:
- Mínimo 500VDC de aislamiento;
- Transmisión de datos hasta 1200m;
- Velocidades hasta 56000bps;
- Provisto de señales Tx? Rx, RTS y CTS;
- Opera con dos o cuatro hilos;
- Tolera el standar de pórticos de comunicación DOS;
- í/0 con direcciones e interrupciones seleccionabas;
- Espacio reservado para resistor de línea terminal.
2.2.5.8.-PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
El escogimiento de! standard RS-4'85; define en un principio las
características eléctricas de los drivers y de la línea de interface, sin
existir en ello especificación o recomendación alguna; para el uso de
un tipo de protocolo en par t i cu la r .
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #54
TELEMECANIQUE, ha desarrollado e integrado el modelo "OSI"
en la arquitectura de la comunicación de sus autómatas programables
de la serie "TSX17", para favorecer la intercomunicación con otros
productos.
El TSX17-20 integra originalmente la posibilidad de comunicación a
partir de una toma terminal (norma RS-485) asociada a un protocolo
de comunicación propio, llamado "UM-TE".
Para el caso de la aplicación presente, para hacer efectiva la
comunicación entre el computador y el controlador programable, no
se utiliza esta red y el protocolo "UNI-TE", más lo que se emplea
son las funciones de bloques texto, existente en el PLC. •
Los bloques textos permiten intercambiar mensajes codificados en
ASCII, entre el programa (memoria de datos) y un periférico exterior
(computador):
- ya sea en emisión: del PLC hacia el computador
- o bien en recepción: del computador hacia el PLC
- o bien en emisión/recepción
Más detalles de la parte de comunicaciones, lo abordaremos en el
Capítulo III.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #55
2.2.6.- COMPONENTES DEL SISTEMA DE CONTROL
De acuerdo a la figura # 2.14, los componentes del sistema, de
control son los siguientes:
A continuación veamos a que corresponde cada uno:
1.- Controlador lógico programable, ha de tener una configuración
ajustada al número de entradas - salidas digitales y/o análogas que
involucra la solución del sistema de suministro y administración de
energía eléctrica. Las especificaciones de este controlador de
acuerdo a la Ref. [7], son las siguientes:
- Entradas digitales eléctricamente aisladas, tipo
contacto
- Salidas digitales, tipo contacto de relé
- Interfaz de comunicación serial de la norma RS-485
- Capacidad para cartucho de memoria EPROM o
EEPROM .
- Número de puntos I/O confígurable, con terminales de
tornillo en bloques removibl.es.
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TESTS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #57
- Respaldo-de energía eléctrica con autonomía de 1 hora
para datos y 2 años para el programa, mediante el uso
de batería interna .
- Reloj/calendario en tiempo real con resolución de
segundos, minutos, horas, días, meses y años.i—J 4 J J S J
- EiTor en reloj menor a 4 segundos por día
- Fuente de poder cumple con el standard IEC 65A
2.- Computador personal, debido a Jas altas prestaciones que 'se
requiere de éste, así como -el medio en él se verá inmerso, es una
estación de trabajo tipo industrial, sus especificaciones generales son
las siguientes:
- Cumplimiento de norma internacionales, tales como
NEMA, ISO, UL, etc;
- Alto número de horas de vida, el cual se encuentra en
correspondencia directa al índice inedio entre fallas
MTBF (Mean Time Between Failure);
- Amplío rango de voltaje de alimentación;
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 58
- Inmunidad al ruido e interferencias;
- Confiabilidad;
- Bajo consumo;
Adjuntamos el Anexo # 1, como referencia de las especificaciones
que debe guardar la estación de trabajo tipo industrial adecuada para
este tipo de aplicaciones, Ref [5].
3.- Convertidor RS-232 a RS-485.
4.- Cables de comunicación serial, provisto de enchufes de tipo
trapezoidal, que evita un mal acoplamiento, adecuados conectores
accesorios, especificación de acuerdo a lo indicado en el Ítem tipo de
cable y conector (ÍTEM 2.2.5.6.2).
5.- Puerto serial norma RS-485.
ó.- Paquete de software para manejo y control de procesos e
irnplementación de sistemas de tipo SCADA, posee drivers
adecuados para el manejo del controlador programable, capacidad
de manejo de comunicaciones a través de los pórticos seriales del
computador, manejo directo de memoria.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... • PAG. # 59
Compilador para generación de módulos RUN-TIME, librerías de
procesamiento digital de señales analógicas, manejo de sistemas de
adquisición de datos, capacidad de multi área y/o multiproceso,
librerías matemáticas avanzadas y estadísticas.
En este caso en particular el paquete que se ajusta a estos
requerimientos, es el LABVIEW de la NATIONAL
INSTRUMENTS.
7.- Esquema de entradas al PLC, desde selectores y supervisores de
voltaje correspondientes al sistema de transferencia automática, el
esquema de la figura # 2.15, nos muestra los elementos y la manera
el que se cablearán:
En nuestra aplicación, al ser dos sistema de transferencia, se tendrá
dos esquemas de esta misma clase.
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TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 61
8.- Esquema de entradas al PLC, desde contactos auxiliares de los
breakers, estos dependiendo la marca, en ciertos casos pueden o no
seguir la acción de disparo del breaker.
Debido a que en la mayoría de los casos, los contactos auxiliares
solo siguen a la acción normal del breaker, entonces es necesario
que se efectúe un arreglo de contactos como los que se muestran en
la figura # 2.16, lo cual posibilitará saber a ciencia cierta cuando el
breaker se encuentra abierto o cerrado, aún en el caso de que éste se
haya disparado.
El número de contactos auxiliares a monitorear para nuestra
aplicación son veinte y tres.
Cont.AuxiliarBreaker
TABLA DE VERDAD
Kl00n0iiii
K200110011
CAUX01o10101
CÁ
0' 1
0010
o-
o-
Juego de Contactosentre :- Caux. del Breaker
- Contactos de Kl- Contactos de K2
o-
Contacto que siguena la acción del \ \- CA
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UiN SISTEMA SCADA... PAG. # 62
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BREAKER ¡~ "MOTORIZADO ~ ~ T~ ~
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3K1K2 i Relés Auxiliares
Fig. #2.16
9.- Esquema de entradas al PLC, desde tres clases de sensores:
- Un sensor de bajo nivel de combustible;
- Un sensor de sobre temperatura del generador del
grupo electrógeno;
- Un sensor de baja presión del motor del grupo
electrógeno.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 6:
Cada uno de estos sensores incluirá un contacto seco normalmente
abierto, el mismo que se cerrará al llegar a un valor preseleccionado,
eí .esquema del estos elementos y su conexionado lo vemos en la
figura # 2.17.
Provisión dentro del Grupo Electrógeno
Sensor debajo nivel decombustible
Sensor deBaja Presiónde Aceite Temperatura
1 2 3 4
Fig. #2.17
Es necesario recordar que este conjunto de sensores permitirán
monitorear a un grupo electrógeno. En nuestra aplicación al ser dos,
implica que tendremos dos esquemas de este tipo.
10.- Esquema de salidas del PLC, hacia los breakers motorizados^
pertenecientes a una de los dos sistemas de transferencia, éste
esquema lo vemos en la figura # 2.18.
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TESIS : DISEÑO DE UK SISTEMA SCADA... PAG. # 65
1.1.- Esquema de salidas del PLC, hacia un breaker .motorizado, el
esquema respectivo lo vemos en la figura # 2.19. El número de
breaker motorizados para la aplicación es veinte.
regleta
BreakerMotorizado
Neutro
Fig.#2.19
TESiS : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 66
11.- Esquema de salidas del PLC, hacia una bobina shunt trip,
figura # 2.20. El número de breaker que poseen shunt trip para la
aplicación es cuatro.
Breaker
Neutro
Fig. # 2.20
TESIS : DISEÑO DE UN SISTEMA SCAUA... - PAG. # 67
2.3.- PLANIFICACIÓN DE E.TECUCTON PE LA SOLUCIÓN
2.3.1.- GENERALIDADES.-
Ante todo, es necesario definir exactamente las funciones que tanto
el controlador programable como la aplicación ha desarrollar en el
software de supervisión, control y adquisición de datos, deben
realizar, siendo éstas las siguientes:
2.3.2.- ESPECIFICACIÓN DE FUNCIONES A
DESEMPEÑAR POR EL PLC Y POR LA
APLICACIÓN HA DESARROLLAR EN EL
SOFTWARE DE SUPERVISIÓN, ADQUISICIÓN
Y CONTROL.
El controlador programable, que se utiliza para efectos de este
proyecto, es un PLC TELEMECAMQUE TSX17, la programación
de éste incluye lo siguiente:
- La totalidad, de la lógica propia de los dos tableros de
transferencia de la carga entre la red y los
generadores, así como también las acciones a ejecutar
en situaciones de emergencia o eventuales y
operaciones de prueba;
TJESIS : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 68
i
- Energización en vacío de las barras Bl y B2, si bien
esto no es del todo cierto, debido a que la bomba de
incendios está permanentemente conectada, pero no es
menos cierto que condiciones normales, ésta se
encuentra fuera de servicio.
- Toma de carga en cada generador en forma secuencial
y de acuerdo a prioridades predeterminadas;
- Administración de la energía eléctrica en los tableros
de distribución de acuerdo a un horario calendario
previamente establecido por el cliente;
- Programación de operaciones a ejecutarse desde el
computador.
En lo que se refiere a la aplicación ha desarrollar en el software de
supervisión, control y adquisición de datos, ésta permite cumplir con
los siguientes requerimientos:
- Visualizar en línea en la pantalla del computador el
diagrama unifilar, del sistema y el estado real de todos
los elementos de maniobra .
TESIS : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 69
- Elaborar reportes y estadísticas de cortes de energía,
ejercitamientos semanales del sistema, reportes de
alarmas, número de horas de funcionamiento del
generador, niveles de los tanques de combustible, los
cuales se almacenarán en el disco duro• cada vez que
se produzca un cambio de estado.
- Crear un menú de operaciones a desencadenarse desde
el computador, con respuestas que el sistema debe
ejecutar en condiciones de emergencia o eventuales y
pruebas periódicas del sistema.
- Introducir horarios ha ser .respetados en las
dependencias del edificio, mediante archivos tipo
ASCII.
- Posibilitar desde el computador la reprogramación de
horarios del servicio eléctrico, en los diferentes
tableros colocados a lo largo de todo el edificio, esto
como producto de eventos especiales que puedan
darse al interior del mismo.
Estas opciones del menú, podrán ser ejecutadas previo a
un chequeo automático de las condiciones globales del
sistema y una limitación de acceso a estas funciones vía
"passwords".
<W
TESIS : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 70
- Monitorear el funcionamiento adecuado de los dos
generadores, para lo cual se utiliza sensores que dan
señales digitales tipo standard.
2.3.3.- ETAPAS DEL PROYECTO
Una vez claros respecto de las funciones que cada uno de los
elementos, tanto de la parte de control como de potencia
desempeñan, la idea de este punto es precisar las etapas que se
sigan, para la culminación satisfactoria del diseño y montaje de la
aplicación que nos atañe.
La primera etapa del diseño consiste en programar al PLC, para este
propósito lo primero es definir el número de entradas-salidas que
necesita el PLC tener, para cumplir con las funciones a él
encargadas.
Esta labor es muy importante y debe ser realizada muy
.cuidadosamente, pues esto repercute directamente sobre la relación
costo-benefício del proyecto.
La programación del PLC, es independiente de la aplicación
desan-ollada en el software de supervisión, control y adquisición de
datos, esto con la finalidad de asegurar que si en un momento dado
llegase a fallar el computador o simplemente se de lugar a
mantenimiento y ajuste del programa, el PLC pueda seguir
manejándose solo, sin ningún problema.
TESIS : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #71
La segunda tarea en este proceso, es desarrollar la aplicación en el
software de supervisión, control y adquisición de datos. Para esto al
igual que en el caso anterior se establece la programación necesaria
para cumplir con los requerimientos descritos en el ítem anterior.
Una tercera etapa corresponde al establecimiento de las
comunicaciones entre el PLC y el computador, para lo cual se
efectúan pruebas para' verificar el buen desempeño de dichas
comunicaciones.
Una vez probado los programas tanto del controlador programable
como de la aplicación desarrollada en el software, y la comunicación
entre ellos, se procede a montar este sistema SCADA, para lo cual
se utiliza un montaje experimental que permite simular parte del
sistema eléctrico propuesto, en. base a interruptores y lámparas de
señalización montadas sobre una base de acrílico.
Un mímico del diagrama unifilar lo encontraremos en la pantalla del
computador, teniendo la posibilidad de enviar señales digitales de
entrada/salida desde el computador al PLC y viceversa. De esta
forma se tendrá total capacidad de ejecutar simulaciones de corte de
energía, transferencia, re-transferencia y pruebas en generadores.
TESIS : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #72
Adicionalmente este montaje permite evaluar las características de
funcionamiento, ventajas, desventajas y limitaciones del sistema
concebido, esto con la finalidad de poder establecer conclusiones-
claras, precisas y concretas en cuanto a las bondades técnicas y
económicas del sistema propuesto.
2.3.4.- REQUERIMIENTOS FÍSICOS
Un aspecto a ser tomado en consideración para la implementación
real de este tipo de aplicaciones, son las condiciones ambientales en
las cuales se desenvuelven. -
Tal es el caso del controlador programable (PLC), el cual -para
efectos, de hacer fácil el cableado y las operaciones de test y
reparación del sistema, se lo ubica, en el recinto destinado a la
subestación, en el caso de edificios, este sitio se halla en los
subsuelos, de por sí esta ubicación hace que la subestación sea
propensa a toda clase de elementos contaminantes, situación que
obliga al controlador programable (PLC) ha tener una construcción
adecuada para soportar este tipo de ambientes.
En lo que se refiere a la estación de trabajo, esta se sitúa en un sitio
que se lo denomina "Cuarto de Control", este nombre se debe, a que
aquí se centralizará el control de todo los sistemas existentes en el
ed.ifício, sistemas tales como:
TESIS : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 73
- Seguridad e Intrusión;
- Control de accesos;
- Circuito Cerrado de Televisión;
- Aire Acondicionado y Ventilación;V
- Ascensores;
- Voz y Datos.
Debido a la importancia, como a lo delicado -de ciertos equipos, este
recinto debe guardar ciertas condiciones ambientales especiales,
tales como son las siguientes:
- Ventilación continua del local;
- Mantenimiento del nivel de temperatura, 24grdC;
- Ausencia de polvo y otras elementos contaminantes;
- La distancia mínima de las rejillas de. ventilación a
cualquier obstáculo de Os7m.
TESIS : DISEÑO DE UiN SISTEMA SCADA... PAG. # 74
El recinto dispondrá de extintores reglamentarios para
instalaciones eléctricas;
La iluminación eléctrica en la sala debe tener un nivel
mínimo de SOOlux;
Es recomendable disponer de un sistema de detección
y extinción de incendios;
Se aconseja, la existencia de una mesa de trabajo para
facilitar y acortar al máximo las reparaciones.
TEfclS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA. PAG. # 75
CAPITULO III
PROGRAMACIÓN DEL AUTÓMATA PROGRAMABLE
3.1.- CARACTERÍSTICAS } •ii
3.1.1.- DEFINICIÓN
Revisando las referencias [8] y [9], existe varias definiciones
respecto a lo que se considera un controlador programable (PLC);
incluso de cierto modo llega a existir algunas diferencias entre ellas;
esto hace diñcil establecer una definición precisa y única, sin
embargo se propone tomar como válida la definición existente en la
Ref. [9], que dice:
r t Un controlador programable es un aparato electrónico de
operación digital, que usa una memoria programable, para el
almacenamiento interno de instrucciones para funciones específicas
tales como: conteo, aritméticas, secuencias lógicas, ternporización y
conteo; controlando mediante módulos de entrada/salida analógicos
o digitales, varios tipos de máquinas o procesos, su construcción ha
de ser tal que puede soportar condiciones ambientales y de
alimentación eléctrica extremas'".
En el Anexo 2, se encontrará información respecto a las
características del PLC TELEMECANIQUE TSX17, Ref.[7].
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA-... PAG. # 76
3.1.2.- ESTRUCTURA DE UN AUTOMATISMO
De acuerdo a la Figura #3.1, la estructura de un automatismo, sea
realizada en base a equipos cableados o programados es la siguiente:
1.- Adquisición de datos: los sensores ubicados en la
máquina, traducen magnitudes físicas de diversa
naturaleza (corrimientos, acciones),
transformándolas en señales eléctricas normalizadas
y las transmiten a la unidad de tratamiento (relés o
autómata pr o gr amable).
2.- Tratamiento de los datos: las informaciones de
acción y control, con destino al mando de potencia
y de diálogo Hombre-Máquina, se suministran, de
dos modos:
- Ya sea por relés y otros, que tratan los 'datos
recibidos según la organización del cableado
aue los une.
o por un autómata programable, que trata los
datos recibidos según el programa escrito.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. #77
/
CAPTADORES- Detectores de fin de carrera- Detectores de proximidad
- Células fotoeléctricas
- Termostato- etc.
A N
L-Ádguisición de Daios
ACCIONAD ORES- Motores
- Cilindros
- Válvulas eléctricas- etc.
PARTE OPERATIVA
PARTE DE MANDO
2.- Tratamiento de Dates
EQUIPO PROGRAMA- Autómata programaciónEQUIPO CABLEADO- Relés, ContactaresAuxiliares
- Módulos neumáticos,etc
3.- Diálogo Hombre-Maquina
ÓRGANOS DEDIALOGO- Pulsadores pilotos- Terminales de programación
y reglaje- Computador
\C CIONAD ORES
- Contacte res
- Vaiiadores de Velocidad
- Distribuidores neumáticos
4.- Mando de Potencia
Fig#3.1
3.- Diálogo Hombre-Máquina: Mediante los pulsadores,
el hombre vigila y añade sus propios datos a los ya
adquiridos.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. #78
Otros órganos de diálogo (terminal de programación
y reglaje, teclado, computador), conectados al
autómata programable, ofrecen posibilidades
suplementarias al efectuarse el mantenimiento y los
reglajes.
4.- Mando de Potencia: Los preaccionadores reciben
desde la unidad de tratamiento, las señales de
mando, las amplifican en potencia, para actuar sobre
los accionadores.
3.1.3.-VENTAJAS DE LA UTILIZACIÓN
CONTROLADOR PROGRAMABLE (PLC)
DEL
El autómata o controlador programable (PLC) ofrece, al sustituir a
los relés para asegurar el funcionamiento de una máquina o de una
instalación, las siguientes ventajas:
- Menos constituyentes:
La sustitución de relés ocasiona una ganancia de volumen, en
dimensiones y una simplicidad de empleo, particularmente
apreciados en las máquinas sencillas. La ausencia de piezas
mecánicas en movimiento aumenta la fiabilidad del automatismo.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... I?AG. # 79
- Menos Cableado:
Las conexiones se reducen a la conexión de los captadores en las
entradas (adquisición de los datos) y de los preaccionadores en las
salidas (mando de potencia). Al efectuarse modificaciones y
reglajes se facilita así el acceso a los diferentes órganos del
automatismo.
- Mayor Comodidad:
Eí programa que'sustituye el cableado, es un conjunto de gráficos
que se puede intoducir, modificar y activar fácilmente gracias al
terminal de programación y de reglaje. Este programa se puede
duplicar para las máquinas construidas en serie, ocasionando así
una disminución de los costos.
- Más funcionalidades:
Para las máquinas especiales, las instalaciones complejas, los
automatismos de la construcciórijetc, el autómata programable
ofrece las funciones de automatismos específicos integrados.
Más informaciones:
El mantenimiento y la puesta a punto de un automatismo se
facilitan por
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. #80
- La visualización permanente del estado de las entradas
y las salidas señaladas por los pilotos.
- El diálogo "Hombre-Máquina", asegurado por el
constante enlace en tiempo real con el computador o
gracias al modo conversacional de su terminal de
programación y de reglaje.
3.1.4.- ESTRUCTURA DE UN AUTÓMATA
PROGRAMABLE
BUS DE ENTRAD AS/SALID AS '
UMDADDETRATM'nENTO
(MICROPROCESADOR)MODULO
DE
ENTRADAS
\
MODULO
DE
SALIDAS
HaciaDesde Capiadorcs p reaccionado resy órganos de y órganos dediáioso diálogo
Fig.#3.2
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA-. PAG. # 81
La figura # 3.2, ilustra la estructura interna simplificada de un
autómata programable. Como se mira, éste se encuentra compuesto
por un conjunto de módulos y cada uno de ellos asegura una función
precisa.
Una descripción rápida y consisa de cada uno de ellos es la que se
•ve a continuación:
La parte de la memoria correspondiente a "programa", es
del tipo no volátil (EEPROM o EPROM), mientras que la
memoria de "datos" es volátil (RAM), es por esto que
para salvaguardar su contenido, es necesario mantenerla
bajo tensión.
En lo que se refiere a la cantidad de memoria requerida para una
aplicación, esto depende de dos factores:
1.- Longitud del programa y
2.- Número de entradas-salidas.
Para el cálculo de esta memoria, nos remitirnos a una sugerencia
establecida en la Ref.[8], que expresa lo siguiente: " La cantidad de
memoria se obtiene, multiplicando el número de instrucciones por el
número de palabras usadas por cada instrucción".
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 82
- La Unidad de Tratamiento: o microprocesador, es la parte
"inteligente" del autómata programable. Ejecuta de modo continuo
' el programa en función de los datos contenidos en la memoria. El
tiempo en que el microprocesador se demora en recorrer el
programa completo, se denomina tiempo de escaneo o exploración
(sean time), estos tiempos varían de acuerdo al tipo de procesador,
tamaño de la memoria;y el número de entradas-salidas.
EL conjunto compuesto por la memoria y la unidad de tratamiento
se llama Unidad Central.
- El Módulo de Entradas: convierte las señales eléctricas
procedentes de los captores y de los botones pulsadores en señales
comprensibles por el PLC,
Luego, el microprocesador transfiere estas informaciones a la
memoria de datos para memorizarlas.
El Módulo de Salidas: transmite a los preaccionadores y a los
órganos de diálogo las órdenes de mando .y de señalización
procedentes de la ejecución del programa. El microprocesador va a
recoger estas órdenes en la memoria de datos y las transfiere al
módulo de salidas donde se convierten en señales eléctricas.
El BUS de entradas-salidas, es el canal de comunicación entre la
unidad central v los módulos de entrada-salidas.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 83
3,1.5.- LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN
La potencia de un controlador programable, se ilustra no solo por el
aspecto material (aplicación de componentes electrónicos de
tecnología evolucionada), sino también por el aspecto del software,
en el caso presente de nuestra aplicación, el controlador programable
que se utilizará es un PLC TELEMECANIQUE TSX17, el cual está
asociado a un lenguaje que se denomina PL7-2.
El PL7-2 es un lenguaje gráfico, constituido por esquemas de
contactos, los cuales son una sucesión de "redes de contactos", que
transportan informaciones lógicas desde las entradas (provenientes
de los captores o sensores), hasta las salidas (mando de los
preaccionadores).
El resultado depende de las funciones programadas (conjunto de
instrucciones), las cuales establecen las operaciones sucesivas que el
controlador programable debe ejecutar.
Como potencialidades del PLC TSX17 asociado al lenguaje PL7-2,
se pueden establecer las siguientes, Ref. [10]:
- Comunicación interautomatas;
- Función reloj -calendario;
- Entradas-salidas analógicas;
- Funciones de cálculos;
TESIS DE GRADÓ : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 84
- Tratamiento en palabras;
- Entradas específicas al tratamiento rápido;
- Tratamiento rápido;
- Contaje rápido.
Las entradas-salidas del TSX17 se denominan "Todo o Nada", ya
que solamente pueden tomar dos estados (o niveles lógicos). En lo
que se refiere al PL7-2, éste se encuentra constituido esencialmente
por los siguientes tipos de símbolos:
- de prueba: lectura del estado de un bit en general
(ejemplo: lectura del estado de un bit de entrada);
- de acción: transferir el resultado de una acción l
a un bit (ejemplo: mando de una salida asociada a un
órgano de mando);
- de bloques de funciones; funciones de automatismos
integrados (ejemplo: temporizadores. contadores...):
- de bloques de operaciones: funciones de cálculo
integradas (ejemplos: comparaciones, operaciones
aritméticas, operaciones lógicas...).
En la tabla # 3.1, se observa un resumen respecto a estos símbolos
gráficos, utilizados en los esquemas de contactos.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... Pag.* 85
SÍMBOLOS GRÁFICOS DELPL7-2
SÍMBOLOSGRÁFICOS DEPRUEBA
Conexión horizontal: permite programar los elementos de serie
Conexión vertical: permite programar los elementos en paralelo
Contacto directo: prueba del estado del bit direccionado
Contacto inverso: prueba del estado inverso del bit dirigido
SÍMBOLOSGRÁFICOS DEPRUEBA
O Transferencia directa: transferencia de un resultado lógico al bit direccionado
Transferencia inversa: transferencia de la inversión de un resultado lógico al bitdireccionado
"Enganche de la bobina": (SET) puesta a nivel lógico "1" del bit direccionado: El paso a "O"solo se puede efectuar por la "bobina de desenganche".
"Desenganche de la bobina": (RESET) puesta a nivel lógico "O" del bit direccionado: Elpaso al "1" solo se puede efecluar por la "bobina de enganche".
"Salto de programa": (JUMP) el mando de esta "bobina" (puesta en "1" del bit asociado),provoca la interrupción inmediata de la ejecución de la red en curso y una continuación delprograma en la red designada por una etiqueta.
La parte del programa comprendida entra la bobina "jlimp" y la red designada por laetiqueta (LABEL) no se ejecuta.
"Bobinas Salvaguardas": en caso de corte de tensión, los niveles lógicos de los bit1
direccíonadosseslavaguardan durante la primera revolución del ciclo.
00
BLOQUESFUNCIONES
I 1
T"Función Ternporización": permite mandar, por retardo las acciones específicas.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... Pag.# 86
SÍMBOLOS GRÁFICOS DELPL7-2
BLOQUESFUNCIONES
M
D
"Función Monoestable": permite elaborar un impulso de una duración dada.
"Función Contador": permite efectuar contajes o descontajes de acontecimientos o impulsos.
"Función Programador Cíclico": su ñincionamiento es similar al programador de levascambia de paso en función de acontecimientos externos o internos al TSX17-20.
BLOQUESFUNCIONES
R"Función Registro": es UD conjunto de "palabras" de 16 bits que permiten almacenar lasinformaciones:
- en fila de espera: primero en entrar, primero en salir (FIFO).
- en pila: último en enlrar, primero en salir (LIFO).
'Función Comunicación": permite los intercambios de bloques de textos.
BLOQUESOPERATORIOS
"Operaciones de comparaciones": mayor que, menor que, mayor o igual, menor o igual que,difcíenle a, igual a.
O PER.]- "Operaciones aritméticas": +, -, x, /, REM.
-[OPER.]- "Operaciones lógicas": Y, O, O exclusivo.
-[OPER.]- "Operaciones de Conversiones": BCD a Binario, Binario a BCD, Binario a ASCII y ASCI!a Binario.
Corrimiento": circular a derecha a izquierda.
-[O PER.]- Transferencia": de cadenas de bits o de cuadros de "palabras"
TABLA ti 3.1
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 87
Para efectos de la programación del autómata programable, se utiliza
un computador personal, al cual previamente se lo carga con el
software del lenguaje PL7-2 versión 5.0 que TELEMECANTQUE
ofrece para estos casos.
Utilizando el computador personal, se tiene dos formas de trabajar
conelPLC:
1.- "Modo desconectado" : bajo este modo, la
realización del programa se efectúa en la memoria
del computador, una vez finalizado, el programa se
transfiere al PLC.
2.- "Modo conectado" : esto implica trabajar
directamente en la memoria del PLC.
A continuación, se enumera una lista de funciones que el software
hace factible:
1.- Ingreso y modificación del programa;
2.- Almacenamiento de] programa en disco duro;
3.- Operaciones de transferencia entre el terminal y el
PLC;
4.~ Encontrar y reemplazar un ítem;
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... I'AG. # 88
5.- Aplicación documentada e impresa (título de la página,
información general, cableado, mnemonicos,
comentarios del programa, referencias cruzadas);
6.- Almacenamiento de la documentación en disco duro.
Adicionalmente bajo el esquema de "modo conectado", existe
características adicionales como las siguientes:
1.- Programación en rnodo conectado;
2.- Depuración del programa;
3.- Ajuste de parámetros.
Un diagrama de bloques} resumiendo las funciones que posee este
programa, se lo observa en !a Tabla # 3.2.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN ISTEMA SCADA... Pag. # 89
FUNCIONES PROVISTAS POR EL SOFTWARE PL7-2 VS.O
PL7-2
—
MODO DE CONTROL
MODO DECONFIGURACIÓN
MODO DEPROGRAMA
MODO CONSTANTE
MODO DE AJUSTE
MODO DE DATOS
conexión lógica a! PLC
Inicializar el programa
Seteo de! programaR UN/STOP
Configuración:
-1/0- Función de bloques
- Inicia! ízación de lamemoria
- Selección de bitsalmacenados
Entrada o Modificacióndel programa
Entrada o modificaciónde constantes
- palabras constantes
Escritura, lectura oforzamiento de datos
Datos en tiempo real enpantalla
Modificación yforzamiento de datos
- palabras
- bloques función
- palabras
- bloques función
Tabla #3.2
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN ISTEMA SCADA... Pag. # 90
FUNCIONES PROVISTAS POR ELSOFTWARE PL7-2 VS.O
MODE DEPURACIÓN
MODO DEDOCUMENTACIÓN EIMPRESIÓN
MODO DE TERMINAL
Programa en tiempo realen la pantalla
Definición efe puntos dequiebra
Ejecución del programapaso por paso
MODO DETRANSFERENCIA
Transferencia delprograma del:
- Disco duro
- memoria del TSX
Documentación de laaplicación
Impresióndocumentación
MODO DEBUSCAR/REEMPLAZAR
Encontrar y/o reemplazarun Ítem
Selección de archivo paraser impreso
- Punto de la red
. Controlador de tambor
- Título de la página
- Información general
- Cableado I/O
- Comentarios- Mnemónicos
- Referencias cruzadas
Tabla # 3.2
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAC. # 91
3.1.6.- COMUNICACIÓN PLC (AUTÓMATA
PROGRAMABLE) vs. PC (COMPUTADOR
PERSONAL)
En los ítems anteriores de este capítulo se han tratado aspectos un
tanto generales de los PLCs, ahora corresponde empezar a
especificar ciertas cosas, una de ellas es la comunicación
PLC-Computador.
Tal como se lo dijo en el Capitolio u Ítem 2.2.5.8, se va a utilizar las
funciones bloque texto existentes en el PLC, estas permitirán un
intercambio de mensajes codificados en ASCII, entre el programa
(memoria de datos) del PLC y el computador.
Entendiéndase como un mensaje, a un conjunto de caracteres
alfanuméricos contenidos en una tabla de palabras, cada uno de los
cuales es codificado en 8 bits. El código utilizable se denomina:
ASCII (American Standard Code Information Inierchange), y el
mismo es compatible con la noción de octetos (S bits). Ejemplo: el
código ASCD de la letra "A", expresado en hexadecimal, es £ÍH41".
El TSXJ7-20 dispone de 8 bloques textos, dirigidos por TXTO y
TXT7.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. #92
Memoria de
daios que
contiene los
códigos AS Cu
de los cajacíeres
Bloques textos
quie cojirujúcají
los mensajes
^ -^' ^
^ ^Tonia.
Temiinal
-
^
.
Ac
Coiv
Periférico
^^ **"
>pla.dorde
LKinicacióJv
Estos bloques textos pueden ser de dos tipos:
1.- Terminal (TER): intercambios entre el TSX17-20 y
un periférico a través de la toma terminal
2.- Acoplador (GPL): intercambios entre el TSX17-20 y
otro autómata programable, a través de la toma
terminal y con la ayuda de un protocolo de
comunicación especializado (Uni-Tehvay).
Los S bloques de textos se pueden activar simultáneamente en
edición y/o recepción. Las solicitudes se toman en cuenta en su
orden de llegada y se administran en una fila de espera. El
TSX17-20 ejecuta un intercambio de un bloque texto por ciclo.
El código ASCII, además de los caracteres alfanuméricos, permiten
codificar los caracteres de "control", tales como:
* "Carriage Return": CR (código ASCEMH'OD'): retorno al
comienzo de la línea.
* "Une Peed": IJF (Código ASCII-H'OA'): salto a la línea
* "Espacio": SP (Código ASCH^H'20'): espacio entre dos
caracteres.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA-... PAG. #93
3.1.6.1,- FUNCIÓN BLOQUE TEXTO
La tabla # 3.3, agrupa las instrucciones gráficas que se utih'zan para
programar un bloque texto.
Ro
o-I -
-D
'E
Entrada R: (Reset) "inhibición", la puesta a "1" de esta entradaimpide la toma en consideración de la entrada S. La puesta a "1"de esta entrada durante un intercambio, ocasiona su interrupcióny posiciona los bits TXTi, D y TXTi,E, en el estado 1. El códigode error está contenido en la palabra estado: TXTi,S.Entrada S: (Start) "Comienzo", en el frente ascendente provocael lanzamiento del intercambio definido por las entradas I y O, sila salida D está a "1" y la entrada R está a "O".Entrada O: (Out) "emisión", la puesta al estado "1" de estáentrada posiciona el bloque texto en emisión (1).Entrada I: (In) "recepción", la puesta al estado "1" de estaentrada posiciona el bloque texto en recepciónSalida D: (Done) "intercambio terminado", el bit asociado:Txü,D indica que el mensaje se ha emitido y/o recibido.Si el bit TXTi, está a "O", el bit TXTi.,D indica que elintercambio se ha terminado pero el mismo es erróneo.Salida E: (Error) "error de intercambio", el bit asociado:TXTi,E está a "1" si el intercambio no se ha terminado. El tipode error se índica por la palabra estado: TXTi,S. ___
,— TXTO —,
K—S—OI—I
—E
L= S-
Parámetro L: Longitud de la tabla de emisión, en cantidad decaracteres.Parámetro S: La palabra asociada: estado TXTi,S contiene lacantidad de caracteres recibidos si el bit de salida E (intercambioerróneo) está a "O". Si el bit de salida E eslá a "1", la palabraTXTi,S contiene el código de error que se ha producido duranteel intercambio. Esta palabra no se puede escribir por programa.Código de error de estado:- TXTi,S=l: intercambio anulado por RESET- TXTi,S=2: error longitud de labia-TXTi,S=3: mensaje rechazado- TXTi,S=7: error de conversión- TXTi,S=l 1: tipo de bloque texto no administradoTER: Bloque texto utilizado en modo terminalCPL: Bloque texto uti l izado en modo ACOPLADORWi(j): Definición de la tabla de recepción: dirección delcomienzo: Wi y cantidad de caracteres: j
Tabla #3.3
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 94
3.1.6.2.-COMO DEFINIR UNA TABLA DE DATOS
Para recibir un mensaje por medio de un bloque texto, es necesario
definir la tabla de palabras Wi en la que el mismo se salvaguardará:
dirección del comienzo de la tabla y cantidad de octetos. Esta tabla
se denomina tabla de recepción. El mismo solo puede contener 30
octetos a la vez (mensaje a recibir menor o igual a 30 caracteres).
Para emitir un mensaje por medio de un bloque texto, es necesario
indicar la tabla de palabras que contiene este mensaje (dirección de
comienzo y longitud). La misma se denomina tabla de emisión. Esta
tabla:
- solo puede contener 30 octetos a la vez (mensaje a emitir menor o
igual a 30 caracteres),
- debe estar obligatoriamente a continuación de la tabla de
recepción.
Ejemplo W8(12) y L-10 significa:
- Tabla de recepción \V8 a W12 (10 caracteres, por lo tanto 5
palabras),
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA-... PAG. # 95
3.1.6.3.- COMO ORDENAR LOS CARACTERES EN UNA
TABLA
En el caso de la recepción del mensaje: "MARCHA" por ejemplo,
los caracteres se ordenarán en la tabla de recepción como se ve en el
cuadro
rango F rango O
palabra WiA
C
A
M
R
H
palabra Wi+1
palabra Wi+2
Para emitir el mensaje: "DATO =", por ejemplo, los caracteres se
deben ordenar en la tabla de emisión como lo indica la tabla
siguiente. Cuando el computador visualiza el mensaje, los caracteres
se ordenan en un orden legible.
rango F rango O
palabra Wi
palabra Wi+1
palabra Wi-í-2
A
O
—
D
T
espacio
3.1.6.4.- EMISIÓN Y RECEPCIÓN DE MENSAJES
3.1.6.4.1.- EMISIÓN:
Al estar la entrada "Reset" en el estado £Í0" y la entrada ££OUT':0
en el estado "1", la aparición de un frente ascendente en la entrada
"Comienzo": S provoca la emisión de L caracteres que constituyen
el mensaje.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 96
Tan pronto finaliza la emisión, el bit TXTi,D asociado a la salida D,
vuelve a pasar a "1". La puesta a "1" de la entrada "RESET"
provoca el bloqueo del intercambio en curso, la puesta a "1" del bit
TXTi,D y del bit TXTi,E.
Si el bloque se utiliza únicamente en emisión, la tabla de emisión
puede estar constituida por palabras constantes.i
3.1.6.4.2.- RECEPCIÓN:
Al estar la entrada "Reset" en el estado "O" y la entrada "IN": I en el
estado "1", la aparición de un frente ascendente en la entrada
"Comienzo": S posiciona el bloque en espera de recepción de un
mensaje.
Los caracteres recibidos solo se ordenan en la tabla de recepción
cuando el TSX17-20 recibe el código de fin de recepción: carácter
de control "CR", (retorno de carro). Ejemplo un mensaje enviado
por el terminal (bloque texto en recepción) se debe validar por medio
de la tecla "ENTER". Esta instrucción constituye en este caso el
código de fin de recepción.
Los caracteres recibidos se pueden enviar en eco en la línea si la
unión se ha configurado en posición ECO.
El bit TXTi,D asociado con la salida D vuelve a pasar a "1" al final
de la recepción. La puesta a "1" de la entrada "RESET" provoca el
bloqueo del intercambio en curso, la puesta a "1" del bit TXTi,D y
del bit TXTi,E.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #97
3.1.6,4.3.- EMISION-RECEPCION:
Al estar la entrada £ÍRESET" en el estado "O" y la entrada "OUT":0
y la entrada "1N": I en el estado "1", la aparición de un frente
ascendente en la entrada t£Comienzo":S posiciona el bloque texto en
emisión. Una vez emitido el mensaje, el bloque se posiciona
entonces en espera de recepción. Entonces el funcionamiento es
idéntico al de recepción.
R=0
R=0
R=0
R=l
S=l
S=l
S=l
S=0/l
1=]1=0
1=11=0/1
0-0
0=10-1
0-0/1
Recepción
Emisión
Emisión seguida de recepción
No hay posibilidad de
intercambio en curso
3.2.- ESTRUCTURA DEL PROGRAMA
3.2.1.- DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA
De acuerdo al diagrama de montaje fíg.# 5.2, pag. # 153, es claro
que el sistema consta de dos transferencias automáticas, cada una de
ellas posee tres selectores, uno de dos posiciones y los otros dos
restantes de una sola.
El programa ha elaborar en el PLC, será diseñado de tal forma que
sus salidas permitan controlar lo siguiente :
- estado de los breakers correspondientes al suministro de energía
desde el lado de la empresa eléctrica
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAC. # 98
- estado de los breakers correspondientes al suministro de energía
desde el lado de los generadores
- estado del breaker de unión entre barras
- estado del breaker Br2, correspondiente al alimentador del tablero
TLSl. Aquí es necesario recalcar que no se ha podido controlar un
número mayor de cargas, debido al número limitado de salidas del
PLC (12 en total).
Cada generador tiene tres indicadores, el primero corresponde a la
señal de aviso de falla eléctrica o mecánica, enviada desde el
generador; el segundo simula el funcionamiento de un supervisor de
red y el tercero muestra cuando una señal de parada es enviada al
generador.
El supervisor de red de la energía proveniente de la Empresa
Eléctrica, es simulado con un selector de una posición.
Adicionalmente existen otros dos switcbs, los cuales s imulan
emergencia y nivel bajo de combustible, respectivamente.
Otros seis selectores de una posición, simulan los contactos
auxiliares de los breakers motorizados.
A continuación describarnos como el sistema funcionará bajo las
diferentes circunstancias a las cuales se verá sometido.
3.2.1.1.- ESTADO DE EMERGENCIA
Este estado considera tres situaciones, las cuales son :
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAC. # 98
- estado de los breakers correspondientes al suministro de energía
desde el lado de los generadores
- estado del breaker de unión entre barras
- estado del breaker Br2, correspondiente al alimentador del tablero
TLSl. Aquí es necesario recalcar que no se ha podido controlar un
número mayor de cargas, debido ai número limitado de salidas del
PLC (12 en total).
Cada generador tiene tres indicadores, el primero corresponde a la
señal de aviso de fa l la eléctrica o mecánica, enviada desde el
generador ; el segundo simula el funcionamiento de un supervisor de
red y el tercero muestra cuando una seña) de parada es enviada al
generador.
El supervisor de red de ia energía proveniente de la Empresa
Eléctrica, es simulado con un selector de una posición.
Adicionalmeme existen otros dos switcbs, los cuales simulan
emergencia y nivel bajo de combustible, respectivamente.
Otros seis selectores de una posición, simulan los contactos
auxiliares de los breakers motorizados.
A continuación describamos como el sistema funcionará bajo las
diferentes circunstancias a las cuales se verá sometido.
3.2,1.1.- ESTADO DE EMERGENCIA
Este estado considera tres situaciones, las cuales son :
TESTS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 99
3.2.1.1.1.- FALLA EMPRESA ELÉCTRICA
Considerando de que al arrancar el sistema, la energía proveniente
de la empresa eléctrica es normal, el programa iniciará cerrando los
breakers EE1, EE2 y Br2, luego dejará transcurrir un pequeño lapso
de tiempo y cerrará Bbl2. Es menester recalcar que el breaker Br2
actuará siempre y cuando se encuentre habilitado de acuerdo al
horario establecido o se encuentre en forzado.
Esta es la condición normal del sistema y allí se mantendrá
indefinidamente mientras no cambie las condiciones actuales.
Al simular falla en la empresa eléctrica, los breakers EE1, EE2,
Bbl2 y Br2 se abrirán inmediatamente, mientras que el arranque de
los generadores se retardará por un intervalo de tiempo con el fin de
confirmar la fal la . Si dentro del lapso de tiempo retorna la energía,
entonces se volverán a cerrar EE1, EE2, Bbl2 y Br2, pero si por el
contrario, la falla de la empresa eléctrica persiste, los dos
generadores arrancarán, el número de intentos son 3, existiendo
entre uno y otro 5 segundos.J V-
Una vez que los generadores han arrancando, el programa deja
transcurrir un intervalo de tiempo antes de ejecutar alguna otra
acción, tiempo que es ut i l izado para su calentamiento, cuando estos
se encuentran ya listos para ser transferidos, entonces se han de
cerrar los breakers GEN-01 y GEN-02, luego de lo cual se ciorrra
Br2.
En este estado, analicemos algunas eventualidades que pueden
ciarse:
te TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 100
Falla en ef generador uno.- Con el fin de evitar cualquier daño
mayor, ai producirse falla, se enviará en forma inmediata la señal de
parada, Br2 se abrirá y se dejará transcurrir un cierto tiempo, luego
de lo cual se cerrarán simultáneamente Bbl2 y Br2, con lo cual el
generador dos se mantendrá suministrando energía tanto a la barra
uno como a la dos.
Falla en el generador dos.- Al igual que en el caso anterior si el
generador dos falla, el programa manda a apagarlo inmediatamente,
luego se dejará pasar un tiempo y se procederá al cierre de Bbl2 ,
con lo cual el generador uno alimentará a las dos barras.
Tanto en esta condición como en la anterior, si el generador es
reparado, se volverá a repetir la secuencia de arranque para este
equipo.
Retorno de la energía normal.- Al cesar la falla en la red de la
empresa eléctrica, el programa deja transcurrir un intervalo de
tiempo antes de mandar abrir a GEN-01 y GEN-02 y a cerrar EE-01,
EE-02 y Bbl2. Esto con la intención de confirmar el despeje de la
falla, en lo que respecta a Br2 este se mantendrá cerrado,
asegurando que la retransferencia sea lo más rápida posible.
Una vez efectuada la retransferencia, los generadores se mantendrán
funcionando en vacío, esto hasta que se enfríen, una vez transcurrido
ese tiempo, se enviará la señal de parada a estos., la misma que debe
ser contestada mediante los supervisores de red de los generadores.
jg; TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... !>Af7. # 10]
3.2.1.1.2.- SITUACIÓN DE EMERGENCIA
Cuando se genera una situación de emergencia, son tres las cosas
que se deben dar:
- Desconexión del suministro desde el lado de la empresa eléctrica
- Desconexión de todas las cargas y
- Alimentación al tablero de bombas, desde cualquiera de los dos
generadores.
Pasemos a describir lo que sucede cuando se presenta una señal de
emergencia, bajo dos situaciones diferentes :
Sistema en estado normal.- Se llama estado normal, aquel en el
cual la cargas son alimentadas con energía de la empresa eléctrica,
bajo estas condiciones al generarse una señal de emergencia se
produce lo siguiente:
- Se abren los breakers correspondientes al suministro de energía
proveniente de la empresa eléctrica
- Se desconectan todas las cargas
- Se manda a arrancar al generador uno. si este arranca
satisfactoriamente, se cerrarán GEN-01 y Bbl2 . Por lo contrario,
si el generador uno falla, se intenta con ei generador dos., si este
funciona correctamente, se procederá a cerrar el breaker GEN-02.
Fal ln empresa eléctrica.- En este caso depende de que si los dos
generadores se encuentran suministrando de energía a las cargas.
Supongamos que los dos están funcionando adecuadamente, en este
caso, al darse señal de emergencia se produce lo siguiente:
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAC. # 102
- Se abren las cargas
- Se abre GEN-02
- Se manda a apagar el generador dos.
Ahora supongamos que el generador uno esta en malas condiciones,
y solo el generador dos esta en condiciones óptimas, en este caso se
mandará abrir las cargas y se mantendrá cerrado GEN-02.
3.2.1.1.3.- BAJO NIVEL DE COMBUSTIBLE
Esta señal inhibe cualquier tentativa de arranque en cualquiera de los
dos generadores, tanto en test o en auto. Se exceptúa el caso de
emergencia.
3.2.1.2.- ESTADO DE TEST
Al tener dos transferencias automáticas, si queremos efectuar un test
sobre cualquiera de los dos generadores, bastará con colocar el
switch # 1 de la TTA-01/02, en posición de prueba, para que se
desencadene las secuencias de test previstas.
Es necesario recalcar, que basta que una de las dos transferencias se
encuentren en test para que se inhabilita ei funcionamiento
automático de todo el sistema, creemos que el sistema debe
funcionar así, en aras a precautelar la seguridad del personal que
efectúa labores de mantenimiento en los generadores.
El sistema esiando en test, generará automát icameme una señal de
parada sobre ei generador solo si existe de por medio una alarma de
bajo nivel de combustible.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 103
La finalización del test, se produce al retornar al switch # 1 a la
posición manual, aquí habrá que esperar a que el equipo se apaga
antes de retornar a la posición de auto. Se puede dar el casos de que
sin embargo de mantener el switch en esta posición, el programa no
envíe señal de apagado al generador, esto se debe a que el sistema
mantiene una falla a nivel de la red de la empresa eléctrica o existe
de por medio una situación de emergencia. En tal caso será
necesario mover al switch a la posición auto para que se generen las
secuencias respectivas.
3.2.1.3.- ESTADO MANUAL
Sí se necesita hacer mantenimiento a uno de los generadores, basta
ubicar el switch # 1 de laTTA-Ol/02; en la posición manual.
El posicionamiento en manual de una de las dos transferencias, no
afecta al. sistema que se encuentra en estado normal. Pero toda la
acción automática de las transferencias se vera inhabilitada. Esto al
igual que para el caso de los test, es por cuestiones de seguridad del
personal que realizará el mantenimiento a] equipo.
Con las dos transferencias en manual, se puede probar el
funcionamiento de los breakers GEN-Oí: GEN-02, EE-01 y EE-02.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA-... PAG.104
SI
r t~ 1
Accionamientomanual de EE-01,EE-02, GEN-02 Y
GEN-02En vacío
J* '
síT
CerrarGEN-02
i
r. . T- i
arranquedeG2
NC = Nivel de Combustible
TTA-01 = Transferencia automática uno
TTA-02 = Transferencia automática dos
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG.10S
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA..,. PAG.106
KXsi
T
Secuenciade Apagado
deG1
Secuenciade
arranqueG1 yG2
no
CerrarGEN-02
Bb12Br2
TI2SIS OE GUADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAC. # 107
3.3.- EJECUCIÓN DE LA PROGRAMACIÓN
Una vez claros en cuanto al funcionamiento de todos los equipos que
conforman la aplicación, así como de los requerimientos operativos
del sistema, entonces se puede empezar a ejecutar la programación.
Para cumplir satisfactoriamente dicha finalidad existe una serie de
pasos que se tiene que ir ejecutando:
3.3.1.-DETERMINACION DEL NUMERO DE
ENTRADAS-SALIDAS
En este ítem, se definirá exactamente el número de entradas que la
aplicación necesita. En función de esto se podrá definir, e] arreglo
del autómata más adecuado; es decir el número de extensiones que
se necesitarán, ello de acuerdo a lo que TELEMECANIQUE ofrece
en el mercado.
Las tablas # 3.4 y tabla # 3.5, muestran las entradas - salidas
necesarias, respectivamente:
TESTS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAC. #108
NUMERO DE ENTRADAS NECESARIAS
#12
3
4
5
6
7
S
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1S
19
20
DESCRIPCIÓN
Bolón de emergencia
Contacto auxiliar breaker del alimentador al tablero (T-BOM/INC)
Contacto auxiliar breaker del alimentador al tablero (T-LS1)
Contacto auxiliar breaker del alimenlador al tablero (T-S1)
Contacto auxiliar breaker del alimentador al tablero (T-ASC1)
Contacto auxiliar brcaker del alimentador al tablero (T-LTN1)
Contacto auxiliar brcaker del alimentador al tablero (T-LTN2)
Contacto auxiliar brcaker del alimentador al (UPS-1)
Contacto auxiliar breaker del alimentador al (UPS-2)
Contacto auxi l ia r breaker del aümentador al tablero (T-BOM)
Contacto auxiliar breaker del alimentador al lablero (T-ASC2)
Con laclo auxiliar breaker del alimentador al tablero (T-VENT)
Contacto auxiliar breaker del alimentador a! tablero (T-LTN3)
Contado auxiliar breaker del alimentador al tablero (T-LTísM)
Contacto auxiliar breaker del alimentador a] (UPS-3)
Contacto auxiliar breaker del alimentador al (UPS -4)
Contacto auxiliar breaker de protección en baja tensión (BP)
Con tocto auxiliar breaker del generador uno (Geni) ubicado en (T-TA1)
Contacto auxiliar breaker empresa eléctrica (EEl) ubicado en (T-TA 1 )
Contacto auxiliar breaker del generador dos (Gen2) ubicado en (T-TA2)
Tabla #3.4
TESIS DE GIUDO : DISEÑO DE UN SISTIÍMA SCADA-... PAG. # 109
NUMERO DE ENTRADAS NECESARIAS
continuación...
#21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
DESCRIPCIÓN
Contacto auxiliar breaker empresa eléctrica (EE2) ubicado en (T-TA2)
Contacto auxiliar breaker de protección de la barra uno (Bb-I)
Contacto auxiliar breaker de protección de la barra dos (Bb-2)
Contacto auxiliar breaker de unión entre barras (Bbl-2)
Selector de tres posiciones Swl (auto,manual, prueba), posición auto
Selector de tres posiciones Swl (auto.manual.prueba), posición prueba
Selector de una posición Sw2, breaker GENI (ON-OFF)
Selector de una posición Sw3, brcakcr GEl (ON-OFF)
Señal de falla GEN2
Señal del supervisor de voltaje desde el lado de la empresa eléctrica
Señal del supervisor de voltaje desde el lado del generador uno
Selector de Iros posiciones Swl (auto,inanual,prucba). posición auto
Selector de tres posiciones Swl (auto,manual,prueba), posición prueba
Selector de una posición Sw2, breaker GEN2 (ON-OFF)
Selector de una posición Sw3, breaker EE2 (ON-OFF)
Señal de falla GEN2
Señal del supervisor de voltaje desde el lado del generador dos
Señal de entrada, sensor de bajo nivel de combustible
Señal de entrada, sensor de sobre temperatura del generador uno
Señal de entrada, sensor de bajo presión de aceite en el motor de] grupo uno
Señal de entrada, sensor de sobre temperatura del generador dos
Señal de entrada, sensor de bajo presión de aceite en el motor del grupo dos
Tabla #3.4
TESIS DE GRADO : OJSENO DE UN SISTEMA SCADA..
NUMERO DE SALIDAS NECESARIAS
#12
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
10
17
18
19
20
21
22
23
24
25
DESCRIPCIÓN
Motor brcakcr del alimentador al tablero (T-LS 1)
Motor breaker del alimentador al tablero (T-S1)
Motor breaker del alimentador al tablero (T-ASC1)
Motor breaker del alimentador a! tablero (T-LTN1)
Motor breakur del alimentador al tablero (T-LTN2)
Motor breaker del alimentador al tablero (T-BOM)
Motor breaker del alimentador al tablero (T-ASC2)
Motor breukcr del alimentador al tablero (T-VENT)
Motor breaker del alimentador al tablero (T-LTN3)
Motor breaker de! alimentador al tablero (T-LTN4)
Shunt trip breaker del «limentador al tablero (T-TR1)
Shunt trip breaker del alimentador al tablero (T-TR2)
Shunt trip breaker del alimentador al tablero (T-TR3)
Shunt trip breaker de] alimentador al tablero (T-TR4)
Motor breaker Geni , generador uno
Motor breaker EE1, empresa eléctrica
Arranque del generador uno
Parada del generador uno
Falla del generador uno
Motor breaker Gen2, generador dos
Motor brcakcr EE2, empresa eléctrica
Arranque del generador dos
Parada del generador dos
Falla del generador dos
Molo]- breaker Bbl-2, unión entre barras
Tabla #3.5
TESIS DE GRADO : DJSENO DE UN SISTEMA SCADA.... I'AC. # 111
3.3.2.- TAMAÑO DEL AUTÓMATA PROGRAMABLE
El tamaño de un autómata programable depende directamente del
número de entradas-salidas, así como de la naturaleza de las mismas
(digitales, analógicas,etc).
En ciertos casos, esa combinación del número y naturaleza de
entradas-salidas, implica que el autómata programable necesite
varios módulos, en ese caso uno de ellos se denominará base y los
demás extensiones.
El módulo base, se lo conoce así, ya que controla a todas las
extensiones, debido a dos circunstancias :
1.- Posee el programa de control y
2.- Esta intercomunicado con todas ellas.
Aquí aparece un detalle que debe ser considerado a la hora de definir
algún tipo de arreglo, se refiere al número máximo de extensiones
que un autómata programable puede controlar. Para el caso del PLC
TSX17 de TELEMECANTQUE ese número es tres.
Para la aplicación presente, el número de entradas es 42 y el de
salidas es 25, en función de estas cantidades y de la información
respecto a ¡o que TELEMECANIQUE tiene, Anexo 3, Ref. [11 ]: se
puede establecer que el arreglo más adecuado es:
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... l'AG.#T12
ARREGLO DEL AUTÓMATA PROGRAMARLE
Base
Extensión uno
Extensión dos
TOTAL
Alimentación
110...240VAC
110...240VAC
Numero de E/S
34
# Entradas
22Ea 110 YAC
22Ea 110VAC
44
# Salidas
12 S. rulé
12 S. rolé
íí S. rolé
30
Referencia
TSX173428
TSXUMF344A
TSXUSF635
3.3.3.- DISTRIBUCIÓN DE ENTRADAS-SALIDAS
Una vez definido el arreglo del autómata programable, se procede a
la distribución de entradas-salidas en los diferentes módulos, cabe
recordar que el direccionamiento de entradas-salidas, para cuando se
posee una serie de módulos es de la siguiente forma:
Una entrada o salida se la expresa como (Xa,b), donde
- X = I. o X - O, dependiendo si es entrada o salida,
respectivamente;
- a = Número del módulo, para la base se ut i l iza el
número O, 1 para la primera extensión y 2 para la
segunda;
- b = Posición en el módulo propiamente dicho.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... LJAG.#113
En el caso de la apb'cación presente, tenemos un PLC base y tres
extensiones, de tal forma que las entradas-salidas, en ellos se
distribuirán, éntrelos siguientes límites:
ENTRADAS
MODULO BASE
EXTENSIÓN UNO
EXTENSIÓN DOS
DESDI;
10,0
I 1,0
HASTA
I 0,21
I 1,21
TOTA 1,
OT
OT
0
44
SALIDAS
MODULO BASE
EXTENSIÓN UNO
EXTENSIÓN DOS
DESDE
O 0,0
O 1,0
02,0
HASTA
(10,11
0 1,11
0 2,5
TOTAL
12
12
r>
30
La tabla # 3.6 y tabla # 3.7, ilustran la distribución final de
entradas-salidas, para esta aplicación.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... Pag. # 114
ASIGNA C1ONDE ENTRADAS EN EL CONTROLADOR EROGRAMABLE :
Entrada
'
ro.o
10,1
10,2
10.3
10,4
10,5
10,6
10,7
10.8
10.9
I 0,10
10.11
10.12
10.13
10.14
10.15
10.16
JO.I7
10,18
10.19
10.20
I 0.21
Descripción
JUSS
Botón de emergencia
TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA UNO
Selector de tres posiciones Swl (auto,m anua I, prueba), posición aulo
Selector de tres posiciones Swl (auto,manual,prueba), posición prueba
Selector de una posición Sw2, breaker GEN 1 (ON-OFF)
Selector de una posición Sw3, breaker EE1 (ON-OFF)
Señal de falla GENI
Señal del supervisor de voltaje desde e] lado de la empresa eléctrica
Señal del supervisor de voltaje desde el Indo del generador uno
TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA DOS
Selector de tres posiciones Swl (auto.manua!, prueba), posición aulo
Selector de tres posiciones Swl (auto,m anual. prueba), posición prueba
Selector de una posición Sw2, breaker GEN 2 (ON-OFF)
Selector de una posición Sw3, breaker EE2 (ON-OFF)
Señal de falla GEN2
Señal del supervisor de voltaje desde el latió del generador dos
CONTACTOS AUXILIARES
Contacto auxiliar breaker del generador uno (Geni) ubicado en (T-TAl)
Contacto auxiliar breaker empresa eléctrica (EE1) ubicado en {T-TAl)
Contacto auxiliar breaker del generador dos (Gen2) ubicado en (T-TA2)
Contacto auxiliar breaker empresa eléctrica (EE2) ubicado en (T-TA2)
Contacto auxiliar breaker del alimentado!1 al tablero (T-LS 1 )
Contacto auxiliar breaker del alimentado!1 al tablero (T-BOM)
Contacto auxiliar breaker de unión entre barras (Bbl-2)
MON1TOUEO GENERADOR UNO
Señal de entrada, sensor de bajo nivel de combustible
Referencia
'
TESIS DE GRADO : DISEiÑO DE UN SISTEMA SCADA... L'ug. # 115
ASIGNA CIONDE ENTRADAS EN Eb CONTROLADOR TROCRA MAULE :
Entrada
I 1,0
I M
11,2
11,3
11,4
11,5
:i,611,7
11.8
r 1,9I 1,10
1 U 11
11.12
J 1,13
1 1,14
11,15
I 1,16
11,17
11,18
11,19
i 1,20
11,21
De,scripc¡ón
, ,- / , EXTENSIÓN'»} ' ' -MONITOREO GENERADOR UNO
Señal de entrada, sensor de sobre temperatura del generador uno
Señal de entrada, sensor de bujo presión de aceite en el motor del grupo uno
MONITOREO GENERADOR DOS
Señal de entrada, sensor de sobre temperatura del generador dos
Señal de entrada, sensor de bajo presión de aceite en el motor del grupo dos
CONTACTOS AUXILIARES
Contacto auxiliar breaker del alunen t ador al tablero (T-BOM/INC)
Contacto auxiliar breaker del alímenlador al tablero (T-S 1)
Contacto auxiliar breaker del alimentador al tablero (T-ASC1)
Contacto auxiliar breaker del alimentador al tablero (T-LTN1)
Contacto auxiliar breaker del alimentador al tablero (T-LTN21)
Contacto auxiliar breaker del alimentador al (UPS-1)
Contacto auxiliar breaker del alimentador al (UPS -2)
Contacto auxiliar breaker del alimentador al tablero (T-ASC2)
Contacto auxiliar breaker del alímenlador al tablero (T-VENT)
Contacto auxiliar breaker del alimentador al tablero (T-LTN3)
Contacto aux i l i a r breaker del alimeníador al tablero (T-LTN4)
Contacto auxiliar breaker de] alímenlador al (UPS-3)
Contacto auxiliar breaker del alimentador al (UPS-4)
Contacto auxiliar breaker cíe protección de la barra uno (Bb-1)
Contacto auxiliar breaker de protección de la barra dos (Bb-2)
Contacto auxiliar breaker de protección en baja tensión (BP)
Reserva
Reserva- - - -
Reiereneúi
'" f
Tabhi #3.6
TESIS DE GRADO: DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... Pag. # 116
ASIGNACIÓN DE SALIDAS EN EL CONTIÍOLADOR PROGRAMARLE :
SALIDA
O0,0
O0,l
00,2
O0,3
O0,4
O0,5
O0,6
00,7
00,8
00,9
00,10
00,11'
0 1.0
O 1,1
01,2
O 1,3
0 1,4
01,5
01,6
O1.7
0 1,8
Ol ,9
0 1,10
O 1,11
02,0
02,1
02,2
O2,3
02,4
O2,5
COMENTARIO
ÜASIf
TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA UNO
Motor breaker Geni, generador uno
Motor breaker EE1, empresa eléctrica
Arranque del generador uno
Parada del generador uno
Falla del generador uno
TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA DOS
Motor breaker Gen2, generador dos
Motor breaker EE2, empresa eléctrica
Arranque del generador uno
Parada del generador dos
Falla del generador dos
Motor breaker Bbl-2, unión entre barras
Motor breaker del alimentador al tablero (T-LS1)
: ' ' K X T E N S Í O N - Í » ' -''
Motor breaker del alimentador al tablero (T-S1)
Motor breaker del alimentador al tablero (T-ASC1)
Motor breaker del alimenlador al tablero (T-LTN1)
Motor breaker del alimentador al tablero (T-LTN2)
Motor breaker del aHmentador al tablero (T-BOM)
Motor breaker del alimentador al tablero (T-ASC2)
Motor breaker del alimentador al tablero (T-VENT)
Motor breaker del alimenlador al tablero (T-LTN3)
Motor breaker del alimentador al tablero (T-LTN4)
Shunt tríp breaker del alimentador al tablero (T-TR1)
Shunt trip breaker del alimenlador al tablero (T-TR2)
Shunt tríp breaker del alimenlador al tablero (T-TR3)
, ' &ST$fí$T{)í4*D0S
Shunt Lríp breaker del alimenlador al tablero (T-TR4)
Reserva
Reserva
Reserva
Reserva
Reserva
REFER.
-
Tabla #3.7
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 117
3.3.4.- PROGRAMACIÓN
3.3.4.1.- RESUMEN DE ENTRAD AS-SALID AS
De acuerdo a la figura # 3.3, y desde un punto de vista de los
componentes del sistema, enlistemos las entradas-salidas a
considerarse para la programación.
Fig.#3.3
SALIDAS:
Breakers
L- Br2, Breaker del alimentador al T-LS1 (O0,ll)
2.- EE1, Breaker suministro empresa eléctrica (O0,l)
3.- EE2, Breaker suministro empresa eléctrica (O0,ó)
4.- GENI, Breaker suministro generador uno (O0,0)
5.- GEN2., Breaker suministro generador dos (O0,5)
6.- Bbl2, Breaker unión barras uno-dos (O0.10)
TESIS DE GKADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADÁ.... I'AC. # 118
Generador Uno
7.- Arranque (00,2)
8.-Parada (00,3)
9.- Falla (00,4)
Generador Dos
10.- Arranque (O0,7)
].].-Parada (OO,S)
12,-Falla (O0,9)
ENTRADAS:
].- Emergencia (10,0)
Transferencia Uno
2.- Posición Automático (10,1)
3.- Posición Prueba (10,2)
4.- Posición de cierre del breaker GENI (10,3)
5.- Posición de cierre del breaker EEl (10,4)
Generador Uno
6.- Supervisor generador uno (10,7)
7.- Fal la generador uno (10.5)
S.- Supervisor empresa eléctrica (10,6)
Transferencia Dos
9.- Posición Automático (10,8)
10.- Posición Prueba (10,9)
1 1.- Posición de cierre del breaker GENI (10,10)
12.- Posición de cierre del breaker EEl (10,11)
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 119
Generador Dos
] 3.- Supervisor generador dos (10,13)
14.- Falla generador dos (10,12)
15.- Sensor de bajo nivel de combustible (10,21)
Contactos Auxiliares
16.- Br2, Contacto auxiliar del breaker del alimentador al T-LS1
(10,18).
17.- Br9, Contacto auxiliar del breaker del alimentador al T-BOM
(10,19)
18.- EEL Contacto auxiliar del breaker del suministro empresa
eléctrica (10,15)
19.- EE2, Contacto auxiliar del breaker del suministro empresa
eléctrica (10,17)
20.- GENI, Contacto auxiliar del breaker del suministro generador
uno (10,14)
21.- GEN2, Contacto auxiliar del breaker de] suministro generador' O
dos (10,16)
22.- Bbl2 , Contacto auxiliar del breaker unión barras uno-dos
(10,20)
3.3.4.2.- CONDICIONES DE ENTRADA-SALIDA
La intención en este ítem es establecer cuales son las condiciones
tamo a la entrada como a la salida que se darán en el proceso, y en
func ión de lo cua l se establecerá la programación correspondiente.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA-... PAG. # 120
3.3.4,2.1.- CONDICIONES A LA ENTRADA
1.- Empresa Eléctrica Ok
2.- Generador uno apagado o encendido
3.- Generador uno frío o callente
4.- Generador dos apagado o encendido
5.- Generador dos frío o caliente
6.- Posición switch uno, transferencia automática uno
(automático/prueba/manual)
7.- Posición switch dos, transferencia automática uno, estado del
breaker GENI (ON/OFF)
8.- Posición switch tres, transferencia automática uno, estado de!
breaker EE1 (ON/OFF)
9.- Posición switch uno, transferencia automática dos
(automático/prueba/manual)
10.- Posición switch dos, transferencia automática dos, estado del
breaker GEN2 (ON/OFF)
11.- Posición switch tres, transferencia automática dos, estado del
breaker EE2 (ON/OFF)
12.- Estado del breaker GENI
13.- Estado del breaker GEN2
14.- Estado del breaker EE1
15.- Estado del breaker EE2
16.- Estado del breaker Bbl2
17.- Estado del breaker Br2
1 8.- Estado del breaker Br9
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 121
X
3.3.4,2.2.- CONDICIONES A LA SALIDA
1.- Estado BreakerEEl
Condiciones:
a.- Debe existir suministro de energía de la red normal
b.~ No debe existir emergencia
c.- Posición switch uno, transferencia automática uno, en prueba
d.- Posición switch tres, transferencia automática uno, estado del
breaker EE1 en ON
10,6
V(A \1
10,1
SW1Auto
I0.2
tfA ISW1
Prueba
10,2I
SW1PRUEBA
10,0
Emergencia
10,4| |1 !
SW3EE1-OH
2.- Estado Breaker EE2
Condiciones:
a.- Debe existir suministro de energía de la red normal
b.- No debe existir emergencia
c.- Posición switch uno, transferencia automática dos, en prueba
d.- Posición switch tres, transferencia automática dos, estado del
breaker EE2 en ON
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. #122
10,6
WAlMPS1
10,8
ISW1
Auto
10,9
KA ISW1
Prueba
10,3
SW1PRUEBA
10,0 00,6^
Emergencia
10,11
SW3EE2-OH
EE2^
3.- Encender Generador Uno
Condiciones:
a.- Debe existir falla en el suministro normal de energía
b- Posición switch uno. transferencia automática uno, en auto
c- Posición switch uno, transferencia automática uno, en prueba
d.- Estado de emergencia
Permisivos
a.- Nivel de combustible
b.- Estado de falla del generador uno
10,6
;lf10,1
MPS1
ioj2
SW1
Alrto
SW1Prueba
IO.O
Emergencia
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 123
LABEL1
BO B3 10,21 IQ,5 T1>D
HívelCombust.
TO
TB=1ST,P=5
B2 B1
_f
G1
If
AM
»,
P
7 T
S2
0 D T1
E D
T,P=5
C R
i-"
^
B2
10,7 C1
||I I
MPS2
B1I I
R D
C1.P=3
U
^-
^
B3
IOJ7=Q.and.C1JP<3
JUMP
\LABEL1
[0,7
MPS2
T2
E D
TB=1ST,P=5
C R
.
^
B4
TESTS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA. PAG. # 124
4.- Encender Generador Dos
Condiciones:
a.- Debe existir falla en el suministro normal de energía
b- Posición switch uno, transferencia automática dos, en auto
c.- Posición switch uno, transferencia automática uno. en prueba
d.- Estado de emergencia y que haya fallado generador uno
Permisivos
a.- Nivel de combustible
b.- Estado de falla del generador dos
10,6\x
Á IMPS1
10,
1 0,0l>
9
io,a
SW1
SW1Prueba
I0;7!Á \a
I0,5
WS2
!I
FallaG1
LABEL1
B7 [0,21 10,12 T4,D
Nivel FallaCombusí.
B9
T3
E D
TB=1ST,P=5
C R
BG
I'fÁ \-
<
^
O0,7
(0,13 T3,D T4l/L
A \3
•—
E 0
TB=1ST,P=5
C R
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... I 'AC.#125
10,13
MPS3
65
I II I
R D
C2,P=3
U
10,13=0.and.C2,P<3
67
10,1 3
—
T5
E D
TB=1ST,P=5
C DK-
B8
5.- Estado breaker GENI y GEN2
Para establecer el estado de estos dos breakers, veamos la siguiente* o
tabla de verdad.
G10
011
G20
1
0
1
GEN10011
GEN20
1
0
1
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAC. #126
De acuerdo a esto tenemos el siguiente esquema de contactos.
B4
88
00,0
00,5
Gen2
6- Estado breaker Bbl2
Las condiciones de este breaker dependen del estado de algunos
breakers y lo cual se muestra en la siguiente tabla de verdad.
EE10000000011111111
EE20000
11110
0
0
01111
GEN100110
0
110
0
110
0
11
GEN20
1
0
T
0
1
0
10
1010
10T
- J3i>12',,~vo -",.
- / 1
- v ' " ,, r o "",-
, 'V - '-;f> Q ;;
'' ' O; Q; ' ,
-' -,;^y ,"*"'
'' ; " b "' ,'- < 'o*" ' y '
'/ "Z\ /*,.; ^4-,, -¡4-;',^^0,, ;
- ' /o '
Bbl2=EEl.EE2.GENl.GEN2+EEl.EE2.GENl.GEN2+
EE1 .GENI .GEN2+ EE2.GEN í .GEN2
El ladder correspondiente será:
TESIS DE GRA DO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. #127
00,1
j-rA \1
O0,1
WA \1
00,1
EE1
°0;6 0<M, 00,5 '
A i Á\2 GEN1 GEM2
on fi 00,5t r ODr°-II I I A \2 GEN1 GEM2
00,0 00,5
K K•II /I IGEN1 GEH2
00,G 00,0 °°>5
tf M'-II xl IEE2 GEH1 GEH2
00,10
s* ^k 3Bb12
7- Estado del breaker Br2
Este se ha de apagar cuando:
a.- Existe prueba en uno de los dos generadores
b.- Existe falla en el sistema normal de energía
c.- Existe emergencia
d.- Falla en el. generador uno
e.- Falla en el generador dos
f.-Fallaene!MPS2
g.-Falla en el MPS3
El ladder para esta parte del programa será ;
I2SIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA-... PAG. # 128
Emergencia10,5 10,12 10,7 10,13 10,6 BC I0.2 10,9 10,21 89
Tí 1Falla Falla MPS2 MPS3 MPS1 Prueba Prueba HiuelG1 G2 G1 G2 EE G1 G2 Combust.
10,14
B9
M'Al * 1
GEH1
10,15
EE1
10,16
I 0I *GEH2
1017
II
Bt
iEE2
T6
D
TB=1ST,P=5 .
; R¡
Br2
3.3.5.- COMUNICACIONES PLC-PC
Para establecer un canal digital entre estos dos. se ha de establecer
primero cuales son los datos a intercambiar entre ellos, para luego
definir un protocolo de comunicaciones.
3.3.5.1.- DATOS A INTERCAMBIAR PLC-PC
En primera instancia veamos los datos a intercambiar desde el PLC
al computador :
1 .- Estado de las entradas
2.- Estado de las salidas
3.- Horarios
Mientras que los datos a intercambiar desde el computadora al PLC,
son :
•t TI2SÍS DE GKADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAC. #129
3.- Forzado test generadores
2.- Seteo horarios
3.- Envío de orden de emergencia
En función de estos establezcamos el protocolo más idóneo.
3.3.5.2.- PROTOCOLO DE COMUNICACIONES
La siguiente tabla define un protocolo de comunicaciones entre
PLC - PC. El mismo que de alguna forma intenta asociar el
contenido de la palabra a intercambiar con la función a desempeñar.
Teniendo corno base, que las comunicaciones PLC - PC. se
establecerán mediante el manejo de palabras contenidas en bloques
textos pertenecientes al PLC.
ÍTEMSf f '
f t'fff
123
45
6
78910
11
1191011
',', E^SCfíJPCíONDELA'FUNCtOIM '
, ' ' ' 'Secuencia de emergenciaPrueba generador unoPrueba generador dosEstado de entradasEstado de salidasHorario uno breaker Br2Horario dos breaker Br2Forzado breaker Br2Horario uno Test generador unoHorario dos Test generador unoHorario tres Test generador unoHorario cuatro Test generador unoHorario uno Test generador dosHorario dos Test generador dosHorario tres Test generador dos
""'', PALÁBBAÁ,, ,'INTERC^BÍARíSUPC
INPOUT
' vRC'aPLC ;EMT1T2
H1H2S1S2D1D2T1T2U1U2
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. # 130
3.3,5.3.- PROGRAMACIÓN DE FUNCIONES DEFINIDAS
POR EL PROTOCOLO DE COMUNICACIONES
En el anexo 5, se adjunta el listado completo del programa elaborado
en el PLC, por tal motivo es que nos referiremos a breves rasgos de
la forma en que se programarán estas funciones.
1.- Secuencia de emergencia
En el programa del PLC, al existir emergencia se activa la entrada
10,0 , en paralelo colocaremos un. bit interno el cual se activará al
transferirse desde el PC al PLC una palabra llamada EM; con lo cual
se desencadenará desde el computador toda la secuencia de
emergencia prevista.
2.- Prueba Generador Uno
Estableceremos un bit interno (Bx), el cual irá en paralelo con la
entrada del switch 1, posición prueba, transferencia automática uno,
cuando exista un transferencia desde el PC al PLC de una palabra
llamada TI, este bit se pondrá en 1, y se podrá dar paso a la sesión
de test del generador uno.
3.- Prueba Generador Dos
Se lo hará con la misma filosofía que para el caso anterior, la palabra
utilizada en este caso es T2. •
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... I'AC. # 131
4.- Control de horarios de breakers
En cuanto al horario del breaker Br2, se podrán programar dos
horarios, los cuales son:
Horario
Horario # 1
Horario # 2
Breaker Br2
Lunes a Viernes 8:00-12:00
Lunes a Viernes 14:00 - 1.8:00
En caso de que el sistema se encuentre fuera de horas de horario, se
podrá forzar a este breaker, transmitiendo desde el computador el
adecuado carácter (ver protocolo).
5.- Consulta status de entradas/salidas
Para esto se utilizará primero una transferencia de entradas y salidas
a palabras. luego se utilizará un bloque texto, con lo cual estas se
transferirán al computador, esta acción se llevará a cabo cada cierto
intervalo de tiempo.
6.- Seteo y consultas de horarios
Son tres los horarios a programar, dos que guardan relación con la
puesta en marcha de las transferencias automáticas y el restante con
el funcionamiento del breaker Br2.
Al referirnos a las transferencias automáticas, para cada una de ellas
se tendrá la posibilidad de escoger 4 horarios, que en resumen son
como siguen:
TESIS DE GRADÓ : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA.... PAG. #132
Horarios
Horario # uno
Horario # dos
Horario # tres
Horario # 4
Transferencia Uno
Sábado 9:00 -9:30
Sábado 15:00- 15:30
Domingo 9:00 - 9:30
Domingo 15:00- 15:30
Transferencia Dos
Sábado 10:00- 10:30
Sábado 16:00-16:30
Domingo 10:00- 10:30
Domingo 16:00-16:30
7.- Horas de funcionamiento
Para efectos de establecer el número de horas de funcionamiento de
los generadores, se utilizará la aplicación ha desarrollar en el
labview.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA ... PAC. ff 133
CAPITULO IV
PROGRAMACIÓN DEL SOFTWARE DE SUPERVISIÓN ,
CONTROL Y ADQUISICIÓN DATOS
4.1.- CARACTERÍSTICAS
Estos ítem nos introducirá a los elementos y terminología que se
usará al crear y ejecutar programas de moni toreo gráfico, supervisión
y control, en el LABVIEW FOR WINDOWS de NATIONAL
INSTRUMENTS
4.1.1.- DEFINICIÓN
El LABVIEW es un programa para la supervisión, control y
adquisición de datos, su metodología de programación es una
innovación a la forma clásica de programar, pues en lugar de escribir
programas basados en texto, aquí se construye en base a elementos de
programación gráficos llamados instrumentos virtuales, de tal suerte
que el ejecutar un programa con este software, consiste en ir
ensamblando estos.
Los instrumentos virtuales, adquieren datos de tarjetas de
adquisición de datos o instrumentos programabJes, y luego los
analizan, procesan y presentan de 3a forma que se especifique.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA ... PAG. # 134
Las características principales de este tipo de programa es el análisis
en tiempo real, registro de datos, multiarea y velocidad del código
compilado Ref.[12].
4.1.2.- INSTRUMENTO VIRTUAL
Un instrumento virtual es el elemento de programación para éste tipo
de software, este consiste de lo siguiente:
- Panel de frontal
- Diagrama de bloques
- Icono/conector
4.1.2.1.- PANEL FRONTAL
Es el interface con el usuario, éste sirve de interface interactiva para
suministrar entradas y observar salidas del sistema de
instrumentación. El software ofrece una variedad de controles e
indicadores que hacen que crear un panel sea tan sencillo como
dibujar. Mediante este panel se pueden ejecutar acciones de control:
pulsando un interruptor, cambiando una escala, girando una perilla o
introduciendo un valor desde el teclado. El panel responde
inmediatamente generando una respuesta en tiempo real del sistema.
TESIS DE GRA DO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA ... PAC. # 135
4,1.2.2.- DIAGRAMA DE BLOQUES
El diagrama de bloques, es la fuente del código VI, se construye
muy fácilmente evitando los detalles sintácticos de la programación
convencional, seleccionando los bloques funcionales en las paletas
del menú Fimctions.
Estos bloques incluyen funciones aritméticas sencillas, Vis de
adquisición y análisis avanzado, funciones de redes, y funciones de
entrada/salida de ficheros que almacenen o recuperen datos en
formatos de hojas de cálculo, ASCEÍ y binarios. Los bloques
funcionales se unen mediante cables.
En el panel frontal, hablamos que tanto controles como indicadores
tienen su terminal en el diagrama de bloques.
La ventana del diagrama contiene iconos que representan funciones.
Los datos pasan a través de los cables que unen los iconos con los
terminales, el tipo de datos determina el patrón de cable, por
ejemplo las líneas finas indican datos numéricos escalares . y las
líneas más gruesas indican datos numéricos en un arreglo o datos
agrupados.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA ... PAG. # 136
4.1.2.3.- ICONO/CONECTOR
El icono/conector representa un VI en el diagrama de bloques de
otro VI. Este es un conjunto de terminales que corresponden a los
controles e indicadores del subVI.
El icono puede tener una representación pictórica de acuerdo de
acuerdo al propósito del mismo, o puede tener una descripción
textual del VI y sus terminales.
Este es el elemento de llamada a la rutina, cada VI tiene un
icono/conector por default. que es un cuadro blanco, el que se coloca
en la esquina superior derecha.
4.1.3.-PROGRAMACIÓN DEL FLUJO DE DATOS
Los iconos, ias estructuras y los subVls se denominan "Nodos".
Cada nodo empieza a operar solamente cuando los datos están
disponibles en todas sus entradas. A su vez el nodo genera datos
para todas su salidas cuando finaliza su ejecución, el flujo de datos
controla este modo de ejecución.
La programación basada en el flujo de datos lo libera de la
arquitectura lineal de los lenguajes basados en texto.
Se puede crear diagramas con múltiples líneas de datos y
operaciones simultáneas, porque el orden de ejecución, esta dado
por el flujo de datos entre nodos y no por líneas secuenciaies de
texto. El programa ejecuta nodos independientes.
T1ÍSIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCAOA ... L'AC. # 137
4.1.4.-ESTRUCTURAS DE PROGRAMACIÓN
A pesar que el flujo de datos es provechoso para operaciones
simultáneas, a menudo se necesita garantizar un orden específico de
ejecución.
El software corno sistema completo de programación, ofrece
estructuras de programación tales como lazos condicionales y de
repetición, y declaraciones de casos para operaciones secuenciales,
repetitivas o ramificaciones.
Estas aparecen como marcos gráficos que encierran a los iconos que
estos controlan.
4.1.5.- LA ESTRUCTURA DE SECUENCIA
Ella permite ejecutar los múltiples subdiagramas dentro de su borde
en un orden específico según su valor numérico.
Se usa esta estructura, para ordenar la ejecución de nodos que se
deben ejecutar en orden, con el condicionante de que no pasen datos
entre ellos.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA ... PAC. #138
4.1.6.- COMPILADOR GRÁFICO
En muchas aplicaciones la velocidad de ejecución es crítica. Este
software es el único sistema gráfico de programación con un
compilador que genera código optimizado. Las velocidades de
ejecución son semejantes a las de los programas compilados en "C".
Se puede aumentar la productividad con la programación gráfica sin
sacrificarla velocidad de ejecución.
4.1.7.- MODULARLO A D Y JERARQUÍA
LabView es modular por diseño nosotros podemos usar Vis como
SVIs en los diagramas de bloques de otros Vis. Podemos separar
funcionalmente un programa en SVIs, y probar interactivamente
cada uno de ellos, y usarlos inmediatamente como nodos para
construir progresivamente capas sofisticadas de Vis. A través de la
jerarquía modular se puede diseñar, modificar, intercambiar, y
también combinar Vis para satisfacer nuevas necesidades en la
aplicaciones.
En el Anexo # 4 Ref.[I2], se encontrará un demo, el cual explica
como utilizar el LABVIEW FOR WINDOWS.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA ... PAC. # 139
4.2.- ESTRUCTURA DEL PROGRAMA
4.2.1.- DESCRIPCIÓN DE FUNCIONES
En esta etapa se procederá a especifir concretamente las funciones
que el computador a través del desarrollo de la aplicación en el
LABVCBW FOR WINDOWS debe ejecutar, esto esta en total
concordancia con lo que se expresó en el capítulo 2:
].- Visualizar en línea en la pantalla del computador el
diagrama unifilar del sistema y el estado real de
todos los elementos de maniobra .
2,- Elaborar reportes y estadísticas de:
- Estado de entradas salidas;
- Reportes de al amias;
- Número de horas de funcionamiento del
generador;
El computador chequeará los valores de todos estos
parámetros, en el caso de que exista una variación en
cualquiera de ellos, entonces se almacenarán en el disco
duro t a n t o los valores anteriores como los actuales.
3.- Crear un menú de contenga las siguientes
operaciones a desencadenarse desde el computador :
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA ... I'AG. # 140
- Prueba de uno o los dos generadores a la vez;
- Energización-desenergización de cargas;
- Respuesta del sistema en estado de emergencia.
Todas estas son situaciones frente a las cuales el
sistema debe saber a ciencia cierta corno actuar, ellas
podrán ser ejecutadas previo a un chequeo automático
de las condiciones globales del sistema y una limitación
de acceso vía "passwords".
4.- Introducir horarios para ejercitamientos semanales
tanto en el generador uno corno en el dos. mediante
la introducción de un archivo tipo ASCII.
5.- Permitir desde el computador la programación de
horarios del servicio eléctrico en el alimentador
correspondiente al tablero TLS1, como resultado de
eventos especiales que pudiesen llegar a darse.
4,2.2.- DIAGRAMA DE BLOQUES
En la figura # 4.1, vemos el diagrama de bloques del programa a
elaborar en e! LAB VIEW FOR WINDOWS.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA ... PAG. #141
Rutina de Comunicacióncon el PLC
Sensa estado de todas lasentradas-salidas
Muestra Gráficadel estado de
todas las entradassalidas
Comparación de[os estados
¡épicos de lasentradas-salidasentre el tiempu n
y el n-1
Grabar ARCHIVO ASCIIFechaHora
Entradasn
Salidasn
Entradasn-1
Salidasn-1
Situaciones
e Je 'Emergencia[Inundación]
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA ... PAG. # 142
4.3.- EJECUCIÓN DE LA PROGRAMACIÓN
Cuando se ejecuta la programación de un sistema SCADA, como
primer paso se hace necesario definir pantallas.
Antes de entrar a esa definición, se ha de proceder a comentar muy
rápidamente como las pantallas pueden trabajar entre ellas.
4.3.1.- MODO DE TRABAJAR ENTRE PANTALLAS
Cuando existen varias pantallas, estas pueden intercambiar datos de
dos maneras:
l .~ En este primer caso, se debe iniciar definiendo a una de las
pantallas como principal, hecho esto, se establecerán las variables
que se deben intercambiar, a las mismas que en el programa se les
declarará obligatoriamente como variables locales. Con esto se
conseguirá que estas variables pueden ser recogidas en cualquiera de
las otras pantallas.
2.- La segunda modalidad es que las pantallas trabajen en forma
completamente independientemente, con la consideración de que si
va a existir intercambio de variables entre pantallas, dichas variables
deben ser declaradas en el programa como variables globales.
Particularmente en la aplicación que nos atañe, las pantallas
trabajarán bajo el primer esquema descrito en este ítem.
TESIS Olí GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA ... PAG. # 143
4.3.2.- DEFINICIÓN DE PANTALLAS
En el programa de Monitoreo, Control y Adquisición de Datos ha
desarrollar se tendrá cuatro pantallas:
4.3.2.1.- PANTALLA DE PRESENTACIÓN (Pantalla #1)
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
TESIS'dE'GRADO
DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA PARA EL SUMINISTROY AD^dBSnBTRA^KDEEí^^A.MECTRICA EN UN EDIFICIO!
/ xjf PANTALLA P_RiNCIPALJ
'' |||PKOGRAMACtOIJ HORARIOSl
A TEST GENERADOR UNO
JÍI?§!
ffjll SALIR]
Esta es una pantalla introductoria en función de la cual se puede
navegar dentro de la aplicación.
Contiene cinco botones, dependiendo cual de ellos se presione, el
programa nos conducirá a una de las cuatro pantallas siguientes o en
último término afuera de ]a aplicación.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN STSTEMA SCADA ... PAG. #144
4.3.2.2.- PANTALLA PRINCIPAL (Pantalla #2)
\ C T a í j v P Í Í t K t t c T G ! ' J Í ^ T f í Ywx^Mwjtt&Xvf&xfww&w&mxiaa&w-xwK&Xfiffi
BOTÓN
D.EJ
O-o o-
FALLA
r\O &> ••"•••••••••••'•••'•••'••'•"'•'••••j.^Or
ar-i
•0 O-
Bi-O
TN-O CU-
J? O-
A
3 0 ; — M:
es-oij
--jíf;-Or~— •S^^
' ' r\ 3ZKS&2Í
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA ... PAG. #145
Esta pantalla refleja el estado de todos los elementos del sistema.
Adicionalmente, al hacer un click en el botón parada de emergencia,
se puede dar paso a la secuencia de emergencia prevista, esto en el
caso de que llegase a dar alguna situación catastrófica.
43.2.3.- PANTALLA TEST GENERADORES (Pantalla #3)
Al hacer un click en la pantalla de presentación, en TEST
GENERADORES, se presentará una pantalla en la cual existen dos
switch (uno por generador). Cuando este switch se encuentre hacia
arriba en la posición TEST ON, se iniciará la secuencia la secuencia
de prueba: la cual incluye transferencia de carga.
De esta forma y dependiendo de si ambos switch o uno solo se puso
en la posición de test, se puede dar paso a una prueba en ambos
generadores o en uno solo de ellos respectivamente.
4.3.2.4.- PANTALLA PROGRAMACIÓN HORARIOS
(Pantalla #4)
Al hacer un click en PROGRAMACIÓN HORARIOS dentro de la
pantalla de presentación, aparecerá una pantalla desde la cua] se
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA ... PAG. #146
podrá setear los horarios del tablero TLS1, como el horario de los
ejercitamientos semanales délos generadores.
4.3.2.5.- REPORTES
Aprovechando la característica de DDE (Dinamic Data Exchange)
existente entre los programas hechos para ambiente windows, se
utilizará un archivo en excel el cual mediante una tabla se mostrará
un reporte con los siguientes datos:
- Estados de las entradas
- Estado de las salidas
- Numero de horas de funcionamiento del generador uno
- Numero de horas de funcionamiento del generador dos
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA ... PAG. # 147
, t ' ;ÍNFUT
10,0
10,1
10,2
10,3
10,4
10,5
10,6
10,7
10,8
10,9
10,10
10,11
10,12
10,13
10,14
1 0,15
10,16
10,17
1.0,18
10,19
10,20
10,21
, JjFfAlK>í>^UVSí^THAÜA5/ ' -' -
DESCRIPCIÓN
Señal de RUN/STOP del FLC, Botón de emergencia
TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA UNO
Selector de tres posiciones Svvl (auto,manu al, prueba), posición auto
Selector de tres posiciones Swl (auto, manual, prueba), posición prueba
Selector de una posición Sw2, estado breaker del GENI (ON-OFF)
Selector de una posición S\v3, estado breaker del GENI y EHl (ON-ON)
Señal de falla GENI
Señal del supervisor de voltaje desde el lado de la empresa eléctrica
Señal del supervisor de voltaje desde el lado del generador uno
TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA DOS
Selector de tres posiciones Swl (auto.raanual.prueba), posición auto
Selector de tres posiciones Swl (auto, manual, prueba), posición prueba
Selector de una posición Sw2, estado breaker del GEN2 (ON-OFF)
Selector de una posición Sw3, estado breaker GEN2 y EE2 (ON-ON)
Señal de falla GEN2
Señal del supervisor de voltaje desde el lado del generador dos
CONTACTOS AUXILIARES
Contacto auxiliar breaker del generador uno (Geni) ubicado en (T-TAl)
Contacto auxiliar breaker empresa eléctrica (EE1) ubicado en (T-TAl)
Contacto auxiliar breaker del generador dos (Gen2) ubicado en (T-TA2)
Contacto auxiliar breaker empresa eléctrica (EE2) ubicado en (T-TA2)
Contacto auxiliar breaker del alimentador al tablero (T-LS1)
Contacto auxiliar breaker del alimentador al tablero (T-BOM)
Contacto auxiliar breaker de unión entre barras (Bbl-2)
MONTTOREO GENERADOR UNO
Señal de entrada, sensor de bajo nivel de combustible
, '
ESTADO
"' '
otmtír
00,000,1
00,200,300,4
"" * " V" Í^TA0<>Í>ÍKSÁ¿.Í0A¿ "" " ' ';- '"";
'" -, '< ff f - ^&S£RireíoK - / , - , * ' --,' *TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA UNO
Motor breaker Geni, generador uno
Motor breaker EE1, empresa eléctrica
Arranque del generador uno
Parada del generador uno
Falla del generador uno
' ' ',„ "',<$&?AtX>
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA ... PAG. # 148
- -, , , - jesTÁtKii>E&mtíAS ,-',„" ,;, - * ,';' *--",, '"íHímíT
00,500,6
00,7
00,8
00,9
O0.10
O0,ll
, -' - m&c&erfONv,' ';" t " v ,r- -TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA DOS
Motor breaker Gen2, generador dos
Motor breaker EE2, empresa eléctrica
Arranque del generador uno
Parada del generador dos
Falla del generador dos
Motor breakerBbl-2, unión entre barras
Motor breaker del alimentador al tablero (T-LS1J
'K3TAW
, ' / '- • > r> "f :i^<3ftW2H)W* , ,;' ' - ' , ,
Número de horas de funcionamiento generador uno
Número de horas de funcionamiento generador dos
Número de cortes de energía
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #149
CAPITULO V
MONTAJE , PRUEBAS Y EVALUACIÓN TÉCNICA
ECONÓMICA DEL DISEÑO
5.1.- GENERALIDADES
Este capítulo intenta hacer una evaluación a nivel económico como a
nivel técnico del sistema de control propuesto, para ello se efectuará
un montaje experimental en el cual se efectuarán una serie de
pruebas.
5.2.- MÓNTATE EXPERIMENTAL
5.2.1.- ENTRADAS-SALIDAS A CONSIDERAR
De acuerdo a lo dimensionado en el capítulo II, el tamaño del
autómata programable adecuado para resolver el problema de
suministro y administración de energía eléctrica en el edificio
presente es el siguiente:
ARREGLO DISL AUTÓMATA PROGRAMABLE
Base
Extensión uno
Extensión dos
TOTAL
Alimentación
1I0...240VAC
110...240VAC
Numero de E/S
34
# Entradas
22Ea 110VAC
22Ea 110VAC
44
8 Salidas
12 S. relé
12 S. relé
6 S. relé
30
Referencia
TSXJ7342S
TSXDMFS'MA
TSXDSF635
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAC. #150
Es decir una base y dos extensiones, para fines del montaje
experimental se utilizará únicamente la base del autómata
programable, el cual posee 22 entradas y 1.2 salidas. De tal forma las
entradas-salidas que se consideran, son las siguientes:
ENTRADAS A CONSIDERAR EN EL MONTAJE EXPERIMENTAL
B A S E
#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
INPUT
10,0
10,1
10,2
10,3
1 0,4
1 0,5
10,6
J0.7
10,8
10,9
10,10
10,11
T0,12
10,13
10,14
1 0,15
1 0,16
10,17
I 0,18
10,19
10,20
10.21
DESCRIPCIÓN
Botón de emergencia
TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA UNO
Selector de tres posiciones S\vl (auto.manual.prucba), posición auto
Selector de tres posiciones Swl (auto.manual.prucba), posición prueba
Selector de una posición Sw2, estado breaker GENI (ON-OFF)
Selector de una posición Sw3. estado brcaker EE1 (ON-OFF)
Señal de falla GENI
Señal del supervisor de voltaje desde el lado de la empresa eléctrica
Señal del supervisor de voltaje desde el lado del generador uno
TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA DOS
Selector de tres posiciones Swl (auio.manual,prucba), posición auto
Selector de tres posiciones Swl (auto.rnanual.prucba), posición prueba
Selector de una posición Sw2. estado brcaker del GEN2 (ON-OFF)
Selector de una posición S\v3. estado brcaker EE2 (ON-OFF)
Señal de falla GEN2
Señal del supervisor de voltaje desde el lado del generador dos
CONTACTOS A UXILIARES
Contacto auxiliar breaker del generador uno (G EN 1 ) ubicado en (T-TA 1 )
Contacto auxiliar brcaker empresa electriza ÍEE1) ubicado en (T-TA1)
Contacto auxiliar breaker del generador dos ÍGEN2) ubicado en (T-TA2)
Contacto auxiliar brcaker empresa eléctrica (EE2) ubicado en (T-TA2)
Contacto auxiliar breaker del alimcniinlnr al tablero fT-LSl)
Contacto auxi l ia r breaker del alimentada al tablero (T-BOM)
Contacto auxiliar breaker ile unión ontir barras ÍBb] -2)
MONITORIO C K N K R A O O R UNO
Señal de entrada, scnsnr de hajo nivel di- Combustible
I5SIS DE G KADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA...
SALIDAS A CONSIDERAR EN EL MONTAJE ISXI'ISRÍMENTAL
H A S E
#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
OUTI'UT
00,0
00,1
00,2
00,3
00,4
O0,5
O0,6
00,7
00,8
O0.9
O0,10
OO.ll
DESCRIPCIÓN
TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA UNO
Motor breaJcerGcnl, generador uno
Motor brcaker EE1 , empresa eléclrica
Arranque del generador uno
Parada del generador uno
Falla del generador uno
TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA DOS
Motor breaker Gen2, generador dos
Motor breaker EE2, empresa eléctrica
Arranque del generador uno
Parada del generador dos
Falla del generador dos
Motor breaker B b 1 -2, unión entre barras
Motor breaker del alimentadoral tablero (T-LS1)
5.2.2.- DIAGRAMA DEL MONTAJE
En la figura # 5.1, se observa los elementos de] montaje
experimental.
De acuerdo a* ésta, revisemos a que corresponde cada ítem:
].- Estructura de montaje
2.- Someras , adecuada para cable 22AWG
3.- PLC. autómata programable
4.- Elementos de sujeción para cables
5.- Mímico del diagrama unjfílar (figura # 5.2)
5.1.- Contacto tipo SPDT
5.2. -Contacto tipo SPTT
5.3.- Pulsador (botón de emergencia)
5.4.- Luces piloto
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA- PAG. # 152
Fig. #5 .1
I E
S1S
DE
GR
AD
O :
DIS
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O D
E U
N S
IST
EM
A S
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LJA
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C2)
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 154
5.3.- PRUEBAS Y RESULTADOS
5.3,1.- MEDIANTE EL MANEJO DE SWITCHES FÍSICOS
DEL MONTAJE
5.3,1.1.- ARRANQUE DEL SISTEMA
Existe una consideración inicial, la cual es que todos los breakers se
encuentren abiertos, de esta forma cuando se da el arranque, con el
supervisor de la energía proveniente de la empresa eléctrica en ok;
se mira que los breakers EE1, EE2 y Br2 se cierran inmediatamente,
mientras que el breaker Bbl2, se cierra después de cierto tiempo.
5,3.1.2.- PARADA DE EMERGENCIA
Estando el sistema trabajando con energía proveniente de la empresa
eléctrica, al presionar el botón de emergencia, todos los breakers se
abren, al mismo tiempo arranca el generador uno; existen tres
intentos de arranque, si dentro de estos tres intentos arranca
satisfactoriamente, se observa que los breakers GENI y B b l 2 se
cierran, permitiendo así suministrar de energía al tablero de bombas.
Puede ocurrir que una vez finalizado los tres intentos, no airanca el
generador uno. en este caso arranca el generador dos, al igual que
para el generador uno, existen tres intentos para arrancarlo, si éste
arranca correctamente, se procede a cerrar el breaker GEN2. con lo
cual se alimenta al tablero de bombas.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 155
Como posibilidad remota, pero no imposible, se puede dar que
ninguno de los dos generadores arranque, en este caso e) programa
se abstiene de seguir haciendo algún intento y mantiene a toda la
carga desconectada.
Otro caso que puede darse es que el aviso de emergencia se haga
presente cuando el sistema se encuentra funcionando con energía
proveniente de los generadores, en este caso se manda a abrir a Br2
y GEN-02 y a cerrar Bbl2, transcurrido cierto intervalo de tiempo,
el programa ordena apagado de generador dos.
5.3.1.3.- CORTE DE ENERGÍA
Estando el sistema trabajando con energía de la empresa elécirica, al
s imular una falla en este sistema, el programa desencadena la
siguiente secuencia:
Primero manda abrir a los breakers, deja transcurrir un lapso de
tiempo, para confirmar la falla, si esta persiste, el programa ordena
el arranque de los dos generadores, si estos dos arrancan sin ningún
inconveniente, entonces se los calienta, una vez ya listos, se cierran
G E N I , Br2 yGEN2.
Podrá darse el caso de que uno de los generadores no arranque o no
funcione adecuadamente, bajo esta si tuación, el cenerndnr restante
s u m i n i s i n i cV energía a las cargas ubicadas en las dos barras.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... l'AG. # 156
5.3.1.4.- BAJO NIVEL DE COMBUSTIBLE
Esta situación de falla inhibe el arranque de cuaíqiera de los dos
generadores; sea cual fuere la situación que requiera de su
funcionamiento, excepto en caso de emergencia.
En el caso de presentarse señal de bajo nivel de combustible, al estar
los generadores en funcionamiento, se ve que el programa enciende
la señal de falla en los dos generadores y manda a apagar
inmediatamente a estos.
53.1.5.- TEST GENERADOR UNO
Se puede efectuar test en cualquiera de las dos transferencias,
recordando eso sí, que basta que una de las transferencias se ponga
en test para que se inhabilite el funcionamiento automático del
sistema.
Para ei caso del generador uno al poner el switch uno de Ja TTA-01
en prueba: el programa manda abrir EE1, Bbl 2 y Br2, luego inicia la
secuencia de arranca del generador uno, si éste arranca
correctamente, entonces se lo calienta, una vez listo, se cierra
GEN-01 y Br2.
Finaliza el test, reponiendo el switch a la posición manua l .
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAO. # 157
5.3.1.6.-TEST GENERADOR DOS
Al igual que para el caso anterior, se puede efectuar test en el
generador dos con solo mover el switch uno de la TTA-02 a la
posición prueba, el programa abre EE2 y Bbl2 e inicia el arranque
del generador dos, lo calienta, una vez ya listo, cierra GEN-02.
Finaliza el test, reponiendo el switch a la posición manual.
5.3.1.7.-MANUAL
La condición de manual, se establece al posicionar a los switch # 1
de cada una de 3as transferencias en la posición manual, esta opción
permite probar los breakers motorizados EE-01, EE-02, GEN-01 Y
GEN-02 en vacío.
5.3.2- DESDE COMPUTADOR
5.3.2.1.-MONITOREO Y ADQUISICIÓN DE DATOS
Esta prueba persigue constatar, si los estados de los diferentes
breakers y alarmas, son mostrados en la pantalla principal.
Efectivamente al someterle al montaje a las pruebas anlenores se ve
como los elementos que posee el mímico en el computador van
cambiando, es decir existe un monitoreo continuo a lo largo de todo
el proceso.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 158
5.3.2,2.- TEST GENERADOR UNO Y/O DOS
Al entrar en la pantalla correspondiente, se ve que es muy fácil hacer
test sea en el generador uno o en el dos o en ambos. Basta con
posicionar a los switch en TEST ON, y se desencadena las
secuencias vistas anteriormente.
5.3.2.3.- PARADA DE EMERGENCIA
Esta prueba consiste en ver si al hacer un click sobre el botón de
parada de emergencia dentro de la pantalla principal, se desencadena
la secuencia prevista para este caso, pues como se pudo apreciar
sucede ello.
5.3.2.4.- SETEO DE HORARIOS
La prueba consiste en setear los horarios tanto de los ejercitadores
semanales como del horario de funcionamiento de la carga TLSl;
observando que es lo que sucede cuando esas fechas y horas se
cumple. En el caso de los ejercitadores, al llegar la fecha seteada, se
produce arranque y transferencia en el generador uno y dos, mientras
que el Br2 breaker del alimentado!" al tablero TLSl, se ve que se
mantiene encendido dentro del lapso estipulado, fuera del cual este
se abre.
TI2SIS OI5 GJÍAOO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. # 159
5.3.2.5.- REPORTES
Para mirar los reportes es necesario trasladamos a una hoja de excel,
hecha para tal efecto, en concordancia con lo dicho en el capítulo 4.
Basta que uno solo de los parámetros varíe, para que se graben dos
archivos en forma simultánea, uno con lo datos anteriores al cambio
y el otro con lo datos actuales. Esta tarea se ejecutará mientras se
encuentre en funcionamiento la aplicación.
5.4.- EVALUACIÓN ECONÓMICA
Se lo hará considerando dos sistemas. El primero un sistema de
control que no incluirá supervisión, control y adquisición de datos
(Sistema de Control I).
Y un segundo que si incluirá supervisión, control y adquisición de
datos (Sistema de Control U): éste evidentemente corresponde al
sistema propuesto en este diseño.
Evaluemos el costo de estos dos sistemas .
5.4.7.- COSTO DEL SISTEMA DE CONTROL I
Son dos los costos a considerar, el primero un costo del equipo y
software, y el segundo un costo de la programación y puesta en
marcha.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG.tfldO
5,4.1.1.- COSTO DEL EQUIPO Y SOFTWARE DEL
SISTEMA DE CONTROL I
ítem
101
102
Cant.
1
3
Descripción
Sistema mediante controlador prograrnable
TELEMECANIQUE con las siguientes
características generales:
- 43 entradas aisladas digitales tipo relé 0-
120VAC
- 29 salidas digitales upo relé 0-120VAC
- Logiciel con reloj calendario en tiempo real, con
resolución de seg., rain., horas, día, mes y año.
- Interface de comunicación standar RS485 para
comunicación.
- Incluye software de programación PL7-2
El sistema esta compuesto de :
(1) Autómata ProgramahleTSXl? 3428
(1) Bloque de Extensión TSX DMF344 A
(1) Bloque de Extensión TSX DSF635
(1) Batería de Litio TSX 17ACC1
(1) Conector fin de línea TSX 17ÁCC10
(1) Logiciel TSX P1720FD2
(1) Módulo de conexión TSX 17ACC5
(3) Cable de conexión TSX CBBÜÜ9
(1) Software de desarrollo de aplicaciones en
PL7-2, mediante PC.
Tres supervisores de voltaje, lipo MPS 8430
SquareD. Con las siguientes características:
- Bajo voltaje
- Falla de fase
- Inversión de secuencia
TOTAL EQUIPOS Y SOTWARE DFL
SISTEMA DE CONTROL 1
P.Total
8.500.000
1.200.000
9.700.000
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #163
5.4,1.2.- COSTO DE LA PROGRAMACIÓN Y PUESTA EN
MARCHA DEL SISTEMA DE CONTROL I
ítem
101
102
Cant
1
1
Descripción
Configuración de un PLC, de 43 entradas
digitales tipo relé y 36 salidas digitales tipo
contacto.
Pruebas en planta y arranque del sistema de
control de PLC.
TOTAL PROGRAMACIÓN Y PUESTA EN
MARCHA DEL SISTEMA DE CONTROL I
P.Unit
3.500.000
1.500.000
5.000.000
5.4.2.- COSTO DEL SISTEMA DE CONTROL II
Al igual que se hizo para la valoración económica del Sistema de
Control II, para éste se considerará los dos tipos de costos vistos.
5.4.2.1.- COSTO DEL EQUIPO Y SOFTWARE DEL
SISTEMA DE CONTROL TI
ftem
101
102
Cant. Descripción
Igual al ítem 101 del sistema de control I.
Igual al ítem 102 del sistema de control i.
P.Unit.
8.500000
1.200.000
TESIS DE GRADÓ : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... PAG. #162
ítem
103
Cant.
1
Descripción
Paquete de Software para manejo y control de
procesos e i mpl ementad ón de sistemas SCADA,
LABVIEW versión 3.1.1, con las siguientes
características:
- Manejo directo de memoria
- Compilador para generación de módulos RUN-
tíme
- Librerías de procesamiento digital de señales
analógicas
- Manejo de sistemas de adquisición de datos
- Capacidad de mulüarea y/o mu Iü proceso
- Librerías matemáticas avanzadas y estadísticas.
TOTAL EQUIPOS Y SOTWARE DEL
SISTEMA DE CONTROL I
P.Unit.
5.400.000
15.100.000
5,4.2.2.- COSTO DE LA PROGRAMACIÓN Y PUESTA EN
MARCHA DEL SISTEMA DE CONTROL II
ítem
101
102
103
Cant.
1
I
1
Descripción
Configuración de un PLC, de 43 entradas
digitales tipo relé y 36 salidas digitales tipo
contacto.
Configuración del sisicma supcrvisorio.
Pruebas en plañía y arranque del sisiema de
control de PLC y sistema supervisorio.
TOTAL P R O G R A M A C I Ó N Y PUESTA EN
MARCHA DEL SISTEMA DE CONTROL 1
P.Unit,
1.850.000
5.000.000
1.500.000
S.350.000
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA... |>AG. #163
5.4.- EVALUACIÓN TÉCNICA
Eí montaje experimental construido, al ser un automatismo realizado
en base a un equipo programable (PLC). goza de características
como son :
- Facilidad para efectuar cambios
- Comunicación abierta con otros equipos
- Almacenamiento de gran cantidad de datos
- Adaptación a las tareas más diversas y complejas
Adicíonalmente, al utilizar en este sistema o en cualquier otro, los
llamados instrumentos virtuales para supervisar, controlar y adquirir
datos, se produce una modificación drástica en la manera de
construir sistemas de control e instrumentación. Esto genera cambios
a nivel de test, de medida y de procesos de monhoreo y control.
Esto debido a que todos estos procesos al asociarse con el manejo
de los llamados instrumentos virtuales, trae consigo una serie de
características importantes como son:
TESIS DI5 GRADO : DISEÑO Dlí UiN SISTEMA SCADA... PAC. # 164
- Instrumentos definidos por el usuario
- Sistemas orientados a la conectividad con redes, periféricos y
aplicaciones
- Bajo costo, son reusables
- Máxima economía de escala
- Costos bajos de mantenimiento y desarrollo
Con todas estas cualidades y mirando lo que esta sucediendo
alrededor, podemos afirmar sin equivocarnos, que esta tecnología es
la que se esla imponiendo y la que tiende a desarrollarse con mayor
rapidez.
En conclusión cuando se va a desarrollar un proyecto, será necesario
evaluar situaciones tanto actuales como a futuro. Actuales como ¡a
confíabilidad, la flexibilidad, el tamaño del sistema. En cambio
consideraciones a fu turo como el crecimiento posterior , la necesidad
de comunicación con oíros instrumentos, etc; que en definitiva serán
los condiciones que de f inan el sistema a utilizar.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA PAC. # 165
CAPITULO VI
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1.- CONCLUSIONES
1.- Creemos firmemente que el objetivo al llevar a cabo este trabajo
se ha cumplido, pues mediante éste, se ha mostrado cuales son
los pasos que se deben seguir en la elaboración de un diseño de
un sistema SCADA. Y mucho más importante que esto, es
quizás, se ha dejado la puerta abierta para que se puedan
elaborar íesis bajo las nuevas tendencias actuales, que son la
utilización de autómatas programables combinados con
programas de supervisión, control y adquisición de datos.
2.- Debido a lo alto de los costos que représenla el impleinemar
sistemas de este t ipo, es que se hace necesario evaluar muy
minuciosamente las condiciones tanto actuales como a fui uro, a
las cuales se verá sometido el sistema.
Condiciones actuales como son: la confiabilidad, la flexibilidad,
el tamaño del sistema.
En cambio a futuro como son: el crecimiento posterior . la
necesidad de comunicación con otros instrumentos, etc.
En función de esta análisis, es que se puede establecer de una
forma cenera si esta clase de sistema convendría o no
considerarlo.
TI2S1S 015 GKADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA I'AC. # I6f i
3.- El aprovechamiento de los bajos costos, combinado con poder de
las computadoras y estaciones de trabajo actuales, hacen que se
vayan abriendo nuevos caminos a la instrumentación.
Es así que se van generando alternativas muy actuales para
sistemas de control automático, las cuales aparte de la utilización
de controladores programables ocupan instrumentos virtuales,
los mismos que tienen como característica primordial el ser
construidos por el propio cliente, es decir son hechos a su
medida.
6.2.- RECOMENDACIONES
3.- Es importante, como en todas las profesiones estar al día, así que
sería interesante en la facultad, promover el aprendizaje de estas
nuevas y poderosas herramientas existentes dentro del campo de
la ingeniería.
2.- A nivel de transferencias convencionales o s tandard existen
ciertas situaciones, que por considerarles muy improbables de
suceder se dejan de tomar en cuenta, tales como:
- Falla transitoria de la red normal o del generador;
- Retorno de la energía de la red normal mientras se calienta
el generador;
- Fal la en el generador, una vez que termina de calentarse:
- Arranques exitosos del motor del grupo, pero acompañados
de cero generación.
TESIS DE GRADO : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA PAC. ff 167
Si analizamos rápidamente este último caso, se ve que resulta
por demás peligroso por lo siguiente:
Estando e] sistema en condiciones normales de funcionamiento,
el PLC ordena el arranque del grupo, dependiendo de la señal
que le entrega el relé supervisor de voltaje del lado de la red
normal, en este caso específico; el motor ha arrancado
perfectamente, pero es el generador el que no genera por algún
problema en el sistema eléctrico.
Bajo estas circunstancias el supervisor de voltaje del lado del
generador, al no encontrar señal de voltaje alguna, emitirá una
señal de no arranque del grupo al PLC, por lo que éste, volverá a
ordenar e! arranque. Produciéndose daños en el motor de
arranque.
Se estima que una forma de evitar esta situación, es intercalar en
el circuito de control del motor de arranque del grupo, un
contacto normalmente cerrado proveniente del trompo del motor
de aceite. Este contacto se mantendrá cernido, mientras la
presión de aceite sea menor a un valor dado, el cual solo se
superará en el caso de que el motor este en marcha. Una vez que
este contacto se abra, no será posible volver actuar sobre el
motor de arranque.
ISSIS DE GRADO : DISEÑO ÜE UN SISTEMA SCAÜA PAC. # 168
En los grupos electrógenos recientes, ya se dispone de una
protección llamada £<OVER CRANK", la que evita operar sobre
el motor de arranque si el motor del grupo se encuentra en
marcha.
De allí nuestra recomendación en el sentido de que estas
observaciones sean consideradas necesariamente, al momento de
realizar una apIlación real.
TESIS : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA...
REFERENCIAS
Ref.fl].- NFPÁ; "NATIONAL ELECTRICAL CODE NEC";
Quincy;USA; 1995.
Ref.[2].- Square D; "CATALOGO PRODUCTOS DÍGEST"; USA;
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Ref.[3].- Square-D; "CATALOGO DE CORTACIRCUITOS
TERMOMAGNETICOS ENCAJA MOLDEADA"; USA; 1993.
Ref.[4].- National Semiconductor; INTERFACE DATA
TRANSM1SS10N DATABOOK" ; Califoraia-USA; 1994.
Ref.[5].- Advantech; TOTAL SOLUTION FOR PC BASED
INDUSTRIAL AND LAB AUTOMATION; USA; 1995.
Ref.[6].- Advantech; ADAM 4000 DATA ACQUISITION
MODULES USER'S MANUAL; Taiwan; 1994.
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PLCTSX17"; Francia; 1993.
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LÓGICOS PROGRAMADLES "; EPN; Quito-Ecuador; Nov. 1993.
TESIS : DISEÑO Olí UN SISTEMA SCADA...
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AUTOMÁTICA DE CARGA Y SINCRONIZACIÓN PARA LA
ESTACIÓN COTOPAXI UTILIZANDO UN CONTROLADOR
PROGRAMABLE "; EPN; Quito-Ecuador; Nov. ] 993.
Ref.[IO].- Telemecanique; "PL7-2 INICIACIÓN A LA PRACTICA
DEL TSX-] 7"; Francia; 1.991.
Ref . [ l l ] . - GROUPE SCHNEIDER; "CATALOGO ABREVIADO
DE TODOS LOS AUTOMATISMOS Y SUS SOLUCIÓN";
Francia; 1993.
Ref.[12].- National Instruments; "LABVIEW PARA WINDOWS
DEMO"; USA; 1992.
TISSIS : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA...
REFERENCIAS CRUZADAS
REFERENCIANúmero
#1#2
#3
#4
#5
#6
#7
#S
# 9# 10# 1 1
# 12
Página
# (230/72)#(10/3)# (2/2)
#(8)
#(6)# (S/5)# (8/8)
#(8/186)#(3-17)#(3-21)#(3-18)
#(1/14)
# (25)
# (32)#(10)#(10)# (36)# (38)# (9)
# ( 1 3 )#(4/16)
#(!/6)
TESISPágina
#16#19#26#20
#21#41#42#51#45#51#53
#58#46
#48#55#75#75
#75#83
# 1 1 1
# 134
Descripción
Bomba de incendioDiagrama breaker motorizadoMPS supervisor de redManejo de contactos breakermotorizado
Microinterruptor de alarmaTransmisión desbalancedaTransmisión balancéelaTipo de cableCaracterísticas del standar RS4S5Distribución de pines DB-25Características tárjela convertidoraRS-232aRS-4S5*
Especificaciones estación industr ia lDiscontinuidades en la linea detransmisión
Valor de la resistenciaCaracterísticas del controladorCaracterísticas del controladorDefinición de PLC
Definición de PLC
Potencialidades del PL7-2Elementos Telemecanique disponiblesen el mercado
Características del programa deinstrumentación
TESIS : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA...
BIBLIOGRAFÍA
- NFPA; "NATIONAL ELECTRICAL CODE NEC"; Quincy; USA;
1995.
- Square D; "CATALOGO PRODUCTOS DIGEST"; USA; 1993.
- Square-D; "CATALOGO DE CORTACIRCUITOS
TERMOMAGNETICOS EN CAJA MOLDEADA"; USA; 1993.
- National Semiconductor; INTERFACE DATA TRANSMISSION
DATABOOK" ; California-USA; 1994.
- Advantech: TOTAL SOLUTION FOR PC BASED INDUSTRIAL
AND LAB AUTOMATION; USA; 1995.
- Advantech; ADAM 4000 DATA ACQU1SJTJON MODULES
USER'S MANUAL; Taiwan; 1994.
- GROUPE SCHNEIDER; "CATALOGO DEL MJCRO-PLC
TSX17"; Francia, 1993.
- Ciñienies J u a n ; "ANÁLISIS TÉCNICO ECONÓMICO Y
POSIBILIDADES DE APLICACIÓN DE LOS
CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES "; EPN;
Quilo-1-cuiidor; Nov. 1993.
TESIS : DISIiNO 015 UN SJST1ÍMA SCADA...
Ortega Edgar; "SISTEMA DETRANSFRENCIA AUTOMÁTICA
DE CARGA Y SINCRONIZACIÓN PARA LA ESTACIÓN
COTOPAXT UTILIZANDO UN CONTROLADOR
PROGRAMABLE "; EPN; Quito-Ecuador; Nov. 1993.
Telemecanique; "PL7-2 INICIACIÓN A LA PRACTICA DEL
TSX-17"; Francia; 1991.
GROUPE SCHNEIDER; "CATALOGO ABREVIADO DE
TODOS LOS AUTOMATISMOS Y SUS SOLUCIÓN"; Francia;
1993.
National Instruments; "LABVffiW PARA WINDOWS DEMO":
USA; 1992.
z
TESIS : DISEÑO OJÍ UN SISTEMA SCADA...
ANEXO # ]
ESPECIFICACIONES MÍNIMAS DE UNA ESTACIÓN DE
TRABAJO DE TIPO INDUSTRIAL
- Estación manual acorde a la norma NEMA 4(EP56) y
NEMA 12(IP52)
- Panel frontal a prueba de polvo y agua
- Panel adecuado para montaje en un rack industrial de norma EIA
RS-310C 19"
- Backplane pasivo con 6 slots JSA
- Monitor de alta resolución (1024x768pixels) de 14"
- Teclados frontales tipo Membrana
- Puerta de cobertura para acceso al disk drive
- Conector frontal y posterior para teclado
- Dos ventiladores para evacuación de calor
- Pan ta l la protegida conirn impactos con cobertor en Lexan
TESIS : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA...
- Fuente de poder tipo switching auto-regulada de 150W mínimo
- Una unidad de diskette de 1.44Mb
- Rango del voltaje de entrada AC: 90 a 132 V
- Dos ventiladores con filtro removible
- Teclado de membrana frontal con 27 teclas de ingreso y 12 de
funciones
ESPECIFICACIONES DE LA UNIDAD
DE PROCESAMIENTO
- Tarjeta de CPU tipo " All in one", con l,44Mb en ROM disk
- Procesador 486DX2-66Mhz, AMI BIOS
- Controlador de floppy disk y de disco duro tipo ÍDE incorporado
- Dos pórticos seriales norma EIA/TIA-232 y E1A/T1A-4S5
respectivamente
- Un pórtico paralelo bi-direccional
- Watc.li dog timer programable
TESIS : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA...
- Chip de reloj calendario en tiempo real, con batería de litio de 10
años de respaldo
- Canales de DMA 7
- Niveles de interrupción 15
ESPECIFICACIONES DEL DISCO DURO
- Compatible con controlador IDE
- Formato 3,5"
- Velocidad de transferencia de datos l,25Mb/sec
- Parqueo automático de cabezas
- Corrección automática de errores y reintentos
- Capacidad mínima 345Mb mínimo, 15ms
TESIS : DISEÑO DE UN SISTEMA SCADA...
ESPECIFICACIONES DEL MONITOR
-SVGA
-CRT tamaño 14"
-Dotpitch: 0,28mm
- Video Signal: 0,7Vpp/75Ohms
- Display color: Unlirnited
-Resolución: 1024x768
- High frecuency: .30.3SKHZ
- V frecuency: 56-92KHZ
- Alimentación AC: 100-260V autoranging, 50-65Hz; 60watts
TSX17micro-PLC
- i ^SSÉvMSM
Combinalion and inslallation rules
Combínaíion rules
Conligumlions rflust cortloim 10 llio laUle below:
. TSX 17-10 flndTSX 17-20 micro-PLCs used wilh PL7-1 languago can ba extoncfedby Zdiscreleeilension blocks ormodules (¡I ¡s poasibía to mi* di I taren I blocks una modules).
. TSX 17-20micro-PLCsusodwt)iPL?-2languagecanbooi!endedb/3discrelQe)ileiis¡oo.analoguoo<eommunicalionblocks or módulos and I UNI-TELWAY adaplor module (it is possible lo mtx ditíerenl blocks and modules).
PLC Lnngungobasa
TSX 1702028TSX 170 2002 PL7-1TSX 171 2026TSX 171 3428 PL7-1
TSX 171 2002 PL7-1
TSX 171 4002 PL7-1
TSX 17220Z8 PL7-1TSX 172 2044
PL7-2
TSX 172 2012 PL7-1
PL7-2
TSX1723J2H PL7-1TSX 172344-JTSX17B 1428 ÍS) PL7-2
TSX172JD1Z PL7-1
PL7-2
Man no. oíe*Ie«slons(U
0
2
2
2
2
3
i2_
3
2
|3_
2
3. . ..
Discreta J/Ó Extensión modules UfJI-oxtensiorc blocks TELWAYTSX DMF TSX DTF TSX SCG module242A -100 11.1342A TSX DGF TSX DSF TSX AEG TSX ASG TSX 17344A 1400 (401 B04/81Í 604/612 |63S 411. 200. ACG5
v - • í -•m-^-.r:i----;fei':iir Y 4 , ;t- • "• 'Y
, ' • : - . lf"" •• ~~:l — j; ls •
iii U~ -,-'.í-l¡«.>*i,...i.i». :. ;,.",.i i(, :i---¿ ¡f
- •;-. - *. •. -.-X-j:-- »..«• -;r ;.Mt''*;-;r t'• -;- . ,- = - . - , - ¡t -• *íí)' (3)
• > i .•-*;.-. . -. 'i' '• '-•' ..r.i;vi....)t
•': • : ' - ; - ' ' " ' • : - . ' " "V ""." 4 "• (3)
fíl " :'f2) (31
13)
'• Combination possiblo
Combinalion nol possible
Juding TSX 17 ACC5 UMt-TELWAY odapioi modulo(2) The — 24 V scnsoí power suoply pfovided Dy Dio PLC baso or aíi ofensión block can only supp'y cno cutera.:-1
module. An cxiernal ~. 2¿ V pon'ei supply musí bo providcd when several extensión modules are useo(3) Ono modulo per PLC Dase(4) The rnanirmim number oí TSX OSF 635 modules is 2(5) Tho TSX 17B J42B micro-PLC is uced wilti PL7-2 language.
Installation rules
Eilenslon blocks
Analoguo nnd communicntlondlscrclc cilcnslon modules
TSX 17-20 mlcro-PLCeiatnples oí l.iyout[in PL7-2 longuage)
Slailing from Iho PLC baso {add'ess 0} discreto or analoguo modules or blocks can be added in any ordoi. Tho las!extensión blocít or module musí bo litied wilh a TSX 17 ACClO end ot lina adaploí.
Add'ess blocl< nisconnecied lo oüatoss block or module n-l using a 0.32, 0,90 or l.Srn. cabio. Tho lotal leogiti oí aücabling musí no I oicoed 22Qjn.
Adüioss block nisconncctcd lo addressoloekoraddress module n- 1 tisingacablawhichisincorporaled mío tiloAddiess modulo n is there!o<e ainays localcd lo Iho righl oí adúress blocK oí modula n-1.
2'• TSX CBS 003 conncci'fig c.«-lií. Iflnglh O 32 m.
..___TSX.CBB 009 conwct-ng cabio, lon^ih O 90 mCabla builI mío eilcnsíon module.TSX 17.ACC JO crwf ofjsnoadaptqf.
di J-
(3JÍ
*.
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'"*Í,
•>*>;''?
/•'
"í'f• :*j. ~A>•''•>*?v:
i
TSX17micro-PLC
Characleristics
í Power supply Characterisíics
Allcrnatmg 110...24Q V ; Dlrect24 VPLCflases TSX I70./171--M72.. : TSX 170../171..Extensión bfocks and modules TSX DMF242A/3. .A ¡ TSX DMF 400
Powcrsupply Rated "o 110.. .240 V m2-!V' vollaqe Limil I 90.. .264 V — 19.2...30 V 111
Froaitencv Raled ' 50/60 H i 1-! Llmil U7,,.63Hz 1-
Powcr PLC 142 VA ¡ 21 Wrequlrcd Enlenstón 1 31 VA ' 5 WPiolecied sensor hr:24V/0.2SA j -
1 powor supplv 'Primaryíground 1500 V rms/SOHz [Nonaisolation iConlorms to slandatd JEC 65A [Yo* Yes
Input Characterisíics 121
Isolnlcd Inputs — 24 V 'llon-lsolatetí !npiilsrr:24 VPLC bases TSX 170. ./171. .172. . TSX 170, ./171..Eílenslon blocks and modules I TSX DMF 242A/342A/401 TSX DMF 400
TVPC Q| inouts Isoialed 'Non-lsolaiedRalcd Voltogo ' ^-. 24 V "TT: 24 VInout Cu'feni ' 7 mA 7 mAvalúes Sensor power TT: 19.2.. 30V(1) TIT. 19.2...30 V{1)
Loqlc ' Pcsntvo PositivoDlsplay oí cacti Input PLC sido PLC sidoSonsois commoncd • To + 24 V oí sensor
pcwcr supply (3) To *• 2¿ V oí power supplyLimlt Aíslalo 1 Voiiaoe « ' I 1 V a 11 VInpul Cuncnl 1 2.5 mA lor U = 1 1 V £ 2.5mA lor U a 1 1 Vvalúes AislaloO Vollaoo 5 5 V < 5 V
Cutrent <l.4mA S1.4mAInnut imocdancc 3 2 3 7 ki) 3 2. -.3.7 ktlHcsponii! Fiom stalo 0 tosíale 1 4 b ..12 ms 4.5...12mslimes Fíomstalo 1 to slalo 0 4 5 ..I2ms á.5...12mspowierdissloalicnocr bointot 1 • 0 17 W 0.17 W
' Exlcrnaí une íesisiance < 500 si S 500 £1lino Leakago rcsistance ¡esokll a 30 MI
Isolation Balvicen inouts and Ous ^ 1 0 Mil lo — 500 V MonaTypc OptO'COupler
Conlormstoslaiidard . Cláss I Cláss 1
Com paliólo wilh TclcmecaniquH Yes Yes2- and 3- vvira scnsoia
¡ Dircct 24 V' TSX 172..; TSX DMF 401
^24V-I9.2...30VI1)-i-28 Vi
. 3W
r1 1500 V ims/50 Hi
Yas
Inputs i- 1 10 V . Isolatod Inputs — 24 VTSX 172..
! TSX DMF 344A/DEF 804 TSX DEF 812
' Isolaled Isolaied"\,1ÍOV{47...63H;) — 24 V
15 mA 15 mA• -vea... 132 v — i9.2...3ov(i)
PositivoPLC sido PLC sido
To * 24 V o* power suoolv2 74 V í 1 1 Ví 6 mA lor U = 74 V i 6 rr Aí 20 V S S V
• 5 4mA £ 3 niA5.B. 9.5U1 1.5 . l 7k'.j5...33ms C IBf^sil,..50ms 4.. 13 ms0.2 W 0.35 WS Ikíl fi 5GU 11Í30M1 23ílk!lLea^aoecapacilvs lOOnF1500 V rms 50/60 H* í 10 MU te -- 500 VOüto-couolor Qpto-cQup'crCláss 2 Cláss 2
2 a c. wires Yes-V.110V
Characterisíics of event-íriggered and fasl couníer ¡npuls (2)
Inpuls ' Evonl-lrlggeied Fast couníer
I ' ( ' "•Raleú VollatJO 1 r- 24 V h 24 V •valúes Cur<enl 1 S mA 1 5 mALlmlt Al stato i Voiiano .' 1 1 V a i i VInpul Cutrenl . >GmAlorU = 11 V aGmA!o rU = l1VvaliiBK Á t R J a l o O vnltago *. fi V 55 V
r.urtpn! • 3 mA S 3 mA
77t5V
38 mA22Ví 6 mA lor U « 2 VS I Vs3mA
Immunlly Chango liom statc 0 to ' 0 15 1 ms Máximum Irequency permittedChanoo Ifom slalo 1 lo 0 ' 0 3 1 ms ~ ' 2 KHz
Isolallon Beiwcun mpuis and Ous : '0 r/u to ~ -. 500 VTVPC Oolo-couplei
Compatible wiin Tclomocanique Vi>s Yes3- nnHa- wiio sonsors
--_
•-
t (21 Inpulcliaraclcrisiics aio givc" lor a c.iQ tale o! fiO % (number oí mputs si mulla noously al stata 1 in relation lo lolal nijmber of inpu<<-,i(3) Eicepl TSX Dl.ir 401 sensors «wnrTroncd lo «2" V oí powcr suppiy.
Qi,,.™*.™,». n
Ff!5?ív'^ •kl jy&•£:*:• •' -
Type o( outpuls
Characterisíics oí relay outpuls [ij
PLC basesEílenslon blacks ancl modules
TSX 170 2028, TSX 17! 2028/3428, TSX 172 2025/2044/3428/3444¡TSX DMF 242A/342A/344A.TSX DSF 635
'. Relay. 1 rJ/Q coniacl per ctiannel
Alleinallng Vollagocuttenl Poimittod poworloads iorAC-11 opoialion
Direclcunentloads
VoHarjePeimittad power
1^24 ... 240 V_ __19 VA with4B V SU S 240 V (orí O x ¿Ó" opófotjng cycles '"¡as VA with2"4 V.SU S_4Ü Víóf0.2YÍO*ppéiálingcyctesj
i ;5j}W'^imjÍo'VjÚ,^4ÓV¡QM > iffppjraiirifl cycles"I
- 2 4 V
lo( DC-ll operalion [ 10 W wiih U = 24 Vlor 1 x 10*operalingcyclo3Dlsplay ol_ench outpul PLC silla
Thermal curren!L ea ka g c_ c u rre ti i n I s t n i c o s 1 mA lo 220 v-50 Hz
flosponsctimes
Ai aciiyationÁ! deactivmion
j_6 10ms_~s 20" ms
Isolatlon Betwecn oulpuls ¡1500 V rms-50/60 HÍBetwoen óutpuls añdjjus. 11500V"rms-50reÓ Hz "Type ' '_'_'_ .ri"¡H¿!a_y
BulII-In Againsl inductivo |prolectlori _ overyoltages «yv ;f.1OV IZNO) RC suppressor pn eaeh oulpulExterna) Agamsl shon-circuils jprotcclion arid ovcMoads _ 1 quickblow tuse pt_laM jrian3A_gn_Bachjjulputrccornm- Aga^nsí tnduclivecndcd ovorvoilages in — Fly wnee[ diodo across load T .._Compalibiev.ühTSX 17PLC' " "mpuis. — ?4 V ...Ya?
Characteristics of transistor oulputs (i)
PLC basesEilcnsion blocas and modules
TSX 170 2002, TSX 171 2002, TSX 171 4002-TSX DMF 400
TBX 17! 2012. TSX !72a012TSX DMF 401. TSX OSF 61!
Type cf outputs Transí stors. non proiegod'—24 V'2A(2JrÁ"(3J
.To"--' gl powei supply
'— 19.2...30V[4)
Direcl Nominal vottagoCliricnt Nominal cu»enlloads Nomin.il cutronl v.itli '.; 3.2 A [2) l.G A (3)
2 outpuls m paral!el_ _ _ _ T _Tungstenlilamentlamp .1.0 W __ _
Logic \aDisplay oí each oulpul .PLC BidéLoads commonedümilvalúes volwgoLcakage curren! al slaloO .._ ._-.S_l.!ü£ñoslüual vollayu niélalo 1 ¡lor ratcd cunen! ;ri O 5 VHesponsc Chango dom slate O to 1 _ S 100 [is__time Cüni'-jij t'Ofn siale 1 toO.<200jisIsolallon Bolwcen oulpuls and bys_None___
lypo 1-.Built-in Againsí snon-eircuitsptolcclion and ovcihiads .. ono
Ayninr.t mducbve
Transiílars. prolecledU — C 4 V
0.35Alo5S"C;O.S A t o S S~0.63A lo55"C:09Ato25
^8W _."_L_^ 1.".
^PLCsiOO '__ "'_^To"-*OlpO«er Supply
rTT l93 .30V(4).SÓ.1 mA
Cofnpai.blc.-.iin Itx 17 F'LCinpuK. -. 2J VMeéis standard ICC CSFast oulpuls cquippct) tviltiZcncr diodo discliaigeciícuiidi O.iinii i;ti,Ta[:ií'irDUi.'futa O to 3
'Yes
Yes'Yes
f 1.3V
,11" "_ "s 100(iS" " ^>?OOjiS
l U 1¿ 10 UlJ Ki ;v-.§ÚOV_C^Jio-couplo"Ihcimai proipttion (reseí ,
_ __ switeriing o" llie aciuaio' .
Yes
•ica'ly or by
Vos"Yes
Ali __ 00 and Oí oulputs• uivcn 'oí a load lale oí 60% (numbot oí outpuls simullaneousli al stair> 1 m ifMlion lo ic'a'ID 4CJ02 and TSXDMP^OO; O and 1 on TSX 170 2002 and TSX 17! ¿002
(31 Oulputs. 4lo I5oii TSX 171 4002 Ond TSX DMF 400. 2 lo 7 on TSX 170 2002 and TSX 171 pQWíI-H ••
'*
TSX17micro-PLC
Characterisíics oí triac outputs
Altetnating Typecurrenl Nominal voitagg
Nominal tregüency
y pteach _gulput_ PLCsicJe
Límll Vpltage ;93.5 ... 132 Vvalúes Pea^i Currenl when ¡
Bwitclied on "1_0 A_qn_B fepeliliva cycles once per second.Toiat load ¡nmodule _|3 A_mS)t (2).Frqguency '47 ... 52 Hz
Responso Chango (rom slale O lo J ;_1_/2 period * 0,5 mstimo Clianga f''prn.sja!_ej_tojj_jSj/2 pcriodLeahage currenl at_s_late 0_. i JlmA, _
I nominBl> 50 ni A ^ £ 3 VResidual . ___,voltagc |al slale I 25 mA < I nominal < 50 mA^s 13. V
Bultl-ln AgaiiSI indudive ¡protecllon overvoltages 'MOV (ZNO) and RC suppiessor
External Against shorl.circuits 'prolcclion and oi/ailoatís !teconimendcd '
. 1 quick blov/íuse : ralings3.1S Ann each outpul
Compatible witln. 110V 'Senes 7 PLC outpuls 'Vos.
ConlorniE to stanllards
Isotatlon Ron
! IEC 65A-NF C G3B50~UL-CSA
Characteristics of analogue timer module
Analogue timer module 'TSX DTF 4DO
Valúes _. Mínimum
Delayilrne nango .1ivllh Interna! Rangc2polenliometer Rango 3 __
Range.J
Dclay time nanga \)with Rango 2 (3)cilernal 1 I.H2 Rango 3 (3)polontioincIctRange 4 (3)Inlernal polenliometerEilernal Valuépate/itioinelcr Power(•i) Connecting cabio
Tcmptraiuie drill '•(witn inlernal poleniíorneierj '_- „__ ?*•Oporaling lomperature 'Ó 'C __ __. 55'C)i) Oijipul ctmMctoriEtics are givon Iota load rale oí 60% {numbeiD¡oufputssimulianeousV aíslate 1 <n relation loioial numoer oí outpuK)(2) Ternperaiure ümp il UA > 40 "C
- ¡leí nu:,r'sil (i 017 A/ C: in module - 007A/°C• Píouri'ii! - l 0.017». (uA-dO); I/modulo s 3-0.07 x (UA-tOj
|3| Minimijm v:iiu»s mili inteinal poienliomoier at 0. Máximum valúes wiih inlernal polenliofrieie/ al 220 kil
0.1 s(í.lBs1 s
•10s
3.1 s0.15s
•1 s' IDs'O fJOlí0.5 W
o
1 S1.5 SlOs100 s
6s9s60 s600 s220 Mí1MIJ-5 m shicided
Micro-autómatasTSX 17
Mícro-autómatas de base TSX 17-10 no extensibles
* "tWWEWWCTl' i E/S
rj ^'jttrja" 'X-UQ...24DV 20
- - * " —24 V 20
N" de entradas H* do salidas?7t24V
12 E aisladas 8 S relé
12 E no aisladas 8 S transistor (2)
Referencia (1)
TSX1702028M
TSX 170 2002M
PesoJíB
USO
1.610
x J70202BM Micro-autómalas de base TSX 17-10 extensibles
Alimón loción N*E/S
•V110...240V 20
34
4 i _-_ „_ — 24 V 20
,_J^_, •_--,;, 40
11 HUÍS :" " Micro-oulómalas de ba
- Txttm^.-M . Alimentación N"X 171 2028. E/S(4)
•\-nO...Z40V 20
34
— 24 V 20
. =*— «« -—..—. ^ . Qg^ucfiQg micro-soltive
" " • - fiosOAi! rta mñduIíK do oirpriíiór"" ••'•'•*-"' "-— ' - g/s j\ fj. Inteligentes
ÍX 1724012. TSXDMF/DSF TSJÍAEGTSX DEF/DTF TSX ASG
SI No
Si
N» de entradas M* rJu salidasn:24V
12 E aisladas BSrelé
22 E aisladas 12 S relé
12 E no aisladas 8 S transistor (3)
24 E no nisladns 1 G S transistor (3)
se TSX 17-20
N9 do entradas N1 tíe salidasaisladas
12 E rr. 24 V BS retó
12E-X. 110V SSrolé
2 2 E - 2 4 V 12 S lele
22 E 1-1 10 V 12 S icio
12 E 77:24 V 8 S transistor |5)
24 E rr. 24 V 16 S transistor (Sí
re PL7-2 para TSX 17-20
Cornuriica- Heloj-Acopladotes C'ún loma calendarioTSX SCG terminal
No No _ No_._
No Si No
Si
Si Si No
Si
Referencia (2)
TSX 171 202B.
TSX 171 3428.
TSX 171 2002.
TSX 171 4002.
Rale renda (2)
TSX 1722028.
TSX, 1722044.
TSX 1723428.
TSX 172 3444.
TSX 1722012.
TSX 1724Q12.
Referencia
TSXP172ÓFA
TSXP1720FH
TSX~PÍ72~OF"cf(6Í~™
TSXP172DFDH6)
Poso_ Kg
1.590
1.690
1.610
2^080
Peso
1.620
1.G20
1.690
1.690
1.610
2.080
Peso
kg
0,040
~Ó.04Ó"
0.030
-o.wb
0.04Q
71.. Cartuchos memoria
3XMC70E-. Designación
Salvaguarda de memoriaprograma
Tipo Capacidad
EEPROM 8 K octetos
24 K ocíelos
EPROM B K ocíelos
24 K ocíelos
Referencia
TSX I.1C70 638
TSX"MC7~6"H324 ~
TSX MC70 52S
TSX"(.1C70 É224
Pesoka
0.040
TW§0,040
aoió(t) La toí'B. M significa que el producto se suministra con una Oocumeniaciún multi-idioma francés, (ñglés. a'eirián,iialrano y español.(S) El * se sustituye por una F para que el producto se suministre con una documentación en dances, pot una E parauna documentación en inglés.{3) Salidas no aisladas, no protegidas contra los cortocircuitos.(4) ÍJo incliiyen »i las 2 onlrndns rílpidas ni la do cO'itnje lapido.(5) Snlidaí nisiad.is ("olcflid.is contrn tos ccnocifcurtos(6) Anula y roniptaza los carluclios TSX P17 20 FC'FI)
Microautómaías TSX 17
Extensiones de entradas/salidas "Todo o Nada"
Designación AlimeniaclOn N' do enligdas N« de salidas ñolerencia
Bloques do -\,] 10...240 V 8 É i 24 V aisladaseitenslón
TSXDMF2-12A Í750Q
22 E — 24 V aisladas 12 S relé TSXDMF3J2A
22E-V. HOVaisladas 12SraIi TSXOMF3WA
Z-\ — 2J V no aisladas 16 S Iransislor(l)
24 E -^ 2-1 V aisladas 16 S ¡ranslslor (2) ISX DMF jOl^
Módulos do Aulúmalsextensión de Dase
8 E =77 2-1 V aisladas
0E-\ IJOVaisíadas
TSXDEF012"
6 S relé TSXDSF635~
6 S transistor (Z)
6 S tríac
TSXDSF612
Elementos separados
Designación
Pila litio
nolerericiaunitaria
Visualiza clonnumérica PL7-2
Adaptador
Pa'.i sa iva guarda memoria RAM(progioma y O a tos)
Pam7SX 17-20
TSX17ACC]
Pnrn liri do linea (so coloca sobro elúltimo Bloque/módulo da extensióno módulo inlelipenie)
TSXI7ACCIO D020
Cabios de encadenamiento Para bloque Oe eulcnsifln Long. 0,32 mLong. 0,32 m '
Long. 0,90 m i
Long. 1.60m •
TSXCBB003
TSXCBBD09
TSX CBS 016
0.110
0.180
0.250
Cante do conexión Paro contaje rápiüo Long. 2 m TSX CCB 020 Ü.22Ú
Caneclor ni.iclio do9 puntos, contnclos tipo Dconcjpá ritciaj.o-plástica
Somerosde simulación
Conoxión soDre TSX-AXT200
15 bo"ias paro 12enlraoas
2J bomas pata 22 entradas
TSX CAC 04
TSX17 ACC3
TSX17ACC4 ^._ 0,350
\\) Salidas no aisladas no prolegiclns, oJ bJogue TSX DWF ^00 sólo~6o utiliía con los áüTúmaiaFfsx I7Í 2002 oTSX 171 JOU2(2) Salidas aisfarjas protegidas contra los eoriocircuilos
!.i,%v'f*
.;•*;.>„-
l¡•••3K3::;l?|
lf...:.<fa
; • •_
- • ]1
B
-!
:V{í
• -i
Micro-autómatas TSX 17
Módulos inteligentes
í1
i
i
i
t
Módulo de temporización analógica •
[i?Vy-^ Designación Polen- Gamas de 1 lempos/viajen segundos)u ^~ — — ciómoiro Camal Gama 2 Gama 3 Cama 4
íloloionc.a Poso (ko T
| __ \r Inlomo 0.1... 1 0.1S...1.5 1...10 10.. .100 TSXDTF400 O.¿90 '{1 lec¿wrai analógico Enlomo 0.1. ..6 0.15. ..9 1...GO 10. ..600 f
" 1 " ' — :
. „ ; Módulos de entradas/salidas analógicas |
Tipo Playa nominal Resolución en N'deTSXDTF400 ^ señ 3 ido entrada p]aya_npminjil vlas_
Entradas Tensión • 10... t 10 V 10 bits i signo 4
-- . SOjiy* Conicnlo 4-20mA lObits 4
Salidas Tensión - 10...* 10 V 10 bits t signo 2i
TSX AEG 41 1 . Corriente 4-20 mA 10 bits 2
p33í£. Módulos de comunicación
3 65253 Designación Unión
í lRZ^aj Acoplador RS232C'Modem\1 ^ITrXZa cadena üe caractO(Cs| * | Fiill-duplc»'• „. __. Moübus/Jbus
inaeslio/csclavo
TSXSCG 116 1F Acoplador Estación maestro/esclavobus UflI-TELWAY RS 4B5 aisladoModbus/JbUB UNI-TELWAV
„ tiioestro/esclavo
í; s Adaptador bus Estación esclavo{i í, ¿_, UtJI-TELV/AY con cable loma lerminal
J'''TpfrlC9 (suministrado)
'•íl :"1
Re íor encía Poso I(1) ka -
TSX AHG4110." "0,490 I
TSX, AEGJ111 0,490 I
TSX ASG 2000 0.490 "
ISXASGIOOI 0,490 ;
TSXSCC 113 1. 0 ~Síi
TSXSCG 1161. Os'JD
TSX17ACCS. O^SO
4-^•\íl--"--j Elementos separados para módulos de comunicación •
TSX17ACC5F Designaoón UUInac¡on * Lo'ngitud Rele>er:.i re::
Cables Do un Mooom a\ mdoconeiión módulo TSX SCG 1131.
Do unpc'itcricoal 5mmódulo TSX SCG 1131.
TSXCBfJOÍO C.3ÍO
TSXCBP050 OJ-:3
(ii LI-Í -'lu'iiric.'i a? crit:,-i a as/salidas analógicas necesitan que los autómatas 09 base TSX 17-20 esun í.ai,.ctio n-icrO'í.oll-.vnrc PL7-2 . 1SX P172QF/FAÍFB O do un cartuctlo micro-SO^.'.a'ü I'L7 ,jequI.iciónTSX P1720 FC1/FD1.r?) »l ' • ,1. •!,- I t if:iT.!ii(,ia. SUSIiluii Cl - ful '
un.i F ;'.ira m¡c e' U'OOucto se suminruro con Oocumcntaaón en francés.• i.ra E ;-.v;i i i¡" 6¡ [ircCucio se sunwnsirn con qocucnenlación en inglés-
- • • \ v v - ; . ' - : ' - : : . -
Terminales de programación
Iiii
. . ¿ yRolo jen da Peso í 'r— -^
kg. j Jffl
TSX DTF4QQ . ' . 0.490 j j /£
Terminales económicos de bolsillo
r-a' Longuaja UtilizaciónEs3
p l ' PL7-1 Piogiiimación y ajuste*; . _TSX.I7.m!20_
33 ; PL7-2 Ajosie
Idioma Tipo Roloronciautilizado ao alimón tación
Multi-idioma Para loma ternmal TSX T317 OF(1) autómata TSX 17
TSXT3170F
Rol e r uncía(U
TSX AEG a 110
TSX AEG 4111
TSX ASG 200Q
TSX ASG 3001
fe sofegO.J90
Terminales gráficos portátiles
"sí*?
Poso
0.500
TSXSCG 116 1.
TSX17 ACCS.
TGX CB11050
*TSX CBP 050
Peso
.MI -
0.360
0.3SO
Ce (jaso TSX 17-20 estén oquipaaos deo .mero sofiivoro PL7-2 can ¡unción do
Lenguaje
PL7-IPL7-2
SegúniipodoctWuetio(ver más adelanie
Tipo de luncionamionto Rolorgncia
Coneclado en linea (2) TSX TJ07 O
Conectado en l[noa (2) o TSX T407 1autónomo i. 1 10/220 V(ca[a TSX TA 42 suminisfada)
Peso
0,430
Peso
2.000
Cariuchos softwares para terminal TSX T407
Lenguaje Utilización idioma uliliiado
Programación y ajusto Francés(lenguajes TSX 17-20Grafcet y docontactos] . . _ . .
¡JL7-l Exploiación gama Seno 7 Mullí-idiomal'L7-2 AjusloTSX 17 (1)PL7-3
Elementos separados y de repuesto
Poso"g
TSX TS4 SOOF
Designación
Calilo De unión impresora
Adaptador para conojión TSX 17-20
Cable üe salida dol adaptadorTSX 17ACC7
AOaplodcr para conei'dn cartuchoEPROM TSX MC 70 E-* para TSX 17
Uoiradoi da cariuchos EPROM
Caja do aumentación 'v. 11CX220V
Cnble 06 unión
Utilización
TSXT317
TSX T4Q7
TSX T^07
TSX T-107
TSXTJ07
Alimentación -\ 220.240 V
Alimentación "o 1 10'1Z7 V
Suministrada con TSX T-:J7 i
Autómata/Terminal TSX TJ07
IV '•: ri".;,.-.
TSXT317 CD1 02D
TSX CD5 030
TSX 17ftCC7
T S X C T C 0 3
TSX 17 ACCb
T S X E P E l
TSXEPE2
TSX IA42
TSXC1A4 ;0
PC5vhg
0,170
0140
0.790
...'.P.-.?9P
0.320
3.000
3.000
0.2ÍO
0250
fuñón ai ua'TSpono TSX TJ07
(t | M ul ti -idioma : ¡ranees, atemín. inglés, español. itaUanoi?] Para que funcione conectado al TSX 17.20. pedir un aaapladof TSX '7 ACC7
X3NV
Imog
ine u
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us e
spec
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le ofr
ece
una
metod
ología
de p
rogr
amac
ión re
voluc
ionar
ia,en
la q
ue u
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