Planta Área Equipo VC Acción sobre VC

Sección

Caracteres

1 32 4 5 6 7 8 9

GUÍA PARA LA ELABORACIÓN DE LOS PLANOS DE LA PLANTA, CON BASE EN EL ESTÁNDAR DE SIEMENS: CEMAT

IDENTIFICACIÓN DEL PROCESO

En un proyecto de automatización, lo primero que se debe hacer es identificar claramente el proceso, es decir los diferentes pasos que debe o deben pasar las materias primas para obtener al final el producto deseado.

Cuando se tiene una visión general del proceso, y de los diferentes equipos e instrumentos que este involucra, se divide el proceso en planta en áreas.

Posteriormente cada una de estás etapas es dividida en secciones.

Cada área y cada sección tienen un código asignado mediante una nomenclatura asociada, para identificarlas fácilmente y diferenciarlas. Además mediante esta nomenclatura se selecciona también las señales que se van a manejar en cada sección.

NOMENCLATURA

Para identificar los instrumentos, actuadores, equipos y señales que existen en la planta 1, se utiliza un código alfanumérico de 9 caracteres conocido como TAG, quien permite una mayor organización de la información a manejar y evita redundancias o discordancias.

La distribución de los 9 caracteres del TAG es como sigue:

150. VV1. XD1

VC: Variable controlada.

Los caracteres 3, 6 y 9 son consecutivos:

El tercer carácter identifica la sección dentro del área. El carácter seis es un consecutivo para los equipos. El carácter nueve es un consecutivo de los caracteres siete y ocho.

1Para asignarles un código a los sensores, en los caracteres 4 y 5 se ponen las respectivas letras que identifican el equipo en el que se encuentran instalados, en el carácter 7 se identifica la variable que se sensa, y el carácter 8 y 9 corresponden a lo asignado por la nomenclatura.

Para el carácter tres que es un consecutivo se identifican (si existen o se pueden establecer), las secciones dentro de la respectiva área. Una vez establecidas las secciones, estas se listan poniendo los tres primeros caracteres del correspondiente TAG y el respectivo nombre con el que se les ha denominado a cada una de ellas. Ej.: En una planta productora de concreto se establecen las siguientes secciones:

110: Clasificación de Agregados111: Clasificación de cementos y aditivos120: Dosificación de agua y aditivos121: Dosificación de cementos130: Mezclado y cargue

Donde las respectivas áreas son:

1: Clasificación de materias primas2: Dosificación3: Mezclado y cargue

A continuación se listan las áreas, equipos, variable físicas y acciones que se utilizan en el proyecto:

Es en este caso el primer caracter siempre se identificará como uno (1), que corresponde al Laboratorio de Control de Procesos del PIAI (Programa de Ingeniería en Automática Industrial).

ÁREAS (Caracter 2):

1:2:3:4:5: Control de Nivel con PLC

EQUIPOS (Caracteres 4 y 5)

AT: Tanque de AditivosCP: CompresorMX: MezcladorPI: TuberíaPP: MotobombaTK: TanqueVV: ElectroválvulaWT: Tanque de Agua

VARIABLE A CONTROLAR (Caracter 7)

B: Interruptor de botónE: VoltajeG: Sirena, pito, lámparaI: CorrienteL: NivelM: MotorP: PresiónQ: Cantidad, FlujoS: VelocidadT: TemperaturaX: Dispositivo “X”Y: Dispositivo “Y”“X”: Significa abierto, hacia delante, adentro, derecha, norte“Y”: Significa cerrado, marcha atrás, afuera, izquierda, surZ: Posición

ACCIÓN (Caracter 8)

A: AlarmaD: I/O DiscretaO: GeneralR: FuncionarS: Disparo o paradaT: Térmico (Sobre- carga)X: Señal “X”Y: Señal “Y”“X”: Significa abierto, hacia delante, a la derecha“Y”: Significa cerrado, hacia atrás, a la izquierdaZ: Señal análoga

El siguiente ejemplo ilustra la manera de utilizar los 9 caracteres del estándar para conformar el TAG de un instrumento, equipo o señal.

Se necesita enviar una señal discreta desde el PLC a la electroválvula de salida del tanque dos que indique que el tanque se debe vaciar, tenemos:

Los tres primeros caracteres son 150, y para el proyecto en general, siempre será así, pues solo se cuenta con una sección en el área.

Los caracteres 4 y 5 que identifican al equipo (Electroválvula) con VV.

Es la primera válvula, por lo que el caracter seis para este equipo es uno (1).

Como el dispositivo para este caso debe ser abierto, se usa la letra X.

La acción es una orden desde PLC, una salida discreta, por lo tanto el octavo carácter es una D.

M

Compresor

M

S

El carácter 9 es un consecutivo que para el ejemplo se toma como uno, si se necesitan controlar más señales discretas sobre el mismo equipo, estas se identificarán en el caracter nueve con consecutivos como dos, tres, cuatro.

El TAG completo de la señal es entonces: 150.VV1.XD1

CONVENCIONES

En los diagramas de flujo que se usan para describir el proceso, así como en los planos y diagramas de instrumentación se usan algunas convenciones estándar para identificar y diferenciar los equipos y señales.

Se usa para identificar señales análogas, dentro del círculo se colocan los seis últimos caracteres del TAG

Se utiliza para señales discretas, dentro de él se pone los seis últimos caracteres del TAG

Se usa para identificar las bombas que transportan líquidos.

Compresor

Electroválvula

PLANOS

El Estándar plantea la elaboración de los siguientes planos:

1. PLANOS DE PROCESO2:

En ellos se elaboran los diagramas de flujo que permiten identificar los diferentes pasos del proceso, y muestran todos los equipos e instrumentos que intervienen en el en el mismo.

Se elaboran de forma independiente para cada sección definida en la respectiva área. En el caso de varias secciones: para mostrar la comunicación entre ellas se utiliza la siguiente etiqueta3:

2 Anexo 1: Plano: P-001-A3 Anexo 2: Plano: P-003-A

Viene sección 150 Hacia sección 151

Los planos de diagrama de flujo se identifican siempre con la letra inicial P, tres dígitos consecutivos y una letra final que indica la versión del plano. Esta última letra se utiliza para llevar un control sobre el número de correcciones que se le han hecho a los planos (Ej.: P-001-A, P-001-B, P-002-A… etc.)

Cada plano debe contener en una hoja adicional, un párrafo que describa de forma general la secuencia del proceso.

2. PLANOS Y DIAGRAMAS DE INSTRUMENTACIÓN (PI&D)4

Identifica y ubica sobre cada equipo, todas las señales que entran o salen de él, y que son necesarias para la ejecución automatizada del proceso.

Se elaboran sobre una “copia” de los diagramas de flujo y teniendo en cuenta las variables físicas involucradas. Al igual que los planos anteriores, se hacen de forma independiente para cada sección definida en la respectiva área.

Se buscan las señales que se van a necesitar para manejar en forma automática el proceso desde el PLC o el equipo de control central, y se documentan de forma clara, especificando literalmente el equipo que afectan y la acción que ejecutan sobre el mismo.

Se debe identificar si la señal es discreta o analógica.

Las señales que aparecen en los planos PI&D’S son codificadas mediante la nomenclatura explicada al principio de está guía, con la siguiente variación: Los caracteres 4,5 y 6 se dividen de 7, 8 y 9 por medio de un “slash” (/).

Ejemplo: Se toma uno de los tanques que componen una planta cualquiera:

Para el tanque 2:

SEÑALES DISCRETAS

En el tanque 2 se tienen dos señales de nivel, se requiere conocer el momento en el que el líquido alcanza el límite superior o el inferior.

150. TK2/LS1 Para disparo o parada del sensor de límite superior. 150. TK2/LS2 Para disparo o parada del sensor de límite inferior.

Las señales de energización de las electroválvulas

Correspondiente a la electroválvula de descarga del tanque 2:

4 Anexo 3: J-001-A

150. VV1/XD1: Energización de la electroválvula

Correspondiente a la electroválvula de carga del tanque 2:

150. VV2/XD1: Energización de la electroválvula

SEÑALES ANALÓGICAS

La cantidad del líquido en el tanque también necesita conocerse:

150. TK2/LZ1: Sensor de nivel analógico del tanque 2.

En el caso de una motobomba se tiene la siguiente codificación estándar sobre las señales que van y vienen desde y hacia el PLC, pero que no aparecen en el plano por ser generales. (En esta descripción aparecen únicamente los 3 últimos caracteres del TAG.)/MT1: Térmico/MD1: Arranque desde el PLC

Si la motobomba transporta un líquido, en el plano se consigna el código 150. PP1/M01.

Los equipos de la sección aparecen en los PI&D’S con un código de 3 caracteres (4, 5 y 6), las señales aparecen con un código de 6 caracteres (4, 5, 6, 7, 8 y 9). Los tres primeros dígitos que faltan para conformar el TAG, pertenecen a la sección con que se ha denominado el respectivo plano, y aparecen en el cuadro de información de este último.

Los planos de instrumentación se identifican siempre con la letra inicial J, tres dígitos consecutivos y una letra final que identifica la versión del plano y se utiliza para controlar actualizaciones (Ej.: J-001-A, J-001-B, J-002-A… etc.).

Todas las señales deben registrarse en la siguiente tabla:

TABLA Nº__: Lista de señales sección ___Noviembre 08 de 2008

TAG123 456 789 Plano Nº TIPO I/O150 TK2 LZ1 J-001-A ANALÓGICA I150 VV2 XD1 J-001-A DISCRETA O

**Las señales que aparecen en la tabla, solo ejemplifican como llenarla.

Para cada sección se debe elaborar la tabla anterior.

3. TÍPICOS DE CABLEADO5

Son planos que se elaboran para mostrar las conexiones desde los instrumentos, circuitos de control y equipos hasta las tarjetas del PLC.

En estos planos se especifican los puntos sobre los cuales se van a conectar los cables en borneras de Junction Box, en borneras auxiliares, en los I/O racks y en los bornes de las tarjetas del PLC.

Con base en la tabla o tablas que contienen el listado de las señales de cada sección, se identifican las señales con las cuales se va a realizar el control del proceso (variables medidas), y se enumeran en la siguiente tabla con su respectivo TAG y el nombre del instrumento o transductor que se va a utilizar para sensar cada señal.

Tabla Nº__: Lista de Instrumentos Área__TAG

123 456 789 PLANO DESCRIPCIÓN RANGO150 TK1 LS1 J-001-A Sensor magnético de efecto hall 0-120 VAC150 TK2 LZ1 J-001-A Potenciómetro lineal 0-100 KΩ

**Los instrumentos que aparecen en la tabla, solo ejemplifican como llenarla.

Para estos planos se registran en una misma tabla todos los instrumentos que intervienen en el proceso.

Determinar la distribución de las señales en las JUNCTION BOX.

Las Junction box o cajas de reunión de cables, son aquellos puntos ubicados en planta donde se encuentran las conexiones que sirven de puente, junto a los Racks de I/O6, para comunicar las señales de entrada y salida desde y hacia el PLC.

Para este laboratorio, se considera Junction Box cada bornera que no tenga interrupciones visibles o distancias significativas entre uno y otro borne.

Se identifican con 9 caracteres:

El significado de los caracteres es el siguiente:

El primer carácter identifica el área en donde se encuentra ubicada la caja.

El segundo y tercer caracter identifican el centro de control de mando (CCM7) del área, al que pertenece o en el que se encuentra ubicada la Junction Box.

5 Anexo 4: Plano:WD-IN-0026 Se consideran Racks de I/O, las borneras ubicadas en el tablero, fuera de campo.

Área CCM Discreta

…D02 …D01 …D03 …A01 …A02

El segundo carácter siempre es una C, y el tercero es un consecutivo.

Adjuntar una tabla en la que se listen nuevamente todas las señales y el respectivo CCM donde se encuentran ubicadas.

Los caracteres 4 y 5 se identifican como 2J (Por estándar), y el sexto es un caracter consecutivo.

El séptimo caracter identifica el tipo de señal: D si es discreta, A si es analógica. Los caracteres 8 y 9 son consecutivos.

Ej.: 5C1. 2J1. D01. … 5C1. 2J1. D08. … 5C1. 2J2. D01

Bornera

… … Todas las señales y las respectivas Junction box donde se encuentran ubicadas

deben registrarse en la siguiente tabla:

******Las señales y Junction Box que aparecen en la tabla, solo ejemplifican como llenarla

La casilla de tamaño en la tabla “Distribución de Señales en Junction Box”, hace referencia al número total de bornes que tiene cada Junction box.

La columna de útil en la tabla “Distribución de Señales en Junction Box”, se refiere a la cantidad total de bornes en los que se encuentra conectada una señal.

Finalmente la columna “libres” en la tabla “Distribución de Señales en Junction Box” corresponde al número total de bornes que no tienen ninguna conexión.

7 Un CCM es un conjunto de puntos en campo en los que se ubican las señales de control que envían los sensores y las que reciben los actuadores. No interesa si dichos puntos están distantes unos de otros, solo se debe tener en cuenta que se ubiquen en la misma sección.

Tabla Nº__: Distribución de señales en Junction BoxTAG JUNCTION BOX

123 456 789 Plano Nº Tipo I/O

123 456 789 Tamaño

Útil Libres

150 TK1 LS1 J-001-A D I 5C1 2J1 D01 36 17 19150 VV1 XD1 J-001-A D O 5C1 2J2 D01 12 8 4150 TK2 LZ1 J-001-A A I 5C1 2J3 A01 4 3 1

Las señales de control para los motores, bombas y compresores NO van por Junction Box, se conectan directamente desde el I/O Rack hasta una bornera de llegada al centro de Mando de motores (CMM)8.

Los planos se identifican con los siguientes siete caracteres

Los dos primeros corresponden a las letras WD (Por estándar), los caracteres 3 y 4 corresponden a las dos iníciales de Instrumentos IN, los tres últimos caracteres lo conforman digitos consecutivos del plano. (Ej.: WD-IN-001, WD-IN-002, WD-IN-002… etc.).

Las conexiones de instrumentos similares son iguales y sólo cambian los puntos de bornera, por ejemplo todas las conexiones de sensores magnéticos de efecto Hall (en la planta de control de nivel con PLC, área 5) se hacen de igual manera . Entonces se presenta para cada tipo de instrumento el plano del típico cableado y en una hoja adjunta una tabla como la siguiente, en donde se describe a cuales instrumentos o equipos se aplica esta forma de conexión y los bornes respectivos en donde deben conectarse.

Tabla 5: Distribución de Bornes para ElectroválvulasWD-IN-001Se aplica a:

TAG JB Nº 5C1.2J2 Bornera 1 I/O RACK123 456 789 Número de Borne Número de Borne I/O PLC150 VV1 XD1 D09 D19 O/7150 VV2 XD2 D06 D18 O/4150 VV3 XD1 D04 D17 O/3

***Las señales, Junction Box, Bornes e I/O del PLC que aparecen en la tabla, solo ejemplifican como llenarla La letra D significa que la señal es discreta, para una señal analógica se debe utilizar la letra A.

Para las conexiones a las entradas y salidas del PLC, la llegada de los cables que vienen de la instrumentación de campo, se recibe en las borneras que representan el cubículo I/O Rack, y de estas borneras se hacen las conexiones hasta el PLC.

Elementos tales como luces pilotos, interruptores, y los dispositivos que conforman el circuito de control de la motobomba (contactor y térmico), no se les asigna código TAG, por lo que se representan en cada diagrama de acuerdo a su esquema eléctrico tradicional.

Todos los planos deben tener un cuadro de información como los siguientes:

8 Anexo 5: Plano:

Área:DIAGRAMA DE CONEXIÓN DE_______________

Plano: WD-IN-___Elaborado por: Fecha:

Cuadro 2

Cuadro 1

* Aquí se escribe el nombre de la sección.**En este recuadro se pone el código que identifica la sección, correspondiente a los tres primeros caracteres del TAG.

Para los planos de diagramas de flujo y los de PI&D se usa el cuadro 1, ubicado en la esquina superior izquierda de la hoja.Para los planos de típicos de cableado se utiliza el cuadro 2, ubicado en la esquina inferior derecha de la hoja.

Finalmente se realiza una tabla general, como la que se muestra abajo, que contenga todas las asignaciones de entradas y salidas del PLC, que se han hecho en el proceso.

Todos los datos que aparecen en la tabla, solo ejemplifican como llenarla

*SMEH: Sensor Magnético de Efecto Hall** EV: Electroválvulas

Laboratorio de Control de ProcesosUniversidad del Cauca

Área:Sección*:

Sección**: Denominación: Elaborado por: Fecha:

Plano:

I/O TIPOTAG

DESCRIPCIÓN RANGO123 456 789

I/8 DISCRETA 150 TK3 LD3 SMEH, S7: Límite muy alto tanque 3 0-120 VACI/9 DISCRETA - - - Pulsador Negro 0-120 VAC

I/10 DISCRETA - - - Pulsador Verde 0-120 VACI/11 DISCRETA 150 PP1 MT1 Salida señal de activación del térmico ( C 98) 0-120 VACO/0 DISCRETA - - - Libre -O/1 DISCRETA - - - Luz Piloto Azul 0-120 VACO/2 DISCRETA 150 PP1 MD1 Señal de energización para el contactor 0-120 VACO/3 DISCRETA 150 VV3 XD1 EV3**: Electroválvula de salida del tanque 3 0-120 VACO/4 DISCRETA 150 VV2 XD2 EV2: Electroválvula de entrada del tanque 2 0-120 VACO/5 DISCRETA - - - Libre -

PROCEDIMIENTO PARA LA ELABORACIÓN DE LOS PLANOS, DE ACUERDO AL ESTÁNDAR DE SIEMENS: CEMAT

1. Identificación del proceso.2. Identificación con un código TAG, de todos los instrumentos y equipos que componen la

planta e intervienen en el proceso. 3. Elaboración de los planos de diagrama de Flujo, y etiquetamiento o identificación de los

mismos.4. Elaboración del documento que describa la secuencia del proceso.5. Elaboración del documento que especifique las señales que se van a necesitar para

manejar en forma automática el proceso desde el PLC, el equipo que afectan y el efecto que tienen sobre el mismo.

6. Elaboración de los planos PI&D o PID (Planos de diagramas e instrumentación), y etiquetamiento o identificación del mismo.

7. Elaboración la tabla o tablas: “Lista de señales sección___”8. Identificación de las señales con las cuales se va a realizar el control del proceso (variables

medidas), con base en la tabla o tablas: “Lista de señales sección___”9. Elaboración de la tabla: “Lista de instrumentos área___”. 10. Identificar y Determinar la distribución de las señales en las JUNCTION BOX.11. Elaboración de la tabla: “Distribución de las señales en JUNCTION BOX”.12. Elaboración de los planos de Típicos de cableado.13. Elaboración de las tablas (si es el caso) en donde se describe a cuales instrumentos o

equipos se aplica la forma de conexión de un determinado plano típico de cableado, y los correspondientes bornes en donde deben conectarse.

14. Elaboración de la tabla: “Asignación de entradas y salidas del PLC”