HMI+Circuito de fuerza

Mimo - Automation Planta hipoclorito de sodio OXY

Departamento Ingeniera Elctrica.Universidad de ConcepcinFacultad de IngenieraDepartamento Ingeniera Elctrica.

Informe de Ingeniera de DetalleMigracin a Buses de Campo de planta de Hipoclorito de Sodio

Integrantes :Ricardo Gonzlez LealSebastin Mardones MardonesHctor Mella Contreras

Profesor:Daniel Sbarbaro Hofer

Asignatura:Automatizacin Industrial

Fecha:26-01-2012

Proyecto Migracin a Iluminacin Eficiente

Proyecto Migracin a Iluminacin Eficiente

ContenidoI. Objetivos de Ingeniera de Diseo4II. Ingeniera de diseo5II.1 Diseo General5II.1.1 Anlisis de funciones y requerimientos dos por Ing. Bsica5II.1.2 Determinacin del diseo definitivo5II.1.3 Evaluacin del diseo definitivo.21II.1.3.1 Control de texto estructurado.21II.1.3.2 Evaluacin de lgicas mediante simulacin de lazos.21II.2. Diseo Especfico.21II.2.1 Optimizacin del diseo y requerimientos de seguridad.21II.1.2 Especificaciones de componentes a utilizar.21III. Ingeniera de Proyecto22III.1 Especificacin tcnica de los instrumentos principales.22III.1.1 Instrumentos en terreno.22III.1.1.a Vlvulas manuales.22III.1.1.b Gabinetes.22III.1.1.c Computadores.22III.1.1.d Estanques Almacenamiento, reciclo y reaccin.22III.1.1.e Estructura de caeras y chaquetas de seguridad22III.1.2 Instrumentos y software adquiridos por el proyecto.22III.1.2.a PLC22III.1.2.b ORP28III.1.2.c Vlvulas Controlada (posicionadores)36III.1.2.d Transmisor de Flujo Volumtrico36III.1.2.e Transmisor de Temperatura36III.1.2.f Transmisor de Concentracin36III.1.2.g Transmisor de Caudal Msico36III.1.2.h Transmisor de Presin (kg/cm2)36III.1.2.i Transmisor de Dilucin37III.1.2.j Transmisor de Nivel37III.1.2.k Software para Programacin y Sistema operativo37IV. Ingeniera de detalle38IV.1 Planos funcionales.38IV.2 Planos de conexionado.38IV.3 Planos instalacin y montaje.38IV.4 Planos de construccin.38IV.5 Manual puesta en servicio.38Anexo38Diagramas38

I. Objetivos de Ingeniera de Diseo

Realizar el diseo de equipos, piezas y componentes. Realizar el diseo de gabinetes, tableros de distribucin de energa, paneles de mando, diagramas de conexionado, etc. Realizar el diseo de salas (elctricas, hidrulicas, de control, etc.), muebles etc. Realizar diseo de lgicas, Interfaz de operacin, etc. a implantarse en sistemas, computadores y/o procesadores.

II. Ingeniera de diseoII.1 Diseo GeneralII.1.1 Anlisis de funciones y requerimientos dos por Ing. BsicaII.1.2 Determinacin del diseo de control definitivo

Luego de la visita a planta y de los alcances presentados en la formulacin del proyecto e ingeniera bsica, se puede especificar qu elementos se reutilizaran en el desarrollo del proyecto y cuales adquirirn. Los dispositivos a adquirir sern especificados detalladamente en cuantos a sus rangos de operacin y caractersticas fsicas.Cabe destacar que como lo sealado en ingeniera de bsica algunos componentes se adquirieron nuevamente y otros se modificaron y quedaron de la planta en uso.Significancia Representacin en Color

Equipo/Componente existente en Planta

Equipo/Componente nuevo

Equipo/Componente modificado

Notar que lo que se refiere al sistema de control tenemos los controladores en verde, esto nos dice que el dispositivo controlador es nuevo, en efecto la planta ser controlado centralmente mediante un PLC.

Por otra parte y antes de agregar cualquier diagrama se especifica la nomenclatura utilizada se muestra en la siguiente tabla Tabla 1. Criterios de simbologa para Controladores, Vlvulas, Indicadores, Transmisores, Puntos de consignas y Tags cableado.IDENTIFICACINDESCRIPCIN

FV 414-V1Vlvula de Entrada de Agua

FV 414-V2Vlvula de Entrada de Soda Caustica

FV 414-V3Vlvula de Entrada a Estanque de Absorcin

FV 414-V4Vlvula de Entrada de vapor de Cloro

FV 414-V5Vlvula de salida de Estanque de Absorcin

FV 414-V6Vlvula de salida de NaOCl del sistema

FV 414-V7Vlvula de Entrada a Estanque de Almacenamiento S1



LT 414-L1Transmisor de nivel de Estanque de Absorcin

LT 414-L2Transmisor de nivel de Estanque de Reciclo

LT 414-L3Transmisor de nivel de Estanque de Almacenamiento S1



OIT 414-O1Transmisor y sensor de ORP en Reactor

OIT 414-O2Transmisor y sensor de ORP en Reactor

OI 414-O3Sensor de ORP en Estanque de Reciclo

FT 414-F1Flujmetro de Agua

FT 414-F2Flujmetro de Soda Caustica

FT 414-F3Flujmetro de Entrada de Estanque de Absorcin

FT 414-F4Flujmetro de Vapor de Cloro

FT 414-F5Flujmetro de Salida de Estanque de Absorcin

FT 414-F6Flujmetro de Salida de NaOCl del proceso

FIC 414-C1Control e indicador de Flujo de Agua

FIC 414-C2Control e indicador de Flujo de Soda Caustica

FIC 414-C3Control e indicador de Flujo de Entrada a Estanque de Absorcin

FY 414-C4Control de Razn de Flujos de entrada de Agua y Soda

FIC 414-C5Control e indicador de Flujo de Vapor de Cloro

OIC 414-C6Control e indicador de ORP

FIC 414-C7Control e indicador de Flujo de salida de Estanque de Absorcin

LIC 414-C8Control e indicador de Nivel de Estanque de Absorcin

LIC 414-C9Control e indicador de Nivel de Estanque de Reciclo

FIC 414-C10Control e indicador de Flujo de Salida del proceso

CIC 414-C11Control e indicador de Almacenamiento

415-P10Bomba de Entrada de Agua

513-P5Bomba de Entrada de Soda Caustica

414-P5Bomba de Salida de Estanque de Absorcin

414-P6Bomba de Salida de Estanque de Absorcin

414-P3Bomba de Reciclo NaOCl

414-E3Intercambiador de Calor de Soda diluida

414-E4Intercambiador de Calor de Salida de Reactor

414-S1/S2Estanque de Absorcin

414-S1Estanque de Almacenamiento S1



414-S4Estanque de Reciclo

414-R1Reactor de NaOCl

SP_C1Set Point Controlador de Flujo C1





SP_C6Set Point Controlador de ORP C6


SP_C8Set Point Controlador de Nivel C8

SP_C9Set Point Controlador de Nivel C9


CB_PA1Cable Troncal Profibus PA

CB_DP1Cable Troncal Profibus DP

CB_PLCCable bus de campo conexin etapa DP-PLC

CB_FT1-L1Cable profibus PA sensor de flujo 1 lazo 1







CB_LT1-L4Cable profibus PA sensor de Nivel 1 lazo 4




CB_FV1-L1Cable profibus PA vlvula 1 lazo 1









CB_OIT1-L2Cable profibus PA Sensor Transmisor ORP 1 lazo2

CB_OIT2-L2Cable profibus PA Sensor Transmisor ORP 2 lazo2

Figura 2.1: P&ID del proceso de fabricacin de hipoclorito de sodioEntonces especificando los lazos y los controladores tenemos con los nuevos elementos a adquirir tenemos:Lazo1: Lazo de control de ingreso de Soda Caustica diluida

Figura 2.2 Lazo de adicin del soda-caustica

FIC 414-C3: Controla el caudal del ingreso al proceso a travs de la vlvula FV-414-V3.

Figura 2.3 Diagrama de flujo del sub-lazo de control de flujo de sodaControlDe Flujo

SetPoint37089 lb/hr100%

Flujo de salida haciaEstanque de absorcin 414 S1/S2

TransmisorFT 414-C3

Tipo de control FIC-414-C3PID

Accin de Falla de actuador FV-414-V3Abre ante fallas

Tipo de control directo/inversodirecto

Notar que el lazo anteriormente descrito controla el flujo de entrada al sistema del reactor, adems la salida del controlador FIC-414-C3 controla los flujos de FIC-414-V1 y FIC-414-V2 para el control de razn, as se proporcionara a la mezcla precisa de soda. El sub-lazo para la mezcla entre soda y agua se controla con el lazo anteriormente descrito de la forma.FY-414-C4: Controla el la mezcla entre agua y soda, generando los Set-Point para ambos:

Figura 2.4 diagrama de flujo para el control de razn de soda y agua.Por otra parte segn especificaciones de fabricante tenemos que la razn precisa para un producto ptimo es 0.443:1:FY 414-C4

Control De raznOBS: Funcin en Lazo abierto

SetPoint0.443:1

Salida1 haciaFIC 414-C1

Salida2 haciaFIC 414-C2

Razn

Agua11387 lb/hr100%

Soda25702 lb/hr100%

Razn (agua/soda)0.443 : 1

FIC 414-C1

ControlDe flujo

SetPointRemoto desde FY-414-C4, salida1

TransmisorFT 414-F1

Flujo de salida haciaIntercambiador de calor 414-E3


Accin de Falla de actuador FV-414-V1Abre en falla

Tipo de control directo/inversoDirecto

FIC 414-C2

ControlDe flujo

SetPointRemoto desde FY-414-C4, salida2

TransmisorFT 414 F2

Flujo de salida haciaIntercambiador de calor 414-E3




Lazo 2: Para el control de la adicin de cloro gaseoso

Otro de los lazos imprescindibles para la fabricacin del hipoclorito es el lazo de adicin del cloro gaseoso al reactor. Esto se muestra en la siguiente figura:

Figura 2.5 P&ID del Control en cascada para la adicin del cloro gaseoso

Para la precisin del ingreso del cloro gaseoso tenemos un control en cascada, como se muestra en la figura.

Figura 2.6 Diagrama de flujo Control en cascada para la adicin del cloro gaseoso

OIC-414-C6

ControlDe Oxido Reduccin

SetPoint520mV100%

TransmisorOR 414 01 + ORP 141 02

Salida haciaFIC 414-C5

Tipo de control OIC-414-C6PID


FIC 414-C5

ControlDe flujo

SetPointRemoto desde OIC-414-C6

TransmisorFT 414-F4

Flujo de salida haciaReactor NaOCl 414-R1




Lazo3 : Para el Control del estanque de AbsorcinEste lazo se encarga de mantener la suficiente reserva de soda para el ingreso directo al reactor. Este es un proceso intermedio para asegurarse de que la soda diluida ingresada al reactor este a una temperatura adecuada.

Figura 2.7 P&ID de Control en cascada para la altura del estanque de absorcin.

Figura 2.8 Diagrama de flujo para el control en cascado de altura el estanque de absorcin.

LIC 414-C8

ControlDe nivel

SetPoint0.7m70%


Tipo de control LIC 414-C8PID


FIC 414-C7

ControlDe flujo

SetPointRemoto desde LIC 414-C8

Flujo de salida haciaReactor NaOCl 414-R1



Tipo de control directo/inversoInverso

Lazo4: Para el control de la altura del estanque del reciclo y salida del sistema.Una vez que se produce la reaccin, el hipoclorito ingresa al estanque de reciclo, es ah donde se despacha al almacenamiento o se reingresa al sistema para facilitar la reaccin de la mezcla ms joven.

Figura 2.9: P&ID de proceso de bomba de reciclo y despacho a estanques de almacenamiento.

Figura 2.10: Diagrama de flujo del Control de altura del estanque de Reciclo y despacho a almacenamiento.

LIC 414-C9

ControlDe nivel

SetPoint0.6m60%


Tipo de control LIC 414-C9PID


FIC 414-C7

ControlDe flujo

SetPointRemoto desde LIC 414-C9

Flujo de salida haciaAlmacenamiento



Tipo de control directo/inversoInverso

Lazo 5: Para el control de los estanques de almacenamiento CICPara esta seccin de la planta se realiza un control discreto, cuya nica funcin es llenar los estanques por orden.

Figura 2.11: P&ID del almacenamiento del de hipoclorito de sodio

Para el control de almacenamiento se tiene que la lgica de control es la mostrada en la tabla 2.1

L3L4L5V7V8V9

000100

001100

010100

011100

100010

101010

110001

111000

Tabla 2.1: Lgica de control para el estanque

Respecto a los controles de nivel y flujos presentados en los diagramas de diseo finales tenemos que la lgica de su funcionamiento y su programacin es de la siguiente forma:Prueba de los tipos de control implementados.

II.2Realizacin de diseo de lgica de control

Discretizando el PID se tiene que el cdigo de controlador PID mediante la utilizacin de texto estructurado.

ek := SP - PVk_flujo ;

q0 := Kc*( 1 + T0/(2*Ti) + Td/T0 );q1 := Kc*( -1 + T0/(2*Ti) - 2*Td/T0 );q2 := Kc*Td/T0;

duk := q0*ek + q1*ek1 + q2*ek2;

if duk > 0 then signo:=1; end_if;if duk = 0 then signo:=0; end_if;if duk < 0 then signo:=-1; end_if;

if abs(duk)>dUmax then duk := signo*dUmax; end_if;

uk := uk1 + duk;

if uk > Umax then uk:=Umax; end_if;if uk < Umin then uk:=Umin; end_if;

uk1 := uk;ek2 := ek1;ek1 := ek;

Tabla 2.2. Descripcin de variables involucradas en el cdigo del controlador.

ITEMVARIABLEDESCRIPCIN

1SPPunto de consigna de control de flujo

2PVk_flujoFlujo medido

3q0Constante de Euler discreto



6KcGanancia del controlador

7TdTiempo derivativo

8TiTiempo integrativo

9T0Tiempo de muestreo

10dukVariacin de salida del controlador (delta U)

11ekError discreto en tiempo k

12ek1Error discreto en tiempo k-1

13ek2Error discreto en tiempo k-2

14signoSigno de delta U

15dUmaxRango mximo de delta U

16UminRango mnimo de salida de controlador

17UmaxRango mximo de salida de controlador

18ukSalida de controlador en tiempo k

19uk1Salida de controlador en tiempo k-1

Control PID para lazos de Control de Flujo y de Nivel

Figura 2.12 Plot de seales de control de lazos de control de flujos y de nivel.

II.1.2 .a Diseo de equipos, piezas y componentes.II.1.2 .b Diseo de nuevo gabinete.II.1.2 .c Diseo de Tablero de distribucin de energa.II.1.2 .d Diseo del Panel HMI.Para poder hacer la visualizacin del proceso de produccin de hipoclorito de sodio se emplea una pantalla HMI a nivel de estacin que permite el acceso desde la sala de control a las pantallas de operacin (grficos dinmicos, niveles, estados de bombas, vlvulas etc.), de esta forma el diseo de la pantalla HMI contempla los siguientes puntos: Monitorizacin, debe tener la capacidad de desplegar los datos en tiempo real a los operadores en la sala de control (Niveles, flujos, seales orp, estado de bombas y vlvulas), esto sobre un diagrama del proceso general que muestre la estructura e informacin relevante. Posibilidad de que los operadores puedan cambiar los set point u otros datos claves del proceso como estado de vlvulas o activacin de bombas. Garantizar la seguridad en los accesos. Restringiendo zonas de programa comprometidas a usuarios no autorizados, registrando todos los accesos y acciones llevadas a cabo por cualquier operador. En cuanto al plano fsico se dispone de una pantalla de 17 alta resolucin, debe incluir una batera de alimentacin interna en caso de fallo, anclaje para gabinete o panel en la sala de control. Soporte para enlazarse a PLC a distancia mediante conexin directa. 1,400 metros (5,000 pies) con un promedio de 115.2 K baudiosAhora bien, debido a las necesidades y a la previa eleccin del PLC ControlLogix Allen Bradley se predispone utilizar una pantalla de visualizacin PanelView Plus tambin de la lnea de Rockwell Automation en vista de que sta brinda una mayor facilidad al momento de realizar la transmisin de datos desde y hacia el controlador. De esta forma para la implementacin en el esquema general de automatizacin se debe conectar el panel de visualizacin directamente al PLC mediante un cable RS232.

Figura 2.13: Configuracin comunicacin PLC panel de visualizacin

Especficamente la comunicacin entre el equipo PLC y el PanelView Plus se establece mediante los pines 2,3 y 5 del cable RS232 de 9 pines que va conectado tanto en el puerto del panel como en el puerto de comunicacin del PLC segn el siguiente diagrama.

Figura 2.14: Diagrama cableado comunicacin PLC - PanelView

Referente a la forma de alimentacin del panel se dispone la configuracin recomendada por el fabricante, esto es de 85 a 264VCA con un rango de frecuencia de 47-63Hz y un consumo de energa mximo de 110VA adems la fuente de alimentacin elctrica de entrada debe estar protegida mediante un fusible o un disyuntor con una resistencia nominal no superior a 15 amperios. Finalmente para su instalacin fsica en el gabinete o tablero de instalacin, las dimensiones de corte deben ser de 257x390mm dejando un espacio libre superior e inferior de 51mm mientras que en los laterales de 40mm para el montaje, la ventilacin, el mantenimiento, y la instalacin de inscripciones.

Figura 2.15: Cableado alimentacin PanelView PlusPara finalizar, para el diseo de la interfaz de operacin se utiliz la siguiente nomenclatura de figuras y colores:

Tabla 2.3: Simbologa interfaz de operacin planta hipoclorito de sodioElemento

Color / DescripcinFigura

Lnea alimentacin Cloro (gas)Amarillo - Lnea 107

Lnea alimentacin aguaVerde - Lnea 100

Lnea alimentacin Soda causticaCeleste Lnea 101

Reactor414-R1 Sodium Hypochlorite Reactor 12 reactor

Estanque de reciclo414-S3 Sodium Hypochlorite recycle tank

Estanque de absorcin414-S1 414-S2 Sodium Hypochlorite Absorption tank

Estanque de almacenamiento515-S1 515-S2 516-S3

Vlvulas controladasFV 414-Vx

Vlvula manualAgua, Soda o Cloro 414-V1Rojo: normal cerradoVerde: normal abierto

Bomba413-P5 Bomba de soda

Intercambiador de calor hipoclorito de sodio414-E4 Sodium hypochlorite heat exchanger

Intercambiador de calor soda diluida414-E3 Dilute caustic hear exchanger

Display Indicador valorIndicador variable mksmks

De esta manera la pantalla de aplicacin final quedan definidas las lneas de cada proceso como se muestra en la siguiente figura:

Figura 2.16: Esquema proceso interfaz de operacin HMI

Notar que los mens y acciones dispuestos en la pantalla de la interfaz alrededor del proceso es posible accederlos mediante la botonera del panelview, por otra parte mediante el cursor se puede seleccionar cada elemento haciendo emerger una ventana con la informacin detallada de este (control automtico/manual, set point, pv, rango, etc.)

Bomba selectada: Permite visualizar y modificar la configuracin de las bombas presentes en el proceso. Es este tem se puede acceder a datos relevantes como set point o pv.Switches manuales: Permite visualizar, operar y setear las vlvulas en modo cuando est activado el modo manual.Sistema Listo: Enva la seal al PLC para realizar un chequeo de todas las condiciones de seguridad previo la puesta en marcha.Reset: Enva la seal al PLC para que lleve al sistema a una condicin de seguridad y luego la puesta en marcha.Permiso Reciclo: Activa y desactiva la lnea correspondiente al proceso de Reciclo.AutoStart: Enva la seal al PLC para poner el proceso en marcha previo chequeo de todas las condiciones de seguridad consideradas en la lgica de control.

Figura 2.17: Ventana emergente bomba selectada interfaz de operacin HMI

II.1.2 .e Diseo de salas.II.1.2 .f Realizacin de diseo de lgicas de Control.II.1.2 .g Realizacin del diseo de lgico de la HMI.

II.1.3 Evaluacin del diseo definitivo.II.1.3.1 Control de texto estructurado.II.1.3.2 Evaluacin de lgicas mediante simulacin de lazos.II.2. Diseo Especfico.II.2.1 Optimizacin del diseo y requerimientos de seguridad.II.1.2 Especificaciones de componentes a utilizar.

III. Ingeniera de ProyectoIII.1 Especificacin tcnica de los instrumentos principales.III.1.1 Instrumentos en terreno.III.1.1.a Vlvulas manuales.III.1.1.b Gabinetes.III.1.1.c Computadores.III.1.1.d Estanques Almacenamiento, reciclo y reaccin.III.1.1.e Estructura de caeras y chaquetas de seguridadIII.1.2 Instrumentos y software adquiridos por el proyecto.III.1.2.a PLC La operacin de control mostrada en todos los lazos estar a cargo de:PLC Rockwell-Automation 1756-L61 ControlLogix Control System. Serie A

Figura 3.1 Vista del Controlador a adquirir con su respectiva fuente y modulo EthernetDescripcin general: Se trata de un PLC de grandes prestaciones y con la capacidad de expansin, tiene diversas ventajas tales como poder ingresar y retirar mdulos en caliente. Posee la ventaja de la configuracin mediante software y conexiones Ethernet. Adems posee certificaciones que lo hacen aptos para el proceso presentadoEspecificaciones funcionales de relevancia Programacin via software RSLogix 5000. Gran capacidad de expansin mediante mdulos. Mdulos de comunicacin separado para comunicaciones de red. Memoria CompacFlash opcional de 64 o 128 MB

Caractersticas tcnicas con un poco ms de detalle

caractersticas1756-L6 Controllers

tareas 32 tareas 100 programas/tareas

Puerto de comunicacin1 RS-232 serial port

Comunicacin serial ASCII DF1 full/half-duplex DF1 radio modem DH-485 Modbus via logic

Opciones con mdulos EtherNet/IP ControlNet DeviceNet Data Highway Plus Remote I/O

Mximas conexiones soportadas250

Opciones de red por mdulos 100 ControlNet (1756-CN2/A) 40 ControlNet (1756-CNB) 256 EtherNet/IP; 128 TCP (1756-EN2x) 128 EtherNet/IP; 64 TCP (1756-ENBT)

Soporte de redundanciasFull soporte

Integracin de motion EtherNet/IP connection SERCOS interface Analog options ( Encoder input, LDT input, SSI input)

Lenguajes de programacin soportados Relay ladder Structured text Function block SFC

Memoria de Usuario2MB

Conexionado PLC (con las partes a adquirir)En esta seccin es necesario determinar la configuracin para todo el conexionado del PLC. Esto es Fuentes de alimentacin, mdulos, Ethernet para programacin, HMI etc. Con esto se sentaran las bases para el buen entendimiento de los planos de conexionado.Instalacin del Controlador

Figura 3.2 Vista de perspectiva del PLC ControlLogix, notar que incluye batera y llave. No incluye memoria ni conectores RS.232

Figura 3.3 Vista frontal del controlador con tapa abierta.Se presenta la siguiente forma de conectar la batera del controlador.Bornera LocalConexin

SuperiorNo se conecta

CentroAlambre negro (-)

InferiorAlambre rojo (+)

Para el montaje del controlador se debe insertar la llave y el modulo como se indica, recordemos que el chasis dispone de la fuente de alimentacin, que ser vista con mayor detalle ms adelante.

Figura 3.4 Vista del montaje del modulo ControlLogix al Chasis.Para la programacin y configuracin del Controlador se debe hacer mediante el cable RS-232 como se muestra en la siguiente figura. Es importante destacar que tambin se puede configurar mediante modulo Ethernet/IP, pero de forma posterior.

Figura 3.5 Cable a utilizarPara la configuracin del este cableado los pines que se deben disponer debe ser de la siguiente forma.

Figura 3.6 Disposicin de pines a utilizar Figura 3.7 Disposicin de pines a utilizar

Configuracin:Para la configuracin se debe ingresar al Software RSLinx como se muestra en la figura: Figura 3.8 Programa para la configuracin RSLinxRespecto al chasis y la Fuente de alimentacin:El chasis dispone de una fuente de alimentacin capaz de recibir 110/220Vrms y entregrar 1.2, 3,3 y 24 Vdc.

Figura 3.9 Medidas del chasis a adquirir cm y (pul)

III.1.2.b Modulo comunicacin PLC proceso (Profibus DP)

Modulo Profibus DP ProSoft MVI56-PDPMV1Como se especifico en ingeniera bsica se trabajar con tecnologa Profibus. Para lograr esto se utilizara un modulo en el PLC de Rockwell- Automation que proporciona una salida a profibus DP-V1. El fabricante de estos mdulos (especiales para RA) e Prosoft. Las especificaciones tcnicas de modulo se presentan a continuacin.

Figura 3.10 Instalacin Tpica de modulo de Profibus PD maestro DV1

Conexionado moduloDebido a que este dispositivo es solo un modulo del PLC a utilizar se tiene que su instalacin no requiere de gran cableado, pues como se vio anteriormente los mdulos se montan en el chasis. De esta forma tenemos que

Figura 3.11 Instalacin Tpica en chasis

El montaje se realiza en forma directa y su configuracin se hace mediante RSLogix, en efecto mediante RSLogix se cargan los ficheros de configuracin GSD. (Siguiendo las instrucciones en el manual del fabricante). Pero no olvidemos que este modulo es el que nos proporcionara el bus de Profibus DP. El bus para el profibus DP se confecciona de la siguiente forma:

Figura 3.12 Conector estndar de Profibus DP, Maestro

El cable debe ser construido por una persona con experiencia en Profibus. Se requiere adems un cable especial PROFIBUS par trenzado, una buena opcin sera Belden 3070A. El procedimiento es el siguiente. 1. Cortar el cable con los largos requeridos como lo indica la ilustracin (largos en mm).

Figura 3.13 Cortes a los cables

Luego se debe conectar este cable como lo muestra la figura 3.13. De esta forma el terminal de salida Profibus DP asignado al sistema es el siguiente:

Figura 3.14 Conector Profibus DP, Maestro, notar que dado las 2 salidas podemos tener distintas topologas.

Comunicacin entre Profibus DP-V1 y Profibus PA

Acoplador DP/PA SIEMENS DP/PA FDC157-0 Acoplador bus de campo entre profibus DP a PA, su tipo de proteccin es IP20.

Este instrumento es independiente y para su funcionamiento en modo stand-alone basta conectarlo a una fuente de alimentacin (especificada posteriormente) y configurarla mediante los archivos GSD correspondientes.

Figura 3.15 Integracin del Acoplador DP/PA al sistema

La disposicin mostrada en la figura 3.14 ser la utilizada en el proyectoConexionado DP/PA

Algunas caractersticas del conexionado son las siguientes, Aislamiento galvnico entre PD/PA, Velocidad de transmisin de 31,25 kbaudios. Para el conexionado se muestran las siguientes figuras:

Figura 3.16 Preparacin del cable de Profibus PA

Figura 3.17 Medidas de los Cables para formar el Profibus PA (desde DP)

Es importante destacar que estos cables deben conectarse en los terminarles P+ y P-.

Figura 3.18 Vista general del conexionado desde el ingreso del Profibus DP a la Salida del Profibus PA.

Fuente de Alimentacin para la pasarelaComo se dijo anteriormente la pasarela solo requiere de una fuente de alimentacin. La cual se muestra continuacin: Load power supplies PS 305/PS 307

Sus caractersticas principales son:La fuente de alimentacin recibe entre 110V/230V y entrega una salida de 24Vdc con corrientes desde 2 a 5Amperes.

III.1.2.c Vlvulas Controlada (posicionadores)Burkert Pocisionador neumtico SIDEControl 8635

Figura 3.19 Vista de perspectiva del posicionador Profibus PA para vlvulas Neumticas.

Posicionador digital con conexin Profibus apto para vlvulas continas de accionamiento neumtico asociadas a actuadores de efecto simple lineales o de fraccin de vuela. Cuenta con normas vigentes de seguridad intrnseca.Principio de funcionamiento

Figura 3.20 Principio de funcionamiento del posicionador.

Conexionado posicionador

Ac se muestra la disposicin del cableado para Profibus PA.

III.1.2.d Transmisor de Flujo VolumtricoSensor de flujo de gasEndress+Hauser Proline t-mass 65FSensor de flujo msico de altas prestaciones, con perdidas despreciables y con la una capacidad de acoplamiento elevada.La serieProline t-mass 65 de Endress+Hauser con compensacin dinmica de la temperatura proporciona una lata efectividad en condiciones duras de servicio.El caudal mide directamente caudal msico y puede aportar la temperatura del gas como segunda salida.El caudal volumtrico normalizado puede calcularse tambin utilizando valores de referencia. Estndares internacionales al da.

Algunas caractersticas

Sensor bridado t-mass 65F

Conexiones a procesoDN 15100 (PN16, PN40, 10K JIS, 20K JIS),4 ANSI Cl.150, Cl. 300 (Sch. 40, 80)

Presin de proceso-0.540 barrelativa

Temperatura de proceso-40+100 C

Conexionado flujo de gas

Figura 3.22 Conexionado para integracin con el bus Profibus PA

Sensor de flujo de lquidoEndress+Hauser Deltatop DO62CRealiza medicin de presin diferencial en fluidos mediante orificios y presiones universales. Los dimetros nominales DN comprendidos van desde 3/8 a 40. Resistencia para altas temperaturas y ambientes corrosivos. Certificaciones internacionales al da.Nota: El conexionado es similar al medidor de flujo de gas, debido a que estamos hablando del mismo fabricante, Se puede corroborar en manuales

III.1.2.e Sensor Transmisor de TemperaturaEndress+Hauser iTEM- TMT162Es un verstil transmisor de temperatura cuyas caractersticas son su flexibilidad en la entrada, 2 RTD, TC, Ohm, mV. Esto permite poder utilizar este transmisor reutilizando la RTD de la planta. Cumple con normas internacionales.Algunas caractersticasMediciones Principales

entrada2 x RTD, TC, Ohm, mV

salidaPROFIBUS PA

Fuente de alimentacin auxiliarPROFIBUS PA:932 VDC Ex ia: 10,524 V DC

ComunicacinPROFIBUS PA

Conexionado temperatura

Conexin del RTD

Figura 3.23 Conexin del sensor de temperatura. Es importante destacar que el sensor de temperatura est alejado del indicador-transmisor.

Figura 3.24 Configuracin para profibus PA

III.1.2.f Transmisor de ConcentracinIII.1.2.g Transmisor de Caudal MsicoIII.1.2.h Transmisor de Presin (kg/cm2)

III.1.2.i Sensor Transmisor ORPYOKOGAWA PH202GCuenta con 2 hilos (alimentado por lazo) adems el transmisorse encuentra en unmaletnrobustocon norma IP65. Especial para el trabajo en reas peligrosas

Caractersticas_relevantes:Universal depH/ ORP,dos entradasde alta impedancia, Profibus PA, Intrnsecamente seguro, aprobaciones correspondiente al da.

Conexionado orp

Figura 3.25 Cableado para ingreso a bus profibus PA

Figura 3.26 Cableado para Sensores de ORP al Transmisor

Figura 3.27 Conexionado al bus desde Indicador-transmisor de ORP, notar que se conecta como alimentacin, por ser un bus con cables energizados.

III.1.2.j Sensor Transmisor de NivelEndress+Hauser Prosonic M FMU44Se trata de un sensor de nivel ultrasnico de altas prestaciones y con seguridad intrnseca, adems es posible su proteccin contra corrosin, con una capacidad de hasta 20metros, adems de estar disponible para Profibus PA.Conexionado nivel

Figura 3.28 Principio de medicin.

Figura 3.29 Principio de instalacin y Configuracin del dispositivo

Figura 3.30 Bornes de Conexionado Profibus PA

III.1.2.k Software para Programacin y Sistema operativoPLC Rockwell-Automation 1756-L61 ControlLogix Control System.RSLogix 5000: Controla el acceso al PLC, y permite configurar sus parmetros y programar las tareas en diversos lenguajes de programacin, en nuestro caso Texto Estructurado.RSLinx: Controla acceso a los mdulos del PLC y permite una configuracin ms especfica de la red, til para HMI y otras aplicaciones.

InstrumentoSoftware / Controlador

Panel View Plus 1000

FactoryTalk View ME:ViewPoint Web Server

ProSoft MVI56-PDPMV1

RSLogix 5000, especificado previamente.RSLinx, especificado previamente.ComDTM: Para la configuracin del modulo y la instalacin de los ficheros GSD.

Acoplador DP/PA SIEMENS DP/PA FDC157-0COM PROFIBUS: configuracin de pasarela DP/PA mediante ficheros GSD

Sensores y actuadores:

Sensores de nivel Endress+Hauser Prosonic M FMU44Configuracin mediante paquete ToF Tool Field Tool y FXA193

Sensor de potencial de Oxido Reduccin:YOKOGAWA PH202GComunicacin mediante Soporte EXA.

Sensor de flujo de gasEndress+Hauser Proline t-mass 65FConfiguracin mediante paquete ToF Tool Field Tool y FXA193

Sensor de flujo de liquidoEndress+Hauser Deltatop DO62CConfiguracin mediante paquete ToF Tool Field Tool y FXA193

Sensor de temperaturaEndress+Hauser iTEM- TMT162Configuracin mediante paquete ToF Tool Field Tool y FXA193

III.1.3. Circuito de fuerzaPara la distribucin de los circuitos, tableros y lgica de fuerza para el accionamiento de las bombas se dispuso un sistema de partid estrella delta descrito a continuacin.

Tabla 3.1: Descripcin Lgica de control Circuito de fuerzaComponente

1Botonera de partida

1Botonera de parada

1Botonera de emergencia

1Contactor Principal

1Contactor estrella

1Contactor delta

1Luz Verde

1Luz Roja

1Luz Amarilla

Variables de entrada

X0PartidaENC

X1ParadaC1NO

X2EmergenciaC2NO

X3TrmicoC3NO

X4Estado contactor principalPNO

X5Estado contactor estrellaSNC

X6Estado contactor deltaTNC

Variables de salida

Y0Contactor Principal

Y1Contactor estrella

Y2Contactor delta

Y3Luz Verde

Y4Luz Roja

Y5Luz Amarilla

Y6Trmico

Figura 3.31 Circuito de Control tablero de fuerza

Figura 3.32 Circuito de Fuerza partida motores

Figura 3.30 Bornes de Conexionado Profibus PA

IV. Ingeniera de detalleIV.1 Planos funcionales.Ver Anexo 1IV.2 Planos de conexionado.Ver Anexo 2IV.3 Planos instalacin y montaje.Ver Anexo 3IV.4 Planos de construccin.IV.5 Manual puesta en servicio.

47Informe Ingeniera Detalle | Migracin Sistema OXY

FV414-V1

FV414-V2

FT414-F1

1"-AGUA-414

FIC-414-C3

FV-414-V3

Flujo de Soda

FT-414-C3

+/-

SetPonitFIC-414-C3

FIC-414-C3

FV-414-V3

Flujo de Soda al sistema

FT-414-C3

+/-

SetPonitFIC-414-C3

FY-414-C4

FIC-414-C1

FIC-414-C2

+/-

+/-

FV-414-V1

FV-414-V2

FT-414-F1

FT-414-F2

Flujo de Agua F1

Flujo de Soda F2

OIC 414-C6

Proceso Redox en el Reactor

AVG(OIT 414 01 + OIT414 02)

+/-

SetPonitOIC 414-C6

FIC-414-C5

+/-

FV-414-V4

FT-414-F4

Flujo Cl2 F4

LIC 414-C8

Altura de estanque de Absorsion

LT-414-L1

+/-

SetPoitLIC 414-C8

FIC-414-C7

FV-414-V5

FT-414-F5

Flujo Soda diluida F5

+/-

-/+

F3

LIC 414-C9

Altura de estanque de Reciclo

LT-414-L2

+/-

SetPoitLIC 414-C9

FIC-414-C10

FV-414-V6

FT-414-F6

Flujo Salida hipoclirito F5

+/-

-/+

109

HMI PanelView Plus

PLC Allen Bradley

Cable RS-232

HMI+Circuito de fuerza

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