Profibus - M&S Area Electrica[2]

Bus de campo PROFIBUS

Temas• Bus de campo• PROFIBUS• Arquitectura• Pruebas y simulación• Detección de fallas

Describir la red de instrumentación Profibus proyectada para Minera Valle Central S.A. indicando su topología, número de nodos, arquitectura y características principales.

• Presentar los conceptos básicos asociado a un red y/o bus de datos en un el proceso operacional asociado a la recuperación de agua industrial en Minera Valle Central S.A.

• Analizar los aspectos más importantes involucrados a la implementación física del bus de campo en planta RAI-MVC.

• Dimensionar los dispositivos de tecnologías PROFIBUS existentes en PLANTA RAI – MVC.

OBJETIVOS

Los buses de campo se usan en la actualidad como un sistema de comunicación para el intercambio de información entre sistemas de automatización y sistemas de bus de campo.

Se a demostrado de manera clara que el uso de la tecnología de los buses de campo puede ahorrar un 40% en costos por cableado, mantenimiento, etc. si lo comparamos con las tecnologías tradicionales.

Lo destacable es que solamente se usan dos líneas para transmitir toda la información relevante (datos de entrada y salida, parámetros, diagnósticos, programas y modos de operación para distintos dispositivos de campo).

BUSES DE CAMPO

PROFIBUS deriva de las palabras PROcess FIeld BUS (Proceso de bus de campo), es un sistema estandarizado de comunicaciones abiertas para todas las áreas de aplicación en la industria de procesos y su automatización. Es una tecnología introducida en la década de 1990 y ha sido desarrollada de forma continua desde entonces. Las tecnologías PROFIBUS DP y PROFIBUS PA se especifican en las normas internacionales EN 50170 y IEC 61158 y son adecuados para la sustitución de las señales discretas y analógicas en los sistemas de control.

PROFIBUS es capaz de ofrecer una solución completamente integrada para bus de campo en procesos y aplicaciones discretas. PROFIBUS determina dependiendo de la aplicación el uso de dos protocolos para su correcto funcionamiento, entre ellos se encuentra PROFIBUS DP que es el perfil discreto o de industria de automatización. Por otro lado un protocolo idéntico, denominado como PROFIBUS PA, se utiliza para la automatización del proceso.

PROFIBUS

Profibus DP (“Decentralized Periphery”), tiene un perfil de aplicación para la comunicación entre sistemas automáticos de control con entradas y salidas distribuidas. El método de transmisión tiene una velocidad en un rango que va desde 9,6 Kbps hasta 12000 Kbps.

PROFIBUS-FMS (“Fieldbus Message Specification”) tiene un perfil de aplicación para la comunicación entre autómatas a nivel de células. El método de transmisión tiene una velocidad en un rango que va desde 9,6 Kbps hasta 12000 Kbps.

PROFIBUS–PA (“Process Automation”), es una ampliación de PROFIBUS-DP cuyo perfil de aplicación es la automatización de procesos. Para ello sensores y actuadores se conectan en un bus común de comunicaciones de dos cables, sobre el cual se transmiten datos y transporta energía. El método de transmisión esta diseñado para una velocidad de 31,25 Kbps.

Perfiles de PROFIBUS

Perfiles de PROFIBUSTabla Resumen PROFIBUS Perfil PA

Estándar Según IEC 1158-2

Velocidad de transmisión 31.25 Kbps

Medio Físico Cable de dos hilos trenzados

Número total de nodos 126 (0 a 125)(*)

Nodos por segmento 32

Numero de repetidores 4

Tamaño de red Max. 1.9 Km / Sin repetidor

Perfiles de PROFIBUSTabla Resumen PROFIBUS Perfiles FSM y DP

Estándar Según EN 50170

Velocidad de transmisión 9.6 Kbps a 12000 Kbps

Número total de nodos 126 (0 a 125)(*)

Nodos por segmento 32

Numero de repetidores 9

Tamaño de red Cable: Max. 9.6 Km (Dependiendo de la velocidad)

Óptica: Max. 150 Km (Dependiendo de la velocidad)

Longitud segmento según velocidad de transmisión

[Kbps] [M]

9.6 – 19.2 – 45.45 – 93.75 1200

187.5 1000

500 400

1500 200

3000 – 6000 – 12000 100

Ventajas:

• Mayor velocidad en la toma de datos.

• Minimización del cableado, lo que conlleva a una reducción costos.

• Facilidad de instalación (cable único).

• Reducción del tiempo de mantenimiento.

• Planos eléctricos más sencillos.

• Añadir o quitar instrumentación en funcionamiento.

• Facilidad de diagnóstico de los problemas.

La red PROFIBUS para Minera Valle Central está constituida por:

• 1 Maestro de perfil DP, clase 1, versión DP-V1 a 1500 [Kbps]. Módulo del fabricante ProSoft – PLC Allen-Bradley de la familia ControlLogix.• 1 Acoplador de doble segmento (“DP/PA Segment Coupler”), de la marcaPEPPERL-FUCHS• Se integran veinticuatro dispositivos esclavos de perfil PA . Ellos

corresponden a instrumentación de campo destinada a medir; flujo, presión, nivel y densidad.

Existen cinco cajas de distribución, marca PEPPERL-FUCHS familia F2-JBSC-CG, distribuidas en dos segmentos.

Bus PROFIBUS - MVC

Arquitectura

Coupler DP / PA

86 8 8

DP

PA

Inst. 7Inst. 5 Inst. 5 Inst. 5

270m

10m

300m

8Inst. 3

El UpGrade necesario para que la instrumentación en planta migre a PROFIBUS es generar un cambio de tarjeta interno en los transmisores. Este cambio permite migrar de la comunicación análoga 4-20mA a la comunicación DIGITAL PROFIBUS.

PROBIBUS EN FLUJOMETROS PLANTA

PROBIBUS EN FLUJOMETROS PLANTA

El bus de campo PROFIBUS, es un BUS DE CAMPO DIGITAL. Esto permite por medio del TRANSMISOR generar simulaciones

SIMULACION Y PRUEBAS

• En LADDER PROFIBUS disponible – PROSOFT CONFIGURATION BUILDIER

ANALISIS DE FALLAS

• Visible en JB PROFIBUS

SITUACION ACTUALSala bbas impulsion

agua Nº1

Estatus Item Tag equipo Nº de nodo Descrpcion Marca N° Serie

OK 1 RAI-AI01-RABI01-FIT01 2 Flujometros magnéticos 14" (Rabi 01) Endress+Hauser


OK 3 RAI-AI01-RABI03-FIT03 4 Flujometros magnéticos 14" (Rabi 03 Endress+Hauser



Total equipos 5

Sala bbas impulsion agua Nº2


1 RAI-AI02-RABI06-FIT01 7 Flujometros magnéticos 14" (Rabi 06) Endress+Hauser



PROBADO 4 RAI-AI-LIT-02 10 Transmisor indicador nivel (Piscina Nº2) Endress+Hauser

Total equipos 4

SITUACION ACTUALPlanta floculante


OK 1 RAI-PF-AA-FIT01 11 Flujometros magnéticos 4" (adicion agua Esp. Nº1) Endress+Hauser

OK 2 RAI-PF-AA-FIT02 12 Flujometros magnéticos 4" (adicion agua Esp. Nº2) Endress+Hauser

3 RAI-PF-AA-FIT03 13 Flujometros magnéticos 4" (adicion agua Esp. Nº3) Endress+Hauser

4 RAI-PF-AAF-FIT01 14 Flujometros magnéticos 4" (adicion agua floculante Esp. Nº3) Endress+Hauser

OK 5 RAI-PF-DF-FIT01 15 Flujometros magnéticos 1 1/2" (Adicion floculante Esp. Nº1) Endress+Hauser

OK 6 RAI-PF-DF-FIT02 16 Flujometros magnéticos 1 1/2" (Adicion floculante Esp. Nº2) Endress+Hauser

7 RAI-PF-DF-FIT03 17 Flujometros magnéticos 1 1/2" (Adicion floculante Esp. Nº3) Endress+Hauser

PROBADO 8 RAI-PF-LA3-PIT01 18 Transmisor presion1/2" (adicion agua floculante Esp. Nº3) Endress+Hauser

Total equipos 8

Sector descarga espesadores


1 RAI-ESP01-BBIR01-FIT01 19 Flujometros magnéticos 24" (Esp. 01) Endress+Hauser



4 RAI-ESP01-BBIR01-DIT01 22 Densimetro nuclear 24" (Esp. 01) Endress+Hauser



7 RAI-ESP03-RAR-LIT01 25 Transmisor indicador nivel (Revose Esp. Nº3) Endress+Hauser

Total equipos 7

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