Sistema de Control de La Planta de Blending

PROCESO DE ELABORACION DE ACEITE LUBRICANTE AUTOMOTRIZ (SE40;DP40;SM20W50;DMP20W50;DMP15W40;DMT15W40)Modernizacin - Planta Blending de aceites

SISTEMA DE CONTROL DE LA PLANTA DE BLENDING

1.1 DESCRIPCIN - LAZOS DE CONTROL.

La planta de Blending de aceites, desde el punto de vista de Instrumentacin y Sistemas de Control, esta compuesta por varios y distintos LAZOS DE CONTROL, los mismos que hacen posible la operacin de los procesos que anteriormente fueron descritos.

Estos lazos de control, definen la actuacin de los instrumentos de campo, sean estos de nivel, temperatura, presin y otros, en coordinacin con la filosofa de control programada en el sistema master del conjunto.

Por esta razn, es importante definir cada uno de los lazos de control a ser implementados, los mismos que listamos a continuacin:

Tabla N 1 Lazo de control de temperatura en 2Tk-013

Lazo de Control T-013

Tipo de lazo:On/Off.

Instrumento de medicin:Conjunto compuesto por 2TW-013, 2TE-013 y 2TT-013.

Actuador:Vlvula solenoide de vapor 2SV-013.

Lugar:rea de tanques de aceites base pesados.

Referencia: PL-22497-3-01-002.

Descripcin:

El objetivo de este lazo de control T-013, es el de elevar y mantener la temperatura del aceite pesado contenido en el tanque 2TK-013 de forma que este pueda reducir su viscosidad y as ser bombeado (Cuando sea preciso) de forma ms rpida y eficiente.El setpoint de este lazo oscilara entre 30 y 80 C, dicho setpoint ser fijado por el operador desde la sala de control de Blending a travs de la Estacin de Operacin. La histresis de variacin de temperatura tendr un mximo de 1 C. La medicin de temperatura del aceite contenido en el tanque mencionado se realizar a travs del RTD 2TE-013, el cual estar contenido en el termopozo 2TW-013 y enviar su seal a travs del transmisor de temperatura 2TT-013.En la estacin de operacin se dispondr de la siguiente informacin correspondiente al presente lazo de control: Valor actual de la temperatura del aceite. Reporte del estado y diagnstico del transmisor de temperatura 2TT-013 as como del censor de temperatura 2TE-013. Estado de la vlvula solenoide 2SV-013. Conteo de cantidad de actuaciones de la vlvula solenoide 2SV-013, para fines de mantenimiento. Grfico histrico de la temperatura del aceite contenido en el tanque 2TK-013, con capacidad de despliegue de los ltimos 3 meses. Faceplate que permita la administracin automtica o manual del lazo de control. Alarmas de exceso o deficiencia en la temperatura, con indicacin visual en la pantalla de la PC e indicacin sonora a travs de multimedios. Reportes de eventos del lazo de control (Cuando actu la vlvula solenoide, alarmas y su reconocimiento). Exportacin a Excel de Reportes de eventos.

Tabla N 1 Descripcin Lazo de control T-013.

Tabla N 2 Lazo de control de temperatura en 2Tk-014





Lugar:rea de tanques de aceites base pesados.


Descripcin:

El objetivo del presente Lazo de control T-014 es el de elevar y mantener la temperatura del aceite pesado contenido en el tanque 2TK-014 de forma que este pueda reducir su viscosidad y as ser bombeado (Cuando sea preciso) en forma rpida y eficiente.El setpoint de este lazo oscilara entre 30 y 80 C, dicho setpoint ser fijado por el operador desde la sala de control de Blending a travs de la Estacin de Operacin. La histresis de variacin de temperatura tendr un mximo de 1 C. La medicin de temperatura del aceite contenido en el tanque mencionado se realizar a travs del RTD 2TE-014, el cual estar contenido en el termopozo 2TW-014 y enviar su seal a travs del transmisor de temperatura 2TT-014.En la estacin de operacin se dispondr de la siguiente informacin correspondiente a este lazo de control: Valor actual de la temperatura del aceite. Reporte de estado y diagnstico del transmisor 2TT-014 as como tambin del censor 2TE-014. Estado de la vlvula solenoide 2SV-014. Conteo de la cantidad de actuaciones de la vlvula solenoide 2SV-014, para fines de mantenimiento. Grfico histrico de la temperatura del aceite contenido en el tanque 2TK-014, con capacidad de despliegue de los ltimos 3 meses. Faceplate que permita la administracin automtica o manual del lazo. Alarmas de exceso o deficiencia en la temperatura, con indicacin visual en la pantalla de la PC e indicacin sonora a travs de multimedios. Reportes de eventos del lazo (cuando actu la vlvula solenoide, alarmas y su reconocimiento). Exportacin a Excel de Reportes de eventos.


Tabla N 3 Lazo de control de flujo F-101

Lazo de Control F-101


Instrumento de medicin:Conjunto compuesto por 2FE-101, 2DE-101, 2TE-101 y 2FT-101.

Actuador:Vlvula 2V-105, con solenoide de aire 2SV-105.

Lugar:Puente de medicin.


Descripcin:

El objetivo del presente Lazo de control F-101 es el de controlar que la cantidad de aceite BS 120 requerida para los procesos de mezclado o despacho sea extrado de su tanque respectivo y enviado al proceso en forma precisa.En este lazo de control, se fija un setpoint de cantidad de aceite a ser enviada en unidades de masa, este setpoint podr ser dado desde la sala de control de Blending cuando se ejecute un proceso de mezcla de aceites o desde el cargadero de aceites va un panel de proceso cuando se ejecute uno (Proceso) de despacho de aceite a camiones cisterna.La medicin de la masa de aceite a ser procesada ser medida por el flujmetro msico multivariable, el cual esta compuesto por el 2FE-101, 3DE-101, 2TE-101 y 2FT-101.El 2FT-101, ser responsable de enviar toda la informacin recogida por el flujmetro hacia el sistema de control y monitoreo a travs del interfase de red RS-485 mediante el protocolo Modbus.El paso o detencin de aceite BS 120 ser controlado por la vlvula 2V-105, la cul a su vez, ser controlada por la vlvula solenoide 2SV-105 que permitir o restringir el acceso de aire a dicha vlvula, logrando de esta manera su apertura o cierre controlada.En la estacin de operacin se dispondr de la siguiente informacin correspondiente a este lazo de control: Valor actual de caudal msico, volumtrico, densidad, temperatura y totalizador del flujmetro. Reporte de estado y diagnstico del transmisor 2FT-101 as como tambin del censor 2FE-101. Estado de la vlvula 2V-105 y de la solenoide 2SV-105. Conteo de la cantidad de actuaciones de la vlvula solenoide 2SV-105, para fines de mantenimiento. Grfico histrico de caudal, temperatura y densidad del aceite, con capacidad de despliegue de los ltimos 3 meses. Alarmas de exceso o deficiencia de caudal, deteccin de situaciones anmalas, con indicacin visual en la pantalla de la PC e indicacin sonora a travs de multimedios. Reportes de eventos del lazo (Cuando actu la vlvula solenoide, alarmas y su reconocimiento). Exportacin a Excel de Reportes de despacho.

Tabla No 3 Descripcin Lazo de control F-101.








Descripcin:

El objetivo del presente lazo de control F-102 es el de controlar que, la cantidad de aceite SN 410 requerida para los procesos de mezclado o despacho, sea extrado de su tanque respectivo y enviado al proceso en forma precisa.En este lazo de control, se fija un setpoint de la cantidad de aceite a ser enviada en unidades de masa, este setpoint podr ser dado desde la sala de control de Blending cuando se ejecute un proceso de mezcla de aceites o desde el cargadero de aceites va un panel de proceso cuando se ejecute uno de despacho de aceite a camiones cisterna.La medicin de la masa de aceite a ser procesada, ser realizada por el flujmetro msico multivariable compuesto por el 2FE-102, 2DE-102, 2TE-102 y 2FT-102.El 2FT-102 ser responsable de enviar toda la informacin recogida por el flujmetro hacia el sistema de control y monitoreo, a travs de interfase de red RS-485 mediante el protocolo Modbus.El paso o detencin de aceite SN 410 ser controlado por la vlvula 2V-106, la cul a su vez, ser controlada a travs de la vlvula solenoide 2SV-106, que permitir o restringir el acceso de aire a la vlvula mencionada, logrando as su apertura o cierre controlado.En la estacin de operacin se dispondr de la siguiente informacin correspondiente a este lazo de control: Valor actual de caudal msico, volumtrico, densidad, temperatura y totalizador del flujmetro. Reporte de estado y diagnstico del transmisor 2FT-102 as como tambin del censor 2FE-102. Estado de la vlvula 2V-106 y de la solenoide 2SV-106. Conteo de cantidad de actuaciones de la vlvula solenoide 2SV-106, para fines de mantenimiento. Grfico histrico de caudal, temperatura y densidad del aceite, con capacidad de despliegue de los ltimos 3 meses. Alarmas de exceso o deficiencia de caudal, deteccin de situaciones anmalas, con indicacin visual en la pantalla de la PC e indicacin sonora a travs de multimedios. Reportes de eventos del lazo (Cuando actu la vlvula solenoide, alarmas y su reconocimiento). Exportacin a Excel de Reportes de despacho.

Tabla N 4 Descripcin Lazo de control F-102.








Descripcin:

El objetivo del presente lazo de control F-103 es el de controlar que, la cantidad de aceite SN 260 requerida para los procesos de mezclado o despacho, sea extrado de su tanque respectivo y enviado al proceso en forma precisa.En este lazo de control, se fija un setpoint de la cantidad de aceite a ser enviada en unidades de masa, este setpoint podr ser dado desde la sala de control de Blending cuando se ejecute un proceso de mezcla de aceites o desde el cargadero de aceites va un panel de proceso cuando se ejecute uno, de despacho de aceite a camiones cisterna.La medicin de la masa de aceite a ser procesada, ser medida por el flujmetro msico multivariable compuesto por el 2FE-103, 2DE-103, 2TE-103 y 2FT-103.El 2FT-103, ser responsable de enviar toda la informacin recogida por el flujmetro hacia el sistema de control y monitoreo a travs del interfase de red RS-485 mediante el protocolo Modbus.El paso o detencin de aceite SN 260 ser controlado por la vlvula 2V-107, la cul a su vez, ser controlada a por la vlvula solenoide 2SV-107 que permitir o restringir el acceso de aire a la vlvula mencionada logrando as su apertura o cierre controlado.En la estacin de operacin se dispondr de la siguiente informacin correspondiente a este lazo de control: Valor actual de caudal msico, volumtrico, densidad, temperatura y totalizador del flujmetro en cuestin. Reporte de estado y diagnstico del transmisor 2FT-103 as como tambin del censor 2FE-103. Estado de la vlvula 2V-107 y de la solenoide 2SV-107. Conteo de cantidad de actuaciones de la vlvula solenoide 2SV-107, para fines de mantenimiento. Grfico histrico de caudal, temperatura y densidad del aceite, con capacidad de despliegue de los ltimos 3 meses. Alarmas de exceso o deficiencia de caudal, deteccin de situaciones anmalas, con indicacin visual en la pantalla de la PC e indicacin sonora a travs de multimedios. Reportes de eventos del lazo (cuando actu la vlvula solenoide, alarmas y su reconocimiento). Exportacin a Excel de Reportes de despacho.









Descripcin:

El objetivo del presente Lazo de control F-104 es el de controlar que, la cantidad de aceite SN 165 requerida para los procesos de mezclado o despacho, sea extrado de su tanque respectivo y enviado al proceso en forma precisa.En este lazo de control, se fija un setpoint de la cantidad de aceite a ser enviada en unidades de masa, este setpoint podr ser dado desde la sala de control de Blending cuando se ejecute un proceso de mezcla de aceites o desde el cargadero de aceites va un panel de proceso cuando se ejecute uno (Proceso) de despacho de aceite a camiones cisterna.La medicin de la masa de aceite a ser procesada ser realizada por el flujmetro msico multivariable compuesto por el 2FE-104, 2DE-104, 2TE-104 y 2FT-104.El 2FT-104, ser responsable de enviar toda la informacin recogida por el flujmetro hacia el sistema de control y monitoreo a travs de la interfase de red RS-485 mediante el protocolo Modbus.El paso o detencin de aceite SN 165 ser controlado por la vlvula 2V-108, la cul a su vez, ser controlada a travs de la vlvula solenoide 2SV-108 que permitir o restringir el acceso de aire a la vlvula mencionada, logrando as su apertura o cierre controlado.En la estacin de operacin se dispondr de la siguiente informacin correspondiente a este lazo de control: Valor actual de caudal msico, volumtrico, densidad, temperatura y totalizador del flujmetro. Reporte de estado y diagnstico del transmisor 2FT-104 as como tambin del censor 2FE-104. Estado de la vlvula 2V-108 y de la solenoide 2SV-108. Conteo de cantidad de actuaciones de la vlvula solenoide 2SV-108, para fines de mantenimiento. Grfico histrico de caudal, temperatura y densidad del aceite, con capacidad de despliegue de los ltimos 3 meses. Alarmas de exceso o deficiencia de caudal, deteccin de situaciones anmalas, con indicacin visual en la pantalla de la PC e indicacin sonora a travs de multimedios. Reportes de eventos del lazo (cuando actu la vlvula solenoide, alarmas y su reconocimiento). Exportacin a Excel de Reportes de despacho.


Tabla N 7 Lazo de control de Temperatura T-358





Lugar:rea de tanques de aditivos en Blending.


Descripcin:

El objetivo del presente Lazo de control T-358 es el de mantener la temperatura del aditivo contenido en el tanque 2TK-358 de forma que, ste pueda mejorar su ndice de viscosidad y as poderlo procesar en forma rpida y eficiente.El setpoint de este lazo de control, oscilara entre 30 y 80 C, dicho setpoint ser fijado por el operador desde la sala de control de Blending a travs de la Estacin de Operacin. La histresis de variacin de temperatura estar en un mximo de 1 C. La medicin de temperatura del aceite contenido en el tanque mencionado se realizar a travs del RTD 2TE-358, el cual estar contenido en el termopozo 2TW-358 y enviar su seal a travs del transmisor de temperatura 2TT-358.En la estacin de operacin se dispondr de la siguiente informacin correspondiente a este lazo de control: Valor actual de la temperatura del aditivo. Reporte de estado y diagnstico del transmisor 2TT-358 as como tambin del censor 2TE-358. Estado de la vlvula solenoide 2SV-358. Conteo de cantidad de actuaciones de la vlvula solenoide 2SV-358, para fines de mantenimiento. Grfico histrico de la temperatura del aceite contenido en el tanque 2TK-358, con capacidad de despliegue de los ltimos 3 meses. Faceplate que permita la administracin automtica o manual del lazo. Alarmas de exceso o deficiencia en la temperatura, con indicacin visual en la pantalla de la PC e indicacin sonora a travs de multimedios. Reportes de eventos del lazo de control (Cuando actu la vlvula solenoide, alarmas y su reconocimiento). Exportacin a Excel de Reportes de eventos.


Tabla N 8 Lazo de control de Temperatura T-359





Lugar:rea de tanques de aditivos en Blending.


Descripcin:

El objetivo del presente Lazo de control T-359 es el de mantener la temperatura del aditivo contenido en el tanque 2TK-359 de forma que ste pueda mejorar su ndice de viscosidad y as poderlo procesar en forma rpida y eficiente.El setpoint de este lazo de control oscilara entre 30 y 80 C, dicho setpoint ser fijado por el operador desde la sala de control de Blending a travs de la Estacin de Operacin. La histresis de variacin de temperatura tendr un mximo de 1 C. La medicin de temperatura del aceite contenido en el tanque mencionado se realizar a travs del RTD 2TE-359, el cual estar contenido en el termopozo 2TW-359 y enviar su seal a travs del transmisor de temperatura 2TT-359.En la estacin de operacin se dispondr de la siguiente informacin correspondiente a este lazo de control: Valor actual de la temperatura del aditivo. Reporte del estado y diagnstico del transmisor de temperatura 2TT-359 as como tambin del censor 2TE-359. Estado de la vlvula solenoide SV372. Conteo de cantidad de actuaciones de la vlvula solenoide 2SV-359, para fines de mantenimiento. Grfico histrico de la temperatura del aceite contenido en el tanque 2TK-359, con capacidad de despliegue de los ltimos 3 meses. Faceplate que permita la administracin automtica o manual del lazo. Alarmas de exceso o deficiencia en la temperatura, con indicacin visual en la pantalla de la PC e indicacin sonora a travs de multimedios. Reportes de eventos del lazo de control (Cuando actu la vlvula solenoide, alarmas y su reconocimiento). Exportacin a Excel de Reportes de eventos.


1.2 INSTRUMENTACIN Y MONITOREO DE VARIABLES DE PROCESO.

En los procesos de control mencionados anteriormente, se requiere el monitoreo de: Temperaturas, Niveles en tanques, Presin a la salida de bombas, Caudal msico y posicin de vlvulas entre otros.

Estos parmetros, nos llevan a concluir en la recomendacin de instrumentos que puedan verificar lecturas confiables y verdicas, por lo que acotamos tales recomendaciones:

Medicin de Temperatura. Para esta variable se deben emplear RTDs - Pt100, los cuales ofrecen mayor exactitud que las termocuplas, adems de un mejor comportamiento en temperaturas no muy altas como para el caso del este proceso. Cada RTD se instalar dentro de un termopozo que permitir el mantenimiento o cambio del instrumento primario (RTD) sin necesidad de parar el proceso donde ste se halle trabajando. Finalmente, cada RTD deber tener provisto un transmisor de temperatura con display local. Las caractersticas de los conjuntos Termopozo, censor y transmisor de temperatura, se hallan descritos en las respectivas hojas de datos de instrumentos, que para el caso revsese: TW/TE/TT-013, TW/TE/TT-014, TW/TE/TT-358 y TW/TE/TT-359. Todos estos instrumentos debern disponer de despliegue local, despliegue remoto en el panel de proceso del cargadero de cisternas (2TT-013 y 2TT-014 nicamente) y, en la sala de control de Blending a travs de la Estacin de Operacin.

En cada tanque que compromete el presente proyecto, tambin deber existir un indicador de temperatura local, cuyas caractersticas tcnicas se hallan detalladas en las hojas de especificaciones correspondientes: 2TI-011, 2TI-012, 2TI-013, 2TI-014, 2TI-015, 2TI-016, 2TI-017, 2TI-018 para los tanques de almacenamiento de aceites base; 2TI-361, 2TI-362, 2TI-364, 2TI-367, 2TI-368, 2TI358, 2TI-359 para los tanques de preparado y aditivos del rea de Blending y, finalmente 2TI-390, 2TI-391, 2TI-392, 2TI-393, 2TI394, 2TI-395, 2TI-396, 2TI-397 para los tanques de producto terminado.

Medicin de Nivel. Si bien los instrumentos llamados para esta aplicacin deberan ser los transmisores de nivel por tecnologa de radar, estos quedan limitados en esta aplicacin particular debido a que los aceites a ser medidos, poseen una baja constante dielctrica. Por esta razn, se recomienda el empleo de transmisores de nivel por presin hidrosttica. Se hace importante aclarar que, si los aceites a medirse presentan variaciones importantes en su densidad por cambios de temperatura en el medio ambiente, se deber evaluar el posible error generado por estas variaciones de temperatura y si tal error es aceptable o no. Los transmisores inicialmente planteados, miden la presin hidrosttica que ejerce la columna de aceite sobre su diafragma y emite una seal que ser proporcional a la altura de dicha columna. Las caractersticas de estos instrumentos se hallan detalladas en las hojas de datos de: 2LT-011, 2LT-012, 2LT-013, 2LT-014, 2LT-015, 2LT-016, 2LT-017, 2LT-018 que corresponden a los niveles de los tanques de almacenamiento de aceite base; 2LT-390, 2LT-391, 2LT-392, 2LT-393, 2LT-394, 2LT-395 y 2LT-396 que corresponden a los niveles de los tanques de aceite terminado y, 2LT-361, 2LT-362, 2LT-363, 2LT-364, 2LT-367 y 2LT-368 que corresponden a tanques de preparacin y mejoramiento de ndice de viscosidad en rea de Blending. Todos estos instrumentos sern monitoreados desde la Estacin de Operacin de la sala de control de Blending, mientras que en el panel de proceso del cargadero de cisternas, nicamente los niveles de tanques de almacenamiento de aceites base. Adicionalmente, estos equipos no requieren despliegue local. Medicin de presin. A la salida de cada bomba, se instalar un manmetro que permitir verificar la presin de descarga de dicha bomba. Tambin se instalar estos equipos instrumentos, a la entrada y salida de cada flujmetro msico, con lo cual se podr evaluar la cada de presin que se pueda dar en cada uno de estos equipos. Estos medidores de presin o manmetros, prevn solo indicacin local y no remota. Las especificaciones tcnicas de estos equipos, se encuentran emplazas en las hojas de datos de: 2PI-101, 2PI-102, 2PI-103, 2PI-104 a la salida de las bombas de aceites base; 2PI-105, 2PI-106, 2PI-107, 2PI-108, 2PI-109, 2PI-110, 2PI-111, 2PI-112 a la entrada y salida de los flujmetros msicos; 2PI-361, 2PI-361A, 2PI-362, 2PI-363, 2PI-364, 2PI-367, 2PI-368, 2PI-356, 2PI-357, 2PI-358, 2PI-359 a la salida de las bombas de recirculacin en los tanques de preparacin y aditivos del el rea de Blending y, 2PI-341 y 2PI-342 a la salida de las bombas de aditivos.

Posicin de vlvulas. El posicionamiento de vlvulas, ser realizada a travs de fines de carrera ubicados en las vlvulas que forman el manifold del cargadero de aceite.

1.3 SISTEMA DE CONTROL

El sistema de control, diseado para esta planta especficamente, a sido elegido tomando en cuenta los siguientes aspectos:

a) Anlisis de la capacidad de procesamiento requerida y administracin de la informacin. El sistema de control requerido para esta aplicacin, exige, sobre todo, la administracin de informacin en mayor proporcin de capacidad que en el control del proceso en si, ya que se tendr un uso extensivo de manejo de recetas, manejo de alarmas y eventos, registros histricos, administracin de informacin documentaria, reportes, etc.

b) Optimizar el tendido y entubado de cables.Dado que se tiene una alta dispersin de rea de influencia en toda la planta de Blending y los equipos de campo que involucran este proceso, tales como el rea de tanques (Aceites base y productos terminados), grasas, tambores y despacho de aceite, se requiere una arquitectura que minimice el tendido y entubado de cables de forma que se pueda realizar una deteccin de fallas y mantenimiento en el menor tiempo posible, adems de minimizar inversiones en estos materiales de interfase.

c) Maximizar el aprovechamiento de las capacidades de instrumentacin inteligente.En la actualidad, gran parte de la instrumentacin de campo, tales como flujmetros, transmisores de presin, transmisores de temperatura y otros, poseen un procesador integrado a travs del cual se puede obtener bastante informacin y no solo la variable primaria de medicin. Esta informacin puede comprometer tambin, datos de diagnstico, capacidad de re-configuracin en lnea, facilidad en la administracin del mismo, deteccin temprana de fallas y rapidez de mantenimiento. Por esta razn, es recomendable solicitar e implementar instrumentacin para esta nueva planta, con este tipo de bondades y capacidad sealada, tal el caso de los flujmetros msicos ya adquiridos por la EBR S.A. En este entendido, ser provechoso el uso de dichos equipos, para explotar al mximo las capacidades intrnsecas de cada instrumento, ganando en continuidad de funcionamiento de la planta y minimizando las paradas por fallas.

d) Aprovechamiento de los recursos actualmente disponibles en EBR S.A., minimizando la inversin en nuevos activos.Dado que EBR S.A. actualmente posee equipos e insumos para la planta de Blending y otras aplicaciones afines, se tratar de hacer un uso extensivo de los mismos, minimizando as la existencia de activos ociosos en almacenes y tambin las inversiones en equipos nuevos, siempre y cuando que, dichos equipos e insumos, cumplan con las exigencias del proyecto planteado.

e) Soporte Local. En lo posible, se debe hacer uso de equipos cuyo soporte tcnico se encuentre fsicamente prximo a las instalaciones de EBR S.A., de forma que este apoyo tcnico pueda atender cualquier deficiencia con prontitud y celeridad. Bajo este criterio y, por las condiciones planteadas en los puntos anteriormente expuestos, es que se ve por conveniente disear e implementar el sistema de control con el sistema 800xA de ABB perteneciente a su arquitectura Industrial IT, por las siguientes razones:

El sistema 800xA posee una arquitectura que facilita la administracin y ordenamiento de la informacin generada por la planta. Su arquitectura se presta para lograr cuantiosos ahorros en el tendido y entubado de cables. Actualmente EBR S.A posee equipamiento en sus almacenes, el cual no esta siendo empleado y que fcilmente podra ser aprovechado, logrando as una reduccin de inventarios y reduccin en la adquisicin de activos nuevos. La empresa ABB posee soporte local. 1.3.1 Arquitectura del Sistema de Control.

El sistema de control que se plantea, trabaja bajo una arquitectura descentralizada, donde se tiene un controlador (CPU) principal, el cual trabajara en la sala de control de Blending, adems de que el mismo, posee algunas tarjetas de I/O locales o concentrador local.

El sistema se complementa con otros concentradores remotos, quienes facilitaran y disminuirn el tendido y entubado de cables. De similar forma, existen otros dispositivos inteligentes que forman parte del proceso que, junto con los concentradores remotos, se comunicaran con el controlador o CPU a travs de una lnea de comunicacin Profibus DP/V1 tal como se muestra en la figura N 3.

Con la finalidad de prever cualquier posible ruptura del cable de comunicaciones, aislando as a uno o varios concentradores o un grupo de ellos o todo el conjunto, se plantea el tendido de una red de comunicaciones Profibus DP/V1 redundante, de tal modo que se tenga dos lneas de comunicacin, con lo que se minimiza cualquier problema por prdida de comunicacin.

Dentro de la misma arquitectura y, con la finalidad de entablar comunicacin con los transmisores de caudal msico a ser instalados en las proximidades del puente de medicin, se montara una red de interfase Modbus, la cual trabaja sobre sistema de comunicacin RS-485, de tal manera que con esta implementacin, se tendr acceso a una informacin completa de cada flujmetro y no solo el caudal msico. Dicha informacin puede agrupar el caudal volumtrico, temperatura, densidad y el totalizador del instrumento, no descartando, adicionalmente, otras funciones de diagnstico interno.

Esta red de interface, comenzar en un puerto RS-232 del controlador principal (CPU), debe pasar por un convertidor RS-232 a RS-485 de forma que se pueda montar una red que una a los 4 transmisores de caudal msico.

Figura N 1 Sistema de control

Figura N 1 Arquitectura del Sistema de Control para la planta de Blending.

Con la finalidad de estudiar con mayor detalle esta arquitectura del sistema de control propuesto, la dividiremos en 8 partes:

1. CCS2. Controlador principal y concentrador local.2. Controlador aditivos TF80.3. CCS1. Concentrador Subestacin.4. CCS3. Concentrador Puente de medicin.5. Panel de Proceso en Cargadero de aceites a camiones cisterna.6. CCS-4. Concentrador rea de Tanques.7. Estacin de Ingeniera, Operacin y Monitoreo.

1.3.1.1 CCS 2. Controlador Principal y Concentrador Local.

El controlador principal o CPU, ser el responsable de ejecutar todos los algoritmos de control que gobierne a los distintos procesos anteriormente mencionados, obteniendo las seales de proceso y devolviendo las mismas al proceso a travs de los distintos concentradores que se hallan instalados local y remotamente.

El concentrador local CCS2 asociado al controlador, estar encargado de trabajar exclusivamente con las seales provenientes del rea de Blending, teniendo as las siguientes funciones:

Recoger la seal de los Transmisores de Nivel de cinco tanques. Los de preparado y mejoramiento de ndice de viscosidad de aditivos en el rea de Blending. Recoger la seal de Transmisores de Temperatura en dos tanques. Los de mejoramiento de ndice de viscosidad, con la finalidad de controlar la temperatura de los mismos. Debe posibilitar la comunicacin a travs de las tarjetas de entradas analgicas AI895, con cada uno de los Transmisores de Nivel y Temperatura, usando para ello el protocolo Hart; de esta manera, ser posible obtener adems de la variable principal de medicin, diagnsticos de cada transmisor y se tendr la capacidad de re-configuracin del mismo desde la Estacin de Operacin sin necesidad de aproximarse fsicamente a dichos transmisores. Esta re-configuracin podr ser posible a travs de un Hand Held o una PC. Enviar seales de Apertura/cierre a dos vlvulas solenoides que controlan el ingreso de vapor a serpentines de calentamiento en dos tanques. Los de mejoramiento de ndice de viscosidad de aditivos. Recibir seales de switches de Arranque/parada de cinco bombas de recirculacin de tanques de preparacin. Enviar seales de Arranque/parada a cinco bobinas de contactores que comandan los circuitos de fuerza de cinco bombas de recirculacin de tanques de preparado. Recoger las seales de estado de los distintos reles trmicos que constituyen la proteccin de sobre carga de las bombas, pudiendo as saber cuando una de estas ha actuado y tomar la accin correctiva en forma inmediata. Recoger la seal de un pulsador de emergencia que ser instalado en la sala de control de Blending, el mismo que le permitir al operador detener todo el proceso en caso de emergencia real.

Es importante aclarar que, la idea principal de llevar las seales de control de las cinco bombas de recirculacin a este concentrador local, se debe a que el MCC, que aloja a sus respectivos circuitos de fuerza, se encuentra en la misma sala de control y por tanto, facilitar el cambio de Automtico a Manual en el comando de dichas bombas, a travs de sus selectores ubicados en la puerta de cada gabinete. Este sistema manual es til, en caso de que el sistema de control no pueda asumir el control de la planta.

Como CPU o Unidad Central de Proceso se empleara un controlador AC800M con su procesador PM856, cuyas caractersticas tcnicas fundamentales estn descritas en la tabla N 17, presentada a continuacin:

Tabla N 9 Controlador AC800M

AC800M Procesador PM856 Procesador MPC (Motorola) de 48 MHz. 2 MB memoria Flash PROM 8 MB memoria RAM. 2 Puertos Ethernet 10 BaseT (IEEE 802.3). 2 Puertos de comunicacin serial. 1 Puerto de fibra ptica. Grado de proteccin IP20 (EN 60520, IEC 529). Posee leds de status. Alimentacin 24 Vdc. Montaje sobre riel DIN. Certificaciones UL 508 y UL1604. Cumple con directivas de EMC.

Tabla N 9 Caractersticas tcnicas bsicas de controlador AC800M, Procesador PM856.

Este controlador, posee una batera interna que le permite retener los datos en su memoria durante tres das mnimamente, en el supuesto de que el mismo sea des-energizado. Adicionalmente, el controlador estar acompaado de una batera externa SB821 que le dar al equipo, una capacidad autnoma de mantenimiento de memoria, de varios meses.

Se adosara a la parte izquierda del procesador (CEX Bus), una tarjeta de comunicaciones CI854 Profibus DP/V1 (El AC800M soporta hasta 12 tarjetas de comunicacin adosadas sobre el CEX Bus tales como Profibus, Foundation Fieldbus, Ethernet, protocolos seriales, etc), mediante la cual, el AC800M se comunicara con los distintos concentradores remotos distribuidos en el campo. as como con el controlador de aditivos TF80 y un Panel de Proceso, que encuentran ubicados en el rea del cargadero de aceites a camiones cisterna; de esta forma, el AC800M administrar toda la informacin de la planta de Blending, incluyendo la manejada por el controlador de aditivos, tales como estado de funcionamiento, setpoints y variables de temperaturas, niveles, estado de vlvula, etc.La tarjeta de comunicaciones CI854, necesaria dentro de la contextura del presente sistema de control, presenta las siguientes caractersticas tcnicas:Tabla N 10 Tarjeta CI854

CI854 Tarjeta de ComunicacionesProfibus DP/V1 Tarjeta de comunicaciones Profibus DP/V1 con dos puertos de comunicacin (DB9) redundantes, sobre la base TP854. Montaje sobre riel DIN. Soporta comunicacin cclica y acclica. Soporta redundancia de esclavos Profibus DP. Soporta hasta 124 nodos con repetidores (32 nodos son permitidos sobre un segmento). La base TP854 posee un sistema de seguridad que no permite conectar otro tipo de tarjetas por error. Velocidad de transmisin seleccionable entre 9.6 Kbps hasta 12 Mbps. Soporta cambio en caliente (hot swappable). Grado de proteccin IP20 (EN 60520, IEC 529). Certificacin UL508 y UL1604. Certificacin para trabajo en Clase I Div 2.

Tabla N 10 Caractersticas tcnicas de tarjeta CI854 para Profibus DP/V1.

Sobre la parte derecha del controlador AC800M (Modulebus Elctrico) se adosarn 3 tarjetas S800: (2) DI821, (1) DO820 y (1) AI895, las cuales actuaran como el concentrador local CCS-2 (El AC800M soporta hasta 12 tarjetas S800 adosadas sobre el Modulebus elctrico y hasta 96 tarjetas S800 sobre el Modulebus ptico que es una extensin del Modulebus elctrico mediante fibra ptica).

Las caractersticas bsicas de las tarjetas a emplearse son las descritas en la Tabla N 19. Cada una de las tarjetas mencionadas sern montadas sobre bases o MTUs que son las que poseen borneras de conexin para seales de proceso.

Las MTUs para las tarjetas DI821 y DO820 es la TU811, mientras que para la AI895 es la correspondiente TU890. Estas bases o MTUs, tambin le otorgan la capacidad, a cada tarjeta, de poderla cambiar en caliente (Hot swappable) y as poder reemplazar una tarjeta daada sin quitarle la energa el tablero y/o sin interrumpir el control del proceso, en cualquier etapa que este se encuentre. Del mismo modo, evitan la insercin de una tarjeta equivocada a travs de llaves mecnicas que solo permiten que una tarjeta del mismo tipo sea instalada sobre tal base, evitando errores que puedan daar al sistema de control y a los instrumentos de campo.Tabla N 11 Tarjetas DI821, DO820 y AI895

DI821 Tarjeta de Entradas Discretas 220 V ac/dc. 8 canales de entrada 220 V ac/dc (164 a 264 Vac). Canales individualmente aislados. Supervisin de voltaje de entrada. Indicadores individuales de estado de entradas. Filtro programable en cada entrada. Proteccin contra EMC. Montaje sobre riel DIN. Test de voltaje dielctrico 2 KV. Grado de proteccin IP20, IEC 60529. Hot Swappable, soporta cambio en caliente cuando trabaja con MTU TU811 (compacto) o TU831 (extendido).

DO820 Tarjeta de Salidas Tipo Rele (NO). 8 canales de salida tipo rele (normalmente abiertos) 230 Vac/dc (5 a 250 Vac/dc). Canales individualmente aislados. Indicadores individuales de estado de salidas. Soporta OSP, asumiendo un estado predeterminado en caso de prdida de comunicacin. Nro mximo de operaciones por hora: 2000. Proteccin contra EMC. Montaje sobre riel DIN. Test de voltaje dielctrico 2 KV. Grado de proteccin IP20, IEC 60529. Hot Swappable, soporta cambio en caliente cuando trabaja con la MTU TU811 (compacto) o TU831 (extendido).

AI895 Tarjeta de Entradas Analgicas+Hart.

8 canales de entrada 4..20 mA + Hart. Resolucin 12 bits. Canales individualmente aislados. Deteccin de cable roto. Capacidad de comunicacin digital con instrumentos a travs de protocolo Hart. Filtro programable en cada entrada. Proteccin contra EMC. Montaje sobre riel DIN. Grado de proteccin IP20, IEC 60529. Hot Swappable, soporta cambio en caliente cuando trabaja con la MTU de tipo TU890.

Tabla N 11 Caractersticas tcnicas de tarjetas S800 DI821, DO820 y AI895.

La Tabla N 20, presentada a continuacin, describe el uso que se dar a cada uno de los canales de las distintas tarjetas S800 que forman parte del CCS-2, dicha tabla podr ser analizada conjuntamente los planos de conexiones, detallados en cada tarjeta.Tabla N 12 Conexionado CCS-2

DI821 - 1 + TU811 (PL-22497-3-04-10)

CanalSealNivel de Seal

1Seal de interruptor de on/off de bomba de recirculacin PMT-362 de tanque 2TK-362220 Vac, 50 Hz





6Pulsador de emergencia en sala de control de Blending.220 Vac, 50 Hz

7Seal de disparo de rel trmico de bomba de recirculacin PMT-362 de tanque 2TK-362220 Vac, 50 Hz


DI821 - 2 + TU811 (PL-22497-3-04-11)





4Libre

5Libre

6Libre

7Libre

8Libre

DO820 - 3 + TU811 (PL-22497-3-04-12)


1Seal de activacin de vlvula solenoide de vapor para calentador de tanque 2TK-371.220 Vac, 50 Hz

2Seal de activacin de vlvula solenoide de vapor para calentador de tanque 2TK-372.220 Vac, 50 Hz

3Seal a bobina de contactor de arrancador de bomba de recirculacin PMT-362 de tanque 2TK-362.220 Vac, 50 Hz





8Libre

AI895 - 4 + TU890 (PL-22497-3-04-13)


1Seal de transmisor de nivel en tanque 2TK-361.4..20 mA+Hart






7Seal de transmisor de temperatura en tanque 2TK-371.4..20 mA+Hart

8Seal de transmisor de temperatura en tanque 2TK-372.4..20 mA+Hart

Tabla N 12 Conexionado de seales de Blending a concentrador CCS-2.

El siguiente grfico, define un bosquejo aproximado de la disposicin de los componentes e instrumentos que se identificaron anteriormente, los cuales se ubican especficamente dentro del gabinete CCS-2 de sala de control en Blending.

PLANO DE MONTAJE CCS-2

Figura N 2 Bosquejo de montaje para gabinete de CCS-2.

Los componentes y equipos requeridos para la implementacin del gabinete CCS-2 y el controlador principal son los siguientes:

Tabla N 13 Componentes y equipos para el gabinete CCS-2

ItemCantDescripcin

11Controlador AC800M, CPU PM856.

21Batera externa SB821.

31Cable de programacin TK212.

41Tarjeta de comunicaciones CI854 Profibus DP/V1.

52Conector DB9 para Profibus con resistencia de terminacin switcheable, una para la tarjeta CI854.

61Convertidor RS-232 a RS-485

72Tarjeta DI821 con 8 canales de entradas 220 Vac.

82Base TU811 para DI821.

91Tarjeta DO820 con 8 salidas tipo rele.

101Base TU811 para DO820.

111Tarjeta AI895 con 8 entradas analgicas + Hart

121Base TU890 para AI895

131Fuente de alimentacin SD821 24 [email protected]

143Metros de cable canal de 40 cm de ancho

152Metros de riel DIN.

1650Borneras

171Disyuntor termomagntico de 5 A.

181Gabinete IP54 de 1100x1000x400 mm

19-Accesorios de montaje, cables, tornillos, herramientas

Tabla N 13 Listado de componentes para la implementacin del gabinete de CCS2.

Basados en los Lazos de control necesarios y descritos para el proceso, la forma de operacin de la planta y posibles ampliaciones futuras, es posible calcular el siguiente anlisis de carga del procesador PM856 que esta dentro del controlador AC800M. DescripcinCarga Procesador [%]Memoria empleada [KB]

Carga bsica de memoria40.05356

Objetos de I/O o concentradores. 0.3 94

Funciones lgicas y matemticas. 5.3 290

Comunicaciones. 0.0 100

Total usado45.7 5840

Max permitido100.08192

Libre 54.32352

Recomendado libre 160

Es importante mencionar que, este constituye un primer anlisis por lo que se deber revisar en funcin de las ampliaciones y/o modificaciones que se pudiesen realizar, sin embargo, como apreciacin inicial respalda el clculo el hecho de que el procesador apenas empleara la mita de su carga y el 70% de su memoria, siempre que todos los componentes de la planta se encuentren funcionando al mismo tiempo y sean controlados y monitoreados en un periodo de 500 ms.

De este anlisis inicial se puede concluir que, existe un margen de crecimiento bastante bueno para futuras ampliaciones.

En lo que se refiere al crecimiento de I/Os para el gabinete CCS2, se puede observar en la Tabla N 22 (Resumen de la Tabla N 19), un detalle exacto de la cantidad de canales libres disponibles de cada tipo:

Tabla N 14 Resumen de I/Os en gabinete CCS-2

Tipo de canalDisponibleUsadoLibre

DI Entrada Discreta16115

DO Salida Discreta871

AI Entrada Analgica880

Tabla N 14 Resumen de I/Os de CCS-2.

El gabinete posee disponibilidad para la inclusin de al menos una tarjeta ms en forma directa y, dos tarjetas adicionales a travs de extensiones.

1.3.1.2 Controlador aditivos TF80.

Dado que el controlador de aditivos posee informacin que debe ser registrada en el sistema, e imprescindible es tambin enviarle informacin para que este pueda ejecutar su trabajo, es que debe conectarse sobre la red de interfase Profibus DP.

Por especificaciones preliminares, se sabe que este controlador posee un puerto de comunicacin Profibus DP que podr ser empleado (Este punto deber ser coordinado con la empresa que instale el controlador TF80). En el caso de que no fuese posible la comunicacin va Profibus DP, podr emplearse algn puerto de comunicacin serial que este controlador posea e integrarlo a la red Modbus (RS-485) que comunica al AC800M con los transmisores de flujo msicos del rea de puente de medicin.

En este anlisis tcnico de programacin, asumimos que el TF80 se integrara a la red Profibus DP/V1 que comunica al controlador AC800M con los concentradores de campo y el panel de proceso del cargadero de aceites.

Dado que el puerto Profibus del controlador TF80 es simple y no soporta redundancia, ser necesario incluir un RLM-11 que convierte una red Profibus DP redundante, como es la red planteada para este proyecto, en un canal simple no redundante.

En la Tabla N 23, se especifica el detalle tcnico de este dispositivo convertidor (RLM01).Tabla N 15 Caractersticas tcnicas del RLM01

RLM01 Mdulo Redundante para Profibus DP

Convierte un canal simple Profibus DP en dos lneas redundantes.. Montaje sobre riel DIN. Soporta velocidades desde 9.6 Kbits/s hasta 12 Mbits/s. Grado de proteccin IP20 (EN 60520, IEC 529). Certificacin CE/UL/CSA. Alimentacin: 24 Vdc. Temperatura de operacin 0 a 50 C.

Tabla N 15 Caractersticas tcnicas RLM01.

El nico componente necesario para la conexin del controlador TF80 a la red Profibus DP redundante, es el dispositivo convertidor RLM01, el cual ya viene provisto de los conectores necesarios.

En caso de que no se precise redundancia en las lneas de comunicacin Profibus DP, no ser necesaria la inclusin de un convertidor RLM01, pudiendo conectarse al TF80 directamente a la red de interfase, usando para ello un conector DB9.

1.3.1.3 CCS1, Concentrador de seales en Subestacin LubricantesEste concentrador, se encargara de recoger todas las seales de los switches de Arranque y parada de cuatro bombas de aceites base y dos de aditivos. Asimismo, admite seales de alarma de los arrancadores suaves y rels de proteccin trmica de los motores de aditivos.

Una vez recogida esta informacin, ser enviada al controlador AC800M a travs de una red Profibus DP/V1 redundante. Esta informacin deber ser evaluada por el AC800 y luego, ser devuelta al concentrador por la misma red de interface, de manera tal que, ste acte sobre los arrancadores de los diferentes motores elctricos del proceso (Partidores suaves y arrancadores directos).

La razn por la cual se debe llevar las seales de los switches de Arranque y parada desde el rea de grasas, tambores, tanques de almacenamiento de aceites base y despachador de aceites hasta este concentrador, (Ubicado en la subestacin Lubricantes) y no a otro concentrador mas cercano a las reas mencionadas, es que el MCC que alberga el circuito de fuerza de estas bombas debern estar ubicados en la misma subestacin elctrica, lo cual, facilitara el cambio de dichos arrancadores de bombas, de su posicin Automtico a Manual mediante el accionamiento de un disyuntor que conexionar un juego de reles. Este accionamiento ser ejecutado solo en caso de que el sistema de control no pueda hacerse cargo del proceso. (Ver PL-22497-3-06-029)

El motivo por el cual todas estas seales de Arranque/parada deben ser concentradas en el sistema de control presentado, es que cualquiera de las cuatro bombas de aceites base podr ser arrancada y parada desde distintos puntos de accionamiento, tales como: rea de tanques, grasas, tambores, blending y despacho de aceite a camiones cisterna. De esta forma, ser importante controlar que, si una bomba X fue arrancada desde uno de los sitios descritos, la misma ser detenida nicamente desde el mismo sitio, sin que pueda ser intervenida desde otro distinto al definido para arranque; esto determina proteccin de accionamiento del proceso en particular.

Este concentrador tambin recibir la seal de un pulsador de emergencia proveniente del despachador de aceite (Cargadero de cisternas), el mismo que podr ser activado por el operador del rea, en caso de emergencia real.

De la misma forma, tambin recibir seales de alarma de los cuatro arrancadores suaves que gobiernan el Arranque y parada de las bombas de aceites base y, en forma conjunta, la seal de estado de los reles trmicos de las bombas de aditivos.

Finalmente, el concentrador CCS-1, enviar seales de Arranque y parada a los cuatro arrancadores suaves que accionan los motores elctricos de las bombas de aceites base.

Este concentrador estar encabezado por dos Interfases de Comunicacin de Fieldbus CI840 los cuales a su vez, estarn montados sobre una base TU847.

La tabla N 24, describe las caractersticas tcnicas del CI840 Interfase de comunicacin Profibus DP/V1Tabla N 16 Caractersticas tcnicas del CI840

CI840 - Interfase de Comunicacin Profibus DP/V1 Interfase de comunicacin para Profibus DP/V1. Alimenta tarjetas S800 a travs de una fuente aislada. Manejo de OSP (Output Set as Predetermined). Esta funcin permite dar un estado predeterminado a las tarjetas S800 de salida cuando se pierde la comunicacin con el Controlador Principal. Para montaje sobre Riel DIN. Posee leds de status. Soporta 12 tarjetas S800 sobre su Modulebus elctrico (parte derecha) y hasta 84 tarjetas en 7 clusters a travs del Modulebus ptico con los modems TB820. Grado de proteccin IP20 (IEC 529, IEC 144). Soporta redundancia de cables de comunicacin.

Tabla N 16 Caractersticas tcnicas y bsicas del CI840.

Este dispositivo de Interface de Comunicaciones, se encargar de enviar todas la informacin pertinente de este concentrador hacia el controlador AC800M, por medio de una red Profibus DP/V1 redundante (Motivo por el cual son dos CI840, cada uno asociado a una de las lneas de Profibus DP - Principal y redundante) y, de recibir por el mismo medio las acciones de control que se ejecutaran desde este concentrador.

Adosado a la parte derecha del CI840 (Modulebus elctrico) se instalarn tarjetas S800: (4) DI821 y (1) DO820, cada una sobre su respectiva MTU (Idnticas a las ya referidas para el concentrador CCS-2). Es importante incidir que, el CI840 puede recibir hasta 12 tarjetas S800 adosadas sobre el Modulebus elctrico, por lo que es posible futura ampliacin.

Las seales a conectarse en cada canal de las tarjetas mencionadas anteriormente, son descritas en la Tabla N 25. En dicha tabla, se define adicionalmente la relacin tcnica de la tarjeta con el plano referencial o diagrama elctrico de la misma.Tabla N 17 Conexionado de seales CCS-1

DI821 - 1 + TU811 (PL-22497-3-06-15)


1Seal de interruptor de on/off de bomba para BS120 en rea de tanques.220 Vac, 50 Hz

2Seal de interruptor de on/off (auxiliar) de bomba para BS120 en despachador de aceites a camiones cisternas.220 Vac, 50 Hz

3Seal de interruptor de on/off de bomba para BS120 en rea de tambores.220 Vac, 50 Hz

4Seal de interruptor de on/off de bomba para BS120 en rea de grasas.220 Vac, 50 Hz

5Seal de interruptor de on/off de bomba para SN410 en rea de tanques.220 Vac, 50 Hz

6Seal de interruptor de on/off (auxiliar) de bomba para SN410 en despachador de aceites a camiones cisternas.220 Vac, 50 Hz

7Seal de interruptor de on/off de bomba para SN410 en rea de tambores.220 Vac, 50 Hz

8Seal de interruptor de on/off de bomba para SN410 en rea de grasas.220 Vac, 50 Hz

DI821 - 2 + TU811 (PL-22497-3-06-16)










DI821 - 3 + TU811 (PL-22497-3-06-17)


1Seal de interruptor de on/off de bomba de aditivos PMAD-1220 Vac, 50 Hz

2Seal de interruptor de on/off de bomba de aditivos PMAD-1A220 Vac, 50 Hz

3Seal de alarma de arrancador suave de bomba para BS120.220 Vac, 50 Hz

4Seal de alarma de arrancador suave de bomba para SN410.220 Vac, 50 Hz



7Pulsador de Emergencia en despachador de aceite.220 Vac, 50 Hz

8Seal de disparo de rel trmico de bomba de aditivos PMAD-1.220 Vac, 50 Hz

DI821 - 4 + TU811 (PL-22497-3-06-18)


1Seal de disparo de rel trmico de bomba de aditivos PMAD-1A.220 Vac, 50 Hz

2Seal de sistema de arranque de softstarter para BS120 en manual.220 Vac, 50 Hz

3Seal de sistema de arranque de softstarter para SN410 en manual.220 Vac, 50 Hz



6Libre.

7Libre.

8Libre.

DO820 - 5 + TU811 PL-22497-3-06-19)


1Seal de arranque/parada de softstarter de bomba de BS120.220 Vac, 50 Hz

2Seal de arranque/parada de softstarter de bomba de SN410.220 Vac, 50 Hz



5Seal de arranque/parada a bobina de contactor de arrancador de bomba de aditivo PMAD-1.220 Vac, 50 Hz

6Seal de arranque/parada a bobina de contactor de arrancador de bomba de aditivo PMAD-1A.220 Vac, 50 Hz

7Libre

8Libre

Tabla N 17 Conexionado de seales de Blending a concentrador CCS-1.

El siguiente grfico, define un bosquejo aproximado de la disposicin de los componentes e instrumentos que se identificaron anteriormente, los cuales se ubican especficamente dentro del gabinete CCS-1 de Subestacin Lubricantes.PLANO DE MONTAJE CCS-1

Figura N 3 Bosquejo de montaje para gabinete CSS-1.Los componentes requeridos para la implementacin de este tablero, se presentan en el listado de la Tabla N 26.

Se aclara que, la columna de Disponibilidad EBR, esta referida al material que ya dispone EBR S.A. actualmente.

Tabla N 18 Listado de componentes para CCS-1

ItemCantDescripcin

12CI 840, Interfase de Comunicacin Fieldbus para Profibus DP/V1.

21Base TU847 para CI840

32Conector DB9 para Profibus con resistencia de terminacin switcheable.








1150Borneras

121Disyuntor monofsico de 5 A.

134Disyuntores unipolares de 5 A.

1416Reles de aislamiento, con bobina de 220 Vac, 50 Hz y salidas de rele.



Tabla N 18 Listado de componentes para la implementacin del gabinete de CCS-1.

En caso de no desearse redundancia en las lneas de comunicacin Profibus DP, solo se precisara de un CI840 y un conector DB9.

En lo que se refiere al crecimiento de seales I/Os para el gabinete CCS1, se puede ver en la Tabla N 27, un resumen de la Tabla N 24, indicndose la cantidad de canales libres disponibles de cada tipo:Tabla N 19 Resumen de I/Os para CCS-1






El gabinete posee disponibilidad para la inclusin de por lo menos dos tarjetas adicionales en forma directa.

1.3.1.4 CCS-3, Concentrador del rea Puente de Medicin.

El concentrador de seales CCS-3 se encargar de colectar la informacin del estado de las vlvulas manuales que forman parte del manifold del cargadero de aceite a camiones cisternas.

Tambin recoge la informacin de los Transmisores de Nivel de los tanques de almacenamiento de aceites terminados, con cuyos instrumentos se comunicar a travs del protocolo de comunicacin Hart, obteniendo de esta manera, adems de la variable principal de medicin, diagnsticos y capacidad de re-configuracin de los mismos.

Se encargar de controlar la apertura y cierre de las vlvulas que se encuentran ubicadas despus de los flujmetros msicos y, controlar el paso de los aceites base hacia las distintas reas de suministro, ya sea en procesos de Blending o Despacho a camiones cisternas.

Finalmente, colectar la seal de las pinzas de aterramiento que se emplean para aterrizar a los camiones cisternas que recogen el aceite base en el cargadero.

Este concentrador, al igual que el concentrador de la Subestacin elctrica Lubricantes, estar encabezado por dos CI840 sobre su respectiva base TU857. Adosado a este se tendr tarjetas S800: (2) DI821, (1) DO820 y (1) AI895, cada uno, montado sobre sus respectivas bases.

Las seales que estas tarjetas manejaran en cada canal, son las que se listan en la Tabla N 28, donde tambin se hace referencia al plano que describe las conexiones de cada tarjeta.

Tabla N 20 Conexionado de seales en gabinete CCS-3

DI821 - 1 + TU811 (PL-22497-3-07-021)


1Fin de carrera C-117A de vlvula V117 de ingreso de BS120 a cargadero, indica posicin cerrada.220 Vac, 50 Hz

2Fin de carrera C-117B de vlvula V117 de ingreso de BS120 a cargadero, indica posicin abierta.220 Vac, 50 Hz

3Fin de carrera C-118A de vlvula V118 de ingreso de SN410 a cargadero, indica posicin cerrada.220 Vac, 50 Hz

4Fin de carrera C-118B de vlvula V118 de ingreso de SN410 a cargadero, indica posicin abierta.220 Vac, 50 Hz





DI821 - 2 + TU811 (PL-22497-3-07-022)


1Fin de carrera C-121A de vlvula V121 de intercambiador de puentes en cargadero, indica posicin cerrada.220 Vac, 50 Hz

2Fin de carrera C-121B de vlvula V121 de intercambiador de puentes en cargadero, indica posicin abierta.220 Vac, 50 Hz

3Fin de carrera C-122A de vlvula V122 de cargado de aceites pesados a cisternas, indica posicin cerrada.220 Vac, 50 Hz

4Fin de carrera C-122B de vlvula V122 de cargado de aceites pesados a cisternas, indica posicin abierta.220 Vac, 50 Hz

5Fin de carrera C-123A de vlvula V123 de cargado de aceites livianos a cisternas, indica posicin cerrada.220 Vac, 50 Hz

6Fin de carrera C-123B de vlvula V123 de cargado de aceites livianos a cisternas, indica posicin abierta.220 Vac, 50 Hz

7Pinza de aterramiento de puente de aceites pesados.220 Vac, 50 Hz

8Pinza de aterramiento de puente de aceites livianos.220 Vac, 50 Hz

DO820 - 3 + TU811 (PL-22497-3-07-023)


1Seal de apertura/cierre a actuador electro neumtico de vlvula V105 para BS120. 24 Vdc

2Seal de apertura/cierre a actuador electro neumtico de vlvula V106 para SN410. 24 Vdc



5Libre.

6Libre.

7Libre.

8Libre.

AI895 - 4 + TU890









8Libre.

Tabla N 20 Conexionado de seales en concentrador CCS-3.

En lo que se refiere al crecimiento de seales de I/Os en el gabinete CCS3, se puede ver en la Tabla N 29 un resumen de la Tabla N 26, indicndose la cantidad de canales libres disponibles de cada tipo:Tabla N 21 Resumen de I/Os en gabinete CCS-3






El gabinete posee disponibilidad para la inclusin de al menos tres o cuatro tarjetas adicionales en forma directa, las cuales a futuro, podran emplearse para el acopio de seales de posicin de las otras vlvulas manuales que controlan el acceso de aceite a grasas y tambores.

El siguiente grfico, define un bosquejo aproximado de la disposicin de los componentes e instrumentos que se identificaron anteriormente, los cuales se ubican especficamente dentro del gabinete CCS-3 del rea de cargadero a camiones cisternas.PLANO DE MONTAJE CCS-3

Figura N 4 Bosquejo de montaje para gabinete CSS-3.Los componentes requeridos para la implementacin del gabinete CCS-3, se encuentran listados en la Tabla N 30.

Tabla N 22 Listado de componentes para gabinete CCS-3

ItemCantDescripcin


21Base TU847 para FCI840









91Disyuntor termomagntico de 5 A.



1250Borneras




Para el caso de no implementarse redundancia en las lneas de comunicacin Profibus DP, solo ser necesario un CI840 y un conector DB9 (Item3).

1.3.1.5 Panel de Proceso en Cargadero de Aceite a Camiones Cisterna.Dado que el despacho de aceites a camiones cisternas requiere una operacin de tipo local, con monitoreo permanente de volumen despachado, se ha previsto la instalacin de un Panel de Proceso en el rea del cargadero de cisternas (Especficamente en la parte superior del mismo), desde el cual, se podr seleccionar el tipo de aceite, la cantidad a ser despachada y, el puente a ser empleado para tal caso. Esta seleccin de parmetros descrito, se realizar en el mismo panel local.

El operador tendr la posibilidad de monitorear localmente el caudal de aceite, el tiempo que tomar el despacho y el nivel de los tanques de aceite base entre otros, como tambin, seales de alarma que le indicaran cuando una bomba ya est siendo utilizada o cuando sta a sufrido algn desperfecto.

Bajo este criterio de programacin, se ha definido el uso del panel de proceso PP-235, cuyas caractersticas tcnicas fundamentales se hallan descritas en la Tabla N 31.Tabla N 23 Caractersticas tcnicas de panel PP-235

PP-235 Panel de Proceso 2 puertos de comunicacin RS-232. Alimentacin 24 Vdc Pantalla tipo LCD a colores de 7. Para montaje en puerta de gabinete Posee leds de status. Posee teclado numrico, cursores, y teclas de funciones. Grado de proteccin IP65. Certificacin elctrica Class I / Div 2.

Tabla N 23 Caractersticas tcnicas bsicas de PP-235.

Se debe prever que, el panel definido y especificado anteriormente, cuente con la instalacin interna de una tarjeta de comunicaciones Profibus DP, de manera que sea posible, por medio de la misma, unirse a la red de interfase Profibus DP que comunica a los concentradores.

Dado que el puerto Profibus DP del PP-235 no soporta redundancia, ser necesario que, al igual que en el TF-80, se instale un convertidor RLM01.

En el caso de no implementarse redundancia en comunicaciones solo bastara con conectar el bus de comunicaciones a este dispositivo.

El material requerido para la implementacin de este Panel local de Proceso, se encuentra especificado en la Tabla N 32. Tabla N 24 Componentes de implementacin en panel PP-235

ItemCantDescripcin

11Panel de Proceso PP235, con puerto Profibus DP/V1.



41Fusible de proteccin de 5 A.

51Mdulo redundante RLM01 para Profibus DP.

60.5Metros de riel DIN.

720Borneras

81Gabinete IP54 de 600 x 500 x 30 mm


Tabla N 24 Listado de componentes para la implementacin del gabinete local PP-235.

1.3.1.6 CCS4, Concentrador en rea de Tanques (Aceites Base)

En el rea de tanques donde son almacenados los aceites base, se instalar un tercer concentrador de seales (CCS-4) el cul esta destinado al acopio de estas seales provenientes de los Transmisores de Nivel de los tanques de aceites pesados y livianos, fundamentalmente.

De la misma forma, acopiar la seal de los Transmisores de Temperatura destinados al control de temperatura de los tanques de aceites pesados, los cuales se deben calentar mediante un serpentn de transporte de vapor, cuyo acceso deber ser controlado por medio de una vlvula solenoide que obedece a la seal de control del mismo concentrador.

Como en los anteriores casos, este concentrador estar encabezado por un CI840, acompaada de (1) DO820, y (2) AI895.

Las seales que sern conectadas a estas tarjetas, son descritas en el listado de la Tabla N 33.Tabla N 25 Conexionado en concentrador CCS-4

DO820 1 + TU811 (PL-22497-3-01-026)


1Seal de apertura/cierre de vlvula solenoide SV-14 de alimentacin de vapor a serpentn de tanque 2TK-013.220 Vac, 50 Hz

2Seal de apertura/cierre de vlvula solenoide SV-14 de alimentacin de vapor a serpentn de tanque 2TK-014.220 Vac, 50 Hz

3Libre.

4Libre.

5Libre.

6Libre

7Libre

8Libre.

AI895 2 + TU890 (PL-22497-3-01-027)


1Seal de transmisor de nivel en tanque 2TK-016.4..20 mA

2Seal de transmisor de nivel en tanque 2TK-017.4..20 mA.







AI895 3 + TU890 (PL-22497-3-01-028)


1Seal de transmisor de temperatura TT-013 que mide la temperatura del tanque 2TK-013.4..20 mA+Hart

2Seal de transmisor de temperatura TT-014 que mide la temperatura del tanque 2TK-014.4..20 mA+Hart

3Libre

4Libre

5Libre

6Libre

7Libre

8Libre

Tabla N 25 Conexionado de seales en concentrador CCS-4.

El siguiente grfico, define un bosquejo aproximado de la disposicin de los componentes e instrumentos que se identificaron anteriormente, los cuales se ubican especficamente dentro del gabinete CCS-4 del rea de Tanques de aceites pesados y livianos.PLANO DE MONTAJE CCS-4

Figura N 5 Bosquejo de montaje de gabinete CCS-4.Los componentes y accesorios requeridos para la implementacin del concentrador CCS-4, se describen en la Tabla N 34.

Tabla N 26 Componentes de concentrador CCS-4

ItemCantDescripcin


21Base TU847 para FCI840









13Borneras




En caso de contar con un sistema de comunicacin Profibus simple y no redundante, ser necesario nicamente un CI840 y un conector DB9.

Con referencia a un posible crecimiento de seales I/Os en el gabinete CCS4, se tiene especificado en la Tabla N 35 un resumen de la correspondiente Tabla N 31, con las cantidades de canales libres disponibles en cada tipo de componente:

Tabla N 27 Resumen de I/Os en concentrador CCS-4





Tabla N 27 Resumen de I/Os en gabinete CCS-4.

El gabinete posee disponibilidad para la inclusin de al menos tres o cuatro tarjetas adicionales y en forma directa.

1.3.1.7 Estacin de Ingeniera, Operacin y Monitoreo.

El sistema de Operaciones y Monitoreo del conjunto de control para el presente proyecto, requiere tener las licencias legales y de funcionamiento que corresponden al sistema 800xA, las cuales son descritas en la Tabla N 36.

Tabla N 28 Listado de licencias de operacin del sistemaItemCantDescripcin

11XA Core System que consiste de una estacin de Ingeniera y una de Operacin, adems incluye las herramientas de desarrollo de pantallas y otras mas auxiliares.

21Licencia para 100 tags no redundantes.

33100 AC800M Control Software Integration CLP.

61100 Hart Device Integration.

71Product Box

81Dongle para puerto USB.

91Licencia de Visual Basic para desarrollo de grficos.

Tabla N 28 Listado de licencias necesarias para la implementacin del proyecto.Finalmente, para la implementacin de la Estacin de monitoreo se recomienda la adquisicin e implementacin de una PC con caractersticas tcnicas mnimas, que son definidas en la Tabla N 37.

Tabla N 29 Caractersticas tcnicas de la PCEstacin de monitoreo

Caractersticas de PC Marca: Dell o HP. Procesador: Pentium IV de 2.8 GHz. Memoria RAM: 2 GB. Disco duro de 80 GB. Lector de CD/DVD. Lector de diskette. 1 puerto serial, 1 puerto paralelo, 4 puertos USB. Tarjeta de video que soporte 1240x1024, con dos puertos de salida. Teclado y mouse. 2 Monitores pantalla plana de 17. Sistema de Multimedios. Sistema Operativo: Windows XP.

Tabla N 29 Caractersticas tcnicas de Estacin de Monitoreo.

1.4 DISPONIBILIDAD DE EQUIPOS EN ALMACENES DE EBR S.A.

Actualmente, EBR S.A. cuenta en sus dependencias con dos sistemas de control basados en el controlador AC800M y licencias del sistema SB-2. Este material puede ser aprovechado ntegramente para la implementacin del presente sistema de control en particular.

En la Tabla N 38, se describe un resumen total de los componentes correspondientes al sistema de control requerido, en relacin directa al detalle tabulado en la descripcin pormenorizada realizada anteriormente. En la columna de la derecha de la tabla mencionada, se define Disponibilidad EBR S.A. al tem especfico con que cuenta actualmente EBR S.A. y/o algn accesorio adicional que complemente el ya existente.

Para una mejor evaluacin del sistema de control y sus componentes, se presenta dos alternativas, la primera se refiere al material necesario para un sistema con lneas de comunicacin redundantes, mientras que la segunda, esta referida a un sistema con lnea nica de comunicacin. De optarse la segunda opcin, esta sugiere en un futuro, poder implementar la redundancia completando nicamente, los componentes faltantes.

Tabla N 30 Disponibilidad de materiales en EBR S.A.Material RequeridoSistema con Lneas de Comunicacin RedundanteHardware

ItemCantDescripcinDisponibilidad EBR

11Controlador AC800M, CPU PM856.Si, EBR posee 2

21Batera externa SB821.No

31Cable de programacin TK212.Si

41Tarjeta de comunicaciones CI854 Profibus DP/V1.Si

58Conector DB9 para Profibus con resistencia de terminacin switcheable.Solo cuenta con una

61Convertidor RS-232 a RS-485Si

72Mdulo Redundante RLM01 para Profibus DPNo

76CI 840, Interfase de Comunicacin Fieldbus para Profibus DP/V1.No

83Base TU847 para CI840No

98Tarjeta DI821 con 8 canales de entradas 220 Vac.No

108Base TU811 para DI821.No

114Tarjeta DO820 con 8 salidas tipo rele.No

124Base TU811 para DO820.No

154Tarjeta AI895 con 8 entradas analgicas + HartSi, EBR posee 3

164Base TU890 para AI895Si, EBR posee 3

171Panel de Proceso PP235 con puerto de comunicacin ProfibusSi, solo requiere de tarjeta Profibus DP

185Fuente de alimentacin SD821 24 [email protected], EBR posee 4

Material RequeridoSistema con Lneas de Comunicacin Sin RedundanciaHardware

ItemCantDescripcinDisponibilidad EBR

11Controlador AC800M, CPU PM856.Si, EBR posee 2

21Batera externa SB821.No

31Cable de programacin TK212.Si

41Tarjeta de comunicaciones CI854 Profibus DP/V1.Si

56Conector DB9 para Profibus con resistencia de terminacin switcheable.Si, EBR posee 1

61Convertidor RS-232 a RS-485Si

70Mdulo Redundante RLM01 para Profibus DPNo

73CI 840, Interfase de Comunicacin Fieldbus para Profibus DP/V1.No

83Base TU847 para CI840No

98Tarjeta DI821 con 8 canales de entradas 220 Vac.No

108Base TU811 para DI821.No

114Tarjeta DO820 con 8 salidas tipo rele.No

124Base TU811 para DO820.No

154Tarjeta AI895 con 8 entradas analgicas + HartSi, EBR posee 3

164Base TU890 para AI895Si, EBR posee 3

171Panel de Proceso PP235 con puerto de comunicacin ProfibusSi, solo requiere de tarjeta Profibus DP

185Fuente de alimentacin SD821 24 [email protected], EBR posee 4

Tabla N 30 Disponibilidad de equipos en EBR S.A.

Podra considerarse como alternativa a la tarjeta AI895 faltante, a tarjetas AI810 que poseen entradas analgicas estndares y que EBR S.A. actualmente posee en almacenes conjuntamente sus respectivos MTU y TU810.

En lo que se refiere al Software, EBR S.A. posee actualmente las siguientes licencias:

Process Portal A, con 100 tags. Integracin de 100 CLPs. Control Builder Professional. Fieldbus Builder.

Estas licencias pertenecen a un sistema denominado SB-2 que puede ser migrado a 800xA sin necesidad de adquirir las licencias completas.

Para la implementacin de este proyecto, es necesario realizar los siguientes pasos y adquirir licencias adicionales que actualmente EBR S.A. no posee:

Migracin de sistema SB-2 a 800xA. Ampliacin de CLPs de 100 a 300 CLPs. Adquisicin de DTM para Transmisores de Nivel. Adquisicin de licencia de Visual Basic para desarrollo de grficos.

1.5 PARTES Y/O REPUESTOS REQUERIDOS

En la Tabla N 39, se presenta un listado de piezas y/o materiales que sera recomendable tener en existencia en almacenes de EBR S.A., a disponibilidad inmediata, para cambios en le sistema de control, en el supuesto de que ste presente problemas tcnicos e imponderables.

Tabla N 31 Listado de partes y repuestos

ItemCantPiezaObservacin

11Controlador AC800M PM856Actualmente EBR cuenta con dos AC800M, de los cuales uno controlara la planta de Blending mientras el segundo servir de reemplazo en caso de que el primero deje de operar correctamente.

22Tarjeta de entradas discretas DI821

32Tarjeta de salidas discretas DO820

42Base TU811 para DI821 o DO820.

51Tarjeta de entradas analgicas AI895.Podra considerarse como posible repuesto a tarjetas AI810 analgicas estndar que actualmente EBR posee.

61Base TU890 para AI895.

72Conectores DB9 con resistencia de terminacin switcheable.

82Fuentes de alimentacin SD821

Tabla N 31 Lista de partes para reemplazo requerido.

1

Sistema de Control de La Planta de Blending

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