Configuracion del Controlador Sipart DR20

CONTROL DE PROCESOS

LABORATORIO 14 “CONFIGURACION DEL CONTROLADOR SIPART DR20”

Integrantes:

GUARACHE CARHUAMACA, Diego ZELADA CRISOSTOMO, Jayro HUAMÁN ALFARO, Anthony VILCHEZ FABIÁN, Wilmer

Profesor: Godinez De la Cruz, Ernesto

Sección: C14 - 6 – B

Fecha de realización: 27 de abril

Fecha de entrega: 04 de mayo

2015 – I

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LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS

CONFIGURACION DEL CONTROLADOR SIPART DR20

1) OBJETIVOS 

Configurar las estructuras y parámetros del controlador Sipart DR-20 y analizar sus efectos.



Configurar las estructuras y parámetros del controlador DR 22.



Control de nivel utilizando el método de d e ganancia limite.

2) INTRODUCCIÓN TEÓRICA CONTROLADOR SIPART DR20. Se trata de un controlador industrial muy versátil y flexible, preparado para un amplio rango de aplicaciones. El dispositivo básico dispone de dos entradas de corriente configurables en el rango 0(4)/20 mA (denominadas AE1 y AE2) y una salida de corriente del mismo tipo (Iy). Las entradas corresponden a cargas de 249 Ω no flotantes, que se que se clasifican como un lazo de corriente de 3 hilos, totalmente compatible con las salidas analógicas de nuestra tarjeta desarrollada. El controlador se puede ampliar con módulos auxiliares que aumentan la funcionalidad del mismo (entradas analógicas de tensión, entrada para termopar...) pero que no disponemos y que no nos serán de utilidad. También dispone de una entrada y salida digital y un módulo de comunicación serie, para ser usados cuando el controlador se encuentra conectado a un sistema de d e control de mayor nivel.

El funcionamiento del controlador se basa en un microcontrolador, que implementa las funciones de control. Mediante los pulsadores y displays de la pantalla principal se realiza la configuración del mismo y se ajustan los parámetros de control, sin necesidad de realizar ningún tipo de programación. El controlador dispone además de otras funciones como filtrado, linealización de las señales de entrada.

CONTROLADOR DE NIVEL. Los controles de nivel del agua en los canales los canales tienen la finalidad de garantizar la correcta operación de los mismos. En general los controles de nivel se colocan en puntos claves del canal, como son: 

Secciones de derivación, para canales de menor orden, y para tomas de campo; y,



En correspondencia con estructuras de seguridad.

PFR












Controles que aseguran la permanencia del nivel, dentro de márgenes preestablecidos, aguas preestablecidos, aguas arriba de la estructura de control;



Controles de nivel que garantizan el nivel, en el ámbito de una variación máxima pre establecido, aguas abajo de la sección de control. Estos sistemas también se denominan operando a la demanda. Desde el punto de vista de los mecanismos que operan el control del nivel, se pueden distinguir dos tipos:



Controles del nivel aguas arriba mediante un vertedero de gran longitud;



Controles de nivel que operan mediante el movimiento automático de una compuerta mecánica accionada por un flotador. Dependiendo de la posición del flotador el control será comandado por el nivel aguas arriba o aguas abajo.

3) EQUIPOS Y MATERIALES







PC

SIPART DR- 20

EQUIPO PARA EL CONTROL DE NIVEL

PFR












SOFTWARE LOOKOUT DIRECT

4) PROCEDIMIENTOS: Identificamos los elementos y funciones del panel frontal mostrado en la siguiente figura:

Figura 1. Panel Frontal del Controlador SIPART DR20

PFR










1. Conmutador para servicio interno/externo. 2. Diodo luminoso (verde)  

Luz fija: valor prescrito interno. Luz intermitente: determinados estados de servicio s ervicio DDC.

2.1 Pulsador para aumentar el valor prescrito interno o los valores de las variables de parametrización y estructuración. es tructuración. 2.2 Pulsador para reducir el valor prescrito interno o los valores de las variables de parametrización y estructuración.

3. Diodo luminoso (amarillo)  

Luz fija: servicio manual. Luz intermitente: manipulación externa.

5. Conmutador para servicio manual/automático. 6.1. Diodo luminoso (verde), luce cuando cua ndo el indicador (11) refleja la referencia w. 6.2. Diodo luminoso (rojo), luce cuando el indicador (11) refleja la magnitud regulada x.

7. Conmutador para el indicador de cuatro décadas (11) y para activar los niveles de parametrización y estructuración. 8.1. 8.1. Pulsador para modificación de la magnitud de ajuste hacia la indicación 100 % y para la selección de la variable a la que afecta la parametrización o estructuración. 8.2. Pulsador para modificar la magnitud de ajuste hacia 0 % y para la selección de la variable a la que afecta la parametrización o estructuración. 9.1. El punto luce en reguladores S. 9.2. El punto luce en reguladores S.

10. Indicador digital con dos décadas para magnitud de ajuste y así como para parámetros e interruptores in terruptores de estructuración seleccionados. 11. Indicador digital con cuatro décadas para valor actual x, prescrito w, límites A1 y A2, en caso dado valor prescrito de seguridad SH, así como para valores de parametrización y de interruptores de estructuración. 12.1. Diodo luminoso (rojo) avisa el rebase por encima y por debajo del valor

PFR










13. Indicador para diferencia y desviación de regulación. 14. Rótulo intercambiable.

1.

Configuración de la señal de 4 a 20 mA 

Estructura #3 = 1



Estructura #4 = 1



Otras estructuras iguales a cero.



Parámetro LA = 0



Parámetro LE = 100

Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un miliamperímetro y el terminal negativo de este a la entrada análoga AE1 del controlador. Poner la estructura #37 en 1 y al controlador en modo manual, luego con los botones 5.1 y 5.2 variar la corriente de 4 a 20mA y observar la indicación en el display 4. Anotar los resultados en la tabla 1. Calcular el error como PV(%)Display(%)

PV(mA) PV(%)teórico Display(%) Error

4

8

12

16

20

0 -0.4 0.4

25 24.2 24.2 0.8

50 48.8 1.2

75 73.5 1.5

100 98.8 1.2

Tabla 1. Datos Obtenido de la Señal 4 -20 mA

2.

Configuración de señal de entrada de 0 a 20mA 

Estructura #3 = 1



Estructura #4 = 0






Parámetro LA = 0



Parámetro LE = 100

Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un miliamperímetro y el terminal negativo de este a la entrada análoga AE1 del controlador. Poner

PFR












PV(mA) PV(%)teórico Display(%) Error

0

4

8

12

16

20

0 0 0

20 19.4 0.6

40 39.4 0.6

60 59.1 0.9

80 78.8 1.2

100 98.6 1.4

Tabla 2. Datos Obtenido de la entrada 4 -20 mA 3.

Configuración de señal de salida de 4 a 20mA 

Estructura #3 = 1



Estructura #37 = 1






Parámetro Ya = 0



Parámetro Ye = 100

Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un miliamperímetro y el terminal negativo de este a la entrada análoga AE1 del controlador. Poner al controlador en modo manual, luego con los botones 5.1 y 5.2 variar la salida de 0% a 100%, ver display 6. Anotar los resultados en la tabla 3. Calcular el error como I(mA) teórico-I(mA)medido

Display(%) I(mA) teórico I(mA) medido Error

0

25

50

75

100

4 3.91 0.09

8 7.91 0.09

12 11.95 0.05

16 15.91 0.09

20 19.92 0.08

Tabla 3. Datos Obtenido de la Salida 4 -20 mA

4.

Configuración de señal de salida de 0 a 20mA Estructura #3 = 1

PFR










T

Display(%) a I(mA) teórico b I(mA) medido l Error a

0

20

40

60

80

100

0 0.01 -0.01

4 3.91 0.09

8 7.89 0.11

12 11.89 0.11

16 15.90 0.10

20 19.88 0.12

Tabla 4. Datos Obtenido de la Salida 0 -20 mA 5.

Cambio del setpoint a) En forma local: 

El led 9.1 debe estar activado



El led 14 debe estar activado



PFR

Con los botones 12.1 y 12.2 puede cambiar el setpoint y el valor se visualiza en el display 4. Considerar setpoint = 40



Estructura #3 = 1



Estructura #4 = 1



Estructura #37=1



Otras estructuras iguales a cero



Parámetros LA = 0, LE = 100, SA = 0 y SE =100

Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un miliamperímetro y el terminal negativo de este a la entrada análoga AE1 del controlador. Poner al controlador en modo manual, luego con los botones 5.1 y 5.2 poner la corriente de salida del controlador a 10mA y observar la indicación en el display 4, con 9.2 activado, y anotar el error Error (%) = SP PV = 40 36.5 = 3.5












Estructura #5= 1



Estructura #10 = -1






Parámetros LA = 0, LE = 100, SA = 0 y SE =100

Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un miliamperímetro y el terminal negativo de este a la entrada análoga AE2 del controlador. Poner al controlador en modo manual, luego con los botones 5.1 y 5.2 variar la corriente de salida del controlador y observar la indicación en el display 4, con 9.1 activado Anotar los resultados en la tabla 5, el error se calcula como SP(%)-Display(%)

I(mA) SP(%) Display(%) Error

4

8

12

16

20

0 0 0

25 22.2 2.8

50 45.8 4.2

75 69.4 5.6

100 93.1 6.9

Tabla 5. Datos Obtenidos del cambio de Setpoint en forma local. 6.

Linealización 

Estructura #3 = 1



Estructura #4 = 1



Estructura #14=1






Parámetros: LA = 0, L1=12.5, L2=25, L3=37.5, L4=50, L5=62.5, L6=75, L7=87.5 y LE=100

PFR










7.

Raíz cuadrada Caso 1: 

Estructura #3 = 1



Estructura #4 = 1



Estructura #12=1



Estructura #14=0



Estructura #37=1



Parámetros: LA = 0 y LE=100

Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un miliamperímetro y el terminal negativo de este a la entrada análoga AE1 del controlador. Poner la estructura #37 en 1 y al controlador en modo manual, luego con los botones 5.1 y 5.2 variar la corriente de 4 a 20mA y observar la indicación en el display 4. Anotar los resultados en la tabla 7. Calcular el error como Display(teórico)-Display(medido)

PV(mA) PV(%)teórico

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 0

12.5 35.36

25 50

37.5 61.24

50 70.71

62.5 79.06

75 89.60

87.5 93.54

100 100

Display(teórico)

0

35.36

50

61.24

70.71

79.06

86.60

93.54

100

Display(medido)

0

34.5

49.2

60.4

69.9

78.2

85.7

92.7

99.1

Error

0

0.86

0.8

0.84

0.81

0.86

0.9

0.84

0.9

100(%) ∗ 100 √ (

Tabla 7. Datos Obtenidos de la Raíz Cuadrada. Caso 2: 

Estructura #3 = 1

PFR










PFR

Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un miliamperímetro y el terminal negativo de este a la entrada análoga AE1 del controlador. Poner la estructura #37 en 1 y al controlador en modo manual, luego con los botones 5.1 y 5.2 variar la corriente de 4 a 20mA y observar la indicación en el display 4. Anotar los resultados en la tabla 8. Calcular el error como Display(teórico)-Display(medido)

PV(mA) PV(%)

4

8

12

16

20

0 0

25 50

50 70.71

75 89.60

100 100

Display(teórico)

100

150

170.71

186.60

200

Display(medido)

100

149.2

169.9

185.7

199.1

0

0.8

0.81

0.9

0.9

) 100(% ∗100 100+ √ (

Error

Tabla 8. Datos Obtenidos de la Raíz Cuadrada.

8.

Configuración de la computadora para realizar la comunicación Este laboratorio sobre configuración del controlador SIPART DR20, de ese laboratorio se procedió a comunicar el computador con equipo DR20. Realizando antes la configuración del software:

8.1.

Para realizar la comunicación se abre el programa del controlador DR20 , SIEMENS SIPART DDE server, luego:



Se presiona omitir



Ingresar a configuración












8.2.

Ingresamos: Inicio/Programas/DirectSOFT32/LookoutDirect. Luego aceptar presionando OK.



Seleccionamos File/New.



Seleccionamos el color del panel frontal.

PFR












Completamos cuadro y presionamos en OK.

Tag PV SP OUT

DR20 X W Y

DR22 XY WY Y

PFR












Repetimos lo anterior para SP y PV



Obtenemos lo siguiente.



Ingresamos al menú Object/Create, luego seleccionamos Display/HyperTrend y clic en ok.

PFR














En la barra de amarillo escribimos SP, luego clic en Accept y Next

En la barra de amarillo escribimos OUT, luego clic en Accept y Next

PFR












Obtenemos lo siguiente



Ingresamos Insert/Scale

PFR














Obtenemos lo siguiente.

PFR










OBSERVACIONES 

Con el software podemos visualizar el comportamiento del PV y OUT, frente a una variación del SP.



Los datos que obtenidos con el software lookout direct, son los datos obtenidos por el controlador SIPART DR20, al realizar el proceso de control de nivel.



Observamos que en la parte frontal del display, nos muestra el porcentaje de error, o dicho en otras palabras que tan diferente es el valor de PC con respecto al SP.



Se observó que el controlador posee en su cara frontal un display que nos muestra en porcentaje el error o diferencia entre el setpoint y la variable del proceso.

PFR

Configuracion del Controlador Sipart DR20

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