Controlador temperatura

CONTROL DE PROCESOS

GRUPO 1 AUTORES:

Alejandro Alejandro Carlos Córdova Richard Venegas Carlos DOCENTE:

Ing. Ori! "#go NRC:

CONTROL DE PROCESOS $%11

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CONTROL DE PROCESOS

Conenido 1. TEMA.................... ............................... ..................... ..................... ...................... ..................... ..................... ..................... ................... ......... & 2. PLAN PLANTE TEAM AMIE IENT NTO O DEL DEL PROB PROBLE LEMA MA......................................................& 3. OBJETIVOS..................... ................................ ..................... ..................... ...................... ..................... ..................... .................... .........& & 3.1. 3.1. OB OBJE JETI TIV VO GENER GENERAL AL..................... ................................ ..................... ........................................ .............................. & 3.2. 3.2. OB OBJE JETI TIVO VOS S ESPE ESPECÍ CÍFI FICO COS S...............................................................& 4. DESCR DESCRIPC IPCIÓN IÓN DE DE INST INSTALACIO ALACIONES NES FÍSI FÍSICAS CAS.......................................' 5. DESCR DESCRIPC IPCIÓN IÓN DE REQU REQUISI ISITOS TOS DE DE CONTR CONTROL OL....................................' 6. FIL FILOSOF OSOFÍA ÍA DE DE CON CONTR TROL OL......................................................................( . DIAG DIAGRA RAMA MAS S P!ID P!ID " DESC DESCRI RIPC PCIÓ IÓN N..................... ................................ ..................... .....................) ...........) #. ESPECI ESPECIFIC FICAC ACION IONES ES DE INSTR INSTRUME UMENT NTACI ACIÓN ÓN......................................) $.1. %ARD&ARE.................... ............................... ...................... ..................... ..................... ................................... ........................ 1* $.1.1. $.1.1. SENSOR SENSOR DE TEMPER TEMPERA ATURA TURA.................... .............................. ..................... .....................1* ..........1* $.1. $.1.2. 2. CONTR ONTROL OLAD ADOR OR..................... ................................ ..................... .......................................1% .............................1% $.1. $.1.3. 3. CABL CABLE E DE DE CON CONE' E'IÓ IÓN N.............................................................1+ $.2. SOFT OFT&ARE..................... ............................... ..................... ...................... ..................... ..................... ......................... .............. 1) $.2.1. $.2.1. INSTALAC INSTALACIÓN IÓN DE CONTROLA CONTROLADORES DORES PARA PARA USB(RS23 USB(RS232 2........$$ $.2.2. $.2.2. CONFIGURA CONFIGURACIÓN CIÓN DE DE COMUNICAC COMUNICACIÓN IÓN RSLIN' RSLIN' AND AND RSLOGI' RSLOGI' SOFT&ARE..................... ................................ ..................... ..................... ...................... ......................................... .............................. $& 1). 1). LÓGIC ÓGICA A DE DE CON CONTR TROL OL " PROG PROGRA RAMA MACI CIÓN ÓN.....................................$+ 1).1. GRAFCET...................... ................................ ..................... ..................... ..................... ................................ ..................... $+ 1).2 1).2.. TABLA ABLA DE VARIA ARIABL BLES ES..................... ............................... ..................... ..................... ......................$) ............$) 1).3 1).3.. DISE DISE*O *O DEL DEL CON CONTR TROL OLAD ADOR OR PID PID.................... ............................... ..................... ................. .......%* %* 11. DISE*O %MI..................... ................................ ...................... ..................... ..................... ................................. ...................... %& 11.1 1.1. A+,-/0/-+..................... ................................ ..................... ..................... ..................... ..........................%& ................%& 11.2 11.2.. D/ D/+ +-   70 P/ /88 88 ..................... ............................... ..................... ..........................%& ...............%& 11.3 1.3. U9 70 C989+.................... ............................... ..................... ..................... ..................... ...........................%& .................%& 11.4 11.4.. I9 I9+; +;    T0 P+00 P+00/ /  70 E,-?9 E,-?9  .....................................%' 11.6 11.6.. V89+ 89+0 0 70 P+9 P+90 09 9...................................................................%+ 12. CONCLUSIONES.................... ............................... ...................... ..................... ..................... ............................ ................. %) 13. RECOMENDACIONE ONES..................... ................................ ..................... ..................... ..............................,* ...................,* 14. ANE'OS..................... ................................ ..................... ..................... ..................... ..................... .............................. ................... ,1 14.2. 4.2. MANU MANUAL AL DE DE USU USUARIO RIO...............................................................,,

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CONTROL DE PROCESOS

Conenido 1. TEMA.................... ............................... ..................... ..................... ...................... ..................... ..................... ..................... ................... ......... & 2. PLAN PLANTE TEAM AMIE IENT NTO O DEL DEL PROB PROBLE LEMA MA......................................................& 3. OBJETIVOS..................... ................................ ..................... ..................... ...................... ..................... ..................... .................... .........& & 3.1. 3.1. OB OBJE JETI TIV VO GENER GENERAL AL..................... ................................ ..................... ........................................ .............................. & 3.2. 3.2. OB OBJE JETI TIVO VOS S ESPE ESPECÍ CÍFI FICO COS S...............................................................& 4. DESCR DESCRIPC IPCIÓN IÓN DE DE INST INSTALACIO ALACIONES NES FÍSI FÍSICAS CAS.......................................' 5. DESCR DESCRIPC IPCIÓN IÓN DE REQU REQUISI ISITOS TOS DE DE CONTR CONTROL OL....................................' 6. FIL FILOSOF OSOFÍA ÍA DE DE CON CONTR TROL OL......................................................................( . DIAG DIAGRA RAMA MAS S P!ID P!ID " DESC DESCRI RIPC PCIÓ IÓN N..................... ................................ ..................... .....................) ...........) #. ESPECI ESPECIFIC FICAC ACION IONES ES DE INSTR INSTRUME UMENT NTACI ACIÓN ÓN......................................) $.1. %ARD&ARE.................... ............................... ...................... ..................... ..................... ................................... ........................ 1* $.1.1. $.1.1. SENSOR SENSOR DE TEMPER TEMPERA ATURA TURA.................... .............................. ..................... .....................1* ..........1* $.1. $.1.2. 2. CONTR ONTROL OLAD ADOR OR..................... ................................ ..................... .......................................1% .............................1% $.1. $.1.3. 3. CABL CABLE E DE DE CON CONE' E'IÓ IÓN N.............................................................1+ $.2. SOFT OFT&ARE..................... ............................... ..................... ...................... ..................... ..................... ......................... .............. 1) $.2.1. $.2.1. INSTALAC INSTALACIÓN IÓN DE CONTROLA CONTROLADORES DORES PARA PARA USB(RS23 USB(RS232 2........$$ $.2.2. $.2.2. CONFIGURA CONFIGURACIÓN CIÓN DE DE COMUNICAC COMUNICACIÓN IÓN RSLIN' RSLIN' AND AND RSLOGI' RSLOGI' SOFT&ARE..................... ................................ ..................... ..................... ...................... ......................................... .............................. $& 1). 1). LÓGIC ÓGICA A DE DE CON CONTR TROL OL " PROG PROGRA RAMA MACI CIÓN ÓN.....................................$+ 1).1. GRAFCET...................... ................................ ..................... ..................... ..................... ................................ ..................... $+ 1).2 1).2.. TABLA ABLA DE VARIA ARIABL BLES ES..................... ............................... ..................... ..................... ......................$) ............$) 1).3 1).3.. DISE DISE*O *O DEL DEL CON CONTR TROL OLAD ADOR OR PID PID.................... ............................... ..................... ................. .......%* %* 11. DISE*O %MI..................... ................................ ...................... ..................... ..................... ................................. ...................... %& 11.1 1.1. A+,-/0/-+..................... ................................ ..................... ..................... ..................... ..........................%& ................%& 11.2 11.2.. D/ D/+ +-   70 P/ /88 88 ..................... ............................... ..................... ..........................%& ...............%& 11.3 1.3. U9 70 C989+.................... ............................... ..................... ..................... ..................... ...........................%& .................%& 11.4 11.4.. I9 I9+; +;    T0 P+00 P+00/ /  70 E,-?9 E,-?9  .....................................%' 11.6 11.6.. V89+ 89+0 0 70 P+9 P+90 09 9...................................................................%+ 12. CONCLUSIONES.................... ............................... ...................... ..................... ..................... ............................ ................. %) 13. RECOMENDACIONE ONES..................... ................................ ..................... ..................... ..............................,* ...................,* 14. ANE'OS..................... ................................ ..................... ..................... ..................... ..................... .............................. ................... ,1 14.2. 4.2. MANU MANUAL AL DE DE USU USUARIO RIO...............................................................,,

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CONTROL DE PROCESOS

-ndice de Il#sracione Il#sracioness Il#sración 1 Conrol ON/O00 con "isresis............. "isresis........................ .....................................+ ..........................+ Il#sración $ Conrol ON/O00 con "isresis "isresis denro de #n rango...................+ Il#sración % +%(E inerr#2ores inerr#2ores de e32era#ra de esado esado sólido........ sólido... ......... .....1* .1* Il#sración , Di3ensiona3ieno del sensor de Te32era#ra.......................11 Il#sración & Diagra3a de Ca4leado del sensor de Te32era#ra................ Te32era#ra................ 1$ Il#sración ' 5icroLogi6 5icroLogi6 1*** DC 1('17L$*89A7&A...... 1('17L$*89A7&A................ ..................... ....................1% .........1% Il#sración ( Es2acio re:#erido del PLC 5icroLogi6 5icroLogi6 1***........... 1*** ............................1& .................1& Il#sración + Es2acio re:#erido del canal del PLC 5icroLogi6 1***............1& Il#sración ) Ca4le ;S8 RS$%$...................... RS$%$................................ ..................... ..................... ......................... ............... 1+ Il#sración 1* Diseare InTo#ch..........................$* Il#sración 11 S?34olos de ArchesTra.......... ArchesTra.................... ..................... ..................... ........................... .................$1 $1 Il#sración 1$ Logo de A#oCAD P@ID............................ P@ID......................................................... ............................. $$ Il#sración 1% Panalla de asisene asisene 2ara agregar n#evo hard>are hard>are 2aso 1. $$ Il#sración 1, Panalla de asisene asisene 2ara agregar n#evo hard>are hard>are 2aso $. $% Il#sración 1& Panalla de asisene asisene 2ara agregar n#evo hard>are hard>are 2aso %. $% Il#sración 1' Panalla de asisene asisene 2ara agregar n#evo hard>are hard>are 2aso ,. $% Il#sración 1( Panalla de asisene asisene 2ara agregar n#evo hard>are hard>are 2aso &. $, Il#sración 1+ Panalla de asisene asisene 2ara agregar n#evo hard>are hard>are 2aso '. $, Il#sración 1) Panalla de cong#ración 2ara co3#nicación PC con PLC 5icroLogi6 5icroLogi6 2aso $..................... $............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ................ .....$& $& Il#sración $* Panalla de cong#ración 2ara co3#nicación PC con PLC 5icroLogi6 5icroLogi6 2aso %..................... %............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ................ .....$& $& Il#sración $1 Panalla de cong#ración 2ara co3#nicación PC con PLC 5icroLogi6 5icroLogi6 2aso ,..................... ,............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ................ .....$' $' Il#sración $$ Panalla de cong#ración 2ara co3#nicación PC con PLC 5icroLogi6 5icroLogi6 2aso &..................... &............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ................ .....$' $' Il#sración $% Panalla de cong#ración 2ara co3#nicación PC con PLC 5icroLogi6 5icroLogi6 2aso '..................... '............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ................ .....$' $' Il#sración $, Panalla de cong#ración 2ara co3#nicación PC con PLC 5icroLogi6 5icroLogi6 2aso (..................... (............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ................ .....$( $( Il#sración $&. Bra=ce del conrol de e32era#ra e32era#ra de #n horno secador de Cascarilla............ Cascarilla....................... ...................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ................ ..... $+ Il#sración 1 Ingreso de 2ar3eros en la =#nción iden de 5ATLA8............%* Il#sración $ 0#nción Process Process 5odels de 5ATLA8............. 5ATLA8........................ ............................%1 .................%1 Il#sración % Res2#esa Res2#esa del sise3a g2 en la!o cerrado........................ cerrado...............................%1 .......%1 Il#sración , Sise3a con #n conrolador PID................... PID............................. ............................%% ..................%% Il#sración & Res2#esa Res2#esa del sise3a en la!o cerrado con  sin conrolador..%, Il#sración $' Iner=ace Venana Venana Princi2al del Proceso............. Proceso................................ ...................%+ %+ Il#sración $( Iner=ace Venana Venana acceso de los #s#arios.............................%+ Il#sración $+ Iner=ace Venana Venana de ingenier?a de la es#=a........................%) es#=a.................... ....%) Il#sración $). Panalla Princi2al Princi2al Iner=a! "5I.............................................. ,, Il#sración %*. Proceso Proceso encendido................... encendido............................. ..................... ..................... ........................ .............. ,, Il#sración %1. Conrol del 2roceso en 3odo 5an#al.......................... 5an#al....................................,& ..........,& Il#sración %$. Es#=a 3odo 3an#al es#=a encendido................................,& encendido................................,& Il#sración %%. Es#=a 3odo 3an#al.................. 3an#al............................ ..................... .................................,' ......................,' Il#sración %,. Acivación de la alar3a de nivel 4ajo FTALG..................... FTALG.......................... .....,' ,' Il#sración %&. Venana Venana de inicio de sesión de la iner=a!.............................,( iner=a!.............................,( Il#sración %'. Inicio de sesión co3o ingeniero se ha4ilia el 4oón de ingenier?a............... ingenier?a......................... ..................... ..................... ..................... ...................... ............................................ ................................. ,(

%

CONTROL DE PROCESOS Il#sración %(. Venana Venana de ingenier?a de la iner=a! de la es#=a..................,( es#=a..................,(

-ndice de Ta4las  Ta4la  Ta4la 1 Es2ecicaciones Es2ecicaciones cone6iones cone6iones de Proceso Proceso Sensor Sensor de Te32era#ra. Te32era#ra... .11  Ta4la  Ta4la $ Es2ecicaciones Es2ecicaciones de Enradas Enradas Digiales............. Digiales...........................................1, ..............................1,  Ta4la  Ta4la % Es2ecicaciones Es2ecicaciones de Salidas Salidas Digiales................ Digiales........................... ..............................1& ...................1&  Ta4la  Ta4la , Es2ecicaciones Es2ecicaciones de Enradas Enradas Analógicas............ Analógicas....................... ............................1& .................1&  Ta4la  Ta4la & Es2ecicaciones Es2ecicaciones de salidas salidas analógicas............... analógicas........................................... ............................ 1'  Ta4la  Ta4la ' Esados Esados Condiciones  Acciones Acciones de la lógica lógica de conrol conrol de  Te32era#r  Te32era#ra......... a.................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ......................... .............. $(  Ta4la  Ta4la ( C#adro C#adro de Varia4les Varia4les del del Progra3a......... Progra3a.................... .........................................$( ..............................$(  Ta4la  Ta4la + Colores Colores 2ara dise
,

CONTROL DE PROCESOS

1. TEMA Conrol de Te32era#ra de #n horno secador de cascarilla

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El desarrollo de la ind#sria ac#al en c#ano a 2rocesos de conrol de varia4les co3o e32era#ra 2resión H#jo  nivel invol#cra cada ve! areas 2rod#civas 3s a#o3ai!adas co32lejas  en los :#e coe6isa sa #na gran diversid sidad de ele3enos :#e conin#a3ene son 3odicados a#3enando las e6igencias so4re la =#ncionalidad del 2roceso  2or consig#iene eso da l#gar al #so de disinas ecnolog?as de 3anejo  vis#ali!ación 2ara conrolar s#2ervisar  dar seg#i3ieno al enorno ind#srial sin la necesidad de inerac#ar en =or3a =?sica con el 2roceso. Ese 2roeco es orienado a sol#cionar el servicio :#e 4rinda #na e32resa en c#ano al secado de cascarilla 2or 3edio de #n horno elcrico con el n de 3ejorar s# cona4ilidad seg#ridad eci e cien enci cia a  cali calida dad d 2roc 2roces eso o 3edi 3edian ane e la a#o a#o3a 3ai i!a !aci ción ón del del 3is3o a :#e en la ac#alidad 2#ede oc#rrir :#e en #n horno 3anejado 3an#al3ene 2or lo general al 3o3eno de encender  2or c#al:#ier circ#nsancia no se 2#ede dejarlo encendido 2or lo c#al el horno se caliena de3asiado  va a llegar a #n 2#no en dond donde e e32e e32e!a !ar r a da
3. OBJETIVOS 3.1.

OBJETIVO GENERAL

Dise
3.2.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

&

CONTROL DE PROCESOS •

Dise
4. DESCRIPCIÓN DE INSTALACIONES FÍSICAS La 2lana #sada denro del 2roceso de conrol se caraceri!a 2or esar reali!ada de acero esa caracer?sica le 2er3ie conservar el calor =cil3ene los ac#adores denro del horno son ni:#elina :#e =#ncionan a 1$*VJ sin e34argo la disri4#ción de calor denro del horno de4ido a las di3ensiones =?sicas del 3is3o no es insannea =acor :#e 2rod#ce #na inercia en el calenado del 3is3o 2or lo :#e denro de la 2resene 2lana ha sido necesario reali!ar 2r#e4as en disinos rangos 2ara eviar 2ro4le3as de la inercia de la disri4#ción de calor del horno. En la 2lana el a#3eno de e32era#ra es inicial3ene leno 2oserior a eso se acelera el calena3ieno sin e34argo el en=riado es #n 2roceso leno a :#e no se c#ena con #n ac#ador 2ara :#e realice esa area es2ec?ca.

5. DESCRIPCIÓN DE REQUISITOS DE CONTROL Para el conrol de e32era#ra de secado de la Cascarilla se 2resenan alg#nos re:#eri3ienos en c#ano al conrol  al dise ;979 -/9;@/9 los 3is3os :#e sern o2erados 2or #na iner=a! "5I 3ediane #n s>ich 2rinci2al. Las acciones a reali!arse en cada 3odo se deallan a conin#ación

'

CONTROL DE PROCESOS

M979 M-8

En ese 3odo el o2erador endr la 2oesad de encender o a2agar el ac#ador de ac#erdo al ie32o  e32era#ra :#e :#iera conseg#ir o el :#e crea convenieneK 2or al 3oivo no e6isir ningn i2o de alar3a. M979 A-/9;@/9

En ese 3odo el o2erador de4er esa4lecer #na recea es decir #na e32era#ra deer3inada  el ie32o :#e desee 3anener esa4le el horno en dicha e32era#raK e6isir dos i2os de alar3as la TA" c#ando la Varia4le del Proceso FPVG e6ceda en % MC la varia4le de re=erencia FSPG  la LA" c#ando dis3in#a en % MC la varia4le de re=erencia FSPG. TAH : PV > SP + 3 ° C   LAH : PV  < SP −3 ° C 

En ese 3odo de o2eración el error esacionario FEssG de4e ser 3enor o ig#al a $MC.  Ess ≤ 2 ° C 

El "5I de4e conar con indicadores  4oones 2ara encender o a2agar en el 3odo 3an#al o 4oones de inicio  nali!ación del 2roceso en c#ano al 3odo a#o3ico. Denro de s# dise
6. FILOSOFÍA DE CONTROL El conrolador de e32era#ra iene #na enrada 2rocedene de #n sensor de e32era#ra  iene #na salida :#e es conecada a #n conrolador. Para conrolar con 2recisión la e32era#ra del 2roceso sin la 2arici2ación conin#a del o2erador #n sise3a de conrol de e32era#ra se 4asa en #n conrolador el c#al ace2a #n sensor de e32era#ra co3o enrada. Se co32ara la e32era#ra real a la e32era#ra de conrol deseada o 2#no de aj#se  2ro2orciona #na (

CONTROL DE PROCESOS

salida a #n ele3eno de conrol. El conrolador solo es #na 2are del sise3a de conrol  odo el sise3a de4e ser anali!ado 2ara elegir #n conrolador adec#ado. Los sig#ienes 2#nos de4en ser considerados al seleccionar #n conrolador  Ti2o de sensor de enrada  rango de e32era#ra.  Ti2o de salida re:#erida Frel elecro3ecnico SSR salida analógicaG. Algori3o de conrol necesario Fencendido / a2agadoG N3ero  i2o de salidas. • •

• •

C9/+98 ON(OFF

;n conrolador ON/O00 es la =or3a 3s si32le 2ara el conrol de e32era#ra. La salida del dis2osiivo es encendida o a2agada sin #n esado 3edio. ;n conrolador ON/O00 ca34ia la salida sólo c#ando la e32era#ra araviesa el 2#no de aj#se. Para el conrol del calena3ieno la salida se aciva c#ando la e32era#ra es 2or de4ajo del 2#no de aj#se  se a2aga c#ando es 2or enci3a del 3is3o. Cada ve! :#e la e32era#ra cr#!a el 2#no de re=erencia el esado de la salida ca34ia la e32era#ra del 2roceso oscila conin#a3ene enre el 2#no de re=erencia. En los casos en :#e ese ciclo se 2rod#ce r2ida3ene  2ara eviar da
aG C9 /+0 70 ):  El 2roceso se co32ora co3o si =#ese #n conrol ON O00 co3n  corriene a :#e la variación no se 3aniene en ningn rango esa4le  se aciva  desaciva cada ve! :#e la 3edición so4re2ase el se2oin FEje32lo SP%*G.

+ Ilustración 1. Control ON/OFF con Histéresis

CONTROL DE PROCESOS

El 2roceso con hisresis de & 1* 1& ec. Prod#ce #n e=eco de 3aor H#c#ación de la e32era#ra 2ero la varia4le se 3aniene enre los 3rgenes de e32era#ra :#e se le ha dado segn la canidad de hisresis.

Ilustración 2: Control ON/OFF con Histéresis dentro de un rango

4G El e=eco :#e la hisresis en n#esro 2roceso es 3anener la e32era#ra denro de los 3rgenes :#e le di3os segn la hisresis :#e enconra3os adec#ada 2ara el 2roceso. El oro e=eco =avora4le :#e esa =#nción nos 2rod#ce es red#cir el #so  2or lo ano alargar la vida il de los conacores :#e acivan  desacivan n#esras res2ecivas salidas. cG Para ver có3o se co32ora 3ejor el 2roceso de4e3os o3ar en c#ena :#e a 3aor hisresis e6ise #na 3aor inercia 2or lo ano el 2roceso va a variar 3s :#e con 3enor hisresis. Por ora 2are se de4e o3ar en c#ena la necesidad de la 2lana a conrolar  los 3rgenes de e32era#ra :#e de4e3os res2ear.

. DIAGRAMAS P!ID " DESCRIPCIÓN VENEGAS #. ESPECIFICACIONES DE INSTRUMENTACIÓN )

CONTROL DE PROCESOS

La e32era#ra iene #na i32orancia =#nda3enal en n#3erosos 2rocesos ind#sriales. Por ello es i32rescindi4le dis2oner de #na 3edición 2recisa. Las e32era#ras ine6acas 2#eden ener graves consec#encias co3o la red#cción de la vida il del e:#i2o si s#=re #n so4recalena3ieno de #nos grados. Caracer?sicas necesarias 2ara el conrol de e32era#ra • • • •

• •

Alo grado de 2roección conra la h#3edad. 5edición de e32era#ras en rangos grandes. P#na de 3edición ja o inerca34ia4le. Ele3eno de resisencia FP 1** / P 1*** NTC / PTC  er3o2aresG. Dis2oni4le con rans3isor incor2orado. De carcer ind#srial.

Co3o anerior3ene se esa4leció :#e 2ara la a#o3ai!ación se de4e c#32lir con 2ar3eros co3o la seg#ridad conan!a calidad  eciencia 2or lo ano el conrolador a #sarse de4e ser #n dis2osiivo elecrónico :#e 2#ede ser 2rogra3ado 2or el #s#ario  se #ili!a en la ind#sria 2ara resolver 2ro4le3as de sec#encias en la 3a:#inaria o 2rocesos ahorrando cosos en 3aneni3ieno  a#3enando la cona4ilidad de los e:#i2os. La 2rogra3ación de4e res#lar 4asane sencilla a4arcar 2rocesos ind#sriales de c#al:#ier i2o  o=recer cone6ión a redes eso 2er3iir ener co3#nicación con #na PC  el conrolador 3enor ie32o e32leado en s# ela4oración  ca2a! de reali!ar 3odi=aciones sin ca34iar ca4leado. $. SELECCIÓN DE %ARD&ARE " SOFT&ARE

$.1.

%ARD&ARE

$.1.1.

SENSOR DE TEMPERATURA

Roc>ell A#o3aionQ o=rece #na i32resionane l?nea de 2rod#cos de deección de condición de Allen78radleQ 2ara sais=acer las necesidades de 2rcica3ene c#al:#ier a2licación. Con 3odelos ca2aces de deecar condiciones de e32era#ra los sensores e inerr#2ores de esado sólido  elecro3ecnicos de Allen78radleQ o=recen conrol e6ce2cional 2ara la o2eración a#o3ica de 3:#inas  2rocesos. I/0++-?/9+ 70 /0;?0+/-+ 70 0/79 879 #3E 1*

CONTROL DE PROCESOS 

Sensor de ala 2recisión re2eiividad aj#se co32aco  o2ciones 4asadas en rans3isión 4asados en 3icro2rocesador.

Ilustración 3: 837E interrutores de te!eratura d e estado sólido

C+/0+=/: • •

•

•

•

• •

•

•

•

5icro2rocesador 4asado sin 2ares 3óviles Carcasa de acero ino6ida4le %1'L resisene a la corrosión Resisene IP'( grado de 2roección 2ara so2orar d#ras condiciones ind#sriales 5edios rango de e32era#ra de 7&* ... 1&* M C F7&+ ... %*$ M 0G  Te32era#ra de =#nciona3ieno de 7,* ... +& M C F7,* ... 1+& M 0G Sonda de acero ino6ida4le. IP'' grado de 2roección 2ara so2orar d#ras condiciones ind#sriales C#aro d?gios 2analla digial de 1, seg3enos Salidas 2rogra3a4les de 3anera inde2endiene d#al PNP NO / NC o , ... $* 3A salida analógica con salida nica PNP NA / NC ;nidades selecciona4les de 3edida M C M 0 o M  

E?090 T: F+/0: Roc>ell A#o3aion M+: Allen78radle S0+0: +%(E N9;+0 708 +/=-89: Sensor de e32era#ra 11

CONTROL DE PROCESOS

•

•

T?9: Esado Sólido P+0: *$ U C C9-+ 70 87: Individ#al PNPNO / NC T?9 70 90<: 1/, NPT 5ale T0 9;8: 1$ a %* VDC A;?0+H0 E8-: '* 3A Fsin cargaG C9++0/0 70 +: $&* 3A T0;?9 70 +0?-0/: $* 3s Finerr#2ciónG $** 3s Fie32o de s#4idaG ,** 3s FAj#se de la horaG T;9: 1** 55 L Sonda T?9 8-79: IP'' R0?0/877: *1 U C I779+: c#aro d?gios de 1, seg3enos Dis2la Digial C89 70 -9;0/9:  1******* M/0+8: Corrosión resisene resisene del acero ino6ida4le %1'L T0;?0+/-+ 70 -9;0/9: 71% a 1+& U T0;?0+/-+ D+/: *1 U C 2or a
D;090 ;; :

Ilustración ": #i!ensiona!iento del sensor de $e!eratura

D+; 70 C8079:

1$

CONTROL DE PROCESOS

Ilustración %: #iagra!a de Ca&leado del sensor de $e!eratura

$a&la 1: Eseci'caciones cone(iones de )roceso *ensor de $e!eratura

C90<90 70 P+909:

A?890:

La He6i4ilidad de los hilos de la longi#d de la sonda  hacer :#e el 2roceso +%(E adec#ado 2ara #na a32lia ga3a de a2licaciones incl#endo •

Q-=;9 +09 8709.7 Consr#cción de acero ino6ida4le %1'L 3arcas gra4adas con lser  la clasicación IP'' 2ara ali3enos 4e4idas  oras 1%

CONTROL DE PROCESOS

a2licaciones :#e re:#ieren e:#i2os de 4aldeo co3o las 2lanas de e34oellado / 3:#inas de llenado an:#es 4o34as lros. •

•

•

•

•

M@,- %0++;0/.( e32era#ras del re=rigerane

Seg#i3ieno

de

las

L -/9;/ 70 @+.7 5:#inas de inección. A-/9;9/+.7 5onior de soldad#ra e32era#ras del re=rigerane. L9/0 7+0/9.7 e32era#ras de 2roceso del 3onior. OEM M@,- C9/+-/9+0 K G+70 U-+9 F80.7 Progra3ación con i de cong#ración Read9in$*** red#ce el ie32o de insalación del inerr#2or.

$.1.2.

CONTROLADOR

La =a3ilia de conroladores 5icroLogi6. "o en d?a el 3ercado es 3# co32eiivo 2or al en #n enorno co3o se es esencial #sar las 3ejores herra3ienas  ecnolog?as e6isenes. Las e32resas :#e re:#ieren conroladores co32acos #ili!an la =a3ilia de conroladores 5icroLogi6W Allen78radleQ de Roc>ell A#o3aion. PLC M+9L9< 1))) DC

1761-L20BWA-5A

Ilustración +: ,icro-ogi( 1 #C 17+1-20%

V0/H:

1,

CONTROL DE PROCESOS •

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

El 3icro7PLC 5icroLogi6 1*** se 2#ede #sar en #na a32lia variedad de a2licaciones de %$ E/S o 3enos re:#iere 3enos es2acio :#e #n conrolador de a3a
1&

CONTROL DE PROCESOS

T0989= 0<80 70 EKS

A32lias es2ecicaciones de enrada  salida o=recen #na sol#ción de conrol He6i4le. •

•

•

O2ciones de enradas CA CC  analógicas Fcorriene o volajeG. O2ciones de salidas rel TRIAC 5OS0ET  analógicas Fcorriene o volajeG. "a dis2oni4les conroladores ali3enados con CA  CC.

E?9 708 C9/+9879+ > M077 708 C8 R08

La sig#iene g#ra 3#esra la se2aración 3?ni3a reco3endada 2ara el conrolador.

Ilustración 7: Esacio reuerido del )-C ,icro-ogi( 1

Ilustración 8: Esacio reuerido del canal del )-C ,icro-ogi( 1

E?090 E/+7 D/80 $a&la 2: Eseci'caciones de Entradas #igitales

E?090 R9 70 V98/H0 0 E/79 A/9 R9 70 V98/H0 0 E/79

C9/+9879+0 DC 24V 1, a $'.,V dc 3a6. a X&&MC FX1%1M0G 1, a %*.*V dc 3a6. a X%*MC FX+'M0G * o &V dc 1'

CONTROL DE PROCESOS

A?79 F+0-0 70 O?0+

R0/+79 70 S08 ;<

Enradas esndar %* "! a 1.* "! Enradas 36i3a velocidad %* "! a '.' "! Enradas esndar selecciona4les de *& a 1' 3s. Enradas de ala velocidad selecciona4le desde **(& a 1' 3s.

C9++0/0 0 0/79 $.& 3A a 1,V dc E0779 ; +.* 3A a $,V dc C9++0/0 0 0/79 E0779 9;8 1$.* 3A a %*V dc C9++0/0 0 0/79 E0779 ;@< C9++0/0 70 F- 0 0/79 1.& 3A D0/79 %Y I;?07 9;8 n/a C9++0/0 M@<; 70 ++-? E?090 S87 D/80 $a&la 3: Eseci'caciones de *alidas #igitales

E?090 R9 70 V98/H0 70 O?0+ C9++0/0 9/- ?9+ ?-/9 ;@<. C9++0/0 9/- ?9+ 9;-/ ;@<. C9++0/0 9/- ?9+ 9/+9879+ ;@<. C9++0/0 0 0/79 E0779 ; C9++0/0 70 F- 0 0/79 D0/79 R0/+79 70 S08 ;@<. ++ +0/ C9++0/0 ?9+ 9+0/0 70 ?-/9 ?9

R08> & a 1$&V dc & a $',V ac Rel de conaco no3inal +.* A 1,,* VA 1*.* 3A * 3A Reardo en encendido  1* 3s Reardo en a2agado  1* 3s n/a

1(

CONTROL DE PROCESOS

E?090 E/+7 A@89 $a&la ": Eseci'caciones de Entradas nalógicas

E?090 R9 70 V98/H0 70 0/+7 R9 70 9++0/0 70 0/+7 C97 70 E/+7  (21  21 ;A  (1)5   1)5 V 7 (326#(32.6 I;?07 70 V98/H0 70 0/+7 C9++0/0 I;?07 70 0/+7 R098- 70 0/+7  2  70 16 / N9 80877 P+0 00+8 )C /9 55C

161(L2)<<<(5A 71*.& a X1*.&V dc 7$1 a X$1 3A 7%$('+ a X%$('( $1*Z 1'* Z 1' 4i  *.**$[ \*.([ de =#ll escala

32F /9 131F

P+0 D0+ 00+8 )C /9 \*.1('[ 55C 32F /9 131F ;@<. P+0 00+8 / 25C F ;@<.

T0;?9 70 /-8 V98/H0 70 0/+7 P+9/0 9/+ 9+0/090 C9++0/0 70 0/+7 P+9/0 9/+ 9+0/090 A8;0/9 70 0/+7  87 > 8079 70 ;?9 ?+ A8;0/9 L

\*.&$&[ Selecciona4le desde , o 1** 3s $,V dc \&* 3A %*V rango de volaje de ra4ajo &**V aisla3ieno F2r#e4a de '* "! d#rane 1sG

E?090 S87 A@89 $a&la %: Eseci'caciones de salidas analógicas

E?090 R9 70 V98/H0 70 S87 R9 70 C9++0/0 70 S87 N9 80877 R0?-0/ 8 08 R9 70 +. V98/H0 70 S87

E?0 * a 1*V dc , a $* 3A *.*$[ $.& 3s Fa )&[G 1Y a ]Y

1+

CONTROL DE PROCESOS

R9 70 +. C9++0/0 70 S87 C97 70 87  70 4  2) ;A  )  1) V 7 T0 70 87 8079 9++0/9 > C9++0/0 70 87 8079 9++0/9 R098- 70 S87 T0;?9 70 0/;0/9 70 S87 8 P+0 G00+8 70 )  C   55  C P+0 70 D0+ 00+8 )  C   55  C ;@<.  P+0 898   25  C     F ;@< .  ( C9++0/0 70 87 C8079 70 ;?9 L ?+ A8;0/9

* o &**Y * o %$('( P#ede so2orar #n corocirc#io 1& 4i % 3sec F36i3oG \1.*[ a =#ll escala \*.$+[ *.$[ %*V no3inal de ra4ajo / aisla3ieno &**V

V0/H 70 C9;- •

•

•

•

5ejora de 2#ero RS 7$%$ Fincl#e =#ene de $, VCC 2ara la red dis2osiivos de iner=a!G. %**K '**K 1$**K ,+**K )'**K 1).$**  %+.,** velocidad de rans3isión. Cone6ión a D"7 ,+&  DeviceNe  Eherne redes a ravs del 1('17 NET 7AIC  1('17 NET 7 DNI  1('17 NET 7 ENI  1('1 7NET7 ENI9 3ód#los de iner=a! Cone6ión a 3óde3s 2ara co3#nicaciones re3oas.

$.1.3.

CABLE DE CONE'IÓN

El conversor ;S8 o2era co3o #n 2#ene enre #n 2#ero ;S8 2#ero  2#ero esndar RS$%$. USB(RS232

Ilustración 4: Ca&le 5*0 6*232

1)

CONTROL DE PROCESOS

C+/0+=/: •

• • • • •

C#32li3ieno con las es2ecicaciones de la versión ;S8 1.1 So2ora la iner=ace serie RS$%$. So2ora rans=erencia de daos hasa &** 42s. Condición de ;S8 s#s2endido. Co32ai4ilidad Pl#g @ Pla. Ali3enación de la cone6ión ;S8 ^ no re:#iere ada2ador de ali3enación.

R0,-0+;0/9 708 S/0;: • • • • •

I85 ^ Co32ai4le PC @ 5AC. 5S 9indo>s )+SE 5E $*** _P @ 5AC ).1 o s#2erior. P#ero ;S8 dis2oni4le. ', 54 RA5 o s#2erior. Peni#3 $%% 5"! o s#2erior.

C0+/90 FCC Ese dis2osiivo ha sido eseado  c#32le con el a2arado 1& de la Nor3aiva de 0CC. El =#nciona3ieno es s#jeo a las sig#ienes dos condiciones Ese e:#i2o no 2#ede ocasionar iner=erencias. Ese e:#i2o 2#ede ace2ar c#al:#ier iner=erencia reci4ida. Las iner=erencias 2#eden ca#sar alg#na o2eración no deseada. • •

CE( C0+/79 Ese dis2osiivo es en c#32li3ieno con los re:#eri3ienos de las Sig#ienes reg#laciones EN && *$$ CLASS 8

$.2.

SOFT&ARE &970++0 IT9- %MI

El so=>are InTo#ch o=rece =#nciones de vis#ali!ación grca :#e llevan s#s ca2acidades de gesión de o2eraciones conrol  o2i3i!ación a #n nivel n#evo. El "5I F"#3an 5achine Iner=aceG co3en!ó hace 3s de veine aare InTo#ch. Ningn oro "5I en el 3ercado 2#ede co32ararse al so=>are InTo#ch en r3inos de innovación

$*

CONTROL DE PROCESOS

inegridad de ar:#iec#ra conecividad e inegración de dis2osiivos r#a de 3igración de versiones de so=>are sin inerr#2ciones  =acilidad de #so. Eso se rad#ce en sise3as 4asados en esndares :#e 2er3ien incre3enar al 36i3o la 2rod#cividad o2i3i!ar la e=ecividad del #s#ario 3ejorar la calidad  red#cir los cosos o2eracionales de desarrollo  de 3aneni3ieno. B009 •

•

•

•

0acilidad de #so :#e le 2er3ie a desarrolladores  o2erarios ser 3s 2rod#civos de 3anera si32le  r2ida. Bran inegración de dis2osiivos  conecividad a 2rcica3ene odos los dis2osiivos  sise3as. S#s ca2acidades de re2resenación grca  la ineracción con s#s o2eraciones 2er3ien enregar la in=or3ación correca a las 2ersonas correcas en el 3o3eno correco. 5igración de versiones de so=>are sin inerr#2ción lo :#e signica :#e la inversión en s#s a2licaciones "5I es 2roegida

C?770 •

•

•

•

• •

Brcos de resol#ción inde2endiene  s?34olos ineligenes :#e vis#al3ene dan vida a s# insalación direca3ene en la 2analla de s# co32#adora Sosicado sise3a de scri2ing 2ara e6ender  2ersonali!ar a2licaciones en =#nción de s#s necesidades es2ec?cas Alar3as disri4#idas en ie32o real con vis#ali!ación hisórica 2ara s# anlisis  Tracación de endencias hisóricas inegradas  en ie32o real Inegración con conroles 5icroso= Acive_  conroles .NET Li4rer?a e6ensi4le con 3s de &** de o4jeos  grcos 2redise
$1

CONTROL DE PROCESOS

Ilustración 1: #iseo de lataor!a onder9are In$ouc

T0989= A+0/+A

ArchesrA es #na ar:#iec#ra de so=>are de in=or3ación  a#o3ai!ación diseare  los esndares a4ieros 3s avan!ados de la ind#sria. ArchesrA ha `ind#sriali!ado a 5icroso= .NET  oras ecnolog?as de 5icroso= con el n de s#3inisrar #n conj#no de herra3ienas an 3s 2rod#civas 2ara consr#ir sol#ciones de so=>are de gesión de o2eraciones cr?icas 2ara las o2eraciones ind#sriales de 2rod#cción  de insalaciones. Con el #so de la ecnolog?a ArchesrA es 2osi4le ensa34lar a2licaciones r2ida3ene 2or 3edio del #so de o4jeos de so=>are en l#gar de 2rogra3arlas. Es 2osi4le crear o4jeos e32lae 2ara casi c#al:#ier 2ro2ósio  l#ego #ili!arlos 2ara consr#ir n#evas a2licaciones de 3anera sencilla a ravs del reensa34le  la ligera 3odicación de esos o4jeos ahorrando con ello ie32o  red#ciendo los cosos de desarrollo. B009 • • •

5enores cosos de i32le3enación  de ciclo de vida Cong#ración  3aneni3ieno si32licados A32lia escala4ilidad  ala3ene seg#ra

C?770 • • •

• •

El 3odelo co3n 2ara la 2lana red#ce la co32lejidad. Enorno de desarrollo nico  ala3ene e6ensi4le. 0cil de 3anener #sando esr#c#ras orienadas a o4jeos  a 4ase de 2lanillas. Besión de ca34ios  desarrollo re3oo de a2licaciones. Seg#ridad a nivel daos  co3#nicación de daos inegradas al sise3a. $$

CONTROL DE PROCESOS

Ilustración 11: *;!&olos d e rces$ra

A-/9CAD P!ID

A#oCAD P@ID es la herra3iena es2ec?ca del desarrollo de diagra3as de 2roceso. Pensada 2ara crear 3odicar  ediar enr#ados e insr#3enación so4re enorno A#oCAD 2or lo :#e res#la 3# =cil s# i32le3enación. A#oCAD P@ID iene odas las =#ncionalidades de A#oCAD a las :#e a
Besión 2or 2roecos F3li2les 2lanosG L?neas din3icas  co32onenes. Li4rer?a de s?34olos. Ei:#eado  anoación. E6racción de daos  generación de in=or3es. Validación  eval#ación de errores.



%$ CONTROL DE PROCESOS

Ilustración 12: -ogo de utoC# )
En c#ano a la 2are de 4ienes 2ara el desarrollo de ese 2roceso solo se necesiar?a #na co32#adora 2ara lo re=erene en c#ano la vis#ali!ación de la "5I de4e c#32lir la 3is3a con la acividad de s#2ervisión  3onioreo.

$.2.1. INSTALACIÓN PARA USB(RS232

DE

CONTROLADORES

Pri3ero de4e conecar el conversor ;S87RS$%$ en el 2#ero ;S8. 8ajo 9indo>s )+/$***/5e/_P insere el CD de insalación o a s# ve! descargar el 2rogra3a ejec#a4le desde la >e4 2oserior a eso insalar el conrolador del ;S8RS$%$ en s# ordenador sig#iendo los sig#ienes 2asos 1. El asisene 4#scar n#evos conroladores 2ara el e:#i2o ;S8.

Ilustración 13: )antalla de asistente ara agregar nue=o ard9are aso 1

$,

CONTROL DE PROCESOS

$. b# :#iere :#e haga 9indo>s

Ilustración 1": )antalla de asistente ara agregar nue=o ard9are aso 2

%. Seleccione E6a3inar conrolador.

direcorios

2ara

el

n#evo

Ilustración 1%: )antalla de asistente ara agregar nue=o ard9are aso 3

,. 9indo>s es 2re2arado 2ara insalar el 3ejor conrolador.

$&

CONTROL DE PROCESOS

Ilustración 1+: )antalla de asistente ara agregar nue=o ard9are aso "

&. 9indo>s nali!ó la insalación del so=>are.

Ilustración 17: )antalla de asistente ara agregar nue=o ard9are aso %

'. Co32r#e4e :#e la insalación del conrolador ha nali!ado. Conece la #nidad ;S87RS$%$ en el 2#ero ;S8 del ordenador  2#lse Inicio Cong#ración 7 Panel de conrol 7 Sise3a  vaa al Ad3inisrador de dis2osiivosf 2ara ver si e6ise CIRC;TOR ;S87 RS$%$/,$$/,+& FCO56G en P#eros.

$'

CONTROL DE PROCESOS

Ilustración 18: )antalla de asistente ara agregar nue=o ard9are aso +

$.2.2. CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN RSLIN' AND RSLOGI' SOFT&ARE Se de4e reali!ar los sig#ienes 2asos 1. Conece el ca4le de 2rogra3ación Fca4le 1('17C8L7 P5*$ conecado con el ca4le ;S8 RS$%$ desde el PC al 2#ero de 2rogra3ación 5icroLogi6G.

2. Iniciar el RSLin6 so=>are. El RSLin6 2er3ie cong#rar el conrolador A8. Seleccione Comunications /  Confgure Drivers.

Ilustración 14: )antalla de con'guración ara co!unicación )C con )-C ,icro-ogi( aso 2

%. Cong#re Drivers $(

CONTROL DE PROCESOS

aG Seleccionar RS232 DF1 devices. 4G Clic en Add New cG Escoger #n no34re 2ara el driver  clic en O 

Ilustración 2: )antalla de con'guración ara co!unicación )C con )-C ,icro-ogi( aso 3

,. A conin#ación siga los sig#ienes aj#ses e6ce2o el 2#ero de co3#nicaciones Fseleccione s# 2ro2ia co3#nicación. P#eroG. Esos aj#ses de co3#nicación de4en coincidir con la cong#ración de la 2analla.

Ilustración 21: )antalla de con'guración ara co!unicación )C con )-C ,icro-ogi( aso "

&. ;na ve! hecho esa cong#ración clic en el 4oón O   se 3osrara :#e el driver se enc#enra en el esado de =#nciona3ieno.

$+

CONTROL DE PROCESOS

Ilustración 22: )antalla de con'guración ara co!unicación )C con )-C ,icro-ogi( aso %

'. ;na ve! conr3ado :#e el driver es en =#nciona3ieno clic en el 4oón de CLOSE 2ara cerrar el c#adro de dialogo Sig#iene ir a la o2ción de Comunications   seleccionar RSWo 2ara conr3ar :#e la PC ese en co3#nicación con el PLC 5icroLogi6.

Ilustración 23: )antalla de con'guración ara co!unicación )C con )-C ,icro-ogi( aso +

(. La sig#iene i3agen 3#esra :#e la cong#ración del PC con co3#nicación con el PLC 5icroLogi6 =#e e6iosa.

Ilustración 2": )antalla de con'guración ara co!unicación )C con )-C ,icro-ogi( aso 7

$)

CONTROL DE PROCESOS

1).  LÓGICA DE CONTROL " PROGRAMACIÓN 1).1. GRAFCET Para reali!ar el 2rogra3a corres2ondiene #ili!a3os el diagra3a BRA0CET esa herra3iena 2er3ie reali!ar la lógica de conrol de 3ejor 3anera esa4leciendo di=erenes ea2as :#e sern acivadas al 3o3eno de c#32lirse las condiciones de ransición asociadas a esas esas ransiciones son las res2ecivas validaciones :#e se iene en el 2roceso de conrol de la e32era#ra. El conrol de e32era#ra 2ara #na es#=a 4aceriológica c#ena con ' esados en el sig#iene c#adro se dealla de 3ejor 3anera la acción de cada #no de los esados.

Ilustración 2%. >racet del control de te!eratura de un orno secador de Cascarilla

%*

CONTROL DE PROCESOS $a&la +: Estados? Condiciones @ cciones de la lógica de control de $e!eratura

N;. 70 E/79

S=;98 9 70 E/79

E/79 )

E/79 1 E/79 2

E/79 3

E/79 4

E*

RL#! Encendido R L#! 5an#al RL#! A#o3ico L#! A2agado

E1

S L#! Encendido

E$

S L#! 5an#al R L#! A#o3ico

E%

"orno L#! "orno

E,

E&

E/79 5

A90 70 E/?

C9790

S-0/ 0 E/?

S9ITC"

E1

5AN. S9ITC"

E$

´  MAN 

E,

. S9ITC"

´ . ON. OFF  S9ITC" O00 ´  MAN 

´ SWITCH 

SL#! A#o3ico R L#! 5an#al  Ti3er PID SAlar3a ala SAlar3a 4aja RAlar3a ala RAlar3a 4aja

´ START. STOP . S9ITC"

5AN

´ SWITCH 

 TI5ER.DN

1).2. TABLA DE VARIABLES $a&la 7: Cuadro de Aaria&les del )rogra!a

OR D 1 2 3 4 5 6

DESCRIPCION

SIMBOLO

ENTRADAS Enrada analógica TE5PERAT; RA SALIDAS "orno Elcrico "ORNO Salida a la 2lana SALIDA MARCAS Esado * E* Esado 1 E1 Esado $ E$

%1

DIRECCIÓ N

I%.* O*/* O,.* 8%*/* 8%*/1 8%*/$

E% A C D E& E' E( A D C

CONTROL DE PROCESOS  # $ 1) 11 12 13 14 15

Esado % E% Esado , E, Esado & E& 5arca S>ich S9ITC" 5arca 5odo 5an#al 5AN;AL 5arca Inicio 5an#al ON5AN 5arca Paro 5an#al O005AN 5arca Inicio A#o ONA;TO 5arca Paro O00A;TO A#o3ico 1 Indicador l#! a#o L;A;TO 6 1 Indicador l#! L;5AN;A 3an#al L 1# Alar3a e32. ala TA" 1$ Alar3a e32. 4aja TAL TEMPORIADOR 2)  Te32ori!ador es#=a TIE5PO ENTERO 21 Valor enrada TE5P 22 Valor Se Poin SP 23 Valor alar3a ala SPS;P 24 Valor alar3a 4aja SPIN0 25  Tie32o ingresado TINBRESA DO 26 Valor de conrolador CONTROLA DOR FLOTANTE 2 Valor escala3ieno Brados PID 2# Valor PD del PD conrolador 2$ Conane c CC 3) Conane Ti TIC 31 Conane Td TDC 32 Porcenaje de PORCENTAE conrol

1).3.

8%*/% 8%*/, 8%*/& 8%*/+ 8%*/) 8%*/1* 8%*/11 8%*/1$ 8%*/1% 8%*/1, 8%*/1& 8%1/* 8%1/1 T,* N(* N(% N(, N(& N(' N(( 0+1 PD)*.SPS PD)*.C PD)*.Ti PD)*.TD PD)*.CVP

DISE*O DEL CONTROLADOR PID

Para el dise
%$

CONTROL DE PROCESOS

sise3a de e32era#ra el ie32o de ca2#ra de cada o3a ser de 3edio seg#ndo. ;na ve! o4enidas la 3#esra de la seare 5ATLA8 el c#al nos 2er3iir o4ener la =#nción de rans=erencia de la 2lana. Donde el vecor  y endra los daos de salida de la 2lana  el vecor  x sera del 3is3o a3anio de  y   endr los valores de enrada el ie32o de 3#esreo ser de *.& seg#ndos

Ilustración 2+ Ingreso de arB!etros en la unción ident de , $-0

Para o4ener #na esi3ación de la =#nción de rans=erencia de la 2lana #sare3os la o2ción )rocess ,odel la c#al nos 2er3iir seleccionar el orden de la 2lana co3o se vis#ali!a en la sig#iene il#sración

%%

CONTROL DE PROCESOS Ilustración 27 Función )rocess ,odels de ,$-0

De4ido a :#e es #n sise3a de e32era#ra la 2lana de4e ser de 2ri3er orden adicional3ene la 2lana 2osee #n reraso el c#al no sera o3ado en c#ena a :#e al 3o3eno de esi3ar la 2lana o4endre3os #na 2lana inesa4le. La =#nción de rans=erencia o4enida es gp ( s ) =

  0.368

s + 0.02897

  s# res2#esa en la!o cerrado es

Ilustración 28 6esuesta del siste!a g en lao cerrado

Co3o se 2#ede vis#ali!ar en la g#ra anerior la 2lana 2osee #n ie32o de esa4ili!ación de ).+, seg#ndos los c#ales no son los valores reales a :#e la 2lana al 2oseer #n sise3a ani7sa#ración desaciva la se
Para el dise
Mp

G de &[

−πζ  √ 1−ζ 2

3

ζ ωn

%,

CONTROL DE PROCESOS

Para deer3inar la #4icación de los 2olos del sise3a se #ili!a la e62resión s 1,2=−ζ ω n ± j ω n √ 1−ζ 

2

ζ 

Des2ejando

 

ωn

 de las aneriores ec#aciones ene3os :#e

ζ =0.8261 ω n=0.3228

Ree32la!ando en el 2olo del sise3a s 1,2=−0.2667 ± j 0.1819

Al ser #n 2olo co32lejo conj#gado solo se #ili!ara el 2olo del seg#ndo c#adrane s =−0.2667 +  j 0.1819

El conrolador endr la sig#iene =#nción de rans=erencia  K  ( s +  ) gc ( s )= s

2

Para el dise
{ gc ( s ) gp ( s ) }

=

± !∗180 "#n"e! =1,3,5, $ %

Esa condición nos 2er3iir deer3inar el los ceros =alanes los c#ales c#32lan con el crierio del ng#lo. 2 ∠ { s +  }−∠ { s + 0.02897 }−∠ { s } =± 180 2 ∠ { s +  }=± 180 + ∠ { s + 0.02897 }+ ∠ { s }

 =0.3982

Para enconrar el valor de  K   del conrolador se #ili!ara el crierio de 5agni#d 2ara ello de4e3os ree32la!ar el 2olo en sig#iene ec#ación

|gc ( s )∗gp ( s )|=1

%&

CONTROL DE PROCESOS

|

 K  ( s + 0.3982 ) ∗0.368 s s + 0.02897 2

|

=1

O4eniendo  K =5.1993

El conrolador 2ara el sise3a es gc ( s )=

gc ( s )=

5.1993 ∗( s + 0.3982 )

2

s 5.199 s

2

+4.141 s + 0.8243 s

O4eniendo los 2ar3eros  Kc= 4.1406 T&=5.0228 T" =1.2257

La =#nción en la!o cerrado del sise3a se re2resena en la sig#iene il#sración

Ilustración 24 *iste!a con un controlador )I#

En la sig#iene il#sración 2ode3os vis#ali!ar el sise3a con  sin conrolador a34in 2ode3os vericar :#e los crierios de dise
%'

CONTROL DE PROCESOS

Ilustración 3 6esuesta del siste!a en lao cerrado con @ sin controlador 

11.  DISE*O %MI 11.1. A+,-/0/-+ Segn los re:#eri3ienos iniciales del #s#ario ser de dos niveles 2or lo :#e conar con #na venana 2rinci2al #na venana de ingenier?a a la c#al solo 2#ede ingresar el ingeniero con #na conrase
CONTROL DE PROCESOS

11.2. D/+- 70 P/88 Considerando el 3ovi3ieno del ojo :#e va de arri4a a a4ajo  de i!:#ierda a derecha la #4icación del ?#lo ser en la 2are s#2erior al ig#al :#e la 2analla de las alar3as  la 2analla de co3ando de arran:#e del 2roceso 2or ser in=or3ación cr?ica del 2roceso. El cenro de la venana es de ala visi4ilidad 2or lo :#e la 2analla de cong#ración del 2roceso ir en dicha 2osición orienado hacia la i!:#ierda 2or ener 3ejor ca32o vis#al de los grcos. En c#ano a las 2anallas de co3andos 2ara los 3odos de o2eración 3an#al  a#o3ico esarn de ig#al 3anera en el cenro 2ero orienadas a la derecha logrando as? #na si3er?a en c#ano a la disri4#ción 4alanceada de la venana 2roc#rando ser lo 3s si32les 2osi4les.

11.3. U9 70 C989+ Para la asignación de colores a los dis2osiivos 2anallas  venanas es 3# i32orane :#e sean congr#enes enre ellos  :#e no s#2ongan conradicciones. La ga3a de colores a #ili!arse son de once F11G colores eviando co34inaciones con conrases inco32ai4les. De al =or3a se deer3inó la sig#iene disri4#ción de colores :#e se deallan a conin#ación

$a&la 8: Colores ara diseo de H,I

-e3

Color

S?/9 70 W+0 > S-@+0 E,-?9 /+H79 K E0779 E,-?9 0 ?+9 K A?79 F979 G00+8 70 P/88 I779+ 70 A8+;+ T0
Descri2ción

Arena

Verde Claro Rojo Negro Rojo 8lanco 8lanco

11.4. I9+; T0
CONTROL DE PROCESOS

venanas no se #ili!a n=asis en el e6o el color del e6o de4e conrasar con el =ondo de la 2analla  de4e res2ear el código de colores 2revia3ene denido 2or lo :#e se escogio color 4lanco 2ara el e6o en #n =ondo negro. Se de4e recordar :#e c#ando se #sa color en el e6o se de4e #sar en oda la 2ala4ra  no solo en cieros caraceres.

11.5. S=;989 > P+00/ 70 E,-?9 Los s?34olos e ?conos :#e re2resenan a los e:#i2os  evenos del 2roceso son si32les cerrados  de #n a3a
Ele3eno

Descri2ción

S/ M/0+

Arran:#e / Deiene el sise3a

S/

Selecor de 3odo de o2eración

L07 A8+;

L#! indicadora de alar3a

P-879+ 9K?+7

Encendido de #na =#nción

%)

Brco

CONTROL DE PROCESOS

T0+;;0/+9

S870+

D?8> /0;?9+79+

Muestra comportamiento de variable Temperatura

el la

Esa4lecer el valor de #na varia4le FTe32era#raG

5#esra co32ora3ieno de #n varia4le

B9/

Ejec#a o2eración deer3inada

L99

Sello indicaivo de la e32resa

Esado ac#al del horno

Esado ac#al del horno encendido o a2agado. Brca en ie32o real de la varia4le del 2roceso es se 2oin  la varia4le de conrol

Brca en ie32o real

11.6. V89+0 70 P+909 Los 2rinci2al 2ar3ero en ese 2roceso es la Te32era#ra de la es#=a el 3is3o :#e 2#eden generar alar3as si no esn en los ,*

CONTROL DE PROCESOS

l?3ies corres2ondienes 2or al 3oivo son daos de cond#cción del 2roceso  a la ve! daos relaivos a las alar3as de 2roceso :#e ca#san las aleras 2or e32era#ra elevada  4aja 2or al 3oivo esos daos esn si#ados de4ajo de los res2ecivos 3edidores de e32era#ra. Con oda la in=or3ación anerior se reali!ó el dise
Ilustración 31: Interace Aentana )rincial del )roceso

Ilustración 32: Interace Aentana acceso de los usuarios

,1

CONTROL DE PROCESOS

Ilustración 33: Interace Aentana de ingenier;a de la estua

12. CONCLUSIONES •

•

•

Se dise<ó #n conrolador PID el c#al 2er3ie ra4ajar en condiciones deseadas a la 2lana eli3inando el error en esado esacionario  2oder res2onder de 3anera ó2i3a al ingreso de 2er#r4aciones en el sise3a. Se desarrolló #na "5I =cil de #sar  enender 2or el #s#ario ca2a! de o=recer s#2ervisión conrol  seg#i3ieno del 2roceso de conrol de e32era#ra 2ara #n horno elcrico 2ara el secado de cascarilla. Se esa4leció el escala3ieno de la varia4le de enrada 2ara ra4ajar con grados  reali!ar el correco conrol de e32era#ra  eval#ar el 2roceso de hisresis del 3is3o.

13. RECOMENDACIONES •

•

Para o4ener la =#nción de ras=erencia de sise3a ese de4e esar li4re de #n conrol ani7sa#ración a :#e ese conrol 2#ede alerar la 3#esra del sise3a o a s# ve! eviando :#e el sise3a se esa4ilice en rangos deseados. Al 3o3eno de i32le3enar el conrolador en el PLC las seniales SP  PV de4en 2oseer la 3is3a escala as? aseg#ra3os :#e la se
,$

CONTROL DE PROCESOS

14. ANE'OS 14.1. PROGRAMA

,%

CONTROL DE PROCESOS

,,

CONTROL DE PROCESOS

,&

CONTROL DE PROCESOS

,'

CONTROL DE PROCESOS

14.2. MANUAL DE USUARIO Al 3o3eno de iniciar la a2licación en Ino#ch nos a2arecer la sig#iene venana

Ilustración 3". )antalla )rincial Intera H,I

Esa es #na de las res venanas :#e iene la iner=a!. Para iniciar el 2roceso se 3#eve el s>ich de encendido. Para sa4er el esado del 2roceso e6isen dos l#ces indicadoras #na de encendido  ora de a2agado. ;na ve! acivado el s>ich la l#! de a2agado se desacivar  se acivar la l#! de encendido.

Ilustración 3%. )roceso encendido

,(

CONTROL DE PROCESOS

;na ve! encendido el 2roceso se iene :#e elegir el 3odo en el :#e se desea :#e la 2lana =#ncione. E6isen dos 3odos #n 3odo 3an#al  el seg#ndo :#e es #n 3odo a#o3ico. Por #n lado enrado al 3odo 3an#al nica3ene se 2#ede acivar  desacivar el horno no se 2#ede ingresar #n se 2oin ni el ie32o :#e se desea :#e el horno ra4aje. Por oro lado las alar3as a34in se van a desacivar.

Ilustración 3+. Control del roceso en !odo ,anual

Ilustración 37. Estua !odo !anual? estua encendido

Por oro lado si se selecciona el 3odo a#o3ico se encender el indicador a#o3ico  reali!ar la acción de conrol. Para :#e el 3oor se encienda ,+

CONTROL DE PROCESOS ha :#e 2#lsar el 4oón de on  se iniciar el 2roceso a#o3ai!ado 2or el ie32o :#e el #s#ario ingrese en el ie32o. Si el #s#ario desea :#e se desacive el 2roceso 2resiona el 2#lsador de ok  el 2roceso se a2agar.

Ilustración 38. Estua !odo !anual

Para 2oder 3odicar el se 2oin se hi!o #so de #n slider con el c#al si32le3ene se lo 3#eve  el se 2oin ca34ia. Por oro lado es necesario ingresar el ie32o :#e :#ere3os :#e la es#=a ese acive. Se iene dos alar3as #na de e32era#ra ala  #na seg#nda alar3a c#ando la e32era#ra se enc#enra 2or de4ajo de la e32era#ra deseada.

Ilustración 34. cti=ación de la alar!a de ni=el &aDo $-

,)

CONTROL DE PROCESOS Por oro lado 2ara 2oder ingresar a la seg#nda venana se iene :#e iniciar sesión de ingeniero. Para ello se hace e32leo de #n #s#ario  conrase
;s#ario Ingeniero Conrase
Ilustración ". Aentana de inicio de sesión de la intera 

;na ve! iniciada sesión se ha4iliara el 4oón de ingenier?a co3o se 3#esra en la sig#iene g#ra.

Ilustración "1. Inicio de sesión co!o ingeniero? se a&ilita el &otón de ingenier;a

La venana de ingenier?a es si3ilar a la venana 2rinci2al a di=erencia :#e el ingeniero iene #na grca donde se 2#ede o4servar la acción de conrol reali!ada  2#ede 3odicar los 2ar3eros del conrolador :#e se ese #ili!ando.

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