MANUAL DE FUNCIONAMIENTO
SISTEMA DE PRESIÓN CONSTANTE
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INDICE
1. Introducción 2. Modo de Operación 2.1. Modo Manual 2.2. Modo Automático 2.3. Modo Alternado 3. Lámparas indicadoras 4. Parada de emergencia 5. Equipos utilizados 5.1. Variador de velocidad Danfoss 5.2. PLC
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1. INTRODUCCIÓN El sistema de presión constante nos permite mantener la presión de agua necesaria para abastecer a todo nuestra instalación. Para esto contamos con el suministro de agua de la empresa encargada y el sistema de presión constante, sumándose ambas líneas. En la línea de agua (distribución) se encuentra un trasmisor de presión, el cual mide constantemente la presión de línea, esta señal de realimentación ingresa a los variadores, lo cual nos permite realizar un lazo de control cerrado. Si el transmisor de presión indica que hay una caída de presión, manda a encender las bombas respectivas con ayuda de los variadores de acuerdo a lo seleccionado. En el variador se configura la Referencia (Set Point), con el cual logramos que las bombas operen para mantener la presión deseada. Para esto pueden trabajar de manera alternada ó de manera simultánea (juntas), para llegar al valor deseado (referencia). El agua se almacena en un tanque (ubicado en el sótano), si el transmisor de presión indica una caída de presión en el variador (señal de 4 a 20 mA), las bombas encenderán (alternadas ó simultáneas), llevando agua a todos los puntos, así aumente la demanda se debe mantener la presión constante (referencia).
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2. MODO DE OPERACIÓN Trabajaremos con un modulo lógico programable LOGO!, marca SIEMENS, con tres variadores FC102 marca DANFOSS y 3 bombas. Este sistema se encargará de mantener una presión constante así se presenten cambios en la demanda. En el LOGO!; se está usando 7 entradas (6 digitales y 2 analógicas), las cuales activarán o desactivarán las 3 s alidas Entradas Digitales PLC
Selector Automático 1 (I1) Selector Automático 2 (I2) Selector Automático 3 (I3) Confirmación VLT1 (I4) Confirmación VLT2 (I5) Confirmación VLT3 (I6) Terminal 42 VLT1 (IA7) Terminal 42 VLT2 (IA8) Terminal 42 VLT3 (IA9)
Salidas del PLC
Q1 PLC1 “Bomba 1” Q2 PLC2 “Bomba 2” Q3 PLC3 “Bomba 3”
Cada variador de frecuencia (VLT1, VLT2, selector.
VLT3); Quien
cuenta les
con
un
permitirá
conmutar entre “Manual, Apagado y Automático”.
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Para que este sistema funcione correctamente se tomará en cuenta las señales de confirmación del variador (VLT1, VLT2 y VLT3); las cuales deberán estar activadas para que funcionen las bombas.
Para un óptimo funcionamiento, se ha tomando en consideración la capacidad de las bombas. Cuando se encuentra trabajando una de ellas y está llegando a su máxima capacidad y necesita apoyo, entonces ingresa en funcionamiento la siguiente bomba de respaldo, para llegar a la presión seteada. Todo esto se lograra, gracias al monitoreo constante de la presión del sistema, mediante el uso de las señales Analógicas (Transmisor de Presión), las cuales ingresan al LOGO! Permitiéndonos así un control lógico de funcionamiento de las Bombas.
ESQUEMA GENERAL VARIADORES
Tenemos dos modos de operación, manual y automático. Estas se seleccionan a través de los selectores. Para ello se explicará el funcionamiento de cada una de las formas de trabajo de dichos selectores.
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2.1. MODO MANUAL Al operar de manera manual se puede hacer de las siguientes formas:
Si el selector 1 (VLT1); se encuentra en “Manual”, entonces enciende sólo la Bomba 1 (B1). Lo mismo sucede si los selectores de los VLT2 y VLT3, se posicionan en manual, entonces cada uno encenderá su respectiva bomba (B2/B3). 0
Manual
Automático
VLT1
0
Manual
0
Manual
Automático
VLT2
Automático
VLT3
Nota: Cuando se trabaja de manera manual, no se cuenta con la bomba de respaldo, es decir, si la bomba que está operando está llegando a su máxima capacidad, no entrará una para respaldarla, por lo cual debemos de tener mayor cuidado al trabajar de manera manual.
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2.2. MODO AUTOMÁTICO Para usar estas opciones necesitamos que las señales de confirmación de los variadores estén activas y los selectores en modo automático.
0
Automático
Manual
Para el mejor funcionamiento y seguridad, las bombas tienen un control de respaldo, este tipo de control nos permite accionar una bomba adicional (las tres al mismo tiempo si es necesario); en caso que una de ellas llegue a su máxima capacidad y necesite un respaldo. Logra desactivarse cuando ya no es necesario, siguiendo su curso normal. La bomba de respaldo entrará cuando la frecuencia de trabajo de la Bomba Cabeza sea mayor de 55 Hz y se desactivara cuando la frecuencia baje a 49 Hz. Dejando que la bomba trabaje normalmente, teniendo siempre esta opción presente en caso lo requiera. Para que pueda darse esta opción, tienen que estar en modo automático los interruptores VLT1 /VLT2 /VLT3; lo cual permitirá que las bombas trabajen alternadas.
0 Manual
0 Automático
Manual
VLT2
VLT1 0 Manual
VLT3 7
Automático
Automático
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2.3. FUNCION DE ALTERNADO
SECUENCIA
Con la función de alternado tenemos una secuencia de funcionamiento de las bombas: B1, B2 y B3 (así continuamente), donde cada una de ellas trabajará un tiempo determinado (6Horas) En este caso también se considera la bomba de respaldo en caso lo necesite, en los mismos rangos de frecuencia mencionados anteriormente. En el caso que se deshabite unos de los modos automáticos (1,2 o 3); entrara a trabajar la siguiente consecutiva.
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Abajo se muestra como están colocadas las entradas al PLC LOGO! Tenemos las entradas digitales y las análogas.
PLC
3. LÁMPARAS INDICADORAS El tablero cuenta con lámparas indicadoras de encendido y falla de bombas, esto nos permite saber cuando operan las bombas y cuando ocurre alguna falla en el variador. En caso la lámpara de falla esté encendida, se deberá revisar para determinar el problema, para ello el variador nos vota un tipo de falla, se reajusta y se puede volver a trabajar correctamente.
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4. EQUIPOS 4.1. VARIADOR DE FRECUENCIA VLT FC102
El VLT® HVAC Drive, construido sobre la nueva plataforma modular Plug and Play de Danfoss y dedicado a las aplicaciones HVAC un juego de niños. El diseño modular y una gran cantidad de opciones permiten una baja inversión inicial y actualizaciones de bajo costo de acuerdo a las futuras necesidades. El VLT HVAC drive Incluye: - 98% de eficiencia energética - Modo de reposo. - Optimizador automático de energía. - Compensación de flujo y muchas más funciones.
El variador de frecuencia están compuesto por:
Etapa Rectificadora.- Convierte la tensión alterna en continua mediante rectificadores de diodos, tiristores, etc.
Etapa Intermedia.- Filtro para suavizar la tensión rectificada y reducir la emisión de armónicos.
Inversor.- Convierte la tensión continua en otra de tensión y frecuencia variable mediante la generación de pulsos. Actualmente se emplean IGBT´s (Isolated Gate Bipolar Transistors) para generar los pulsos controlados de tensión. Los equipos más modernos utilizan IGBT´s inteligentes que incorporan un microprocesador con todas las protecciones por sobrecorriente, sobretensión, baja tensión, cortocircuitos, puesta a masa del motor, sobretemperaturas, etc.
Etapa de control. Esta etapa controla los IGBT´s para generar los pulsos variables de tensión y frecuencia. Y además controla los parámetros externos en general, etc.
Entonces, el variador de frecuencia rectifica la tensión alterna de alimentación en tensión continua, después de lo cual dicha tensión continua se convierte en corriente alterna variable con amplitud y frecuencia variables. De este modo, el motor recibe una tensión y frecuencia variables, lo que permite una regulación infinitamente variable de la velocidad de motores trifásicos estándar AC. 10
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4.2. PLC LOGO!
El PLC Logo! de SIEMENS, es compacto y completo para poder desarrollar la lógica de manera simple y efectiva. Este dispositivo nos permite utilizar señales analógicas y digitales, con las cuales lograremos controlar a los equipos que tengamos.
La solución compacta, fácil de usar y económica para tareas de mando simples. Compacto, fácil de manejar, de aplicación universal sin necesidad de accesorios. Solución "todo en uno": pantalla y teclado integrados 36 funciones distintas vinculables por pulsación de tecla o software de PC; en total hasta 130 veces. Cambios de funciones con sólo pulsar una tecla sin necesidad de una laboriosa reasignación.
Este plc cuenta con un software “Logo! Soft Comfort”, el cual nos permite generar la programación en dos lenguajes ladder y bloque de funciones. Este software también nos permite simular el programa realizado para comprobar su correcto funcionamiento, luego de ello, podemos descargarlo en el plc, a través del puerto serial de la computadora. 11
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Todos los módulos LOGO! Basic disponen de las siguientes conexiones para crear el programa independiente del número de módulos que se conectan:
Entradas digitales I1 a I24
Entradas analógicas AI1 hasta AI8
Salidas digitales Q1 hasta Q16
Salidas analógicas AQ1 y AQ2
Marcas digitales M1 hasta M24, M8: marcas de arranque
Marcas analógicas AM1 hasta AM6
Bits de registro de desplazamiento S1 hasta S8
4 teclas de cursor
16 salidas no conectadas X1 hasta X16
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