Modulo de Control Multilazo

I NGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS I NDUSTRIALES

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE HUEJOTZINGO HUEJOTZINGO

“PRACTICAS”

“MODULO DE CONTROL MULTILAZO”

Galileo Galilei 3864-1C 3864-1C Arboledas Zap, Jal. Jal. Tel/Fax: 3631-5011, 3631-5011, [email protected]

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Índice 11.

Entendiendo el sistema. ..........................................................................................................

7

11)

ENTENDIENDO EL SISTEMA .......................................................................................... 9

1.

Lazo de Control de Flujo ........................................................................................................

9

2.

Lazo de Control de Temperatura Temperatura ...........................................................................................

9

3.

Lazo de Control de Nivel Nivel ......................................................................................................

10

4.

Lazo de Control de Presión Presión ..................................................................................................

10

5.

Control de 2 variables de proceso ........................................................................................

11

i.

Flujo-Nivel ........................................................................................................................

11

ii.

Flujo-Temperatura ............................................................................................................

11

iii.

Nivel-Presión .................................................................................................................

11

Control de 3 variables de proceso ........................................................................................

12

Flujo-Nivel-Presión ...........................................................................................................

12

6. i.

12.

Manual de operación............................................................................................................

14

12)

MANUAL DE OPERACIÓN ............................................................................................. 16

1.

Encendido Del Sistema .................................. ................ .................................... ................................... ................................... .................................... .................. 16

2.

Control de Flujo (HMI) .......................................................................................................

17

Salir de control de Flujo ...................................................................................................

17

Control de Nivel (HMI) ........................................................................................................

18

Salir de control de Nivel ....................................................................................................

18

Control de Presión con variable Flujo y Nivel (HMI) ........................................................

19

i.

Salir de control de Presión (HMI) ....................................................................................

19

ii.

Salir de control de Nivel y Flujo (HMI) ............................................................................

19

Control de presión (HMI) ....................................................................................................

20

Salir de control de Presión ................................................................................................

20

Control de Temperatura (HMI) ...........................................................................................

21

Salir de control de temperatura ........................................................................................

21

7.

Para controlar con con el tablero ...............................................................................................

22

8.

Control de Flujo (Tablero) ...................................................................................................

23

9.

Control de Nivel (Tablero) ...................................................................................................

24

10.

Control de Presión (Tablero) ...........................................................................................

25

11.

Apagar el Equipo ..............................................................................................................

26

i.

3. i.

4.

5. i.

6. i.

Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

2

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 12.

Mantenimiento .................................................................................................................

26

13.

Acotaciones .......................................................................................................................

27

14.

Recirculación en T1 .........................................................................................................

28

15.

Transferir de T1 a T2 .......................................................................................................

28

16.

Transferir de T2 a T1 .......................................................................................................

28

13.

Gabinete de control ..............................................................................................................

29

13)

GABINETE DE CONTROL .............................................................................................. 30

14.

Estación de operación con con Aurora HMI SCADA ...............................................................

14)

.................. ...................... 32 ESTACIÓN DE OPERACIÓN CON AURORA HMI SCADA ....................................

15.

Interruptor de posición posición .........................................................................................................

15)

INTERRUPTOR DE POSICIÓN ...................................................................................... 36

31 34

1.

Marco Teórico ......................................................................................................................

36

2.

Practica#1.- Montaje Montaje de un interruptor de posición ...........................................................

36

3.

Practica#2.- Funcionamiento Funcionamiento de un Interruptor de Posición Posición .............................................

42

16.

Lazo de control de Flujo ......................................................................................................

45

16)

FLUJO .................................................................................................................................. 48

1.

Introducción .........................................................................................................................

48

2.

Objetivo .................................................................................................................................

48

3.

Diagrama de tuberías tuberías e instrumentación y lazos de control control .................................... .................. ............................. ........... 48 i.

Diagrama de tuberías tuberías e instrumentación instrumentación para flujo .........................................................

49

ii.

Lazo de Control de Flujo Flujo ..................................................................................................

49

Marco Teórico ......................................................................................................................

51

4. i.

................. ............................. ........... 51 Medidor de flujo electromagnético electromagnético Marca Krohne Krohne (FIT-1)...................................

ii.

Instalación .........................................................................................................................

52

iii.

Controlador de Flujo Marca ABB (FIC1) ....................................................................

53

iv.

Válvula de control de flujo con posicionador inteligente Marca MASONEILAN (LV1.) 56

5. PRACTICA # 1: Navegar en el Menú y submenú del display display y calibración de Cero del Medidor de Flujo marca Krohne (FIT-1) (FIT-1)....................................................................................

59

6.

PRACTICA # 2: Calibración de un transmisor transmisor de flujo magnético marca marca Krohne .......... 63

7.

PRACTICA # 3: Configuración de “Display” “Display” de Transmisor de Flujo Krohne Krohne ............... 65

8.

PRACTICA # 4: Configuración de “I/0” “I/0” de Transmisor de Flujo Krohne ....................... 68


3

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES PRACTICA # 5: Pruebas al Medidor de Flujo Magnético Krohne ...................................

9. 10.

70

PRACTICA # 6: Calibración de válvula modulante con posicionador inteligente SV II

71 11.

PRACTICA # 7: Pruebas a válvula de control ................................................................ 73

12.

PRACTICA # 8: Funciones de teclas e ingreso a display de controlador de Flujo ABB

74 13.

PRACTICA # 9: Configuración de los niveles 5 y 6 del controlador de ABB ............... 75

14.

PRACTICA # 10: Sintonía de control (control PID) para flujo. .................................... 78

17.

Lazo de control de Nivel .......................................................................................................

87

17)

NIVEL .................................................................................................................................. 89

1.

Introducción .........................................................................................................................

89

2.

Objetivo .................................................................................................................................

89

3.

Diagrama de tuberías e instrumentación y lazos de control para Nivel ............................. 89

4.

Marco Teórico ......................................................................................................................

91

i.

Transmisor de Presión Diferencial Marca Yokogawa ...................................................... 91

ii.

Posicionador electroneumático MASONEILAN. ..............................................................

94

PRACTICA #1 Instalación de un transmisor de temperatura............................................ 96

5.

6. PRACTICA # 2 Calibración y alambrado de un transmisor de presión diferencial para medir nivel ....................................................................................................................................

98

7.

PRACTICA # 3: Calibración de Válvula Modulante con posicionador 4700E ............... 100

8.

PRACTICA # 4: Configuración de entrada y salida en display de controlador de ABB 102

9.

PRACTICA # 5: Sintonía de control (control PID) para Nivel ........................................ 105

18.

Lazo de control de Temperatura ..................................................................................... 113

18)

TEMPERATURA.............................................................................................................. 115

1.

Introducción .......................................................................................................................

115

2.

Objetivo ...............................................................................................................................

115

3.

Diagrama de tuberías e instrumentación y lazos de control para Temperatura .............. 115

5.

i.

Diagrama de tuberías e instrumentación para temperatura ........................................... 115

ii.

Lazo de Control de Temperatura ....................................................................................

116

PRACTICA # 1: Instalación de un transmisor de temperatura .......................................

120

6. PRACTICA # 2: Calibración y alambrado de un transmisor de temperatura marca yokogawa ....................................................................................................................................

124

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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 7. PRACTICA # 3: Configuración de los niveles 5 y 6 del controlador marca ABB para Temperatura ...............................................................................................................................

126

PRACTICA # 4: Sintonía de control (PID) para temperatura ......................................... 129

8.

19.

Lazo de control de Presión ............................................................................................... 138

19)

PRESIÓN ........................................................................................................................... 140

1.

Introducción .......................................................................................................................

140

2.

Objetivo ...............................................................................................................................

140

3.

Diagrama de tuberías e instrumentación y lazos de control para presión ....................... 140 i.

Diagrama de tuberías e instrumentación para presión ..................................................

140

ii.

Lazo de Control de Presión .............................................................................................

141

Marco Teórico ....................................................................................................................

142

Transmisor de presión manométrica ...............................................................................

142

4. i.

5.

PRACTICA # 1: Configuración de los niveles 5 y 6 del controlador de ABB. ................ 144

6.

PRACTICA # 2: Configuración niveles 2 a 4 de controlador ABB para Presión. .......... 147

20.

Protocolo HART ................................................................................................................ 156

20)

HART ................................................................................................................................. 158

1.

Marco Teórico ..................................................................................................................... 158 i.

Fundamento de HART .....................................................................................................

158

ii.

Comandos en HART ........................................................................................................

160

2. Practica#1.- Calibración en HART de un Transmisor de Presión Diferencial para medir Nivel ............................................................................................................................................ 162 3.

Practica #2.-Calibración en HART de un Transmisor de flujo magnético ...................... 165

21.

Aurora DDE ....................................................................................................................... 171

21)

AURORA ........................................................................................................................... 173

1.

¿Qué es Aurora? .................................................................................................................

173

2.

Aprendiendo Lógica de Escaleras .....................................................................................

174

3.

Relevadores .........................................................................................................................

174

4.

Botones Pulsadores (Push-Button) ...................................................................................... 176

5.

Algunos circuitos básicos ...................................................................................................

177

6.

PRACTICA # 1.- Arranque Y Paro De Un Motor ............................................................

178

7. PRACTICA # 2.- Arranque Y Paro De Una Bomba Con Protección De Bajo Nivel Y Baja Presión En La Descarga ............................................................................................................ 185


5

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 8. PRACTICA # 3.- Operación Cíclica De Tres Motores Con 10 Seg. De Operación Cada Uno 186 9.

PRACTICA # 4.- Alarmas Por Alto Y Bajo Nivel En Un Recipiente ............................... 187

10. PRACTICA # 5.- Transferencia Automática De Un Liquido Desde Un Tanque De Almacenamiento A Un Tanque De Dosificación ......................................................................

188

11.

PRACTICA # 6: Apiladora .........................................................................................

189

12.

PRACTICA # 7: Pesado De Sustancias ........................................................................ 191

13.

PRACTICA # 8 Control De Niveles En Tanques De Proceso ..................................... 193


6

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES

11. Entendiendo el sistema.


7

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Índice 11) ENTENDIENDO EL SISTEMA......................................................................................... 9 1.

Lazo de Control de Flujo..................................................................................................... 9

2.

Lazo de Control de Temperatura ......................................................................................... 9

3.

Lazo de Control de Nivel .................................................................................................. 10

4.

Lazo de Control de Presión ............................................................................................... 10

5.

Control de 2 variables de proceso ..................................................................................... 11

i.

Flujo-Nivel ........................................................................................................................ 11

ii.

Flujo-Temperatura............................................................................................................. 11

iii. Nivel-Presión..................................................................................................................... 11 6.

Control de 3 variables de proceso ..................................................................................... 12

i.

Flujo-Nivel-Presión ........................................................................................................... 12


8

Practicas: Modulo De Control Multilazo

Tema 11

Nombre Entendiendo el Sistema

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 11) ENTENDIENDO EL SISTEMA La Modulo De Control Multilazo, controlara 4 variables de proceso: Flujo, Nivel, Temperatura y Presión. El modulo tiene un lazo de control para cada variable, permitiendo calibrar los instrumentos de campo utilizados, así como sintonizar cada lazo con sus modos de control: P, P+I, P+I+D. La operación es versátil y flexible de tal manera que se pueda controlar cada lazo por sí solo en modo automático y también interactúa con las otras variables del proceso al mismo tiempo. A continuación se describe la estrategia de control. 1. Lazo de Control de Flujo

El circuito de control consiste de un sensor de flujo tipo magnético FIT-1, de 1” de diámetro, e l cual envía una señal de 4-20 mA hacia un controlador de tipo universal FIC-1 ó al controlador FRC-1 del PLC, a través de un selector físico instalado al frente del tablero de control, los cuales a través de configurar y ajustar los parámetros de PID, manipulara una válvula de control FV-1 para mantener el flujo en el valor deseado de la variable de proceso (Set Point). El circuito de flujo esta localizado en el tanque T1 de 280 litros de capacidad, se recircula agua alineando la tubería de la descarga de T1 a su retorno, abriendo con el PLC la válvula V1, una vez verificando esta operación se arranca la bomba B1 desde la botonera del tablero o desde la consola de operación, para iniciar la circulación de agua. La bomba puede parar por su propia botonera, desde la consola de operación o por bajo nivel LSL-1 en el tanque T1, la cual encenderá una luz piloto de bajo nivel en el tablero de control. También tiene acondicionado un interruptor de alto nivel LSH-1, que además de encender una luz piloto instalada en el tablero, debe parar la bomba B2, para evitar que se derrame el agua en el tanque T1. 2. Lazo de Control de Temperatura

El circuito de control consiste de un sensor de temperatura tipo RTD TE-2, y envía una señal hacia un transmisor de temperatura, el cual enviará una señal de 4-20 mA al controlador de tipo universal analógico TIC-2 ó al TRC del PLC, los cuales después de configurar y ajustar los parámetros de PID, manipularan el calentamiento con el intercambiador de calor eléctrico (el cual recibe una señal digital) y el suministro de agua fría abriendo y cerrando la válvulas solenoide SOV-1 Y SOV-2, manteniendo la temperatura en el valor deseado de la variable de proceso (Set Point). El circuito de temperatura esta localizado en el tanque T2 de 280 litros de capacidad, se recirculará agua alineando la tubería de la descarga de T2 a su retorno, abriendo con el PLC las válvulas ONOFF V3 y V4, y cerrando la válvula ON-OFF V5, una vez verificando en la pantalla que se confirme con los interruptores de posición (ZSH y ZSL) que las válvulas están abiertas y cerradas respectivamente. Una vez que se confirma que la tubería esta alineada entonces se arranca la bomba Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 11


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES B2 para iniciar la circulación de agua. La bomba puede parar por su propia botonera o por bajo flujo FSL-2 en el circuito del tanque T2 ó por bajo nivel en el tanque T2. El sistema de calentamiento de agua estará funcionando en circuito cerrado por lo que cada paso del agua por el cambiador de calor eléctrico incrementara su temperatura. Cuando se requiere enfriar el agua se abren las válvulas solenoide SOV-1 Y SOV-2, para alimentar agua fría del suministro general de agua. El exceso de agua en T2 se envía a drene para mantener la misma cantidad de agua en el sistema. Para provocar disturbios en el control de temperatura se debe suministrar agua fría al sistema y el control de temperatura debe mantener el valor deseado de la variable de proceso. 3. Lazo de Control de Nivel

El circuito de control consiste de un sensor de nivel de tipo presión diferencial LIT-2, que envía una señal de 4-20 mA hacia un controlador de tipo universal LIC-2 ó el LRC-2 del PLC, el cual después de configurar y ajustar los parámetros de PID, manipulara una válvula de control LV-2 para mantener el nivel en el valor deseado de la variable de proceso (Set Point). El circuito de nivel esta localizado en el tanque T2 de 60 litros de capacidad, se recirculará agua alineando la tubería de la descarga de T2 al retorno de T1, con el selector en posición de control de nivel en tablero de control o desde la consola de operación debe abrir la válvula V5 y cerrar la válvula V3 y V4 una vez verificando esta operación con los interruptores de posición de las válvulas (ZSH y ZSL), se arranca la bomba B2 para iniciar la circulación de agua. La bomba puede parar por su propia botonera o por bajo flujo FSL-2 ó por bajo nivel LSL-2 en el tanque T2 ó por alto nivel LSH-1 en el tanque T1. Para provocar disturbios en el control de nivel se debe disminuir el flujo de alimentación con el FIC-1, con lo que al sensar un menor nivel el LIT-2, el control LIC-2 ó LRC-2 del PLC, mandara cerrar en forma proporcional la válvula de control LV-2 y de esa forma mantener el nivel en el valor deseado de la variable de proceso. Se puede realizar el mismo procedimiento aumentando el flujo de alimentación con el FIC-1, con lo que ahora el lazo de control realizara el trabajo en forma inversa. 4. Lazo de Control de Presión

El circuito de control consiste de un sensor Presión PIT-2, que envía una señal de 4-20 mA hacia un controlador de tipo universal PIC-2 ó el PRC-2 del PLC, el cual después de configurar y ajustar los parámetros de PID, manipulará las válvulas de control PV-2A y PV-2B, para mantener la presión en el valor deseado de la variable de proceso (Set Point). El circuito de Presión esta localizado en el tanque T2 de 60 litros de capacidad, se suministra al tanque T2 aire a presión a través de la válvula PV-2A y se libera presión en el tanque T2 abriendo la válvula de control de venteo PV-2B. El PLC debe abrir la válvula PV-2A para introducir aire a Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 11


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES presión al tanque T2, de modo que aumente la presión en T2, y debe abrir la válvula PV-2B para liberar aire contenido en el tanque, reduciendo la presión en T2. El lazo de control de presión es conocido como un control compuesto por que de una sola salida de control se manipulan 2 válvulas de control. Esto se realiza de la siguiente manera: El control de presión PIC-2 localizado en el tablero de control ó el control PRC-2 del PLC envían una señal de 4-20 mA a las dos válvulas de control PV-2A y PV-2B, la primera es normalmente cerrada y es la que suministra aire al tanque T2, opera en el rango de 12 a 20 mA. La segunda válvula es normalmente abierta y libera aire del tanque T2, opera de 4-12 mA. De tal manera que cuando la variable de proceso es menor que el Set Point del controlador, entonces la salida de control enviará una señal arriba de 12 mA, lo que permitirá la apertura de la válvula PV-2A y por supuesto como la señal es mayor de 12 mA la válvula de control de venteo PV-2B permanece cerrada. Por el contrario cuando la variable de proceso sea mayor que el Set Point del controlador, entonces la salida de control enviara una señal debajo de 12 mA, con lo que se cierra la válvula de suministro de aire PV-2A y se abre la válvula de venteo PV-2B. 5. Control de 2 variables de proceso i. Flujo-Nivel

El primer paso es estabilizar el control de Flujo y Nivel, posteriormente se le pueden provocar disturbios con el controlador de flujo, aumentando o disminuyendo el valor de Set Point de flujo, con lo que el control de nivel realizara su control automáticamente en forma proporcional a los cambios provocados. ii. Flujo-Temperatura

El primer paso es estabilizar el control de Temperatura, posteriormente se le pueden provocar disturbios con el controlador de flujo, alimentado agua fría del tanque T1, con lo que el control de temperatura realizara el control automáticamente de forma proporcional a los cambios provocados. iii. Nivel-Presión

El primer paso es estabilizar el control de Nivel para que después se pueda estabilizar el control de presión, asegurándose que se mantiene un flujo de entrada a T2 constante, posteriormente se le pueden provocar disturbios con el control de nivel, aumentando o disminuyendo el valor de Set Point de nivel, con lo que el control de presión realizará su control automáticamente en forma proporcional a los cambios provocados.


11


Tema 11


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 6. Control de 3 variables de proceso i. Flujo-Nivel-Presión

El primer paso es estabilizar el control de flujo, se sugiere a 60 LPM, esto permitirá que se pueda estabilizar el control de nivel, y el control de presión, posteriormente se le pueden provocar disturbios con el controlador de flujo, aumentando o disminuyendo el Set Point de flujo (se sugiere entre 50 y 70 LPM), con lo que el control de nivel realizará su control automáticamente en forma proporcional a los cambios provocados, y el control de presión también realizará su control de acuerdo a los cambios provocados. Una vez estabilizado el flujo en 60 LPM, se puede cambiar el Set Point de nivel (se sugiere de 60 a 75%), con lo que el control de flujo y presión realizaran los cambios necesarios para estabilizar la operación en forma automática. Una vez estabilizado el flujo en 60 LPM, se puede cambiar el Set Point de presión (se sugiere de 7 a 14 PSI), con lo que el control de flujo y nivel realizaran los cambios necesarios para estabilizar la operación en forma automática. El Modulo De Control Multilazo tiene los siguientes interruptores: •

LSL-1 Bajo Nivel en tanque T1. Para Bomba B1

•

LSH-1 Alto Nivel en tanque T1. Para Bomba B2.

•

• •

•

LSL-2 Bajo Nivel en tanque T2. Para Bomba B2 y Desactiva el calentador eléctrico. LSH-2 Alto Nivel en tanque T2. Para Bomba B1 FSL-2 Bajo Flujo en descarga de tanque T2. Desactiva el sistema de calentamiento, Para la bomba B2. PSH-2 Alta presión en tanque T2. Para Bomba B1

Todas estas señales se enviaran al PLC para indicar alarmas en la pantalla de operación. Además son sistemas de seguridad para equipos y operarios. Las Bombas B1 y B2, se pueden arrancar y parar con las botoneras del tablero de control y/o con la pantalla de operación es decir desde el PLC. De esta manera se puede visualizar la operación de las bombas en la pantalla de operación. Así mismo se tienen contactos de confirmación de las bombas al PLC. La sintonía de los controladores de universales se realiza de forma convencional y los controles del PLC se realizan desde la pantalla de sintonía en donde se despliegan cada uno de los controles y sus parámetros P I D. Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 11


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Para facilitar la sintonía se pueden desplegar graficas de las variables de proceso a través de las tendencias de operación que se despliegan en la pantalla de operación con el SOFTWARE AURORA HMI SCADA.


13


12. Manual de operación


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Índice 12)

MANUAL DE OPERACIÓN ........................................................................................... 16

1.

Encendido Del Sistema ..................................................................................................... 16

2.

Control de Flujo (HMI) ..................................................................................................... 17

i.

Salir de control de Flujo .................................................................................................... 17

3.

Control de Nivel (HMI)..................................................................................................... 18

i.

Salir de control de Nivel.................................................................................................... 18

4.

Control de Presión con variable Flujo y Nivel (HMI)....................................................... 19

i.

Salir de control de Presión (HMI) ..................................................................................... 19

ii.

Salir de control de Nivel y Flujo (HMI) ............................................................................ 19

5.

Control de presión (HMI) .................................................................................................. 20

i.

Salir de control de Presión ................................................................................................ 20

6.

Control de Temperatura (HMI) ......................................................................................... 21

i.

Salir de control de temperatura ......................................................................................... 21

7.

Para controlar con el tablero.............................................................................................. 22

8.

Control de Flujo (Tablero) ................................................................................................ 23

9.

Control de Nivel (Tablero) ................................................................................................ 24

10.

Control de Presión (Tablero) ............................................................................................. 25

11.

Apagar el Equipo............................................................................................................... 26

12.

Mantenimiento .................................................................................................................. 26

13.

Acotaciones ....................................................................................................................... 27

14.

Recirculación en T1 .......................................................................................................... 28

15.

Transferir de T1 a T2 ........................................................................................................ 28

16.

Transferir de T2 a T1 ........................................................................................................ 28


15


Tema 12

Nombre Manual de operación

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 12) MANUAL DE OPERACIÓN 1. Encendido Del Sistema

Verificar que la presión de aire no sea menor de 80 PSI La presión del tanque mínimo en 20 PSI ni mayor de 100 Verificar los niveles en ambos tanques aproximadamente 50% cada uno Comprobar que el interruptor de energía principal se encuentre encendido Desactivar botón de paro Encender el tablero Encender computadora Abrir programa (HMI Scada/ITSG/RunTime) Corroborar que los instrumentos estén encendidos Verificar que el selector 1 del tablero este fuera “F” para controlar desde HMI Verificar que el selector 2 del tablero este en PLC


16


Tema 12


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 2. Control de Flujo (HMI)

En selector 2 activar la función “Transferir a T1” (Tanque 1) Comprobar que válvula 1 (V1) este activada Comprobar que válvula 2 (V2) este desactivada Verificar que las válvulas no estén en modo manual En FIC-1HMI Modificar el SP a 65 Activar automático Arrancar bomba 1 Comprobar en la grafica de tendencias los valores establecidos Comprobar sintonía Comprobar que los valores mostrados por la pantalla de HMI, los controladores y los instrumentos correspondan. Para continuar con variable nivel dejar encendido flujo

i. Salir de control de Flujo

Apagar bomba 1 Modificar SP de FICHMI a 0 Cambiar a modo manual Modificar salida a 0


17


Tema 12


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 3. Control de Nivel (HMI)

Teniendo en operación flujo En el selector 1 de HMI cambiar de fuera a LIC-2 En LIC-2 HMI Modificar el SP a 50 Activar modo automático Activado flujo a T1, activar Transferir T1 a T2, desactivar flujo a T1, activar Transferir a T2, desactivar flujo T1 a T2, para poder controlar nivel de Tanque 2 Verificar que se encuentren abiertas las válvulas: V2, V5 Verificar que se encentre cerrada la válvula: V1 Arrancar bomba 2 Comprobar en la grafica de tendencias los valores establecidos Comprobar sintonía Comprobar que los valores mostrados por la pantalla de HMI, los controladores y los instrumentos correspondan. Para continuar con presión con interacción con flujo y nivel dejar operando el sistema

i. Salir de control de Nivel

Apagar bomba 2 /reconocer alarma de bajo flujo Apagar bomba 1 En LIC-2HMI: Modificar SP a 0 Cambiar a modo manual Modificar la salida a 0 En FIC-1HMI: Modificar SP a 0 Cambiar a modo manual Modificar la salida a 0 Ambos selectores de HMI en Fuera Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 12


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 4. Control de Presión con variable Flujo y Nivel (HMI)

Confirmar las presiones de aire tanto para los instrumentos como para la presurización del tanque. Verificar que el selector 2 HMI este en LIC-2 y selector 1 en Flujo a T2 Corroborar que la válvula de baja presión de la pierna húmeda se encuentre cerrada y la de alta presión se encuentre abierta. En PIC-2 HMI Modificar el SP a 5 PSI Activar automático Comprobar en la grafica de tendencias los valores establecidos Comprobar sintonía Comprobar que los valores mostrados por la pantalla de HMI, los controladores y los instrumentos correspondan.

i. Salir de control de Presión (HMI)

En PICHMI Modificar SP a 0 Cambiar a modo manual Poner la salida a 0 Verificar que las válvulas de entrada (PV2A) y salida (PV2V) estén cerradas y abiertas respectivamente

ii. Salir de control de Nivel y Flujo (HMI)

Apagar bomba 2 / reconocer alarma de bajo flujo / apagar bomba 1 Poner en modo manual FICHMI y LICHMI Modificar la salida a 0 de ambos Modificar el SP a 0 para ambos En ambos selectores de HMI dejar en fuera


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Tema 12


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 5. Control de presión (HMI)

Verificar presiones en 80 PSI para los instrumentos Verificar presiones en 20 PSI para presurización del tanque Confirmar que todas las válvulas estén cerradas incluyendo las manuales Corroborar que la válvula de baja presión de la pierna se encuentre cerrada y que la de alta presión este abierta Selector 1 y 2 de HMI en Fuera En PIC-2 HMI Modificar el SP a 5 PSI Activar automático Comprobar en la grafica de tendencias los valores establecidos Comprobar sintonía Comprobar que los valores mostrados por la pantalla de HMI, los controladores y los instrumentos correspondan.

i. Salir de control de Presión

En PICHMI Modificar SP a 0 Cambiar a modo manual Poner la salida a 0 Verificar que las válvulas de entrada (PV-2A) y salida (PV-2B) estén cerradas y abiertas respectivamente


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Tema 12


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 6. Control de Temperatura (HMI)

Verificar que FICHMI, PICHMI, LICHMI se encuentren en modo manual Cerrar válvula de baja presión de pierna Confirmar que la válvula 6 se encuentre cerrada. Poner en selector 1HMI en TIC-2 Selector 2HMI Fuera Corroborar que las válvulas V3, V4 y VM6 estén abiertas, V2 y V5 cerradas Comprobar que el nivel del tanque 2 este aproximadamente en un 50% En TIC2 HMI Cambiar el SP a 30 Arrancar bomba 2 Poner en modo automático Comprobar en la grafica de tendencias los valores establecidos Comprobar sintonía Comprobar que los valores mostrados por la pantalla de HMI, los controladores y los instrumentos correspondan.

i. Salir de control de temperatura

Apagar bomba 2 / reconocer alarma En PIC-2


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Tema 12


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 7. Para controlar con el tablero

Corroborar las siguientes condiciones: Selector 1 de HMI

“Fuera”

Bombas de HMI (1 y 2)

“Manual”

Selector 2 HMI

“Fuera”

PICHMI

“Manual”

LICHMI

“Manual”

TICHMI

“Manual”

FICHMI

“Manual”

El selector 2 del tablero

Control “C”


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Tema 12


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 8. Control de Flujo (Tablero)

Abrir las válvulas desde HMI En el selector 2 HMI seleccionar transferir a T1 Verificar que la V2 esté cerrada En el controlador FIC-1 Modificar el SP Poner en modo automático Arrancar bomba 1 desde el tablero Verificar tendencias de flujo en HMI Comprobar que los valores mostrados por la pantalla de HMI, los controladores y los instrumentos correspondan.


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Tema 12


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 9. Control de Nivel (Tablero)

En el controlador LIC-2 Cambiar el SP a 50 Poner en modo automático En el selector 1 del tablero elegir nivel “L” En funcionamiento de HMI modificar en selector 2 HMI Activado flujo a T1, activar transferir T1 y T2, desactivar flujo a T1, activar transferir a T2, desactivar flujo T1 y T2. Verificar el correcto cierre de V2 Verificar tendencias de nivel en HMI Comprobar que los valores mostrados por la pantalla de HMI, los controladores y los instrumentos correspondan.


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Tema 12


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 10. Control de Presión (Tablero)

Confirmar que las presiones para válvulas sean de 25 PSI En PIC-2 Modificar el SP Corroborar que la válvula de la pierna se encuentre cerrada Revisar que no estén válvulas abiertas para no tener fuga de presión Poner en modo automático Comprobar que los valores mostrados por la pantalla de HMI, los controladores y los instrumentos correspondan.


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Tema 12


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 11. Apagar el Equipo

Salir de presión PIC-2 Modificar el SP a 0 Poner en modo manual Ajustar la salida a 0 Apagar bomba 2 / reconocer alarma Apagar bomba 1 Salir de nivel Modificar el SP a 0 Poner en modo manual Ajustar la salida a 0 Salir de flujo Modificar el SP a 0 Poner en modo manual Ajustar la salida a 0 Corroborar que todas las válvulas estén cerradas Poner ambos selectores del tablero en fuera Poner ambos selectores de HMI en fuera Verificar que todas las salidas tanto de los controladores como de HMI estén en 0 y modo manual. Cerrar el subministro de aire Salir de RunTime de HMI/cerrar programa/ apagar el equipo Presionar paro de emergencia

12. Mantenimiento

Con alarma de bajo nivel en T1 Comprobar que la VM1 se encuentre abierta Presionar el botón N TQE-1, para abrir válvula 7. La válvula cerrara al marcar alto nivel en T1 Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 12


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 13. Acotaciones

B

BOMBA

BA

BOTÓN DE ARRANQUE

BP

BOTÓN DE PARO

CAL

CALENTAMIENTO

ENF

ENFRIAMIENTO

FIC

INDICADOR CONTROLADOR DE FLUJO

FIT

TRANSMISOR DE FLUJO

FV

VÁLVULA DE FLUJO

LAH

ALARMA DE ALTO NIVEL

LAL

ALARMA DE BAJO NIVEL

LIC

INDICADOR CONTROLADOR DE NIVEL

LV

VÁLVULA DE NIVEL

LIT

TRANSMISOR DE NIVEL

PAH

ALARMA DE ALTA PRESIÓN

PE

PARO DE EMERGENCIA

PIC

INDICADOR CONTROLADOR DE PRESIÓN

PIT

TRANSMISOR DE PRESIÓN

PV

VÁLVULA DE PRESIÓN

PV

VARIABLE DE PROCESO

REC AL

RECONOCER ALARMA

SOV

VÁLVULA SOLENOIDE

SP

SET POINT

TIC

INDICADOR CONTROLADOR DE TEMPERATURA

TIT

TRANSMISOR INDICADOR DE TEMPERATURA

V

VÁLVULA

VM

VÁLVULA MANUAL


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Tema 12


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 14. Recirculación en T1

Activar transferir a T1 en selector 2 HMI Verificar que V1 se encuentre abierta, V2 cerrada Comprobar que la VM3 de fondo del tanque T1 este abierta. Comprobar que T1 no tenga alarma de bajo nivel Arrancar bomba 1

15. Transferir de T1 a T2

Seleccionar transferir a T2 en selector 2 HMI Verificar que V1 se encuentre cerrada, V2 y VM3 abierta Comprobar que no se tenga alarma de alto nivel en T2 o alarma de bajo nivel en T1 Arrancar la bomba 1

16. Transferir de T2 a T1

En selector 1 activar LIC-2 Comprobar que la válvula V5 se encuentre abierta Verificar que LV-2 tenga una apertura mayor al 30% Comprobar que no se tenga alarma de alto nivel en T1 o alarma de bajo nivel en T2 Arrancar bomba


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13. Gabinete de control


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Tema 13

Nombre Gabinete de control

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 13) GABINETE DE CONTROL Gabinete de control El gabinete de control, contiene unos conjuntos de dispositivos e instrumentos cableados en planta, tales como controladores, interruptores, relevadores y dispositivos auxiliares.

CONTROLADOR

SELECTOR

DE FLUJO FIC‐1

TEMPERATURA

CONTROLADOR DE TEMPERATURA TIC‐2

CONTROLADOR

CONTROLADOR DE

DE NIVEL LIC‐2

PRESION PIC‐2

LUCES DE PLC FESTO BF‐1, BF2, BF3

SELECTOR

BOTON DE

BOTON

PLC/CONTROLADOR

ARRANQUE BOMBA2

ENCENDIDO

CALENTAMIENTO BOTON DE

PARO DE

ARRANQUE BOMBA1

EMERGENCIA ENFRIAMIENTO

BOTON DE PARO

RECONOSER

BOMBA1

ALARMA

BOTON DE PARO

BAJO NIVEL

ALTO NIVEL

ALTA PRESION

BOMBA2

TANQUE 1

TANQUE 2

TANQUE 2

ALTO NIVEL

BAJO NIVEL

TANQUE 1

TANQUE 2


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14. Estación de operación con Aurora HMI SCADA


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Tema 14

Nombre Estacion de operación

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 14) ESTACIÓN DE OPERACIÓN CON AURORA HMI SCADA La estación de operación se encuentra dividida en varias pantallas: La pantalla principal muestra de manera dinámica los diversos lazos de control, así como las diversas acciones de control en el PLC 1100 de Allen Bradley.

Para el ajuste de los tres principales parámetros de sintonía de control de los cuatro PID`s correspondientes a las 4 variables de proceso se muestra esta pantalla: Donde se observa que se tienen campos para escribir los valores de sintonía, como banda proporcional (Kc), integral (Ti) y derivativa (Td), las cuales nos permiten el ajuste del comportamiento del PID.


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Tema 14

Nombre Estacion de operacion

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Pantalla de controladores C250 ABB por comunicación MODBUS. En los campos de escritura que se muestran en el grafico se puede escribir el valor de set point, cambiar de automático a manual y abrir manualmente la válvula de control escribiendo desde el campo correspondiente el porcentaje de apertura

Pantalla para PLC FEC440 de Festo Esta pantalla muestra en gráficos dinámicos la secuencia de operación realizada por el PLC de festo a través de comunicación co municación Ethernet.


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15. Interruptor de posición


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INTERRUPTOR DE POSICIÓN……………………………………………………….36

1.

Marco Teórico………………………………………………………………………….36

2.

Practica#1.- Montaje de un interruptor de posición……………………………………… 36

3.

Practica#2.- Funcionamiento de un Interruptor de Posición…………… ………………42


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Tema 15

Nombre Interruptor de Posición

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 15) INTERRUPTOR DE POSICIÓN 1. Marco Teórico

El interruptor de posición sirve para verificar cuando el actuador está en posición cerrada o abierta. Estos interruptores de posición están compuestos por dos partes: un cuerpo donde se encuentran los contactos y una cabeza que detecta el movimiento del actuador. Su uso es muy diverso, empleándose, en general, en todas las máquinas que tengan un movimiento rectilíneo de ida y vuelta o sigan una trayectoria fija. Internamente pueden contener interruptores normalmente abiertos (NA) y cerrados (NC) dependiendo de la operación que cumplan al ser accionados. 2. Practica#1.- Montaje de un interruptor de posición

1.-Extraer las bases del interruptor de posición.

2.-Posicionar las bases debajo del actuador.


36


Tema 15



3.-Sujetar las bases del interruptor de posición.

4.-Colocar el interruptor de posición en la base, con el actuador en modo abierto.

5.-Situar el interruptor de posición al actuador.


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Tema 15



6.-Asegurar la posición del interruptor de posición con los seguros.

7.-Girar y retirar la casco del interruptor de posición.

8.-Sacar el anillo rojo.


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Tema 15



9.-Extraer el placa de montaje.

10.-Introducir los cables.

11.-Ajustar los cables a las terminales.


39


Tema 15



12.-Colocar la placa en su lugar y poner el seguro de los cables.

13.-Situar el anillo rojo en su lugar en las ranuras del interruptor de posición.

14.-Colocar las marcas verdes.


40


Tema 15



15.-Sellar el interruptor de posición.


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Tema 15


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 3. Practica#2.- Funcionamiento de un Interruptor de Posición

1.-Girar y retirar la casco del interruptor de posición.

2.-Sacar el anillo rojo.

3.-Extraer el placa de montaje.


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Tema 15


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 4.-Cerciorarse con el multímetro si hay o no continuidad continuidad en las terminales según corresponda. corresponda.

5.-Colocarle cables a cada Terminal de la placa y tratar de instalarle el mismo color de cable a tu común y presionar los botones que se encuentran en la placa, ver y escuchar con tu multímetro si hace el cambio de N.C. a N.A.

6.-Insertar las levas en el tallo y acomodarlas para que ambas estén en modo N.C. esto se hace con la herramienta de ajuste. Ya que hayas terminado ahora cerciórate de que las 2 terminales estén en modo N.C. con tu multímetro.


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Tema 15


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 7.-Mover el tallo del interruptor de posición desde la palanca que se encuentra de bajo de el hasta que las levas no estén presionando sus respectivos botones. Después de esto checar con tu multímetro los cables de las terminales para que percibas que ambas hicieron el cambio de N.C. a N.A.

Ya que se percibió los cambios, ahora desfasar las levas para que uno sea N.A. y N.C. y ver los cambios que esta provoca.


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16. Lazo de control de Flujo


45


FLUJO

48

1.

Introducción

48

2.

Objetivo

48

3.

Diagrama de tuberías e instrumentación y lazos de control

48

i.

Diagrama de tuberías e instrumentación para flujo

49

ii.

Lazo de Control de Flujo

49

4.

Marco Teórico

51

i.

Medidor de flujo electromagnético Marca Krohne (FIT-1)

51

ii.

Instalación

52

iii.

Controlador de Flujo Marca ABB (FIC1)

53

iv.

Válvula de control de flujo con posicionador inteligente Marca MASONEILAN (LV1.) 56

5.

PRACTICA # 1: Navegar en el Menú y submenú del display y calibración de Cero del Medidor de Flujo marca Krohne (FIT-1)

59

6.

PRACTICA # 2: Calibración de un transmisor de flujo magnético marca Krohne

63

7.

PRACTICA # 3: Configuración de “Display” de Transmisor de Flujo Krohne

65

8.

PRACTICA # 4: Configuración de “I/0” de Transmisor de Flujo Krohne

68

9.

PRACTICA # 5: Pruebas al Medidor de Flujo Magnético Krohne

70

10.

PRACTICA # 6: Calibración de válvula modulante con posicionador inteligente SV II 71


46

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 11.

PRACTICA # 7: Pruebas a válvula de control

73

12.

PRACTICA # 8: Funciones de teclas e ingreso a display de controlador de Flujo ABB 74

13.

PRACTICA # 9: Configuración de los niveles 5 y 6 del controlador de ABB

75

14.

PRACTICA # 10: Sintonía de control (control PID) para flujo.

78


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Tema 16

Nombre Lazo de control de Flujo

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 16) FLUJO 1. Introducción

En nuestro “Modulo De Control Multilazo” tenemos un lazo de control de flujo, que se compone de varios elementos de control. Dedicamos algunas prácticas para poder analizar y entender el funcionamiento de cada elemento que intervienen en el Lazo de Control de Flujo. El Lazo de control de Flujo se compone de los siguientes elementos: Transmisor de Flujo. Controlador de Flujo. Válvula de control de flujo modulante. Los Instrumentos de Control antes mencionados son aplicados en la industria con tecnología avanzada que describiremos en el “Marco Teórico” y cada uno de ellos tiene una función específica. La practicas que presentamos están preparadas para cada instrumento que interviene en el Lazo de Control de Flujo, es decir, que describen los procedimientos de calibración, configuración y operación de cada uno de ellos tal y como ocurre en una aplicación real en la industria de procesos. Es importante conocer el comportamiento de la variable Flujo a los cambios que pueden presentarse en un momento determinado, donde las perturbaciones de nuestro proceso pueden alterar el comportamiento de dicho flujo. El controlador tiene un factor importante para tomar una acción a dichos cambios y estabilizar dicha variable mediante una válvula de control de flujo. En el caso de la variable flujo podemos manipular la variable restringiendo dicho flujo con una válvula manual y observar el comportamiento del control, también nuestro control tiene la flexibilidad para hacer los ajustes necesarios en cada uno de los instrumentos que intervienen en el lazo de control de flujo y configurar los parámetros de Banda Proporcional (BP), integral (I) y Derivativa (D), de acuerdo a los requerimientos que en un momento dado se tengan. Haciendo simulaciones de cambios de proceso (Restricciones de válvula manual), configurando cada elemento que integran al Lazo de control de Flujo al final estos cambios. 2. Objetivo

Al término de éstas prácticas usted conocerá cada uno de los elementos de control que intervienen en el Lazo de Control de Flujo, así como la calibración, configuración (programación) y operación de cada uno de ellos. 3. Diagrama de tuberías e instrumentación y lazos de control Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES i. Diagrama de tuberías e instrumentación para flujo

En el diagrama de tuberías e instrumentos (DTI_FLUJO) se resalta el lazo de flujo donde observamos que hay un tanque de 280 lts, el cual tiene una bomba de descarga que manda el flujo hacia donde esta instalado un transmisor de flujo FIT-1 y después de éste se encuentra instalada una válvula modulante FV1 que se encargará de controlar el flujo. Mas adelante de este lazo hay dos direcciones una que retorna el flujo mediante la válvula ON-OFF V-1 y la otra que continúa dicho flujo hacia el tanque T2 con la válvula ON-OFF V-2. También tenemos un interruptor de nivel que interrumpe el flujo parando la bomba al detectar bajo nivel.

1Diagrama de Tuberías e Instrumentos (Flujo).

ii. Lazo de Control de Flujo

Para nuestro modulo de flujo realizamos un lazo de control (Dib. LDF1) que comprende de un transmisor de flujo FIT-1 localizado en campo, las terminales eléctricas de salida de dicho transmisor (A y A+) llevan una señal de 4 a 20 mA, esta señal pasa a través de un par de clemas Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES localizadas en la platina del gabinete (6 y 7) la cual esta conectada en serie con el PLC ML1100 (ALLEN BRADLEY) y el controlador C 250 (ABB). La salida analógica del controlador C250 va hacia los contactos de un relevador (1R8 Y 2R8) y en paralelo están conectadas clemas de salidas las cuales van a la válvula de control inteligente de la marca MASONEILAN.

Observación La finalidad de que la salida de la válvula de control inteligente (MASONEILAN) pase por los contactos de un relevador es para poder conmutar la salida de 4-20 mA del PLC con la salida de 420 mA del controlador C250 y aprovechar la misma válvula de control para ambos elementos de control.

2Lazo de Control de Flujo.


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Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 4. Marco Teórico i. Medidor de flujo electromagnético Marca Krohne (FIT-1)

3Medidor de Flujo electromagnético Marca Krohne

. Su principio de medida esta basado en la Ley de Faraday, la cual expresa que al pasar un fluido conductivo a través de un campo magnético, se produce una fuerza electromagnética (F.E.M.), directamente proporcional a la velocidad del mismo, de donde se puede deducir también el caudal. Está formado por un tubo, revestido interiormente con material aislante. Sobre dos puntos diametralmente opuestos de la superficie interna se colocan dos electrodos metálicos, entre los cuales se genera la señal eléctrica de medida. En la parte externa se colocan los dispositivos para generar el campo magnético, y todo se recubre de una protección externa, con diversos grados de seguridad. El flujo completamente sin obstrucciones es una de las ventajas de este medidor. El fluido debe ser ligeramente conductor debido a que el medidor opera bajo el principio de que cuando un conductor en movimiento corta un campo magnético, se induce un voltaje. Los componentes principales incluyen un tubo con un material no conductor, dos bobinas electromagnéticas y dos electrodos, alejados uno del otro, montados a 180° en la pared del tubo. Los electrodos detectan el voltaje generado en el fluido. Puesto que le voltaje generado es directamente proporcional a la velocidad del fluido, una mayor velocidad de flujo genera un voltaje mayor. Su salida es completamente independiente de la temperatura, viscosidad, gravedad específica o turbulencia. Los tamaños existentes en el mercado van desde 5 mm. hasta varios metros de diámetro.


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Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES ii. Instalación

El medidor debe ser instalado con 5 diámetros antes y 2 diámetros después de un codo o una curva asegurándose que en cuanto sea llenado de fluido no se vacíe dicho medidor como se ilustra en la figura 4.

4Instalación de Flujo electromagnético Marca Krohne.

Principios de operación de los medidores de flujo electromagnéticos: General: Este tipo de medidores mide la cantidad de líquido que pasa por inducción electromagnética. Esto se calcula con la ecuación de Faraday: Es= (1/c) B V D Donde: Es= Voltaje inducido a los electrodos (por el agua que se mueve dentro del Campo magnético) B= Densidad del campo magnético V= Viscosidad del líquido C= constante adimensional D= diámetro interno del equipo Los componentes básicos del medidor de flujo electromagnético se muestran en el siguiente dibujo:


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Practicas: Modulo e C ntrol Multilazo

INGENIERIA MEXICANA

Tema 16

SPECIALIZADA EN

ombre Lazo de control de Flujo

PROYEC

OS

INDU TRIALES

5Componentes básicos del medidor de fl jo electromagnético.

El gasto o flujo de gua que circ la por la tub ería se puede obtener por a siguiente r lación: Q= V t Donde: V= velocidad promedio del líqui do en la tube ía At= Á ea transvers l de la tuberí a. Según las relaciones anteriores ientras más oltaje sea in ducido en el aparato regis rador, signif ca que e tá circulando mayor cantidad de agua. No co viene utiliz ar los medi dores de fl jo electromagnéticos uando el líq ido pueda l evar partícu as magnétic s, pues afec an la precisi ón del eq ipo. Este tip o de medido res requiere nstalación fi ja y que los electrodos es tén en conta to con el líquido. iii. Contr olador de F lujo Marca BB (FIC1)

El co trolador de Proceso CO MANDER C250 es un controlador altamente versátil, de l zo simple en formato IN 1/4 que fue diseñado para que re ulte excepci onalmente fá il de instala y de oper ar. La e trada unive sal y un uministro e léctrico int gral del tr nsmisor as guran que el COM ANDER C 50 tenga las capacidades para medir u na amplia variedad de se ales de proc so tales como temperatura, presión, flujo y ni el. Rendi iento optim izado a travé s de salidas e control a alógicas, ló icas y relé, todos equipa os como estándar, con la opción de agregar capacidade de E/S a icionales ta es como relés adicio ales, punto e ajuste remoto, retrans isión analóg ica y entrada digital, para adecuarse a su aplica ión. Galileo Galilei 386 -1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-501 , imepi@ime i.com.mx www.imepi.com.m

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Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES La configuración del COMMANDER C250 se logra moviendo el microinterruptor de seguridad e ingresando un código simple desde las teclas del panel frontal o a través de nuestro paquete de configuración de PC. Sin contraseñas, sin enlaces de entrada y sin complicaciones. Con el panel frontal NEMA4X/IP66 y la inmunidad RF superior como dispositivos estándar, el COMMANDER C250 ha sido diseñado para controlar la confiabilidad en los entornos industriales más severos de la actualidad. Con las siguientes características: tamaño: 1/4 DIN 1 PID con generación de Rampas/ Mesetas 1 Entrada Universal (mA, mV, V, RTD, Termopar). 1 Set point remoto y retransmisión 1 Entrada digital con 2 relés de salida clasificación NEMA 4X (IP66) Salida de comunicación RS485/Modbus para SCADA, PLC, y sistemas abiertos.

DISPLAY El display tiene dígitos fluorescentes para su fácil lectura, cada parámetro es fácilmente configurable. El acceso a la configuración se realiza oprimiendo sus teclas, mediante las cuales se fijan los parámetros de acuerdo a las necesidades de cada aplicación. Y también para cambios de set point y operación manual de válvulas de control.

MONTAJE Este instrumento esta previsto y diseñado para aplicaciones de control industrial. Debe ser montado en un panel (tablero de control) con sus terminales de alambrado incluidas en dicho panel. También puede ser montado en cualquier parte de la planta o fábrica. La parte frontal de dicho controlador es de clasificación NEMA 3 e IP55, aunque puede ser cambiado a clasificación NEMA 4X y IP66 para aplicaciones más severas. Soporta una temperatura de 55 ºC y es resistente a las vibraciones y golpes.


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Tema 16



6Controlador ABB.

ALAMBRADO El alambrado del C250 se realiza en la parte posterior donde están las entradas de alimentación, señal de entrada de corriente, señal de salida de corriente y otras entradas y salidas adicionales que pueden ser analógicas, digitales o de comunicación (Modbus).

7Controlador ABB conexiones.

A continuación presentamos el controlador Commander C250 marca ABB. Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 16



8 Controlador C250 Commander marca ABB

iv. Válvula de control de flujo con posicionador inteligente Marca MASONEILAN (LV1.) La válvula de control modulante MASONEILAN está compuesta por un actuador, posicionador y cuerpo como se ilustra en la siguiente figura.

Actuador

Posicionador Regulador de presión Vástago

Cuerpo

9Válvula de control modulante marca Masoneilan

ACTUADOR El actuador es un elemento que tiene un diafragma en su parte interior el cual se divide en dos cámaras, una de estas cámaras tiene un resorte y la otra cámara es donde recibirá presión de aire para generar un movimiento a un vástago que esta conectado al diafragma. El vástago que esta prolongado hasta la parte interna del cuerpo de la válvula de control. Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES POSICIONADOR INTELIGENTE El posicionador inteligente MASONAILAN es un dispositivo que se encarga de dejar en una posición exacta a las partes móviles de una válvula de control en relación a una señal de entrada que en este caso es de 4 a 20 mA. El posicionador trabaja con una señal neumática de entrada de 3 a 15 PSI o 6 a 30 PSI. Tiene características como Lineal, Igual Porcentaje y Apertura Rápida y utiliza un modulo I/P para sistemas de control distribuido o PLC´s. Entrada Analógica (4 a 20 mA) HART

Salida Neumática HART

Manómetros y salida de presion

SVI‐II

Display

Teclado de configuración

10 Posicionador inteligente SVI‐IIAP MASONEILAN

.

PRINCIPIO DE OPERACION DE POSICIONADOR INTELIGENTE SVI-IIAP MASONEILAN. En la Fig. 12 se observa un diagrama a bloques de los componentes internos del posicionador inteligente. Cuando el sensor de posición magnético detecta un cambio manda la señal al microprocesador el cual manda sus datos al Algoritmo de Posición que se encarga de convertir la señal digital a señal analógica, esta señal analógica es mandada al módulo I/P para convertir la señal analógica en señal neumática, la señal neumática que proviene del módulo I/P es amplificada por medio de un relevador neumático el cual manda su salida al actuador de la válvula de control lo que origina un movimiento del vástago de la válvula para dejarlo en la posición correcta, al mismo tiempo el movimiento del vástago es retroalimentado nuevamente al microprocesador del posicionador través del sensor de posición magnético.


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Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES .

12diagrama posicionador inteligente


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Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 5. PRACTICA # 1: Navegar en el Menú y submenú del display y calibración de Cero del Medidor de Flujo marca Krohne (FIT-1)

DISPLAY A continuación describimos las partes del display del transmisor de flujo electromagnético:

DESCRIPCION DE LAS TECLAS DE DISPLAY Teclas : Modo de medida: Alterna la pantalla entre las páginas 1 + 2 del valor medido y la lista de estado (s) si está incorporada. Modo de menú: Selección del menú. Modo de función: Selección de la función o (sub) función. Modo de datos: Cursor azul. . Cambiar número . Cambiar unidad . Cambiar atributo Tecla : Modo de medida: Cambia del modo de medida al modo de menú, pulse la tecla durante 2,5 segundos, se presentará el menú. Arranque rápido. Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Modo de menú: Entrada en el menú seleccionado en la pantalla, entonces se presenta la 1ª función del menú. Modo de función: Entrada en la función o subfunción seleccionada y presentada en la pantalla. Modo de datos: Con valores numéricos mueve el cursor (azul) un lugar hacia la derecha. Tecla : Modo de menú: Vuelve al modo de medida, precedido por la pregunta de si se han de aceptar los datos cambiados. Modo de función: Pulsar 1- 3 veces, vuelta al modo menú con la aceptación de los datos. Modo de datos: Vuelta a la función o subfunción con la aceptación de los datos.

Teclas: : Modo de función: Vuelta al modo menú sin aceptación de los datos. Modo de datos: Vuelta a la función o subfunción sin la aceptación de los datos.

DESARROLLO. Para el desarrollo de esta práctica llevaremos a cabo el siguiente procedimiento: Navegar en el Menú y submenú del display. El display cuenta con un menú y submenús que describiremos y explicaremos como ingresar a cada uno de ellos. NOTA: Es importante tener cuidado que durante esta navegación en el menú no cambiar parámetros, la siguiente práctica la dedicaremos a ello. El menú también tiene funciones (submenús) y son: A Quick Setup (Configuración rápida). A1 Lenguage (idioma). A2 Tag (Nombre). A3 Reset. A4 Analog Outputs (Salida analógica). A5 Digital Outputs (Salida digital). A6 GDC IR Interface. B Test (Pruebas) B1 Simulation (Simulador). B2 Actual Values (Datos y valores actuales). B3 Information (Información del transmisor). C Setup (Configuración complementaria). Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES C1 Process Input (Entrada de proceso) C2 I/O. C3 I/O Counter (contador). C4 I/O Hart, I/O Profibus. C5 Device. Una vez identificando los principales Menús con que cuenta el Display ingresaremos a dichos menús mediante el siguiente procedimiento. Cuando el display esté en modo medida, pulse la tecla durante 2,5 segundos para ingresar al menú. Con las teclas desplazarse en el Menú como se ilustra abajo hasta encontrar el menú A Quick Setup.


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Oprima la tecla funciones.

para ingresar a las funciones (submenú) y con las teclas

Elija una función e ingrese, puede salirse (Esc) de la función y del Menú puede elegir alguna

navegue en las

con las teclas

y

No cambie parámetros de ninguna función. Repita los pasos anteriores para seguir navegando en el Menú.

Calibración de Cero Antes de utilizar el medidor es importante realizar una calibración de cero y para esto el medidor debe estar lleno de agua para garantizar una lectura correcta. Procedimiento de Calibración de Cero: Asegurarse de que el sensor de flujo magnético este lleno de agua. No debe haber flujo en el sensor. Pulse la tecla durante 2,5 segundos. Con las teclas seleccione el Menú “C Setup”. Pulse la tecla Con las teclas seleccione la función “C1 Input Process” Pulse la tecla Con las teclas seleccione la función “C1.1 Calibration”. Pulse la tecla Con las teclas seleccione la función “C1.1.01 “ Zero Calibración” Pulse la tecla Con las teclas seleccione “Automatic”. Presione para validar y se realice la Calibración de cero automáticamente. Presione para salir del Menú.


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 6. PRACTICA # 2: Calibración de un transmisor de flujo magnético marca Krohne

Se requiere calibrar el cero de un transmisor de flujo magnético, ajustar el rango de medición de 0 a 60 lts/min y visualizar en el display que mida dichas unidades. También se debe visualizar en el display un totalizador en metros cúbicos y un segundo totalizador en Litros. Además realizar el alambrado de un transmisor de flujo en serie.

CONSIDERACIONES Y REQUERIMIENTOS: 1.- Realizar el alambrado de un trasmisor de flujo en serie. 2.- Respetar la diferencia de potencial de la fuente (como se ve en la figura). 3.- Anote la configuración actual del transmisor de flujo. 4.- Verifique que el medidor de flujo magnético esté lleno de agua o fluido a medir. 5.- Verifique que el medidor no este en servicio para no intervenir con el proceso. 6.- Disponibilidad para arrancar la bomba para generar flujo y observar dicho flujo en el medidor.

MATERIAL Y EQUIPO: 1 Manual de medidor de flujo magnético marca Krohne. 1 Multímetro digital (Amperímetro). 1 Simulador de señal de 4 a 20 mA (Calibrador). 1 Fuente de 24 VCD 1 Transmisor de flujo

DESARROLLO: 1.- Realizar el siguiente alambrado del transmisor de flujo en serie:

Alambrado de un medidor de flujo para su calibración.

PDT = Transmisor de nivel A= Amperímetro V CD= Voltaje corriente directa Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 2.- Calibre el cero del medidor accesando al menú y siguiendo las instrucciones del siempre y cuando el sensor del transmisor esté lleno de agua.

manual,

3.- Una vez calibrado en cero cerciórese de que la indicación en el medidor este en cero, no indique flujo y que tampoco totalice. 4.- Hay que configurar la salida de 4 a 20 mA para que cuando sean 0 lts/min entonces en la salida analógica del transmisor tengamos 4 mA y cuando haya 60 lts/min entonces haya 20 mA a la salida. 5.- Configurar las unidades del display para que en el flujo actual indique lts/min y en su totalizador indique m3 (metros cúbicos). 6.- Configure un totalizador cuyas unidades sean en metros cúbicos (m3) y otro totalizador en litros.

7.- Conecte en serie un amperímetro a la salida del transmisor y verifique que corresponda el rango siguiente: Tabla Unidades de ingeniería en lts/min Salida Analógica 0 4 mA 60 20 mA Con esto verificamos que nuestro transmisor esté calibrado correctamente. 8.- Configure el transmisor de flujo con sus datos originales.


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 7. PRACTICA # 3: Configuración de “Display” de Transmisor de Flujo Krohne

DESARROLLO: Los parámetros mas comunes de configuración del transmisor de Flujo que se deben tomar en cuenta son los siguientes: Lenguaje (Idioma). Habilitar que el sensor detecte bajo flujo. Habilitar línea 1 (pagina 1) del display para medir flujo volumétrico. Habilitar línea 2 (pagina 1) del display para indicar totalización. Habilitar acceso rápido de Reset de totalizador (counter). Unidades de ingeniería para flujo volumétrico. Unidades de ingeniería para totalizador de flujo volumétrico. Rango de ingeniería para flujo volumétrico. Salida de Pulsos.

PROCEDIMIENTO -

Lenguage (Idioma). Pulse la tecla durante 2,5 segundos. o o Con las teclas seleccione “C5 Device”. Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “C5.2 Display” o Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “C5.2.01 Lenguage” o o Pulse la tecla Con las teclas seleccione “English” o Presione para validar y se realice la Cambio de idioma. o o Pulse las teclas para salir del Menú.

-

Habilitar que el medidor de flujo detecte bajo flujo. Pulse la tecla durante 2,5 segundos. o Con las teclas seleccione “C5 Device”. o o Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “C5.3 Meas page 1” Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “C5.3.05 low flor cut off” o Pulse la tecla o o Con las teclas cambie los valores a “10%” o Presione para validar y se realice la validación de 10%. Pulse las teclas para salir del Menú. o

-

Habilitar línea 1 “pagina 1” del display para medir flujo volumétrico. Pulse la tecla durante 2,5 segundos. o


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES o o o o o o o o o

Con las teclas seleccione “C5 Device”. Pulse la tecla Con las teclas seleccione “C5.3 meas page 1” Pulse la tecla Con las teclas seleccione “C5.3.02 Measurement 1. Line” Pulse la tecla Con las teclas seleccione “Volume flow” Presione para validar flujo volumétrico en línea 1 de página 1 del display. Pulse las teclas para salir del Menú.

-

Habilitar línea 2 “pagina 1” del display para indicar totalización. Pulse la tecla durante 2,5 segundos. o Con las teclas seleccione “C5 Device”. o o Pulse la tecla Con las teclas seleccione “C5.3 meas page 1” o Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “C5.3.08 Measurement 2. Line” o Pulse la tecla o o Con las teclas seleccione “Counter 1” Presione para validar totalizador 1 (counter). o Pulse las teclas para salir del Menú. o

-

Habilitar acceso rápido de Reset de totalizador (counter). o Pulse la tecla durante 2,5 segundos. Con las teclas seleccione “C5 Device”. o Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “C5.9 Quick Setup” o Pulse la tecla o o Con las teclas seleccione “C5.9.01 Counter Reset 1” Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “yes” o Presione para validar la activación de reset “acceso rápido”. o Pulse las teclas para salir del Menú. o

-

Unidades de ingeniería para flujo volumétrico. Pulse la tecla durante 2,5 segundos. o Con las teclas seleccione “C5 Device”. o o Pulse la tecla Con las teclas seleccione “C5.7 Units” o Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “C5.7.01 Volume flow” o Pulse la tecla o o Con las teclas seleccione “L/min” Presione para validar unidades en litros por minuto. o Pulse las teclas para salir del Menú. o


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES -

Rango de ingeniería para flujo volumétrico. Pulse la tecla durante 2,5 segundos. o o Con las teclas seleccione “C5 Device”. Pulse la tecla o o Con las teclas seleccione “C5.3 Meas Page 1” Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “C5.3.03 Range” o o Pulse la tecla Con las teclas cambie los valores a “0..300 L/min” o Presione para validar unidades en litros por minuto. o Pulse las teclas para salir del Menú. o


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 8. PRACTICA # 4: Configuración de “I/0” de Transmisor de Flujo Krohne

DESARROLLO: Configurar los parámetros del transmisor de flujo con salida de 4 a 20 mA y direccionarlo a la medición de flujo volumétrico y al mismo tiempo establecer los rangos que tomará dicha salida de 4 a 20 mA. Los parámetros a configurar son: Dirección de flujo. Configuración de salida de corriente. Configuración de rango de ingeniería para salida de corriente. Configuración salida de corriente 4 a 20 mA.

PROCEDIMIENTO -

Dirección de flujo. Pulse la tecla durante 2,5 segundos. o Con las teclas seleccione “C2 I/O”. o o Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “C2.2 Current Out A” Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “C2.2.07 Polarity” o Pulse la tecla o o Con las teclas seleccione “Positive Polarity” Presione para validar dirección de flujo positivo. o Pulse las teclas para salir del Menú. o

-

Configuración de salida de corriente. Pulse la tecla durante 2,5 segundos. o Con las teclas seleccione “C2 I/O”. o Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “C2.2 Current Out A” o o Pulse la tecla Con las teclas seleccione “C2.2.05 Measurement” o Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “Volume flow” o Presione para validar salida de corriente para flujo volumétrico. o Pulse las teclas para salir del Menú. o

-

Configuración de rango de ingeniería para salida de corriente. o Pulse la tecla durante 2,5 segundos. Con las teclas seleccione “C2 I/O”. o Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “C2.2 Current Out A” o Pulse la tecla o


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES o o o o

Con las teclas seleccione “C2.2.06 Range” Pulse la tecla Con las teclas cambie los valores a “0..300 L/min” Presione para validar Rango de ingeniería para salida de corriente para medidor de flujo.

o

-

Pulse las teclas

para salir del Menú.

Configuración salida de corriente 4 a 20 mA. Pulse la tecla durante 2,5 segundos. o Con las teclas seleccione “C2 I/O”. o Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “C2.2 Current Out A” o o Pulse la tecla Con las teclas seleccione “C2.2.01 Range 0…100%” o Pulse la tecla o Con las teclas cambie los valores a “4..20 mA” o Presione para validar Rango de ingeniería para salida o

de corriente para

medidor de flujo. o

Pulse las teclas

para salir del Menú.


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 9. PRACTICA # 5: Pruebas al Medidor de Flujo Magnético Krohne

DESARROLLO Las pruebas que se harán al medidor es un procedimiento de auto diagnostico donde se harán pruebas de salida de corriente (simulación), monitoreo de valores actuales, se revisará la información con la que cuenta el instrumento.

PROCEDIMIENTO -

Simulación de flujo volumétrico. Simulación de salida de corriente.

-

Simulación de flujo volumétrico. Pulse la tecla durante 2,5 segundos. o Con las teclas seleccione “B Test”. o Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “B.1 Simulation” o Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “B.1.2 Volume flow” o Pulse la tecla o Aparecerá “Sim Volumeflow set value”. o Pulse la tecla o Con las teclas cambie los valores a “300 L/min” o Presione para validar la simulación del flujo y con un amperímetro verifique o la salida de corriente que corresponda al flujo 20 mA. o o

-

Espere unos segundos. Pulse las teclas para salir del Menú.

Simulación de salida de corriente. Pulse la tecla durante 2,5 segundos. o Con las teclas seleccione “B Test”. o Pulse la tecla o Con las teclas seleccione “B.1 Simulation” o o Pulse la tecla Con las teclas seleccione “B.1.3 Current Out A” o Pulse la tecla o Aparecerá “Simulation A set value”. o Pulse la tecla o Con las teclas cambie los valores a “20 mA” o Presione para validar la simulación del flujo y con un amperímetro verifique o la salida de corriente que corresponda al flujo 20 mA. o o

Espere unos segundos. Pulse las teclas para salir del Menú.


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Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 10. PRACTICA # 6: Calibración de válvula modulante con posicionador inteligente SV II

DESCRIPCIÓN DE LAS TECLAS DE CONFIGURACION TECLA SELECT: Esta marcada con * y permite seleccionar o aceptar los valores o parámetros actuales desplegados. TECLA BACK: Está marcada con “-“, permite moverse dentro de la estructura del menú en los puntos previos o decrementar valores actuales mostrados en el display. TECLA FORWARD: Está marcada con “+”, permite moverse hacia debajo de la estructura del menú hacia el próximo punto o incrementa los valores mostrados en el display. PROCEDIMIENTO DE CALIBRACION: Estando el display en modo OPER, presione la tecla * 0.5 segundos aproximadamente. El display cambiará a MAN, con esto habilitaremos el modo Manual. Presione * nuevamente para cambiar a modo manual, el display alternará entre POS-M y SIG. Presione + hasta que MAN POS aparezca. Presione + nuevamente y CNFG (Configuración) aparecerá. Presionar + una vez mas y se muestra CAL. Seleccione CAL presionando *. STOPS aparecerá. La válvula abre totalmente y cierra totalmente. Presione * para que la válvula se mueva y automáticamente calibre la carrera de la válvula. Después de esto el proceso finaliza y aparece STOPS. Presione la tecla “+” hasta que aparezca TUNE. Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES AUTOTUNE Presione * para comenzar el procedimiento de autoTUNE. Este procedimiento tarda de 3 a 10 minutos y se mueve la válvula en pasos largos y cortos para ajustar parámetros de PID para mejorar la respuesta de la válvula. Cuando ingrese a autoTUNE, despliega mensaje numérico, indicando que el procedimiento esta trabajando. Cuando el autoTUNE termina se desplegará TUNE. Presione + repetitivamente hasta que SETUP aparezca. Presione * para regresar a SETUP menú. Presione “+” para ingresar a NORMAL y presione “*” para regresar al menú.


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Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 11. PRACTICA # 7: Pruebas a válvula de control

PROCEDIMIENTO OPERACIÓN DE VALVULA MODULANTE Aquí operaremos la válvula desde el display del posicionador inteligente e ingresaremos a la configuración con el siguiente procedimiento: •

•

• •

•

• • •

Estando el display en modo OPER, presione la tecla * 0.5 segundos aproximadamente. El display cambiará a MAN, con esto habilitaremos el modo Manual. Presione * nuevamente para cambiar a modo manual, el display alternará entre POS-M y SIG. Presione + hasta que MAN POS aparezca. Presione + nuevamente y CNFG aparecerá. Presionar + dos veces mas y se muestra OPER are. Con las teclas “+” y “-“establezca el valor de apertura de la válvula, presione “*” para validar los valores ingresados y compruebe que la válvula esté en la posición correcta de acuerdo al valor ingresado. Presione + repetidamente hasta que SETUP aparezca. Presione * para regresar a SETUP menú. Presione “+” para ingresar a NORMAL y presione “*” para regresar al menú.


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Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 12. PRACTICA # 8: Funciones de teclas e ingreso a display de controlador de Flujo ABB

INTRODUCCION Ingresaremos a cada una de los parámetros del display mediante un procedimiento para familiarizarnos con nuestro controlador. Primero mencionaremos la función de cada una de sus teclas del panel frontal: A continuación se describe cada una de las teclas de acuerdo al orden de configuración a seguir:

Arriba / Avanzar Abajo / Retroceder Automático/Manual Avance de parámetros

DESARROLLO Los parámetros para navegar en la configuración del display están divididos en varios niveles que presentamos a continuación.


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Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 13. PRACTICA # 9: Configuración de los niveles 5 y 6 del controlador de ABB

PROCEDIMIENTO La configuración del controlador se hará por niveles como se muestra en el siguiente procedimiento:

13Mapa de los niveles 5 y 6

PROCEDIMIENTO DE CONFIGURACIÓN • •

Se energiza el controlador Se cambia el switch a modo configuración


75


Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES •

•

Aparecerá el siguiente display Nota con las flechas

. se puede acceder a los siguientes niveles de configuración

•

y . Configuración de la entrada del controlador ABB

•

Esta es la configuración para la entrada del controlador:

•

“A”.- Configuración Hardware

•

•

“b”.- Tipo de entrada y configuración del rango

•

“C”.- Unidades de temperatura

•

“d”.- posición del punto decimal

•

Presionar la tecla

2= 4 a 20 mA.

0= sin unidades de temperatura.

hasta salir del nivel 5.

RANGO DE INGENIERÍA

•

Entrar en nivel 6

con switch en modo configuración.


76


Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES • •

• •

• •

• • •

Presionar tecla 1 vez y aparece (EnGH; Rango de ingeniería alto en 20mA).

, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (EnGL; Rango de ingeniería bajo en 4mA).

, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (SP-H; Límite alto de SET POINT).

, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (SP-L; Límite bajo de SET POINT). Cambiara el switch a posición normal

, presionar

para cambiara valor


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Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 14. PRACTICA 14. PRACTICA # 10: Sintonía Sintonía de control control (control (control PID) para para flujo.

DESARROLLO Para la sintonía de control primero configuraremos los parámetros de sintonía y después procederemos a realizar cambios al proceso y al mismo tiempo cambiaremos estos valores de sintonía de control para observar lo que sucede.

PROCEDIMIENTO

14Mapa de niveles de 1 a 4

SINTONÍA DE CONTROL

• •

• •

• •

Con seleccionar (tune; sintonía) Presionar tecla 3 veces y aparece (Pb-h; banda proporcional heat). Presionar tecla 1 vez y aparece (Pb-c; banda proporcional cool).

, presionar

, presionar

para cambiara valor

para cambiara valor


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Tema 16



• •

• •

Presionar tecla (Intr; integral).

1 vez y aparece

Presionar tecla (r SET; reset).

1 vez y aparece

Presionar tecla (dr IU; derivativa).

1 vez y aparece

, presionar

, presionar

, presionar

•

Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (OLAP; overlap para calentamiento y enfriamiento).

•

Presionar tecla

•

para cambiara valor

para cambiara valor

para cambiara valor

para cambiara valor

1 vez y aparece

SET POINTS • •

• •

• •

• •

• •

• •

Con seleccionar (Set P; set point) Presionar tecla 1 vez y aparece (LSPt; set point local). Presionar tecla 1 vez y aparece (rsPn; set point remoto). Presionar tecla 1 vez y aparece (A 1hP; trip alarma 1).

, presionar

, presionar

, presionar

para cambiara valor

para cambiara valor

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (A 2hP; trip alarma 2).

, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (rAt0; ratio y bias de set point remoto).

, presionar

para cambiara valor


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Tema 16



•

•

•

Presionar tecla (b IAS; bias). Presionar tecla (rrtE; rampa).

1 vez y aparece

, presionar

para cambiara valor

1 vez y aparece

, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (OAdJ; ajuste de offset).

, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla

1 vez y aparece

PERFIL DE RAMPA • •

• •

• •

Con seleccionar (PrFL; perfil) Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (STR 1; valor inicial para el primer segmento de la rampa).

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (End 1; valor final del primer segmento de la rampa).

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (rtE 1; velocidad de la rampa del primer segmento).

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (SK.t2; tiempo de rampa para el segundo segmento).

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (End 3; valor final del tercer segmento de la rampa).

para cambiara valor

para cambiara valor

•

Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (rtE 3; velocidad de la rampa del tercer segmento).

•

Presionar tecla

para cambiara valor

• •

• •

• •

•

1 vez y aparece

, presionar


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Tema 16



• •

• •

•

•

(SK.t4; tiempo de rampa para el cuarto segmento). Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (SSSP; habilitar o deshabilitar el set point de la rampa).

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (PHYS; habilitar el perfil de histéresis de ramp/soack).

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (rPtS; numero de repeticiones programadas). Presionar tecla

, presionar

para cambiara valor

1 vez y aparece

SINTONIA DE CONTROL (tUnE). Modo de ingreso al nivel 2 OP1 CodE A.tNE LEV.1 LEV.2

FIC1

LEV.2

tUnE Pb

500.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

REQUERIMIENTOS


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Para esta práctica debemos de tener las siguientes condiciones: T1 Con agua a un 50% FV1 Con suministro de aire de 28 PSI V-1 Abierta V-2 Cerrada VM3 Abierta VM5 Abierta FIC1 Energizado y programado. Una vez revisado esto procederemos a encender B1 oprimir botón verde en el Panel de Control, el FIC1 estará en modo MANUAL , oprimiendo la tecla para apagar el led M que esta en la parte inferior del display, con las flechas escribir en 90 para Set point (las unidades del Set Point son en Lts/min al igual que el Transmisor de Flujo), ahora tenemos un SP de 90 Lts/min y una Pb (banda proporcional) de 456.00, oprima el botón hasta que aparezca en el Display bajo OP 100 (OP1 es la salida del control y esta de 0 a 100%, esta lectura la podemos observar también en el posicionador de FV1, o físicamente en la FV1). Tome nota de la Salida OP y cuanto Flujo pasa por FIT-1, Pase el control de manual a automático oprimiendo el botón MAN-AUTO , y observe como se comporta la válvula FV1, y cuanto flujo pasa por FIT-1 ¿Que es lo que ocurre con FV1? ¿Oscila mucho? El Set Point lo dejaremos en 90 Lts/min, y aumentaremos la Pb (banda proporcional) a 500.00 FIC1

LEV.2

tUnE Pb

400.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

¿Que es lo que ocurre con FV1 y con FIT-1?


82


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES ¿FV1 oscila mas y tarda mucho en estabilizarse?, quiere decir que entre menor banda proporcional será mayor el error y por lo tanto oscilara mucho el control y tardara mucho en estabilizarse a 90 Lts/min. Por lo tanto subiremos la banda proporcional a 456.00 FIC1

LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

¿Que observa?, si el control se mantiene mas estable provoque un disturbio cerrando a un 30% la válvula manual VM5, observe que es lo que pasa con FIT-1 y FV1, tome lectura de FIT-1 valor máximo y mínimo, si varia mucho con respecto al SP disminuya la ganancia hasta que la oscilación sea mínima y la lectura del FIT-1 sea mas precisa al SP 90 Lts/min. Una vez estable el sistema moveremos la Intr (integral) a 3. FIC1

LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

3

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Y observe que es lo que ocurre, si oscila mucho pase a modo MANUAL y baje la Intr a 2, pase a AUTOMATICO y observe que es lo que pasa.

FIC1


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Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

2

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Y observe que es lo que ocurre, pase a modo MANUAL y baje la Intr a 1, pase a AUTOMATICO y observe que es lo que pasa. FIC1

LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Observe que es lo que ocurre, pase a modo MANUAL y baje la Intr a OFF, pase a AUTOMATICO y observe que es lo que pasa. FIC1

LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

OFF

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Pase el control a manual, y modifique drIU a 1. FIC1

LEV.2 tUnE Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Pb

456.00

Intr

1

rSet

50

drlU

1

LEV.2 LEV.1

Observe como se comporta FIT-1 y FV1, tome la lectura de FIT-1 y cuantos Lts/min +/- esta oscilando y tome el tiempo de a partir de que lo pone en modo Automático hasta que se estabiliza mas , espere un tiempo, y pase a modo Manual y modifique drIU =2 y regrese a modo AUTOMATICO. FIC1

LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

1

rSet

50

drlU

2

LEV.2 LEV.1

Observe como se comporta FIT-1 y FV-1, tome la lectura de FIT-1 y cuantos Lts/min +/- esta oscilando y tome el tiempo de a partir de que lo pone en modo Automatizo hasta que se estabiliza mas , espere un tiempo, y pase a modo Manual y modifique drIU =3 y regrese a modo AUTOMATICO. FIC1

LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1 Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

85


Tema 16


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES ¿Tarda mas en controlar pero es mas preciso el control?, pase el control a MANUAL y regresaremos la drIU a 1 y modificaremos el rSet a 20. FIC1

LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

1

rSet

20

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Pase a modo AUTOMATICO tome el tiempo que tarda en estabilizarse el sistema y cuantos Lts/min +/- tiene el FIT-1, pase a modo MANUAL y aumente el rSet T 40. FIC1

LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

1

rSet

40

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1


86


17. Lazo de control de Nivel


87


NIVEL

89

1.

Introducción

89

2.

Objetivo

89

3.

Diagrama de tuberías e instrumentación y lazos de control para Nivel

89

4.

Marco Teórico

91

i.

Transmisor de Presión Diferencial Marca Yokogawa

91

ii.

Posicionador electroneumático MASONEILAN. 94

5.

PRACTICA #1 Instalación de un transmisor de temperatura

6.

PRACTICA # 2 Calibración y alambrado de un transmisor de presión diferencial para medir nivel 98

7.

PRACTICA # 3: Calibración de Válvula Modulante con posicionador 4700E

8.

PRACTICA # 4: Configuración de entrada y salida en display de controlador de ABB 102

9.

PRACTICA # 5: Sintonía de control (control PID) para Nivel

96

100

105


88


Tema 17

Nombre Lazo de control de Nivel

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 17) NIVEL 1. Introducción

El lazo de control de nivel esta compuesto por los siguientes elementos: Transmisor de presión diferencial. Switch de nivel. Controlador de Nivel. Válvula de control de flujo modulante. Los Instrumentos de Control antes mencionados son aplicados en la industria con tecnología avanzada que describiremos en el “Marco Teórico” y cada uno de ellos tiene una función específica. La practicas que presentamos están preparadas para cada instrumento que interviene en el Lazo de Control de Nivel, es decir, que describen los procedimientos de calibración, configuración y operación de cada uno de ellos tal y como ocurre en una aplicación real en la industria de procesos. En este proyecto la variable de nivel la podemos manipular arrancando las bombas y encendiendo el equipo correspondiente al lazo de control de nivel. El control lo puede hacer el PLC o el controlador ABB que esta en el tablero. Con un selector podemos seleccionar el equipo que hará el control en este caso el PLC o el controlador. 2. Objetivo

Al término de éstas prácticas usted conocerá cada uno de los elementos de control que intervienen en el Lazo de Control de nivel, así como la calibración, configuración (programación) y operación de cada uno de ellos. 3. Diagrama de tuberías e instrumentación y lazos de control para Nivel i. Diagrama de tuberías e instrumentación para Nivel

En diagrama de tuberías e instrumentos (DTI_NIVEL) esta compuesto por dos Tanques (T1 y T2), dos bombas (B1 y B2), un transmisor de nivel (LIT2), una válvula de control (LV2) y varias válvulas On-Off. Cuando el trasmisor de nivel detecta que aumenta el nivel con respecto al valor de Set Point establecido la válvula de control modulante LV2 cierra en proporción a los valores de sintonía del control PID. Si el nivel disminuye con respecto al valor de Set Point entonces la válvula modulante LV2 abre realizando un control automático de la variable que en este caso es Nivel. Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

89


Tema 17


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Las válvulas On-Off nos permiten hacer una alineación para que el fluido pase hacia una dirección determinada, ejemplo, para que pase flujo del tanque T2 al T1 abrimos las válvulas correspondientes en este caso solo con abrir V-5 logramos que el fluido pase de T2 a T1 siempre y cuando la bomba B2 este encendida y LV2 esté modulando.

15Diagrama de Tuberías e Instrumentos (Nivel).

ii. Lazo de Control de Nivel

El lazo de control de Nivel (Dib. LCL1) Está compuesto por un transmisor de presión diferencial (LIT2), el cual es aplicado para medir nivel en este lazo de control que esta localizado en campo, las terminales eléctricas de salida de dicho transmisor (+ y -) llevan una señal de 4 a 20 mA, esta señal pasa a través de un par de clemas localizadas en la platina del gabinete (10 y 11) la cual esta conectada en serie con el PLC ML1100 (ALLEN BRADLEY), una fuente de 24 VCD y el controlador C250 (ABB). La salida analógica del controlador C250 va hacia los contactos de un relevador (1R9 Y 2R9) y en paralelo están conectadas clemas de salidas las cuales van a la válvula de control inteligente de la marca MASONEILAN. Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

90


Tema 17


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES OBSERVACIÓN La finalidad de que la salida de la válvula de control (LV2) (MASONEILAN) pase por los contactos de un relevador es para poder conmutar la salida de 4-20 mA del PLC con la salida de 420 mA del controlador C250 y aprovechar la misma válvula de control para ambos elementos de control.

16Lazo de Control de Nivel

4. Marco Teórico i. Transmisor de Presión Diferencial Marca Yokogawa

“L” baja presión “H” alta resión 17LIT2; Transmisor de Presión Diferencial marca Yokogawa


91


Tema 17


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES TRANSMISOR DE PRESIÓN DIFERENCIAL MARCA YOKOGAWA. Es un transmisor electrónico que está aplicado para medir presión diferencial en un tanque cerrado, cuenta con dos conexiones a proceso las cuales son “H” alta presión y “L” baja presión. Al haber cambios en la presión diferencial en el interior del tanque es porque el nivel cambió también, estos cambios se reflejan en el display LCD.

CARACTERÍSTICAS Las unidades que se indican en el display pueden ser en altura (m), porcentaje (%) o volumen (litros). Tiene una placa donde indica sus características las cuales son: Alimentación: 24 VCD. Rango: 2 a 40” H2O. Salida: 4-20 mA. Comunicación: Hart Clasificación: NEMA 4X La cabeza del transmisor gira 90º, las conexiones a proceso “H” y “L” son roscas hembra de ¼” NPT. El transmisor no tiene partes móviles y no necesita de mantenimiento. El transmisor es configurable por el Protocolo Hart, donde se puede configurar lo siguiente: Rango de medición. Unidades de ingeniería. Salida de señal eléctrica y la acción. Tag (nombre). Calibración y fecha. Display.

INSTALACIÓN El transmisor de presión diferencial tiene un herraje para instalarlo en un tubo de 2”, el herraje se atornilla al transmisor además tiene una abrazadera tipo “U” para sujetar el herraje con el transmisor al tubo de 2”. Vea la siguiente figura.


92


Tema 17



18Montaje de Transmisor de Presión diferencial para medir nivel marca Yokogawa

Para un tanque cerrado la toma de “H” alta es la que se conecta en la parte inferior del tanque (0%) mediante un tubing de ½” o de ¾”, que puede ser de bronce o de acero inoxidable y la toma “L” baja se conecta en la parte superior del tanque (100%). El transmisor tiene una válvula igualadora (manifold) que al ser abierta deja pasar la presión de ambas tomas (“H” y “L”), esto se realiza para cuando se tiene que dejar fuera de servicio al transmisor para darle mantenimiento. Cerca de la toma de alta “H” es importante que tenga un venteo, Este venteo se llena de agua y se pone un tapón con esto logramos hacer una compensación de presión para cuando ponemos en servicio al transmisor y evitar burbujas de aire en la toma “L”.

Venteo de compensación

19Instalación de transmisor de presión diferencial Yokogawa en tanque cerrado

.ALAMBRADO El transmisor de presión diferencial es un instrumento de dos hilos, esto quiere decir que por los dos hilos donde se alimenta el transmisor (24 VCD) por esos mismos viaja la señal de 4 a 20 mA. A continuación se muestra el alambrado del transmisor de presión diferencial Yokogawa. Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

93


Tema 17



20Alambrado de transmisor de presión diferencial Yokogawa

COMUNICACIÓN HART El transmisor de presión con protocolo de comunicación Hart nos permite una fácil configuración del instrumento. La configuración se realiza con la ayuda de un comunicador Hart (hand held), el cual se conecta al instrumento en paralelo sin necesidad de desconectarlo del proceso. Una vez que es conectado el configurador Hart se puede observar que la conexión se realiza. Con el configurador Hart podemos ingresar parámetros como: Unidades de ingeniería. Rango de medición. Acción. Display. Salida de 4 a 20 mA. Calibración. ii. Posicionador electroneumático MASONEILAN.

El posicionador electroneumático opera con una señal de entrada de 4 a 20 mA y una salida de 3 a 15 la cual va a un relevador neumático y la salida de este relevador va al actuador de la válvula de Manómetro globo. De Salida Manómetro De señal

Manómetro De suministro

21Posicionador electroneumático 4700E MASONEILAN


94


Tema 17


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES PRINCIPIO DE OPERACIÓN El suministro de aire entra por el puerto , cuando hay un cambio en la señal de 4 a 20 mA del modulo I/P, la salida de dicho I/P llega al puerto genera un movimiento en el pilot dejando pasar mayor o menor cantidad de aire a la salida ocasionando un movimiento al actuador, el desfogue se realiza por . El movimiento del actuador es retro alimentado nuevamente al posicionador para indicarle la posición en la que se encuentra, y si no es así entonces realiza la corrección necesaria.

Actuador

Camara de aire

Diafragma direrencial

Pilot Assembly

Señal

Suministro Desfogue

Salida

Señal neumática del modulo I/P

22Principio de operación de posicionador electroneumático MASONEILAN.


95


Tema 17


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 5. PRACTICA #1 Instalación de un transmisor de temperatura

El transmisor puede ser montado en un nominal de 50 mm. (2 pulgadas), utilizando el tubo de soporte de montaje suministrados, como se muestra en las siguientes figuras. El transmisor se puede montar en horizontal o bien un tubo vertical.

La distancia entre el impulso de conexión de tuberías los puertos es normalmente de 54 mm. Al cambiar la orientación del proceso de conector, el dimensión puede ser cambiado 51 mm. o 57 mm.


96


Tema 17



Se monta en la herradura y se fija en la tubería. El instrumento puede ser rotado como se muestra en las siguientes figuras

Los símbolos de la "H" y "L" se muestran en una cápsula de montaje para indicar alta y baja presión. Diagrama Conexiones Para Alta Y Baja Presión


97


Tema 17


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 6. PRACTICA # 2 Calibración y alambrado de un transmisor de presión diferencial para medir nivel

Se requiere medir el nivel de un tanque con 1 metro de altura aproximadamente donde el nivel debe representarse en su indicador local en volumen de 0 a 280 litros. Además realizar el alambrado de un transmisor de flujo en serie.

CONSIDERACIONES Y REQUERIMIENTOS 1.- Realizar el alambrado de un trasmisor de flujo en serie. 2.- Respetar la diferencia de potencial de la fuente (como se ve en la figura). 3.- Anote la configuración actual del transmisor de presión diferencial. 4.- Verifique que el medidor no este en servicio para no intervenir con el proceso. 5.- Disponibilidad para llenar los tanques de agua. .

MATERIAL Y EQUIPO 1 Manual de transmisor de presión diferencial marca Yokogawa Modelo EJA110. 1 Multímetro digital (Amperímetro). 1 Simulador de señal de 4 a 20 mA (Calibrador). 1 Comunicador Hart. 1 Fuente de 24 VCD

DESARROLLO 1.- Realizar el siguiente alambrado del transmisor de nivel en serie: Practica de alambrado de un medidor de nivel

PDT = Transmisor de nivel A= Amperímetro V CD= Voltaje corriente directa


98


Tema 17


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 2.- Hay que configurar la salida de 4 a 20 mA para que cuando sean 0 litros entonces en la salida analógica del transmisor tengamos 4 mA y cuando haya 280 litros entonces haya 20 mA a la salida. 3.- Configurar las unidades del display para que el nivel sea en litros. 4.- Tome lectura de la salida de corriente con el amperímetro y con el comunicador Hart y verifique que se cumpla la siguiente tabla. Tabla Unidades de ingeniería en litros 0 280

Salida Analógica 4 mA 20 mA

5.- Configure el transmisor de presión diferencial con sus datos originales.


99


Tema 17


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 7. PRACTICA # 3: Calibración de Válvula Modulante con posicionador 4700E

PRECAUCIONES ANTES DE REALIZAR UNA CALIBRACION Antes de hacer la calibración de la válvula, es importante verificar que no haya flujo el la línea donde está dicha válvula, deben estar cerradas las válvulas de bloqueo para asegurar que la válvula no dejara pasar flujo al momento de calibrar y así evitaremos alterar el proceso.

23 Posicionador 4700E MASONEILAN.

Tierra Interna

Señal de 4‐20 mA Tierra Externa

24 Conexiones eléctricas del Posicionador 4700E MASONEILAN


100


Tema 17


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES DESARROLLO AJUSTE DE CERO (Ver Fig. 23) El ajuste de cero se realiza con la tuerca (4b) de la figura 7. Aplique señal de 4 mA (Fig. 24) y afloje la tuerca de fijación (4c) y gire la tuerca (4b) para ajustar el valor de cero, una vez ajustado el cero, apriete la tuerca de fijación (4c).

AJUSTE DE SPAN Para el ajuste del Span, aplique 20 mA (Fig 24), afloje el tornillo (8) y gire el resorte (5) con el plástico (4), vea la respuesta de la válvula, ajuste hasta que llegue al valor de span, una vez ajustado el span, apriete el tornillo (8) para dejar fijo el resorte.


101

Pr acticas: Modulo De ontrol Multila o

INGENIERIA MEXICANA

Tema 17

SPECIALIZADA EN


PROYEC

OS

INDU TRIALES

. PRACT CA # 4: Co nfiguració de entrada y salida en display de ontrolador de ABB

PRO EDIMIEN O La configuración del control dor se har por nivel es como s procedimiento:

muestra en el siguie te

1.- Pri ero configuraremos los iveles 5 y 6

Mapa d los niveles y 6

PRO EDIMIEN O DE CON IGURACI N • •

Se energiza el controlad r Se cambia l switch a m do configur ción

Galileo Galilei 386 -1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-501 , imepi@ime i.com.mx www.imepi.com.m

102


Tema 17



•

•



•

y . Esta es la configuración para la entrada del controlador:

•


•


•


•


2= 4 a 20 mA.



103


Tema 17



Presionar la tecla



•

• •

• •

• •

• • •

Entrar en nivel 6



, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (EnGL; Rango de ingeniería bajo en 4mA).

, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (SP-H; Límite alto de SET POINT).

, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (SP-L; Límite bajo de SET POINT). Cambiara el switch a posición normal

, presionar

para cambiara valor


104


Tema 17


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 9. PRACTICA # 5: Sintonía de control (control PID) para Nivel

PROCEDIMIENTO DESARROLLO

Mapa de niveles de 1 a 4


• •

• •

• •

• •

Con seleccionar (tune; sintonía) Presionar tecla 3 veces y aparece (Pb-h; banda proporcional heat).

, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (Pb-c; banda proporcional cool).

, presionar

para cambiara valor


, presionar

para cambiara valor

1 vez y aparece


105


Tema 17



• •


1 vez y aparece


1 vez y aparece

, presionar

, presionar

•


•

Presionar tecla

•

para cambiara valor

para cambiara valor

para cambiara valor

1 vez y aparece

SET POINTS

• •

• •

• •

• •

• •

• •

• •

Con seleccionar (Set P; set point) Presionar tecla 1 vez y aparece (LSPt; set point local). Presionar tecla 1 vez y aparece (rsPn; set point remoto). Presionar tecla 1 vez y aparece (A 1hP; trip alarma 1).

, presionar

, presionar

, presionar

para cambiara valor

para cambiara valor

para cambiara valor


, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (r At0; ratio y bias de set point remoto).

, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla (b IAS; bias).

, presionar

para cambiara valor

1 vez y aparece


106


Tema 17



•

•

Presionar tecla (rrtE; rampa).

1 vez y aparece

, presionar

para cambiara valor


, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla

1 vez y aparece

PERFIL DE RAMPA

• •

• •

• •


para cambiara valor


para cambiara valor


para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (SK.t2; tiempo de rampa para el segundo segmento).

para cambiara valor


para cambiara valor


para cambiara valor

para cambiara valor

•

Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (SK.t4; tiempo de rampa para el cuarto segmento).

•

Presionar tecla

para cambiara valor

• •

• •

• •

• •

•

1 vez y aparece

, presionar


107


Tema 17



• •

•

•

(SSSP; habilitar o deshabilitar el set point de la rampa). Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (PHYS; habilitar el perfil de histéresis de ramp/soack). Presionar tecla 1 vez y aparece (rPtS; numero de repeticiones programadas). Presionar tecla

para cambiara valor

, presionar

para cambiara valor

1 vez y aparece

SINTONIA DE CONTROL (tUnE).

Modo de ingreso al nivel 2 OP1 CodE A.tNE LEV1 LEV2

LIC2 LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Para esta práctica debemos de tener las siguientes condiciones: Lazo de Control de Flujo trabajando, con un SP= 60, Banda proporcional= 500, Intr= 1, drIU= OFF, con las mismas condiciones que en la practica de Flujo


108


Tema 17


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES FIC 1 LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Verificar lo siguiente: T1 Con producto a un 75% FV2 con suministro de aire de 28 PSI VM3 Abierta VM5 Abierta V-1 Abierta V-2 Cerrada V-6 Abierta. V-7 Cerrada VM1 Abierta FIC1 Energizado y programado Una vez estable el sistema de Flujo a 50 Lts/min revisaremos las siguientes condiciones: T2 Con producto a un 50% LIT2 Transmisor Energizado y Calibrado LV2 Con suministro de aire de 28 PSI VM6 Abierta VM2 Cerrada SLC1 Selector en Nivel SOV-1 Cerrada (Sin energía) SOV-2 Cerrada (Sin energía) V-3 Cerrada (Sin energía) V-4 Cerrada (Sin energía) V-5 Abierta (Energizada) LIC2 Energizado y Programado Ahora abra la válvula V-2 y encienda la Bomba B2 El Set Point del Nivel fíjelo a 50% (las unidades del LIT2, LIC2 y LV2 están de 0 a 100%) Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

109


Tema 17


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Pase el control de Manual a Automático y observe que es lo que pasa con LIT2 y LV2, si oscila mucho poner la banda proporcional a 456.00,

LIC2 LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

y disminuya el SP del control de Flujo (FIC1) a 50 Lts/Min, Observe que pasa con LIT2 y con LV2, como hay menor flujo de entrada a T2, LV2 cerrara un poco más para mantener el Nivel al 50%, Aumentaremos la integral Intr del LIC2 a 2.

LIC2 LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

2

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Aumente el SP del control de Flujo (FIC1) a 55 Lts/Min, primero se estabilizara el control de Flujo y luego el de Nivel, observe como se comporta el control de Nivel, ¿es mas estable?, en el LIC2 aumentaremos derivativa drIU a 1.


110


Tema 17


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES LIC2 LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

2

rSet

50

drlU

1

LEV.2 LEV.1

y disminuya el SP del control de Flujo (FIC1) a 40 Lts/Min, Tome lectura de cuanto porcentaje +/- esta oscilando el control de Nivel, espere unos 5 minutos y baje la banda proporcional a 400.00 del Control de Nivel.

LIC2 LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Aumente el SP del control de Flujo (FIC1) a 50 Lts/Min, primero se estabilizara el control de Flujo y luego el de Nivel, espere 5 minutos para observar como se comporta el control de Nivel, ¿es mas estable?, Cambie la Derivativa drIU a OFF.

LIC2 LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1 Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 17


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Disminuya el SP del Control de Flujo (FIC1) a 40 Lts/Min, observe por unos 5 minutos el comportamiento del control de nivel, cambie los valores de Pb, Intr y drIU, según se muestra en la tabla siguiente:

LIC2 LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1


112


18. Lazo de control de Temperatura


113


TEMPERATURA

115

1.

Introducción

115

2.

Objetivo

115

3.

Diagrama de tuberías e instrumentación y lazos de control para Temperatura

115

i.

Diagrama de tuberías e instrumentación para temperatura

115

ii.

Lazo de Control de Temperatura

116

5.

PRACTICA # 1: Instalación de un transmisor de temperatura

120

6.

PRACTICA # 2: Calibración y alambrado de un transmisor de temperatura marca yokogawa

124

PRACTICA # 3: Configuración de los niveles 5 y 6 del controlador marca ABB para Temperatura

126

PRACTICA # 4: Sintonía de control (PID) para temperatura

129

7. 8.


114


Tema 18

Nombre Lazo de control de Temperatura

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 18) TEMPERATURA 1. Introducción

El lazo de control de temperatura esta compuesto por los siguientes elementos: Sensor de temperatura RTD (PT100). Transmisor de temperatura entrada RTD salida 4 a 20 mA. Intercambiador de calor de resistencia y válvulas SOV1 y SOV2 Controlador de temperatura. El sensor de temperatura, el transmisor de RTD y el intercambiador de calor de resistencia son de tipo industrial. Explicaremos cada uno de estos instrumentos en el “Marco Teórico” de estas prácticas, describiendo su principio de operación y sus características. La practicas que presentamos están preparadas para cada instrumento que interviene en el Lazo de Control de Temperatura, es decir, que describen los procedimientos de calibración, configuración y operación de cada uno de ellos tal y como ocurre en una aplicación real en la industria de procesos. Esta practica nos permite conocer los principios básicos de un control de temperatura en un proceso real, también podemos calibrar y hacer ajustes a cada uno de los instrumentos que intervienen en el lazo de control de temperaturas, tomar lecturas de temperatura, y de señales, hacer tablas de lineales o logarítmicas (para RTD), hacer pruebas a cada instrumento, manipular la válvula desde el controlador o desde el PLC, etc. 2. Objetivo

Al término de éstas prácticas usted conocerá cada uno de los elementos de control que intervienen en el Lazo de Control de Temperatura, así como la calibración, configuración (programación) y operación de cada uno de ellos. 3. Diagrama de tuberías e instrumentación y lazos de control para Temperatura i. Diagrama de tuberías e instrumentación para temperatura

En diagrama de tuberías e instrumentos (DTI_TEMPERATURA) esta compuesto por un Tanque (T2), una bomba (B2), un sensor de temperatura(TE2), un transmisor de RTD a 4 a 20 mA (TY2), un intercambiador de calor de resistencia (TYC), dos válvulas solenoides (SOV1 y SOV2), varias válvulas ON-OFF y un controlador de temperatura (caliente-frío). Cuando el sensor de temperatura (TE2) detecta que aumenta la temperatura con respecto al valor de Set Point establecido, el controlador ABB (caliente-frío) manda a abrir las válvulas solenoides Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

115


Tema 18


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES (SOV1 y SOV2) para dejar pasar agua de enfriamiento y baje la temperatura del agua que esta en el tanque T2. Cuando el sensor de temperatura (TE2) detecta baja temperatura con respecto al valor de Set Point establecido, entonces el controlador ABB (TIC2) (caliente-frío) energiza un relevador para encender al intercambiador de calor (TYC) y calentar el agua de T2 cuando pase por dicho intercambiador. Las válvulas On-Off nos permiten hacer una alineación para que el fluido pase hacia una dirección determinada, ejemplo, si queremos recircular el agua en T2 abrimos las válvulas On-Off V-4 y V-3.

25Diagrama de Tuberías e Instrumentos (Temperatura).

ii. Lazo de Control de Temperatura

El lazo de control de Nivel (Dib. LCT1) Está compuesto por un sensor de temperatura (TE2) localizado en campo, el cual detecta la temperatura y su señal la manda por tres hilos (terminales R,C,C) Al transmisor de temperatura, después las terminales de la salida están conectadas a las clemas 3 y 4,dicho transmisor está localizado en la platina del tablero, las terminales eléctricas de Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

116


Tema 18


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES salida de dicho transmisor (+ y -) llevan una señal de 4 a 20 mA, dicha señal esta conectada en serie con el PLC ML1100 (ALLEN BRADLEY) y el controlador C 250 (ABB). La salida analógica del controlador C250 va hacia dos salidas de relevador uno que es 1R7 para las válvulas solenoides SOV1 Y SOV2 y el otro que es 2R7 para la resistencia del intercambiador de calor y en paralelo están conectadas clemas de salidas las cuales van a los relevadores de salida del PLC.

OBSERVACIÓN La salida del controlador de temperatura TIC2 es un par de relevadores los cuales van a conmutar dependiendo de los valores de sintonía del PID, es decir la apertura y cierre de los contactos de los relevadores 1R7 y 2R7 dependerá del PID del TIC2.

26Lazo de Control de Temperatura.

4. Marco Teórico i. Sensor de Temperatura RTD


117


Tema 18



27TE2; Sensor de Temperatura RTD.

El RTD es un sensor de resistencia eléctrica donde su elemento sensor es de platino que ofrece una medición estable y exacta, como elemento termo resistivo tiene las siguientes características, las cuales lo hacen el mejor sensor: Químicamente Inerte a altas temperaturas. Punto de fusión alto. Resistente a la oxidación a altas temperaturas. Coeficiente de resistividad relativamente alto. Relación altamente lineal de resistencia contra temperatura. Existen RTD de 2 hilos, 3 hilos y 4 hilos.

RTD de 2 hilos Los RTD de dos hilos solo toman el valor de la resistencia que existe en las terminales de los cables a los que se conecta el sensor, si existe una distancia larga desde donde está el sensor hasta donde esta el instrumento que recibirá la señal, la resistencia del cable que esta entre el RTD y el instrumento que recibe la señal de temperatura, alterará el valor real de la temperatura y tendremos un error en la lectura debido a la resistencia del cable.

RTD de 3 hilos Los RTD de tres hilos tienen la característica de hacer una compensación por distancia, esto quiere decir que si tenemos una distancia considerable entre el sensor y el instrumento que recibirá la señal el tercer hilo hace una compensación de la resistencia que hay en el cable en toda su trayectoria, pero solo lo hace en uno de los dos hilos que esta conectado.

RTD de 4 hilos Los RTD de tres hilos al igual que el RTD de tres hilos hacen una compensación por distancia, pero en este caso lo hace para los dos hilos de resistencia y así se logra una mejor exactitud del instrumento, porque queda totalmente compensado. Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

118


Tema 18


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES ii. Transmisor de temperatura

Es un transmisor electrónico que recibe una señal de resistencia de un RTD de tres hilos y a la salida de dicho transmisor tenemos señal de corriente de 4 a 20 mA. La señal de mA es utilizada para instrumentos de indicación o control que no tienen entrada de RTD.

28TY2; Transmisor de Temperatura RTD a 4-20 mA.

PRINCIPIO DE OPERACIÓN DEL TRANSMISOR DE TEMPERATURA En el diagrama de la figura 4 se observa que en las terminales 5,6 y 7 se conecta el sensor de temperatura RTD, dichas terminales entran a un modulo (MUX) el cual también tiene dos potenciómetros que sirven para hacer el ajuste del 0 % y 100%, la salida del modulo (MUX). La salida del modulo Mux entra a un convertidor analógico – digital (A/D) y la señal digital entra al microprocesador (CPU) el procesador toma acción para ajustar los valores de calibración que se realizan con el 0% y 100% y manda una salida a través de un convertidor Digital – Analógico, obteniendo a la salida una señal analógica, que puede ser de voltaje o de corriente, en este caso es de corriente (4 a 20 mA).

29TY2; Transmisor de Temperatura RTD a 4-20 mA.


119


Tema 18


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 5. PRACTICA # 1: Instalación de un transmisor de temperatura

El YTA110 es un transmisor de de alto rendimiento que acepta termopares, RTD, ohms o entradas en mV de corriente directa y lo convierte en uno de 4 a 20 mV DC señal de transmisión. El YTA110 soporta cualquier BRAIN o HART protocolo de comunicación.

El YTA110 en esta configuración estándar esta certificado por TUV como cumplimiento con SIL2 requerimiento para la seguridad.

CARACTERÍSTICAS 1. Alto Rendimiento Microprocesador basado en tecnología de sensores asegurando a un largo plazo de precisión y alta fiabilidad. 2. Alta Fiabilidad Doble compartimiento se da cuenta de la capacidad de altas resistencias para duros ambientes y YTA110 tiene SIL2 la capacidad de requerimiento para la seguridad. 3. Variedad de entradas a sensor El tipo de entrada del sensor es seleccionable por el usuario para termopares (T/C), RTDs, ohms, o mV de corriente directa. 4. Comunicación digital BRAIN o HART protocolo de comunicación esta disponible. La configuración del instrumento puede ser cambiada por el usuario con el uso del comunicador BT200 o HART. 5. Función de auto diagnostico Capacidad de continuo auto diagnostico asegura rendimiento a largo plazo y bajo costo 6. Display de LCD con gráficos El display de LCD proporciona una lectura digital y un grafico simultáneamente.


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Tema 18




121


Tema 18


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES MONTAJE HORIZONTAL DE UN TRANSMISOR DE TEMPERATURA En esta imagen se muestra como se debe montar el transmisor horizontalmente a una tubería de 2” pulgadas así como también quedaría la dirección de entradas y salidas eléctricas.

En esta imagen se muestra las medidas de perfil del transmisor con un indicador el cómo se debe montar el transmisor teniendo el soporte.

MONTAJE VERTICAL DE UN TRANSMISOR DE TEMPERATURA En esta imagen se muestra como se debe montar el transmisor verticalmente a una tubería de 2” pulgadas así como también quedaría la dirección de entradas y salidas eléctricas.


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Tema 18


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES En esta imagen se muestra las medidas de perfil del transmisor teniendo un indicador el como se debe montar el transmisor teniendo el soporte.

Diagrama de alambrado


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Tema 18


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 6. PRACTICA # 2: Calibración y alambrado de un transmisor de temperatura marca yokogawa

Se requiere calibrar el cero de un transmisor de temperatura, ajustar el rango de medición de 0 a 100 ºC y visualizar en el display que mida dichas unidades. Además realizar un alambrado de un transmisor de temperatura.

CONSIDERACIONES Y REQUERIMIENTOS 1.- Realizar el alambrado de un trasmisor de temperatura en serie. 2.- Respetar la diferencia de potencial de la fuente (como se ve en la figura). 3.- Anote la configuración actual del transmisor de temperatura. 4.- Verifique que el calentador este funcionando. 5.- Verifique que las válvulas solenoides estén funcionando. 6.- Disponibilidad para arrancar la bomba para generar recirculación. 7.- El selector del panel debe estar en temperatura.

MATERIAL Y EQUIPO 1 Transmisor de temperatura. 1 Multímetro digital (Amperímetro). 1 Simulador de señal de 4 a 20 mA (Calibrador). 1 Fuente de 24 VCD

DESARROLLO 1.- Realizar el siguiente alambrado de un transmisor de temperatura en serie Alambrado de un medidor de temperatura parea su calibración.

PDT = Transmisor de nivel A= Amperímetro V CD= Voltaje corriente directa 2.- Colocar el sensor RTD en agua fría (5-6ºC) y comparar la lectura con un termómetro patrón Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 18


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 3.- Si hay diferencia en las lecturas entre el transmisor de temperatura y termómetro patrón, ajustar el cero (valor que indique el termómetro patrón) 4.- Colocar el sensor RTD en agua caliente (60ºC) y comparar la lectura con el termómetro patrón. 5.- Si hay diferencia en las lecturas entre el transmisor de temperatura y el termómetro patrón ajustar el span del transmisor (el valor que indique el termómetro patrón). 6.- Conecte en serie un amperímetro a la salida del transmisor y verifique que corresponda el rango siguiente: Tabla Unidades de ingeniería en ºC Salida Analógica 5 ºC 5 ºC 60 ºC 60 ºC Con esto verificamos que nuestro transmisor esté calibrado correctamente. 7.- Configure el transmisor de temperatura con sus datos originales.


125


Tema 18


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 7. PRACTICA # 3: Configuración de los niveles 5 y 6 del controlador marca ABB para Temperatura

DESARROLLO Una vez identificados los instrumentos que tienen que ver con el lazo de control de temperatura en el marco teórico, tenemos que configurar el controlador ABB siguiendo el procedimiento de cada tabla como sigue:

Mapa de los niveles 5 y 6

PROCEDIMIENTO DE CONFIGURACIÓN •

Se energiza el controlador


126


Tema 18



Se cambia el switch a modo configuración

•

Aparecerá el siguiente display

•

Nota con las flechas


•

y . Esta es la configuración para la entrada del controlador:

•


•

•


•


•


P= PT100 RTD.



127


Tema 18



•

Presionar la tecla



•

• •

• •

• •

• • •

Entrar en nivel 6



, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (EnGH; Rango de ingeniería bajo en 4mA).

, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla 5 veces y aparece (SP-H; Límite alto de SET POINT). Presionar tecla 1 vez y aparece (SP-L; Límite bajo de SET POINT). Cambiara el switch a posición normal

, presionar

, presionar

para cambiara valor

para cambiara valor


128


Tema 18


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 8. PRACTICA # 4: Sintonía de control (PID) para temperatura

En esta práctica daremos loa valores de sintonía para observar la respuesta del control PID de temperatura.



• •

• •

• •

• •

Con seleccionar (tune; sintonía) Presionar tecla 3 veces y aparece (Pb-h; banda proporcional heat).

, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (Pb-c; banda proporcional cool).

, presionar

para cambiara valor


, presionar

para cambiara valor

1 vez y aparece


129


Tema 18


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Presionar tecla (r SET; reset).

1 vez y aparece

, presionar

para cambiara valor


1 vez y aparece

, presionar

para cambiara valor

para cambiara valor

•


•

Presionar tecla

• •

• •

•

1 vez y aparece

SET POINTS • •

• •

• •

• •

• •

• •

• •

Con seleccionar (Set P; set point) Presionar tecla 1 vez y aparece (LSPt; set point local).

, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (rsPn; set point remoto).

, presionar

para cambiara valor


, presionar

para cambiara valor


, presionar

para cambiara valor


, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla (b IAS; bias).

, presionar

para cambiara valor

1 vez y aparece


130


Tema 18



•

•

Presionar tecla (rrtE; rampa).

1 vez y aparece

, presionar

para cambiara valor


, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla

1 vez y aparece

PERFIL DE RAMPA • •


para cambiara valor


para cambiara valor


para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (SK.t2; tiempo de rampa para el segundo segmento ).

para cambiara valor


para cambiara valor


para cambiara valor

para cambiara valor

•

Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (SK.t4; tiempo de rampa para el cuarto segmento).

•

Presionar tecla

para cambiara valor

• •

• •

• •

• •

• •

• •

•

1 vez y aparece

, presionar


131

Tema 18




• •

•

•

(SSSP; habilitar o deshabilitar el set point de la rampa). Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (PHYS; habilitar el perfil de histéresis de ramp/soack). Presionar tecla 1 vez y aparece (rPtS; numero de repeticiones programadas). Presionar tecla

para cambiara valor

, presionar

para cambiara valor

1 vez y aparece

Ahora configuraremos el tUnE OP1 CodE A.tNE LEV1 LEV2

TIC1

LEV.2

tUnE Pb-H

10.00

Pb-C

10.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Para esta práctica debemos de tener las siguientes condiciones: T2 Con producto a un 50% V-2 Cerrada VM6 Abierta VM2 Abierta SLC1 Selector de Nivel-Temperatura en la posición T V-3 Abierta (Energizada) Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 18


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES SOV-1 Cerrada (Sin energía) energía) La abrirá el controlador SOV-2 Cerrada (Sin energía) energía) La abrirá el controlador V-4 Abierta (Energizada) V-5 Cerrada (Sin (Sin energía) V-6 Cerrada C1 Intercambiador eléctrico de calor TIC2 Energizado y programado Una vez revisado esto procederemos a encender B2 oprimir botón verde en el Panel de Control, el TIC2 estará en modo MANUAL, oprimiendo la tecla para apagar el led M que esta en la parte inferior del display, con las las flechas escribir el SP (Set Point) 40 ºC, ahora tenemos un SP de 40 ºC y una ganancia de 1, oprima el botón hasta que aparezca en el Display bajo OP 100 (OP1 100 (OP1 es la salida del control y esta de 0 a 100% y es la resistencia del Calentador C1, en la Salida 2 (relay 2) tenemos 2 válvulas. La solenoide SOV-2 se abre para introducir agua fría y SOV-1 se abre para sacar agua caliente para regular la temperatura. Tomar la medida de temperatura del TIC2 y pase el control a modo AUTOMATICO con , observe como incrementa la temperatura el en controlador y Op como incrementa, tenemos de Banda Proporcional en 10 (PB=10), esperemos a que llegue a 40°C la temperatura, si varia mucho la temperatura cambie la a 15.

TIC2 LEV.2

tUnE Pb-H

15.00

Pb-C

15.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Abra la válvula V-2 y encienda la bomba B1 por 5 segundos, apáguela y cierre V-2, esto es para provocar un disturbio en el controlador de temperatura, observe observe si es mas estable el sistema, una vez que este lo mas estable posible tome lectura del valor de temperatura, disminuya la PB a 5.


133


Tema 18


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES TIC2 LEV.2

tUnE Pb-H

5.00

Pb-C

5.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Nuevamente provoque un disturbio abriendo V-2 y encendiendo la bomba B1 por 5 segundos, tome lecturas del tiempo que tarda en controlar la temperatura y vea con que Banda Proporcional trabaja mejor el sistema. Coloque la PB en 15 y aumente la Intr a 2. TIC2 LEV.2

tUnE Pb

15.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Provoque un disturbio abriendo V-2 y encendiendo la bomba B1 por 5 segundos, tome lecturas del tiempo que tarda en controlar la temperatura y observe que tan estable es el sistema. Aumente la Intr a 2.


134


Tema 18



tUnE Pb-H

15.00

Pb-C

15.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Provoque un disturbio abriendo V-2 y encendiendo la bomba B1 por 5 segundos, tome lecturas del tiempo que tarda en controlar la temperatura y observe que tan estable es el sistema. Disminuya la Intr a 1.

TIC2 LEV.2

tUnE Pb-H

15.00

Pb-C

15.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Provoque un disturbio abriendo V-2 y encendiendo la bomba B1 por 5 segundos, tome lecturas del tiempo que tarda en controlar la temperatura y observe que tan estable es el sistema y vea con que valor de la Intr trabaja mejor el sistema. Modifique la Intr a 1 y la derivativa (drIU) a 1.


135


Tema 18



tUnE Pb-H

15.00

Pb-C

15.00

Intr

1

rSet

50

drlU

1

LEV.2 LEV.1

Nuevamente provoque un disturbio abriendo V-2 y encendiendo la bomba B1 por 5 segundos, tome lecturas del tiempo que tarda en controlar la temperatura y observe que tan estable es el sistema. Aumente la derivativa (drIU) a 2.

TIC2 LEV.2

tUnE Pb-H

15.00

Pb-C

15.00

Intr

1

rSet

50

drlU

2

LEV.2 LEV.1

Provoque un disturbio abriendo V-2 y encendiendo la bomba B1 por 5 segundos, tome lecturas del tiempo que tarda en controlar la temperatura y observe que tan estable es el sistema Disminuya la derivativa (drIU) a 1.


136


Tema 18



tUnE Pb-H

15.00

Pb-C

15.00

Intr

1

rSet

50

drlU

1

LEV.2 LEV.1

Provoque un disturbio abriendo V-2 y encendiendo la bomba B1 por 5 segundos, tome lecturas del tiempo que tarda en controlar la temperatura y observe que tan estable es el sistema y compare con que valor de (drIU) se mantuvo mas estable el sistema. Ahora modifique los valores del controlador según se muestra en la siguiente tabla

TIC2 LEV.2

tUnE Pb-H

10.00

Pb-C

10.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Pueden ser todos los valores aumentando o disminuyendo , cada vez que haga un cambio provoque un disturbio abriendo V-2 y encendiendo la bomba B1 por 5 segundos, tome lecturas del tiempo que tarda en controlar la temperatura y observe que tan estable es el sistema, y compare con que valores es mas estable el sistema.


137


19. Lazo de control de Presión


138


PRESIÓN

140

1.

Introducción

140

2.

Objetivo

140

3.

Diagrama de tuberías e instrumentación y lazos de control para presión

140

i.

Diagrama de tuberías e instrumentación para presión

140

ii.

Lazo de Control de Presión

141

4.

Marco Teórico

142

i.

Transmisor de presión manométrica

142

5.

PRACTICA # 1: Configuración de los niveles 5 y 6 del controlador de ABB.

144

6.

PRACTICA # 2: Configuración niveles 2 a 4 de controlador ABB para Presión.

147


139


Tema 19

Nombre Lazo de control de Presión

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 19) PRESIÓN 1. Introducción

El lazo de control de Presión esta compuesto por los siguientes elementos: • •

• •

Transmisor de Presión (PIT2). Válvula de control de presión de rango dividido (12 a 20 mA) PV2A, normalmente cerrada. Válvula de control de presión de rango dividido (4 a 12 mA) PV2B, normalmente abierta. Controlador de presión PIC2, ABB.

El transmisor de presión, las válvulas modulantes y el controlador de presión son de tipo industrial. Explicaremos cada uno de estos instrumentos en el “Marco Teórico” de estas prácticas, describiendo su principio de operación y sus características. La practicas que presentamos están preparadas para cada instrumento que interviene en el Lazo de Control de presión, es decir, que describen los procedimientos de calibración, configuración y operación de cada uno de ellos tal y como ocurre en una aplicación real en la industria de procesos. Esta practica nos permite conocer los principios básicos de un control de presión en un proceso real, también podemos calibrar y hacer ajustes a cada uno de los instrumentos que intervienen en el lazo de control de la variable presión, tomar lecturas de dicha variable, y de señales, hacer tablas de lineales, hacer pruebas a cada instrumento, manipular la válvula desde el controlador o desde el PLC, etc. 2. Objetivo

Al término de éstas prácticas usted conocerá cada uno de los elementos de control que intervienen en el Lazo de Control de Presión, así como la calibración, configuración (programación) y operación de cada uno de ellos. 3. Diagrama de tuberías e instrumentación y lazos de control para presión i. Diagrama de tuberías e instrumentación para presión

En diagrama de tuberías e instrumentos (DTI_PRESION) esta compuesto por un Tanque (T2), una bomba (B2), un transmisor de presión (PIT2), una válvula de control PV2A para suministro de presión a T2, una válvula de control PV2B para liberar presión en T2 y un controlador de presión PIC2.


140


Tema 19


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Cuando el transmisor de presión (PIT2) detecta que aumenta la presión con respecto al valor de Set Point establecido, el controlador ABB (PIC2) manda a cerrar la válvula PV2A y manda a abrir la válvula PV2B, esto es para dejar de meter aire por PV2A y desfogar aire por PV2B, modulando dichas válvulas para controlar la presión. Cuando el transmisor de presión (PIT2) detecta baja presión con respecto al valor de Set Point establecido, entonces el controlador ABB (PIC2) manda a abrir la válvula PV2A para meter presión de aire y manda a cerrar la PV2B para no desfogar presión de aire. Las válvulas On-Off y manuales nos permiten hacer una alineación para que el aire pase hacia una dirección determinada.

30Diagrama de Tuberías e Instrumentos (Presión).

ii. Lazo de Control de Presión

El lazo de control de Presión (Dib. PCL1) Está compuesto por un sensor de presión (PIT2) localizado en campo, el cual detecta la presión y su señal de salida la manda por dos hilos a las clemas (14,15) que están en la platina del tablero, dicha señal de 4 a 20 mA esta conectada en serie a las entradas del PLC ML1100 (ALLEN BRADLEY) y del controlador commander C250 (ABB). Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

141


Tema 19


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES La salida analógica del controlador C250 va hacia dos contactos de relevador (R10), uno que es 1R10 y otro 2R10, después esta señal continúa en serie hacia 2 válvulas modulantes conectadas en serie y calibradas en rango dividido. También la salida del PLC pasa a través de unos otros contactos de relevador R10 para que las válvulas PV2A Y PV2B trabajen pero ahora con la señal de salida del PLC.

31Lazo de Control de Presión.

4. Marco Teórico i. Transmisor de presión manométrica


142


Tema 19



32 PIT2; Transmisor de Presión manométrica.

El transmisor de presión diferencial Yokogawa es de alto desempeño y es aplicado para líquidos, gas o vapor, la presión sensada es convertida a una salida de corriente de 4 a 20 mA DC, además tiene una rápida respuesta a los cambios. La configuración y diagnósticos es remoto mediante un comunicador Hart, también cuenta con un protocolo opcional FieldBus.

CARACTERÍSTICAS DEL TRANSMISOR • • • • • • • • • •

Salida de 4 a 20mA de dos hilos. Display LCD. Conexión a proceso roscada de ½” NPT. Cabeza giratoria hasta 90 ºC. Protocolo de comunicación Hart. Alimentación de de 10.5 VCD a 42 VCD. Conexión eléctrica de 1/2 NPT. Span 5.8 a 290 PSI. Tiempo de respuesta 90 milisegundos. Temperatura de operación -40 ºC a 80 ºC.


143


Tema 19


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 5. PRACTICA # 1: Configuración de los niveles 5 y 6 del controlador de ABB.

DESARROLLO La configuración del controlador se hará por niveles como se muestra en el siguiente procedimiento:

Mapa de los niveles 5 y 6

PROCEDIMIENTO DE CONFIGURACIÓN • •

Se energiza el controlador Se cambia el switch a modo configuración


144


Tema 19



•



•

y . Configuración de la entrada del controlador ABB

•

Esta es la configuración para la entrada del controlador:

•


•


•


•


•

Presionar la tecla

•

Rango de ingeniería

•

Entrar en nivel 6

2= 4 a 20 mA.





145


Tema 19



• •

• •

• • •


, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (EnGH; Rango de ingeniería bajo en 4mA).

, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla 5 veces y aparece (SP-H; Límite alto de SET POINT). Presionar tecla 1 vez y aparece (SP-L; Límite bajo de SET POINT). Cambiara el switch a posición normal

, presionar

, presionar

para cambiara valor

para cambiara valor


146


Tema 19


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 6. PRACTICA # 2: Configuración niveles 2 a 4 de controlador ABB para Presión.

DESARROLLO Para la sintonía de control primero configuraremos los parámetros de sintonía y después procederemos a realizar cambios al proceso y al mismo tiempo cambiaremos estos valores de sintonía de control para observar lo que sucede.

PROCEDIMIENTO



• •

• •

• •

Con seleccionar (tune; sintonía) Presionar tecla 3 veces y aparece (Pb-h; banda proporcional heat). Presionar tecla 1 vez y aparece (Pb-c; banda proporcional cool).

, presionar

, presionar

para cambiara valor

para cambiara valor


147


Tema 19


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Presionar tecla (Intr; integral).

1 vez y aparece

, presionar

para cambiara valor


1 vez y aparece

, presionar

para cambiara valor


1 vez y aparece

, presionar

para cambiara valor

para cambiara valor

•


•

Presionar tecla

• •

• •

• •

•

1 vez y aparece

SET POINTS

• •

• •

• •

• •

• •

• •

Con seleccionar (Set P; set point) Presionar tecla 1 vez y aparece (LSPt; set point local).

, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (rsPn; set point remoto).

, presionar

para cambiara valor


, presionar

para cambiara valor


, presionar

para cambiara valor


, presionar

para cambiara valor


148


Tema 19



•

•

•

Presionar tecla (b IAS; bias). Presionar tecla (rrtE; rampa).

1 vez y aparece

, presionar

para cambiara valor

1 vez y aparece

, presionar

para cambiara valor


, presionar

para cambiara valor

Presionar tecla

1 vez y aparece

PERFIL DE RAMPA

• •


para cambiara valor


para cambiara valor


para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (SK.t2; tiempo de rampa para el segundo segmento ).

para cambiara valor


para cambiara valor

para cambiara valor

•


•

Presionar tecla

para cambiara valor

• •

• •

• •

• •

• •

•

1 vez y aparece

, presionar


149

Tema 19




• •

• •

•

•

(SK.t4; tiempo de rampa para el cuarto segmento). Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (SSSP; habilitar o deshabilitar el set point de la rampa).

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece , presionar (PHYS; habilitar el perfil de histéresis de ramp/soack).

para cambiara valor

Presionar tecla 1 vez y aparece (rPtS; numero de repeticiones programadas). Presionar tecla

, presionar

para cambiara valor

1 vez y aparece

Sintonía de control (control PID) para Presión. DESARROLLO Para la sintonía de control primero configuraremos los parámetros de sintonía y después procederemos a realizar cambios al proceso y al mismo tiempo cambiaremos estos valores de sintonía de control para observar lo que sucede.

PROCEDIMIENTO Ahora configuraremos el tUnE Modo de ingreso al nivel 2 OP1 CodE A.tNE LEV1 LEV2


150


Tema 19


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES PIC2 LEV.2

tUnE Pb

350.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

REQUERIMIENTOS Para esta práctica debemos de tener las siguientes condiciones: Trabajar simultáneamente en automático el controlador de flujo y nivel, de acuerdo a los valores de sintonía de los mismos. T1 Con producto a un 50%. T2 Con producto a un 50%. PV2A y PV2B Con suministro de aire de 28 PSI. V-1 Cerrada V-2 Abierta V-3 Cerrada V-4 Cerrada V-5 Abierta. V-6 Abierta. FIC1 energizado y programado controlando flujo. LIC2 energizado y programado controlando nivel. PIC2 Energizado y programado. •

• • • • • • • • • • • •

- Oprima las teclas cambiar el setpoint y fijarlo a 10 PSI (las unidades del Set Point son en PSI al igual que el Transmisor de Presión), ahora tenemos un SP de 10 PSI y una banda proporcional de 300, oprima el botón hasta que aparezca en el Display bajo OP 100 (OP1 es la salida del control y esta de 0 a 100%, esta lectura la podemos observar también en el posicionador de PV2A y PV2B, o físicamente en las PV2A Y PV2B). Tome nota de la Salida Op y cuanta Presión hay en PIT2, Pase el control de manual a automático oprimiendo el botón , y observe como se comportan las válvulas PV2A y PV2B, y cuanta presión tiene PIT2. ¿Que es lo que ocurre con PV2A? Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 19


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES ¿Que es lo que ocurre con PV2B? ¿Oscilan mucho? El Set Point lo dejaremos en 10 PSI, y disminuya la banda proporcional a 250.00 PIC2 LEV.2

tUnE Pb

250.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

¿Que es lo que ocurre con PV2A, PV2B y con PIT2? ¿PV2A y PV2B oscilan mas y tarda mucho en estabilizarse?, quiere decir que entre menor banda proporcional será mayor el error y por lo tanto oscilara mucho el control y tardara mucho en estabilizarse a 10 PSI. Por lo tanto aumentaremos la ganancia a 350.00. PIC2 LEV.2

tUnE Pb

350.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

¿Que observa?, si el control se mantiene mas estable provoque un disturbio cambiando el setpoint al controlador de flujo de 60 a 80, observe que es lo que pasa con PIT2, PV2A Y PV2B, tome lectura de PIT2 valor máximo y mínimo, si varia mucho con respecto al SP disminuya la ganancia hasta que la oscilación sea mínima y la lectura del PIT2 sea mas precisa al SP 10 PSI. Una vez estable el sistema moveremos la Integral Intr a 3. PIC1 Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 19



tUnE Pb

350.00

Intr

3

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Y observe que es lo que ocurre, si oscila mucho pase a modo MANUAL y baje la Intr a 2, pase a AUTOMATICO y observe que es lo que pasa. PIC2 LEV.2

tUnE Pb

350.00

Intr

2

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Pase a modo MANUAL y baje la Intr a 1, pase a AUTOMATICO y observe que es lo que pasa PIC2 LEV.2

tUnE Pb

350.00

Intr

1

rSet

50

drlU

1

LEV.2 LEV.1

Pase a modo MANUAL y baje el Intr a OFF, pase a AUTOMATICO y observe que es lo que pasa Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 19


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES PIC2 LEV.2

tUnE Pb

350.00

Intr

1

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 LEV.1

Pase el control a manual, y modifique drIU a 1. Ponga en automático. PIC2 LEV.2

tUnE Pb

350.00

Intr

1

rSet

50

drlU

1

LEV.2 LEV.1

Observe como se comporta PIT2, PV2A y PV2B, tome la lectura de PIT2 y cuantas PSI +/- esta oscilando y tome el tiempo de a partir de que lo pone en modo Automático hasta que se estabiliza mas, espere un tiempo, y pase a modo Manual y modifique drIU=2 y regrese a modo AUTOMATICO PIC2 LEV.2

tUnE Pb

350.00

Intr

2

rSet

50

drlU

OFF

LEV.2 Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 19



Observe como se comporta PIT2, PV2A Y PV2B, tome la lectura de PIT2 y cuantas PSI +/- esta oscilando y tome el tiempo de a partir de que lo pone en modo Automatizo hasta que se estabiliza mas, espere un tiempo, y pase a modo Manual y modifique drIU=3 y regrese a modo AUTOMATICO PIC2 LEV.2

tUnE Pb

350.00

Intr

1

rSet

50

drlU

3

LEV.2 LEV.1

¿Tarda mas en controlar pero es mas preciso el control?, pase el control a MANUAL y regresaremos la drIU a 1 y modificaremos la integral Intr a 2. PIC2 LEV.2

tUnE Pb

456.00

Intr

2

rSet

50

drlU

1

LEV.2 LEV.1


155


20. Protocolo HART


156


HART

158

1.

Marco Teórico

158

i.

Fundamento de HART

158

ii.

Comandos en HART

160

2.

Practica#1.- Calibración en HART de un Transmisor de Presión Diferencial para medir Nivel 162

3.

Practica #2.-Calibración en HART de un Transmisor de flujo magnético

165


157


Tema 20

Nombre Protocolo HART

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 20) HART 1. Marco Teórico

El protocolo HART (High way-Addressable-Remote-Transducer) fue desarrollado inicialmente por Rosemount Inc. y agrupa la información digital sobre la señal analógica típica de 4 a 20 mA DC. La señal digital usa dos frecuencias individuales de 1200 y 2200 Hz, que representan los dígitos 0 y 1 y que forman una onda senoidal que se superpone al lazo de corriente de 4-20 mA. El Protocolo HART permite la comunicación digital bi-direccional con instrumentos inteligentes sin perturbar la señal analógica de 4-20mA. Ambas señales, la analógica 4-20 mA y las señales de comunicación digital HART pueden ser transmitidas simultáneamente sobre el mismo cable. El éxito de este protocolo y la aceptación obtenida en el entrono industrial se debe a las ventajas que ofrece al usuario, y a su fácil implementación sobre los sistemas de control existentes basados en 420 mA. i. Fundamento de HART

El protocolo HART utiliza el estándar Bell 202 FSK (Codificación por Cambio de Frecuencia) para superponer las señales de comunicación digital al bucle de corriente 4-20 mA, como se muestra en la Figura.

33Comunicación digital HART superpuesta a la señal analógica de 4-20mA

La información binaria es representada mediante una señal de dos frecuencias distintas. Un cero lógico es representado por una frecuencia de 2200 Hz, mientras un uno lógico es representado por una frecuencia de 1200 Hz. Estos tonos se superponen a la señal de continua, y como la señal de AC tiene un valor promedio cero, la señal de continua no es afectada como se muestra en la Figura siguiente. El protocolo HART permite la comunicación digital en los dos sentidos de forma que es posible enviar información adicional a la variable de proceso transmitida hacia o desde un instrumento de campo inteligente. La variable de proceso es portada por la señal analógica mientras que mediante Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 20


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES la comunicación digital se accede a medidas adicionales, parámetros de proceso, configuración de instrumentos, calibración e información de diagnostico que mediante el protocolo HART viaja sobre el mismo cable y simultáneamente a la señal analógica. Esto supone una gran ventaja a la hora de implantar esta tecnología de comunicación digital, frente a otras tecnologías digitales, ya que es compatible con los sistemas existentes. + 0,5 mA - 0,5 mA Señal Analógica Frec. FSK 1200 Hz 2200 Hz Lógica "1" "0"

34Codificación FSK del protocolo HART sobre la señal analógica 4-20mA.

HART es principalmente un protocolo maestro/esclavo lo que significa que el dispositivo de campo (esclavo) habla solo cuando es preguntado por un maestro. En una red HART dos maestros (primario y secundario) pueden comunicar con un dispositivo esclavo. Los maestros secundarios pueden comunicarse con los dispositivos de campo sin distorsionar la comunicación con el maestro primario. Un maestro primario puede ser típicamente un DCS (Sistema Distribuido de Control), un PLC, o un sistema central de monitorización o control basado en PC, mientras un maestro secundario puede ser un comunicador portátil. Una configuración típica con dos maestros se muestra en la figura.

35Configuración con dos maestros para acceder a la información de campo.

Dentro del protocolo HART existen varios modos para la comunicación de información desde/hacia instrumentos de campo inteligentes y el controlador central o equipos de monitorización. La comunicación digital maestro/esclavo simultánea con la señal analógica 4-20mA mostrada en la Figura es la más común. Este modo, permite que el esclavo responda a los comandos-peticiones del maestro 2 veces por segundo, mientras que la señal analógica, que es continua, puede seguir portando la variable de control.


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Tema 20


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 36Comunicación HART maestro-esclavo.

Otro modo de comunicación opcional es el modo “Burst” mostrado en la Figura siguiente, que permite que un único dispositivo esclavo emita continuamente un mensaje HART de respuesta estándar.

37Comunicación HART modo “Burst”. (Opcional).

El protocolo HART también tiene la capacidad de conectar múltiples dispositivos de campo sobre el mismo par de hilos en una configuración de red multipunto como la que se muestra en la siguiente Figura. En la configuración multipunto, la comunicación está limitada a la comunicación digital maestro/esclavo. La corriente a través de cada dispositivo esclavo se fija al mínimo valor para alimentar el dispositivo y no tiene ningún significado relativo al proceso.

38Conexión de dispositivos HART en red multipunto.

Desde la perspectiva de la instalación, para las señales de comunicación HART se utiliza el mismo cable usado para transmitir la señal analógica 4-20mA. Las longitudes de cable permitidas van a depender del tipo de cable utilizado y del número de dispositivos conectados. ii. Comandos en HART

La comunicación HART está basada en comandos. Hay tres tipos de comandos que van a proporcionar acceso de lectura-escritura a la información disponible en los instrumentos de campo compatibles con HART. Los comandos pueden ser Comandos Universales (Universal Commands), Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 20


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Comandos de Practica Común (Common Practice Commands) y Comandos Específicos del Dispositivo (Device Specific Commands). Los Comandos Universales aseguran la interoperabilidad entre los productos de distintos fabricantes, y proporcionan el acceso a la información útil en la operación habitual en planta. Todos los esclavos compatibles HART deben responder a todos los Comandos Universales. Los Comandos de Practica Común proporcionan acceso a funciones que son implementadas en muchos dispositivos, pero no en todos. Son opcionales, pero si se implementan, debe ser como se especifica. Los Comandos Específicos del Dispositivo ofrecen la libertad para que cada aparato particular tenga parámetros o funciones exclusivos.


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Tema 20


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 2. Practica#1.- Calibración en HART de un Transmisor de Presión Diferencial para medir Nivel

En pocas palabras, las industrias líderes que luchan para la excelencia operacional están persiguiendo el máximo valor de utilización. Sin embargo, las herramientas practicas para hacer frente al cambio que esta todavía in pleno cambio. Introduciendo FieldMate, La herramienta integrada que abre una clara y practica ruta al excelente valor. FieldMate te permite ver claramente el campo de inteligencia de los dispositivos, saber sus condiciones en avance y actuar con la agilidad al mantenimiento total del trabajo de flujo. Una integración de parámetros en herramientas para su configuración inteligente del campo de los dispositivos, a pesar de quien suministra al los dispositivos y que protocolo particular de campo de comunicación son usados. FieldMate permite la más rápida configuración a los dispositivos y resolver problemas, evitando complejidades y tiempo consumido en los pasos de trabajo. Mientras haces el trabajo de mantenimiento sobre el campo de tu dispositivo, FieldMate inicia sesión automáticamente el historial de trabajo de mantenimiento. FieldMate soporta el trabajo de mantenimiento desde la comprobación inicial a través del encargo y operación, mientras la reducción del papel no deseado. FieldMate es el centro del bloque de un edificio la solución de VigilantPlant de yokogawa que promete lograr la excelencia operacional de la visión de la planta, creando un ambiente donde el personal puede ver claramente, saber el avance y actuar con agilidad. Conexión y Configuración de un transmisor de presión diferencial modo HART Material: + Transmisor de presión. + Fuente de 24 VCD. + Resistencia (250 ohm a 750 ohm). + USB FieldMate Modem: Hart. 1.- Conectar la computadora con la USB MODEM, cuando conectes ir a las propiedades de Mi PC y verificar en que puerto quedo establecido.

2.- Colocar las puntas de la fuente a las terminales del transmisor con una resistencia en serie.


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Tema 20



3.- Conectar las terminales del modem hart en paralelo con la resistencia como muestra la figura.

Después de este procedimiento verificar que el transmisor se encuentre prendido, abrir el programa FieldMate desde la computadora y verificar que este te enseñe tu transmisor que acabas de conectar. 4.- Hacer doble clic en la imagen que se muestra en la pantalla del software que corresponde al instrumento que esta conectado al modem HART.

5.- Ya que se desplegó la hoja de parámetros, abrir la carpeta de configuración y localizar la carpeta de salidas analógicas (Analog Output) y darle clic, calibrar tu instrumento cambiando los siguientes parámetros: Unit = Unidades de ingeniería. URV = Valor de rango mas alto. LRV = Valor de rango mas bajo. Transfer Function = Función de transferencia. Damping = Tiempo de amortiguamiento. Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 20


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Low cut = Corte bajo. Cut mode = Modo de corte. Bi-dir mode= Modo bi-direccional.

6.- Ya que se termino con la calibración de salidas analógicas, pasar a la configuración del display. Display mode = Modo de display. Display fnctn = Función del display. Engr unit = Unidades de ingeniería. Engr disp URV = Valor mas alto de ingeniería en display. Engr disp LRV = Valor mas bajo de ingeniería en display. Engr disp point = Punto de ingeniería en display.


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Tema 20


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 3. Practica #2.-Calibración en HART de un Transmisor de flujo magnético

En pocas palabras, las industrias líderes que luchan para la excelencia operacional están persiguiendo el máximo valor de su utilización. Sin embargo, las herramientas practicas para hacer frente al cambio que esta todavía en pleno auge. Introduciendo FieldMate, la herramienta integrada que abre una clara y practica ruta al excelente valor. FieldMate te permite ver claramente el campo de inteligencia de los dispositivos, saber sus condiciones en avance y actuar con la agilidad al mantenimiento total del trabajo de flujo. Una integración de parámetros en herramientas para su configuración inteligente del campo de los dispositivos, a pesar de quien suministra al los dispositivos y que protocolo particular de campo de comunicación son usados. FieldMate permite la más rápida configuración a los dispositivos y resolver problemas, evitando complejidades y tiempo consumido en los pasos de trabajo. Mientras haces el trabajo de mantenimiento sobre el campo de tu dispositivo, FieldMate inicia sesión automáticamente el historial de trabajo de mantenimiento. FieldMate soporta el trabajo de mantenimiento desde la comprobación inicial a través del encargo y operación, mientras la reducción del papel no deseado. FieldMate es el bloque en el centro de un edificio, la solución de VigilantPlant de yokogawa que promete lograr la excelencia operacional de la visión de la planta, creando un ambiente donde el personal puede ver claramente, saber el avance y actuar con agilidad. Conexión y Configuración de un transmisor de flujo magnético. Material: + Transmisor de flujo magnético. + Fuente de 24 VCD. + Resistencia (250 ohm a 750 ohm). + USB FieldMate Modem: Hart. 1.- Conectar la computadora con la USB MODEM, cuando se conecte ir a las propiedades de Mi PC y verificar en que puerto quedo establecido.


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Tema 20


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 2.- Colocar las puntas de la fuente a las terminales del transmisor con una resistencia en serie.

3.- Conectar las terminales del modem HART en paralelo con la resistencia como muestra la figura.

Después de este procedimiento verificar que el transmisor se encuentre prendido, abrir el programa FieldMate desde la computadora y verificar que este te enseñe tu transmisor que acabas de conectar. 4.- Hacer doble clic en la imagen que se muestra en la pantalla del software que corresponde al instrumento que esta conectado al modem HART.

Ya que se haya desplegado la hoja de parámetros hacer clic en device, enseguida hacer clic en divice info y ponerle un Tag a tu instrumento como se muestra en la figura


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Tema 20



Ya que se le puso nombre al instrumento cambiar los siguientes parámetros en la hoja de datos de meas. page Function = Funcion Measuremente 1 line = Linea 1 de medición Range = Rango Limitation = Limitaciones Low flow cutoff = Corte bajo de flujo Time constant = Tiempo contaste Format 1 line = Línea de formato 1

Al termino de la configuración de medidas 1, pasar a la siguiente meas. Page 2 y configurar los siguientes parámetros: Function = Función Measurement 1 line = Línea 1 de medición Range = Rango Limitation = Limitaciones Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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Tema 20


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Low flow cutoff = Corte bajo de flujo Time constant = Tiempo constant Format 1 line = Linea de format 1 Measurement 2 line = Linea 2 de medición Format 2 line = Línea de formato 2 Measurement 3 line = Línea 3 de medición Format 3 line = Línea de formato 3

Ahora en la hoja de configuración de device hacer clic en unit y cambiar los siguientes parámetros: Volume flow = Volumen de flujo Volume = Volumen Mass flow = Masa de flujo Mass = Masa Flow speed = Velocidad del flujo Density = Densidad Conductivity = Conductividad Length = Longitud Temperature = Temperatura Time = Tiempo


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Tema 20



Pasar a la Configuración HART y cambiar los siguientes parámetros de configuración: HART = Hart User message = Mensaje de usuario Tag = Etiqueta Description = Descripción Date = Datos Serial number = Numero de serie W-Preambles = W Preambulos


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Tema 20


INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Y por ultimo hacer clic en I/O HART A y cambiar sus parámetros: TV is HART dynamic var. = TV es una variable dinámica HART 4V is HART dynamic var. = 4V es una variable dinámica HART


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21. Aurora DDE


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AURORA

173 Capitulo 1

1.

¿Qué es Aurora?

173

2.

Aprendiendo Lógica de Escaleras

174

3.

Relevadores

174

4.

Botones Pulsadores (Push-Button)

176

5.

Algunos circuitos básicos

177

Capitulo 2.- Practicas Reales De Procesos 6.

PRACTICA # 1.- Arranque Y Paro De Un Motor

178

7.

PRACTICA # 2.- Arranque Y Paro De Una Bomba Con Protección De Bajo Nivel Y Baja Presión En La Descarga 185

8.

PRACTICA # 3.- Operación Cíclica De Tres Motores Con 10 Seg. De Operación Cada Uno 186

9.

PRACTICA # 4.- Alarmas Por Alto Y Bajo Nivel En Un Recipiente

187

10.

PRACTICA # 5.- Transferencia Automática De Un Liquido Desde Un Tanque De Almacenamiento A Un Tanque De Dosificación

188

11.

PRACTICA # 6: Apiladora

189

12.

PRACTICA # 7: Pesado De Sustancias

191

13.

PRACTICA # 8 Control De Niveles En Tanques De Proceso

193


172

Practicas Aurora Lógica de Escalera

Tema 21

Nombre Aurora DDE

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Capitulo 1 21) AURORA 1. ¿Qué es Aurora?

Se desarrolló con el objetivo de facilitar el entrenamiento y el trabajo a las personas y estudiantes involucradas con el diseño de los Diagramas de escalera, ya que a través de éste, es posible editar y simular la operación de las escaleras, en una computadora personal, sin tener que comprar un PLC. Con AURORA, se diseñan fácilmente los diagramas de escalera y se verifica que la operación de los mismos sea correcta, haciendo una simulación en la PC, si existen errores en el diseño de los diagramas, este programa le permite observarlos y corregirlos en la PC, de tal manera que usted puede simular cuantas veces quiera la operación de sus diagramas de escalera hasta que se realice la secuencia que usted necesita. AURORA convierte su PC en un virtual PLC. Una vez que usted termina el diseño de su diagrama de escalera, puede guardarlo en un archivo y además imprimirlo si lo necesita. Esto le permitirá al diseñador tener la documentación para alambrar un gabinete de control sin errores en el diseño del diagrama de escalera, ya que éste ha sido verificado con la simulación que usted realiza con AURORA. La documentación generada también le facilita al diseñador, programar y/o configurar los controladores lógicos programables “PLC´s”, con la certeza de que el diagrama de escalera que usted cargará en el PLC, ya ha sido verificado con la simulación que usted realiza, con este programa. Esto es una gran ventaja en los proyectos y en la escuela por cuestión de que los equipos son costosos y realizar una conexión errónea podría ocasionar un corto circuito y dañar el PLC y en la industria ahorrará mucho tiempo en las pruebas y arranques de los PLC´s por haber verificado la secuencia de operación del diagrama de escalera, con anticipación con este programa, así que usted puede garantizar a sus clientes el éxito de la secuencia de operación


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Tema 21

Nombre Aurora DDE

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 2. Aprendiendo Lógica de Escaleras

La Lógica de Escaleras es el Lenguaje más común para la programación de los PLC´s. Esto se debe a que los PLC´s fueron fabricados para reemplazar sistemas de control basados en relevadores, los cuales usaban un lenguaje simbólico llamado Diagramas de Escaleras. Los diagramas de escalera tienen una serie de elementos interconectados por líneas para indicar un flujo de corriente a través de sus elementos. El diagrama de escalera consiste básicamente de dos cosas: Primero está la fuente de energía (línea y neutro), la cual forma los lados de la escalera y la Segunda es la corriente que fluye a través de varios componentes lógicos dibujados en diferentes renglones, los cuales forman los escalones de la escalera.

INTRODUCCION Antes que realicemos nuestro curso es importante que conozcamos uno de los elementos más importantes de la programación y diseño de diagramas lógicos de escalera, nos referimos a los “RELEVADORES”. 3. Relevadores

El relevador es un dispositivo electromecánico que consiste de una bobina fija que mueve unos contactos que se cierran ó abren cuando la bobina es energizada. La figura siguiente muestra el relevador típico. Cuando se le aplica energía a la bobina, la armadura se sujeta a la bobina y los contactos se cierran, permitiendo que la corriente fluya. Cuando se retira la energía de la bobina, un resorte (o la gravedad) mueve la armadura separándola de la bobina y los contactos se abren. Muchos arreglos mecánicos están disponibles para operar los contactos del relevador, la elección se basa en la cantidad de corriente que los contactos deben soportar, el voltaje que se espera que manejen de manera segura, velocidad de operación, limitaciones de tamaño, posición en lo que respecta al montaje, vida de uso del relevador y el costo.


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Tema 21

Nombre Aurora DDE

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Los contactos del relevador vienen en dos tipos - normalmente abiertos (NA) y normalmente cerrados (NC). La palabra "normalmente" se aplica al estado de los contactos cuando no se le aplica energía al relevador. De manera que, cuando no se le aplica energía al relevador, el contacto de NA esta abierto y el contacto de NC esta cerrado. Una vez que se le aplica energía al relevador, los contactos de NA se cierran y los contactos de NC se abren. La figura siguiente muestra el símbolo usado para el relevador y sus contactos. Algunos relevadores pueden tener ambos tipos de contacto NA y NC.

Representación de simbología de los relevadores y sus contactos


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Tema 21

Nombre Aurora DDE

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 4. Botones Pulsadores (Push-Button)

El push-button es una versión industrial de los botones para timbres. Los push- button son dispositivos de acción momentánea, tanto tiempo como el que se le mantenga presionados; el circuito permanece cerrado o abierto y regresa a su estado original cuando se suelta el botón. Los push-button vienen con contactos de NO y NC como los relevadores. Para dispositivos de acción momentánea, la condición normal es la posición inactiva, tal como viene a ser por primera vez desempaquetados. La figura siguiente muestra el símbolo para los push-button NO y NC. El push button es relativamente modular, el cual consiste de un operador y bloques de contactos los cuales pueden ser apilados tal como se requiera. La dificultad con los push-button utilizados en tiempos anteriores al PLC, es el alambrado de que se tenía que hacer entre el panel del Relevador y el push button, y cualquier cambio en la lógica del Relevador a menudo se requiere cambiar el alambrado de los push button.

Otros dispositivos Otro dispositivo común, el interruptor de límite (Switch de límite), es un dispositivo de acción de contacto el cual es operado por leva o algún otro dispositivo mecánico. El interruptor límite, cambiará el estado de sus contactos cuando la palanca de operación sea movida una pequeña distancia de una posición a otra. Típicamente, la palanca tiene que moverse solamente unas cuantas milésimas de pulgada para que cause una transferencia. La figura siguiente muestra la representación de los contactos de un switch límite. Mientras que los switches de límite son dispositivos momentáneos, ellos cuentan con contactos de NO y NC, tal como los relevadores y los push-button. Los interruptores límite son usados en muchos otros dispositivos sensores como Nivel, Flujo, Presión y Temperatura, en los cuales un sistema sensor mecánico (tal como un flotador o palanca o tubo capilar) se mueve una pequeña cantidad para activar el switch de límite. El ajuste se puede hacer moviendo el límite del switch más cerca o más separado.


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Tema 21

Nombre Aurora DDE

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 5. Algunos circuitos básicos

Antes de escribir algunos circuitos básicos con lógica de Relevador, deberemos dar un vistazo al uso básico convencional para dibujar estos diagramas. Se muestran dispositivos momentáneos en sus estados normales (los push-button de NO se muestran abiertos, los relevadores se encuentran en la condición des-energizada, etc.). Los dispositivos mantenidos se muestran con sus detalles, indicando el estado del dispositivo. Se conectan líneas de intersección si se coloca una unión en la intersección. El circuito básico que aparece en la siguiente figura operar un Relevador. Uno de los contactos en la figura se muestra operando un pequeño motor el cual está conectado a una fuente de energía diferente. Note que el Relevador opera sobre un suministro de 24 Volts. Relativamente segura, mientras que el motor corre con 220 Volts. Pero sólo en este caso. Para motores más grandes, se usa un dispositivo llamado de contacto o arrancador. Éste trabaja como el Relevador, pero está diseñado para manejar grandes cantidades de corriente. El circuito más elemental es el que convierte una acción momentánea a una acción sostenida. La figura siguiente muestra este circuito básico, el cual consiste de dos push- button y un Relevador. Si el push-button de arranque se presiona, la bobina del Relevador se ha energizado, este contacto CR1 es llamado un “contacto de enclavamiento” porque cierra el circuito para mantener el Relevador energizado, después de que el push-button se ha soltado. Mientras que los relevadores operan con un ciclo pequeño, los contactos del push-button necesitan permanecer cerrados por un corto tiempo (una décima de segundo). El decir, que se energiza el Relevador, es decir, también, que el Relevador ha sido “activado”. Este término viene de los primeros días de la lógica de relevadores (cuando el Relevador se energiza, se activa ó se eleva una pequeña bandera). Finalmente cuando se energiza el relevador se arranca el motor M1. Y se apaga cuando se oprime el push-button PB1, ya que éste desenergiza el relevador CR1.


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Tema 21

Nombre Aurora DDE

INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Capitulo 2 6. PRACTICA # 1.- Arranque Y Paro De Un Motor

PASOS: 1.- ABRIR EL PROGRAMA “AURORA” (Verificando que la llave esté conectada en el puerto paralelo de la PC) 2.- SELECCIONAR EL MENU DE ARCHIVO 3.- SELECCIONAR LA OPCION “NUEVO“ 4.- SELECCIONAR EN EL MENU “VENTANA“ 5.- SELECCIONAR DENTRO DE “VENTANA” LA OPCION DE “LIBRERIA” (Dentro de esta opción si lo desea puede seleccionar la opción de “GLOBAL“ )

DESARROLLO: De la librería seleccionar los diferentes elementos que se necesitarán y colocarlos en el formato de diagrama de escalera, como se ilustra en la siguiente figura 1:

Interconectar los elementos, seleccionando con el botón izquierdo del ratón el icono de línea “ / “ ubicado en la parte superior derecha, con el botón izquierdo del ratón seleccionar dentro del formato del diagrama de escalera el punto de origen de la línea y después seleccionar el otro extremo. ( AURORA cuenta con la ventaja de realizar líneas verticales y horizontales al mismo tiempo, lo que se logra al presionar con el botón izquierdo el origen de la línea y correrla hasta donde se desea doblarla en otro sentido, se presiona un solo “clic” y se corre en otro sentido hasta donde se desee marcando un doble “ clic “ ). El diagrama quedará como la figura siguiente:


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Tema 21

Nombre Aurora DDE


ASIGNAR: Este icono permite etiquetar cada elemento del diagrama (Identificación, terminales, comentarios etc.) LINEA: Este icono permite dibujar líneas verticales y horizontales. BORRAR: Seleccione el elemento que desea borrar, el elemento cambia de color negro a rojo, después seleccione este icono con el botón izquierdo del ratón. Nota: recuerda que para borrar cualquier elemento o hacer alguna modificación en el diagrama primero lo tienes que desenergizar o desabilitar el circuito. Asignar etiquetas o identificaciones a los elementos, seleccionar con el botón izquierdo del ratón el icono de ASIGNAR, después seleccione con doble clic en el botón izquierdo del ratón el elemento seleccionado que cambiará a color rojo y aparecerá una ventana de identificación como la siguiente:


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IDENTIFICACION: Escribir en el espacio en blanco la etiqueta del elemento seleccionado, por ejemplo R1. (En este espacio no hay una clave determinada para cada elemento es opcional y se recomienda no usar más de seis caracteres). TERMINALES: Si requiere tener referencia como diagrama eléctrico este espacio se utiliza para identificar a la terminal que debe conectarse cada elemento. COMENTARIO: Escribir en este espacio cual es la función de este elemento para que el diseñador tenga una referencia rápida de las operaciones que realizará cada elemento. TIPO RETENTIVO: Esta opción nos permitirá seleccionar si queremos que el Relevador sea a prueba de falla de energía eléctrica, es para emular que el circuito se queda sin energía eléctrica. Una vez que llene este formato de identificación, seleccione el icono de ACEPTAR, o en caso de no querer guardar los cambios seleccione el icono CANCELAR. Identifique cada uno de los elementos de este ejemplo para familiarizarse con esta opción Para identificar los contactos que están ligados a los relevadores aparece otro tipo de ventana de identificación, ya que los contactos se deben enlazar a la operación del Relevador, temporizador y/o contador. La ventana se ve así:


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES IDENTIFICACION: Escribir en el espacio en blanco la etiqueta del elemento seleccionado, por ejemplo C1R1 (contacto uno de R1) TERMINALES: Si requiere tener referencia como diagrama eléctrico este espacio se utiliza para indicar a la terminal que debe conectarse cada elemento. COMENTARIO: Escribir en este espacio cual es la función de este elemento para una referencia rápida. ELEGIR EL RELEVADOR QUE SE LE ASIGNARA A CADA CONTACTO: En el recuadro inferior aparecerán automáticamente todos los relevadores, temporizadores y contadores que usted dibujo en el diagrama de escalera, en el cual usted deberá escoger el que quiera utilizar y para finalizar presione O.K. El diagrama de escalera con sus identificaciones queda como en la siguiente figura:

Obsérvese como al final del renglón 2, aparecen los números 4 y 3 esto significa que existen contactos Normalmente Abiertos del Relevador R1 en los renglones 4 y 3, AURORA escribe automáticamente estos números de referencia. Nota: cuando aparecen números de referencia con una raya abajo, significa que son contactos Normalmente Cerrados. Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES GUARDAR EL ARCHIVO: Seleccione el menú de ARCHIVO con el botón izquierdo del ratón, seleccione GUARDAR COMO y escriba el nombre del programa así como su localización. AURORA automáticamente escribe la extensión del archivo “.ldr” CONFIGURACION DE BOTONES: Esta opción en el programa AURORA nos permite manipular los botones o interruptores del diagrama de escalera por parte, como botones virtuales. Se selecciona en el menú CONFIGURAR después seleccione BOTONES con lo que aparecerá la siguiente ventana:

Seleccionar del recuadro de “INTERRUPTORES NO ASIGNADOS “los interruptores que requieren operar como ventana de botones al momento de simular el programa, para seleccionarlos use el botón izquierdo del ratón, los elementos seleccionados cambian a color azul posteriormente, seleccione el icono con la flecha a la izquierda (Observe que los interruptores aparecen ahora en el recuadro de “INTERRUPTORES ASIGNADOS A BOTONES”).

GUARDAR EL ARCHIVO: Seleccionando del menú de ARCHIVO con el botón izquierdo del ratón, seleccione GUARDAR con el botón izquierdo del ratón. “AURORA “, automáticamente guardara el archivo SIMULACION DEL DIAGRAMA DE ESCALERA:

SIMULAR: Seleccionando este icono con el botón izquierdo del ratón se inicia la simulación del diagrama de escalera, el icono AMARILLO desaparece y el icono inferior cambia a color ROJO, lo que indica que el programa esta corriendo. NOTA:

cuando presionas este icono para correr el programa AURORA te manda un mensaje “ERROR” en caso de que exista una mala conexión y no te permite correr la simulación. Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES DETENER SIMULACION:

Cuando este icono esté en color ROJO, significa que el diagrama de escalera esta activo y si manipula los dispositivos del mismo paso a paso usted probar observar los cambios en el diagrama, ya que los elementos energizados cambian a color ROJ0 mientras que los no energizados permanecen en color NEGRO. Si usted quiere terminar la simulación seleccione este icono con el botón izquierdo del ratón, con lo que este icono cambiara de color ROJO a GRIS. Seleccionar el icono AMARILLO en forma de rayo, en este momento el icono color amarillo desaparece y aparece el icono inferior en color ROJO. En la siguiente figura se muestra la ventana de simulación:

Este icono nos permitirá emular el regreso de la energía eléctrica a nuestro circuito. Este icono se puede estar intercalando cuantas veces queramos o necesitemos.

Este icono nos permitirá emular el diagrama en ausencia de energía eléctrica y al igual que el anterior lo podemos intercalar cuantas veces queramos o necesitemos

En esta etapa, usted puede manipular la simulación seleccionando el botón de arranque con el botón izquierdo del ratón, observe como cambian de colores los elementos que se energizan NEGRO a ROJO. Con lo cual usted comprueba que al oprimir el Botón momentáneo de ARRANQUE el diagrama de escalera energiza el Relevador auxiliar R1 y cierra el contacto 1R1 para enclavar R1 y también cierra el contacto 2R1 que arranca el MOTOR. Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Seleccione ahora el Botón de PARO y observe que el Relevador auxiliar R1 se desenergizara y abre los contactos 1R1 y 2R1, con lo que se para el MOTOR. Para detener la simulación, oprima el icono con símbolo ROJO localizado en la parte superior derecha de la ventana principal.

ABRIR VENTANA GLOBAL: Con la simulación del diagrama de escalera para programas de más de 30 renglones es conveniente abrir la “VENTANA GLOBAL”, ya que éste es una réplica de la ventana principal pero minimizada, de tal manera que se puede observar hasta más de 100 renglones a la vez. Para accesar a esta ventana, seleccionar el menú “VENTANA” posteriormente seleccionar “GLOBAL”. En ese momento aparece la ventana al lado de la ventana principal. Manipule los botones pulsadores de arranque y paro de MOTOR y observe que los cambios en colores de la ventana principal se reflejan también en la ventana GLOBAL. Como se ve en la siguiente figura:

ABRIR VENTANA DE BOTONES: La ventana de botones se utiliza para manipular paso a paso el programa cuando está en simulación, es muy útil esta ventana de botones cuando se tener varios elementos de entrada (interruptores, botones, pulsadores etc) Seleccionar el menú de “VENTANAS” después seleccionar BOTONES, con la que aparecerá la ventana Botones además de la ventana principal y la Global. Los colores de los botones son VERDES para los elementos Normalmente Abiertos y ROJOS para los Normalmente Cerrados. Al seleccionar dichos botones usted puede manipular la operación de la simulación.


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 7. PRACTICA # 2.- Arranque Y Paro De Una Bomba Con Protección De Bajo Nivel Y Baja Presión En La Descarga

DESCRIPCION: Arranque y paro de una bomba con protección de bajo nivel y baja presión en la descarga, este último después de pasar 10 segundos.

Una vez que terminó el diagrama de escalera, realice la simulación del mismo oprimiendo el botón de arranque de la Bomba, espere y observe que el momento de arrancar la Bomba, inicia el conteo del temporizador T1, si después de 10 segundos no se presenta un incremento de presión (PSL-1) en la descarga de la Bomba entonces para automáticamente la Bomba. Realice nuevamente la misma operación pero ahora cuando esté contando el temporizador T1, oprima el interruptor de baja presión PSL-1. Observe que el temporizador T1, detiene su conteo. Si se presenta una condición de bajo nivel LSL-1 en el tanque de Almacenamiento entonces nuevamente se para la Bomba por protección. Oprima este interruptor LSL-1 y observe como se para la bomba.


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 8. PRACTICA # 3.- Operación Cíclica De Tres Motores Con 10 Seg. De Operación Cada Uno

DESCRIPCION Operación cíclica de 3 motores con 10 segundos de operación cada uno y repite este ciclo 5 veces con un contador.

Una vez que terminó el diagrama de escalera, realice la simulación del mismo oprimiendo cualquier botón de arranque en cualquiera de los tres motores, observe que el ciclo se repite hasta que el contador tenga una cuenta de 5. Para detener la simulación oprima el botón de paro del motor que está en operación en este momento. Galileo Galilei 3864-1C Arboledas Zap, Jal. C.P. 45080 Tel/Fax: 3631-5011, [email protected] www.imepi.com.mx

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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 9. PRACTICA # 4.- Alarmas Por Alto Y Bajo Nivel En Un Recipiente

ALARMAS POR ALTO Y BAJO NIVEL EN UN RECIPIENTE DIAGRAMA:

Una vez que terminó el diagrama de escalera, realice la simulación del mismo, oprima el interruptor de Bajo Nivel LSL-1 y observe que la luz piloto LAL-1, se está intermitentemente apagando y encendiendo, la rapidez o lentitud del destello se debe al tiempo en que están ajustados los temporizadores T1 y T2, se recomienda para este ejemplo 1 segundo en cada temporizador. Así mismo la Bocina se activa, para desactivarla oprimir el botón de “RECONOCER” en el renglón 16. Con la misma operación la luz piloto LAL-1 permanece fija. Oprima el interruptor de alto Nivel LSH-1 y observe lo que pasa.


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 10. PRACTICA # 5.- Transferencia Automática De Un Liquido Desde Un Tanque De Almacenamiento A Un Tanque De Dosificación

TRANSFERENCIA AUTOMATICA DE UN LIQUIDO DESDE UN TANQUE DE ALMACENAMIENTO A UN TANQUE DE DOSIFICACION DIAGRAMA:

Una vez que terminó el diagrama de escalera, realice la simulación. Los elementos para ARRANCAR LA BOMBA son: BA-1 Botón pulsador de Arranque. LSL-2 Bajo nivel en el tanque de dosificación. Los elementos para PARAR LA BOMBA son: BP-1 Botón pulsador de paro. LSL-1 Bajo nivel en el tanque de almacenamiento. PSL-1 Baja presión en la descarga de BOMBA (después 10seg.) LSH-2 Alto nivel en el tanque de dosificación Active los elementos 1 a 1 y observe la operación del diagrama de escalera.


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 11. PRACTICA # 6: Apiladora

MATERIAL: 3 Pistones 10 Sensores 1 Banda DESCRIPCION DEL PROCESO: 1.- La banda transporta la caja hasta la posición donde se encuentra un sensor M 2.- Un impulso enviado por el sensor M hace salir el vástago del cilindro A hasta la posición A4, y retrocederá hasta la posición inicial. 3.- El sensor M, que detecta las presencias de las piezas que bajan de la banda, sólo mandará una señal cuando el vástago del pistón esté en la posición de Ao. 4.- Un segundo impulso enviado por el sensor M hará salir el vástago del cilindro A hasta la posición A3, y nuevamente retrocederá hasta la posición inicial. 5.- Un tercer impulso enviado por el sensor M hará salir el vástago del cilindro A hasta la posición A2, y nuevamente retrocederá hasta la posición inicial. 6.- Un cuarto impulso enviado por el sensor M hará salir el vástago del cilindro A hasta la posición A1, y nuevamente retrocederá hasta la posición inicial. 7.- En este momento el cilindro A manda un impulso al cilindro C para que empiece a retroceder, al llegar a la posición Co el cilindro B comienza a salir y es retrocedido por un impulso del cilindro C al llegar a la posición B1. 8.- Al retroceder nuevamente el cilindro a la posición Bo mandará una señal al cilindro C a regresar a la posición C1, terminando así un ciclo. A partir de este momento, se iniciará un nuevo ciclo si el sensor M sigue enviando información. FIGURA DEL PROCESO:


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DIAGRAMA DE ESCALERA:


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 12. PRACTICA # 7: Pesado De Sustancias

MATERIAL: 3 Botones pulsadores, 1 de puesta en marcha (M), otro de parada de emergencia (P) y otro de rearme (r). 2 Compuertas y 1 Basculante, accionadas por pistones de simple efecto. 1 Deposito con la sustancia a pesar y una báscula.

DESCRIPCION DEL PROCESO 1.- La sustancia se encuentra en el contenedor A. 2.- Una pulsación en el botón M manda una señal a las compuertas para que se abran. 3.- La mezcla cae a la báscula y comienza a incrementar la medida del peso, cuando la aguja de la báscula llega a la posición L1 debe de activar C1. Lo que ocasiona que la compuerta se cierre e impida el paso de la sustancia. 4.- La mezcla sigue fluyendo por la compuerta C2 en menor cantidad por el tamaño del orificio, la escala de la bascula sigue incrementándose hasta llegar a la posición L2, cuando llegue a esta posición se activará la compuerta C2 impidiendo el paso de la sustancia. 5.- Y también mandará una señal al pistón de la báscula, el cual saldrá de su posición de reposo y se elevará para que la mezcla se envíe a algún contenedor. 6.- Como adicional tenemos un botón pulsador de Paro de Emergencia, el cual al accionarlo se deberá cerrar las dos compuertas en cualquier momento del ciclo. Para reanudar el ciclo bastará con pulsar el botón de reconocimiento (r). Y el ciclo deberá de continuar en la fase en que se interrumpió.

FIGURA DEL PROCESO


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DIAGRAMA DE ESCALERA:


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES 13. PRACTICA # 8 Control De Niveles En Tanques De Proceso

MATERIAL: 4 Botones Pulsadores, BA1 Botón de arranque de bomba y BP1 Botón de Paro de bomba. BPE Botón de paro de emergencia. BR Botón de reconocimiento de alarma. 1 Selector de 3 posiciones (Manual / Fuera / automático) 4 Interruptores de Nivel, LSH-1 Interruptor por alto nivel en Tanque de Almacenamiento T1. LSL-1 Interruptor por bajo nivel en Tanque de Almacenamiento T1. LSH-2 Interruptor por alto nivel en Tanque de Dosificación T2. LSL-2 Interruptor por bajo nivel en Tanque de Dosificación T2. 4 Lámparas indicadoras por alarma de Nivel, LAH-1 Alarma por alto nivel en Tanque de Almacenamiento T1. LAL-1 Alarma por bajo nivel en Tanque de Almacenamiento T1. LAH-2 Alarma por alto nivel en Tanque de Dosificación T2. LAL-2 Alarma por bajo nivel en Tanque de Dosificación T2. 1 Interruptor de Presión, PSL-1 Interruptor por baja presión en la descarga de la bomba B1. 1 Lámparas indicadoras por alarma de Baja Presión, PAL-1 Alarma por baja presión en descarga de la bomba B1. 3 Válvulas con actuador neumatico activadas con solenoide (On-Off), V-1 Válvula en la descarga de T1. V-2 Válvula en la llegada de T2. V-3 Válvula en la descarga de T2. 6 Interruptores de posición ( 2 por cada válvula con actuador neumatico), ZSH-1 Interruptor de posición indica Válvula V1 abierta en descarga de T1. ZSL-1 Interruptor de posición indica Válvula V1 cerrada en descarga de T1. ZSH-2 Interruptor de posición indica Válvula V2 abierta en llegada a T2. ZSL-2 Interruptor de posición indica Válvula V2 cerrada en llegada a T2. ZSH-3 Interruptor de posición indica Válvula V3 abierta en descarga de T2. ZSL-3 Interruptor de posición indica Válvula V3 cerrada en descarga de T2. 1 Bomba centrífuga para transferencia de productos químicos. (B1) 2 Tanque de proceso, T1 Tanque de almacenamiento. T2 Tanque de dosificación.


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES DESCRIPCION DEL PROCESO 1.- Se requiere transferir un producto químico del Tanque de almacenamiento T1 al Tanque de dosificación T2, a través de la bomba B1, como el material es toxico se debe manejar con mucha seguridad. 2.- El tablero de operación debe tener un selector de 3 posiciones de (Manual/Fuera/automatico). 3.- Con el selector en posición MANUAL, el operador puede arrancar y parar la bomba B1 con los botones pulsadores BA1 y BP1, respectivamente, con la condición de que solo arrancará la bomba B1 si no existen alarmas por bajo nivel LAL-1 en T1 y Alto nivel LAH-1 en T2. 4.- Con el selector en posición FUERA, el operador no puede arrancar la bomba B1. 5.- Con el selector en posición AUTOMATICA, el operador NO puede arrancar y parar la bomba B1 con el botón pulsador BA1. Sin embargo la bomba B1 Arranca y Para en forma automática en las siguientes condiciones: Condiciones de Arranque en Automático de la bomba B1: Por Bajo Nivel (LAL-2) de producto químico en el Tanque de dosificación T2. Siempre que se cumplan las condiciones siguientes: Que estén abiertas las válvulas V1 y V2, el programa de escalera verifica la posición de las válvulas con sus interruptores de posición, en este caso ZSH-1 y ZSH-2, respectivamente. Que este cerrada la válvula V3, el programa de escalera verifica la posición de la válvula con su interruptor de posición, en este caso ZSL-3. Que no exista Bajo Nivel (LAL-1) de producto químico en el Tanque de almacenamiento T1. Que no exista Alto Nivel (LAH-2) de producto químico en el Tanque de dosificación T2. Que el botón de paro de emergencia BPE, no este accionado. Condiciones de Paro en Automático de la bomba B1: Por Bajo Nivel (LAL-1) de producto químico en el Tanque de almacenamiento T2. Si están cerradas las válvulas V1 y V2, el programa de escalera verifica la posición de las válvulas con sus interruptores de posición, en este caso ZSL-1 y ZSL-2, respectivamente. Si está abierta la válvula V3, el programa de escalera verifica la posición de la válvula con su interruptor de posición, en este caso ZSH-3. Por Alto nivel (LAH-2) de producto químico en el Tanque de dosificación T2.


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INGENIERIA MEXICANA ESPECIALIZADA EN PROYECTOS INDUSTRIALES Por Baja presión (PAL-1) en la descarga de la bomba B1, si después de arrancar la bomba B1 pasan 10 segundos y no hay presión en la tubería. Debe parar por tiempo, si después de arrancar la bomba B1, pasan 10 minutos y el interruptor de Alto Nivel (LAH-2) del tanque T2, no se activa. Oprimiendo el botón de Paro de emergencia BPE.


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Modulo de Control Multilazo

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