104
CAPÍTULO 3
IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Luego de haber estudiado los requerimientos y diseñado el Sistema de Control Térmico de la Central Hidroeléctrica Paute-Molino en este Capítulo se describe algunas especificaciones técnicas para la instalación. Para luego realizar la implementación del sistema, pruebas de comunicación y la puesta en marcha del sistema de control.
3.1 ESPECIFICACIÓN TÉCNICA PARA LA INSTALACIÓN
Antes de proceder a la implementación del Sistema de Control Térmico de la Central Hidroeléctrica Paute-Molino se debe establecer que especificaciones deben cumplirse y ellas son: tener un cronograma de tiempos para realizar los trabajos en la Casa de Máquinas, establecer normas de seguridad para realizar trabajos y especificar los detalles técnicos t écnicos de los mismos.
3.1.1 ESPECIFICACIÓN ESPECIFICACIÓN DE HORARIOS DE TRABAJO TRABA JO El País requiere que se genere energía de forma continua sin salidas no programadas. De no ser ser así esto repercute de manera directa al desarrollo del País, para lo cual los horarios de trabajos están sujetos a cambios de acuerdo a la programación de trabajo de los generadores de la Central Paute-Molino. Para estar, dentro de estos parámetros se debe realizar los trabajos únicamente cuando los generadores estén totalmente parados y con las respectivas protecciones de aislamiento, también, se puede realizar trabajos con los generadores encendidos siempre y cuando no haya riesgo físico, ni riegos de generar un paro de emergencia de la Central Paute-Molino. Por último lo más óptimo es realizar trabajos en horarios donde la demanda de energía es mínima,
105
es decir, en las noches, madrugadas y fines de semana. semana.
Establecido la
disponibilidad de horarios de trabajo se debe especificar bajo que normas de seguridad se realizaran los trabajos.
3.1.2 ESPECIFICACIÓN DE NORMAS DE DE SEGURIDAD En Hidropaute S.A. se maneja un instructivo interno de seguridad, este instructivo se lo puede encontrar en la página web de la empresa, en él que se indica las normas de seguridad obligatorias que todo trabajador debe cumplir en la Casa de Máquina. Los reglamentos más relevantes están están indicados en en la Tabla 3.1. REGLAMENTOS Seguridad
DESCRIPCIÓN
e
higiene Específico para las actividades que se realizan en la
industrial
Central. Regula el comportamiento para el personal de
Convivencia
en
campamento
el familias
residentes,
trabajadores
y
contratistas
cuando se encuentren dentro de campamentos de Hidropaute Por la sinuosidad, características y peligros existentes
Interno de transporte
en la vía se lo crea para normar la velocidad, condiciones del vehículo, permisos de circulación, señales de tránsito, etc. Regula el tipo, características y condiciones que
Uso
de
equipos
protección
de deben reunir los equipos de protección individual y colectiva para las actividades que se ejecutan en Casa de Máquinas, Talleres y Campamentos.
Plan
general
de Establecido como una guía y patrón de conducta a
emergencia para casos de seguir por todo el personal que se encuentre dentro incendio y deslaves
de los campamentos de Hidropaute.
Tabla 3.1 REGLAMENTOS DE SEGURIDAD DE HIDROPAUTE S.A. http://www.hidropaute.com/espanol/itecnica/itec_segu.htm
106
Para realizar, la implementación del sistema de control térmico de la Central Paute-Molino se debe cumplir con todos estos reglamentos de seguridad.
3.1.3 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA LA INSTALA CIÓN DE INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE MEDIDA La instalación de los sensores de temperatura, se los debe hacer siguiendo las mejores prácticas de ingeniería, de acuerdo, a las especificaciones del fabricante. Para ello, se dio las respectivas especificaciones, que debe tener el personal en cuenta, para realizar la instalación.
3.1.3.1 Cableado
El cableado interno de los tableros, se lo debe hacer bajo la norma IEC 60439-1 y además, debe permitir el libre acceso a los equipos sin el desmontaje de cualquier parte del tablero. IEC 60439-1, formula las definiciones, condiciones de uso, disposiciones constructivas, características técnicas y ensayos, aplicados a estos importantes componentes de las instalaciones eléctricas de Baja Tensión. Entre los ensayos, para el cableado, están las pruebas punto a punto, por esta razón en el siguiente apartado se describe esta prueba.
3.1.3.2 Pruebas punto a punto
Esta prueba, es muy importante dentro de la instrumentación, porque esta prueba permite validar, el estado operativo de los conductores. La prueba punto a punto consiste en medir continuidad, o la resistencia eléctrica del conductor con la ayuda de un multímetro, la medición del cable de un par de hilos se la debe hacer uniendo los dos hilos en él un extremo del cable, es decir, en el punto de control, y en el otro extremo, donde se encuentra el tablero de control para este caso, con
107
la ayuda del multímetro se mide la resistencia eléctrica, cuyo rango de resistencia eléctrica debe estar en un valor mayor a cero, este valor depende de la longitud del cable, área de la sección del cable y la resistividad del material, todo esto obedece a la ecuación 3.1.
Ecuación 3.1 El fabricante da de dato que la resistencia eléctrica para el cable seleccionado AR5100, número AWG18 tiene un valor de 22,77Ω a una temperatura de 20º C, para una longitud de un km. En la Casa de Máquinas se tiene un valor de temperatura promedio de 37º C, lo que la resistencia eléctrica va a ser mayor, debido a que esta varía con la temperatura, pero se tomó como referencia el valor de temperatura del fabricante para hacer un cálculo aproximado de la resistencia eléctrica. La variación de la resistencia eléctrica, con respecto a la longitud resulta ser una variación lineal. Por tal razón, se hizo el cálculo para la longitud promedio de los puntos de control. La longitud promedio de los puntos de control esta alrededor de 10 m, como el cable es de dos hilos, la longitud del mismo da como resultado 20m. Al hacer una regla de tres simple, partiendo de que a 1000m se tiene una resistencia eléctrica de 22,77
Ω,
la pregunta es a 20m ¿cuál es la resistencia eléctrica? Como
resultado da el valor de 0,4554
Ω,
este valor teórico, es un valor aproximado que
sirve para realizar las pruebas punto a punto.
3.1.3.3 Conductores
Los conductores, son del tipo blindado de cobre electrolítico, flexibilidad mínima clase 5, aislado con protección contra fuego, estos conductores estarán provistos
108
con sus respectivos terminales metálicos, detalle térmico e identificación de campo. 3.1.3.4 Canaletas
El cableado en el tablero de control se debe instalar dentro de canaletas plásticas, donde no debe tener desperfectos como ganchos, adhesivos o cintas perforadas. Para sujetar los mismos se lo hizo con amarras dándole la adecuada forma para que calce en las canaletas. Las canaletas tendrás tapas fáciles remover.
3.1.3.5 Identificación de los cables
Los conductores serán identificados, en ambos extremos con las marquillas plásticas de acuerdo al punto de control al que pertenezca y la nomenclatura que se estableció en el diseño, la identificación debe ser clara, vistosa, inconfundible y legible.
3.1.3.6 Identificación de los elementos de medida y control
Cada sensor de temperatura que se instaló consta con su respectivo TAGS de identificación, que se colocó en una parte cercana al sensor de ser posible, se colocará en el mismo sensor, de manera que esté a la vista y no esté obstruido por ningún otro objeto ajeno al sensor. La identificación de los equipos de control deberá ser legible y fácil de visualizar. Identificación que será colocada junto al equipo con adhesivo y su respectiva identificación.
3.1.4 CONEXIÓN DE SENSORES DE TEMPERATURA La conexión de los sensores de temperatura en el sistema de control térmico a implementarse se realizará para dos configuraciones. La primera, es conexión de
109
sensores existentes y la segunda, es conexión de nuevos sensores. Debido a que el nuevo sistema de control térmico incorporará las señales de sensores existentes. 3.1.4.1 Conexión de sensores existentes
Entre los sensores existentes se tiene sensores que entregan la señal a través de 3 hilos tipo RTD y dos hilos de 4 a 20mA tipo transmisor de corriente con fuente propia.
3.1.4.1.1 Conexión para sensores tipo RTD
Los sensores existentes entregan la señal a través de tres hilos, señal que es proveniente de una RTD tipo PT-100. De acuerdo al AC500 la configuración de la conexión que se requiere se muestra en la Figura 3.1, este tipo de sensor ocupa dos canales del módulo de entrada análogas.
Figura 3.1 CONFIGURACIÓN DE CONEXIÓN RTD 3 HILOS Fuente: Manual AC500 La Figura 3.1 indica la conexión para un sensor de tres hilos, que tiene dos puntos de conexión, el punto 1, con un conductor se conecta a la entrada positiva del canal1 AC500 y el punto 2 con dos hilos, se conecta un hilo a la entrada positiva
110
del canal 2 y el otro hilo se conecta a la entrada negativa del canal 1; mientras que la entrada negativa del canal 2 internamente se puentea a la entrada negativa del canal 1, previamente al configurar en el AC500 los dos canales como entradas de PT100. Donde UP es la alimentación al equipo con una fuente estándar de +24 VDC y ZP es la alimentación neutra 0 VDC y a la vez es la referencia de puesta a tierra, al configurar de esta forma el sensor, el módulo de entrada acepta este tipo de señal. Es importante tener en cuenta que para este tipo de sensores no se requiere alimentación debido a que son sensores del tipo pasivo.
3.1.4.1.2 Conexión para sensores activos
Estos tipos de sensores tienen su propia fuente de alimentación, entregan una señal de 4 a 20 mA a través de dos conductores, la conexión para estos se muestra en la Figura 3.2. Estos sensores ocupan un canal del módulo de entradas análogas.
Figura 3.2 CONEXIÓN PARA SENSORES PASIVOS Fuente: Manual AC500 La Figura 3.2 indica, que estos sensores se deben conectar, la salida positiva del transmisor de corriente a la entrada positiva del canal uno, mientras que la salida
111
negativa del transmisor de corriente se debe conectar a ZP, donde ZP es 0 VDC. La conexión para los sensores pasivos es distinta a la conexión de sensores activos, este detalle se puede ver en la conexión de sensores con transmisor de pastilla. 3.1.4.2 Conexión de nuevos sensores
Conexión para sensores con transmisor de corriente tipo pastilla. Para realizar la conexión de los señores con transmisor de corriente tipo pastilla el fabricante recomienda la configuración que se ve en la Figura 3.3. Estos sensores son del tipo pasivo ya que requieren alimentación externa, y su transmisor de corriente es del tipo pastilla.
Figura 3.3 CONEXIÓN DE SENSORES PASIVOS CON TRANSMISOR DE CORRIENTE Fuente: Manual AC500 Los sensores de temperatura seleccionados son pasivos, es decir, que no tienen fuente de alimentación propia, estos sensores se alimentan a través del PLC con 24 VDC, La entrada positiva del transmisor de corriente que se encuentra en la cabeza de protección del sensor de temperatura va conectada a UP, y la entrada
112
negativa del transmisor de corriente va conectada a la entrada positiva del canal1, esta conexión cierra el circuito internamente debido a que en el AC500 se configura el módulo de entrada, como entrada de una señal de 4 a 20mA. No se puede olvidar que UP es +24 VDC y ZP es 0 VDC. 3.1.4.2.1 Conexión para sensores con transmisor de corriente para riel
Este tipo de transmisor requiere una configuración similar a la anterior, pero varía únicamente en la conexión que va desde la RTD al transmisor, tal como se indica en la Figura 3.4.
Figura 3.4 CONEXIÓN DE LA RTD AL TRANSMISOR DE CORRIENTE PARA RIEL Fuente: Manual AC500 Estos transmisores de corriente utilizan conexión a dos hilos, mientras que la RTD está conectada a tres hilos. Por tal razón, sirve la conexión que va desde el punto no común de la RTD a la entrada 13 y los puntos común a la entrada 11 y 12. Al realizar esta conexión se esta conectando la RTD al transmisor y para conectar el transmisor de corriente al módulo de entradas análogas se conecta de acuerdo a la Figura 3.4.
113
3.1.5 CONEXIÓN DE LAS SALIDAS DE RELÉ El sistema de control térmico a implementarse en la Central Paute-Molino tiene salidas de relé, y en el manual del AC500 se detalla su conexión tal como se muestra en la Figura 3.5. El diseño del sistema de control se utiliza únicamente tres salidas de relé, lo cual permite disponer de ocho salidas de relé de acuerdo a las necesidades que defina el personal de Hidropaute S.A.
Figura 3.5 CONEXIÓN DE SALIDAS DE RELÉ Fuente: Manual AC500 Este módulo permite la entrada y salidas de relé de 24 VDC configurables, para el sistema de control se requiere de las salidas de relé, de las cuales se dispone de ocho salidas de relé que se encuentran desde la salida de relé 2.0 hasta la salida de relé 2.7, con su respectivo contacto normalmente abierto que va desde la salida 3.0 hasta la salida 3.7 y su contacto normalmente cerrado que va desde la
114
salida 4.0 hasta la salida 4.7. La alimentación a estas salidas de relé puede ser 24 VDC o hasta 230 VAC. 3.1.6 CONFIGURACIÓN DE CONEXIÓN DEL CABLE DE COMUNICACIÓN Y LA ALIMENTACIÓN El AC500 en su manual muestra la configuración de la distribución de terminales tanto del COM 1, así como la alimentación, detalle que también se puede ver en la Figura 3.6.
Figura 3.6 DISTRIBUCIÓN DE TERMINALES DEL AC500 Fuente: Manual AC500 En la distribución de terminales de la CPU PM581 se tiene el lugar asignado para alimentar al AC500 y sus módulos de entradas y salidas, mientras que en el COM1 se tiene asignado los puntos para los protocolos de comunicación. Los puntos de interés para la comunicación a través de la capa física RS-485 son: •
1 y 2 puenteado.
Terminal Positivo
•
3 y 4 puenteado
Termi nal Negativo
•
7
Señal de tierra
Al realizar esta conexión en el AC500 se establece la configuración de conexión para la comunicación.
115
3.2 IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL
Ahora que se ha definido las especificaciones técnicas que deben regir para la implementación de este sistema de control se procede a implementarlo. Partiendo desde lo más básico, que es reconocer una y varias veces los lugares donde se requiere que se instale el sistema de control térmico, para luego empezar por:
3.2.1 COLOCACIÓN DE TUBERÍA Y FUNDA SELLADA Algunos lugares por donde se requiere llevar la señal de temperatura a través de cable, debe estar protegido con tubería, para ello en cada sistema se identifica que tipo de protección es la adecuada, si es tubería rígida o flexible. La tubería rígida se utilizó en espacios amplios y donde se tiene facilidad de acceso, mientras que la tubería flexible se utilizó en lugares donde se tiene mayor dificultad a acceder y dar acabado de empate en los sensores tal como se muestra en la Fotografía 3.1.
Funda Sellada
Tubería
Fotografía 3.1 COLOCACIÓN DE TUBERÍA Y FUNDA SELLADA Fuente: Andrés Buenaño
116
En la Figura 3.1 se puede ver como llega la tubería rígida, lo más cercano a los puntos donde se requiere instalar los sensores de temperatura, para de ahí salir con tubería flexible a los diferentes puntos de control.
3.2.2 CABLEADO DE SEÑALES DESDE EL PUNTO DE CONTROL A BORNERA DEL PANEL DE CONTROL Una vez que se colocó la tubería y funda sellada en todos los sistemas de los generadores eléctricos, se procede a pasar el cable desde el punto de control a su respectivo tablero de control en el generador eléctrico. En la Fotografía 3.2 se puede ver el cableado a los puntos de control.
3.2.3 PRUEBA PUNTO A PUNTO Luego de realizar el cableado en cada punto de control se hizo la prueba punto a punto, tal como se detalló en las especificaciones técnicas para la instalación, estas pruebas permitieron verificar la operatividad de los conductores e identificar los puntos que vienen desde los diferentes sistemas del generador eléctrico al tablero de control, ya que algunos de los sistemas del generador eléctrico tienen varios puntos de control, el sistema al que se refiere la Fotografía 3.2 tiene 6 puntos de control, tres de ellos se encuentran en él intercambiador de calor y los otros tres puntos de control se encuentran en el otro intercambiador de calor del transformador principal.
3.2.4 COLOCACIÓN DE SENSORES DE TEMPERATURA Los sensores de temperatura se colocaron de acuerdo al diseño que se hizo para cada sistema del generador eléctrico, tanto para sensores con transmisor de corriente interno y transmisor de corriente de riel. En la Fotografía 3.2 se puede ver las señales que se encuentran cableadas hacia los puntos de los intercambiadores de calor del transformador principal y además,
117
ver que se ha colocado su respectivo sensor de temperatura en los diferentes puntos de control de cada sistema del generador eléctrico, cumpliendo así con una parte del sistema de control térmico que se implementa en la Central PauteMolino.
Sensor De Temperatura
Cable De Señal
Fotografía 3.2 COLOCACIÓN DE SENSORES Y CABLEADO DE PUNTOS DE CONTROL Fuente: Andrés Buenaño
3.2.5 COLOCACIÓN DE REQUERIMIENTOS ADICIONALES A LOS SENSORES DE TEMPERATURA Algunos puntos de control, requieren instalaciones adicionales mecánicas y metalmecánicas como las que se indican a continuación. 3.2.5.1 Colocación de bases y cajas para los sensores
En los sistemas de excitación y servicios auxiliares se instaló una base metálica, para ubicar al termopozo en una posición adecuada y tener una mejor lectura de
118
temperatura. Además se instaló una caja metálica para evitar la interferencia electromagnética y proteger a los transformadores de cualquier daño. En la Fotografía 3.3 se puede ver instalada la base y caja metálica para estos puntos de control.
Fotografía 3.3 CAJA Y BASE METÁLICA PARA L OS SENSORES DE TEMPERATURA Fuente: Andrés Buenaño
3.2.6 DETALLES ANTES DE CONECTAR LOS SENSORES DE TEMPERATURA Antes de conectar los sensores de temperatura se debe realizar los respectivos acabados de ingeniería de detalle.
3.2.6.1 Empate térmico
El cable quedo con 12 cm de holgura para poder manipularlo con facilidad, poder conectarlo al sensor y además permita colocar su respectivo TAG de identificación, este empate térmico le da al cable un acabado fino y lo protege evitando su desmembramiento. En la Fotografía 3.4 se muestra como se realizo este empate térmico.
119
Fotografía 3.4 CABLES CON EL EMPATE TÉRMICO Fuente: Andrés Buenaño
3.2.6.2 Identificación de cables y conexión de cables
La identificación de los cables se la hizo de acuerdo al diseño de control que se encuentra en el anexo 3, con la finalidad de identificar cada extremo del cable de tal manera que permita ubicar y describir el punto de control al que pertenece. En la Fotografía 3.5 se tiene una muestra como se hizo la identificación de los cables en uno de los sensores.
Fotografía 3.5 IDENTIFICACIÓN DE CABLES Fuente: Andrés Buenaño
120
Instalado los sensores de temperatura con sus respectivos cables se procedió a identificarlos y conectarlos de acuerdo al tipo de sensor, en este caso un sensor con transmisor de corriente interno.
3.2.7 COLOCACIÓN DE TAGS EN LOS SENSORES DE TEMPERATURA El Capítulo 2 se refiere al diseño del sistema de control térmico y se hizo la identificación de los puntos de control, además, se colocó a cada sensor una placa metálica que indique su TAG y punto de control. En la Fotografía 3.6 se indica cómo se colocó esta identificación.
Fotografía 3.6 COLOCACIÓN DEL TAG EN EL SENSOR Fuente: Andrés Buenaño Realizado estas instalaciones en todos los sistemas se procede al armado de los tableros, de acuerdo al diseño que se muestra en el Anexo 3.
3.2.8 ARMADO DE TABLEROS DE CONTROL Para armar los tableros de control tanto de la Fase AB como en la Fase C, se procedió al armado de acuerdo al diseño que se encuentra en el anexo 3. En la Fotografía 3.7 se puede ver como se armó el tablero de la Fase AB.
121
Fotografía 3.7 TABLERO DE LA FASE AB Fuente: Andrés Buenaño Un vez, que se ha armado en su totalidad los tableros de Fase AB, como de Fase C, se pudo realizar el montaje de los mismos en los lugares asignados en cada generador eléctrico.
3.2.9 MONTAJE DEL TABLERO Y CONEXIÓN DE CABLES Armado los tableros de control se procedió primero a realizar el montaje de cada tablero en cada generador eléctrico de la Fase AB y de la Fase C, con las precauciones necesarias ya que los equipos se encontraban instalados en los tableros y había la posibilidad de dañar a algún equipo, la Fotografía 3.8 indica el tablero montado en la unidad de generación de la Fase AB con sus respectivos detalles de ingeniería básica, con lo cual se cumplió con parte del sistema de control térmico que se diseñó para la Central Paute-Molino. El tablero de control se lo colocó en esa posición. De esta manera se aprovecha el espacio físico disponible.
122
Fotografía 3.8 MONTAJE DEL TABLERO DE CONTROL Fuente: Andrés Buenaño Realizado el montaje del tablero de control, se conectó los cables que vienen desde los sensores de temperatura a la bornera de campo. Terminado la conexión de todos los cables, con las señales de los puntos de control de cada generador eléctrico de la Casa de Máquinas, se pudo conectar el cable de comunicación, además como medida precautelar, se revisó de unidad en unidad, que el procedimiento descrito en la implementación del sistema de control térmico, se haya cumplido en todas las unidades de generación de energía, para asegurar que la implementación del sistema de control térmico no tenga errores que lamentar a futuro.
3.2.9.1 Conexión del cable de comunicación desde el AC500 a la RTU
Finalmente para terminar la implementación del sistema de control, se conectó el cable de comunicación que va desde el AC500 a la RTU, para realizar esta
123
conexión se recurrió a la Figura 3.3, donde se indica como conectar el cable. El personal de Hidropaute utilizó un convertidor de RS-485 a RS-232 para conectarse a la RTU. La Fotografía 3.9 indica la conexión del DB9 en la RTU.
Fotografía 3.9 CONEXIÓN DEL CABLE DE COMUNICACIÓN Fuente: Andrés Buenaño Al terminar la conexión del cable de comunicación que va desde el AC500 a la RTU en todas las unidades de generación de la Central Paute-Molino se cumple con parte del alcance que se planteó al inicio en este proyecto de titulación, quedando pendiente realizar las pruebas de comunicación, validación y transmisión de datos.
3.3 PRUEBAS DE VALIDACIÓN Y TRANSMISIÓN DE DATOS DEL CONTROL TÉRMICO
Una vez que se ha implementado el Sistema de Control, en necesario realizar pruebas de validación y transmisión de datos, para garantizar el funcionamiento y estabilidad del sistema de control. Antes de realizar las pruebas de funcionamiento del sistema de control térmico y transmisión de datos de la RTU, se carga el programa del AC500 en a cada
124
controlador de cada unidad de generación, el mismo que se encuentran en la parte final del Capítulo 2. Se tiene dos programas para el AC500, uno para Fase AB y otro para Fase C, lo que se indica que es el mismo programa para el resto de unidades de cada Fase es el mismo programa.
3.3.1 DESCARGA DEL PROGRAMA DE CONTROL EN LAS UNIDADES DE GENERACIÓN Para cargar el programa del sistema de control térmico al AC500, se usó, un cable de comunicación que utiliza como medio físico el protocolo RS-232. El cable para comunicación entre PC y AC500 viene con el controlador, es decir, se conectó a una PC él extremo del cable con el conector DB9, y el otro extremo con el conector DB9 al COM 1 del AC500, en este caso la conexión se la hizo con un computador portátil que no tiene puerto serial, para solucionar este inconveniente, se utilizó un convertidor de USB a serial, el cual funcionó sin contratiempos.
3.3.2 VERIFICACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE CONTROL Descargado el programa, energizado el AC500 y comprobado que no existen fallas de cortocircuito o desperfectos de conexión en los tableros de control, se verifico el funcionamiento del programa de control en línea con el computador personal. En la Fotografía 3.10 se ve al sistema de control térmico operando, al comprobar que el sistema opera, se pudo realizar la lectura de datos con la ayuda de una PC, el decir que el sistema de control térmico esté operando, no garantiza que el sistema de control funcione de manera correcta, ya que no se puede validar los datos si son o no correctos.
125
Fotografía 3.10 SISTEMA DE CONTROL TÉRMICO EN OPERACIÓN Fuente: Andrés Buenaño
3.3.3 PRUEBAS DE LECTURA DE DATOS Y FUNCIONAMIENTO DEL FILTRO DIGITAL El sistema de control térmico implementado operó de manera adecuada, pero era importante comprobar que los sensores entreguen un valor de temperatura acorde con la realidad y que este valor sea leído por el AC500. Una de las formas para comprobar que el AC500 estaba leyendo los datos de los diferentes puntos de control, es por medio de la misma computadora con la que se cargo el programa de control, ya que el CoDeSys permite ver en línea el estado de funcionamiento del AC500, y de esta manera se comprobó el funcionamiento del filtro digital implementado en el programa de control. Para ello se hace una comparación del funcionamiento del filtro implementado en el AC500. En la Figura 3.4 se puede ver la señal de los transformadores de excitación y
126
servicios auxiliares sin el filtro, señal que está leyendo él AC500 y a su vez se la visualiza con la ayuda de una PC.
Figura 3.4 SEÑALES LEÍDAS SIN EL FILTRO DIGITAL Elaborado por: Andrés Buenaño La señal visualizada es una señal de 4 a 20 mA, el módulo de entrada para este tipo de señales utiliza una resolución de 16 bits para el conversor análogo digital, lo que da un resultado de un valor de 65536, pero para señales de temperatura de 0 a 120º C en operación normal utiliza valores que van desde 0 a 27648, con este antecedente, para obtener un valor de temperatura se tiene que hacer una simple regla de tres. Por tal razón, se indicará con un ejemplo que valores de temperatura se está leyendo. Ejemplo 3.1 ¿Si se tiene el valor de entrada de 7270, qué valor de temperatura es su equivalente?
127
Este valor se multiplica por 27648 y se divide para 120, al realizar esta operación matemática se tiene que 7270 da como resultado 31,5º C. Pero como el protocolo MODBUS no maneja decimales este valor se lo debe multiplicar por 10, lo cual da como resultado 315, este valor será enviado desde la AC500 a la RTU. En la Figura 3.5 se puede ver las mismas señales a la salida del filtr o digital.
Figura 3.5 SEÑALES LEÍDAS CON EL FILTRO DIGITAL Elaborado por: Andrés Buenaño Después de comprobar que efectivamente funciona el filtro digital del sistema de control, se puede asegurar que los datos se están leyendo de manera correcta y decir que el sistema de control térmico opera sin ninguna novedad, finalmente lo que falta por comprobar es la comunicación con la RTU.
3.3.4 PRUEBA DE COMUNICACIÓN EL AC500 Y LA RTU La prueba de la comunicación con la RTU define la validez del sistema de control térmico, como es de conocimiento universal el protocolo de comunicación
128
MODBUS es un sistema abierto que lleva años operando en la industria y no ha presentado inconvenientes, de igual manera la comunicación del sistema resultó todo un éxito.
Fotografía 3.11 VALIDACIÓN DE LA COMUNICACIÓN ENTRE LA RTU Y EL AC500 Fuente: Andrés Buenaño Previo a esta prueba de comunicación, él personal que labora en Hidropaute S.A. se encargó de la configuración de la RTU y la puesta a punto de la misma, para aceptar este tipo de comunicación. En la Fotografía 3.11 se puede constatar que la RTU está leyendo los datos que le envía el AC500, estos datos deben ser interpretados de la siguiente manera: debido a que el protocolo MODBUS no permite el manejo de números decimales, el AC500 le envía un número de tres dígitos en base decimal, donde el dígito menos significativo de este número en base decimal se convierte en el número decimal, recapitulando la interpretación de esté número es un número de dos dígitos con un número decimal. Para ilustrar se recurre al ejemplo 3.2.
129
Ejemplo 3.2 Si el dato recibe la RTU es: 324 La interpretación que debe hacerse a este número es: 32,4 º C Al comunicarse la RTU y el AC500 se puede decir que el sistema de control esta implementado en su totalidad.
3.3.5 VALIDACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL TÉRMICO DE LA CENTRAL PAUTE-MOLINO En el diseño del sistema del control térmico que se hizo en el Capítulo 2 se estableció, que de acuerdo a la arquitectura del sistema supervisorio de temperatura, el sistema de control térmico se encontraba en los dos niveles inferiores, que correspondía al sistema de control y la instrumentación de campo respectivamente. Al culminar con el diseño y la implementación de éste proyecto de titulación, se está cumpliendo con el diseño e instalación de la instrumentación de campo y con el diseño del sistema de control. Al cumplir con estos dos niveles de la arquitectura del sistema supervisorio de temperatura de la Central Paute-Molino puede dar como valido la culminación de este proyecto. En el Capítulo siguiente, se extraen las Conclusiones y Recomendaciones que se pudieron obtener luego de haber culminado la implementación y pruebas de campo, tomando como base los resultados que dichas pruebas produjeron.
