Post on 11-Sep-2015
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AO DE LA INTEGRACION NATURAL Y EL RECONOCIMIENTO DE
NUESTRA DIVERSIDAD
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE CIENCIAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA ELECTRNICA Y TELECOMUNICACIONES
PATPRO VERSIN IX
MDULO II REDES INDUSTRIALES
PROFESOR: ING. Eduardo Omar vila Regalado
Trabajo encargado:
Propuesta Tcnica Sistema SCADA PIAS ZAPOTAL
ELABORADO POR:
Reyes Neyra Carlos
Terrones Ochoa Pedro
Yarlequ Rivera Jos Luis
Piura, 01 de enero de 2014
INTRODUCCION
Los sistemas SCADA fueron diseados para desarrollar soluciones y optimizar procesos
industriales, en la actualidad estos sistemas han incursionado en el mbito de servicios y se han
convertido en elementos imprescindibles para el control y la automatizacin, ya que pueden llevar
toda la informacin proveniente de campo hacia una PC, y as poder monitorear e incluso
comandar diferentes estaciones remotas. Adems pueden generar bases de datos, reportes
histricos y de esta manera poder programar el mantenimiento de los equipos.
El presente trabajo tiene como objetivo principal aplicar un sistema SCADA, para control y
supervisin desde un centro de control, de tal manera que puedan funcionar automticamente sin
intervencin de operadores. Para conseguir los objetivos planteados, se debern realizar trabajos
tales como, desarrollar la lgica de control para aplicaciones en controladores, as como tambin
desarrollar la interfaz grfica en un software de monitoreo y adems configurar distintos
instrumentos de campo para llevar la informacin del proceso de forma confiable al software de
monitoreo.
1- Definicin del problema principal
El problema que se suscita en la Planta Pias Zapotal es la falta de control, supervisin y
adquisicin de datos del proceso de separacin de agua y crudo ya que algunos instrumentos y
dispositivos se encuentran fuera de servicio, como son los transmisores de flujo, sensores de
nivel, vlvulas de control, Plcs, etc. Para llevar un control de aquellos instrumentos y dispositivos
el operador tiene que trasladarse a donde se encuentran los instrumentos y operarlos
manualmente como son el arranque de bombas, la apertura y cierre de las vlvulas de control,
tomar lecturas de los transmisores de flujo, sensores de nivel, etc.
Aqu no hay un control/supervisin en tiempo real el sistema no est automatizado, la
arquitectura actual del sistema usado es deficiente y algunos equipos usados estn obsoletos, se
necesitan equipos que puedan llevar un control/lectura ptimo de los parmetros de cada
instrumento, el sistema debe ser robusto, flexible y permita ampliar la red.
2- Propuesta tcnica automatizacin Pias Zapotal
Nuestra propuesta tcnica se inicia con cambio y adquisicin de equipos que nos permitan tener
un control y una automatizacin optima de todo el sistema.
Fig1. Esquema de Sistema Scada en lote PIAS ZAPOTAL
La arquitectura a usar en este sistema es la NETLINX la cual constituye la base de tres redes
abiertas que pertenecen a los protocolos de comunicacin de Allen Bradley: ControlNet,
DevideNet y EtherNet/IP. Por abiertas se entiende que las especificaciones y la tecnologa no
proceden ni dependen nicamente de Rockwell Automation, es decir numerosos dispositivos de
distintas marcas pueden funcionar conjuntamente. Las redes abiertas se han convertido en
estndares mundiales
Con la arquitectura de redes abiertas NetLinx se puede:
Controlar: permite el intercambio de datos en tiempo real a travs de distintos mtodos.
Por ejemplo: frecuencias de actualizacin de E/S seleccionables, transmisin de menajes
entre dispositivos similares e interbloqueo entre controladores.
Configurar: permite configurar todos los dispositivos de red desde una ubicacin
centralizada. Se puede configurar dispositivos durante la puesta en marcha o modificar
parmetros de los dispositivos con el mouse o mediante lgica del controlador, sin que la
capacidad de control se vea afectada.
Recopilar: proporciona una solucin de HMI, anlisis y tendencias, la gestin de recetas, o
bien para tareas de mantenimiento y solucin de problemas.
Fig2. Arquitectura NetLinx propuesta para el sistema separacin de agua-crudo en el lote PIAS
ZAPOTAL
La Red EtherNet/IP: Esta red es una adaptacin del estndar IEEE 802.3 para su aplicacin como
red industrial. En el nombre, la seccin IP significa Industrial Protocol, o Protocolo Industrial.
Como se observa en la figura 3.1, posee las mismas bases que el EtherNet tradicional (mismas
capas fsica, de enlace, de red y de transporte). Por tanto, dentro de la familia de redes CIP, esta se
utiliza como una red del nivel de informacin, para transportar grandes volmenes de
informacin.
La red ControlNet: Es una red abierta determinista de alta velocidad que se usa para transmitir
informacin de tiempo crtico. Proporciona los servicios de control y transmisin de mensajes en
tiempo real para la comunicacin entre dispositivos similares. Como vnculo de alta velocidad entre los
controladores y los dispositivos de E/S, una red ControlNet combina las capacidades de las redes
existentes universales de E/S remotas. Usted puede conectar una variedad de dispositivos a la red
ControlNet, incluso computadoras personales, controladores, interfaces de operador, mquina,
variadores, mdulos de E/S y otros dispositivos con conexiones ControlNet.
Caractersticas:
Capa de control.
Transfiere datos de E/S y programa.
Alta velocidad de transmisin: 5 Mbps. Tiempo de actualizacin de la red 2 100 ms.
Determinista.
Una red DeviceNet: Es un vnculo de comunicacin abierto de bajo nivel que proporciona conexiones
entre los dispositivos sencillos industriales (tales como los detectores y accionadores) y los dispositivos
de alto nivel (tales como los controladores). Esta red abierta est basada en la tecnologa estndar de
red de rea de controlador (CAN) y ofrece un nivel de inter operacin entre dispositivos similares
provenientes de diversos vendedores.
Caractersticas:
Capa de dispositivos.
Norma abierta.
Velocidades de 125, 250 y 500 Kpbs.
Se conecta directamente a los dispositivos de bajo nivel. Para tener un buen control y una correcta adquisicin de datos usaremos sensores en todo el sistema de separacin de crudo, como son los sensores de presin, sensores de nivel, sensores de temperatura, etc. Adems de equipos PLCs y panels view.
Estructura bsica del sistema scada PIAS ZAPOTAL a nivel de hardware
Esquema de conexin de Pias Zapotal con sus respectivos sensores de nivel, sensores de flujo, PLCs para su respectiva automatizacin
A continuacin se mostrar una recuadro con los 3 instrumentos (sensores de presin, nivel,) de los fabricantes SOR, HAWK Y VEGA:
Se muestra las caractersticas tcnicas de 2 tipos de instrumentos de presin de las marcas ABB y EMERSON.
Entre los instrumentos de flujo de las marcas ABB, EMERSON PROCESS Y BADGER METER tenemos a continuacin:
Entre los paneles del operador de las marcas SIEMENS, ALLEN BRADLEY y ABB:
Los modos de operacin del sistema (instrumentos y dispositivos) se muestran a continuacin: En campo las bombas se pueden operar en forma manual y automtica en el tablero instalado respectivamente, y en la sala de operadores igual pero no de forma manual.
Los controladores o PLCs son el cerebro de las estaciones de bombeo. Deben tener la capacidad para soportar distintos protocolos de comunicacin como Modbus RTU, Modbus TCP y Profibus DP, as como tambin permitir cambios en el sistema sin interrumpir la operacin de la estacin de bombeo, ya que son requerimientos del proyecto.
En la tabla siguiente se muestran las caractersticas de marcas reconocidas como ABB, ALLEN BRADLEY Y SIEMENS.
Para la licencia de software se estima 20 tags, en el sistema PIAS ZAPOTAL se mencionan 13 tags
por seal analgica y 2 tags por seal digital.
Para este sistema proponemos 2 paquetes de software industrial, por un lado el SIMATIC, de la
marca siemens el cual permitir programar el PLC, configurar la red y configurar los componentes
activos de las red (PLC y PC). Por otro lado, el software IN TOUCH de la marca WONDERWARE,
permitir realizar el interfaz del sistema scada, y tambin ayudar a realizar un enlace de
comunicacin entre la informacin del PC(proveniente del PLC) y la aplicacin de supervisin.
SOFTWARE SIMATIC (SIEMENS):
El software industrial SIMATIC es un sistema de herramientas software perfectamente indicado
para los sistemas de automatizacin, est basado en estndares, es homogneo e incrementa la
productividad.
Dentro de este paquete se ha incluido el software SIMATIC NET como software de ayuda para
configurar la comunicacin del PC con el PLC.
SOFTWARE WONDERWARE INTOUCH:
Ofrece la posibilidad de generar aplicaciones SCADA al ms alto nivel, utilizando las herramientas
de programacin orientadas a objetos, para usuarios no informticos.
Posee las siguientes caractersticas:
Grficos orientados a objetos.
SuitLink/OPC.
Grficos de tendencia histricos y a tiempo reales.
Alarmas.
Programacin.
Lecturas y escrituras optimizadas.
Descripcin de equipos
MARCA Y MODELO PRECIO EQUIPO
ABB AC 800M PLC
Controlador PM856
ABB PLC
EE.UU $ 800 dolares
Paneles VIEW de
3,8 pulgadas
SIMATIC HMI KP400
bsico mono
SIEMENS Confort
EE.UU$ 480 dolares
SENSOR DE FLUJO
DE41F
EE.UU. $ 20.00 / UNIDAD
1 PIEZA ORDEN MINIMA
TRANSMISOR de
FLUJO
ABB MAG FXE - 4000
US $510 / Set
1 Set(Min. Orden)
TRANSMISOR DE
PRESIN
MANOMETRICA
ABB 261GS
US$540
TRANSMISOR DE
PRESION
MANOMETRICA
ADSOLUTA
EMERSON
PROCESS
MANAGMENT
ROSEMOUNT 2088
US$ 600
TRANSDUCTOR DE
PRESIN
HIDROSTTICA
SUMERGIBLE
SOR 510SF
US $ 240.00 / Unidad
TRANSMISOR DE NIVEL
ULTRASONICO
VEGA
VEGASON 61
US $ 450 /
Unidad
SERVIDOR POWER EDGE R320
US$
1200
LICENCIA DE SOFTWARE SIMATIC (SIEMENS)
US$ 1700
Presupuesto de equipos
En la propuesta realizada se mencionan costos de los equipos usados en las las instalaciones del
lote PIAS ZAPOTAL, tambin, se presenta el coso total de estos equipos, de esta manera se puede
saber o tener una referencia del costo de un sistema de control, orientado a sistemas de
separacin de agua y crudo en una refinera de petrleo.
En la tabla siguiente se muestra los equipos e instrumentos que se proponen para tener un
sistema automatizado, controlado y supervisado para tener un control optimo y eficiente de los
parmetros que intervienen.
DESCRIPCION DE EQUIPOS CANTIDAD COSTOS US$
SENSOR DE NIVEL ULTRASONICO
PLC(CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE )
SENSORES DE FLUJO
TRANSMISOR DE FLUJO
SERVIDORES
SOFTWARE 2 LICENCIAS
PANEL VIEW
TOTAL
5
3
5
5
2
2
3
2250 2400 100.00 2550 2400 1700 1440 12,840
Conclusiones:
Se ha desarrollado una propuesta tcnica de equipos, software para el sistema de
separacin de agua/crudo en el lote PIAS ZAPOTAL.
El sistema scada desarrollado de acuerdo con las caractersticas analizadas y estudiadas
cumple con los requerimientos de comunicacin en tiempo real para la automatizacin,
supervisin, adquisicin de datos.
Los programas e instrumentos propuestos cumplen cn los requisitos para el control local,
lo cual permite controlar y monitorear los equipos de determinada rea en el lote.
Bibliografa:
[1] http://gentecno.blogspot.com/2008/11/wonderware-intouch-v95.html
[2] http://www.sigmaautomation.net/Software.htm
[3] http://www.automation.siemens.com/mcms/pc-based-automation/en/industrial-
pc/expansion_components_accessories/pc-diag-monitor/pages/default.aspx
[4]http://www.rockwellautomation.com/es/solutions/integratedarchitecture/netlinx.html
[5]http://dc366.4shared.com/doc/tusKFTzr/preview.html
[6]http://www.rockwellautomation.com/es/solutions/integratedarchitecture/netlinx.html
[7] http://www.fieldbus.org/
[8] https://eb.automation.siemens.com/goos/catalog
[9]http://www.dell.com/pe/empresas/p/server-
deals.aspx?ST=servidores&dgc=ST&cid=74443&lid=4405122&acd=122751385833474
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