capitulo iv anÁlisis de la situaciÓn actual de la

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CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA COMUNICACIÓN ENTRE VARIADORES DE FRECUENCIA Y CUALQUIER SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS. 4.1. ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA COMUNICACIÓN ENTRE VARIADORES DE FRECUENCIA Y CUALQUIER SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS. En esta fase se identificaron las partes que componen el sistema de monitoreo actualmente utilizado para los variadores de frecuencia usados en el bombeo electro sumergible, para así determinar los beneficios que incorpora el nuevo sistema. La estructura básica encontrada fue la siguiente: 4.1.1. PLATAFORMA DE BES: Es un desarrollo de PDVSA en sus departamentos de Arquitectura e Ingeniería Civil que surge con el propósito de alojar en su interior los variadores de frecuencia usados para los sistemas de bombeo electro sumergible en el lago de Maracaibo. La Figura 14 muestra la plataforma de BES UD-09 en la cual se desarrollará el proyecto. La energía eléctrica usada para alimentar los variadores llega a las plataformas a través de líneas de distribución de 12.470 voltios.

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Page 1: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

CAPITULO IV

ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA COMUNICACIÓN ENTRE

VARIADORES DE FRECUENCIA Y CUALQUIER SISTEMA DE

ADQUISICIÓN DE DATOS.

4.1. ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA COMUNICACIÓN

ENTRE VARIADORES DE FRECUENCIA Y CUALQUIER SISTEMA DE

ADQUISICIÓN DE DATOS.

En esta fase se identificaron las partes que componen el sistema de

monitoreo actualmente utilizado para los variadores de frecuencia usados en

el bombeo electro sumergible, para así determinar los beneficios que

incorpora el nuevo sistema. La estructura básica encontrada fue la siguiente:

4.1.1. PLATAFORMA DE BES:

Es un desarrollo de PDVSA en sus departamentos de Arquitectura e

Ingeniería Civil que surge con el propósito de alojar en su interior los

variadores de frecuencia usados para los sistemas de bombeo electro

sumergible en el lago de Maracaibo. La Figura 14 muestra la plataforma de

BES UD-09 en la cual se desarrollará el proyecto. La energía eléctrica usada

para alimentar los variadores llega a las plataformas a través de líneas de

distribución de 12.470 voltios.

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4.1.2. SUBESTACIÓN REDUCTORA

En cada plataforma BES existe una subestación reductora que se

encarga de bajar el voltaje de las líneas de distribución desde 12470 hasta

480 voltios, que es el nivel de tensión que necesita el variador de frecuencia

en su entrada de energía para un correcto funcionamiento. La Figura16

corresponde a la subestación de la plataforma UD-09; estas subestaciones

cuentan con un sistema de protección, compuesto por succionadores y

detectores de corriente.

Fig. 14: Plataforma BES Fuente: Contreras y Rosales (2000)

Page 3: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

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4.1.3. COSTUMER INTERFACE BOARD

Es una tarjeta opcional del variador de frecuencia, usada para el

control a distancia del mismo, la cual cuenta con algunas señales de entrada

y salida que sirven para poder tener referencia de los parámetros de

operación y control del variador de frecuencia, tales como: saber si está

energizado o no, la señal de sobre carga o baja carga entre otras. La

transmisión de estas señales se hace de forma independiente, es decir, que

es necesario cablear por separado cada una de ellas para luego poder

transmitirlas hasta sitios remotos donde se desee contar con esta

información. La Figura 16 muestra una de estas tarjetas instalada en el

variador de frecuencia que está integrado al sistema actual de monitoreo de

los variadores de frecuencia.

Fig 15: Sub Estacion Reductora Fuente: Contreras y Rosales (2000)

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4.1.4. PLC

Los variadores de frecuencia se encuentran colocados sobre una

plataforma de BES, en cada una de ellas se instaló un gabinete en el cual se

colocó un PLC. La Figura 17 corresponde al PLC instalado en la plataforma

UD-09.

Este equipo es usado para varios propósitos, entre los que se puede

citar: la toma de las señales de referencia de los succionadores de alto

voltaje y de los detectores de corriente del sistema de control de las

subestaciones reductoras, la indicación del funcionamiento de los

transformadores reductores de alto voltaje y las señales provenientes de la

tarjeta costumer interface board con las cuales se podrá conocer el

estado de los 6 variadores de frecuencia e indican si están energizados o

no. Toda esta información es procesada por el PLC.

Fig. 16: COSTUMER INTERFACE BOARD

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Este mismo PLC fue un recurso que se reutilizó en el nuevo sistema

que se implantó, ya que tenía características que permitían incorporarlo para

la aplicación que se desarrolló.

4.1.5. SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE DATOS

Luego que todos los datos son procesados por el PLC esta

información es transmitida hasta unos monitores ubicados en una sala de

control en las oficinas de las salinas PDVSA, en la ciudad de Cabimas

estado Zulia, a través de un sistema de microondas compuesto

Fig. 17: PLC. Fuente: Contreras y Rosales

Page 6: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

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principalmente por un radio módem. La Figura 18 muestra el equipo usado

en la plataforma UD-09 para la transmisión (el cual sólo transmite datos).

El radio cuenta con características muy particulares ya que usa la

tecnología Spread Spectrum (que tiene la particularidad de trabajar en un

ancho de banda que no necesita permiso para la transmisión.

El mismo opera en el rango de frecuencia desde 902 hasta 928

Megaherz, con una velocidad de transmisión de 16 a 128 Kilobits por

segundo.

Fig. 18: Radio MODEM usado para la transmisión de datos

Fuente: Contreras y Rosales (2000)

Page 7: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

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4.1.6. SISTEMA ON/OFF USADO ACTUALMENTE PARA EL

MONITOREO DE LOS VARIADORES DE FRECUENCIA

Las plataformas de BES: UD-01, UD-02, UD-03, UD-05, UD-07, UD-

08, UD-09 UD-10, UD-11, UD-12, UD-13, UD-14, UD-20, UD-21, UD-22, UD-

23, UD-24, UD-25, UD-26, UD-27, UD-30, UD-31, UD-33 y UD-37 tienen

instalado un sistema con el cual logran monitorear en forma remota el estado

del variador de frecuencia, es decir, si está funcionando o no. La forma en la

cual esta información llega al sitio donde el personal de PDVSA hace uso de

ella es la siguiente: todos los variadores de frecuencia instalados en las

plataformas mencionadas tienen una tarjeta COSTUMER INTERFACE

BOARD; desde esta tarjeta se conecta, a través de un cable de par trenzado

con el cual llevan la señal RUN, hasta las entradas digitales del PLC.

Este equipo se encarga de procesar la información que obtuvo a

través de sus entradas digitales y luego las envía hacia la sala de control a

través de un radio módem.

La información generada por este sistema no es suficiente para

controlar, supervisar o monitorear en forma remota el estado de

funcionamiento de cada variador de frecuencia, debido a que la única

información que se tiene depende de una entrada digital, con la cual sólo se

puede saber si el variador está energizado o no.

Page 8: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

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Para el control de estos equipos es necesario manejar información de

sus parámetros de funcionamiento tales como: corriente de entrada al

variador, voltaje de entrada al variador, potencia aparente, potencia reactiva,

factor de potencia, corriente del motor, corriente de salida del variador,

voltaje de salida del variador y hasta sus eventos históricos.

Para lograr el control que se desea, se ha propuesto desarrollar un

nuevo sistema de adquisición y monitoreo de datos SCADA utilizando un

módulo integral de comunicación, el cual se encarga de concentrar y

procesar todas las señales de control y monitoreo del variador de frecuencia.

A tal efecto, es necesario hacer algunos cambios en el variador de

frecuencia entre ellos instalar dentro del mismo la siguiente instrumentación:

transformadores de corriente (CT´s) con una relación 150:1 para tomar las

corrientes de entrada al motor, un transformador reductor con relación de

transformación 480:24 para tomar el voltaje de entrada, un sensor DC para

leer la señal del bus DC, CT´s con una relación 1000:1 para sensar las

corrientes de entrada al variador. Todo estro bajo las especificaciones del

plano de la Figura 19.

La instalación de todos estos instrumentos debe hacerse en forma

cuidadosa y estrictamente bajo las especificaciones del plano ya que ellos

constituyen la fuente que genera las señales de monitoreo del VSC.

Page 9: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

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4.1.7. OPERATOR INTERFACE BOARD (OIB)

La tarjeta operator interface board, es uno de los componentes

principales del variador de frecuencia porque es la que se encarga de

coordinar las funciones de todos los otros componentes del mismo. Las

partes principales de esta tarjeta son: el microprocesador y una memoria

RAM en la cual se almacena un programa donde se encuentran las rutinas

de funcionamiento y control del variador de frecuencia.

Para el desarrollo del proyecto, la operator interface board amerita ser

reemplazada por otra especial, con un programa desarrollado para esta

aplicación y un puerto serial RS-232 (véase Figura20) a través del cual la

tarjeta se comunica con el módulo ICM.

Fig. 19: Plano de la instrumentación usada Fuente: Centrilift.(1999)

Page 10: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

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Esto permitirá variar todos los parámetros del variador en forma

remota, tales como: las protecciones para el buen funcionamiento del

sistema de BES, protecciones de sobrecarga, baja carga, arranque y paro

del variador, la frecuencia de operación, el tiempo de aceleración, entre otros

que anteriormente sólo podían ser modificados a través del key pad, ahora

podrán ser modificados en forma remota desde que los módulos ICM se

incorporaron al sistema SCADA, la forma de diferenciar esta tarjeta de las

usadas anteriormente es a través de su P/N lebel locution que consiste en un

numero de parte 900219 especificado en la Figura 20.

Fig. 20: OIB. Fuente: Centrilift (1998)

Page 11: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

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4.1.8. KEY PAD

Es considerado la interface máquina/hombre, es decir, el medio a

través del cual el operador logra tener acceso a los parámetros de operación,

configuración y consulta del variador de frecuencia.

Es un indicador (Display) que cuenta con un teclado a través del cual

el operador puede programar el variador, para así controlarlo de acuerdo a

algunos cálculos basados en las característica de la potencia nominal del

motor electro sumergible.

El key pad está directamente conectado con la OIB, porque a través

de su display es que se logran ejecutar los programas que se encuentran

concentrados en la tarjeta, la Figura 21 es una ilustración de un key pad.

Fig. 21: Key Pad.

Fuente: Centrilift (1998)

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4.1.9. MÓDULO ICM

En todos los variadores de frecuencia de la plataforma UD-09, deberá

estar instalado el Módulo de Comunicación Integrado (ICM) que permitirá el

establecimiento de la comunicación con cualquier sistema. esto ofrecerá la

operación, de manera remota, del variador de frecuencia y por lo tanto,

cualquier usuario podrá tener acceso a la modificación de parámetros de

operación y protección del mismo, esto es posible porque el módulo cuenta

con dos canales de comunicación A y B, como se muestra en la Figura 22.

El canal A es el predeterminado para la comunicación del modulo, y el

canal B es un canal auxiliar. La forma de seleccionar el canal A o B es a

través del Key Pad, con el que se define el canal a utilizar.

La idea de la existencia de un canal B es para dar mayor seguridad en

la operación de un sistema automatizado, por esta razón al conectar los dos

canales se piensa en dos sistema de comunicación independientes, esto trae

como consecuencia el incrementar el costo; tanto en la operación como en la

instalación de los equipos requeridos. El canal A posee dos puertos de

comunicación RS-232 y RS-485.

El puerto RS-232 es el medio de comunicación más comúnmente

empleado, esto se debe a que casi todos los equipos de comunicación

Page 13: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

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cuentan con uno de ellos, pero de acuerdo a las condiciones propias de

nuestro diseño utilizaremos el puerto RS-485.

4.1.10. TERMINALES EXTERNOS

Para facilitar la interconexión de los ICM con otros elementos de los

que componen un sistema de control, Baker División Centrilift desarrolló unos

terminales que se instalan en la parte externa del gabinete del variador de

frecuencia como los que se observan en la Figura 23, diseñados para

Fig. 22 : Modulo ICM instalado. Fuente: Contreras y Rosales (2000)

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ambientes industriales. Estos fueron los que se usaron para la interconexión

de los seis variadores de frecuencia de la plataforma UD-09.

4.2. DISEÑO DE LA PLATAFORMA DE RED

En esta fase procedemos a planificar una arquitectura tecnológica; en

la cual se identificarán las plataformas que establecen la comunicación. Para

esto, se tomó en consideración las características de entrada y salida de los

equipos que intervienen, siendo posible analizar la compatibilidad y la

capacidad de transmisión de datos entre ellos, el tiempo de respuesta, la

Fig. 23: Terminales Externos RS-232/RS-485.

Fuente: Contreras y Rosales (2000)

Page 15: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

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cantidad de información por unidad de tiempo, el chequeo de errores, los

mecanismos de acceso y el protocolo de red.

También consideramos todos los requerimientos de red establecidos

por las necesidades del cliente, para de esa forma cumplir a cabalidad con

las las mismas y así poder tener una operatividad eficiente.

En esta fase tomamos en cuenta las necesidades de transmisión para

la red digital, teniendo en consideración todos los datos técnicos tales como

la velocidad de transmisión de la información y especificaciones del standard

RS-232 y RS-485 con el fin de garantizar la optimización y la vida útil del

equipo.

Por tal razón el personal involucrado en dicho sistema debe seguir

paso a paso el procedimiento que a continuación se señala para la

instalación de los equipos:

1) Verificar la correcta instalación de los instrumentos necesarios para

sensar las señales del variador de frecuencia de acuerdo al esquema.

2) Inspeccionar el espacio físico.

3) Verificar la instalación de los PLC de tal forma que acepte la correcta

interconexión con la red de variadores de frecuencia, para ello es

necesario verificar que el equipo cuente con un puerto serial RS-232 o

RS-485 a través del cual se establecerá la comunicación.

Page 16: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

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4) Conexión del cableado externo.

5) Conectar cableado externo a los terminales RS-485, el cual fue el

estándar seleccionado por sus características.

Un requisito fundamental en este tipo de redes lo constituye el hecho

de que la línea de transmisión siempre debe terminar con una carga igual a

la impedancia característica; para esto se debe colocar una resistencia que

iguale la misma, a través de las entradas del receptor al final del enlace. Sin

importar cuantos nodos se encuentren en la red se deben colocar sólo

resistencias de terminación, una en cada receptor extremo de la red.

Para solucionar este problema todos los ICM cuentan con esta

resistencia, de manera tal que sea posible conectarla o no a través de un

puente eléctrico o jumper. En nuestro caso esta resistencia solo se debe

conectar en el último ICM de la red.

Los diseños mostrados en las Figuras 24 y 25 son básicamente los

mismos solo que quisimos

Fig. 24 Diseño de la Interconexión entre seis variadores de frecuencia a través de una interface RS485

Page 17: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

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presentar, el diseño de la Figura 25 como nuestra solución en caso de

que se presente un puerto serial RS-232 para la comunicación en el PLC,

caso en el que será necesario usar el convertidor RS-485/RS-232 o

viceversa, todo esto se hace necesario debido a que tenemos conocimiento

de que varios de los PLC instalados en las plataformas BES tienen solo

puertos seriales RS-232 para la comunicación

Fig. 25 Diseño de la Interconexión entre seis variadores de frecuencia a

través de una interface RS485 con salida RS232

El esquema de la Figura 24 muestra la interconexión de seis

variadores de velocidad a través de un canal de comunicación serial, en la

misma se hace referencia de como debe conectarse el cable de

instrumentación a los terminales A(+) y B(-) del puerto RS-485 así como la

conexión del terminal de tierra el cual debe conectarse en un solo estremo de

aterramiento ( para evitar el retorno de señales no deseadas) con esta

coneccion a tierra es posible disminuir en gran parte la presencia del ruido

electromagnetrico, por ultimo el esquema muestra la conexión de la

resistencia terminal de 120 ohm y un ¼ de watio con la cual se logra que la

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línea de transmisión siempre termine con una carga igual a la impedancia

característica de la línea de transmisión.

El diseño de la Figura numero 25 es el mismo que el anterior solo se

especifica la correcta instalación del convertidor RS-485/RS-232, caso que

solo aplica para cuando el PLC que se encuentre en una plataforma tenga

como puerto serial de comunicación un RS-232 para este caso se hace

necesario instalar el VCI-141-CN. Equipo a través del cual se acondicionan

los niveles de voltaje RS-485 a niveles RS-232.

4.3. ESTUDIO DE LA VIABILIDAD DE LA PLATAFORMA DE RED

Esta fase definió el ámbito o la envergadura del proyecto, la cual

incluyó la identificación del tipo de tecnología con la que cuenta PDVSA,

tomando en consideración parte de los recursos que constituyen el sistema

actual y que se estaba subutilizado.

El producto principal obtenido fue una evaluación de viabilidad, que se

planteó a modo de informe escrito. Después de definir la solución, se evalúo

de acuerdo a los siguientes criterios:

4.3.1. VIABILIDAD TÉCNICA:

Para tal efecto se presenta la descripción de la tecnología, materiales

y/o servicio: El nuevo sistema de comunicación se basa en una transmisión

Page 19: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

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digital y los enlaces se componen de dos niveles básicos: el enlace físico o

medio de conexión entre los módulos de sistemas digitales y el protocolo.

Como medio físico de enlace usaremos cable de instrumentación:

2P+P#24 AWG que consiste dos pares de cobre apantallados o con una

película conductora rodiandolos usada para conseguir mayor inmunidad al

ruido, falla que se presenta principalmente por la presencia de los equipos de

potencia usados en la subestación reductora, el uso de este cable presento

el inconveniente de no poder usar los terminales RJ-45 ya que estos

conectores son usados solo cuando el cable que se utiliza en la red es par

trensado telefonico aplicación que no es posible implementar en nuestro

caso por la presencia de gran cantidad de ruido electromagnético.

Desde el punto de vista técnico nuestra propuesta es la más viable

para cumplir con las necesidades requeridas en el diseño, porque los

materiales usados en el cableado de la red tienen características que

permiten minimizar el ruido y los errores en la transmisión de datos, son

fáciles de conseguir en el mercado, el ser la alternativa mas factible lo

constituye el hecho de haber estudiado todas las variables que pudieran

afectar el proceso debido al ambiente industrial donde se desarrolla, el otro

punto que se debe analizar es el protocolo de comunicación pero no tenemos

otra alternativa más que el uso de MODBUS, debido a que los ICM fueron

fabricados para comunicarse con este protocolo de comunicación.

Page 20: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

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4.3.2. VIABILIDAD OPERATIVA:

Con el desarrollo de esta red se permite integrar los variadores de

frecuencia del campo Urdaneta Pesado distrito La Salinas al sistema SCADA

de la empresa PDVSA y una vez desarrollada esta se obtendrá el manejo de

forma remota de 64 variables ajustables y aproximadamente 100 variables

del sistema.

4.3.2.1. BENEFICIOS DESDE EL PUNTO DE VISTA OPERATIVO

QUE INCORPORA EL USO DE ESTE SISTEMA

Permite monitoreo de la potencia activa, potencia aparente y el factor

de potencia, esto nos brinda la ventaja de medir el consumo eléctrico del

sistema y así la eficiencia del mismo, permitiendo establecer una relación

Bolívares /Kilowatios; lo cual es un factor operacional de gran interés.

Permite el monitoreo de la corriente y voltaje de entrada al variador de

frecuencia, con estos datos podremos conocer en detalle el comportamiento

eléctrico de todos los equipos de la plataforma de BES, con lo cual se

determina información importante del sistema, tal como el porcentaje de

desbalance del sistema trifásico que alimenta el motor electro sumergible. Se

tiene control sobre la entrada de 480 voltios, lo cual minimiza el riesgo de

falla en el equipo por desviaciones de la tensión de entrada. Además con

este valor se puede definir la estabilidad del sistema eléctrico.

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También se puede predecir, en cierta forma, la posibilidad de

ocurrencia de una falla de acuerdo al resultado de un seguimiento de estos

valores y la posibilidad de la aplicación oportuna de mantenimiento

preventivo adecuado.

Además se tiene a disposición corriente consumida por motor, la

corriente de salida del VSC y el voltaje de salida del VSC. Estos valores

permiten conocer el comportamiento del equipo, suministrando detalles

importantes de su funcionamiento. Además, se puede conocer la relación del

transformador a partir de las corrientes de salida del VSC y corriente del

motor.

También se tiene la ventaja de adicionar tres señales digitales y cuatro

analógicas, de tal forma que se puedan manejar otros datos, que no son del

variador, pero si de gran utilidad para su operación, como lo es conocer la

presión de fondo o colocar un sensor de flujo o cualquier otro instrumento

que genere señales análogas que varíen entre 4 y 20 miliamperios, así como

señales digitales.

Con el monitoreo de la corriente DC que entra al filtro LC del VSC,

podremos garantizar el funcionamiento del filtro que minimiza la presencia de

los armónicos que son considerados uno de los problemas que más afectan

el sistema de bombeo electro sumergible.

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El ICM permite el control total del variador de frecuencia, es decir,

desde el arranque hasta el paro de forma remota del mismo. Permite

modificar los parámetros de operación y protección, de esta forma es posible

ajustar las condiciones de operación del variador y mantenerlo trabajando de

manera eficiente en todo momento; variando la frecuencia de operación de

acuerdo a las necesidades del momento.

De acuerdo con todos estos beneficios que introduce este nuevo

sistema se puede inferir que la incorporación del mismo mejora notablemente

las operaciones de mantenimiento y control de los sistemas de bombeo

electro sumergible.

4.3.3. VIABILIDAD ECONÓMICA

En esta fase se realizó un estudio de los beneficios económicos que

incorpora la implantación del nuevo sistema: Permite disminuir los costos de

operación, porque para hacer reparaciones menores y ajustar los parámetros

de operación y control, ya no será necesario el traslado del operador hasta

las plataformas de BES ubicadas en el lago de Maracaibo a través de los

medios usados con ese fin, que son embarcaciones como la de la Figura 26

que introducen un gasto diario de aproximadamente 663.764 Bolívares, por

concepto del alquiler del servicio.

Page 23: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

99

Otro de los aspectos económicos que es necesario analizar es el

estudio de la posibilidad de expandir el uso del sistema anterior, obteniendo

más información del variador de frecuencia a través de las otras señales que

proporciona la tarjeta costumer interface board, para esto es necesario

invertir grandes cantidades de dinero en la compra de tarjetas de entrada y

salida para los PLC’s, a esto se le suman los costos de cableado para cada

una de las señales de control, y el resultado sería un sistema con toda las

deficiencias que incorpora un sistema de control análogo.

Fig. 26:Medio de transporte para el traslado de operadores

Fuente: Contreras y Rosales (2000)

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100

Una de estas deficiencias es un cableado mas complicado (como el de

la Figura 27 necesario para guiar cada señal por separado hasta las entradas

o salidas de los PLC’s.

4.4. IMPLANTACIÓN DE LA PLATAFORMA DE RED

En esta fase se procedió a la instalación de todos los dispositivos

necesarios para conformar la red de comunicación entre los seis (6)

variadores de frecuencia y el PLC.

Con las dificultades que incorpora el ambiente donde se desarrolló el

proyecto, se realizó un inventario de las herramientas y materiales

necesarios para la realización del trabajo, fase en la cual se debe tener

bastante cuidado, ya que el acceso al sitio donde se desarrolló el trabajo es

Fig. 27: Cableado necesario para activar el sistema anterior Fuente: Contreras y Rosales (2000)

Page 25: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

101

bastante complicado y el simple hecho de olvidar alguno de estos detalles

traería como consecuencia un atraso en la operación, lo cual se traduce en

perdida de dinero.

Una vez que se tiene todo el material y las herramientas puestas en

sitio, se comenzó con la instalación de los terminales externos RS-485,

debido a que , los nuevos variadores de frecuencia de Centrilift ya traen

incorporados estos terminales. Seguidamente se procedió a la instalación

de la tubería conduit de ¾ de pulgada y 100% aluminio por los efectos de

corrosión muy característica en el lago de Maracaibo, la tuberia través de la

cual pasará el cable de par trenzado que será la línea de transmisión. La

misma , que se muestra en la Figura 28.

Fig. 28: Tubería para guiar el Cableado de la Red. Fuente: Contreras y Rosales (2000)

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102

Estas son necesarias por las condiciones del ambiente industrial en el

que se desarrolló el proyecto, la misma posee ciertas características para no

ser afectada por la corrosión, condición bastante característica del sitio. Su

función no es más que una protección mecánica para el medio físico de

transmisión del bus de datos.

Una ves instalada la tubería, se acopló con los conectores provistos

para la unión entre la tubería del cableado y la caja de conexión de los

terminales externos RS-232/RS-485.

Con toda la protección mecánica para el medio físico de transmisión,

se procedió a realizar las interconexiones de nuestros dispositivos de red

como se muestra en la Figura 29, de acuerdo al esquema desarrollado.

Fig. 29: Interconexión de los Dispositivos de la RED .

Fuente: Contreras y Rosales (2000)

Page 27: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

103

4.5.CONFIGURACIÓN DE LA PLATAFORMA DE RED :

Esta es la fase final para la puesta en marcha de la red, en la cual se

verifica el buen funcionamiento de los dispositivos que la conforman y la

comunicación entre ellos, para esto es necesario programar el variador de

frecuencia de acuerdo al siguiente procedimiento:

Verifique que el led indicador del ICM esta funcionando.

Presione la tecla Display analog inputs tres veces, se presentara en la

pantalla del Key Pad un despligue de menú que se moverá con las teclas

identificadas por ( � ) y ( � ) en el menú se muestran las siguientes opciones

MODO KEY PAD, SCADA A, SCADA B, seleccionando una de estas

opciones se determina el modo de operación del ICM. El canal de

comunicación podrá determinarse con aceptar la opción que se va a utilizar,

basta con mostrarla en pantalla y luego oprimir la tecla enter.

Para seleccionar la dirección del puerto a utilizar, presione la tecla

Display analog inputs cuatro veces, se presentara en la pantalla del Key Pad

un despliegue de menú que se moverá con las teclas ( � ) y ( � ) las opciones

varían en un rango desde 1 hasta 255. Estas direcciones en el diseño varía

entre uno y seis que corresponde a un número preestablecido por la posición

o ubicación del variador dentro de la plataforma BES.

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104

Para la configuración de la velocidad de transmisión, presione la tecla

Display analog inputs cinco veces, se presentará en la pantalla del Key Pad

un despliegue de menú que se moverá con las teclas ( � ) y ( � ), las

opciones desplegadas son 2400,4800,9600 y 19200 baudios.

La rata de baudios utilizada en el desarrollo fue de 9600 porque es la

velocidad con la cual se comunican los PLC’s.

Para el Bit de paridad, presione la tecla Display analog inputs seis

veces, se presentará en la pantalla del Key Pad un despliegue de menú que

se moverá con las teclas ( � ) y ( � ), se mostrará en pantalla las siguientes

opciones Add, Even y None. Para el caso de este desarrollo, la opción

seleccionada fue none porque el protocolo de comunicación MODBUS no

necesita el uso del bit de paridad para el intercambio de datos.

Una vez configurados cada uno de los variadores de frecuencia de

acuerdo al procedimiento señalado anteriormente, se debe colocar el jumper

con el cual se conecta la resistencia terminal de línea en el nodo final de la

red (el último ICM).

El último paso consiste en una prueba en la cual se verifica el correcto

funcionamiento de la red. Este consiste en conectar un computador portátil al

bus de datos, con el cual se logra interrogar a los variadores de frecuencia.

Para interfazar este nuevo elemento es necesario usar un convertidor RS-

485 a RS-232, porque los computadores portátiles por lo general cuentan

Page 29: CAPITULO IV ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

105

con un puerto RS-232. Para solucionar este problema Centrilift ha

desarrollado el VCI-141-CN, el cual permite convertir los niveles de voltaje,

es decir, es una interface RS-485/RS-232 y viceversa, el software con el que

se despliegan los datos arrojados por los ICM, es una hoja de cálculo

diseñada en Microsoft Excel enlazada o directamente relacionada con el

software de terminales de entradas y salidas de MODBUS, a través de un

protocolo de software (DDE) sus siglas en ingles Dinamic Data Exchange

que se encarga de establecer la comunicación entre las diferentes

aplicaciones del sistema operativo Windows .

Si la comunicación a través de este software no presenta ningún error,

se podrá asegurar que todos los dispositivos que componen la red se están

comunicando correctamente. Esto se debe a que el protocolo de

comunicación MODBUS en todos sus procesos de transmisión/recepción de

datos hace uso de un código de detección de errores, que consiste en

transmitir los bloques de datos, acompañados por un “Cyclic Redundancy

Check” (CRC).