filosofía de control

Criterio de Diseo

CONACSA S.A.

ACIDUCTO CODELCO RADOMIRO TOMIC

FILOSOFIA DE CONTROL

Doc. N Q1027-99000-J-DC-002

Jefe Disciplina : A. Wrbka __________________

Gerente Ingeniera : D. Mndez __________________

Gerente Proyecto : G. Reveco __________________

Gerente Cliente : O. Garca __________________

0 Construccin AW AW DMC GR OG 14-Jun-02 B Aprobacin Cliente AW AW DMC GR OG 11-06-02 A Coordinacin Interna AW AW DMC GR OG

Rev. Emitido Para: Por J.Disc G Ing G.Proy Cliente Fecha

Ingenieros y Consultores

Ltda.

Filosofa de Control Doc. N: Q1027-99000-J-DC-002

Rev. 0, 14 Jun. 02

Q102799000JDC002-0 Filosofia de Control.doc Pgina 2 de 9


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INDICE Pgina 1 ALCANCE 3

2 REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA DE CONTROL 3

3 CONTROL DE EQUIPOS 3

4 DESCRIPCIN DEL PROCESO Y ESTRATEGIAS DE CONTROL 4

4.1 Transporte de Acido 5

4.2 Deteccin de fugas y vaciado de la caera 9

4.3 Prdida de energa y/o falla del sistema de control 9

4.4 Llenado de la caera con cido 9


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1. ALCANCE Este documento tiene por objetivo describir los lineamientos principales que se aplicarn en el control de proceso, monitoreo de las seales y estados de operacin de equipos asociados al Proyecto Aciducto Codelco Radomiro Tomic de Conacsa S.A.

2. REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA DE CONTROL La operacin normal del Aciducto ser remota desde una sala de control ubicada en el sector de estanques de recepcin de cido en Radomiro Tomic, empleando una estacin de operacin configurada para dicho fin. La interfaz grfica con el proceso ser configurada de modo tal de entregar al operador pantallas con una representacin en tiempo real del proceso y permitir el comando de equipos y monitoreo de alarmas de los equipos que forman parte del proyecto. La lgica de control ser realizada por los PLC, ubicados en las estaciones de bombeo, drenaje, traspaso, Radomiro Tomic y Chuquicamata. los cuales controlarn las variables de proceso, y se encuentran interconectados entre si y con el control central por una red de fibra ptica. Todas la seales relacionadas directamente con la instrumentacin de terreno sern canalizadas y alambradas hacia los gabinetes que contienen los mdulos de entrada y salida y PLC locales en cada una de las estaciones. Para prevenir fallas del sistema ante cadas de energa de la red, se ha considerado alimentar los PLC, los gabinetes de I/O e instrumentos mediante fuentes UPS con capacidad para operar una hora, empleando sus bateras.

3. CONTROL DE EQUIPOS Cada equipo (motor) contar con una estacin de control local (partir / parar) la cual se ubicar cercana al equipo en una posicin segura para el operador. El botn de parada de emergencia formar parte de la misma botonera y ser del tipo hongo con contacto retenido. Mediante seleccin del modo de operacin deseado desde la sala de control, los equipos podrn operar en los siguientes modos:

Mantencin Desconectado Normal


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Mantencin: En este modo se permite el comando local individual de cada equipo, sin enclavamientos de proceso, pero con enclavamientos de seguridad. Desconectado: En este modo el programa del PLC interrumpe el circuito de control del equipo. No es posible completar una orden de partida local ni remota. Normal: En este modo los equipos son operados desde la sala de control. Todos los enclavamientos estn presentes. La operacin normal permite dos submodos: automtico y manual.

En el modo automtico las secuencias de partida son generadas automticamente por el programa de control del PLC de acuerdo a los estados de seguridad y proceso de los equipos involucrados. Tambin se pueden programar secuencias de parada.

En el modo manual los comandos de partida y/o parada de equipos los

realiza el operador desde la consola de operacin.

En modo manual como en el modo automtico los enclavamientos de proceso y de seguridad estarn activos.

Operacin local La operacin local se realiza mediante botoneras Partir / Parar. La botonera Partir operar solo en el modo mantencin, con los enclavamientos de seguridad activos y ser del tipo jog. La botonera Parar estar siempre habilitada. La parada de emergencia estar directamente alambradas en el circuito de control del partidor permaneciendo activa en forma permanente. Todas las seales de enclavamiento y estado sern alambrados al sistema de control individualmente y podrn ser desplegados en las consolas de operacin, a modo de entregar al operador una indicacin completa del estado operacional o falla de cada equipo en un momento determinado.

4. DESCRIPCIN DEL PROCESO Y ESTRATEGIAS DE CONTROL El proceso para el cual a continuacin se describen las estrategias de control, es el mostrado en el diagrama de flujo del proyecto, plano Q1027-99000-F-DW-001, y planos P&ID Q1027-99000-P-DW-001/002/003/004.


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4.1 Transporte de Acido

El transporte de cido se inicia en los estanques de almacenamiento ubicados en Chuquicamata, desde donde es transportado en forma gravitacional y bombeada, mediante un sistema de caeras, estanques y bombas, hasta los estanques de almacenamiento en Radomiro Tomic. Para la conduccin del cido, se dispone de una caera y un conjunto de instalaciones (estaciones) cuyo objetivo y funcionamiento se describe a continuacin. En trminos generales el sistema de control deber mantener los parmetros de operacin en los lmites definidos como seguros para la operacin del aciducto. Para ello:

El sistema de bombeo se autorregular para transportar un caudal constante establecido por el operador hasta los estanques de RT.

Se ejercer control del caudal en la vlvula de control a la llegada del estanque de la estacin de bombeo N 1.

El inicio de la operacin normal se efectuar estacin por estacin por el operador.

La detencin normal se efectuar por comando del operador, en una secuencia automtica preestablecida.

El llenado del aciducto se efectuar por tramos, comandado desde la sala de control y con asistencia del operador en terreno.

El vaciado del aciducto por condicin de fuga se efectuar en forma automtica previa confirmacin del operador.

En condicin normal, las caeras del sistema siempre debern permanecer llenas con cido.

4.1.1 Estacin de Recepcin de Acido desde Estanques Chuquicamata.

Tiene por objetivo recibir el cido e ingresarlo al sistema de transporte en forma controlada, para lo cual contar con la instrumentacin y dispositivos controladores para las siguientes funciones: Medicin de la presin, temperatura y concentracin del cido recibido Medicin del caudal del cido Control del venteo del aire que escapa al llenar la caera Control del quiebre del vaco (entrada de aire) al vaciar la caera

4.1.1.1 Filosofa de control para la operacin de llenado de la tubera:

La caera debe llenarse solo con cido de la concentracin y temperatura especificada


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La caera debe llenarse gradualmente Durante el llenado el aire que desplaza el lquido debe escapar

evitando la formacin de bolsones

4.1.1.2 Filosofa de control para la operacin normal:

El tramo de caera debe mantenerse lleno con cido, sin entrampar aire

Se medir e integrar el flujo de cido que ingresa al sistema

4.1.2 Estaciones de Drenaje en general

Tienen por objetivo, en caso de detectarse una rotura en la caera o para fines de inspeccin, vaciar el cido contenido en el tramo de caera a un estanque de contencin desde el cual se pueda recuperar y transportar luego hasta su destino final.

Contarn con equipamiento de control para las siguientes funciones: Medicin del flujo en el punto mas alto de la caera siguiente a la

estacin Control de la vlvula que permite el drenaje Deteccin de referencia de presencia de lquido en el estanque de

almacenamiento Control manual del drenado de la caera con un flujmetro porttil Control de la vlvula de admisin de aire en la estacin Chuquicamata

(solo para estacin de drenaje N 1)

Durante la operacin normal del aciducto las estaciones de drenaje permanecen inactivas. Para la recuperacin del cido desde los estanques de contencin se prevee control manual de las vlvulas.

4.1.3 Estacin de Bombeo N 1

Tiene por objetivo recibir el cido al trmino del primer tramo gravitacional, y bombearlo luego hacia la siguiente estacin. Contar con equipamiento de control para las siguientes funciones: Medicin y control del caudal de cido que llega a la estacin Medicin y control del nivel del estanque Medicin y control del caudal que sale de la estacin Control sobre la velocidad de las bombas que impulsan el cido hacia

la siguiente estacin


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Control de la vlvula que permite el vaciado hacia el estanque de bombeo, del tramo de caera hasta la siguiente estacin

Control de la detencin de las bombas por rampa de desaceleracin.

4.1.3.1 Filosofa de control para la estacin de bombeo N 1 El flujo de entrada de cido al estanque ser controlado en funcin

del caudal que fije el operador y corresponde al caudal de operacin del sistema.

Al detenerse el sistema, se cortar el flujo en esta vlvula dejando siempre llena la caera aguas arriba (primer tramo gravitacional).

El flujo de descarga de las bombas se controlar de modo de mantener el nivel del estanque entre los lmites preestablecidos.

Si por alguna razn el nivel del estanque sobrepasare un mximo preestablecido, se cortar el flujo de entrada.

En una detencin normal del sistema, la caera de impulsin hacia la estacin siguiente se mantendr siempre llena.

4.1.4 Estaciones de bombeo N 2, N 3 y N 4

Tienen por objetivo recibir el cido de la estacin anterior, y bombearlo luego hacia la siguiente estacin. Contarn con equipamiento de control para las siguientes funciones:

Medicin del caudal de cido que llega a la estacin. Medicin y control del nivel del estanque. Medicin del caudal que sale de la estacin. Control sobre las bombas que impulsan el cido hacia la siguiente

estacin. Control de la vlvula que permite el vaciado del tramo de caera

hasta la siguiente estacin. Control de detencin de las bombas por rampa de desaceleracin.

4.1.4.1 Filosofa de control para las estacin de bombeo N 2 a N 4

El flujo de entrada de cido al estanque ser todo lo que se enve de

la estacin anterior. Al detenerse las bombas, se cortar el flujo en las vlvulas de

retencin dejando siempre llena la caera aguas arriba. Las bombas se controlarn de modo de mantener el nivel del

estanque entre los lmites preestablecidos. Si por alguna razn el nivel del estanque sobrepasare un mximo

preestablecido, se cortar el flujo de entrada, detenindose las bombas de la estacin anterior.


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4.1.5 Estacin de traspaso (estanque en punto mas alto)

Tiene por objetivo recibir el flujo de la ltima estacin de bombas y transferir el cido hacia el segundo tramo gravitacional Contar con equipamiento de control para las siguientes funciones: Medicin del caudal de cido que llega a la estacin Medicin y control del nivel del estanque Medicin del caudal que sale de la estacin

4.1.5.1 Filosofa de control para la estacin de traspaso

El flujo de entrada de cido al estanque ser todo lo que se enve de

la estacin anterior Al detenerse el sistema, se cortar el flujo en la vlvulas a la llegada

a Radomiro Tomic dejando siempre llena la caera del tramo Si por alguna razn el nivel del estanque sobrepasare un mximo

preestablecido, se cortar el flujo de entrada, detenindose las bombas de la estacin que lo alimenta (Est. Bombeo N 4)

4.1.6 Estacin de entrega de cido en Radomiro Tomic Tiene por objetivo traspasar el cido transportado al los estanques de Radomiro Tomic en forma controlada y a su vez controlar el flujo en el tramo de escurrimiento gravitacional.

Contar con equipamiento de control para las siguientes funciones: Medicin y control del caudal de cido que llega a la estacin Medicin del nivel de los estanques de recepcin en RT Medicin e integracin del caudal que se entrega a RT Control de la vlvula que permite el vaciado del tramo

4.1.6.1 Filosofa de control para la estacin de entrega

El flujo que pase por la estacin ser controlado en funcin de

mantener el nivel del estanque de traspaso entre lmites preestablecidos

Al detenerse el sistema, se cortar el flujo en la vlvula a la llegada a Radomiro Tomic dejando siempre llena la caera aguas arriba

Indicacin del nivel de los estanques de RT Las vlvulas de alimentacin individual a los estanques receptores

sern operadas manualmente por personal de RT


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4.2 Deteccin de fugas y vaciado de caera

La deteccin de fugas se efectuar por tramos de caera, cuantificando la diferencia de flujo de entrada y salida en cada tramo. Para tal efecto se instalarn flujmetros de precisin en los extremos de cada tramo. De la lectura y procesamiento de la diferencia de flujo medida, se detectar la presencia de fugas con la precisin y confiabilidad necesaria para la toma de medidas operacionales que mitiguen los efectos de la fuga. Ante la deteccin de una diferencia de flujo de magnitud superior a un valor prefijado, el sistema de control dar alarma al operador y detendr la operacin del aciducto. El operador previo a la verificacin de la situacin iniciar el vaciado gravitacional del tramo afectado hacia el correspondiente estanque de retencin. Los dems tramos de caera no se drenarn. La operacin de vlvulas y bombas para producir el drenaje de caeras estar debidamente enclavado de modo de que la operacin se efecte siempre en forma segura tanto para las personas como para la instalacin. Adems de la deteccin de fugas por diferencia de flujo, se efectuar dos recorridos diarios, ida y vuelta, de inspeccin visual al aciducto para la deteccin de fugas menores y otras anomalas que se puedan presentar.

4.3 Prdida de energa y/o falla del sistema de control

Ante la interrupcin del suministro de energa o falla del sistema de control, la operacin del aciducto se detendr y las vlvulas de control tomarn su posicin de falla segura predefinida.

4.4 Llenado de la caera con cido El llenado de la caera por primera vez o despus de alguna mantencin, se efectuar en forma regulada por el sistema de control y los operadores, de modo tal que no se produzcan flujos de cido a una velocidad mayor a la de diseo ni tampoco atrapamiento de aire dentro de la caera.

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