memoria técnica 1 Álvarez andino

7/23/2019 Memoria Técnica 1 Álvarez Andino

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DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

INGENIERÍA ELECTRÓNICA, AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL

CONTROL DE PROCESOS

ALUMNO:

MARCELO ÁLVAREZCRISTIAN ANDINO

FECHA:

08 - 01 - 2015



CONTENIDO

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .............................................................................. 1

ANÁLISIS DE VIABILIDAD TÉCNICA ............................................................................. 1

TÉCNICA DE CONTROL PARA RESOLVER EL PROBLEMA .................................... 1

CONTROL ON/OFF CON HISTÉRESIS ........................................................................ 2

DIAGRAMA P&ID ................................................................................................................. 3

DESCRIPCIÓN.................................................................................................................... 3

DIMENSIONAMIENTO Y ESPECIFICACIONES DE LOS SENSORES Y EQUIPOSDE CONTROL ......................................................................................................................... 4

PLANTA DE TEMPERATURA DEGEM SYSTEM AIR FLOW CONTROL ............ 4

SENSOR DE CIRCUITO INTEGRADO IC .................................................................... 5

SELECCIÓN DE HARDWARE Y SOFTWARE ................................................................ 5

MICROLOGIX 1100 ........................................................................................................... 5

WONDERWARE INTOUCH............................................................................................. 6

PROGRAMACIÓN Y PARAMETRIZACIÓN DE DISPOSITIVOS................................ 7

RSLINX CLASSIC GATEWAY ........................................................................................ 7

PROGRAMACIÓN LADDER ........................................................................................... 8

DISEÑO Y CONFIGURACIÓN DEL HMI/SCADA........................................................... 9

MODO MANUAL ................................................................................................................ 9

MODO AUTOMÁTICO ................................................................................................... 10

ANEXO ................................................................................................................................... 11

MANUAL DE USUARIO.................................................................................................. 11



1

MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El cliente requiere realizar un control de temperatura para un horno de pintura teniendo en

cuenta los siguientes parámetros:

- Los rangos de trabajo de temperatura serán entre 40 y 60 grados centígrados.

- Se tendrá un máximo de error de ± 2 °C en estado estable

- Se tendrán dos alarmas:

o Temperatura Alto: Si el valor de la temperatura medida supera en 3 °C al set

point.

o Temperatura Bajo: Si el valor de la tempratura medida es menor en 3 °C al set

point.

ANÁLISIS DE VIABILIDAD TÉCNICA

De acuerdo a los parámetros establecidos por el cliente, utilizando distintas técnicas de control

es posible dar solución al problema.

Dado que el cliente no cuenta con mucho apoyo económico no se dará tanto énfasis a la parte

de la interfaz y sus complementos como ventanas emergentes e históricos.

Se requerirá se software y hardware especializado para realizar dicho trabajo como:

- PLC’s - Entorno HMI

- Sensores y Actuadores

TÉCNICA DE CONTROL PARA RESOLVER EL PROBLEMA

Actualmente en la industria cerca del 70% de tipos de control son ON/OFF, para la solución

del presente problema se ha elegido este tipo de controlador debido a las características del

planteamiento del problema.

El modo de control ON/OFF es lo más elemental y consiste en activar el mando de

calentamiento cuando la temperatura está por debajo de la temperatura deseada SP y luego

desactivarlo cuando la temperatura esté por arriba.



Figura 1. Control ON/OFF

CONTROL ON/OFF CON HISTÉRESIS

Para evitar un número excesivo de conmutaciones se incluye un laso de histéresis como se

muestra en la figura 2. La histéresis es como una oposición a experimentar cualquier cambio,

cosa que normalmente sería un efecto perjudicial para ciertas aplicaciones por lo que se debe

escoger adecuadamente las aplicaciones en las cuales este controlador funcionariaadecuadamente.

Su respuesta es de tipo todo o nada, de forma que se conecta cuando la variable regulada ha

descendido hasta un valor por debajo de la variable de consigna y solo se desconecta cuando

dicha variable supera el límite superior de la variable de consigna.

Figura 2. Control ON/OFF con histéresis

Histéresis:Diferencia máxima en los valores de salida del instrumento para el mismo valor cualquiera

del campo de medida. En la figura 3 un control con histéresis.



Figura 3.Muestral de la evolución de la temperatura controlado por un control on-off con histéresis

DIAGRAMA P&ID

Figura 4. Diagrama P&ID

DESCRIPCIÓN

o Como se puede observar en la figura 4 se tiene un sensor, un transmisor y un

indicador, que serán los encargados de realizar el control con el PLC.



DIMENSIONAMIENTO Y ESPECIFICACIONES DE LOS SENSORES Y EQUIPOSDE CONTROL

PLANTA DE TEMPERATURA DEGEM SYSTEM AIR FLOW CONTROL

Figura 5. Planta de Temperatura Degem Systems Air Flow Temperature Control

Para el presente trabajo se utilizó la planta Degem System Air Flow Temperature Control del

laboratorio de Control de Procesos como se muestra en la figura 5, la cual consta de los

siguientes elementos a utilizar:

- Actuador de temperatura

- Sensor de temperatura

- Alimentación DC

Figura 6. Sensor y Actuador de la Planta



SENSOR DE CIRCUITO INTEGRADO IC

Se fundamenta en la característica de la unión p-n de los semiconductores. Está formado por

circuitos integrados sobre un chip, el cual presenta una salida lineal y proporcional a la

temperatura.

Se consiguen sensores IC que presentan salidas en voltaje analógico y en forma digital. Por

estar hechos a base de silicio, su rango de temperatura está limitado aproximadamente a los

150 °C, son los más lineales, tienen un alto rendimiento y son muy económicos. Una de las

principales ventajas de los sensores IC es su fácil interface.

Figura 7. Sensor IC integrado en el Módulo Degem

SELECCIÓN DE HARDWARE Y SOFTWAREPara el control de temperatura de la planta Degem Systems se ha optado por utilizar el PLC

Micrologix 1100 de la marca Allen-Bradley.

Por otro lado la interfaz gráfica se lo realizará en el software Wonderware InTouch.

A continuación se detallan ciertas características de hardware y software mencionado anteriormente.

MICROLOGIX 1100

Características:

Incluye un puerto EtherNet/IP™ de 10/100 MBps incorporado para mensajería entre

dispositivos similares

Proporciona una memoria de 8 KB (4 KB de programas de usuario con 4 KB de datos de

usuario)

Permite el acceso, el monitoreo y la programación desde cualquier conexión Ethernet

Admite la edición en línea

Proporciona un servidor web incorporado que permite configurar los datos del controlador para

que aparezcan como una página web

Contiene un puerto combinado RS-232/RS-485 aislado para comunicación en serie y conectada

en red



Permite monitorear y modificar los datos del controlador a través de una pantalla LCDincorporada

Compatible con módulos de E/S de expansión MicroLogix 1762 (hasta cuatro módulos por

controlador)

Admite un máximo de 144 puntos de E/S digitales

Figura 8. PLC Micrologix 1100

WONDERWARE INTOUCH

Wonderware ® InTouch ® ha sido el número uno en el mundo de interfaz hombre-máquina (HMI), ofreciendo la legendaria facilidad de uso, la innovación líder en el mercado,

protección de la inversión sin igual, gráficos brillantes, conectividad sin igual, el mejor apoyo

de la industria y el más amplio ecosistema de socios.

Permite crear de forma rápida y, aplicaciones de visualización reutilizables estandarizados

luego implementarlos en toda la empresa sin tener que salir de su oficina.

Figura 9. Wonderware InTouch



PRINCIPALES VENTAJAS

Verdaderamente la legendaria facilidad de uso, permitiendo a los desarrolladores y

operadores para ser más productivos

Integración de dispositivos y la conectividad sin igual para prácticamente todos los

dispositivos y el sistema Integración con ArchestrA System Platform proporciona eficiencia de la ingeniería

superior y permite el control de toda la empresa y las normas de adquisición de datos

Impresionante representación visual gráfica y la interacción con su operación trae la

información correcta a las personas adecuadas en el momento adecuado

Historia sin igual de la migración de aplicaciones a las versiones más recientes para

proteger su inversión en ingeniería de aplicaciones HMI

PROGRAMACIÓN Y PARAMETRIZACIÓN DE DISPOSITIVOS

Se debe configurar el PLC mediante el software RSLinx Classic Gateway y luego grabar elrespectivo programa mediante el software RSLogix 500 como se muestra a continuación.

RSLINX CLASSIC GATEWAY

Figura 10. RSLinx Classic Gateway

En el software RSLinxs se debe configurar el tipo de comunicación que en este caso se la

realizó via Ethernet.

Para cargar el programa realizado en el software RSLogix 500 se debe ir a carga y

posteriormente a ejecutar como se muestra en la figura 11.

Configurar

Dispositivo



Figura 11. Configuración RSLogix 500

PROGRAMACIÓN LADDER

Figura 12. Ladder parte 1

El bloque SCP se encarga de escalar los datos que ingresan por el sensor análogo. Se ha

escogido una escala según los 1024 bits que nos entrega el conversor análogo como se muestra

en la figura 12.

Figura 13. Bloque SCP

Descargar elsoftware en el

PLC

Ejecución del

PLC

SCP



Siguiendo con la programación se tiene la configuración de condiciones del sistema y la

configuración de la histéresis como se muestra en la figura 14.

Figura 14. Ladder parte 2

DISEÑO Y CONFIGURACIÓN DEL HMI/SCADA

Se realizó el diseño en el software InTouch con las siguientes características como se mostrará

a continuación.

MODO MANUAL

Figura 15. Configuración Manual

Switch

Master

Control

Automático

y Manual

Indicadores de

temperatura

Condiciones

de uso del

sistemaHistéresis



Switch Master: Encargado de encender el sistema.

Switch Auto/Man: Se encarga de seleccionar si el sistema se utilizará en automático o manual.

Switch Manual: Enciende o apaga el actuador según el requerimiento del operador.

Indicadores de temperatura: Las barras tendrán asociados los valores del SET POINT y la

TEMPERATURA ACTUAL

MODO AUTOMÁTICO

Figura 16. Configuración Automático

Set Point: En esta entrada numérica se establece el valor requerido de temperatura del

sistema.

Start: Enciendo el modo automático.

Stop: Detiene el modo automático.

Start y Stop

del modo

Automático

Set Point



ANEXO

MANUAL DE USUARIO

Para empezar todo el proceso el primer paso es inicializar la comunicación con el PLC y estose lo realiza a través del software RSLinx.

Se debe seleccionar el tipo de driver a utilizar en este caso ETHERNET.

Como se puede observar el driver está corriendo y listo para realizar la respectivaconfiguración.

Configure

drivers

Runnin



Ahora mediante el Bootp/DHCP Server 2.3 se debe configurar a que dirección IP se desea

comunicar y podemos proceder a descargar el programa realizado en RSLogix 500.

Se debe ir a Comunicaciones sitema…

Posteriormente se debe escoger la configuración Ethernet y descargar el programa

Se debe tener en cuenta que antes de cargar el programa hay que verificar errores como se

muestra a continuación.



Una vez configurado el PLC se debe realizar la conexión con InTouch.

Se debe ir a Acces Name y configurar como se muestra a continuación.

Una vez realizado este paso podemos pasar a ejecutar nuestro programa y realizar los

respectivos cambios en el sistema.

El Switch Master se encarga de prender o apagar todo el sistema.

Verificar

Errores



Una vez encendido el sistema se pueden realizar todos los cambios necesarios dentro de la

parte manual como se puede observar.

Además se tiene el modo automático en el cual se puede configurar los parámetros para el

modo mencionado anteriormente como se muestra en la siguiente grafica.

Prender oapagar en

modo

manual

Parámetros

para el modoauto

memoria técnica 1 Álvarez andino

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