INVESTIGACIÓN OPERATIVA

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Francisco José Herrero Moya
hace 6 años
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1 INVESTIGACIÓN OPERATIVA USO DE TELEMETRIA EN PROCESOS INDUSTRIALES MSc. Orlando Philco A. LA TECNOLOGÍA DE SUPERVISIÓN Y CONTROL PARA LA OPTIMIZACIÓN DE PROCESOS PRODUCTIVOS

2 USO DE TELEMETRIA EN PROCESOS INDUSTRIALES El mundo tecnológico de hoy, exige eficiencia en los procesos y en el manejo de los procesos industriales, esto determina el nivel de competitividad y la habilidad de maximizar la rentabilidad y liderar el mercado hacia el futuro. Lograr aumentar o mantener la producción a unos menores costos. Para poder lograr esto, es indispensable poder monitorear y controlar todos los procesos que puedan afectar la productividad, competitividad, toma de decisiones y recursos económicos involucrados en los procesos productivos.

TELEMETRÍA Telemetría: en su significado literal es medición a distancia.

radio el arranque y paro de una bomba o bombas en un pozo, abrir o

tanque, monitorear la presión del proceso, su temperatura, las variables

3 TELEMETRÍA Telemetría: en su significado literal es medición a distancia. Sirve para monitorear y controlar a distancia a través de una señal de radio el arranque y paro de una bomba o bombas en un pozo, abrir o cerrar la válvula de un tanque, saber que cantidad de agua tiene un tanque, monitorear la presión del proceso, su temperatura, las variables eléctricas de motores/bombas y principalmente atender fallas de manera inmediata.

4 ARQUITECTURA DE UN SISTEMA DE TELEMETRÍA La telemetría es una tecnología que permite la medición remota de magnitudes físicas y el envío de la información hacia una central de monitoreo. Los sistemas de telemetría reciben las instrucciones y los datos necesarios en forma bidireccional para operar y controlar los procesos mediante telecomandos. Un equipo de telemetría esta compuesto por un PLC y un modem GPRS, lo que comúnmente se conoce como RTU (Unidad Terminal Remota). A la RTU se conectan los dispositivos de instrumentación y sensorica del proceso, mediante entradas analógicas de 4 20mA, y 0 10V o por medio de un bus de campo como Modbus RTU, HART, AS- Interface o Profibus DP.

ARQUITECTURA DE UN SISTEMA DE TELEMETRÍA La comunicación entre la RTU y los sensores es en tiempo real, la información del proceso es transmitida por la RTU utilizando la red GPRS del operador

5 ARQUITECTURA DE UN SISTEMA DE TELEMETRÍA La comunicación entre la RTU y los sensores es en tiempo real, la información del proceso es transmitida por la RTU utilizando la red GPRS del operador celular hacia los servidores de la central de monitoreo (SCADA) sobre una red TCP/IP pública. El sistema de telemetría permite el envío de alarmas del proceso y acciones para controlar el proceso desde un dispositivo móvil o desde Internet.

6 APLICACIONES SISTEMA DE BOMBEO Sistemas de Bombeo de Agua Potable Telemetría para Control y Monitoreo de Sistemas de Bombeo

Sistemas de Supervisión y Control (SCADA) Diseño de Interfaces Graficas HMI Principales Variables a Monitorear y Controlar: - RPM. - Frecuencia. - Voltaje - Corriente.

7 Sistemas de Supervisión y Control (SCADA) Diseño de Interfaces Graficas HMI Principales Variables a Monitorear y Controlar: - RPM. - Frecuencia. - Voltaje - Corriente. - Potencia. - Cloro. - Caudal. - Temperatura. - Nivel. - Turbidez. - Humedad - Presión. - Marcha/Paro Motores - PH. - En general cualquier variable de proceso susceptible de ser medida.

pozo, estado de la bomba, nivel en tanques, presiones, temperaturas, alarmas por falla de fase, falla en la

8 CONTROL DE NIVEL EN TANQUES- POZOS Los beneficios inmediatos son tales como el control del proceso en forma inmediata de las diferentes variables que hay en la extracción de petróleo: Flujo, Nivel dinámico y estático en pozo, estado de la bomba, nivel en tanques, presiones, temperaturas, alarmas por falla de fase, falla en la alimentación, alarma por intrusión etc. La comunicación puede ser a través de red celular u otros enlaces inalámbricos, como el satelital.

9 Eficiencia utilizando monitoreo remoto Ejemplo de sistema básico

10 Eficiencia en proceso productivo Ejemplo 2 Conocer datos de funcionamiento de la unidad de bombeo, permite orientar los gastos de mantenimiento hacia donde realmente se necesitan.

pozo. Reduce la asistencia al sitio: Los pozos monitoreados con Telemetría simple y de bajo costo, reducen

11 Eficiencia en proceso productivo Aumenta la Productividad del Pozo: El simple hecho de conocer rápidamente, si una unidad de bombeo está efectivamente extrayendo petróleo, es de vital importancia para incrementar la productividad del pozo. Reduce la asistencia al sitio: Los pozos monitoreados con Telemetría simple y de bajo costo, reducen significativamente los movimientos de personal y maquinaria, para las tareas de control y mantenimiento Ejemplo de Control Puerto a Puerto

Tecnología para la eficiencia Los sensores pueden ser

Dispositivo Paro-Arranque en base a Horario (PLR) Macro

Water Medidor de variables eléctricas Merlin Gerin Equipo de

12 Tecnología para la eficiencia Los sensores pueden ser instalados sin tener que perforar ductos de gas o petróleo Dispositivo Paro-Arranque en base a Horario (PLR) Macro Medidor Magnético Seametrics Sensor de Nivel Continuo Global Water Medidor de variables eléctricas Merlin Gerin Equipo de Telemetría Arrancadores Suaves y Transformadores secos General Electric

Tanque Muestra el Flujo Instantáneo y Totalizado de las Entradas y Salidas del Rebombeo

13 Ejemplo Software de Control Pantalla Principal de Rebombeo. Muestra el estado de cada Bomba (Falla, Detenida, Operando) Muestra y Emite Alarmas de Nivel del Tanque Muestra el Flujo Instantáneo y Totalizado de las Entradas y Salidas del Rebombeo *Pantalla de Variables Eléctricas, Voltajes, Corrientes, Factores de Potencia, Consumos Eléctricos *Información disponible en Pozos y Rebombeo.

14 Ejemplo Software de Control Pantalla Principal de un Pozo Muestra el Estado de la Bomba (Falla, Detenida, Operando) Muestra y Emite Alarmas de la Operación del Pozo Muestra el Flujo Instantáneo y Totalizado del Tren de Descarga

15 Ejemplo Software de Control

Tecnología para la eficiencia El uso de dispositivos como Arrancadores suaves, protectores para la bomba, Arrancador de Tensión Reducida (ATR), Variadores de Velocidad, PLR (Interruptores Horario),

16 Tecnología para la eficiencia El uso de dispositivos como Arrancadores suaves, protectores para la bomba, Arrancador de Tensión Reducida (ATR), Variadores de Velocidad, PLR (Interruptores Horario), transformadores secos ayudan a lograr eficiencia en los procesos productivos. El PLR es un dispositivo que se utiliza para encender o apagar una bomba en determinadas horas del día (especialmente las horas pico) tomando en cuenta las reservas de agua en tanques o rebombeos para no estar trabajando el pozo innecesariamente. Este equipo trabaja en forma local para cada pozo y puede trabajar en serie o en paralelo a los controles por medio de la Telemetría.

17 Descripción de Tecnología Medidor de Variables Eléctricas Monitorea y registra el consumo eléctrico de la bomba y lo divide hasta en 25 mediciones diferentes: Voltaje de las Fases, Amperaje de las fases, KW, Factor de Potencia, KWH, Kvar, KVAH, demanda máxima, etc. Bajo costo y determina consumos por hora, día, semana, mes y los datos son enviados a la estación de monitoreo a través del equipo de telemetría.

18 Descripción de Tecnología Los arrancadores suaves evitan que la bomba trabaje a su máxima capacidad en forma instantánea al encenderla, empezando lento y aumentando la fuerza de la bomba paulatinamente hasta llegar al funcionamiento normal de la bomba. El variador de frecuencia se utiliza para mantener un flujo constante de agua sin importar los cambios de presión o viceversa para mantener un desempeño optimo en la producción de agua. Los transformadores secos se utilizan para regular y proveer el voltaje necesario para que los equipos instalados en la caseta del pozo no sufran daños por bajos o altos voltajes por parte del proveedor de electricidad.

19 Se puede aumentar la protección de transformadores y evitar actos de robo y sabotajes. Cualquier actividad no autorizada que suceda cerca de los transformadores pueden rastrearse en tiempo real. SCADA de Central Fotovoltaica S&W

22 En resumen alcanzar la optimización en procesos productivos es un objetivo esencial de las organizaciones. El uso eficiente de los recursos necesita de Trazabilidad en tiempo real, de Reducción de costos de operación, Planificación de operación, mantenimiento y producción. La capacitación del recurso humano con el apoyo de infraestructuras tecnológicas ayudan a la optimización.

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