Uso de sistemas de control tales como. procesos y maquinaria industrial, reemplazando a

Transcripción

1 AUTOMATIZACION INDUSTRIAL MS M.Sc. Ing. Avid idr Roman Gonzalez I PROING ING. ELECTRONICA 2010

2 INTRODUCCION Es una disciplina que incluye conocimiento y experiencia en diferentes ramas la ingeniería como: electricidad, electrónica, química, mecánica, comunicaciones, computación, etc. Uso sistemas control tales como computadoras, PLCs, PACs, etc., para controlar procesos y maquinaria industrial, reemplazando a los operadores humanos.

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4 OBJETIVOS DEL CONTROL DE PROCESOS Operar el proceso en forma segura y estable. Diseñar sistemas control que el operador pueda vigilar, comprenr y cuando sea necesario, manipular en forma selectiva. Evitar sviaciones importantes respecto a las especificaciones productos bidas a perturbaciones. Permitir que el operador cambie un valor seado o punto consigna (valor referencia) sin alterar inbidamente otras variables controladas.

5 Evitar cambios consirables y rápidos en variables manipuladas que podrían incumplir restricciones operación o alterar unidas integradas situadas en escalafones inferiores. Operar el proceso en forma congruente con los objetivos calidad d cada producto. Controlar las cualidas l producto en valores que maximicen su utilidad cuando se consiren índices con valores productos y amás minimicen el consumo energía.

6 SOLUCIONES A PROBLEMAS DE AUTOMATIZACION

7 A TENER EN CUENTA EN UN PROYECTO DE AUTOMATIZACION INDUSTRIAL Características l sistema objeto automatización (arquitectura física, estructuración en componentes, elementos sensores y actuadores, fectos típicos, etc.) Arquitectura l sistema control seleccionado (especificaciones cliente, opciones proveedor, etc.) Documentación eléctrica: Esquema cuadros eléctricos, esquemas implantación en campo (sensores, actuadores, borneras, buses campo). Documentación técnica.

8 Elementos que intervienen en un proyecto automatización industrial

9 El primer lanzador Ariane V explota 37 segundos spués l lanzamiento La escritura un valor 32 bits en un registro 16-bit. Este software ha sido utilizado en el Ariane IV (más lento que el Ariane V; el valor medido por el giroscopio láser nunca superó el 16 bits).

10 El metro automático METEOR en París ja funcionar La inicialización una variable con $FFFFFFFF se comparó con la fecha actual para gestionar la ocupación un buffer (a la edad un mensaje), pero $FFFFFFFF es la fecha l 10 enero Después esta fecha el buffer no se socupo.

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12 ESTRUCTURA GENERAL DE UN SISTEMA DE AUTOMATIZACION INDUSTRIAL Se tiene dos áreas bien finidas: id La parte operativa: Se tiene los dispositivos hardware y software que brindan la información necesaria para llevar a cabo las operaciones la planta, con una interfaz amigable y entendible para el operador. La parte control: Se encuentran los dispositivos control (PLC PLC s, DCP s o PC s industriales) i que realizan las acciones control en conjunto con los actuadores.

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14 2 ARQUITECTURAS MUY CONOCIDAS EN AUTOMATIZACION INDUSTRIAL Control Centralizado: Esta constituido por un computador, una interfaz proceso y una estación operador. Facilita el flujo información, pero pen la fiabilidad l computador. Control Distribuido: Requiere que puedan consirarse procesos o áreas funcionales susceptibles ser finidas por un algoritmo control que pueda realizarse forma autónoma. A cada unidad se stinará un autómata dimensionado acuerdo con los requerimientos l proceso.

15 SISTEMA DE AUTOMATIZACION DISTRIBUIDO Los sistemas puen ir s simples procesos fabricación a una integración diferentes áreas ntro la empresa (fabricación, gestión producción, control calidad, ventas, distribución, etc.), permitiendo una mayor eficiencia en los procesos.

16 Con esta metodología es posible que cada unidad funcional consista en un proceso relativamente sencillo comparado con el proceso global. Se reduce la probabilidad bilid d errores en la programación. Permite el empleo unidas control mas sencillas y por lo tanto mas económicas. La existencia fallas en algunas unidas no implica necesariamente la paralización todos los procesos. Es necesario realizar un estudio implantación previo, ya que se ben intificar los procesos autónomos, asignar elementos a cada proceso y diseñar el proceso intercomunicación.

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18 PIRAMIDE DE AUTOMATIZACION

19 Nivel Acción/Sensado (nivel célula) También llamado nivel instrumentación. Esta formado por los elementos medida (sensores) y mando (actuadores) distribuidos en una línea producción. Son los elementos mas directamente relacionados con el proceso productivo.

20 Nivel Control (nivel campo) Se sitúan los elementos actuadores y sensores. que gestionan a los Estos elementos puen ser PLCs o equipos aplicación especifica (por ejemplo los robots). Son dispositivos programables, haciendo posible ajusta y personalizar su funcionamiento.

21 Nivel Supervisión (nivel planta) Se supervisa a los existentes en planta. Normalmente compuesto pantallas industriales. SCADA. Conexión mediante prestaciones. buses dispositivos por control computadores campo o altas

22 Nivel Gestión (nivel empresa) También compuesto por computadores. En este nivel no es relevante el estado yla supervisión los procesos planta. Lo que importa es la información relacionada ala producción ysu gestión asociada. Cantidad materia prima utilizada, producción neta, registro almacenamiento, etc. La comunicación ya no tiene que ser netamente industrial, por lo que generalmente se usa res Ethernet.

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24 SISTEMA SCADA Un sistema SCADA :Monitorea, coordina, opera y documenta procesos sitios remotos.

25 Los sistemas SCADA puen ser liberadamente simples (monitorización condiciones ambientales en edificios), o increíblemente complejos, (sistema SCADA que monitorea toda la actividad l Sistema Nacional Interconectado). Los sistemas SCADA proveen un medio monitoreo eventos remotos y control maquinaria en lugares satendidos. Su diseño requiere la integración varios componentes: sensores, dispositivos medición, controladores, res comunicaciones, dispositivos HMI, software y un host computer.

26 Existen diversos tipos sistemas SCADA pendiendo l fabricante ysobre todo la finalidad, d por ello antes cidir cual es el más acuado se be tener presente si cumple o no ciertos requisitos básicos: Todo sistema be tener arquitectura abierta, es cir, be permitir su crecimiento y expansión, así como ben por acuarse alas necesidas futuras l proceso y la planta. La programación e instalación ió no be presentar mayor dificultad, d be contar con interfaces gráficas que muestren un esquema básico y real l proceso. Deben permitir la adquisición datos todo equipo, así como la comunicación anivel interno y externo (res locales y gestión). Deben ser programas sencillos instalar, sin excesivas exigencias hardware, y fáciles utilizar, con interfaces amigables para el usuario.

27 FUNCIONES PRINCIPALES DEL SISTEMA SCADA Supervisión remota instalaciones y equipos: Permite al operador conocer el estado sempeño las instalaciones ylos equipos planta. Control remoto instalaciones y equipos: Se pue activar o sactivar los equipos remotamente manera automática y también manual. Amás es posible ajustar parámetros, valores referencia, algoritmos control, etc. Procesamiento datos: El conjunto datos adquiridos conforman la información que alimenta el sistema, esta información es procesada, analizada, y comparada con datos anteriores, y referenciales. Visualización gráfica dinámica: Es capaz brindar imágenes en movimiento que representen el comportamiento l proceso, dándole al operador la impresión estar presente ntro una planta real. Generación reportes: Permite generar informes con datos estadísticos ti l proceso. Representación se señales alarma: Estas señales puen ser tanto visuales como sonoras. Almacenamiento información histórica: Opción almacenar los datos adquiridos. Programación eventos: Posibilidad programar subprogramas que brinn automáticamente reportes, estadísticas, gráfica curvas, etc.

28 ELEMENTOS DEL SISTEMA SCADA Interfaz Hombre-Máquina Máquina: Es el entorno visual que brinda el sistema para que el operador se adapte al proceso sarrollado por la planta. Unidad dcentral (MTU): Conocido como Unidad d Maestra. Ejecuta las acciones mando en base alos valores actuales las variables medidas. También se encarga l almacenamiento y procesado ornado los datos. Unidad Remota (RTU): Lo constituye todo elemento que envía algún tipo información a la unidad central. Es parte l proceso productivo. Sistema Comunicaciones: Se encarga la transferencia información l punto don se realizan las operaciones, hasta el punto don se supervisa y controla el proceso. Transductores: Son los elementos que permiten la conversión una señal física en una señal eléctrica (y viceversa).

29 ESQUEMA BASICO DE UN SISTEMA SCADA

30 SISTEMA SCADA MASTER RTU RTU PROCESO A PROCESO B RTU PROCESO n

31 EJEMPLOS DE SOFTWARE SCADA

32 ELECTRO SUR ESTE S.A.

33 Arquitectura Distribuida: CCC : Centro Control Central en Se Cusco EIA :Estación Ingeniería ubicado en la SET Tamburco - Abancay Todas las Subestaciones Automatizadas Electro Sur Este S.A.A. son Controladas y Supervisadas s el CCC. Las Subestaciones l Departamento t Apurímac (Tamburco Tamburco, Andahuaylas Chacapuente y Chuquibambilla) son Controlados y Supervisados también s la EIA.

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35 CONFIGURACION DE ESTACIONES Y CENTRO DE CONTROL CENTRAL DEL CUSCO Red Corporativa ELSE Red LAN ELSE (e) CENTRO DE CONTROL CUSCO COES Monitor 1(e) Monitor 2(e) Monitor 3(e) Monitor 4(e) Monitor 5 Monitor 6 Monitor 7 Monitor 8 Impresora GPS Cerro Picchu R(e) Centro Control Router Red Pública Linea Dedicada 64kbps Router UPS Router Servidor ICCP y Radio Servidor Historico Servidores Comuncaciones swit Servidor SCADA Servidor Ingenieria (e) Red LAN Radio (e) (e) (e) (e) (e) (e) (e) Servidor Comunicaciones ICCP EGEMSA Red LAN Sala Control EGEMSA FO Router 19.2 Kbps Radio Mom Remoto Radio Mom Remoto Radio Mom Remoto Radio Mom Remoto Radio Mom Remoto Radio Mom Remoto T/R ECC ECC ECC ECC ECC ECC Servidores Comuncaciones CCD DOLORESPATA FO(e) T/R OP OP SE Urpipata Red Pública Linea Dedicada 9.6 Kbps Red Pública Linea Dedicada 9.6 Kbps Dolorespata Quencoro Plan Maestro Carmen Alto Av el Sol Av Grau SCADA Primera Etapa Router S.E. TAMBURCO C.H. Machupicchu ECCs MEDs Red Pública Linea Dedicada 9.6 Kbps OP ECCs MEDs OP O P O P Router OP(e) Concentrador comunicaciones OP(e) Concentrador comunicaciones Router OP OP ECCs MEDs ECCs MEDs ECCs MEDs ECCs MEDs ECCs MEDs ECCs MEDs SE Santa Maria ECCs MEDs SE Chahuares SE Sicuani SE Combapata SE Andahuaylas SE Chuquibambilla SE Chacapuente