Sistemas de control distribuidos Opto Ultimate B3000 ENET

Transcripción

1 Sistemas de control distribuidos Opto Ultimate B3000 ENET Realizado: Laboratorio Remoto de Automática (LRA-ULE) Versión: Páginas: Grupo SUPPRESS (Supervisión, Control y Automatización) Universidad de León

2 Sistemas de Control Distribuidos Objetivo: Familiarizarse con la arquitectura habitual de un sistema de automatización. La herramienta software a utilizar es el software de control PAC-Control, bajo el sistema operativo Windows XP. Esta herramienta se utilizará para configurar el Hardware de adquisición de datos y el sistema de control de la maqueta e implementar una estrategia de control. Se trabajará con un sistema físico real: Maqueta Industrial de Control de Procesos. CONTROLADOR: ULTIMATE Y TARJETA: B3000 ENET SISTEMA FÍSICO. MAQUETA INDUSTRIAL Sistema de control (controlador) y tarjeta de adquisición de datos: 1) Controlador Ultimate. Ejecuta la estrategia de control. Está integrado en red Ethernet lo que le permite intercambiar información en tiempo real con todos los equipos pertenecientes a la red. 2) Tarjeta de adquisición de datos B3000ENET en la que se insertan los módulos de adquisición de datos. A través de esta tarjeta el controlador recibe información continua del estado de las variables físicas implicadas en el proceso. Variables físicas: Las variables a parametrizar son las correspondientes a una maqueta industrial de control de procesos. Cada maqueta consta de: Circuito de producto (gris): sobre el que se puede realizar el control de cuatro variables: nivel, caudal, presión y temperatura. Circuito de calentamiento (rojo) Circuito de enfriamiento (azul) El calentamiento y enfriamiento tiene lugar mediante intercambiadores de calor - 1 -

3 El estado de las variables del proceso se obtiene utilizando transmisores (sensores), la modificación del estado de estas variables del proceso se realiza utilizando actuadores. Los sensores y actuadores de cada uno de los lazos de la maqueta industrial son los siguientes: Circuito de proceso Transmisores Actuadores Todo/Nada Analógicos Todo/Nada Analógicos Flotador nivel bajo depósito D04 Transmisor de temperatura Electroválvula Válvula de dos vías de proceso Flotador nivel alto depósito D04 Transmisor de caudal Bomba P02 Transmisor de presión Transmisor de nivel Tabla 1 Transmisores y actuadores del circuito de proceso Circuito de calentamiento Transmisores Actuadores Todo/Nada Analógicos Todo/Nada Analógicos Flotador nivel bajo depósito D02 Transmisor de temperatura Bomba P01 Válvula de tres vías Flotador nivel alto depósito D02 Controlador de potencia de las resistencias Termostato Tabla 2 Transmisores y actuadores del circuito de agua caliente

4 Circuito de enfriamiento Transmisores Actuadores Todo/Nada Analógicos Todo/Nada Analógicos Transmisor de temperatura Válvula de dos vías Tabla 3 Transmisores y actuadores del circuito de agua fría Por lo tanto las señales disponibles en la maqueta (sensores + actuadores) son las siguientes: Señales de Entrada Digital TAG Descripción Alimentación Tipo LSH01-21 ALTO NIVEL D02 2 Hilos 24 VDC LSL01-21 BAJO NIVEL D02 2 Hilos 24 VDC LSH01-22 ALTO NIVEL D04 2 Hilos 24 VDC LSL01-22 BAJO NIVEL D04 2 Hilos 24 VDC TSH01-21 ALTA TEMPERATURA D01 2 Hilos 24 VDC ES01-24 CONF. MARCHA P01 2 Hilos 24 VDC ES01-25 CONF. MARCHA VARIADOR BOMBA P02 2 Hilos 24 VDC ES01-26 CONF. MARCHA RESISTENCIAS 2 Hilos 24 VDC Tabla 4 Señales de entrada digital Señales de Salida Digital TAG Descripción Alimentación Tipo FY01-21 MARCHA/PARO BOMBA P01 2 Hilos 24 VDC FY01-22 VALVULA FV02 2 Hilos 24 VDC FY01-23 MARCHA/PARO VAR. P02 2 Hilos 24 VDC FY01-24 MARCHA/PARO RESISTENCIAS 2 Hilos 24 VDC Tabla 5 Señales de salida digital Señales de Entrada Analógica TAG Descripción Alimentación Tipo Span Unidad TT01-21 TEMPERATURA AGUA CALIENTE 2 Hilos 4-20 ma 0-10º C TT01-22 TEMPERATURA PROCESO 2 Hilos 4-20 ma C TT01-23 TEMPERATURA AGUA FRIA 2 Hilos 4-20 ma C LT01-21 NIVEL D03 4 Hilos 4-20 ma % FT01-21 CAUDAL PROCESO 4 Hilos 4-20 ma l/h PT01-21 PRESIÓN PROCESO 2 Hilos 4-20 ma 0-1 Bar Tabla 6 Señales de entrada analógica Señales de Salida Analógica TAG Descripción Alimentación Tipo Span Unidad JZ01-21 CONTROLADOR RESISTENCIAS 2 Hilos 4-20 ma % TV01-21 VALVULA TEMP. AGUA CALIENTE 2 Hilos 4-20 ma % TV01-22 VALVULA TEMP. AGUA FRIA 2 Hilos 4-20 ma % FV01-21 VALVULA CAUDAL PROCESO 2 Hilos 4-20 ma % SZ01-21 CONVERTIDOR BOMBA P02 2 Hilos 4-20 ma % Tabla 7 Señales de salida analógica - 3 -

5 Los sistemas de control de cada una de las maquetas pertenecen a una red Ethernet con protocolo de transporte TCP/IP. Las direcciones IP de cada controlador Ethernet Ultimate son las siguientes: IP_maqueta2: (delante, derecha), IP_maqueta3: (atrás, derecha), IP_maqueta4: (atrás, izquierda). La tarjeta de adquisición de datos es del tipo B3000ENET y tiene los siguientes módulos conectados: Modulo Tipo Señal Nº Canales SNAP-IDC5 Entradas digitales 4 canales SNAP-IDC5 Entradas digitales 4 canales SNAP-ODC5SRC Salidas digitales 4 canales VACIO VACIO VACIO VACIO VACIO VACIO SNAP-AIMA-4 Entradas analógicas 4 canales SNAP-AIMA Entradas analógicas 2 canales SNAP-AOA-23 Salidas analógicas 2 canales SNAP-AOA-23 Salidas analógicas 2 canales SNAP-AOA-23 Salidas analógicas 2 canales Las señales se han cableado a los módulos siguiendo el orden en el que aparecen en las tablas y

6 ENUNCIADO 1. Configurar el sistema de control utilizando el software PAC-CONTROL. Seleccionar el sistema de control, configurar la tarjeta de adquisición de datos, configurar los módulos de adquisición de datos y las señales de campo cableadas a cada módulo. Utilizando la configuración del apartado anterior. Establecer una conexión bidireccional entre el sistema de control y el PC de configuración. Actuar de forma manual sobre la maqueta de cuatro variables activando secuencialmente los actuadores correspondientes para que el nivel del tanque superior oscile entre entre 40% y 60%. 2. Implementar una estrategia de control secuencial de forma que el proceso evolucione por los siguientes estados: VARIABLES FV21=100% (SOLO EN MAQUETA 2) FY22=off P01=off P02=on SZ21=50% FV21=50% Nivel oscilando 40%-60% El programa de control se realiza en este sistema utilizando un lenguaje de programación basado en flujogramas con instrucciones predefinidas suministradas por el fabricante del tipo: Turn on (para activar salidas digitales) Turn off (para desactivar salidas digitales) Is on? (para consultar si una entrada digital está en on) Is off? (para consultar el estado de una entrada digital está en off) Move (para enviar un valor a una salida analógica) Less? (para comprobar si una entrada analógica es menor que un valor) Greater? (para comprobar si una entrada analógica es menor que un valor) NOTAS: Utilizar manual de PAC-CONTROL. Configurar el controlador seleccionando su dirección IP. Configurar los módulos de entradas y salidas. Configurar Charts (hilos) para enlazar entradas y salidas (Interruptor 1 activa alarma,...) - 5 -