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USO DE TELEMETRIA EN PROCESOS INDUSTRIALES

LA TECNOLOGÍA DE SUPERVISIÓN Y CONTROL PARA LA OPTIMIZACIÓN DE PROCESOS PRODUCTIVOS

INVESTIGACIÓN OPERATIVA

MSc. Orlando Philco A.

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.

USO DE TELEMETRIA EN PROCESOS INDUSTRIALES

TELEMETRÍA

Telemetría: en su significado literal es medición a distancia.

Sirve para monitorear y controlar a distancia a través de unaseñal de radio el arranque y paro de una bomba o bombasen un pozo, abrir o cerrar la válvula de un tanque, saberque cantidad de agua tiene un tanque, monitorear la presióndel proceso, su temperatura, las variables eléctricas demotores/bombas y principalmente atender fallas de manerainmediata.

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.

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.

ARQUITECTURA DE UN SISTEMA DE TELEMETRÍA

APLICACIONESSISTEMA 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. - Potencia. - Cloro.

- Caudal. - Temperatura. - Nivel.

- Turbidez. - Humedad - Presión.

- Marcha/Paro Motores - PH.

- En general cualquier variable de

proceso susceptible de ser medida.

CONTROL DE NIVEL EN TANQUES- POZOS

Los beneficios inmediatos son tales como el control delproceso en forma inmediata de las diferentes variablesque hay en la extracción de petróleo: Flujo, Niveldinámico y estático en pozo, estado de la bomba, nivel entanques, presiones, temperaturas, alarmas por falla defase, falla en la alimentación, alarma por intrusión etc. Lacomunicación puede ser a través de red celular u otrosenlaces inalámbricos, como el satelital.

Eficiencia utilizando monitoreo remoto

Ejemplo de sistema básico

Eficiencia en proceso productivo

Ejemplo 2

Conocer datos de funcionamiento de la unidad de bombeo, permite orientar losgastos de mantenimiento hacia donde realmente se necesitan.

Eficiencia en proceso productivo

Ejemplo de Control Puerto a Puerto

•Aumenta la Productividad del Pozo: Elsimple hecho de conocer rápidamente,si una unidad de bombeo estáefectivamente extrayendo petróleo, esde vital importancia para incrementar laproductividad del pozo.

•Reduce la asistencia al sitio: Lospozos monitoreados con Telemetríasimple y de bajo costo, reducensignificativamente los movimientosde personal y maquinaria, para lastareas de control y mantenimiento

Tecnología para la eficiencia

Dispositivo Paro-Arranque

en base a Horario (PLR)

Macro Medidor Magnético

Seametrics

Sensor de Nivel Continuo

Global Water

Equipo de Telemetría

Arrancadores Suaves y Transformadores secos

General Electric

Medidor de variables

eléctricas Merlin

Gerin

Los sensores pueden ser instalados sin tener que perforar ductos de gas opetróleo

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 VariablesEléctricas, Voltajes,Corrientes, Factores dePotencia, ConsumosEléctricos

*Información disponibleen Pozos y Rebombeo.

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

Ejemplo Software de Control

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.

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.

Tecnología para la eficiencia

Descripción de Tecnología

Medidor de Variables Eléctricas

Monitorea y registra el consumo eléctrico de labomba y lo divide hasta en 25 medicionesdiferentes:

Voltaje de las Fases, Amperaje de las fases, KW,Factor de Potencia, KWH, Kvar, KVAH, demandamáxima, etc.

Bajo costo y determina consumos por hora, día,semana, mes y los datos son enviados a la estaciónde monitoreo a través del equipo de telemetría.

Descripción de Tecnología

Los arrancadores suaves evitan que la bomba trabaje a sumáxima capacidad en forma instantánea al encenderla,empezando lento y aumentando la fuerza de la bombapaulatinamente hasta llegar al funcionamiento normal de labomba.

El variador de frecuencia se utiliza para mantener un flujoconstante de agua sin importar los cambios de presión oviceversa para mantener un desempeño optimo en laproducción de agua.

Los transformadores secos se utilizan para regular y proveer elvoltaje necesario para que los equipos instalados en la casetadel pozo no sufran daños por bajos o altos voltajes por partedel proveedor de electricidad.

SCADA de Central

Fotovoltaica S&W

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.

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.