tecnologías de vanguardia · 2017-02-01 · sistemas de supervisión y control (scada) ... proceso...
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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.