AO DE LA INTEGRACION NATURAL Y EL RECONOCIMIENTO DE

NUESTRA DIVERSIDAD

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

FACULTAD DE CIENCIAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA ELECTRNICA Y TELECOMUNICACIONES

PATPRO VERSIN IX

MDULO II REDES INDUSTRIALES

PROFESOR: ING. Eduardo Omar vila Regalado

Trabajo encargado:

Propuesta Tcnica Sistema SCADA PIAS ZAPOTAL

ELABORADO POR:

Reyes Neyra Carlos

Terrones Ochoa Pedro

Yarlequ Rivera Jos Luis

Piura, 01 de enero de 2014

INTRODUCCION

Los sistemas SCADA fueron diseados para desarrollar soluciones y optimizar procesos

industriales, en la actualidad estos sistemas han incursionado en el mbito de servicios y se han

convertido en elementos imprescindibles para el control y la automatizacin, ya que pueden llevar

toda la informacin proveniente de campo hacia una PC, y as poder monitorear e incluso

comandar diferentes estaciones remotas. Adems pueden generar bases de datos, reportes

histricos y de esta manera poder programar el mantenimiento de los equipos.

El presente trabajo tiene como objetivo principal aplicar un sistema SCADA, para control y

supervisin desde un centro de control, de tal manera que puedan funcionar automticamente sin

intervencin de operadores. Para conseguir los objetivos planteados, se debern realizar trabajos

tales como, desarrollar la lgica de control para aplicaciones en controladores, as como tambin

desarrollar la interfaz grfica en un software de monitoreo y adems configurar distintos

instrumentos de campo para llevar la informacin del proceso de forma confiable al software de

monitoreo.

1- Definicin del problema principal

El problema que se suscita en la Planta Pias Zapotal es la falta de control, supervisin y

adquisicin de datos del proceso de separacin de agua y crudo ya que algunos instrumentos y

dispositivos se encuentran fuera de servicio, como son los transmisores de flujo, sensores de

nivel, vlvulas de control, Plcs, etc. Para llevar un control de aquellos instrumentos y dispositivos

el operador tiene que trasladarse a donde se encuentran los instrumentos y operarlos

manualmente como son el arranque de bombas, la apertura y cierre de las vlvulas de control,

tomar lecturas de los transmisores de flujo, sensores de nivel, etc.

Aqu no hay un control/supervisin en tiempo real el sistema no est automatizado, la

arquitectura actual del sistema usado es deficiente y algunos equipos usados estn obsoletos, se

necesitan equipos que puedan llevar un control/lectura ptimo de los parmetros de cada

instrumento, el sistema debe ser robusto, flexible y permita ampliar la red.

2- Propuesta tcnica automatizacin Pias Zapotal

Nuestra propuesta tcnica se inicia con cambio y adquisicin de equipos que nos permitan tener

un control y una automatizacin optima de todo el sistema.

Fig1. Esquema de Sistema Scada en lote PIAS ZAPOTAL

La arquitectura a usar en este sistema es la NETLINX la cual constituye la base de tres redes

abiertas que pertenecen a los protocolos de comunicacin de Allen Bradley: ControlNet,

DevideNet y EtherNet/IP. Por abiertas se entiende que las especificaciones y la tecnologa no

proceden ni dependen nicamente de Rockwell Automation, es decir numerosos dispositivos de

distintas marcas pueden funcionar conjuntamente. Las redes abiertas se han convertido en

estndares mundiales

Con la arquitectura de redes abiertas NetLinx se puede:

Controlar: permite el intercambio de datos en tiempo real a travs de distintos mtodos.

Por ejemplo: frecuencias de actualizacin de E/S seleccionables, transmisin de menajes

entre dispositivos similares e interbloqueo entre controladores.

Configurar: permite configurar todos los dispositivos de red desde una ubicacin

centralizada. Se puede configurar dispositivos durante la puesta en marcha o modificar

parmetros de los dispositivos con el mouse o mediante lgica del controlador, sin que la

capacidad de control se vea afectada.

Recopilar: proporciona una solucin de HMI, anlisis y tendencias, la gestin de recetas, o

bien para tareas de mantenimiento y solucin de problemas.

Fig2. Arquitectura NetLinx propuesta para el sistema separacin de agua-crudo en el lote PIAS

ZAPOTAL

La Red EtherNet/IP: Esta red es una adaptacin del estndar IEEE 802.3 para su aplicacin como

red industrial. En el nombre, la seccin IP significa Industrial Protocol, o Protocolo Industrial.

Como se observa en la figura 3.1, posee las mismas bases que el EtherNet tradicional (mismas

capas fsica, de enlace, de red y de transporte). Por tanto, dentro de la familia de redes CIP, esta se

utiliza como una red del nivel de informacin, para transportar grandes volmenes de

informacin.

La red ControlNet: Es una red abierta determinista de alta velocidad que se usa para transmitir

informacin de tiempo crtico. Proporciona los servicios de control y transmisin de mensajes en

tiempo real para la comunicacin entre dispositivos similares. Como vnculo de alta velocidad entre los

controladores y los dispositivos de E/S, una red ControlNet combina las capacidades de las redes

existentes universales de E/S remotas. Usted puede conectar una variedad de dispositivos a la red

ControlNet, incluso computadoras personales, controladores, interfaces de operador, mquina,

variadores, mdulos de E/S y otros dispositivos con conexiones ControlNet.

Caractersticas:

Capa de control.

Transfiere datos de E/S y programa.

Alta velocidad de transmisin: 5 Mbps. Tiempo de actualizacin de la red 2 100 ms.

Determinista.

Una red DeviceNet: Es un vnculo de comunicacin abierto de bajo nivel que proporciona conexiones

entre los dispositivos sencillos industriales (tales como los detectores y accionadores) y los dispositivos

de alto nivel (tales como los controladores). Esta red abierta est basada en la tecnologa estndar de

red de rea de controlador (CAN) y ofrece un nivel de inter operacin entre dispositivos similares

provenientes de diversos vendedores.

Caractersticas:

Capa de dispositivos.

Norma abierta.

Velocidades de 125, 250 y 500 Kpbs.

Se conecta directamente a los dispositivos de bajo nivel. Para tener un buen control y una correcta adquisicin de datos usaremos sensores en todo el sistema de separacin de crudo, como son los sensores de presin, sensores de nivel, sensores de temperatura, etc. Adems de equipos PLCs y panels view.

Estructura bsica del sistema scada PIAS ZAPOTAL a nivel de hardware

Esquema de conexin de Pias Zapotal con sus respectivos sensores de nivel, sensores de flujo, PLCs para su respectiva automatizacin

A continuacin se mostrar una recuadro con los 3 instrumentos (sensores de presin, nivel,) de los fabricantes SOR, HAWK Y VEGA:

Se muestra las caractersticas tcnicas de 2 tipos de instrumentos de presin de las marcas ABB y EMERSON.

Entre los instrumentos de flujo de las marcas ABB, EMERSON PROCESS Y BADGER METER tenemos a continuacin:

Entre los paneles del operador de las marcas SIEMENS, ALLEN BRADLEY y ABB:

Los modos de operacin del sistema (instrumentos y dispositivos) se muestran a continuacin: En campo las bombas se pueden operar en forma manual y automtica en el tablero instalado respectivamente, y en la sala de operadores igual pero no de forma manual.

Los controladores o PLCs son el cerebro de las estaciones de bombeo. Deben tener la capacidad para soportar distintos protocolos de comunicacin como Modbus RTU, Modbus TCP y Profibus DP, as como tambin permitir cambios en el sistema sin interrumpir la operacin de la estacin de bombeo, ya que son requerimientos del proyecto.

En la tabla siguiente se muestran las caractersticas de marcas reconocidas como ABB, ALLEN BRADLEY Y SIEMENS.

Para la licencia de software se estima 20 tags, en el sistema PIAS ZAPOTAL se mencionan 13 tags

por seal analgica y 2 tags por seal digital.

Para este sistema proponemos 2 paquetes de software industrial, por un lado el SIMATIC, de la

marca siemens el cual permitir programar el PLC, configurar la red y configurar los componentes

activos de las red (PLC y PC). Por otro lado, el software IN TOUCH de la marca WONDERWARE,

permitir realizar el interfaz del sistema scada, y tambin ayudar a realizar un enlace de

comunicacin entre la informacin del PC(proveniente del PLC) y la aplicacin de supervisin.

SOFTWARE SIMATIC (SIEMENS):

El software industrial SIMATIC es un sistema de herramientas software perfectamente indicado

para los sistemas de automatizacin, est basado en estndares, es homogneo e incrementa la

productividad.

Dentro de este paquete se ha incluido el software SIMATIC NET como software de ayuda para

configurar la comunicacin del PC con el PLC.

SOFTWARE WONDERWARE INTOUCH:

Ofrece la posibilidad de generar aplicaciones SCADA al ms alto nivel, utilizando las herramientas

de programacin orientadas a objetos, para usuarios no informticos.

Posee las siguientes caractersticas:

Grficos orientados a objetos.

SuitLink/OPC.

Grficos de tendencia histricos y a tiempo reales.

Alarmas.

Programacin.

Lecturas y escrituras optimizadas.

Descripcin de equipos

MARCA Y MODELO PRECIO EQUIPO

ABB AC 800M PLC

Controlador PM856

ABB PLC

EE.UU $ 800 dolares

Paneles VIEW de

3,8 pulgadas

SIMATIC HMI KP400

bsico mono

SIEMENS Confort

EE.UU$ 480 dolares

SENSOR DE FLUJO

DE41F

EE.UU. $ 20.00 / UNIDAD

1 PIEZA ORDEN MINIMA

TRANSMISOR de

FLUJO

ABB MAG FXE - 4000

US $510 / Set

1 Set(Min. Orden)

TRANSMISOR DE

PRESIN

MANOMETRICA

ABB 261GS

US$540

TRANSMISOR DE

PRESION

MANOMETRICA

ADSOLUTA

EMERSON

PROCESS

MANAGMENT

ROSEMOUNT 2088

US$ 600

TRANSDUCTOR DE

PRESIN

HIDROSTTICA

SUMERGIBLE

SOR 510SF

US $ 240.00 / Unidad

TRANSMISOR DE NIVEL

ULTRASONICO

VEGA

VEGASON 61

US $ 450 /

Unidad

SERVIDOR POWER EDGE R320

US$

1200

LICENCIA DE SOFTWARE SIMATIC (SIEMENS)

US$ 1700

Presupuesto de equipos

En la propuesta realizada se mencionan costos de los equipos usados en las las instalaciones del

lote PIAS ZAPOTAL, tambin, se presenta el coso total de estos equipos, de esta manera se puede

saber o tener una referencia del costo de un sistema de control, orientado a sistemas de

separacin de agua y crudo en una refinera de petrleo.

En la tabla siguiente se muestra los equipos e instrumentos que se proponen para tener un

sistema automatizado, controlado y supervisado para tener un control optimo y eficiente de los

parmetros que intervienen.

DESCRIPCION DE EQUIPOS CANTIDAD COSTOS US$

SENSOR DE NIVEL ULTRASONICO

PLC(CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE )

SENSORES DE FLUJO

TRANSMISOR DE FLUJO

SERVIDORES

SOFTWARE 2 LICENCIAS

PANEL VIEW

TOTAL

5

3

5

5

2

2

3

2250 2400 100.00 2550 2400 1700 1440 12,840

Conclusiones:

Se ha desarrollado una propuesta tcnica de equipos, software para el sistema de

separacin de agua/crudo en el lote PIAS ZAPOTAL.

El sistema scada desarrollado de acuerdo con las caractersticas analizadas y estudiadas

cumple con los requerimientos de comunicacin en tiempo real para la automatizacin,

supervisin, adquisicin de datos.

Los programas e instrumentos propuestos cumplen cn los requisitos para el control local,

lo cual permite controlar y monitorear los equipos de determinada rea en el lote.

Bibliografa:

[1] http://gentecno.blogspot.com/2008/11/wonderware-intouch-v95.html

[2] http://www.sigmaautomation.net/Software.htm

[3] http://www.automation.siemens.com/mcms/pc-based-automation/en/industrial-

pc/expansion_components_accessories/pc-diag-monitor/pages/default.aspx

[4]http://www.rockwellautomation.com/es/solutions/integratedarchitecture/netlinx.html

[5]http://dc366.4shared.com/doc/tusKFTzr/preview.html

[6]http://www.rockwellautomation.com/es/solutions/integratedarchitecture/netlinx.html

[7] http://www.fieldbus.org/

[8] https://eb.automation.siemens.com/goos/catalog

[9]http://www.dell.com/pe/empresas/p/server-

deals.aspx?ST=servidores&dgc=ST&cid=74443&lid=4405122&acd=122751385833474

00