universidad tecnologica equinoccial facultad de...

II

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

CARRERA DE TECNOLOGÍA DE PETRÓLEOS

Tema:

“DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE AUTOMATIZACIÓN DE LAS

OPERACIONES DE LA ESTACIÓN DE BOMBEO FAISANES DEL

POLIDUCTO ESMERALDAS – SANTO DOMINGO – QUITO, PARA EL

TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DE EP-PETROECUADOR EN EL

PERIODO 2011”

PROYECTO DE GRADO PREVIA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE

TECNÓLOGO DE PETRÓLEOS.

Elaborado por: Mauricio Germán Pilacuán Jaramillo

Tutor de Tesis: Ing. Raúl Baldeón López.

Quito – Ecuador

2011

III

DECLARACIÓN PERSONAL

Del contenido del presente trabajo se responsabiliza el autor

______________________________________

MAURICIO GERMÁN PILACUÁN JARAMILLO

IV

CERTIFICACIÓN DEL TUTOR

Certifico que la presente proyecto de grado fue elaborada en su totalidad por el

señor, MAURICIO GERMÁN PILACUÁN JARAMILLO.

___________________________________

Ing. Raúl Baldeón López

TUTOR DEL PROYECTO

V

CERTIFICADO DE LA EMPRESA

VI

AGRADECIMIENTO

A Dios por orientarme y guiarme en cada paso de mi vida,

para cumplir todas mis metas.

A mi familia por la confianza depositada en mí, y por cada

uno de sus esfuerzos para que pudiera seguir adelante con un

logro más en mi vida.

Al Ing. Raúl Baldón López mi tutor de Proyecto de grado por

su amistad y paciencia para conmigo, por compartir sus

conocimientos y contribuir así en mi enriquecimiento

profesional.

A todos los ingenieros de mi carrera de Tecnología de

Petróleos y en especial a la UNIVERSIDAD

TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL, que día a día nos dieron

de sus conocimientos, y de la misma manera su apoyo para

llegar a cumplir este logro

A mis amigos que pusieron su granito de arena en el

transcurso de mi carrera, además por enseñarme una vez más

que con esfuerzo todo se puedo cumplir.

Mauricio Germán

VII

DEDICATORIA

Dedico esta tesis:

A mis padres porque con el amor más grande del mundo, han

sabido guiarme en cada paso de mi vida, depositando su

confianza en mí, haciendo sus más grandes esfuerzos para

que pueda cumplir mis sueños. A mis hermanos por su apoyo

y cariño incondicional que hace que este logro sea nuestro.

Mauricio Germán

VIII

ÍNDICE GENERAL

DECLARACIÓN PERSONAL .............................................................................................. III

CERTIFICACIÓN DEL TUTOR .......................................................................................... IV

CERTIFICADO DE LA EMPRESA ..................................................................................... V

AGRADECIMIENTO ............................................................................................................ VI

DEDICATORIA ..................................................................................................................... VII

ÍNDICE GENERAL ............................................................................................................. VIII

ÍNDICE DE CONTENIDO ..................................................................................................... IX

ÍNDICE DE TABLAS ......................................................................................................... XVII

ÍNDICE DE ANEXOS ....................................................................................................... XVIII

RESUMEN.............................................................................................................................. XIX

SUMMARY ............................................................................................................................. XX

IX

ÍNDICE DE CONTENIDO

CAPÍTULO I ............................................................................................................................ 1

1.Introducción ............................................................................................................................ 1

1.1. Antecedentes ................................................................................................... 1

1.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ....................................................... 3

1.3. OBJETIVO GENERAL .................................................................................. 3

1.4. OBJETIVOS ESPECIFICOS ......................................................................... 3

1.5. JUSTIFICACIÓN ........................................................................................... 3

1.6. MARCO CONCEPTUAL .............................................................................. 4

1.7. METODOLOGÍA ........................................................................................... 5

1.7.1. Diseño o tipo de investigación .................................................................... 5

1.7.2. Métodos de investigación ............................................................................ 5

1.7.3. Técnicas de investigación: .......................................................................... 5

1.8. VARIABLES .................................................................................................. 6

CAPÍTULO II .......................................................................................................................... 7

2.Poliducto Esmeraldas – Santo Domingo – Quito (E-STD-Q).......................................... 7

2.1. Características Generales del Poliducto .......................................................... 8

2.2. Productos Transportados................................................................................. 8

2.3. Descripción de Tramos ................................................................................... 9

2.4. Estaciones de Bombeo y Reductoras .............................................................. 9

2.4.1. Estación Cabecera de Esmeraldas. .............................................................. 9

2.4.2. Estación Santo Domingo ........................................................................... 11

2.4.3. Estación Faisanes ...................................................................................... 12

2.4.4. Estación Corazón ...................................................................................... 37

2.4.5. Estación Reductora El Beaterio ................................................................ 37

CAPÍTULO III ...................................................................................................................... 39

3.2 Objetivos de la automatización ..................................................................... 40

3.3. Arquitectura. ........................................................................................................ 41

X

3.4. Filosofía de Operación del Sistema Integrado de Control Automático ....... 44

3.4.1 Operación Automática .............................................................................. 44

3.4.2 Operación en Modo Degradado. ............................................................... 46

3.4.3 Operación Manual. .................................................................................... 46

3.5. Tipos de Automatizado. ................................................................................ 46

3.5.1. Eléctricos: .................................................................................................. 46

3.5.2. Hidráulicos: ............................................................................................... 46

3.5.3. Neumáticos:............................................................................................... 46

3.6. Automatización a Pequeña Escala. ............................................................... 47

3.7. Ventajas de la Automatización. .................................................................... 47

3.8. Estructura del Funcionamiento. .................................................................... 47

3.9. Periféricos de Entrada CPU Periféricos de Salida. ....................................... 48

3.9.1. Periféricos de Entrada: .............................................................................. 48

3.9.2. Periféricos de Salida. ................................................................................. 48

3.10. Control de Automatismos. ............................................................................ 49

3.11. PLC (Programador Lógico Controlador) ...................................................... 50

3.11.1. Historia. ..................................................................................................... 51

3.11.2. Ventajas de los PLC. ................................................................................. 52

3.11.3. Estructura Interna. ..................................................................................... 53

3.11.4. Clasificación de los PLC. .......................................................................... 54

3.11.5. Lenguajes de Programación. ..................................................................... 57

3.11.6. PLC en Comparación con otros Sistemas de Control. .............................. 60

3.12. Redes Industriales. ........................................................................................ 61

3.12.1. Clasificación de las Redes Industriales. .................................................... 63

3.12.2. Tecnología de Buses de Campo. ............................................................... 64

3.12.3. Protocolos de Comunicaciones Industriales.............................................. 64

3.12.4. Beneficios de una Red Industrial. ............................................................. 69

CAPÍTULO IV ....................................................................................................................... 71

4.Detalles Técnicos de la Estación Faisanes. ....................................................................... 71

4.1. Sala de Operaciones. ............................................................................................ 71

4.2. Sistema SCADA ................................................................................................... 73

XI

4.3. Sistema de Funcionamiento de los Equipos ......................................................... 73

4.4. Interfaces. ...................................................................................................... 76

4.5. Registro de Datos de Campo. ....................................................................... 77

4.6. PLC utilizados en la Automatización de la Estación Faisanes. .................... 78

4.6.1. CPU 113 03 ............................................................................................... 79

4.6.2. ACI 030 00 ................................................................................................ 80

4.6.3. ACO 020 00 .............................................................................................. 82

4.6.4. DAI 553 00 ................................................................................................ 84

4.6.5. DRA 840 00 .............................................................................................. 87

4.6.6. NOE 771 00............................................................................................... 90

4.6.7. DDI 841 00 ................................................................................................ 91

4.6.8. CPS 114 20 ................................................................................................ 92

4.7. Universal Curva de Rendimiento del Compensador (UPCC) ..................... 94

4.7.1. Caracteristicas UPCC ................................................................................ 95

4.7.2. Especificaciones UPCC ............................................................................ 95

4.8. Procedimientos de la Estación Faisanes. ...................................................... 98

4.8.1. Procedimiento para control de Interfaces. ................................................. 98

4.8.2. Procedimiento para Recepción de Producto de Consumo Interno .......... 101

4.8.3. Procedimiento de alineación de válvulas del Manifold .......................... 104

4.8.4. Procedimiento para puesta en Marcha y control de Operaciones ........... 107

4.8.5. Procedimiento para Cambio de Energía en Grupos Operando ............... 114

4.8.6. Procedimiento para Sistema Contra Incendio- Agua Espuma ................ 117

4.9. Monitoreo del sistema InTouch de la Estación Faisanes ............................ 120

4.9.1. Botón EE ................................................................................................. 120

4.9.2. Botón Acceso .......................................................................................... 120

4.9.3. Botón de Setpoints .................................................................................. 121

4.9.4. Botón Historia ......................................................................................... 121

4.9.5. Botón Alarmas ........................................................................................ 126

4.9.6. Botón Horas de trabajo............................................................................ 128

4.9.7. Botón Salir .............................................................................................. 129

4.9.8. Botón Master Enable y Master Disable .................................................. 129

XII

4.9.9. Botón Comp ............................................................................................ 130

4.9.10. Botón Operación ..................................................................................... 131

4.9.11. Botón Estación ........................................................................................ 132

4.9.12. Botón Válvulas ........................................................................................ 134

4.9.13. Botones P301-P302-P303 ....................................................................... 134

4.9.14. Botón Tanques ........................................................................................ 135

4.9.15. Botón Real Time y Red PLCS ................................................................ 136

CAPITULO V ...................................................................................................................... 137

5.Conclusiones y Recomendaciones ................................................................................... 137

5.1. Conclusiones ............................................................................................... 137

5.2. Recomendaciones ....................................................................................... 138

XIII

ÍNDICE DE GRÁFICOS

GRÁFICO No 1: POLIDUCTOS ..................................................................................... 7

GRÁFICO No 2: ESTACIÓN CABECERA ESMERALDAS ...................................... 10

GRÁFICO No 3: ESTACIÓN SANTO DOMINGO ...................................................... 11

GRÁFICO No 4: ESTACIÓN FAISANES .................................................................... 12

GRÁFICO No 5: MOTOR (MWM TBD 440-8) ............................................................ 13

GRÁFICO No 6: INCREMENTADOR DE VELOCIDAD ........................................... 14

GRÁFICO No 7: BOMBA GUINARD .......................................................................... 14

GRÁFICO No 8: SISTEMA DE DETECCIÓN DE INTERFACES ............................. 15

GRÁFICO No 9: VÁLVULAS....................................................................................... 16

GRÁFICO No 10: FILTROS STRAINER ..................................................................... 16

GRÁFICO No 11: GENERADOR ................................................................................. 17

GRÁFICO No 12: TABLERO MCC .............................................................................. 19

GRÁFICO No 13: CASETA TOMA MUESTRAS ....................................................... 20

GRÁFICO No 14: VÁLVULAS DE SEGURIDAD ...................................................... 21

GRÁFICO No 15: PROCESO DE LLENADO DEL TANQUE DE DIESEL TK 301 22

GRÁFICO No 16: TANQUE DE SEPARACIÓN Y COMBUSTIBLE ........................ 23

GRÁFICO No 17: TANQUES DE COMBUSTIBLE Y ALIVIO DE PRESIÓN ......... 24

GRÁFICO No 18: TANQUE DE CONSUMO DIARIO DE COMBUSTIBLE ............ 24

GRÁFICO No 19: TANQUE SUMIDERO .................................................................... 25

GRÁFICO No 20 TANQUE COLECTOR DE ACEITE ............................................... 26

GRÁFICO No 21: TANQUE DE CONSUMO DE COMBUSTIBLE VEHICULAR ... 27

GRÁFICO No 22: SISTEMA CONTRA INCENDIOS ................................................. 28

GRÁFICO No 23: HIDRANTES – SISTEMA CONTRA INCENDIOS ...................... 29

GRÁFICO No 24: TRAJES CONTRA INCENDIOS .................................................... 29

XIV

GRÁFICO No 25: PROTECCIÓN CATÓDICA ........................................................... 30

GRÁFICO No 26: PISCINA DE RECUPERACIÓN DE CONTAMINADO ............... 31

GRÁFICO No 27: PLANTA POTABILIZADORA DE AGUA.................................... 32

GRÁFICO No 28: TABLERO DE TRANSFERENCIA DE LA ENERGÍA DEL

INTERCONECTADO .................................................................................................... 33

GRÁFICO No 29: ESTACIÓN CORAZÓN .................................................................. 37

GRÁFICO No 30: ESTACIÓN REDUCTORA EL BEATERIO .................................. 38

GRAFICO No 31 : SISTEMA AUTOMATIZADO ....................................................... 40

GRAFICO No 32 : COMPONENTES DE UNA AUTOMATIZACIÒN ...................... 42

GRÁFICO No 33 : SALA DE OPERACIONES ............................................................ 43

GRÁFICO No 34. : PERIFERICOS DE ENTRADA Y SALIDA DE UN PLC............ 49

GRÁFICO No 35: PARTES BÁSICAS DE UN PLC .................................................... 51

GRÁFICO No 36: UNIDADES FUNCIONALES DE UN PLC. ................................. 53

GRÁFICO No 37: LISTADO DE INSTRUCCIONES .................................................. 57

GRÁFICO No 38: PROGRAMACIÓN CON SÍMBOLOS LÓGICOS ......................... 58

GRÁFICO No 39: DESCRIPCIÓN LÓGICA LADDER............................................... 59

GRÁFICO No 40: RED INDUSTRIAL ETHERNET .................................................. 63

GRÁFICO No 41: PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN ......................................... 65

GRÁFICO No 42: PROTOCOLO HART ...................................................................... 67

GRÁFICO No 43: RED MODBUS ................................................................................ 69

GRÁFICO No 44: SALA DE OPERACIONES ............................................................. 72

GRÁFICO No 45: MONITOREO DE GRUPOS ........................................................... 72

GRÁFICO No 46: SISTEMA SCADA .......................................................................... 73

GRÁFICO No 48: SETPOINTS DE PROCESO ............................................................ 76

GRÁFICO No 49: SISTEMA DE DETECCIÓN DE INTERFACES ........................... 77

GRÁFICO NO 50: REGISTRO DE DATOS DE CAMPO ........................................... 78

XV

GRAFICO No 51: PLC EN LA ESTACION FAISANES ............................................. 79

GRAFICO No 52: CPU 113 03 ...................................................................................... 79

GRAFICO No 53: ACI 030 00 ....................................................................................... 81

GRAFICO No 54: ESQUEMA DE CABLEADO ACI 030 00 ...................................... 82

GRAFICO No 55: ACO 020 00 ...................................................................................... 83

GRAFICO No 56: ESQUEMA DE CABLEADO ACO 020 00 .................................... 84

GRAFICO No 57: DAI 553 00 ....................................................................................... 85

GRAFICO No 58: ESQUEMA DE CABLEADO DAI 553 00 ...................................... 87

GRAFICO No 59: DRA 840 00 ...................................................................................... 88

GRAFICO No 60: NOE 771 00 ...................................................................................... 91

GRAFICO No 61: DDI 841 00 ....................................................................................... 91

GRAFICO No 62: CPS 114 20 ....................................................................................... 93

GRAFICO No 63: UPCC ................................................................................................ 95

GRÁFICO No 64: CONTROL DE INTERFACE JET FUEL - DIESELPREMIUM .. 100

GRÁFICO No 65: RECEPCION DE PRODUCTO DE CONSUMO INTERNO ....... 103

GRÁFICO No 66: ALINEACIÓN DE VÁLVULAS DE MANIFOLD ...................... 106

GRÁFICO No 67: CONTROL DE OPERACIONES .................................................. 111

GRAFICO No 68 : PUESTA EN MARCHA DE OPERACIONES ............................ 112

GRÁFICO No 69: SISTEMA CONTRA INCENDIOS ............................................... 119

GRÁFICO No 70: MOTOR DEL SISTEMA CONTRA INCENDIOS ....................... 119

GRÁFICO No 71: BOTONES DE ACCIÓN DEL SISTEMA INTOUCH ................. 120

GRÁFICO No 72: BOTÓN DE ACCIÓN ACCESO ................................................... 121

GRÁFICO No 73: DENSIDAD DE PRODUCTO ....................................................... 122

GRÁFICO No 74: PRESIONES DE GRUPOS DE BOMBEO ................................... 123

GRÁFICO No 75: VELOCIDADES DE GRUPOS DE BOMBEO ............................. 124

XVI

GRÁFICO No 76: TEMPERATURAS DE GRUPOS DE BOMBEO ......................... 125

GRÁFICO No 76: ALARMAS DE SISTEMA DE BOMBEO .................................... 126

GRÁFICO No 77: HORAS DE TRABAJO DE EQUIPOS DEL SISTEMA DE

BOMBEO ...................................................................................................................... 128

GRÁFICO No 78: MASTER DISABLE ...................................................................... 129

GRÁFICO No 79: MASTER ENABLE ....................................................................... 130

GRÁFICO No 80: COMPRESORES ........................................................................... 131

GRÁFICO No 81: OPERACIÓN ................................................................................. 132

GRÁFICO No 82: GRUPO DE BOMBEO .................................................................. 134

GRÁFICO No 83: TANQUES ..................................................................................... 135

GRÁFICO No 84: PLC ................................................................................................. 136

XVII

ÍNDICE DE TABLAS

TABLA No 1: CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL POLIDUCTO E-STD-Q ..... 8

TABLA No 2: PRODUCTOS TRANSPORTADOS POR EL POLIDUCTO E-STD-Q . 8

TABLA No 3: DESCRIPCIÓN DE TRAMOS DEL POLIDUCTO E-STD-Q ................. 9

TABLA No 04: MOTOR MWM 440 ................................................................................... 33

TABLA No 05: MOTOR MWM 232 ................................................................................... 34

TABLA No 06: BOMBAS GUINARD ................................................................................ 34

TABLA No 07: TANQUE DE DIESEL ............................................................................... 34

TABLA No 08: TANQUE DE ALIVIO DE PRESIÓN ..................................................... 35

TABLA No 09: TANQUE DE CONSUMO DIARIO ........................................................ 35

TABLA No 10: TANQUE DE AGUA CONTRA INCENDIOS ...................................... 36

TABLA No 11: TANQUE SUMIDERO .............................................................................. 36

XVIII

ÍNDICE DE ANEXOS

ANEXO NO 1. SETPOINTS DE PROCESO .................................................................... 144

ANEXO NO 2. DIAGRAMA DE FLUJO ......................................................................... 145

ANEXO NO 3. MAPA TOPOGRÁFICO .......................................................................... 146

ANEXO NO 4. PROCESO DE OPERACIÓN DE ESTACIÓN FAISANES .............. 147

XIX

RESUMEN

El presente proyecto de grado tiene como objetivo principal dar a conocer la

Descripción del Proceso de Automatización de las Operaciones de la Estación de

Bombeo Faisanes del Poliducto Esmeraldas – Santo Domingo – Quito, para el

Transporte y Almacenamiento de EP-PETROECUADOR en el periodo 2011, el cual

consta de cinco capítulos que harán referencia a:

En el primer CAPÍTULO (I) se define la Introducción, Objetivos, Justificación del

tema, Marco conceptual y los Métodos con los cuales se llevó a cabo esta tesis.

El segundo CAPÍTULO (II) se hace un breve recuento sobre el Poliducto Esmeraldas-

Santo Domingo-Quito.

El tercer CAPÍTULO (III) se expone sobre la automatización, operación y sus

diferentes tipos que existen para implementar en la Estación de Bombeo Faisanes del

Poliducto Esmeraldas – Santo Domingo – Quito

El cuarto CAPÍTULO (IV) se expone los Procedimientos y detalles de cada una de las

pantallas HMI del software InTouch de la Estación de Bombeo Faisanes del Poliducto

Esmeraldas - Santo Domingo - Quito.

Finalmente en el quinto CAPÍTULO (V) y de acuerdo al proyecto de grado

desarrollado, se enumeran algunas conclusiones y recomendaciones, anexos y

fotografías.

XX

SUMMARY

This degree project's main objective is to publicize the Automation Process Description

of Operations Pump Station Pipeline Pheasants of Esmeraldas - Santo Domingo - Quito,

Transportation and Storage of EP-PETROECUADOR in the period 2011, which

consists of five chapters which refer to:

In the first chapter (I) defines the Introduction, Objectives, Justification of the topic,

conceptual framework and methods with which they carried out this thesis.

The second chapter (II) is a brief account of the Pipeline Esmeraldas-Quito-Santo

Domingo.

The third chapter (III) is exposed on automation, operation and different types that

exist to implement Pump Station Pipeline Pheasants of Esmeraldas - Santo Domingo -

Quito

The fourth chapter (IV) sets out the procedures and details of each of the screens

InTouch HMI Software Pump Station Pipeline Pheasants of Esmeraldas - Santo

Domingo - Quito.

Finally in the fifth chapter (V) and grade according to the project developed, are some

conclusions and recommendations, schedules and photographs.

CAPÍTULO I

1

CAPÍTULO I

1. Introducción

La presente tesis, se basa en poner énfasis en la automatización ya que el ser humano

por naturaleza siempre ha querido hacer el menor esfuerzo y obtener su mejor beneficio,

tratando de obtener sistemas automáticos que incremente la eficiencia de los procesos y

la calidad de los productos.

Para la medición, control y visualización de las diferentes señales de nivel, presión,

temperatura para lo cual se utilizo un PLC (Programmable Logic Controller) Quantum

comunicado con una plataforma ETHERNET, lo cual nos ayuda a obtener datos en

tiempos reales y que permitirá tener un control de todo el proceso.

Como interfaz Hombre – Máquina este sistema emplea el software de automatización

industrial InTouch de Wonderware, el cual es el HMI más utilizado en industrias de

todo tipo dentro y fuera del país, tiene una visualización en tiempo real del proceso,

supervisión desde un computador que podrá visualizar, controlar y parar el proceso en el

caso de ocurrir alguna falla en el sistema, logrando de esta manera una reducción

paradas innecesarias y asegurando un producto elaborado con mayor eficiencia.

1.1. Antecedentes

Petroecuador (Empresa Estatal Petróleos del Ecuador) es una empresa

estatal ecuatoriana, creada el 26 de septiembre de 1989, encarga de la explotación

de hidrocarburos. El Estado directamente por medio de Petroecuador o por contratos de

asociación con terceros asume la exploración y explotación de los yacimientos de

hidrocarburos en el territorio nacional y mar territorial

Petroecuador es la continuación de la CEPE (Corporación Estatal Petrolera

Ecuatoriana), creada el 23 de junio de 1972, cuando el Estado asume todas las

actividades relacionadas con la exploración, explotación y comercialización de

hidrocarburos, absorbiendo, al mismo tiempo, a la empresa ANGLO ECUADORIAN

OILFIELDS, que operaba una refinería en La Libertad (Provincia de Santa Elena), la

misma que empezó a explotar crudo en la cercanía de la ciudad de Ancón

http://es.wikipedia.org/wiki/Empresa_estatal



http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuador

http://es.wikipedia.org/wiki/26_de_septiembre

http://es.wikipedia.org/wiki/1989

http://es.wikipedia.org/wiki/Hidrocarburo

http://es.wikipedia.org/wiki/23_de_junio

http://es.wikipedia.org/wiki/1972

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=ANGLO_ECUADORIAN_OILFIELDS&action=edit&redlink=1



http://es.wikipedia.org/wiki/La_Libertad_(canton)

http://es.wikipedia.org/wiki/Provincia_de_Santa_Elena

http://es.wikipedia.org/wiki/Anc%C3%B3n

2

Petroecuador estaba conformada por tres empresas filiales:

PETROPRODUCCION encargada de la exploración y explotación de

hidrocarburos

PETROINDUSTRIAL cuyo objetivo es efectuar los procesos de refinación

PETROCOMERCIAL responsable del transporte, almacenamiento y

comercialización de derivados de petróleo en el territorio nacional. Fundada

el 26 de septiembre de 1989.

En la actualidad desde el 1 de marzo del año 2010, EP-PETROECUADOR es la matriz

ejecutiva de un grupo formado por cinco Gerencias, especializadas en Exploración y

Producción; Refinación; Comercialización; Transporte y Almacenamiento; Seguridad-

Salud y Ambiente.

EP PETROECUADOR con su Gerencia de Transporte y Almacenamiento cuenta con

una red de poliductos ubicados estratégicamente e interconectados entre sí, que

atraviesan las tres regiones del Ecuador Continental. Transportan gasolinas, diesel y gas

licuado de petróleo, GLP, desde las Refinerías de Petroindustrial y los terminales

marítimos, hasta los centros de despacho y de ahí a las comercializadoras. Son

aproximadamente 1300 kilómetros de poliducto, cuya capacidad de bombeo, permite

transportar alrededor de 6 millones de galones diarios de combustible, a través de 9

diferentes líneas, que interconectadas entre sí, abastecen a todos los sectores sociales y

productivos del país.

Con el propósito de asegurar el suministro de hidrocarburos a todas las zonas de

consumo masivo, la Gerencia de Transporte y Almacenamiento cuenta con centros de

almacenamiento 8 terminales y 12 depósitos, con instalaciones para la recepción de

combustibles y GLP, que son transportados vía poliductos y despachados a través de

auto-tanques hacia los sitios de distribución final. Tiene una capacidad de

almacenamiento de 2.681.441 barriles en las cuatro regiones naturales del país.

Todas y cada una de las estaciones cumplen con parámetros diferentes para el bombeo

de los diferentes productos que transporta y almacena dichos poliductos , una de ellas es

3

la Estación de Faisanes que se necesita una completa automatización de diferentes

componentes que conforma dicha estación.

1.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

¿ Es factible elaborar la Descripción del Proceso de Automatización de las Operaciones

de la Estación de Bombeo Faisanes del Poliducto Esmeraldas – Santo Domingo – Quito,

para el Transporte y Almacenamiento de EP-PETROECUADOR en el periodo 2011.”

1.3. OBJETIVO GENERAL

Describir el proceso para la automatización de las operaciones de la Estación de

Bombeo Faisanes del Poliducto Esmeraldas – Santo Domingo – Quito, en el Transporte

de productos limpios de Refinería Esmeraldas hacia el Beaterio para el Almacenamiento

de los mismos.

1.4. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Presentar una descripción de los componentes operativos de la Estación de Bombeo

Faisanes del Poliducto Esmeraldas – Santo Domingo – Quito.

Establecer los procedimientos de operación en La Estación de Bombeo Faisanes, del

Poliducto Esmeraldas – Santo Domingo – Quito, a fin de determinar los procesos que

son susceptibles de automatización.

Desarrollar una descripción del proceso de automatización de la Estación Faisanes, del

Poliducto Esmeraldas – Santo Domingo – Quito.

1.5. JUSTIFICACIÓN

En la Estación de Bombeo Faisanes del Poliducto Esmeraldas – Santo Domingo –

Quito, no existe un documento que establezca los procedimientos de automatización de

los componentes operativos, afectando con ello las actividades de las estaciones que

dependen de sus procesos, para el transporte de productos limpios de petróleo hacia

otras provincias. El presente trabajo centra su estudio en la descripción de los proceso

de bombeo de derivados de petróleo en la Estación Faisanes, área en la cual es muy

necesaria:

4

1. Reducir las disconformidades por concepto de paralizaciones de los motores que

bombean los derivados del petróleo, debido a fallas internas de su mecanismo.

2. Minimizar las fallas en el sistema de la calidad del proceso de bombeo, ya que será

beneficiosa para los involucrados tanto para la propia Estación Faisanes, como para

los destinatarios del servicio que ofrece la Estación Faisanes, en referencia a la

Estación de Beaterio (Quito), que es la que recibe los derivados de petróleo que

parte de Santo Domingo de los Tsáchilas.

3. Evitar que se produzcan demoras, que afecten el ágil y efectivo transporte de

derivados de petróleo, a través del poliducto correspondiente, tomando las acciones

correctivas y preventivas tendientes a reducir las paralizaciones del sistema de

bombeo de los derivados del petróleo, en mención.

4. Minimizar el desperdicio de derivados de petróleo como producto de las fallas del

sistema de bombeo de los mismos.

De no corregirse las fallas en el sistema de la calidad en el proceso de bombeo de

derivados de petróleo desde la Estación Faisanes, hacia Beaterio (Quito) y de allí a otras

estaciones, se verán perjudicada las operaciones para el despacho de derivados de

petróleo, con lo que se perjudicará a todos los usuarios, sean personas naturales o

jurídicas que utilicen la gasolina o el diesel, para laborar, transportarse o realizar

cualquier actividad productiva.

1.6. MARCO CONCEPTUAL

E-STD-Q-M.- Esmeraldas-Santo Domingo – Quito - Macul.

INTERFASES.-Producto resultante de la mezcla originada entre dos partidas,

en el transporte de productos limpios de diferente densidad, por efecto de la

turbulencia y difusión causada en el interior del poliducto.

MANIFOLD.- Es un grupo de conexiones de tubería y válvulas, las cuales

distribuyen y controlan que un producto fluya hacia los tanques de

almacenamiento.

5

PRODUCTOS LIMPIOS.- Son derivados del petróleo resultado de un proceso

de destilación, con características diferentes tales como: Gasolinas, Diesel 2,

Diesel 1, Jet A 1, Naftas bases etc.

BARRIL.- Una unidad de medida para volúmenes del petróleo y productos

derivados, es igual a 42 galones.

1.7. METODOLOGÍA

Se utiliza los siguientes tipos de métodos de investigación.

1.7.1. Diseño o tipo de investigación

De tipo inductiva deductiva, basada en recolección de datos para su tratamiento, análisis

y esquematización con el fin de ofrecer un compendio básico para su entendimiento por

parte de personal involucrado en estos procesos, tomando como referencia los manuales

existentes para analizar que procesos requieren de automatización.

1.7.2. Métodos de investigación

Para la elaboración de este proyecto de tesis se emplea los siguientes métodos:

1.7.2.1. Método de observación científica: Este método se lleva a cabo mediante

pasantías, prácticas realizadas en el campo que son necesarios para adquirir

conocimientos y experiencia para cumplir los objetivos planteados en la

investigación.

1.7.2.2. Método Deductivo: Recopilar toda la información posible con respecto a

nuestro tema de investigación en la empresa, bibliotecas, Internet, la cual nos

ayude al desarrollo eficiente de la investigación.

1.7.3. Técnicas de investigación:

Se puede usar las siguientes técnicas:

Revisión de manuales técnicos de operaciones de todos los equipos existentes en

la estación.

6

Entrevistas con técnicos con experiencia en el Transporte y Almacenamiento de

Productos Limpios.

1.8. VARIABLES

Automatización es un concepto moderno y actual que ayuda a optimizar procesos por lo

que el control se lo realiza mediante un PLC, cuyos parámetros pueden ser modificados

mediante la red Ethernet utilizando un HMI desde la Planta de Mezclas. La

programación del PLC se lo realiza con la herramienta concept y el HMI mediante el

software InTouch.

1.8.1. Dependiente.

Control de Temperatura.

Variación de Presión.

Automatización.

1.8.2. Independiente.

La temperatura provoca el aumento de presión en la tubería, su control

permite mantener operaciones estables.

Produce la formación de burbujas de aire al tener contacto con las

paredes de la tubería provoca la explosión de las mismas y agitación en

la tubería.

Control de las operaciones a fin de reducir paras del proceso de bombeo

de combustible.

CAPÍTULO II

7

CAPÍTULO II

2. Poliducto Esmeraldas – Santo Domingo – Quito (E-STD-Q)

El Poliducto Esmeraldas - Quito empieza desde la Provincia de Esmeraldas, ciudad de

Esmeraldas, Cabecera Esmeraldas.

Recibe producto de la Refineria Esmeraldas y de los buques que traen del exterior

combustibles para satisfacer la demanda del país.

Su destino es hacia:

Provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas. Terminal Santo Domingo.

Provincia del Guayas. Ciudad de Guayaquil. Terminal Pascuales.

Provincia de Pichincha. Ciudad de Quito. Terminal Beaterio.

La longitud total del Poliducto Esmeraldas - Quito es de 529 km + 370.

Está conformado por tres tramos: Esmeraldas - Santo Domingo, Santo Domingo -

Beaterio y Santo Domingo - Pascuales. El Tramo Esmeraldas - Santo Domingo fue el

primero en iniciar sus operaciones en 1979, posteriormente el 26 de septiembre de 1980

se extendió el tramo Santo Domingo - Beaterio y el 24 de abril de 1992 inició

operaciones el tramo Santo Domingo - Pascuales.

GRÁFICO No 1: POLIDUCTOS

Fuente: Estación Faisanes – Poliducto (E-STD-Q)

Elaborado por: Mauricio Germán Pilacuán J

8

La capacidad de diseño es de 11.446 m3/d que es también su capacidad máxima de

transporte, actualmente utiliza 8.791 m3/d

El cauda de operación promedio es de 2.500 bls/hora, los productos que transporta son:

Gasolina Súper, Gasolina Extra, Diesel Premium, Diesel 2 y Jet Fuel.

2.1. Características Generales del Poliducto

El Poliductos Esmeraldas-Quito cuenta con las siguientes características:

TABLA No 1: CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL POLIDUCTO E-STD-Q

Poliducto Longitud (Km)

Diámetro tubería (pulg)

Capacidad bombeo (bls/día)

Volumen empaq. Línea (bls)

Caudal máximo

(bls/hora)

Esmeraldas - Santo Domingo

164 16" 60.000 121.800 2.500

Santo Domingo – Beaterio

88,87 12" 33.792 42.800 1.408

Santo Domingo – Pascuales

276,48 10" 25.992 91.800 1.083

Fuente: Estación Faisanes – Poliducto (E-SD-Q)

Elaborado por: Mauricio German Pilacuán J.

2.2. Productos Transportados

TABLA No 2: PRODUCTOS TRANSPORTADOS POR EL POLIDUCTO E-

STD-Q

Poliducto Extensión

(km)

Diámetro

(pulg)

Transporte

(bls/día) Productos

Esmeraldas-Santo

Domingo 164 16 60.000

Gasolina Súper,

Gasolina Extra,

Diesel 1, Diesel 2.

Santo Domingo-

Beaterio 88,87 12 33.792

Gasolina Súper,

Gasolina Extra,

Diesel 1, Diesel 2.

Santo Domingo-

Pascuales 276,48 10 25.992

Gasolina Súper,

Gasolina Extra,

Diesel 1, Diesel 2.

9


Elaborado por: Mauricio Germán Pilacuán J.

2.3. Descripción de Tramos

Los tramos que tiene el poliducto tienes diferentes características según su ubicación de

lo cual a continuación se detalla dicha información.

TABLA No 3: DESCRIPCIÓN DE TRAMOS DEL POLIDUCTO E-STD-Q

Tramos Longitud

(km)

Diámetro

(pulg)

Espesor

(mm)

Volumen

Empaquetamiento

(bls)

Esmeraldas-Santo Domingo 164 16 0.375 121.800

Santo Domingo-Faisanes 30.325 12 0.219 14.617

Faisanes-Corazón 35.475 12 0.219 17.099

Corazón-Reductora El

Beaterio 23,07

12 0.219 11.120

Santo Domingo-Pascuales 276,48 10 0.250 91.800



2.4. Estaciones de Bombeo y Reductoras

Las estaciones de bombeo y reductoras se encuentran detalladas a continuación.

2.4.1. Estación Cabecera de Esmeraldas.

Ubicación: Esmeraldas, Provincia de Esmeraldas.

Descripción de la infraestructura: La estación Cabecera Esmeraldas, cuenta con 10

tanques de almacenamiento de combustible con un manifold de válvulas que se utiliza

para alinear el sistema de los productos que se reciben directamente de la Refinería

Estatal Esmeraldas.

10

GRÁFICO No 2: ESTACIÓN CABECERA ESMERALDAS



Cuenta con cuatro Bombas Boosters de 1.700 rpm y 100 HP respectivamente, las

cuales se alinean con los motores de combustión interna y un motor eléctrico; estas

bombas sirven para evacuar el producto desde los tanques de almacenamiento y dar

succión suficiente a los grupos principales de bombeo.

La Estación Cabera Esmeraldas tiene cuatro grupos principales de bombeo, tres de

combustión interna MWM TBD-440 de 1050 HP y un motor eléctrico marca ABB de

2.500HP.

La energía eléctrica es suministrada a través de una subestación eléctrica a nivel de 69

Kv, del SNI (Sistema Nacional Interconectado), se cuenta también con un grupo

electrógeno MWM TBD 602-12, 699 HP 1.800 rpm y 580 Kva.

Para la medición de flujo cuenta con un meter proover, cuyo sistema de medición es de

turbinas, las cuales envían su señal a unas microcomputadoras de flujo marca Foxforo.

Personal que labora: 2 Coordinadores de Estación, 6 operadores, 5 fiscalizadores. 2

laboratoristas, 2 Técnicos Mecánicos y 2 Técnicos Eléctricos. Altura (msnm): 38.

11

2.4.2. Estación Santo Domingo

Ubicación: Santo Domingo, Provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas.

Descripción de la infraestructura: Estación intermedia base que recibe los productos que

entrega la Estación Cabecera Esmeraldas y se bombea hacia la Estación Faisanes,

Estación Reductora Pascuales, como también se recibe en los Tanques de

Almacenamiento del Terminal Santo Domingo.

GRÁFICO No 3: ESTACIÓN SANTO DOMINGO



La Estación Santo Domingo tiene cuatro grupos principales de bombeo, tres de

combustión interna MWM TBD-440 de 1050 HP y un motor eléctrico marca ABB de

2.500HP.

La energía eléctrica es suministrada a través de una subestación eléctrica a nivel de 69

Kv, del SNI (Sistema Nacional Interconectado), se cuenta también con un grupo

electrógeno MWM TBD 602-12, 699 HP 1.800 rpm y 580 Kva.

Para la medición de flujo cuenta con un meter proover, cuyo sistema de medición es de

turbinas, las cuales envían su señal a unas microcomputadoras de flujo marca Foxforo.

12

Personal que labora: 1 Intendente, 2 Coordinadores de Operaciones, 1 Coordinador de

Mantenimiento Electromecánico, 1 Coordinador de Mantenimiento de Línea, 5

Supervisores de Mantenimiento de Línea, 2 Supervisores de Estación, 6 Operadores, 1

laboratorista, 2 Supervisores Mecánicos, 2 Supervisores Eléctricos, 8 Técnicos

Mecánicos, 1 Técnico automotriz, 1 Técnico Main Tracker, 4 Técnicos Eléctricos, 1

Supervisor de Seguridad Física, 2 Supervisores de Seguridad Industrial, 1 Secretaria, 2

técnicos de Mopro, 1 Jefe de Bodega y 4 Técnicos de Materiales. Altura (msnm): 566.

2.4.3. Estación Faisanes

Ubicación: Parroquia de Alluriquín, Provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas, en

el sector La Palma Km.35 vía al Recinto Dos Ríos – Chiriboga a 1350 metros sobre el

nivel del mar, en la coordenada geográfica de 00°17 34 Latitud Sur y 78° 52 48

Longitud Oeste, tiene una superficie total de 1,25 Ha

Descripción de la infraestructura: Estación Intermedia del Poliducto que recibe los

productos que entrega la Estación de Santo Domingo y se bombea hacia la siguiente

Estación Corazón.

GRÁFICO No 4: ESTACIÓN FAISANES



13

Entre los equipos existentes en la Estación Faisanes tenemos los Siguientes:

2.4.3.1. Motores

La Estación cuenta con tres motores principales (MWM), modelo TBD 440-8, este

motor diesel de 8 cilindros en línea, equipado con turbo cargador para rendir a 1.200 HP

a 900 RPM.

GRÁFICO No 5: MOTOR (MWM TBD 440-8)



Estos motores son arrancados con aire comprimido. El sistema de aire de arranque

consiste en 2 motores eléctricos de 15 HP que impulsan a los compresores, los mismos

que están diseñados para trabajar en paralelo y mediante una tubería de 1 pulgada, están

conectados a dos botellones de almacenamiento de aire, con una capacidad máxima de

presión de operación de 30 Kg/cm2, (427 lbs/pulg2). (Ver Grafico No 5.)

2.4.3.2. Incrementador de Velocidad (Multiplicador)

El incrementador de velocidad es una caja de engranajes que se acopla al motor y una

bomba.

14

GRÁFICO No 6: INCREMENTADOR DE VELOCIDAD



2.4.3.3. Bomba Guinard

Cada bomba es de 5 etapas, modelo DVMX4X6X10C. Estas bombas son del

tipo de cámara dual con conexiones de 4 pulg. y de 6 pulg. ANSI 900.

La capacidad inicial de diseño es de 489 GPM (111m3/H).

La capacidad final de diseño será de 1.710 GPM (388 m3/H) y la presión de

descarga de 1.777 lbs/pulg2.

GRÁFICO No 7: BOMBA GUINARD



15

2.4.3.4. Sistema de Detección de Interfaces

El sistema de detección de interfaces está colocado en el manifold principal a

continuación de los filtros strainer. Consiste en una sonda retractora de 4 pulg. ANSI

150, con trasductor; un detector de interfaces modelo 62-4, etiqueta DT-301 y una

grabadora, etiqueta No. DR-301. (Ver Grafico No 8.)

GRÁFICO No 8: SISTEMA DE DETECCIÓN DE INTERFACES



El detector recepta los cambios de la velocidad del sonido a través de los líquidos a fin

de detectar los diferentes líquidos. Si la composición del líquido cambia, la velocidad

del sonido se incrementa o disminuirá.

2.4.3.5. Válvulas

A la entrada de la Estación se encuentra una válvula limitorque de 12 pulg. Esta válvula

deberá permanecer abierta.

En el manifold hay una válvula motorizada Grove de 10 pulg. De succión secundaria

etiqueta No. 302, una válvula check, una válvula motorizada Grove de 10 pulg. De

descarga secundaria etiqueta No. 303, un barril recibidor de equipos de limpieza, una

válvula motorizada Grove de 10 pulg. De succión primaria etiqueta No. 304, una

válvula check y una válvula motorizada Grove de 10 pulg. De descarga primaria

etiqueta No. 305. (Ver Grafico No 9.)

16

GRÁFICO No 9: VÁLVULAS



En la línea de llegada y el barril recibidor están localizados tres contadores de equipos

de limpieza, de llegada, pasada y salida, los mismos que registran la señal al tablero.

Existen dos filtros strainer, cuatro válvulas de compuertas de 10 pulg. Con estas

válvulas se bloquea el filtro de reserva. (Ver Gráfico No 9.)

GRÁFICO No 10: FILTROS STRAINER



17

Las bombas Guinard tienen una válvula de compuerta de 10 pulg, motorizada en la línea

de succión y una válvula de compuerta de 10 pulg, motorizada en la línea de descarga.

Las bombas Guinard P-302 y P-303 también tienen una válvula check o de retención

sobre la línea de descarga. Estas bombas están alineadas para operar en serie. Además

se dispone de válvulas check en la línea principal entre la succión y descarga de cada

bomba. (Ver Gráfico No 7.)

2.4.3.6. Generador

Este equipo es un motor generador diesel electrónico, tipo TBD 232 V 12, etiqueta No.

G-301.

GRÁFICO No 11: GENERADOR



El motor y generador están elásticamente acoplados y montados sobre una base común.

Desarrolla 378 HP a 1.800 RPM. El arrancador es un motor eléctrico de 6 HP. El

generador entra en funcionar automáticamente el momento que se va la energía del

interconectado. (Ver Grafico No 11.)

2.4.3.7. Operación de Equipos de Bombeo

El proceso de operación en la Estación Faisanes se detalla en las siguientes páginas.

18

Producto-baja presión Producto-alta presión

Estación Sto. Domingo Estación Corazón

La línea de proceso de operación para un eficiente desempeño del bombeo en la

estación lo podemos describir en dos partes. La primera es la inspección y revisión de

los equipos para después proceder con la operación de bombeo, esto lo podemos

explicar como sigue:

Inspección y revisión de los equipos. – Este proceso consta de las siguientes etapas a

saber:

2.4.3.8. Verificación del sistema de energía.

La energía eléctrica que abastece a la Estación, procede de la red del

interconectado o del generador.

En caso de falla de la energía principal, en forma automática el conmutador

desconecta la red y acciona el encendido del generador.

Por esta razón es necesario chequear constantemente nivel de aceite, agua,

combustible, baterías y banda.

2.4.3.9. Verificación del tablero de control MCC.

Revisar en el tablero de control que todas las alarmas y protecciones estén

apagadas o repuestas (reseteadas).

De igual manera el tablero betarlaman.

Caso contrario tomar las acciones necesarias para eliminar la luz de la falla o

determinar la causa que origino la alarma, para así proteger los equipos.

BOMBEO

19

GRÁFICO No 12: TABLERO MCC



2.4.3.10. Comprobación de equipos.

Verificar que el estado de comunicaciones sean buenas, tanto de Radio como

teléfono.

Comprobar que los compresores se encuentren funcionando normalmente, que la

presión de aire en los botellones sea de 30 bares y que a esa presión se apaguen

automáticamente.

Verificar que los niveles de aceite lubricante en los motores, multiplicadores de

velocidad, turbo y gobernor sean correctos.

Verificar que el nivel del agua para enfriamiento, en los radiadores este correcto.

Verificar la alimentación de combustible a los motores, que tenga la existencia

adecuada y este alineada correctamente.

Verificar que las válvulas de succión de las bombas estén abiertas.

Verificar que las válvulas de descargas de las bombas estén cerradas.

Las válvulas de entrada y salida de la Estación deberán estar abiertas.

Verificar que los motores auxiliares de las unidades funcionen normalmente.

20

Observar si alguna área de mantenimiento está realizando algún trabajo lo cual

deberá completarse antes de iniciar el arranque.

Ejecutados estos pasos, el operador informara a la Estación cabecera o a la

Estación de Santo Domingo, que la Estación Faisanes se encuentra lista para la

operación.

2.4.3.11. Interfaces.

La Estación cabecera deberá informar los cambios de productos, número de partida,

volumen, clase de producto, color y la gravedad específica (API). Este procedimiento se

aplicará en todas las Estaciones. En la Estación se espera las interfaces basándose en el

tiempo de bombeo, caudal hora, volumen acumulado y con la ayuda del detector de

interfaces que para el efecto está instalado en la Estación.

Cuando se note la presencia de la interfaces en el monitor del área de Operaciones, se

tomará muestras sucesivas del producto en la probeta y se medirá el API con

termohidrómetro dentro de la caseta instalada para esta operación. La llegada del

siguiente producto se determinara por el color, API y temperatura.

GRÁFICO No 13: CASETA TOMA MUESTRAS



21

2.4.3.12. Paso de equipos de limpieza (rascadores Separadores).

La operación se realiza con las líneas de succión y descarga primarias. Para el paso de

los equipos de limpieza, la Estación de Santo Domingo nos comunicará del envío del o

los equipos de limpieza de la tubería. La llegada se determina en base al caudal, hora y

al volumen empaquetado.

Cuando el detector del tablero nos da señal de llegada y se note una pequeña variación

de la succión, se procede a abrir la línea de la succión secundaria, cerrar la succión

primaria, abrir la descarga secundaria y cerrar la descarga primaria.

2.4.3.13. Sistema de válvulas de seguridad de sobre presión.

Las válvulas de alivio de sobre presión No. PSY-301,302 y 303 están localizadas sobre

la línea de entrada a la Estación. Estas válvulas son Andersom Greenwood Modelo

81PLOJ23 ANSI 300 de 2 pulg. Cuando la presión alcanza 200 libras/pulg2, estas

válvulas de desfogue descargan dentro de una línea de 8 pulg. Que está conectada al

tanque de alivio, etiqueta No.T-305. (Ver Grafico No 14.)

GRÁFICO No 14: VÁLVULAS DE SEGURIDAD



22

Un flujo sobre la línea de 8 pulg. Alerta al personal de operaciones que el producto está

enviándose al tanque. También hay tres válvulas Anderson de seguridad sobre la línea

de descarga primaria de 1 ½ pulg. ANSI 900X2 pulg. La presión de ajuste de estas

válvulas es de 1750 lbs./pulg2. Por encima de esta presión, las válvulas descargan al

tanque de alivio.

2.4.3.14. Llenado del tanque de diesel TK 301.

El llenado de diesel se efectúa por medio de una línea de 3 pulg. Se dispone de un

medidor Smith Geosoure, Modelo C2-53. Está localizado a continuación de los filtros

Strainer. Luego de la recepción sé afora el tanque para determinar la cantidad exacta de

recepción. El tanque es de techo cónico con una capacidad de 2000 bls. (318m3) posee

una alarma de alto y bajo nivel. (Ver Grafico No 15.)

GRÁFICO No 15: PROCESO DE LLENADO DEL TANQUE DE DIESEL TK

301



2.4.3.15. Llenado del tanque de consumo diario tanque salchicha.

El tanque de consumo diario es llenado automática o manualmente por medio de la

bomba de transferencia, etiquete No. P310. La capacidad de la bomba es de 25 GPM

(5,7 m3/H).

23

2.4.3.16. Separación de agua y combustible.

La separación del agua – combustible se realiza mediante un tanque AFL Industries Inc.

Modelo GD515 – 2F, es un tanque que realiza la separación por gravedad diferencial

con un desnatador de tubo rotatorio, etiqueta No. T-308.

Este equipo recibe el producto de todos los drenajes de las bombas GUINARD, retiene

el agua y el producto pasa al tanque sumidero para luego ser inyectado a la línea.

GRÁFICO No 16: TANQUE DE SEPARACIÓN Y COMBUSTIBLE



2.4.3.17. Descripción de Tanques de Almacenamiento

Los diferentes tanques que la Estación de Faisanes tiene son los siguientes:

2.4.3.17.1. Tanque de Alivio

El tanque de alivio es de techo cónico, tiene una capacidad de 2.000 bls. (318 m3).

Posee una alarma de alto y bajo nivel, una bomba de transferencia que se encuentra

junto al tanque. (Ver Gráfico No 17.)

El producto del tanque se evacuará al tanque sumidero y de este a la línea de succión.

2.4.3.17.2. Tanque de Almacenamiento de Combustible (Diesel)

El llenado de diesel se efectúa por medio de una línea de 3 pulg. Se dispone

De un medidor Smith Geosoure, Modelo C2-53. Está localizado a continuación de los

filtros Strainer. Luego de la recepción sé afora el tanque para determinar la cantidad

exacta de recepción.

24

El tanque es de techo cónico con una capacidad de 2000 bls. (318m3) posee una alarma

de alto y bajo nivel.

GRÁFICO No 17: TANQUES DE COMBUSTIBLE Y ALIVIO DE PRESIÓN



2.4.3.17.3. Tanque de Consumo Diario de Combustible

El tanque es de tipo horizontal, cilíndrico, con una capacidad de 24m3 de 7,8 pies

(2,40mts) y una longitud de 21 pies (6,65 mts).

GRÁFICO No 18: TANQUE DE CONSUMO DIARIO DE COMBUSTIBLE



25

Esta elevado aproximadamente a 9,5 pies (2,74 mts) a fin de proveer alimentación por

gravedad a los motores y generador.

2.4.3.17.4. Tanque Sumidero

El tanque sumidero es de tipo horizontal de 4 pies (1,22 mts) de diámetro y 9pies (2,74

mts) de longitud y una capacidad de 850 gls (3,2 m3) tiene un agujero vertical de 30

pulg complementado con una escalera, un acceso de 12 pulg. Para la bomba vertical de

desfogue de 2 pulg. Una conexión al tanque separador agua-combustible de 4 pulg. Y

una conexión al indicador de nivel de 4 pulg. (Ver Grafico No 19.)

GRÁFICO No 19: TANQUE SUMIDERO



La bomba sumidero, etiqueta No 304, opera manual o automáticamente con un

indicador de luces de marcha en el tablero de control. Esta es una bomba vertical

PABODY FLOWAY con 15 etapas, capacidad 10GPM, tiene una alarma de alto y bajo

nivel.

26

2.4.3.17.5. Tanque Separador Agua-Combustible

El tanque Separador de Agua-Combustibles tiene una capacidad de almacenaje de

producto de 200 gls. (757 lts.) . Las paredes del separador son de tipo sándwich, con

cáscaras de fibra de vidrio y cuyo núcleo es de espuma sólida de uretano. El separador

tiene una tapa con una escotilla de acceso para cada compartimento.

2.4.3.17.6. Tanque Colector de Aceite Usado

Este tanque tiene una capacidad de almacenaje de 2000gls. Y se encuentra enterrado al

frente del tanque de consumo diario de combustible, al cual evacuamos todo los aceite

de los motores MWM, multiplicador y generador a dicho colector. Cuando el volumen

ha llegado a su nivel máximo, se debe evacuar a trabes de un carro cisterna o vacoum.

GRÁFICO No 20 TANQUE COLECTOR DE ACEITE



2.4.3.17.7. Tanque de Consumo Diario de Combustible para Vehículos

El tanque es de tipo horizontal, cilíndrico, con una capacidad de 1.13m3 de 2,09 pies

(0,64mts) y una longitud de 7.67 pies(2,34 mts).

Esta elevado aproximadamente a 5,74 pies (1,75 mts) a fin de proveer combustible por

gravedad a los vehículos de la estación. (Ver Grafico No 21.)

27

GRÁFICO No 21: TANQUE DE CONSUMO DE COMBUSTIBLE VEHICULAR



2.4.3.18. Sistemas de Protección de la Estación Faisanes

La Estación Faisanes como todas las estaciones de bombeo debe tener diferentes

sistemas de protección como los que se definen a continuación.

2.4.3.18.1. Sistema Contra Incendios

La bomba de agua contra incendios, etiqueta No. P-300, está colocada frente a los

dormitorios. Esta es una CRANE DEMING No 8X8X20 5064, centrifuga, de caja de

división horizontal. Tiene una capacidad de 1000 GPM (227 m3/II) la bomba hace

succión del tanque de agua contra incendio, la brida de succión es de 8 pulg. ANSI 250,

la conexión de descarga es de 16 pulg. ANSI 250-

Los hidrantes están colocados para el tanque de almacenamiento de combustible, tanque

de consumo diario, sala de máquinas y uno para los edificios.

28

El tanque de agua contra incendios tiene una capacidad de almacenamiento de 256.368

gls. (954m3). Este tanque es llenado a través de una bomba eléctrica vertical que se

encuentra instalada en la represa de agua contra incendio. (Ver Grafico No 22.)

GRÁFICO No 22: SISTEMA CONTRA INCENDIOS



Los detectores ultravioletas están instalados en áreas estratégicas de la Estación, 4

detectores en la sala de bombas, 1 en el tanque de almacenamiento de diesel. El detector

es modelo 530 EDISON. El censor ultravioleta es un tubo electrónico de tipo estable.

29

GRÁFICO No 23: HIDRANTES – SISTEMA CONTRA INCENDIOS



Además se ha instalado un sistema de inundación de espuma en el área de las bombas,

que se encuentra ubicado alado del tanque contra incendio. En caso de una emergencia,

se activa automáticamente el sistema y mediante los esplinter que realizan la función y

dosificación de espuma exacta para el control en caso de producirse un incendio.

GRÁFICO No 24: TRAJES CONTRA INCENDIOS



30

2.4.3.18.2. Sistema de Protección Catódica

Este sistema está diseñado para proteger toda la tubería enterrada y los fondos de los

tanques con un rectificador y una instalación conectada a tierra. Esta instalación

consiste de un transformador-rectificador, tipo NGOOD-ALL calibrado a 12 A y 30 V y

un conectador a tierra 10 DURIRON, ánodos tipo D. La energía de corriente alterna es

abastecida por la red del interconectado o el generador.

GRÁFICO No 25: PROTECCIÓN CATÓDICA



2.4.3.18.3. Piscina de Recuperación de Contaminado

La Empresa consciente de los daños que se pueden ocasionar a la Ecología que circunda

a la Estación, ha construido una piscina recolectora, a donde van a parar todos los

contaminados, producto de cambios de aceite, trabajos de limpieza que se realizan en la

Estación, o al existir algún derrame, escape de combustible por causas no previstas.

(Ver Grafico No 26.)

31

GRÁFICO No 26: PISCINA DE RECUPERACIÓN DE CONTAMINADO



2.4.3.19. Planta Potabilizadora de Agua

Esta planta ha sido calculada para una capacidad de 1 m3/h, sin embargo algunos de sus

componentes han sido sobredimensionados para darle a esta una mayor autonomía; los

componentes más importantes son:

Tanque clarificador, con láminas inclinadas (LAMELLAS), sensores

electrónicos de nivel y agitador.

Filtro de arena, con válvula múltiple que permite lavar el filtro periódicamente.

Tanque reservorio, con sensores electrónicos de nivel.

Sistema hidroneumático.

Sistema de dosificación de químicos con bomba para dosificar sulfato de

aluminio y con bomba dosificadora de cloro.

Filtro triple de celulosa, carbón activado y luz ultravioleta, para el agua del área

de cocina.

32

GRÁFICO No 27: PLANTA POTABILIZADORA DE AGUA



2.4.3.20. Tablero de Transferencia de la Energía del Interconectado

Los controles de éste tablero está compuesto de:

Voltímetro y Amperímetro

Comprobadores de líneas del voltaje y amperaje

Selector de posición manual automático

Pulsador de arranque manual

Pulsador de paro de emergencia

33

GRÁFICO No 28: TABLERO DE TRANSFERENCIA DE LA ENERGÍA DEL

INTERCONECTADO



2.4.3.21. Especificaciones de Motores y Bombas

En la Tabla No 04 se detalla las características que tiene un Motor MWM 440. (Ver

Grafico No 5.)

TABLA No 04: MOTOR MWM 440

MOTORES MWM 440

Motoren-Werke-Manheim a diesel con turbo cargador

Modelo TBD 440 – 8 en línea

Potencia de carga 1.200 HP

R.P.M. 900

Fuente: Estación Faisanes – Poliducto (E-SD-Q)


34

En la Tabla No 05 se detalla las características que tiene un Motor MWM 232

TABLA No 05: MOTOR MWM 232

MOTORES MWM 232

Motoren-Werke-Manhein a diesel

Modelo TBD 232 – V-12

Potencia de carga 378 HP

R.P.M. 1.800



En la Tabla No 06 se detalla las características que tienen las Bombas Guinard de 5

etapas. (Ver Grafico No 7.)

TABLA No 06: BOMBAS GUINARD

BOMBAS GUINARD 5 ETAPAS

Modelo DVMX 4 X 6 X 10 C.

Capacidad Inicial 489 GPM

Capacidad de Diseño Final 1.700 GPM



2.4.3.22. Especificaciones de Tanques

En la Tabla No7 se detalla las características que tiene el Tanque de Diesel

TABLA No 07: TANQUE DE DIESEL

TANQUE DE DIESEL T - 301

Diámetro 6.50 m

Altura 10 m

Tipo de Techo Cónico

Capacidad 84.615 glns

35

Sistema de Medida Varek y Aforo

Estado Actual Bueno

Ultima Calibración Septiembre 2003



En la Tabla No 08 se detalla las características que tiene el Tanque de Alivio de Presión.


TABLA No 08: TANQUE DE ALIVIO DE PRESIÓN

TANQUE DE ALIVIO T - 305

Diámetro 6.50 m

Altura 10 m

Tipo de Techo Cónico


Sistema de Medida Varek y Aforo

Estado Actual Bueno

Ultima Calibración Septiembre 2003



En la Tabla No 09 se detalla las características que tiene el Tanque de Consumo Diario.


TABLA No 09: TANQUE DE CONSUMO DIARIO

TANQUE DE CONSUMO

DIARIO (DIESEL) T - 302

Diámetro 2.40 m

Altura 2.61 m

Longitud 6.55 m

36

Tipo Horizontal

Capacidad 6509 glns



En la Tabla No 10 se detalla las características que tiene el Tanque de Agua Contra

Incendios. (Ver Grafico No 22.)

TABLA No 10: TANQUE DE AGUA CONTRA INCENDIOS

TANQUE DE AGUA

CONTRA INCENDIO T - 307


Tipo de Techo Conico



En la Tabla No 11 se detalla las características que tiene el Tanque Sumidero. (Ver

Grafico No 19.)

TABLA No 11: TANQUE SUMIDERO

TANQUE SUMIDERO T - 304

Diámetro 1.22 m

Longitud 2.74 m

Capacidad 850 glns



2.4.3.23. Registro de Datos de Campo

Los Técnicos de Operaciones, deben tomar datos de campo cada hora en el transcurso

de su turno, tanto del grupo de baja (P301-P302) y grupo de alta (P302-P303). Dichos

37

datos de campo servirán para verificar el perfecto funcionamiento de los equipos en la

estación.

2.4.4. Estación Corazón

Ubicación: Parroquia de Ulloa, Provincia de Pichincha.

Descripción de la infraestructura: Estación Intermedia del Poliducto que recibe los

productos que entrega la Estación de Faisanes y se bombea hacia la Estación Reductora

El Beaterio.

Número de grupos de bombeo: 3 Grupos Diesel MWM TBD-440 1.200 HP.

Personal que labora: 2 Coordinadores de Estación, 6 operadores, 2 Técnicos Mecánicos,

2 Técnicos Eléctricos.

Número de grupos de bombeo: 3 Grupos Diesel. Altura (msnm): 2.560.

GRÁFICO No 29: ESTACIÓN CORAZÓN



2.4.5. Estación Reductora El Beaterio

Ubicación: El Beaterio Km 10 ½, Panamericana Sur, Provincia de Pichincha

38

Descripción de la infraestructura: Estación Reductora de Presión que contiene dos

trenes de reducción con válvulas reductoras de 3” que reduce de 900 psi a 400 psi y

reductoras de 2” de 400 psi a 70 psi.

Potencia total Instalada (kw): 250 Kw.

Personal que labora: 1 Coordinadores de Estación, 6 operadores, 3 Fiscalizadores y 1

Técnico Eléctrico.

GRÁFICO No 30: ESTACIÓN REDUCTORA EL BEATERIO



39

CAPÍTULO III

39

CAPÍTULO III

AUTOMATIZACIÓN

3,1. ¿QUE ES UN SISTEMA AUTOMATIZADO?

La automatización es un sistema donde se trasfieren tareas de producción, realizadas

habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnológicos.

Un sistema automatizado consta de dos partes principales:

Parte de mando

Parte operativa

3.1.1 La parte operativa es la parte que actúa directamente sobre la máquina. Son

los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice la operación

deseada. los elementos que forman la parte operativa son los

accionadores de las máquinas como motores, cilindros, compresores. Y los

captadores como fotodiodos, finales de carrera.

3.1.2 La parte de mando suele ser un autómata programable (tecnología

programada), aunque hasta hace bien poco se utilizaban relés

electromagnéticos, tarjetas electrónicas o módulos lógicos neumáticos

(tecnología cableada). En un sistema de fabricación automatizado el

autómata programable esta en el centro del sistema. Este debe ser capaz de

comunicarse con todos los constituyentes de sistema automatizado.

40

GRAFICO No 31 : SISTEMA AUTOMATIZADO

Fuente: (Internet)


3.2 Objetivos de la automatización

Mejorar la productividad de la empresa, reduciendo los costes de la producción y

mejorando la calidad de la misma.

Mejorar las condiciones de trabajo del personal, suprimiendo los trabajos penosos e

incrementando la seguridad.

Realizar las operaciones imposibles de controlar intelectual o manualmente.

Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo proveer las cantidades necesarias

en el momento preciso.

Simplificar el mantenimiento de forma que el operario no requiera grandes

conocimientos para la manipulación del proceso productivo.

Integrar la gestión y producción.

Cuando un proceso de automatización se realiza sin la intervención humana decimos

que se trata de un proceso automatizado. La automatización permite la eliminación

41

“total” o parcial de la intervención del hombre. Los automatismos son dispositivos de

realizar tareas sin la intervención humana. Algunas maquinas coma las lavadoras tienen

programadores y las ordenes que proporcionan se llaman programas.

La automatización comprende la modernización de los equipos instalados en los terminales

y poliductos de petrocomercial a escala nacional, para medición de tanques de almacena-

miento, control de válvulas, control de despacho por auto tanques, control de recepción y

bombeo por poliductos, implementando un sistema integrado (hardware y software) que

permita, desde los centros de control de cada terminal y estaciones de bombeo/reductoras

de presión, ejecutar en forma remota todas las operaciones que se producen en los

terminales y poliductos, como son: monitoreo, operación de válvulas y bombas, inventario

de volúmenes de productos físicos y contables, recepción y despacho de combustible,

control de acceso de personal y de auto tanques.

Los sistemas integrados de control de cada terminal y estación de bombeo deberán

comunicarse entre sí formando parte de la red local de comunicaciones y con el

computador central host, para intercambio de información, vía la red wan de

petrocomercial, lo que permitirá contar con una base histórica de datos, de la cual se

obtendrán informes estadísticos, gerenciales, análisis de la operación y del funcionamiento

de los elementos del sistema. Además se desarrollaran interfaces de información entre el

sistema integrado de control automático (SICA) y los sistemas informáticos de

comercialización y movimiento de productos para la generación en línea de guías de

remisión, autorizaciones de despacho y reportes de inventario de productos.

3.3. Arquitectura.

La arquitectura del sistema deberá permitir la distribución geográfica y funcional de todos

los componentes, a fin de satisfacer los requerimientos y lograr los objetivos de control y

seguridad en terminales y poliductos. Las partes del sistema deberán ser adecuadas para ser

montadas dentro de las instalaciones de petrocomercial, considerando únicamente los

subsistemas que conforman la arquitectura

La arquitectura típica planteada para la automatización de las terminales y poliductos de

petrocomercial, la misma que consta de los siguientes niveles de automatización:

42

a) Primer Nivel: constituido por la instrumentación de campo de cada terminal y

estaciones de bombeo/reductoras de presión de los poliductos, a los cuales se incorpora

el equipamiento necesario para la automatización, como son: lectoras de tarjetas

magnéticas y registro de datos para control de accesos, cámaras de video, sensores de

proximidad y alarmas, controladores master y locales(plc’s), unidades de control local

(ucl’s), sensores y equipos para medición de tanques y de flujo, control de válvulas,

control de acceso y contra incendio, con su correspondiente software de control, y la

redes industriales de control local (lazos de 2 hilos) para cada uno de los subsistemas.

GRAFICO No 32 : COMPONENTES DE UNA AUTOMATIZACIÒN

Fuente: (Internet)


b) Segundo Nivel: conformado por los servidores redundantes y computadores de

control por áreas mediante los cuales se efectúa la supervisión y control del terminal, las

estaciones de bombeo/reductoras de los poliductos y los subsistemas de control de

accesos, contra incendio y circuito cerrado de video. Forman parte de este nivel de

automatización las impresoras de reportes, impresoras de alarmas y eventos, el software

específico de cada subsistema y el software para la integración total de los subsistemas

y sus respectivas bases de datos. en este nivel se integrarán las tecnologías y topologías

de comunicación de las redes lan (industrial y ethernet) de cada terminal o estaciones de

los poliductos.

43

GRÁFICO No 33 : SALA DE OPERACIONES



c) Tercer Nivel: establecido por la comunicación remota, a través de la red wan de

petrocomercial, de los servidores redundantes instalados en cada terminal y/o estaciones

de bombeo/reductoras de presión de los poliductos, con el computador host s/390. en

este nivel se incluyen los computadores para monitoreo remoto del SICA y el

intercambio de datos a través de interfaces de información entre los sistemas integrados

de control y los sistemas informáticos de comercialización y movimiento de productos

residentes en el host, así como la replicación de los datos operativos de los servidores

redundantes para la actualización y el mantenimiento de las bases de datos históricas en el

host. de los sistemas informáticos y de las bases de datos operativos históricos residentes

en el host se obtendrán los informes gerenciales que sean necesarios.

El subsistema de control de terminales, estará encargado de llevar a cabo el control

automático de: medición en tanques de almacenamiento, válvulas operadas

eléctricamente, arranque/paro de bombas, control de acceso/salida del terminal, tablero

de llamado de auto tanques, despacho de productos por auto tanque utilizando el

sistema de medición existente accuload ii (smith meter), así como el monitoreo de la

recepción y envío de producto por poliductos.

La arquitectura tipo del subsistema de control de poliductos – estaciones de bombeo

estará encargado del control automático de: medición de caudal en la línea, medición de

44

tanques de almacenamiento (si existen), válvulas operadas eléctricamente,

arranque/paro de bombas, control de acceso/salida a la estación, así como el monitoreo

de la recepción y envío de producto por poliductos. En el caso de que la estación forme

parte del terminal, se hará un solo subsistema de seguridad (control de acceso y contra

incendio).

La arquitectura tipo del subsistema de control de poliductos – reductoras de presión, el

cual estará encargado del control automático de: medición de caudal en la línea,

medición de tanques de almacenamiento (si existen), válvulas operadas eléctricamente,

válvulas de control de presión y caudal, así como el monitoreo de la recepción de

producto por poliductos. La reductora de presión de los poliductos forma parte del

terminal, por lo que el subsistema de seguridad (control de acceso y contra incendio)

está incluido en el del terminal.

El subsistema contra incendio, realizará el control de las válvulas de agua y de espuma

operadas eléctricamente, arranque/paro de las bombas contra incendio, monitoreo de

detectores de gas, humo y fuego en las diferentes áreas operativas que conforman cada

terminal. En caso de presentarse alguna confirmación de fuego, el empaquetado de

presión de la línea deberá ser actuado en forma automática dando origen al ataque

contra incendio, enviando las señales de paro de emergencia a los demás subsistemas

del terminal.

3.4. Filosofía de Operación del Sistema Integrado de Control Automático (SICA)

La arquitectura del sistema contempla su operación de acuerdo a lo que se describe a

continuación:

3.4.1 Operación Automática

La operación automática estará supervisada por los servidores redundantes y los

computadores de control por área de trabajo que se instalarán de acuerdo a la necesidad

de cada terminal y estaciones de bombeo/reductoras de presión de los poliductos.

En las instalaciones de petrocomercial que cuenten con terminal y estación de

bombeo/reductoras de presión, existirán centros de control separados, esto es, uno para

el terminal, y uno para la estación de bombeo/reductora de presión.

45

El subsistema contra incendio contará con un computador de control independiente

instalado en las oficinas de seguridad industrial.

El subsistema de seguridad estará constituido por el control de acceso y circuito cerrado

de audio y video.

Todos estos sistemas estarán comunicados entre sí y se integrarán por medio de la red

local industrial al controlador local máster y de ésta a través de la red local ethernet al

sistema integrado de control automático (SICA), que estará residente en los servidores

redundantes ubicados en los centros de control de cada terminal, siendo su función la

obtención en tiempo real de cada una de las variables del control de la operación.

La redundancia del servidor "principal" deberá realizarse mediante un servidor

"secundario" redundante independiente con las mismas características que el servidor

"principal". El sistema integrado de control automático (SICA) deberá tener la facultad de

continuar con su operación normal en caso de que alguno de los procesadores de

cualquier servidor dejara de funcionar, razón por la cual ambos equipos deberán estar

trabajando simultáneamente, no obstante “el principal” es el encargado del

funcionamiento completo mientras que “el secundario” (en espera) está operando solo una

parte del sistema (actualización de bases de datos), esperando convertirse en “principal”.

Para que esto ocurra, la base de datos del sistema tiene que residir en ambos discos de

almacenamiento para poder ser actualizada simultáneamente.

En la eventualidad de que alguno de los servidores no esté disponible, las actualizaciones

deberán ser almacenadas localmente en el disco principal y se enviarán al secundario,

cuando éste restablezca su operación normal.

En el caso de falla del algún equipo o programa, el sistema debe prever que se produzca

el respaldo automático.

Así mismo, el sistema debe permitir que se opere manualmente cuando el equipo

principal sea requerido por razones de mantenimiento.

De acuerdo a las necesidades de información y a la periodicidad requerida por

petrocomercial, se replicarán los datos operativos al host.

46

3.4.2 Operación en Modo Degradado.

Este tipo de operación se produce cuando la comunicación de los servidores

redundantes hacia los plc’s master por alguna razón se ha perdido, por lo que los plc’s

locales o los ucl’s de los diferentes subsistemas de control serán los responsables de

llevar a cabo las operaciones a su cargo, almacenando los estados de las variables de los

instrumentos en campo, para que una vez que se restablezca la comunicación con los

servidores redundantes, esta información sea transferida con los últimos valores.

3.4.3 Operación Manual.

La operación manual es requerida cuando la comunicación de las plc’s locales o ucl’s

hacia los plc’s master por alguna razón se ha perdido, por lo que el control del sistema

se llevará a cabo manualmente mediante los instrumentos de campo apoyados por las

ucl’s. Una vez que se restablezca la comunicación con el plc master, la información de

las operaciones realizadas en modo manual en las ucl’s sea transferida hacia los plc’s

master de manera automática.

3.5. Tipos de Automatizado.

3.5.1. Eléctricos:

Son aquellos que funcionan mediante corriente eléctrica.

ej: vídeo.

3.5.2. Hidráulicos:

Son aquellos que se transmiten a través de líquidos cuando son presionados.

ej: grúa.

3.5.3. Neumáticos:

Son aquellos que funcionan mediante la fuerza de aire comprimido.

ej: lavacoches.

Generalmente la mayoría de las máquinas automáticas utilizan combinaciones de

mecanismos. Así pues existen automatismos electro neumáticos, automatismos

electrohidráulicos y hidroneumáticos.

47

3.6. Automatización a Pequeña Escala.

Automatización de proceso: es la automatización en la cual intervienen diferentes

maquinas para obtener un fin, por ejemplo un proceso de envasado.

Sistemas de automatismos programables: representan el grado más elevado de la

automatización y en ellos intervienen equipos informáticos y robotizados.

3.7. Ventajas de la Automatización.

Reduce los gastos de mano de obra directos en un porcentaje más o menos alto según el

grado de automatización.

Puesto que los productos son más competitivos, aumentan los beneficios, es decir si

reducimos costes se puede fabricar más barato y por lo tanto aumentar las ventas.

Aumenta la capacidad de producción de la instalación utilizando las mismas maquinas y

los trabajadores.

Aumenta la calidad de producción ya que las maquinas automáticas son más precisas.

Mejora el control de la producción ya que pueden introducir sistemas automáticos de

verificación.

Permite programar la producción.

A media y a largo plazo, y gracias a la constancia y a la uniformidad de la producción se

garantizan plazos de entrega más fiables.

Se reduce las incidencias laborales puesto que las maquinas automáticas realizan todo

tipo de trabajos perjudiciales para el hombre.

3.8. Estructura del Funcionamiento.

En el funcionamiento de los automatismos se distinguen tres fases:

Entrada de datos u órdenes.

Control de los datos.

Realización de tareas concretas.

48

Una serie de dispositivos o periféricos de entrada envían señales a la unidad de control

de procesos y esta pone en marcha y controla los dispositivos o periféricos de salida, los

cuales realizan tareas concretas.

3.9. Periféricos de Entrada CPU Periféricos de Salida.

Los dispositivos periféricos nos ayudan a introducir a la computadora los datos para que

esta nos ayude a la resolución de problemas y por consiguiente obtener el resultado de

dichas operaciones, es decir; estos dispositivos nos ayudan a comunicarnos con la

computadora, para que esta a su vez nos ayude a resolver los problemas que tengamos y

realice las operaciones que nosotros no podamos realizar manualmente.

3.9.1. Periféricos de Entrada:

Son aquellos que proporcionan a la unidad de control del automatismo la información

que necesita para activar, desactivar o regular el funcionamiento de los periféricos de

salida. Estos dispositivos transmiten información mediante señales que pueden ser de

diferente naturaleza:

Luz.

Eléctrica: interruptor.

Neumáticos: botón hidráulico.

Magnético.

Todos los botones que intervienen en la puesta en marcha y los mandos a distancia son

dispositivos de entrada. También hay periféricos de entrada capaces de detectar la

variación de diferentes magnitudes (presión, volumen, temperatura etc.) y comunicarlas

a la unidad de control de estos dispositivos se llaman censores.

3.9.2. Periféricos de Salida.

Los periféricos de salida o actuadores de un automatismo son dispositivos que realizan

las funciones y tareas concretas cuando se reciben del sistema de control.

http://www.monografias.com/trabajos5/losperif/losperif.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtml

http://www.monografias.com/trabajos6/diop/diop.shtml

49

Actuadores mecánicos: son dispositivos que utilizan energía mecánica para su

funcionamiento. En función de la fuente de energía utilizada pueden ser neumáticos o

hidráulicos.

Actuadores neumáticos: funcionan mediante la energía mecánica que les proporcionan

el aire comprimido. Los actuadores neumáticos se utilizan para transmitir pequeños

esfuerzos a altas velocidades.

Actuadores hidráulicos: aprovechan la propiedad que tienen los líquidos de transmitir

presión de manera uniforme a lo largo de todo el fluido cuando son comprimidos. Si

colocamos un líquido en el interior de dos cilindros comunicados entre ellos y cerrados

por dos émbolos tal como muestra la presión ejercida sobre cualquier punto de la

superficie del embolo1 del cilindro, ha de ser igual que la superficie del embolo2 del

cilindro.

GRÁFICO No 34. : PERIFERICOS DE ENTRADA Y SALIDA DE UN PLC

Fuente: (Internet)


3.10. Control de Automatismos.

Los dispositivos de control de automatismos reciben las señale que proporcionan los

periféricos de entrada y en función de estas señales utilizan los periféricos de salida o

actuadores. Los controles pueden ser manuales, automáticos, programables e

informatizados.

50

Control manual: se utiliza para controlar manualmente de los dispositivos de un

automatismo cuando varían las condiciones de trabajo.

Controles automáticos: funcionan continuamente de la misma manera sin tener en

cuenta las variaciones que se puedan producir en su entorno de trabajo. ej: control

temporizado de la calefacción.

Controles programables: son dispositivos que modifican los programas de

funcionamiento de sus periféricos de salida según las variaciones que se producen en las

condiciones de su entorno de trabajo. Estas variaciones son detectadas a partir de

información que reciben a través de sensores que tienen conectados. ej: los controles

programables de ventilación. Los controles programables utilizados en los procesos

industriales son los llamados autómatas programables (plc). Los PLC son maquinas

electrónicas diseñada para controlar en tiempo real procesos industriales repetitivos, no

es necesario tener conocimientos informáticos.

Controles informatizados: son los que utilizan una unidad informática para analizar los

datos que reciben los periféricos de entrada y dirigir y controlar los periféricos de salida.

3.11. PLC (Programador Lógico Controlador)

PLC son las iniciales de Programmable Logic Controller, que traducido resulta

Controlador Lógico Programable. También se usa para nombrar a estos dispositivos el

término Autómatas Programables. A lo largo de este curso usaremos indistintamente

cualquiera de ellos.

Cualquier modificación en los procesos en una planta, significa re-cablear, agregar

relés, temporizadores, etc. en los tableros de mando y control. Esto implica largas

paradas de máquinas y a menudo los tableros quedan chicos para absorber los cambios.

También es por ustedes conocido que las modificaciones “provisorias” no siempre se

vuelcan en los planos eléctricos, con lo cual se dificulta el mantenimiento y por lo tanto

aumenta el tiempo de parada de las máquinas.

A fines de la década del 60, consciente de estos problemas, La General Motor le

encarga a sus proveedores de controladores el diseño de equipos que cumplieran las

siguientes especificaciones:

51

Flexibles: Los aparatos debían ser capaces de adaptarse a una gran

variedad de situaciones, incluso reutilizarse para otras máquinas. Esta

flexibilidad pretendía ser lograda mediante la programación.

Estado Sólido: Los nuevos equipos debían estar realizados usando

componentes electrónicos.

Ambiente: Debían poder soportar los ambientes industriales.

Sencillos: Tanto la programación, como el mantenimiento y la

instalación debían estar a cargo del propio personal de la industria,

ingenieros y técnicos, normalmente en esa época sin conocimientos

informáticos.

Lógicos: Las funciones que debían gobernar eran del tipo on/off

(todo/nada).

GRÁFICO No 35: PARTES BÁSICAS DE UN PLC

Fuente: http://www.herrera.unt.edu.ar


3.11.1. Historia.

El primer PLC apareció en 1968 y cumplía con los requerimientos mínimos de General

Motor, pero rápidamente aparecieron ventajas adicionales tales como: menor consumo

de energía, reducción de espacio en los tableros, rápido mantenimiento, etc.

Por 1972 aparecieron equipos que ya se programaban usando esquemas de contactos

http://www.herrera.unt.edu.ar/

52

(Relay Ladder Logic). Estos esquemas usaban los ingenieros y técnicos para diseñar los

antiguos equipos cableados, por lo que resultaba fácil pasarse a la nueva tecnología y

ello popularizó más su uso.

En 1974 aparece el microprocesador, lo que provoca muy importantes avances en el

desarrollo de los PLC. Permitiéndole realizar tareas cada vez más complejas, mejorando

su confiabilidad. PLC.

En estos últimos años el crecimiento no se detuvo y entre los avances y características

más importantes de los PLC actuales, destacaremos:

Posibilidad de entradas y salidas analógicas.

Memorias más potentes y más pequeñas. Lo que permite programas más

extensos.

Capacidad de realizar operaciones aritméticas más complejas.

Posibilidad de comunicación entre PLCs y entre PLC y computadoras.

Mayor velocidad en el procesamiento de los datos.

Entradas y salidas remotas. Sensores y actuadores a gran distancia del

controlador.

Nuevos lenguajes de programación.

Aplicación de computadoras para su programación.

3.11.2. Ventajas de los PLC.

Se puede hablar de las siguientes ventajas del uso de los PLC frente a lógica cableada

antigua:

Menor tiempo empleado en la elaboración del proyecto.

Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado ni

añadir elementos.

Reducido espacio de ocupación.

Menor costo de mano de obra de instalación.

53

Menor tiempo para la puesta en funcionamiento, al quedar reducido el de

cableado.

Posibilidad de controlar varias máquinas con el mismo autómata.

Economía de mantenimiento.

Si por alguna razón la máquina queda fuera de servicio, el PLC sigue

siendo útil para otra máquina o sistema de producción.

Como es una tecnología que sigue evolucionando seguramente este listado se

incrementará día a día.

3.11.3. Estructura Interna.

Para poder interpretar luego el funcionamiento de un PLC se muestra un esquema de su

estructura interna.

Podemos distinguir cinco bloques en la estructura interna de los Autómatas

Programables, que pasaremos a describirlos:

GRÁFICO No 36: UNIDADES FUNCIONALES DE UN PLC.

Fuente: http://www.dasumo.com/libros/automatas-programables


Bloque de Entradas. En él se reciben las señales que proceden de los sensores. Estas

son adaptadas y codificadas de forma tal que sean comprendidas por la CPU. También

tiene como misión proteger los circuitos electrónicos internos del PLC, realizando una

separación eléctrica entre éstos y los sensores.

54

Bloque de Salidas: Trabaja de forma inversa al anterior. Interpreta las

órdenes de la CPU, las descodifica y las amplifica para enviarlas a los

actuadores. También tiene una interface para aislar la salida de los

circuitos internos.

Unidad Central de Procesamiento CPU): En ella reside la inteligencia

del sistema. En función de las instrucciones del usuario (programa) y los

valores de las entradas, activa las salidas.

Fuente de Alimentación: Su misión es adaptar la tensión de red

(220V/50Hz) a los valores necesarios para los dispositivos electrónicos

internos (generalmente 24Vcc y 5Vcc).

Interfaces: Son los canales de comunicación con el exterior. Por

ejemplo con:

Los equipos de programación

otros autómatas.

computadoras.

3.11.4. Clasificación de los PLC.

La idea de esta sección es mostrar el amplio espectro de los PLC que actualmente

existen en el mercado, para ayudar al usuario a decidir en el momento de realizar una

compra.

Con este objetivo, vamos a realizar varias clasificaciones de los Autómatas

Programables, teniendo en cuenta sus distintas características.

Estructura externa. Se refiere al aspecto físico exterior del PLC. Actualmente en el

mercado existen dos tendencias:

Diseño compacto: En un solo bloque residen todos sus elementos (fuente, CPU,

entradas/salidas, interfaces, etc.). Tienen la ventaja de ser generalmente más baratos

y su principal desventaja es que no siempre es posible ampliarlos.

Diseño modular: Los distintos elementos se presentan en módulos con grandes

posibilidades de configuración de acuerdo a las necesidades del usuario. Una

55

estructura muy popular es tener en un bloque la CPU, la memoria, las interfaces y la

fuente. En bloques separados las unidades de entrada/salida que pueden ser

ampliadas según necesidades.

Memorias. Llamamos memoria a cualquier dispositivo que nos permita guardar las

instrucciones escritas por el programador. Su capacidad de almacenamiento se mide

en Kbyte o en Mbyte y está relacionada con el tamaño máximo de programa que

podemos escribir. En la mayoría de los casos están diseñadas con elementos

electrónicos. Se distinguen varios tipos:

PROM (Programmable Read Only Memory). Memorias para ser leídas

únicamente. Permiten ser programadas una sola vez. Normalmente se usan para

automatismos de equipos fabricados en serie. Ante una falta de energía

mantienen su contenido.

EPROM (Erasable Prog.). Son iguales a las anteriores, pero está permitido

borrar su contenido para reprogramarlas. El borrado se realiza por la aplicación

de luz ultravioleta, a través de una ventanilla de cuarzo en su encapsulado.

EEPROM (Electrical Eraseble..). Iguales a las anteriores pero el borrado se

realiza por la aplicación de señales eléctricas.

RAM (Random Access Memory). O memorias de acceso aleatorio. Está

permitido escribirlas y borrarlas eléctricamente. Su lectura y escritura son muy

veloces. Ante una falta de energía su contenido se pierde, por lo que deben

usarse alimentadas con pilas de Litio (duración de la pila más o menos 5 años).

Estas dos últimas son las más usadas en la actualidad.

Unidades de Entrada. Son los dispositivos básicos por donde llega la

información de los sensores. Vienen con distintas posibilidades.

Analógicas. Se deben usar cuando la entrada corresponde a una medida

de por ejemplo: temperatura, presión, etc. En su interior tienen un

dispositivo que convierte la señal analógica a digital (conversor A/D).

Vienen en distintos rangos de tensión e intensidad. (por ejemplo 0 a 10V,

0 a +- 10V, 4 a 20 mA, etc.). La resolución puede ser de 8 o 12 bits.

56

Digitales. Son las más utilizadas y corresponde a señales todo/nada. Ósea

la presencia o no de una tensión (por ejemplo de fines de carrera,

termostatos, pulsadores, etc.). Esta tensión puede ser alterna ( 0-220V, 0-

110V) o continua (generalmente 0-24V).

Unidades de Salida. Son los bloques básicos que excitarán los actuadores. Al

igual que las entradas pueden ser analógicas o digitales.

Analógicas. Se deben usar cuando el actuador que se debe activar es

analógico (por ejemplo una válvula modulante, un variador de velocidad,

etc.). En este caso se dispone de un dispositivo interno que realiza el

proceso inverso al de las entradas analógicas, un conversor D/A.

Digitales. Vienen de tres tipos. Con salida a triac, a relé o a transistor. En

el primer caso es exclusivamente para corriente alterna. En el segundo

puede ser para continua o alterna. En el caso de salida a transistor es

exclusivamente para continua. Soportan en todos los casos corrientes

entre 0, 5 y 2 A.

Equipos o unidades de programación. Son los dispositivos que nos permitirán

entrar el programa. Son tres los tipos que se disponen.

Tipo calculadora. Constan de un teclado y un visor (como si fuera una

calculadora). En el visor se puede ver una o dos líneas del programa. Son

muy útiles para realizar modificaciones o ajustes a la par de la máquina.

Consola. Son un tipo intermedio entra los anteriores y las PC. Permite

ver hasta 20 o 30 líneas de programa

PC. Normalmente cualquier computadora PC, con el soft correspondiente

y la interfaz adecuada permite la programación de los PLC. Su utilidad es

mayor cuando se trabaja con grandes autómatas programándolos en las

oficinas de programación.

Tamaño de los PLC. El tamaño se lo determina generalmente por la cantidad

de entradas y salidas disponibles. Pudiendo variar entre 10 E/S hasta varios

miles. Las denominaciones son: nano autómatas, micro autómatas, etc.

57

3.11.5. Lenguajes de Programación.

Son las reglas por las cuáles se le escribe el programa al PLC. Es más bien una

característica del dispositivo programador. Existen diferentes lenguajes que el usuario

puede elegir de acuerdo a su gusto o experiencia.

3.11.5.1. Listado de Instrucciones.

Como su nombre lo indica se trata de introducir una lista de instrucciones que debe

cumplir el autómata.

GRÁFICO No 37: LISTADO DE INSTRUCCIONES

Fuente: Catalogo 2008/2009 Modicon Quantum automation platform


3.11.5.2. Con Símbolos Lógicos.

La programación se realiza usando símbolos similares a los utilizados en las compuertas

lógicas.

58

GRÁFICO No 38: PROGRAMACIÓN CON SÍMBOLOS LÓGICOS



3.11.5.3. Con Símbolos de Contactos.

Es el más popular y la programación se lleva a cabo usando redes de contactos (Ladder).

3.11.5.3.1. Lenguaje Ladder.

El Ladder, también denominado lenguaje de contactos o en escalera, es un lenguaje de

programación gráfico muy popular dentro de los autómatas programables debido a que

está basado en los esquemas eléctricos de control clásicos. De este modo, con los

conocimientos que todo técnico eléctrico posee, es muy fácil adaptarse a la

programación en este tipo de lenguaje.

Los diagramas de escalera son esquemas de uso común para representar la lógica de

control de sistemas industriales. Se le llama diagrama "escalera" porque se asemejan a

una escalera, con dos rieles verticales (de alimentación) y "escalones" (líneas

horizontales), en las que hay circuitos de control que definen la lógica a través de

funciones. De esta manera Las principales características del lenguaje ladder son:

Instrucciones de entrada se introducen a la izquierda

59

Instrucciones de salida se situarán en el derecho.

Los carriles de alimentación son las líneas de suministro de energía L1 y L2

para los circuitos de corriente alterna y 24 V y tierra para los circuitos de CC

La mayoría de los PLC permiten más de una salida por cada renglón (Rung).

El procesador (o "controlador") explora peldaños de la escalera de arriba a

abajo y de izquierda a derecha.

GRÁFICO No 39: DESCRIPCIÓN LÓGICA LADDER



Las instrucciones de entrada son las condiciones que tiene el circuito para dejar o no

dejar pasar la corriente de una línea a la otra. Estas condiciones se manejan

comúnmente con contactos normalmente abierto o normalmente cerrados los cuales

interpretan las señales de alto y bajo de sensores o interruptores. Si las condiciones son

verdaderas la corriente llega a las instrucciones de salida las cuales generan acciones

como energizar la bobina de un motor o energizar una lámpara por ejemplo. De esta

forma el paso de la corriente a las bobinas de salida están condicionadas por la lógica

que manejen las instrucciones de entradas.

Un PLC tiene muchas terminales "de entrada" y también muchos terminales de salida, a

través de los cuales se producen las señales "alta" o "baja" que se transmiten a las luces

60

de energía, solenoides, contactores, pequeños motores y otros dispositivos que se

prestan a control on / off. En un esfuerzo por hacer PLC fácil de programar, el lenguaje

de programación ladder fue diseñado para asemejarse a los diagramas de lógica de

escalera. Por lo tanto, un electricista industrial o ingeniero eléctrico, acostumbrados a

leer esquemas de lógica ladder se sentirán más cómodos con la programación de un

PLC si se maneja con el lenguaje ladder.

3.11.6. PLC en Comparación con otros Sistemas de Control.

PLCs están bien adaptados a una serie de automatización de tareas. Estos son

típicamente procesos industriales en la manufactura donde el costo de desarrollar y

mantener el sistema de automatización es alto en relación al coste total de la

automatización, y donde los cambios al sistema se espera durante su vida útil. PLCs

contienen dispositivos de entrada y salida compatible con los dispositivos

experimentales y controles industriales, diseño eléctrico se requiere poco, y el problema

se centra en el diseño que expresa la secuencia deseada de las operaciones. Las

aplicaciones de PLC son típicamente sistemas altamente personalizados de modo que el

costo de un empaquetado del PLC es bajo comparado con el costo de un controlador

incorporado para requisitos específicos. Por otra parte, en el caso de mercancías

producidas en masa, el control de sistemas a medida económica se debe al menor coste

de los componentes, que pueden ser perfectamente elegidos en lugar de un "genérico"

solución, y donde no la ingeniería pago recurrente la repartidas en miles o millones de

unidades.

Para el volumen alto o fijo de automatización tareas muy simples, se utilizan diferentes

técnicas. Por ejemplo, un consumidor lavavajillas sería controlado por un

electromecánico del temporizador de la leva que cuesta sólo unos cuantos dólares en

cantidades de producción.

Un micro controlador basadas en el diseño sería apropiado donde cientos o miles de

unidades serán producidas y por lo que el coste de desarrollo (diseño de fuentes de

alimentación, entrada / salida de hardware y las pruebas necesarias y certificación)

puede extenderse a muchas ventas, y donde al final- usuario no tendría que alterar el

control. Las aplicaciones de automoción son un ejemplo, millones de unidades se

construyen cada año, y muy pocos los usuarios finales alteran la programación de estos

61

controladores. Sin embargo, algunos vehículos especiales, tales como buses de tránsito

económicamente el uso de PLC en vez diseñados los controles personalizados, ya que

los volúmenes son bajos y el coste de desarrollo sería poco rentable.

Muy de control de procesos complejos, tales como las usadas en la industria química,

pueden requerir algoritmos y desempeño más allá de la capacidad incluso de PLC de

alto rendimiento. Muy controles de alta velocidad o de precisión también puede exigir

soluciones a la medida, por ejemplo, los controles de vuelo de la aeronave.

Autómatas programables son ampliamente utilizados en el control de movimiento,

control de posicionamiento y control de par. Algunos fabricantes producen unidades de

control de movimiento para ser integrado con el PLC para que el G-código (que implica

un CNC de la máquina) se pueda utilizar para indicar movimientos de la máquina.

PLC pueden incluir lógica para la retroalimentación de control variable de bucle

analógico-single, un "proporcional, integral, derivado" o " controlador PID”. Un bucle

PID podría ser usado para controlar la temperatura de un proceso de fabricación, por

ejemplo. Históricamente, los PLC se configuran por lo general con sólo un análogo de

los bucles de control de unos pocos, donde los procesos requieren cientos o miles de

bucles, un sistema de control distribuido (DCS) en lugar sería utilizado. Como

autómatas se han vuelto más poderosas, el límite entre DCS y aplicaciones PLC se ha

vuelto menos clara.

PLC tienen una funcionalidad similar a la Terminal Remota unidades. Un RTU, sin

embargo, generalmente no es compatible con algoritmos de control o lazos de control.

Rápidamente como el hardware se hace más potente y más barato, RTU, PLC y DCS

son cada vez más comenzando a superponerse en las responsabilidades, y muchos

vendedores venden con RTU-como características del PLC y viceversa. La industria ha

estandarizado en la norma IEC 61131-3 lenguaje de bloques funcionales para la

creación de programas para ejecutarse en RTU y PLC, aunque casi todos los vendedores

también ofrecen alternativas propietarias y entornos de desarrollo asociados.

3.12. Redes Industriales.

Las redes de comunicaciones industriales deben su origen a la fundación FieldBus

(Redes de campo). La fundación FieldBus desarrolló un nuevo protocolo de

62

comunicación para la medición y el control de procesos donde todos los instrumentos

puedan comunicarse en una misma plataforma.

Las comunicaciones entre los instrumentos de proceso y el sistema de control se basan

principalmente en señales analógicas (neumáticas de 3 a 15 psi en las válvulas de

control y electrónicas de 4 a 20 mA cc). Pero ya existen instrumentos digitales capaces

de manejar gran cantidad de datos y guardarlos históricamente; su precisión es diez

veces mayor que la de la señal típica de 4-20 mA cc. En vez de transmitir cada variable

por un par de hilos, transmiten secuencialmente las variables por medio de un cable de

comunicaciones llamado bus.

La tecnología fieldbus (bus de campo) es un protocolo de comunicaciones digital de alta

velocidad creada para remplazar la clásica señal de 4-20 mA que aún se utiliza en

muchos de los sistemas DCS(Sistema de Control Distribuido) y PLC (Controladores

Lógicos Programables), instrumentos de medida y transmisión y válvulas de control. La

arquitectura fieldbus conecta estos instrumentos con computadores que se usan en

diferentes niveles de coordinación y dirección de la planta. Muchos de los protocolos

patentados para dichas aplicaciones tiene una limitante y es que el fabricante no permite

al usuario final la interoperabilidad de instrumentos, es decir, no es posible intercambiar

los instrumentos de un fabricante por otro similar. Es claro que estas tecnologías

cerradas tienden a desaparecer, ya que actualmente es necesaria la interoperabilidad de

sistemas y aparatos y así tener la capacidad de manejar sistemas abiertos y

estandarizados. Con la mejora de los protocolos de comunicación es ahora posible

reducir el tiempo necesario para la transferencia de datos, asegurando la misma,

garantizando el tiempo de sincronización y el tiempo real de respuesta determinada en

algunas aplicaciones.

63

GRÁFICO No 40: RED INDUSTRIAL ETHERNET



3.12.1. Clasificación de las Redes Industriales.

Si se clasifican las redes industriales en diferentes categorías basándose en la

funcionalidad, se hará en:

64

3.12.1.1. Buses Actuadores y Sensores.

Inicialmente se usan un sensor y un bus actuador en conexión simple, dispositivos

discretos con inteligencia limitada, como un fotosensor, un switch limitador o una

válvula solenoide, controladores y consolas terminales.

3.12.1.2. Buses de Campo y Dispositivos Calientes.

Estas redes se distinguen por la forma como manejan el tamaño del mensaje y el tiempo

de respuesta. En general, estas redes conectan dispositivos inteligentes en una sola red

distribuida (Delta V de Emmerson).

Estas redes ofrecen altos niveles de diagnóstico y capacidad de configuración,

generalmente al nivel del poder de procesamiento de los dispositivos más inteligentes.

Son las redes más sofisticadas que trabajan con control distribuido real entre

dispositivos inteligentes.

3.12.2. Tecnología de Buses de Campo.

Físicamente podemos considerar a un bus como un conjunto de conductores que

conectan conjuntamente varios circuitos para permitir el intercambio de datos. Contrario

a una conexión punto a punto donde solo dos dispositivos intercambian información, un

bus consta normalmente de un número de usuarios superior, además que generalmente

un bus transmite datos en modo serial, a excepción de algún protocolo de bus particular

como SCSI o IEEE-488, utilizado para interconexión de instrumentos de medición, que

no es el caso de los buses tratados como buses de campo.

Para una transmisión serial es suficiente un número de cables muy limitado,

generalmente dos o tres conductores y la debida protección contra las perturbaciones

externas para permitir su tendido en ambientes de ruido industrial.

3.12.3. Protocolos de Comunicaciones Industriales.

Muchas veces escuchamos en la industria la palabra protocolos de comunicación sin

tener claro de que estamos hablando. Con el objeto de familiarizar a los lectores,

expondremos sus principales características y fundamentos de los más utilizados. En

principio un protocolo de comunicación es un conjunto de reglas que permiten la

transferencia e intercambio de datos entre los distintos dispositivos que conforman una

65

red. Estos han tenido un proceso de evolución gradual a medida que la tecnología

electrónica ha avanzado y muy en especial en lo que se refiere a los microprocesadores.

GRÁFICO No 41: PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN

Fuente: www.Psilotron.com.ar


Un importante número de empresas en nuestro país presentan la existencia de islas

automatizadas (células de trabajo sin comunicación entre sí), siendo en estos casos las

redes y los protocolos de comunicación Industrial indispensables para realizar un enlace

entre las distintas etapas que conforman el proceso.

La irrupción de los microprocesadores en la industria ha posibilitado su integración a

redes de comunicación con importantes ventajas, entre las cuales figuran:

Mayor precisión derivada de la integración de tecnología digital en las

mediciones

Mayor y mejor disponibilidad de información de los dispositivos de campo

66

Diagnóstico de componentes.

La integración de las mencionadas islas automatizadas suele hacerse dividiendo las

tareas entre grupos de procesadores jerárquicamente anidados. Esto da lugar a una

estructura de redes Industriales, las cuales es posible agrupar en tres categorías:

Buses de campo

Redes LAN

Redes LAN-WAN

Los buses de datos que permiten la integración de equipos para la medición y control de

variables de proceso, reciben la denominación genérica de buses de campo.

Un bus de campo es un sistema de transmisión de información (datos) que simplifica

enormemente la instalación y operación de máquinas y equipamientos industriales

utilizados en procesos de producción.

El objetivo de un bus de campo es sustituir las conexiones punto a punto entre los

elementos de campo y el equipo de control a través del tradicional lazo de corriente de 4

-20mA o 0 a 10V DC, según corresponda. Generalmente son redes digitales,

bidireccionales, multipunto, montadas sobre un bus serie, que conectan dispositivos de

campo como PLC’s, transductores, actuadores, sensores y equipos de supervisión.

Varios grupos han intentado generar e imponer una norma que permita la integración de

equipos de distintos proveedores. Sin embargo, hasta la fecha no existe un bus de

campo universal.

Los buses de campo con mayor presencia en el área de control y automatización de

procesos son:

HART

Profibus

Fieldbus Foundation

3.12.3.1. Hart

El protocolo Hart (High way-Addressable-Remote-Transducer) agrupa la información

digital sobre la señal analógica típica de 4 a 20 mA DC. La señal digital usa dos

67

frecuencias individuales de 1200 y 2200 Hz, que representan los dígitos 1 y 0

respectivamente y que en conjunto forman una onda sinusoidal que se superpone al lazo

de corriente de 4-20 mA, ver fig.17.

Como la señal promedio de una onda sinusoidal es cero, no se añade ninguna

componente DC a la señal analógica de 4-20 mA., lo que permite continuar utilizando la

variación analógica para el control del proceso.

GRÁFICO No 42: PROTOCOLO HART

Fuente: www.Psilotron.com.ar


3.12.3.2. Profibus

(Process Field Bus) Norma internacional de bus de campo de alta velocidad para control

de procesos normalizada en Europa por EN 50170.

Existen tres perfiles:

Profibus DP (Decentralized Periphery). Orientado a sensores/actuadores

enlazados a procesadores (PLCs) o terminales.

Profibus PA (Process Automation). Para control de proceso, cumple normas

especiales de seguridad para la industria química (IEC 11158-2, seguridad

intrínseca).

Profibus FMS (Fieldbus Message Specification). Para comunicación entre

células de proceso o equipos de automatización.

http://www.Psilotron.com.ar/

68

3.12.3.3. Fieldbus Foundation.

Foundation Fieldbus (FF) es un protocolo de comunicación digital para redes

industriales, específicamente utilizado en aplicaciones de control distribuido. Puede

comunicar grandes volúmenes de información, ideal para aplicaciones con varios lazos

complejos de control de procesos y automatización. Está orientado principalmente a la

interconexión de dispositivos en industrias de proceso continuo. Los dispositivos de

campo son alimentados a través del bus Fieldbus cuando la potencia requerida para el

funcionamiento lo permite.

Otros protocolos ampliamente usados aunque de menor alcance son:

Modbus

DeviceNet

3.12.3.3.1. Modbus

Modbus es un protocolo de transmisión para sistemas de control y supervisión de

procesos (SCADA) con control centralizado, puede comunicarse con una o varias

Estaciones Remotas (RTU) con la finalidad de obtener datos de campo para la

supervisión y control de un proceso. La Interfaces de Capa Física puede estar

configurada en:

RS-232

RS-422

RS-485

En Modbus los datos pueden intercambiarse en dos modos de transmisión:

Modo RTU

Modo ASCII

69

GRÁFICO No 43: RED MODBUS

Fuente: http://www.herrera.unt.edu.ar


3.12.3.3.2. Devicenet

Red de bajo nivel adecuada para conectar dispositivos simples como sensores

fotoeléctricos, sensores magnéticos, pulsadores, etc. y dispositivos de alto nivel (PLC,

controladores, computadores, HMI, entre otros). Provee información adicional sobre el

estado de la red, cuyos datos serán desplegados en la interfaz del usuario.

3.12.4. Beneficios de una Red Industrial.

Reducción de cableado (físicamente)

Dispositivos inteligentes (funcionalidad y ejecución)

Control distribuido (flexibilidad)

Simplificación de cableado de las nuevas instalaciones.

Reducción de costo en cableado y cajas de conexión.

Aplicable a todo tipo de sistema de manufactura.

Incremento de la confiabilidad de los sistemas de producción.

Optimización de los procesos existentes.

Posibilidad de intercambio de información entre equipos que controlan fases

sucesivas de un mismo proceso.

70

Facilidad de comunicación hombre máquina.

Uso de una base de datos común.

CAPÍTULO IV

71

CAPÍTULO IV

4. Detalles Técnicos de la Estación Faisanes.

En la sala de operaciones o sala de control, la implementación de un sistema de control

moderno se hacía imperiosa por la necesidad de una mayor eficiencia y flexibilidad en

el proceso de bombeo de combustibles. La eficiencia de la estación se veía

comprometida por la antigüedad de los equipos instalados, donde, la mayoría de éstos

no cuentan con repuestos y su reparación implica costos sumamente elevados. La lógica

de control electromecánica estaba implementada con una gran cantidad de cables y

relés, lo cual hacía que el sistema sea vulnerable a una serie de inconvenientes eléctricos

y/o mecánicos. El sistema antiguo hacía que la solución a cualquier problema se torne

difícil ya que para encontrar la causa del fallo, los procedimientos de detección estaban

sujetos a un porcentaje muy alto de error.

Además, las instalaciones no contaban con un sistema capaz de llevar un registro de

eventos, lo que hacía difícil ubicar las causas de los fallos de operación.

4.1. Sala de Operaciones.

Actualmente la sala de control cuenta con una serie de tecnologías de última generación.

la arquitectura del sistema está basada en una estructura jerárquica, la cual, en su parte

superior está compuesta por un sistema scada desarrollado sobre el software intouch

v9.0 de wonderware en el siguiente nivel, se encuentra una plataforma de gestión, la

misma que tendrá como objetivo administrar la información hacia el nivel corporativo

en el nivel subsiguiente; denominado nivel de control, se encuentran cuatro

controladores lógicos programables marca modicon-telemecanique y una terminal de

operador telemecanique.

72

GRÁFICO No 44: SALA DE OPERACIONES



La interconexión entre ambos niveles se realiza mediante una red ethernet industrial. En

el nivel inferior se tiene toda la instrumentación de campo, la cual se conecta

directamente a los diferentes módulos de entradas y salidas de los plc.

GRÁFICO No 45: MONITOREO DE GRUPOS



73

4.2. Sistema SCADA

Intouch es un programa para el desarrollo de una interfaz hombre-máquina (hmi), para

la visualización y control de procesos industriales, el mismo que ofrece una manera

sencilla de operación a la vez que facilita la configuración a través de gráficos y

diálogos. Las aplicaciones realizadas en intouch pueden ser accesadas desde

dispositivos móviles terminales, nodos informáticos e internet. Adicionalmente, es

abierto y flexible, ofreciendo una conectividad sin igual en el mercado con la mayoría

de equipos de automatización usados en la industria.

GRÁFICO No 46: SISTEMA SCADA

Fuente: Sole, Antonio Creus. Instrumentacion Industrial-7ma edicion. 2007.


4.3. Sistema de Funcionamiento de los Equipos

Este proceso consta de las siguientes etapas a saber:

Paso 1: Es el paso inicial del proceso de funcionamiento, todos los motores se

encuentran apagados y las válvulas cerradas (a excepción de la válvula de succión

mov 3x1 y las de recirculación). en este paso, el motor de pre-lubricación del motor

de cada grupo opera durante 2 minutos cada 30 minutos.

74

Pasó 2: enciende motores auxiliares: en este paso se encienden los motores del

ventilador del radiador del motor y del lubricador del multiplicador.

Pasó 3: arranca grupo p – 30x: en este paso el grupo 30x arranca. El solenoide de

arranque se energiza provocando que la válvula de arranque se abra. si el grupo 30x

no alcanza la velocidad de relantín en menos de 30 segundos este se apagará.

Paso 4: grupo 30x en velocidad de relantin: este es un estado de stand – by donde el

grupo 30x ha alcanzado la velocidad de relantín (550 rpm) y se encuentra listo para

ingresar carga y entrar en modo normal de operación. además, en este paso se abre

la válvula de descarga mov 3x2.

Paso 5: grupo 30x en operación normal (con carga): el grupo 30x se encuentra en

operación normal (bombeando). la válvula de recirculación se encuentra cerrada. en

este paso el grupo 30x puede permanecer por un largo período de tiempo siempre y

cuando las condiciones de operación se cumplan. de este paso se puede pasar al

anterior y viceversa.

Paso 6: apaga grupo 30x: este paso es el encargado de iniciar el subproceso de

apagado. una vez que el grupo 30x se encuentre en relantín (de forma manual), se

procede a abrir la válvula de recirculación, a cerrar la válvula de descarga mov 3x2

y a apagar el motor.

Paso 7: grupo 30x apagado: en este paso los motores del radiador y del pre-

lubricador del multiplicador se encuentran operando por 10 minutos, además el

sistema volverá al paso 0 y estará listo para volver a operar.

Paso 8: cerrar válvulas: cerrar las válvulas de descarga en el caso de que por el

disparo de una alarma de proceso el grupo de bombeo haya dejado de operar.

Iniciada la operación en la Estación Santo Domingo, el operador observará en el

monitor de control de operaciones, una variación de ascenso en la presión estática de

succión, inmediatamente se procede a poner en marcha las unidades 301 y 302 o 301 y

303 o 302 y 303, abriendo las válvulas de descarga.

75

GRÁFICO No 47: DIAGRAMA DE FLUJO-ESTACIÓN



De esta operación se comunicará a la estación siguiente para que proceda con la misma

operación, comenzamos lentamente a incrementar la velocidad de los motores desde los

controladores, tratando de mantenernos con una presión de succión de 50 psi y cuidando

que la presión de descarga no exceda para p301 - 1000 psi, p302 – 1800 y p303 - 1900,

por cuanto las unidades se bloquean. Una vez que la operación se ha normalizado se

consultara a las estaciones de santo domingo y corazón de las condiciones de las

mismas. Con la finalidad de asegurar una optima operación, se deberá solicitar a la

estación de santo domingo sobre el producto que se encuentra bombeando, número de

partida, api y temperatura del producto bombeado.

76

GRÁFICO No 48: SETPOINTS DE PROCESO



4.4. Interfaces.

La estación cabecera deberá informar los cambios de productos, número de partida,

volumen, clase de producto, color y la gravedad específica (api). Este procedimiento se

aplicará en todas las estaciones. En la estación se espera las interfaces basándose en el

tiempo de bombeo, caudal hora, volumen acumulado y con la ayuda del detector de

interfaces que para el efecto está instalado en la estación.

77

GRÁFICO No 49: SISTEMA DE DETECCIÓN DE INTERFACES



Cuando se note la presencia de la interfaces en el monitor del área de operaciones (ver

gráfico no.18), se tomará muestras sucesivas del producto en la probeta y se medirá el

api con termohidrómetro dentro de la caseta instalada para esta operación. La llegada

del siguiente producto se determinara por el color, api y temperatura.

4.5. Registro de Datos de Campo.

Los técnicos de operaciones, deben tomar datos de campo cada hora en el transcurso de

su turno, tanto del grupo de baja (p301-p302) y grupo de alta (p302-p303). Dichos datos

de campo servirán para verificar el perfecto funcionamiento de los equipos en la

estación.

78

GRÁFICO NO 50: REGISTRO DE DATOS DE CAMPO



4.6. PLC utilizados en la Automatización de la Estación Faisanes.

La estación faisanes utiliza en el proceso de bombeo el PLC Quantum de Schneider

Electric el cual consta de las siguientes características y módulos:

79

GRAFICO No 51: PLC EN LA ESTACION FAISANES

Fuente:


4.6.1. CPU 113 03

Módulo de controlador 140CPU11303 – CPU 512 k, 1x Modbus Plus, programa Max

IEC 368 K (requiere Exec. de IEC). El modulo consta de las siguientes características:

GRAFICO No 52: CPU 113 03



Capacidad de referencia

Binario: Máximo de 8.192 entradas y 8.192 salidas

80

Registro: Máximo de 9.999

E/S locales (platina principal)

Número máximo de palabras de E/S 64 de entrada y 64 de salida*

Número máximo de bastidores de E/S2 (Requiere extensor)

E/S remotas

Número máximo de palabras de E/S por estación 64 de entrada/64 de

salida

Número máximo de estaciones remotas 31

E/S distribuidas

Número máximo de redes por sistema 3

Número máximo de palabras por red (para cada estación DIO existe un

mínimo de entrada de dos palabras de supervisión).500 de entrada y 500

de salida

Número máximo de palabras por asiento 30 de entrada y 32 de salida

Tiempo de vigilancia Watchdog 250 ms (ajustable mediante software)

Batería: 3 V de litio

Tiempo de vida: 1.200 mAh

Comunicación

Modbus (RS-232): 1 puerto serie (D-shell de 9 pins)

Modbus Plus (RS-485): 1 puerto de red (D-shell de 9 pins

4.6.2. ACI 030 00

El módulo unipolar de entrada analógica de 8 canales admite una combinación de

entradas de corriente y de tensión. En el módulo se incluyen los puentes necesarios

entre los terminales de entrada y detección (sense) para poder medir la entrada de

corriente. El modulo consta de las siguientes características:

81

GRAFICO No 53: ACI 030 00



Cantidad de canales 8 diferenciales

LED Active: Indica que existe comunicación con el bus, F: Indica un fallo de

canal

Direccionamiento necesario 9 palabras de entrada

Entrada de tensión

Rango de medición lineal 1 a 5 V CC

Entrada máxima absoluta 50 V CC

Impedancia de entrada >20 MW

Entrada de corriente

Rango de medición lineal 4 a 20 mA

Entrada máxima absoluta 25 mA

Impedancia de entrada 250 W +/- 0,03%

Tiempo de actualización 5 ms para todos los canales

82

Corriente de bus requerida 240 mA

Potencia de pérdidas 2 W

Alimentación externa no es necesaria para este módulo

GRAFICO No 54: ESQUEMA DE CABLEADO ACI 030 00



4.6.3. ACO 020 00

El módulo de salidas analógicas de corriente de 4 canales controla y supervisa la

corriente en bucles de 4 a 20 mA. El modulo consta de las siguientes características:

83

GRAFICO No 55: ACO 020 00



Cantidad de canales 4

LED Active, F

1 a 4 (verdes): las salidas del módulo están activadas.

1 a4 (rojo): conductor interrumpido en los canales indicados.

Direccionamiento necesario 4 palabras de salida

Tensión del bucle 12 a30 V CC. Hasta 60 V CC con una resistencia de bucle

externa. Las salidas están protegidas contra cortocircuitos hasta 30 V CC (hasta

60 V CC con resistencia de bucle externa). Resistencia del bucle no es

necesario disponer de una resistencia externa para una tensión de bucle inferior a

30 V.

Caída de tensión interna 7 V CC (mín.), 30 V CC (máx.) a 20 mA.

Separación de potencial

Canal a canal 500 V CA a 47... 63 Hz o 750 V CC por 1 minuto.

Canal a bus 1.780 V CA a 47... 63 Hz o 2.500 V CC por 1 minuto.

84

Tiempo de actualización 3 ms para todos los canales (actualización

simultánea).

Corriente de bus requerida 480 mA

Potencia de pérdidas 5,3 W máx.

GRAFICO No 56: ESQUEMA DE CABLEADO ACO 020 00



4.6.4. DAI 553 00

El módulo 4x8 de entrada de 115 V CA acepta entradas de 115 V CA. El modulo consta

de las siguientes características:

85

GRAFICO No 57: DAI 553 00



Cantidad de puntos de entrada: 32 en cuatro grupos de ocho puntos

LED Active

1 a 32 (verde): Indica el estado del punto

Direccionamiento necesario 2 palabras de entrada

Tensiones de funcionamiento y corrientes de entrada

50 Hz Impedancia de entrada habitual: ACTIVO: 85 a 132 V CA (11,1

mA máx.)INACTIVO: 0 a 20 V CA14,4 kW capacitiva

60 Hz Impedancia de entrada habitual: ACTIVO: 79 a 132 V CA

(13,2 mA máx.)INACTIVO: 0 a 20 V CA12 kW capacitiva

No se puede utilizar fuera del rango 47 a 63 Hz

Corriente máx. de pérdidas permitida desde un equipo externo que se reconocerá

como una condición de inactividad 2,1 mA

Frecuencia de entrada 47 a 63 Hz

Entrada máxima absoluta

Continua: 132 V CA

86

10 s: 156 V CA

1 ciclo: 200 V CA

Respuesta

Inactivo – Activo: Mín.: 4,9 ms; Máx.: 0,75 (ciclo de línea)

Activo – Inactivo: Mín.: 7,3 ms; Máx.: 12,3 ms


Entrada a entrada: Todas las entradas de un grupo deben pertenecer a

la misma fase de la tensión de entrada de línea

Grupo a grupo 1.780 V CA por 1 minuto

Entrada a bus 1.780 V CA por 1 minuto

Detección de errores Ninguna

Corriente de bus requerida: 250 mA

Potencia de pérdidas 10,9 W máx.

Alimentación externa No es necesaria para este módulo

Las señales de entrada deben ser sinusoidales con menos del 6% de THD y una

frecuencia máxima de 63 Hz.

87

GRAFICO No 58: ESQUEMA DE CABLEADO DAI 553 00



4.6.5. DRA 840 00

El módulo normal abierto 16x1 de salidas de relé se utiliza para conmutar una fuente de

tensión mediante 16 relés con contactos de tipo normal abierto. El modulo consta de las

siguientes características:

88

GRAFICO No 59: DRA 840 00



Cantidad de puntos de salida 16 de tipo normal abierto

LED Active 1 a 16 (verde): Indica el estado del punto

Direccionamiento necesario 1 palabra de salida

Tensión

Funcionamiento: 20 a 250 V CA 5 a 30 V CC30 a 150 V CC

(corriente de carga reducida)

Corriente de carga máxima

Cada punto 2 A máx., a 250 V CA o 30 V CC a 60 ºC ambiente, carga

resistiva

1 A de carga de lámpara de tungsteno

1 A a un factor de potencia de 0,4

1/8 hp a 125/250 V CA

Cada punto (30 a 150 V CC)

300 mA (carga resistiva)

89

100 mA (L/R = 10 ms)

Corriente de carga mínima: 50 mA

Función de conmutación: 500 VA de carga resistiva

Respuesta

Inactivo – Activo: 10 ms como máximo

Activo – Inactivo: 20 ms como máximo

Corriente de pérdidas en estado inactivo: < 100 µA

Duración del contacto de relé

Operaciones mecánicas 10.000.000

Operaciones eléctricas 200.000 (carga resistiva a tensión y

corriente máx.)

Operaciones eléctricas (30 a 150 V CC) (consulte la nota más abajo)

100.000, 300 mA (carga resistiva)

50.000, 500 mA (carga resistiva)

100.000, 100 mA (L/R = 10 ms)

100.000, relé interruptor (Westinghouse Style 606B, tipo

Westinghouse SG, Struthers Dunn 219 x 13 XP)

Tipo de relé Forma A


Canal a canal 1.780 V CA eficaces por un minuto

Campo a bus 1.780 V CA eficaces por un minuto2.500 V CC para un

minuto

90

Corriente de bus requerida 1.100 mA

Potencia de pérdidas: 5,5 W + 0,5 x N = Vatios (donde N = número de puntos

activos)

4.6.6. NOE 771 00

El módulo Ethernet 140 NOE 771 00 de Quantum, que se muestra a continuación, es

uno de los últimos modelos de una línea de módulos Ethernet TCP/IP de Quantum

diseñados para que un autómata lógico programable (PLC) de Quantum pueda

comunicarse con otros dispositivos mediante una red Ethernet. Los componentes

electrónicos de los módulos NOE 771 xx se encuentran dentro de una carcasa estándar

de Quantum de anchura única que ocupa un slot en un bastidor Quantum. El módulo

puede intercambiarse bajo tensión, así como conectarse a cualquier slot del bastidor que

se encuentre disponible. El módulo NOE 771 00 proporciona comunicaciones pares a

par (entre entidades pares) en tiempo real, así como exploración de E/S y un servidor

Modbus/TCP. Los servicios HTTP incluidos ofrecen programas de ayuda de

mantenimiento y configuración para el módulo. El módulo NOE 771 10 ofrece todos los

servicios del -00 excepto el explorador de E/S. Además, cuenta con las siguientes

características adicionales.

Páginas web programadas por el usuario.

La aplicación FactoryCast, incluidos

Creación y visualización de plantillas gráficas en tiempo real utilizando

beans de Java.

Creación y visualización de plantillas de texto en tiempo real en formato

de hoja de cálculo.

Utilización de símbolos de Concept o de direcciones directas. La

siguiente figura representa el módulo Ethernet 140 NOE 771 00,10/100

de Quantum.

91

GRAFICO No 60: NOE 771 00



El panel frontal del módulo NOE 771 00 contiene las marcas de identificación, los

códigos de color y la pantalla de los indicadores LED. Hay una zona detrás de la puerta

extraíble del panel frontal donde se puede escribir una dirección de protocolo de

Internet (IP), una etiqueta de dirección global y dos conectores de cable Ethernet.

4.6.7. DDI 841 00

El módulo común positivo 8x2 de entrada de 10 a 60 V CC admite entradas de 10 a 60

V CC y se utiliza con equipos de salida común negativos. El modulo consta de las


GRAFICO No 61: DDI 841 00



92

Cantidad de puntos de entrada: 16 en ocho grupos de dos puntos

LED Active

1 a 16 (verde): Indica el estado del punto

Direccionamiento necesario 1 palabra de entrada

Entrada máxima absoluta 75 V CC

Corriente en estado activo (mA)

A 12 V CC 5 a 10 mA

A 24 V CC 6 a 30 mA

A 48 V CC 2 a 15 mA

A 60 V CC 1 a 5 mA

Respuesta

Inactivo - Activo 4 ms

Activo - Inactivo 4 ms

Frecuencia de conmutación <100 Hz

Corriente de bus requerida: 200 mA

Potencia de pérdidas 1 W + 0,25 W x Número de puntos activos

Alimentación externa 10 a 60 V CC (alimentación del grupo)

4.6.8. CPS 114 20

Módulo de alimentación de CA de 11 A y 115/230 VCA. El modulo consta de las


93

GRAFICO No 62: CPS 114 20



Requisitos de entrada

Tensión de entrada 93 ... 132 VCA170 ... 264 VCA

Frecuencia de entrada 47 ... 63 Hz

Distorsión armónica total de la tensión de entrada Inferior al 10% del

valor eficaz fundamental

Corriente de entrada 1,2 A a 115 VCA;0,7 A a 230 VCA

Corriente de irrupción a 25 ºC (primer arranque) £ 20 A a 115 VCA£

25 A a 230 VCA

Valor nominal en VA 160 VA a 11 A

Interrupción de la alimentación de entrada 1/2 ciclo a plena carga y

tensión/frecuencia de línea establecidas al mínimo. No inferior a 1

segundo entre interrupciones.

Protección con fusibles (externa) Se recomienda un fusible de 2,0 A

94

con retardo (número de serie 57-0089-000 o equivalente)

Salida a bus

Tensión: 5,1 VCC

Corriente máxima Configuración independiente: 11 A a 60 ºC

Configuración sumable (dos módulos 140CPS11420): 20 A a 60 ºC

(capacidad total de carga)Configuración sumable (un módulo

140CPS11420 y un 140CPS11410): 16 A a 60 ºC (capacidad total de

carga)

Corriente mínima No se requiere ninguna

Protección Sobre corriente, sobretensión

General

Conector de cableado de campo (incluido) Tira de borneras de 7 puntos

Potencia de pérdidas interna Menos de 12 W con carga completa

Modalidad de servicio: Independiente/Sumable

4.7. Universal Curva de Rendimiento del Compensador (UPCC)

UPCC universal curva de rendimiento del compensador es un preamplificador

de turbina microprocesador que ha sido diseñado para funcionar con la línea de Smith

de medidores de turbina multi-viscosidad.

Se utiliza para convertir la señal sinusoidal de baja tensión en una forma de onda del

pulso cuadrado que se puede utilizar para aumentar la distancia de transmisión de la

salida.

La UPCC también funciona como una computadora de flujo que proporciona tasas

de flujo espontáneo, y la totalización acumulada, medida de la frecuencia, y la

detección de la dirección del flujo. La salida de impulsos puede ser cruda o sin

compensar una salida de alta resolución y en cuadratura.

95

GRAFICO No 63: UPCC

Fuente: SMITH METER, Measurement literature a Collection of Specifications, Manuals, Part list and

other Documentation.


4.7.1. Caracteristicas UPCC

Salida de alta resolución para probar metros con totalizadores

convencionales (máximo 2 kHz de frecuencia de salida).

A prueba de explosiones se monta directamente en la turbina

De doble canal de salida de IP 252-76 Nivel A, de impulsos revisión de

seguridad.

Modbus Protocolo de Comunicaciones.

4.7.2. Especificaciones UPCC

Entradas eléctrica

De corriente continua

12 a 24 V DC

Consumo de corriente: Menos de 250 mA a 24 voltios

Entrada de señal

Tipo: Sinusoidal, sin desplazamiento DC

96

Rango de Frecuencia: 2000 Hz máximo

Modo: Simple o Doble

Tipo: onda cuadrada, sin desplazamiento DC

Impedancia de entrada: 10 k Ω mínimo a 20 Hz

Entradas de Estado (3)

Tipo: Una resistencia de 4.7K Ω en serie con diodos de aislamiento

Rango de voltaje: 4-36 V dc

Corriente: 10 mA máximo

Transitoria de protección: 39 voltios diodos Zener

Resistencia (temperatura)

Tipo: cuatro hilos de platino 100 Ω resistencia a la temperatura detector

(RTD)

Coeficiente de temperatura a 32 ° F: 0,00214 Ω / Ω / ° F (0,00385 Ω / Ω /

° C)

Rango de temperatura: -148 ° F a 572 ° F (-100 ° C a 300 ° C)

Analógica (4-20mA)

Tipo: de dos hilos, 4-20 mA receptor de bucle de corriente, aislado desde

el suelo

Impedancia de entrada: 50 Ω

Precisión: + / - 0,05% del rango

Caída de voltaje: Máximo de 2 voltios

Salidas eléctricas

Salidas de impulsos

Tipo: Push-Pull conductor (sumidero o fuente de corriente).

Dos primas, dos programables

12 Vcc de alimentación:

97

Sin carga: 7 Vp-p mínimo de onda cuadrada

270 Ω de carga: 4 Vp-p mínimo de onda cuadrada

24 Vcc de alimentación:

Sin carga: 14 Vp-p mínimo de onda cuadrada

270 Ω de carga: 11 Vp-p mínimo de onda cuadrada

Rango de frecuencia: de 0 a 2000 Hz con un ciclo 50/50

Salidas de conmutación

Tipo: Dos transistores de colector abierto

Rango de voltaje: 6-36 V dc

Fregadero actual: 240 mA a 24 VCC máximo

Fuente de corriente: 80 mA a 24 VCC máximo

Transistores

Analógica (4-20 mA)

Tipo: Dos, de dos hilos, transmisores 4-20 mA lazo de corriente

Precisión: + / - 0,25% del rango

Ajuste Span: Programa de ajuste a través de comunicaciones

Medio ambiente

Temperatura ambiente de funcionamiento: -58 ° F a 158 ° F (-50 °C a 70

° C) 3

Temperatura ambiente de almacenamiento: -58 ° F a 185 ° F (-50 °

C a 85 ° C)

Humedad: 0 a 95% sin condensación

Comunicaciones

Velocidad de datos: Programable de las tasas de datos asincrónica de

1200, 2400, 4800, 9600, o 19.200 bps.

Estructura de datos: el protocolo Modbus de Modicon con dos los modos

de transmisión (ASCII o RTU).

98

4.8. Procedimientos de la Estación Faisanes.

La Estación Faisanes cuenta con los siguientes procedimientos:

4.8.1. Procedimiento para control de Interfaces.

1. OBJETIVO

Definir un método para el control de interfaces en la Estación Faisanes.

2. ALCANCE

Aplica a todos los funcionarios de la Estación Faisanes en el área de operaciones.

3. DEFINICIONES

Interfaces: Es el común en estado de fusión de dos productos.

Detector de Interface: Elemento electromecánico encargado de detectar la

variación de densidad de los diferentes productos que estén

de paso por la Estación.

Registrador de Densidad: Elemento electrónico encargado de registrar la

densidad del producto.

4. RESPONSABILIDADES

Elabora: Personal de operaciones Estación Faisanes

Revisa: Coordinador de Estación

Aprueba: Coordinador Senior de Operaciones

Cumplimiento: Personal de Operaciones Estación Faisanes

99

5.- DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO

5.1 Realizar el cálculo respectivo en relación al volumen por el caudal hora.

5.2 Cuando el detector de interface marque la variación de densidad el operador

tomara muestras sucesivas del producto en la probeta y medirá el API con el

termohidrómetro hasta obtener una muestra del 100%.Esta actividad lo realizara

en la caseta destinada para el efecto.

5.3 Con el API y la temperatura tomadas se va a las tablas de conversión y se

transforma los datos a 60° F.

5.4 Con los datos definitivos se procede a comunicar a las estaciones de Esmeraldas,

Corazón, Beaterio, los siguientes datos: Hora de llegada de la interface, Numero

de la Partida, API corregido a 60, Presión de descarga de la Estación y Hora del

100% del producto.

5.5 Todas las actividades descritas se deben realizar utilizando elementos de

protección personal de acuerdo al compendio de normas de seguridad industrial

de EP-PETROECUADOR.

5.6 Registrar los datos en la bitácora de operaciones.

6. CRITERIO OPERATIVO

- Los rangos del 100% de los diferentes productos son:

GAS. SUPER API 59.0 – 64.0 °F

GAS. EXTRA API 56.0 – 60.0 °F

JET FUEL A1 API 40.0 – 46.0 °F

DIESEL PREMIUM API 32.0 – 37.0 °F

DIESEL 2 API 32.0 – 36.0 °F

100

GRÁFICO No 64: CONTROL DE INTERFACE JET FUEL - DIESELPREMIUM



101

4.8.2. Procedimiento para Recepción de Producto de Consumo Interno

1. OBJETIVO

Indicar el procedimiento a seguir cuando se requiera recibir producto para consumo

interno de los equipos de la Estación Faisanes del Poliducto E-SD-Q-M. .

2. ALCANCE

Aplica a todos los funcionarios del área de operaciones de la Estación Faisanes de EP

PETROECUADOR.

3. DEFINICIONES

Producto para consumo: Es el producto que sirve de combustible para los motores

que se encuentran en la Estación

Medidor – Contador: Dispositivo mecánico que sirve para determinar el volumen

que se va a recibir en el tanque de consumo interno TK-301






102


Cuando se requiera recibir producto para consumo interno en la Estación Faisanes se

procede:

5.1 Alineamos el sistema y enceramos el contador

5.2 Del contador se tomara la lectura anterior a la recepción y la posterior a la

misma, como dato referencial

5.3 Antes de la recepción de producto el tanque debe ser perfectamente aforado.

5.4 Marcamos el volumen aproximado a recibir y activamos el medidor – contador

accionando la respectiva palanca

5.5 En las pantallas de control del sistema HMI bajamos revoluciones con el fin de

subir la presión de succión y aumentar el caudal de recepción.

5.6 accionamos el breaker para activar la válvula solenoide y de esta manera con la

partida correspondiente en la Estación se procede a comunicar a las Estaciones

de Corazón y Santo Domingo la hora que empezamos a recibir producto para el

consumo interno.

5.7 Una vez que se ha completado el volumen programado se procede al cierre de

las válvulas de paso.

5.8 Recibido el producto se deja decantar por dos horas, para luego sondear el nivel

y tomar muestras con el fin de determinar el API y la temperatura del Producto.

5.9 Con estos datos se revisa la tabla de conversiones para obtener el

correspondiente volumen corregido a 60 °F.

5.10 Estos datos se lo ingresa al sistema de MOPRO siguiendo establecido para estos

casos.

5.11 El dato del volumen aforado se comunica al Terminal de Productos limpios

Beaterio y a la Jefatura de MOPRO para que se considere en la programación de

la partida de DIESEL 2.

103

5.12 Registrar los datos en los formularios correspondientes.


- Se reduce las rpm de los motores de bombeo para obtener una presión de 110

psi.

- El caudal que se tiene con esta presión es de 300 galones por minuto

aproximadamente.

- Verificar que el sistema este alineado.

GRÁFICO No 65: RECEPCION DE PRODUCTO DE CONSUMO INTERNO



104

4.8.3. Procedimiento de alineación de válvulas del Manifold

1. OBJETIVO

Indicar el procedimiento para realizar el alineamiento de las válvulas del manifold

principal previo al inicio de las operaciones de Bombeo en la Estación Faisanes del

Poliducto Esmeraldas – Sto.Dgo – Quito - Macul.

2. ALCANCE

Aplica a las actividades de operaciones en la Estación Faisanes de EP-

PETROECUADOR.

3. DEFINICIONES

Alineamiento de Válvulas: Es una actividad que se realiza para dar una vía de flujo

al producto que está en línea y de esta manera evitar

estrangulamientos y sobrepresiones que afecten al

poliducto.

Válvula MOV: Motor Operation Valve (Válvula Operada por Motor)






105


Cuando se reinicia la operación hay que verificar la correcta alineación de las válvulas

del manifold.

5.1 Verificar que la válvula principal de entrada a la estación se encuentre abierta

(MOV - 301)

5.2 Verificar que la válvula de salida de la Estación se encuentre abierta MOV 308

.5.3 Verificar que todas las válvulas de drenaje se encuentren cerradas y no exista

paso de producto hacia el sumidero.

5.4 Verificar que las válvulas de succión de cada grupo se encuentren abiertas

(MOV 311, MOV 321, MOV 331).

5.5 Verificar que las válvulas de descarga de cada grupo permanezcan cerradas,

estas se abrirán cuando la maquina haya alcanzado la velocidad de relanti (MOV

312, MOV 322, MOV 332)


- Las válvulas de entrada (succión) y salida (descarga) de la estación deben

permanecer abiertas al 100%.

106

GRÁFICO No 66: ALINEACIÓN DE VÁLVULAS DE MANIFOLD



107

4.8.4. Procedimiento para puesta en Marcha y control de Operaciones

1. OBJETIVO

Indicar el procedimiento para realizar la puesta en marcha y el control de la operación

en la Estación Faisanes, luego de una parada ya sea está programada o por alguna

emergencia a lo largo del Poliducto E-SD-Q-M.

2. ALCANCE

Aplica a las actividades de operaciones en la Estación Faisanes de EP

PETROECUADOR.

3. DEFINICIONES

Puesta en marcha: Es una actividad que se realiza para aumentar la presión de

impulso al producto que está en línea.

Control de operación: Actividad que realizan los operadores de la estación para

mantener el funcionamiento óptimo de los equipos del

sistema operacional.

HMI (Interface hombre máquina): Diferentes pantallas que se encuentra en la

sala de operaciones y desde la cual se controla el

funcionamiento de los grupos principales y demás

elementos que componen el Sistema de Bombeo.

.

Grupo de Bombeo: Compuesto por Motor, Incrementador y Bomba, con el

cual Incrementamos el flujo.

108

Válvula de Descarga Elemento mecánico que es operado por motor y que sirve

para controlar el flujo desde la bomba hacia la Línea.

Válvula de Succión: Elemento mecánico operado por motor, que sirve para

controlar el flujo desde la línea de entrada hacia la

bomba







Cuando va a reiniciar la operación hay que proceder de la siguiente manera:

5.1 Verificación en el sistema HMI

- Revisar en las pantallas de sistema HMI que todas las alarmas y protecciones

estén apagadas o repuestas (reseteadas)

5.2 Comprobación de Equipos

- Verificar el suministro de energía eléctrica.

- Verificar el estado de las comunicaciones.

- Verificar que las válvulas de manifold de la Estación se encuentre

correctamente alineadas

- Verificar en el campo que los selectores de manual/auto tanto de los

ventiladores como del multiplicador estén en la posición automático.

- Verificar los niveles de aceite del Carter, multiplicador, turbo, gobernor o

regulador de revoluciones, filtro de admisión y agua de los motores.

- Verificar que el compresor se encuentre funcionando normalmente. La

presión en los botellones debe ser de 30 bares.

109

- Verificar que los motores auxiliares de las unidades de bombeo estén

funcionando normalmente.

- Verificación de líneas de entrada de aire y combustible estén alineadas

correctamente

5.3 Luego de realizado las actividades anteriores el operador informara a la Estación

cabecera Esmeraldas o Santo Domingo que la estación se encuentra lista para

entrar en línea (operar).

5.4 El operador selecciona el equipo de bombeo de acuerdo al programa pre-

establecido de mantenimiento, (combinaciones P-301 P-302, P-301 P-303, P302

– P-303) cuando la Estación Santo Domingo comunica a la Estación Faisanes

que arranca motores y posteriormente que entra en línea se le da la confirmación

de recibido vía radio.

5.5 Iniciada la operación en Santo Domingo el operador observara en la pantalla de

control (HMI) una variación de ascenso en la presión estática de succión,

inmediatamente se arranca los motores seleccionados que van a entrar en línea.

5.6 Una vez que los motores han arrancado y alcanzado el relanti (550 RPM)

automáticamente se abren las válvulas de descarga (MOV 312 – 322 – 332) de

dichos grupos.

5.7 Cuando en la pantalla de control se observa la apertura de las válvulas de

descarga del 100% abierta (cambio de color de rojo a verde) se procede a meter

carga a cada grupo seleccionado y a continuación comunicar a la Estación

Corazón que estamos en línea.

5.8 Lentamente subimos revoluciones de los motores desde el control de velocidad,

tratando de mantenernos con una presión de succión de 80 psi y cuidando que la

presión de descarga no exceda de 1900 psi por cuanto fuera de estos rangos los

grupos se bloquean (succión 50 psi descarga 1990 psi).

5.9 Verificar en el campo que no exista alguna novedad con los equipos luego del

reinicio de las operaciones.

110

5.10 En la estación se comprobara periódicamente en la toma muestras el producto

que está pasando.

5.11 Durante el tiempo que dure la operación se realizara un control horario tanto en

la pantalla de control HMI como en el campo y manifold, de temperaturas y

presiones de los equipos.

5.12 Registrar los datos de entrada y salida de operación en la bitácora de operaciones

así como los datos de campo, para ser reportados cada hora a la estación

Cabecera Esmeraldas.


- En condiciones operacionales la presión mínima de succión es de 50 psi y la

presión máxima de succión no debe ser mas 275 psi

- En condiciones operacionales la presión máxima de descarga es de 1990 psi

- Las válvulas de descarga de los grupos tardan en abrirse al 100% 1 minuto.

- Se debe arrancar primero el grupo de alta y luego el de baja, luego procedemos a

meter carga.

111

GRÁFICO No 67: CONTROL DE OPERACIONES



112

GRAFICO No 68 : PUESTA EN MARCHA DE OPERACIONES

113



114

4.8.5. Procedimiento para Cambio de Energía en Grupos Operando

1. OBJETIVO

Indicar el procedimiento para realizar el cambio de energía con los grupos operando en

caso de falla de la energía eléctrica en el sistema interconectado en la estación Faisanes

la del Poliducto E-SD-Q-M.

2. ALCANCE

Aplica a las actividades de operaciones en la Estación Faisanes de EP

PETROECUADOR.

3. DEFINICIONES

Cambio de Energía: Es una actividad que se realiza cuando el sistema

interconectado de la Empresa Eléctrica Santo Domingo

falla, y la Estación Faisanes tiene que utilizar el generador y

viceversa.

Generador: Equipo de combustión interna que provee energía eléctrica

para la estación.






115


Antes de entrar en operación hay que proceder de la siguiente manera:

5.1 Verificación en el tablero de transferencias

- Revisar en el tablero que todas las botoneras estén en automático y las

alarmas repuestas (reseteadas).

5.2 Comprobación de Equipos


- Verificar los niveles de aceite del Carter, niveles de agua en las baterías,

combustible y agua del motor.

- Verificar que las correas estén funcionando normalmente.

- Verificación la línea de combustible esté alineadas correctamente

5.3 Luego de realizado las actividades anteriores la estación Faisanes se encuentra

lista para operar.

5.4 CORTE DE ENERGIA DEL INTERCONECTADO.

- Se paraliza en su totalidad las actividades de bombeo en la Estación y

automáticamente entra en funcionamiento el sistema UPS que abastece de

energía al sistema de comunicaciones (radio-teléfono).

- El técnico líder procede a comunicar a la Estación Sto. Domingo que salga

de línea por corte de energía.

- En forma automática el conmutador desconecta la red del sistema

interconectado y acciona el encendido del generador (G-301).

- Una vez establecida la energía del generador, automáticamente se desactiva

el sistema del UPS.

- El Técnico Líder procede a desactivar las alarmas en la pantalla de sistema

HMI, desbloquea las unidades de bombeo, se comunica a la estación Santo

Domingo o la Estación Cabecera Esmeraldas que estamos listos para la

operación.

- Una vez estabilizada la operación, tomamos registro de datos de campo del

generador y tablero de transferencia.

116

5.5 REPOSICION DE ENERGIA DEL INTERCONECTADO

- Automáticamente el conmutador desconecta al generador y entra en línea el

sistema del interconectado, quedando paralizada en su totalidad las

actividades de bombeo de la estación (fuera de línea)

- Una vez establecida la energía del sistema interconectado, el técnico líder

procede a desactivar las alarmas, desbloquea las unidades de bombeo.

- Se comunica a la Estación Santo Domingo o la Estación Cabecera

Esmeraldas que estamos listos para la operación.


- En el cambio de energía del sistema interconectado al generador, dura 1

minuto.

- En el cambio de energía del generador al sistema interconectado, el

generador queda prendido por el lapso de 2 minutos, transcurrido ese tiempo

se apaga automáticamente y así quedando habilitado para un próximo

corte.(Ver Grafico No 28)

117

4.8.6. Procedimiento para Sistema Contra Incendio- Agua Espuma

1. OBJETIVO

Indicar el procedimiento para realizar la puesta en marcha y el control del sistema

contra incendio en la Estación Faisanes del Poliducto E-SD-Q-M.

2. ALCANCE

Aplica a las actividades del sistema contra incendio en la Estación Faisanes de EP

PETROECUADOR.

3. DEFINICIONES

Puesta en marcha: Es una actividad que se realiza para aumentar la presión de

impulso al agua-espuma hacia los hidrantes.

Control de Operación: Actividad que realizan los operadores de la Estación para

mantener el funcionamiento optimo de los equipos del

sistema.







Cuando va a usar el sistema de la red contra incendio hay que proceder de la siguiente

manera:

118

5.1 Verificación en el tablero de control MCC.

- Revisar en el tablero que el sistema este energizado.

5.2 Comprobación de equipos.


- Verificar el tanque de agua este completamente lleno.

- Verificar los niveles de aceite del Carter y agua del motor Detroit.

- Verificar que el tanque de espuma este lleno.

- Verificación de líneas de entrada y salidas de agua espuma estén alineadas

correctamente.

- Abrir los hidrantes.

5.3 Luego de realizado las actividades anteriores el Técnico de Operaciones presiona

el pulsador del tablero de mando para arrancar el Motor Detroit.

5.4 Para arrancar en caso de emergencia, en la sala de operaciones tenemos dos

pulsadores.

- Primero aplastar el pulsador que manda abrir la válvula de paso al sistema.

- Segundo se aplasta el pulsador de arranque de la motobomba.


- Aplicar los planes de emergencia y contingencia de la estación

- Los hidrantes deben estar abiertos al 100%

119

GRÁFICO No 69: SISTEMA CONTRA INCENDIOS



GRÁFICO No 70: MOTOR DEL SISTEMA CONTRA INCENDIOS



El Gráfico No 56 y 57, se visualiza el sistema contra incendio el cual se encuentra en

proceso de automatización y que en la actualidad se lo opera de manera manual para

cualquier evento que se presente en la estación.

120

4.9. Monitoreo del sistema InTouch de la Estación Faisanes

El manejo del sistema intouch de la Estación Faisanes del Poliducto Esmeraldas-Quito,

en el momento de monitorear el sistema de bombeo de productos limpios, es realmente

fácil por lo que a continuación se realizara una breve explicación de cómo funciona:

GRÁFICO No 71: BOTONES DE ACCIÓN DEL SISTEMA INTOUCH



4.9.1. Botón EE

Permite visualizar que tipo de energía se está usando en la estación, ya sea energía del

interconectado o energía del generador que posee el sistema de bombeo de la estación.

4.9.2. Botón Acceso

Permite a cado uno de los operadores que se encuentran de turno, ingresar al sistema de

monitoreo con su respectivo usuario y password con el fin de tener un historial de hora

de ingreso y salida del sistema, y en general las condiciones de cómo se realizo las

operaciones en el proceso de bombeo.

121

GRÁFICO No 72: BOTÓN DE ACCIÓN ACCESO



4.9.3. Botón de Setpoints

Permite que el operador visualice cualquier punto de ajuste de alguna variable del

sistema de control automático, los cuales ayuda que las operaciones se realicen bajo las

condiciones de operación del sistema de bombeo. (Ver Grafico No 48 y Anexo No 1).

4.9.4. Botón Historia

Permite Visualizar al operador de turno, gráficas de condiciones de bombeo como son:

Densidad del producto bombeado

La escala de la gráfica ni los datos que indica esta pantalla está acorde las densidades

que tienen los productos por lo que los operadores tienen que verificar dicho parámetro

en campo, en la caseta toma muestras con un termohidrómetro obteniendo la densidad

API que tienen cada uno de los productos como son:

122

Gasolina Extra de 54 a 61 API

Gasolina Súper de 54 a 61 API

Jet Fuel es de 37 a 51 API

Diesel 2 es de 33 a 38 API

Diesel Premium es de 33 a 38 API

GRÁFICO No 73: DENSIDAD DE PRODUCTO



Así como también, no se ha diferenciado por colores las densidades de los diferentes

productos que se bombea, como se observa en la Grafica No 73, tan solo se usa un solo

color para la línea que se visualiza en la gráfica y la única indicación de que hay una

variación de densidad es con la tendencia que tiene la curva ya sea hacia arriba o hacia

abajo.

123

Presiones

La Gráfica nos indica las tendencias de las presiones de descarga que generan los

grupos de bombeo, en este caso:

Línea amarilla nos indica la tendencia de presión del grupo de baja

La línea roja nos indica la tendencia de presión del grupo de alta

GRÁFICO No 74: PRESIONES DE GRUPOS DE BOMBEO



Cabe recalcar que en el caso de esta gráfica, nos indica las presiones de descarga del

grupo P301 y si se requiere visualizar las presiones del P302 hay que hacer clic en las

plumillas obteniendo así presiones del P302 tanto gráficamente como numéricamente.

La escala que maneja la grafica de tendencias de presiones de succión y descarga de los

grupos son:

124

Grupo P301 va desde 0 a 600 psi en succión y de 0 a 1000 psi en descarga.



Velocidades

En este caso, se puede visualizar las tendencias graficas que tienes las velocidades de

cada uno de los grupos de bombeo.

GRÁFICO No 75: VELOCIDADES DE GRUPOS DE BOMBEO



La línea amarilla nos indica las RPM del grupo de alta

Y la línea roja nos indica las RPM del grupo de baja.

Las graficas tienen una escala que va desde 0 a 900 RPM, siendo esta la potencia

máxima de cada uno de los motores MWM TBD 440-8. (Ver literal 2.4.3.1)

125

Temperaturas de Cojinetes

En este caso se puede visualizar las tendencias de temperaturas de cada uno de los

cojinetes ya sea exterior o interior del multiplicador y bomba. Motivo por el cual se ha

identificado a cada una de estas con un color de línea diferente, así como también

podemos observarlas numéricamente en las plumillas.

La grafica tiene una escala que va desde 0 a 200 °C

GRÁFICO No 76: TEMPERATURAS DE GRUPOS DE BOMBEO



Nota: Las opciones de Alarmas, temperatura de producto, succión de estación,

tanques no están activas en la actualidad, motivo por el cual no se lo ha

detallado.

126

4.9.5. Botón Alarmas

Permite visualizar al operador las alarmas que detecte el sistema en los grupos de

bombeo, en especial en la estación las típicas alarmas que detecta el sistema es la de

altas temperaturas de agua de refrigeración, temperaturas de culatas y cojinetes de los

motores de los grupos de bombeo.

GRÁFICO No 76: ALARMAS DE SISTEMA DE BOMBEO



En esta pantalla se puede visualizar las siguientes indicaciones:

Fecha y Hora de la alarma

Estado de la alarma

Prioridad

Nombre de la alarma

127

En qué Grupo de bombeo se identifico la alarma

Type

En este caso nos indica si la alarma es HI o HIHI

Limite

Este parámetro nos indica el setpoint que tiene dicha alarma

Operador

Este parámetro nos indica el usuario que ha ingresado al sistema

Descripción de Alarma

En esta pantalla podemos observar y hacer clic en el botón sumario que nos indica las

12 últimas alarmas que más se han detectado durante el transcurso del día.

El Botón Historia no indica todas y cada una de las alarmas que detecta el sistema

dándonos así un detalle minucioso de lo que está sucediendo en el sistema.

El Botón reconocer todas como su nombre indica nos ayuda reconocer las alarma que se

detectan en el sumario y el botón reconocer nos ayuda a reconocer las alarmas que

visualizamos en el botón historia.

128

4.9.6. Botón Horas de Trabajo

Permite al operador visualizar las horas de trabajo que tiene cada uno de equipos

existentes en la estación de bombeo.

GRÁFICO No 77: HORAS DE TRABAJO DE EQUIPOS DEL SISTEMA DE

BOMBEO



Lub- INC- GP30x. Motor de Lubricación del Incrementador de Velocidad del

Grupo P301-P302-P303.

VEN- RAD- GP30x. Motor del Radiador del Grupo P301-P302-P303.

PRE_ LUB- GP30x. Motor de Pre lubricación Grupo P301-P302-P303.

129

4.9.7. Botón Salir

Permite al operador salir del sistema de monitoreo en especial cuando se finaliza el

turno de trabajo con el fin de que el próximo operador ingrese con su respectivo usuario

y pasword.

4.9.8. Botón Master Enable y Master Disable

Estos botones permiten que el operador realice el incremento o disminución de RPM ya

sea de manera conjunta o de manera individual de los grupos de bombeo.

GRÁFICO No 78: MASTER DISABLE



130

GRÁFICO No 79: MASTER ENABLE



4.9.9. Botón Comp

Este permite que el operador visualice, encienda y/o apague, el compresor de aire el

cual ayuda al funcionamiento del sistema neumático de los grupos de bombeo.

131

GRÁFICO No 80: COMPRESORES



4.9.10. Botón Operación

Este permite visualizar y escoger los grupos de bombeo que se van a usar o se están

usando en el bombeo (P301-P302, P302-P303, P301-P303).

132

GRÁFICO No 81: OPERACIÓN



4.9.11. Botón Estación

Este permite al operador monitorear (Ver Gráfico No 67) temperaturas (cojinetes

internos y externos de multiplicador y bomba, agua de refrigeración de motor y aceite),

velocidades de grupos de bombeo, presión de succión y descarga, Setpoints, Alarmas y

Tanques de la estación.

Lo más importante de esta pantalla es que nos permite operar los grupos de bombeo

como es el apagado y encendido de motores, disminuir e incrementar RPM de motores

y monitorear el sistema de temperaturas y presiones de la estación.

133

Adicionalmente esta pantalla (Ver GRÁFICO No 67) nos proporciona los siguientes

datos:

T.EXH. Temperatura de Escape

TCIBV. Temperatura del Cojinete Interior del Multiplicador de baja Velocidad

TCEBV. Temperatura del Cojinete Exterior del Multiplicador de baja Velocidad

TCIB. Temperatura del Cojinete Interior de la Bomba

TCEXB. Temperatura del Cojinete Exterior del la Bomba

T.AGUA. Temperatura del agua

TACE. Temperatura de Aceite

TCIAV. Temperatura del Cojinete Interior del Multiplicador de alta Velocidad

TCEAV. Temperatura del Cojinete Exterior del Multiplicador de alta Velocidad

T.CAJA. Temperatura de la Caja de la Bomba

TCEMB. Temperatura del Cojinete de Empuje de la Bomba

Adicional a esto la pantalla nos indica ciertas alamas que se presentan en los grupos que

están en uso como son:

Baja presión de aire

Bajo Flujo de Aceite del incrementador

Baja Presión de Aceite del incrementador

Baja Presión de Aceite del Motor

Sellos de la Bomba

Switch de baja Succión

Switch de Alta Presión de Descarga

134

4.9.12. Botón Válvulas

Este permite al operador (Ver Gráfico No 66) visualiza y operar (apertura y cierre) las

válvulas existentes en la estación, las cuales ayudan a direccionar el flujo de acuerdo a

la operación que se requiera realizar durante el proceso de bombeo.

Se puede visualizar información como velocidades de grupos de bombeo y presiones de

succión y descarga de la Estación Faisanes.

4.9.13. Botones P301-P302-P303

Estos nos permiten el monitoreo de cada uno de los grupos de bombeo como indica la

Grafica No 72 dándonos datos de temperaturas como se indica en el numeral 4.9.11

GRÁFICO No 82: GRUPO DE BOMBEO



135

En esta pantalla hay una información adicional como son:

CH. Temperaturas de Culatas de los Cilindros del Motor MWM TBD 440-8

P-301 Activa o Detenida. Indica si el grupo de bombeo esta en uso o no.

P-301 con Carga. Indica si el grupo de bombeo esta en marcha o no.

Nota: Cada uno de los instrumentos que se observan en color verde nos indica que este

esta en uso o encendido y si estubiese en color rojo indica que no esta en uso o esta

apagado.

4.9.14. Botón Tanques

Este permite al operador (Ver Grafico No 65) visualiza el nivel del tanque TK301

antes, durante y después de la recepción de producto (Diesel 2), así como también nos

indica el nivel del tanque TK305, los cuales sirven para almacenar producto para

consumo interno de los grupos de bombeo de la Estación.

GRÁFICO No 83: TANQUES



136

Se puede operar (encender y apagar) las bombas que envían producto desde el TK301

hacia el TK305, actividad que se la realiza todos los días a las 6 de la mañana.

4.9.15. Botón Real Time y Red PLCS

Estos permiten visualizar y operar los PLCS existentes en la estación los cuales.

Actividad que la realiza específicamente el técnico eléctrico de las estación que es el

encargado de dichos equipos.

GRÁFICO No 84: PLC



Todos los botones de acción antes mencionados se tienen que operar y monitorear bajo

todos los parámetros de operación, (Setpoints) los cuales ayudan a que las operaciones

en la estación se las realice de forma correcta.

137

CAPÍTULO V

137

CAPITULO V

5. Conclusiones y Recomendaciones

5.1. Conclusiones

Se identifico que existen equipos que están automatizados pero que al momento

de monitorearlos en el sistema HMI, estos nos dan datos gráficos que no son

acordes a la realidad, lo que indica que ciertos parámetros en la programación

del sistema no son los adecuados o no han sido revisados.

La automatización se encuentra en implementación por parte del área de

mantenimiento, no existe capacitación adecuada para los operadores que serán

quienes al final sean los encargados de su manejo.

Los elementos de campo son sensores que remiten o envían su información al

cuarto de controla los plc que son los encargados de ejecutar o verificar las

acciones a realizar de acuerdo a su programación.

Para lograr la implementación total se debe tomar en cuenta que ciertos

parámetros necesitan para su calibración varios meses para compararlos con los

valores manuales de campo con los que se programa los set point o valores de

chequeo del plc y de ahí los controles en el software del HMI.

Solo se ha realizado la automatización de bombeo los demás procesos operativos

de apoyo y algunos de control están en proceso o no han sido tomados en

consideración para su posterior automatización.

Las pantallas de control son estándar para todas las estaciones de bombeo lo que

permite que al conocer una se la pueda verificar en cualquiera otra estación

Toda la información esta almacenada en servidores con equipos redundantes

centrales a fin de salvaguardar la misma en caso de pérdida o daño de algún tipo

El principal problema para esta automatización es las fallas que se puedan dar de

energía ya que picos de voltaje ocasionan que se borre las programaciones de plc

o HMI, o lo que es peor que se dañe las memorias CPU de los equipos.

138

5.2. Recomendaciones

Se recomienda que el área de mantenimiento eléctrico del poliducto le dé un

seguimiento a la programación del sistema para que así este proporcione datos

reales

Se recomienda que en el sistema HMI del software intouch se elimine ciertos

elementos que ya no existen en las operaciones y se añadan los nuevos equipos

existentes en el sistema de bombeo

Se recomienda que en el sistema intouch se añadan las válvulas tanto de presión

de succión y descarga lo que ayudaría al operador en el momento de una

emergencia, actuar con rapidez al cierre o apertura de las mismas, por lo que en

la actualidad si existiera una emergencia estas se las tiene que manipular en

campo de forma manual.

Se recomienda que debía existir una cierta capacitación antes de que cualquier

operador pueda ingresar a manipular el software intouch, ya que serán quienes al

final sean los encargados de su manejo.

Se recomienda que también tiene que ser tomado en cuenta todos los elementos

que se encuentren dentro de las instalaciones de la Estación como por ejemplo el

caso de la planta de agua, el sistema contra incendios los cuales todavía no están

dentro del esquema de la automatización.

139

GLOSARIO

A.P.I.: Instituto americano del petróleo.

BARRIL: Una unidad de medida para volúmenes del petróleo y productos

derivados, es igual a 42 galones.

CONTRA PRESIÓN: Es una presión contra la cual un líquido está fluyendo,

puede estar compuesta de líneas de fricción, restricción de tuberías, válvulas,

presión en recipientes en los cuales el líquido está fluyendo, cabeza de presión

hidrostática y otra resistencia al flujo de un fluido.

GRAVEDAD A.P.I.: Son números para la gravedad usados en la industria del

petróleo, para representar la gravedad específica.

La gravedad A.P.I. tiene una relación inversa a la gravedad específica.

Gravedad específica = 141.5

°API+131.5

GRAVEDAD ESPECÍFICA: La relación del peso de una unidad de volumen

de una sustancia de referencia, ambas a las mismas condiciones físicas

especificadas. Si este concepto se aplica a un líquido, la gravedad específica es

la relación del peso de un volumen dado a aquel mismo volumen de agua, ambos

medidos bajo las mismas condiciones.

INTERFASES: Producto resultante de la mezcla originada entre dos partidas,

en el transporte de productos limpios de diferente densidad, por efecto de la

turbulencia y difusión causada en el interior del poliducto.

INYECCIÓN: Procedimiento mediante el cual se evacua un producto

almacenado en un tanque de mezclas.

MANIFOLD: Es un grupo de conexiones de tubería y válvulas, las cuales

distribuyen y controlan que un producto fluya hacia los tanques de

almacenamiento.

SETPOINT: Es cualquier punto de ajuste de alguna variable de un sistema de

control automático. Puede ser: Nivel; presión, temperatura; desplazamiento;

rotación; etc.

M.O.V: Válvula operada por motor, es una válvula equipada con un operador

eléctrico para control y operación remota.

140

PANEL DE CONTROL: Un ensamblaje de interruptores, instrumentos de

indicación y registro, medidores de presión, anunciadores y otros dispositivos

visuales o audibles para el monitoreo y control de un sistema.

PARTIDA: Denominación que se le da a un determinado producto para su

registro de acuerdo a una programación emitida para su transporte a través de un

Poliducto.

PRODUCTOS LIMPIOS: Son derivados del petróleo resultado de un proceso

de destilación, con características diferentes tales como: Gasolinas, Diesel 2,

Diesel 1, Jet A 1, Naftas bases etc.

PRESIÓN ABSOLUTA: Es la presión por encima del vacío perfecto, es la

suma de la presión indicada o medida más la presión atmosférica.

PRESIÓN ATMOSFÉRICA: Es la presión del peso del aire y vapor de agua

sobre la superficie de la Tierra. La presión atmosférica promedio, al nivel del

mar, para propósitos científicos ha sido determinada en 14.69 lb/pulg2.

VENTEO.- Tubería de ventilación con la que cada Tanque debe estar dotado.

ASTM.- American Society for Testing and Materials (Sociedad Americana para

Ensayo y Materiales)

ASME.- American Society of Mechanical Engineers ( Sociedad Americana de

Ingenieros Mecánicos)

ANSI.- American National Standars Institute (Instituto Americano de Normas

Nacionales)

TK.- Tanque de Almacenamiento

cfm.- Pies cúbicos por minuto (p.c.m)

cs.- Centiestoques

cu ft.- Pies Cubicos

lb.- Libras (peso)

ft.- Pies

gpm.- Galones por minuto

in.- Pulgadas (pulg.)

mg/liter.- Miligramo por litro

ppm.- Partes por millón

141

rpm.- Revoluciones por minuto

Punto de Inflamación.- La temperatura a la cual los vapores de un líquido

volátil, mezclados con el aire se inflaman espontáneamente.

142

BIBLIOGRAFÍA

Manual de Equipo, Corporación Estatal Petrolera Ecuatoriana, Poliducto

Esmeraldas – Quito, Volumen I, Año 1978.


Esmeraldas – Quito, Volumen II, Año 1978.


Esmeraldas – Quito, Volumen III, Año 1978.


Esmeraldas – Quito, Volumen IV, Año 1978.


Esmeraldas – Quito, Volumen V, Año 1978.


Esmeraldas – Quito, Volumen VI, Año 1978.

Richard Green, Valvulas, Sleccion, Uso y Mantenimiento.

Sole, Antonio Creus, Instrumentacion Industrial - 7ma edicion. 2007.

Soisson Harold E, Instrumentacion Insdustrial.

143

ANEXOS

144

ANEXO NO 1. SETPOINTS DE PROCESO



145

ANEXO NO 2. DIAGRAMA DE FLUJO



146

ANEXO NO 3. MAPA TOPOGRÁFICO



147

ANEXO NO 4. PROCESO DE OPERACIÓN DE ESTACIÓN FAISANES

NOTA: En este anexo todos los Productos Limpios que ingresan a la Estación Faisanes se lo interpreta de

mejor manera en el Gráfico No. , realizando una E (entrada) y Salida (salida) por cada uno de los grupos

de bombeo obteniendo como resultado una alta presión la cual ayuda que los fluidos bombeados salgan

con facilidad hacia la Estación de Bombeo Corazón.



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