Post on 15-Aug-2020
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y
ELECTRÓNICA
MODERNIZACIÓN DEL SISTEMA DE SECADO DE VIRUTA PARA
LA FABRICACIÓN DE AGLOMERADOS EN AGLOMERADOS
COTOPAXI S.A.
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO EN
ELECTRÓNICA Y CONTROL
A
GABRIELA DE LOURDES DOMÍNGUEZ SALAZAR
PAOLA ALEXANDRA RAMÍREZ FREIRÉ
DIRECTOR: ING. PABLO ÁNGULO
Quito, Agosto 2007
DECLARACIÓN
t
Nosotras, Gabriela de Lourdes Domínguez Salazar y Paola Alexandra Ramírez
Freiré, declaramos bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de nuestra
autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación
profesional; y, que hemos consultado las referencias bibliográficas que se
incluyen en este documento.
A través de la presente declaración cedemos nuestros derechos de propiedad
intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional,
según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por
la normatividad institucional vigente.
Gabriela de Lourdes Domínguez Salazar Paola Alexandra Ramírez Freiré
CERTIFICACIÓN
Certifico que el siguiente trabajo fue desarrollado por Gabriela de Lourdes
Domínguez Salazar y Paola Alexandra Ramírez Freiré, bajo mi supervisión.
Ing. Pablo Ángulo
DIRECTOR DEL PROYECTO
AGRADECIMIENTO
A Dios por darme salud, y ser la guía espiritualen mi vida.
A mis padres por ser mis incondicionalesamigos, y apoyarme en el cumplimiento de mismetas.
A mis profesores porque compartieron susenseñanzas y contribuyeron en mi formaciónprofesional.
A todas aquellas personas que forman parteimportante de mi vida; mi familia, amigos(as)para todos ellos mi gratitud imperecedera porquesiempre estuvieron en el momento exactobrindándome su respaldo y cariño.
A mi entrañable amiga Pao, compañera delabores, porque sin su gran trabajo y apoyo no lohabríamos logrado.
Gabriela
DEDICATORIA
A mis padres, hermana, amigos (as) porqueconfiaron en mi y fueron el soporte para alcanzareste objetivo.
Gabriela
AGRADECIMIENTO
Quisiera dar gracias a Dios y a todas las
personas que siempre supieron apoyarme para
culminar una etapa más de mi vida. Mi gratitud
por las palabras de aliento y por creer en mí.
Un agradecimiento especial a mí gran amiga
Gabylu, sin ella no hubiese podido llevar esto a
cabo.
Pao/a
DEDICATORIA
Dedico este trabajo a mis padres, hermanos,
amigas y amigos, ya que son ellos los que me
han dado las fuerzas y las ganas para seguir
adelante. Este trabajo está dedicado
especialmente a Yuli, mí madre, que es mi
amiga, el pilar de mi vida y la razón para
esforzarme día a día.
Pao/a
CONTENIDO
Pag.
CONTENIDO,...., , ,...., .....!
RESUMEN....... VI
PRESENTACIÓN............... VIII
CAPÍTULO 1
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE AGLOMERADO .......... 2
1.1 GENERALIDADES 2
1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DEL AGLOMERADO
3
1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE SECADO DE VIRUTA ....8
CAPÍTULO 2
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL AUTOMÁTICO PARA EL
PROCESO DE SECADO DE VIRUTA... 14
2.1 DESCRIPCIÓN DEL ANTIGUO SISTEMA DE FUERZA Y CONTROL.... 14
2.1.1 Antiguo circuito de fuerza......... 14
2.1.2 Antiguo sistema de control 20
2.2 DESCRIPCIÓN DEL NUEVO CIRCUITO DE FUERZA Y SISTEMA DE
CONTROL ...........................23
2.2.1 Nuevo circuito de fuerza... 23
2.2.2 Nuevo sistema de control......... 25
CAPÍTULO 3
DISEÑO DEL CIRCUITO DE FUERZA Y SISTEMA DE CONTROL 31
3.1 DISEÑO DEL CIRCUITO DE FUERZA 31
3.1.1 Circuito de fuerza para motores sin variador. 32
3.1.2 Circuito de fuerza para motores con variador 35
3.1.3 Armario genera!......, 40
3.2 CARACTERÍSTICAS DEL PLC PARA EL CONTROL 44
3.2.1 módulos de entrada y salida , 45
3.2.2 memoria y cpu 46
3.3 software para el sistema de control ........ 48
3.3.1 administrador simatic.. 48
3.3.2 sistema operativo y programa de usuario en step 7 , 49
3.4 DISEÑO DEL PROGRAMA DE CONTROL.......... 52
Entradas y salidas del pie 52
OBs de error y alarma implementados 54
Secuencia de arranque y operación 55
Verificación de activación de esclusas y t.s.f. principa! 56
Sensores de nivel 56
Sistema de multiplexación 56
Revisión de protecciones..... 57
Manejo de señales analógicas............... 57
Encendido de! quemador 57
Encendido de la combustión de polvo. 58
Lazos realimentados para control de ia temperatura 58
Variadores de velocidad 60
Comunicación de la red de campo... 61
3.5 DISEÑO DE LA RED DE COMUNICACIÓN........ 64
3.5.1 Hardware de ia red de comunicación 65
3.5.2 Software de la red de comunicación , 65
CAPÍTULO 4
DISEÑO DE LA INTERFAZ HOMBRE - MÁQUINA............. 68
4.1 REQUERIMIENTOS PARA LA VISUALIZACIÓN DEL PROCESO 68
4.1.1 Necesidades del usuario... 68
4.2 DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE PARA LAS HMÍ 69
4.2.1 WINCC © para computador del tablero de mando........ 69
4.2.2 PROTOOL ® para panel de operador OP7 73
4.3 DISEÑO DE LAS HMÍ 74
111
4.3.1 Diseño de las pantaiias en WINCC ® 74
4.3.2 Diseño de las imágenes en PROTOOL ® 84
CAPÍTULO 4..... ..........67
DiSEÑO DE LA INTERFAZ HOMBRE - MÁQUINA................ 68
4.1 REQUERIMIENTOS PARA LA VISUALIZACIÓN DEL PROCESO 68
4.1.1 Necesidades del usuario... 68
4.2 DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE PARA LAS HMl 69
4.2.1 WINCC ® PARA COMPUTADOR DEL TABLERO DE MANDO 69
4.2.2 PROTOOL © PARA PANEL DE OPERADOR OP7 73
4.3 DISEÑO DE LAS HMl 74
43.1 DISEÑO DE LAS PANTALLAS EN WINCC ©_._„.___ _. 74
4.3.2 DISEÑO DE LAS IMÁGENES EN PROTOOL © 84
CAPÍTULO 5
DESARROLLO DEL PROYECTO....... 88
5.1 ADQUISICIÓN DE EQUIPOS.......... 88
5.2 MONTAJE E INSTALACIÓN DE LOS EQUIPOS 89
5.2.1 Montaje ....89
5.2.2 Instalación de los tableros............. 95
5.3 COSTOS DEL PROYECTO 99
CAPÍTULO 6
PRUEBAS Y RESULTADOS 101
6.1 PRUEBAS ANTES DE LA INSTALACIÓN 101
6.1.1 Pruebas de ías conexiones eléctricas........ 101
6.1.2 Pruebas de funcionamiento 101
6.2 PRUEBAS DESPUÉS DE LA INSTALACIÓN.. 102
6.2.1 Pruebas de ias conexiones eléctricas 102
6.2.2 Pruebas a los motores 103
6.2.3 Pruebas del encendido de! quemador.. , 103
6.2.4 Pruebas de adquisición de valores de temperatura........ 103
6.2.5 Pruebas de ios variadores de velocidad... 104
6.2.6 Pruebas de los controladores de temperatura............... 105
IV
6.2.7 Pruebas de las HMIs , 105
6.2.8 Pruebas de eventos críticos del proceso........... 106
6.3 RESULTADOS 106
CAPÍTULO 7
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 109
7.1 CONCLUSIONES 110
7.2 RECOMENDACIONES.................... 111
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 113
ÍNDICE DE FIGURAS Y TABLAS 111
GLOSARIO DE TÉRMINOS 115
ANEXO A
DIAGRAMA DEL PROCESO E INSTRUMENTACIÓN DEL SECADO A-1
ANEXO B
EQUIPO DE MEDICIÓN DE HUMEDAD .B-1
ANEXOC
DIAGRAMA UNIFILAR DEL CIRCUITO DE FUERZA............ C-1
ANEXOD
SIMOVERT MASTER DRIVES VC D-1
ANEXO E
DATOS TÉCNICOS DEL PLC S7-300 ......E~1
ANEXO F
REGULADOR DE PROCESO UNIVERSAL JUMO DICON 400/500 F-1
PArailBíE'OPERADOR OP7.IR^"""
G-1
Las necesidades actuales de competitividad hacen que las empresas mejoren
operativamente para mantenerse liderando el mercado.
A Aglomerados Cotopaxi S.A. le interesa mejorar procesos de sus líneas de
producción, y con mayor razón cuando esa mejora implementa tecnología
moderna.
La fabricación de tableros de aglomerado incluye en su línea de producción varios
procesos, entre ellos está el secado de viruta, cuya modernización es el tema de
este proyecto.
El equipo de control anterior se instaló y funcionó desde 1979, su operación fue
adecuada, pero debido al uso se tornó obsoleto. Usaba control con elementos
electromecánicos y ciertos amplificadores analógicos que requerían un constante
mantenimiento.
El nuevo sistema de automatización requirió de accionamientos donde se usaron
operaciones de lógica discreta, la implementación de funciones especiales como
temporización, conteo, cálculo de datos, un control PiD de temperatura y un
sistema de adquisición de datos. Además, se creó la necesidad de que se
visualicen estados dei proceso facilitando la interacción con el operador y
proporcionando datos de producción necesarios para el control del proceso. Toda
está lógica se pudo implementar a través de un PLC de la marca SIEMENS.
La HMI del computador se desarrolló con WinCC, que es un software de
SIEMENS, lo que facilitó la comunicación con el PLC. La HMi permite una
interrelación con el operador, posibilitando visualizar: el estado operativo de los
motores (paro, marcha, falla), alarmas del proceso, indicadores de temperaturas y
humedad, gráficos de variables importantes, estado de entradas y salidas del
PLC, así como también ingresar el set point de temperatura y crear un fichero de
datos para el respaldo de los históricos. En un panel del operador (OP7) se
Vil
visualizan variables importantes yt también, se puede ingresar ej set point de
temperatura.
El antiguo sistema de alimentación de material húmedo usaba reguladores de
velocidad electromecánicos que fueron reemplazados dos variadores de
velocidad con control vectorial, los mismos son robustos, precisos y proporcionan
excelentes características. Con un varíador de las mismas características se
controla la alimentación de polvo (residuo del lijado de tableros) para combustión.
Controlando la consigna del variador (ingresada por el operador) a través de un
PID se reguló la temperatura en un punto del proceso de secado. Además, con el
uso de la red de campo Profibus DP, se tiene acceso a varios datos de los tres
variadores.
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PRESENTACIÓN
La presente tesis escrita se desarrolla en siete capítulos. En el primer capítulo se
describe un poco de la historia de Aglomerados Cotopaxi S.A. y sus líneas de
producción; se enfoca en el proceso de producción de tableros aglomerados;
además, se narra el proceso a modernizar.
El segundo capítulo describe el estado del antiguo sistema de fuerza y control que
funcionaba para el secado de viruta; también se encuentra la descripción de las
modernizaciones realizadas en dicho proceso.
Los diseños, tanto de! circuito de fuerza, como del sistema de control
implementado a través del PLC, se narran en el tercer capítulo.
En e! cuarto capítulo se detalla el diseño de las HMI implementadas tanto en el
computador, como en el panel del operador. Se muestran las pantallas realizadas
y las características de las mismas.
El montaje e instalación de ios equipos se encuentra en el quinto capítulo.
En el sexto capítulo se describen las pruebas hechas a los nuevos equipos
instalados para comprobar el funcionamiento adecuado del proceso, se incluyen
también los resultados obtenidos.
Las conclusiones y recomendaciones del presente proyecto se dan en el séptimo
capítulo.
CAPITULO 1
1.1 GENERALIDADES
1.1.1 HISTORIA DE AGLOMERADOS COTOPAXI SA. Y SUS LÍNEAS DE
PRODUCCIÓN
En el año 1979, Aglomerados Cotopaxi S.A. inicia su producción introduciendo en
el Ecuador el tablero de partículas aglomeradas con una moderna línea de
producción. En ía actualidad Aglomerados Cotopaxi cuenta con tres líneas de
producción que son: Aglomerado, MDF, y aserrado de piezas de madera sólida de
pino.
Los tipos de aglomerado que se producen son: Acoplac, Acoplac RH1, Pacoplac,
Duraplac, Duraplac RH y Madeplac.
El MDF es un tablero de densidad media para aplicaciones en interiores,
elaborado con fibras de madera de pino aglutinadas a través de un adherente
sintético de resinas, los cuales se compactan en un proceso que usa alta presión
y temperatura.
Los tipos de MDF que se producen son: Fibraplac, Fibraplac RH, Madefibra,
Durafibra, y Durafibra RH.
En la tercera línea, la unidad principal produce, a partir de listones de madera
sólida, listones "finger joínt" que elimina las imperfecciones existentes en la
madera y crea listones de la calidad deseada. La segunda unidad es una iínea
que produce tableros de listones encolados de canto.
1 RH: resistente a la humedad
Cabe destacar que todo el desperdicio las líneas de producción es utilizado como
materia prima para otros productos así como también para la generación de
energía térmica fuente de consumo interno de la planta.
1.1.2 DESCRIPCIÓN Y CLASIFICACIÓN GENERAL
Ei aglomerado es un tablero formado por tres capas de partículas de madera
seleccionada: aserrín, virutas y astillas de diferentes tañíanos que-mediante la
adición de un adhesivo en base de una resina de Urea Formaldehído se lo
compacta a través de procesos de alta presión y temperatura, cumpliendo
estándares y normas internacionales2.
Las chapas de madera decorativa, melaminas y papeles decorativos son usados
para el terminado de los tableros de aglomerado,
1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DEL
AGLOMERADO
Para la obtención del producto terminado, es decir el aglomerado listo para la
distribución, se tienen varias etapas consecutivas de producción que son las
siguientes: recepción de materia prima, descortezado y viruteado, secado,
cribado, encolado, formación del tablero, prensado, enfriamiento y escuadre,
lijado, almacenamiento y distribución.
RECEPCIÓN DE MATERIA PRIMA
Consiste en la recepción de trozas3 las cuales son clasificadas en base a criterios
como: diámetro, longitud, edad y tipo de especie, pino o eucalipto, para
posteriormente tratarlo y destinarlo a la línea de producción donde se requieran.
2 Las normas que debe cumplir un tablero de aglomerado son: DIN 68761; DIN 68750; ANSÍA208.1; ANSÍ A208.1 (M-3); ANSÍ A208.1 (M-S)
3 Trozas: tronco serrado por los extremos para sacar piezas de madera.
DESCORTEZADO Y VJRUTEÁDO
En esta etapa se retira la corteza de las trozas, las trozas de pino pasan por un
proceso de aserrado para convertirse en madera sólida y ser expendida, los
restos son conducidos por medio de bandas transportadoras al molino, conocido
como chipeador4, el cual los transforma en chips3, elemento para la constitución
del tablero de aglomerado.
SECADO DE VIRUTA
El material ingresa a través de una banda transportadora hacia un tambor que
recepta ei aire caliente de un quemador, este permite disminuir el porcentaje de
humedad hasta dejarlo entre 2 y 3.5% siendo así apto para continuar con el
proceso.
CRIBADO
Existen dos subetapas para clasificar ios componentes del tablero: el cribado y
paso por el árbol de rastros6. El material seco llega a la criba, equipo que contiene
tres tamices (de 50x50, 10x10 y 3x3 cm) que permiten clasificarlo en base al
tamaño; las partículas finas son aspiradas por un ventilador hacia un silo de
almacenamiento, las medianas son enviadas hacia el molino de doble corriente y
las grandes al molino de martillos. El resto de componentes llegan hacia el árbol
de rastros en donde por aspiración se discrimina el tamaño de las astillas para
almacenarlas en el silo de gruesos; la materia restante pasa nuevamente por el
molino de martillos y los residuos son utilizados como material de combustión en
el caldero.
ENCOLADO
Las partículas son extraídas desde los silos de almacenamiento,
consecutivamente son pesadas para finalmente combinarlas con un pegamento
4 Chipeador: Molino para hacer chips5 Chips: astillas de madera6' Árbol de rastros: clasificador de astillas por medio de aspiración.
formado de: resinas formaldehídas, parafina, agua, catalizador; que dosificado de
acuerdo al espesor del tablero es transportado hacia la máquina formadora.
FORMADO DEL TABLERO
En este ciclo la mezcla previa llega hacia la formadora, equipo que por medio de
un análisis de granulomeíría, se encarga de dar la forma al tablero considerando
que ias partículas finas permanezcan en los bordes y las gruesas constituyan el
centro del tablero. Las bandejas de material arrojan el mismo hacia la banda de
formación por medio de un coche vaivén constituyendo el colchón de materia! listo
para continuar hacia el prensado,
PRENSADO
El colchón de material se lleva a una prensa hidráulica de gran capacidad que lo
comprime hasta el espesor adecuado. El tiempo de prensado, las presiones y
temperaturas adecuadas son definidos por el control de este proceso, todo con el
objeto de curar o fraguar la resina.
ENFRIAMIENTO Y ESCUADRADO
Cuando el tablero sale de la prensa se mide su espesor y se coteja su peso, luego
pasa hacia el volteador, donde se procede a su enfriamiento y, además, se logra
que el tablero expela los vapores del formol.
El tablero frío pasa a las sierras de formateo, donde se logra el escuadre; es
decir, el corte de ancho y largo de éste mediante sierras múltiples. El valor del
escuadre se io preestablece en la sala de control de la prensa.
LIJADO
Luego del escuadrado, el tablero necesita un tiempo de reposo, de
aproximadamente tres días, para proceder al lijado. El tablero pasa por tres
etapas de lijado, al final de este proceso se imprime en éste el grosor del tablero y
se procede a su almacenamiento.
Es importante recalcar que el desecho de! lijado es aspirado y almacenado en un
silo de polvo. El polvo será utilizado como combustible, tanto en ia línea de
agiomerado como en la línea de MDF.
ALMACENAMIENTO Y DISTRIBUCIÓN
Acabado el lijado, el tablero es inspeccionado y manualmente ciasificado según
los estándares de calidad que tiene la empresa. Si el tablero es aprobado se lo
almacena como producto terminado crudo, o puede, de acuerdo a los pedidos de
los clientes, tener acabados; siendo este el caso, el tablero pasa a la línea de
enchape donde se recubre al tablero con chapas decorativas o papeles
melamínicos.
Un tablero acabado es embalado, almacenado, y se lo tiene listo para la
distribución.
Proceso de elaboración del aglomerado
ACOPIO DE MATERIAPRIMA
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VIRUTEADO YASTILLADO
SECADO
CRIBADO
ENCOLADO
FORMADO
PRENSADO
ENFRIADO YESCUADRADO
LIJADO
ALMACENAMIENTO YDISTRIBUCIÓN fc
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Figura 1,1 Esquema del proceso de elaboración de tableros aglomerados
1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE SECADO DE VIRUTA
Luego del viruteado y astillado empieza el secado que es un proceso físico,
mediante el cual se retira la humedad de la madera.
El material húmedo se recolecta en los silos provistos de bombas impulsoras que
permiten con el movimiento de un cilindro hidroneumático, la expulsión de
material hacia un tornillo sin fin, cuya velocidad es regulada por un servomotor.
Existen dos silos de material húmedo: uno es el de viruta (221), y el otro es el de
astilla (201), conformados por los elementos descritos anteriormente, y elementos
complementarios dispuestos para el funcionamiento seguro dei proceso, estos se
muestran en la detalle 1 y 2 de la figura 1.2,
El material proveniente de los silos es mezclado con aserrín extraído desde una
tolva profunda (241 m1); el porcentaje de humedad, la temperatura de secado así
como el espesor de tablero a producir, constituyen fundamentos para que el
operador regule la cantidad de cada tipo de material a secar; el mismo que es
transportado por una banda (202 m1) hacia la esclusa7 de entrada al tambor de
secado (203 m1) Fig. 1.2, detalle 3.
El material atraviesa la cámara de secado o tambor (203 m4) que gira
permanentemente para facilitar su flujo. Un ventilador (203 m3) ubicado sobre la
cámara extrae los gases que se desprenden y también ayuda al flujo del material
(detalle 4 Fig. 1.2). Ai mismo tiempo se hace circular por la cámara aire caliente
proveniente del quemador (detalle 5 Fig. 1.2). La temperatura interior en la
cámara de secado o tambor debe ser adecuada para mantener un rango de
humedad de salida entre 2% y 3.5%.
El quemador (detalle 5 Fig. 1.2) encargado de producir el aire caliente debe pasar
por una secuencia de acondicionamiento cumpliendo condiciones necesarias para
el encendido seguro. La llama generada por un electrodo se aviva con la
7 Esclusa: compuerta para permitir paso de un determinado material
inyección de diesel con una presión que no excede ios 2 bares; e! diesel es
enviado desde tanques de reserva con la ayuda de bombas que funcionan en
forma alternada (203 m9 - 203m1Q) con la coordinación de un controlador
independiente. Para disminuir el consumo de diesel se utiliza polvo procedente de
un silo que recopila los residuos del lijado el mismo que ingresa al proceso de
combustión por medio de un tornillo sin fin controlado por un servomotor. El
porcentaje de mezcla polvo diesel depende del criterio del operador,
A la salida del tambor de secado el material recorre por un tornillo sin fin (detalie 6
Fig. 1.2) el cual lo dirige hacia el elevador de cangilones (205 m1, detalle 7 Fig.
1.3) que lo envía hacia la criba (207 m1, detalle 8 Fig. 1.3) donde se filtra por una
triada de tamices encargados de clasificarlo en tres tamaños muy grueso,
medianamente grueso y fino para darles distinto tratamiento a fin de conseguir los
dos grosores apropiados para formar la mezcla con la que se fabrican los tableros
de aglomerado.
El material muy grueso es transportado al molino de martillos (208 m1, detalle 10
Fig. 1.3) que lo procesa para disminuir su grosor. Producto de esta acción se
obtiene material grueso y fino que es enviado, por medio de un ventilador de
aspiración hacia el clasificador de material o árbol de rastros (211 m2, detalle 11
Fig. 1.3).
El material medianamente grueso proveniente de la criba es clasificado en grueso
y medianamente fino por medio de vibradores (209 m1- 209 m11, detalle 9 Fig.
1.3). El material grueso es enviado ai árbol de rastros por medio del ventilador de
aspiración 210 m1 y el material medianamente fino es enviado a un molino (213
m1, detalle 13 Fig. 1.3) para molerlo y obtener material fino que es uno de los
componentes del tablero. Este material se almacena en un silo 301 (detalle 14
Fig. 1.3), junto con el material fino proveniente de la criba 207 m1.
Los materiales recogidos en el árbol de rastros son clasificados por medio de un
sistema de flujo de aire en grueso y medianamente fino. El material
medianamente fino es enviado por medio de un tornillo sin fin al molino 213 m1
10
(detalle 13 figura 1.3), y el material grueso es almacenado en el silo 351 (detalle
15 Fig, 1,3) obteniendo así el otro componente para la fabricación del tablero.
Nota: Las figuras 1.2 y 1.3 se muestran en forma ampliada en el anexo A
11
Figura 1.2 Diagrama de instrumentación, vista desde los silos de materia! húmedo, quemadorhasta salida del material de la cámara de secado.
12
Figura 1.3 Diagrama de instrumentación, vista desde el elevador de cangilones hasta los silos dematerial seco.
CAPITULO 2
14
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL
AUTOMÁTICO PARA EL PROCESO DE SECADO DE
VIRUTA
2.1 DESCRIPCIÓN DEL ANTIGUO SISTEMA DE FUERZA Y
CONTROL
El antiguo sistema de fuerza y circuito de control estaba conformado por equipos
que habían cumplido su vida útil por lo que era inminente la necesidad de
reemplazarios.
El sistema de control usaba relés, contactores y una serie de elementos
electromecánicos los cuales en base a una lógica formaban secuencias de trabajo
y así cumplían ias necesidades del usuario.
2.1.1 ANTIGUO CIRCUITO DE FUERZA
El antiguo sistema de fuerza estaba constituido por cuarenta y un motores, treinta
y ocho de los cuales son del tipo jaula de ardilla accionados por corriente alterna y
tres son servomotores.
Estos motores permiten el funcionamiento de! proceso desde la dosificación de
material húmedo, el secado del material, hasta el cribado y el almacenamiento en
silos de material seco (fino y grueso), como se muestran en las figuras 1.2 y 1.3.
Los arranques de los motores en su mayoría eran ejecutados en forma directa, los
de mayor potencia tenían un arranque estrella - triángulo (Y/D).
15
Figura 2.1 Parte del antiguo circuito de fuerza
Los tornillos sin fin que sirven para la dosificación de material húmedo hacia el
tambor, y para la dosificación de polvo para la combustión hacia el quemador,
variaban la velocidad por medio de servomotores y un sistema mecánico de
poleas.
Figura 2.2 Servomotor de tornillo sin fin
16
Los motores de pequeña potencia tenían arranque directo que no fue cambiado y
estaban protegidos mediante fusibles para el caso de cortocircuitos.
A continuación se detallan los datos de los motores existentes en e! proceso.
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20
2.1.2 ANTIGUO SISTEMA DE CONTROL
Arranque de motores
Treinta y cuatro motores tiene un arranque directo controlado por pulsantes, fines
de carrera y otros sensores que conformaban un complejo sistema
electromecánico de control que operaba las bobinas de los contactores
principales.
Ocho motores tenían arranque y delta controlado por un sistema electromecánico
con sus respectivos relés de tiempo y protecciones.
Figura 2.3 Parte del antiguo circuito de control
21
Sistema de dosificación manual de material húmedo
La dosificación del material que ingresaba al tambor de secado se la hace por
medio de tornillos sin fin cuya velocidad era regulada por un sistema de poleas
accionado por servomotores.
El control sobre los servomotores lo realizaba el operador considerando el
porcentaje de humedad del material a la salida de la criba, el cual servía para
establecer el set point utilizando dos pulsantes. Dicho valor se visualizaba en
indicadores analógicos poco precisos.
Control del encendido del quemador
El control del encendido del quemador se lo hacía con elementos
electromecánicos, relés y contactores auxiliares, ubicados en el pulpito del mismo,
en coordinación con sensores cuyas señales eran enviadas hacia el antiguo
armario.
Figura 2.4 Antiguo control del quemador
22
Control de temperatura de secado
El control de la temperatura de secado se la realiza aumentando la temperatura
del aire que circula por la cámara de secado (detalle Fig. 1.2) dosificando la
cantidad de combustible que ingresa al quemador (diesel y residuos de polvo del
lijado)
La medición de la temperatura de secado se la realiza en la parte anterior y
posterior de la cámara mediante termocuplas del tipo K, cuyas señales se
enviaban a controladores analógicos dedicados, que se encargaban uno de
regular las válvulas de ingreso de diesel y otro de regular la velocidad del tornillo
sin fin de ingreso de polvo.
*ü**rt
**
Figura 2.5 Antiguo control de temperatura, vista frontal e interna
Medidor de humedad del material seco
Para la medición del porcentaje de humedad del material que sale de la criba
(detalle 8 Fig. 1.3) se utiliza un equipo dedicado que muestra en un display el
valor medido (Las especificaciones técnicas se muestran en el anexo B)
Este dato permite al operador decidir el porcentaje de mezcla de los materiales
que ingresan a la cámara de secado.
23
Figura 2.6 Vista de la consola de operador del medidor de humedades
2.2 DESCRIPCIÓN DEL NUEVO CIRCUITO DE FUERZA Y
SISTEMA DE CONTROL
2.2.1 NUEVO CIRCUITO DE FUERZA
En el circuito de fuerza se mantuvieron los motores existentes y se cambiaron: los
contactores que habían trabajado por más de veinte años y las protecciones.
En el caso de los nueve motores de los ventiladores de aspiración y el motor del
tambor de la cámara de secado se implemento arrancadores electrónicos o
suaves de la marca Siemens serie 3RW30 debido a las ventajas que estos
poseen como son: ahorro de energía rampa de tensión, limitación de corriente
ajustable, supresión de armónicos en funcionamiento continuo, funciones de
protección y de mando, entre otras.
Figura 2.7 Arrancadores suaves
24
En los motores de mayor potencia correspondientes al molino de doble corriente
(213 m1), molino de martillos (208 m1) y al ventilador principal del secadero (203
m3) se mantuvo el arranque estrella - triángulo (Y/D) debido a que el costo de un
arrancador suave triplicaba al de todos los elementos de un arranque Y/D. El
control del arranque se lo realizó desde el PLC.
Las protecciones de sobrecarga y cortocircuito anteriores fueron sustituidas por
interruptores automáticos Siemens, de la serie 3RV10 diseñados principalmente
como limitadores de corriente compactos para la protección de motores trifásicos
de inducción.
Figura 2.8 Guardamotores y contactores
El control mecánico de la velocidad de los tornillos sin fin de dosificación de
materiales fue sustituido por variadores electrónicos de la velocidad de ios
motores y se retiraron los servomotores que cambiaban la relación de las poleas.
Sin embargó se mantuvo el sistema de poleas dejándolas con una relación fija
que puede ser cambiada manualmente en caso de emergencia.
Los variadores de velocidad utilizados incorporan el control vectorial tanto en lazo
cerrado, como en lazo abierto. En esta aplicación se optó por realizar un control
vectorial a lazo abierto, porque no existía espacio para instalar los encoders8 que
permiten realimentar la señal de velocidad necesaria para cerrar el lazo.
1 Encoder: Transductor rotativo que transforma un movimiento angular en una serie de pulsos digitales.
25
Figura 2.9 Vista de los vaciadores de velocidad
2.2.2 NUEVO SISTEMA DE CONTROL
El nuevo sistema de control reemplazó los elementos electromecánicos por un
controlador lógico programable (PLC) de la marca Siemens.
La marca Siemens ofrece tres gamas de PLC para automatización de procesos:
los Simatic S7-200, que son micro controladores para automatizaciones sencillas;
los Simatic S7-300 para aplicaciones más complejas, permiten la adición de
módulos para aplicaciones específicas; y los Simatic S7-400, que son
controladores de alto rendimiento y para tareas más sofisticadas, tienen una
amplia variedad de módulos y CPUs de potencia escalonada.
En base a los requerimientos se optó por uno de la serie Simatic S7 300, siendo
un PLC de gama media, con funciones integradas, de aplicación flexible por la
facilidad de conexión a red, como también por la disposición de realizar
estructuras descentralizadas gracias a la gran cantidad de funciones integradas.
26
La unidad de procesamiento central (CPU) usada es la CPU 315 2DP, a la cual se
le adjuntan módulos de entradas y salidas, tanto digitales como analógicas, para
la operación de lámparas de señalización, pulsantes, señales de sensores,
retroalimentación de contactores y arrancadores suaves, así como de los
variadores de velocidad.
Para la habilitación de las entradas y salidas se usó dos fuentes Sitop de 20 y 10
amperios.
Las entradas y salidas analógicas admiten la conexión de sensores y actuadores
analógicos sin necesidad de amplificadores adicionales. Para la configuración de
los módulos de entradas analógicas se cuenta con la ayuda de un conector,
colocado en la parte lateral, el cual se conmuta de acuerdo a! tipo de sensor a
conectar para tensión, corriente o resistencia, la parametrización debe concordar
con la hecha por software.
Para reducir el efecto de las perturbaciones en las señales analógicas se usaron
cables apantallados. La pantalla se debe aterrizar para evitar el efecto de una
corriente equipotencial que podría afectar a dichas señales.
Arranque de los motores
Para el control de ios motores las señales de pulsantes, fines de carrera,
protección de sobrecarga y otros elementos se constituyeron como entradas al
PLC, en cuyo CPU se programó la lógica de control y la salida se envió a la
bobina del contactor principal a través de un relé de ínterfaz para garantizar una
protección efectiva del módulo de salidas del PLC.
27
OUTPLC
BOBINARELÉDEINTERFAZ
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11
Al
-MFUENTEPLC
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TENSIÓN BOBINAS /CONTACTORES X
220 Va cTO
BOBINACONTACTOR
Figura 2.10 Diagrama de conexión de una salida del PLC a! relé de ¡nterfaz
Sistema de dosificación de material húmedo
La forma de decidir ia dosificación de los materiales por medio de un operador
humano que ingresaba el set point de velocidad de los tornillos sin fin se mantuvo.
Pero se cambió el actuador que en lugar de ser un servomotor- que operaba
mecánicamente sobre poleas fue reemplazado por un variador electrónico de la
velocidad del motor. La orden dada por ei operador con los pulsantes ingresa a!
PLC y se procesa para ser transmitida al variador.
Control del encendido del quemador
Para e¡ encendido del quemador se requiere el cumplimiento de las siguientes
condiciones:
El final de carrera de la compuerta del quemador debe estar cerrado para permitir
el inicio del ciclo de encendido, ios presostatos de aire de combustión y aire
refrigerante deben estaren óptimas condiciones; además el ventilador principal
del secadero (203 m3) debe estar encendido para que extraiga los gases que
harían riesgosa la combustión.
Una vez realizadas las verificaciones, por medio de la activación de un pulsante
se ejecuta el barrido interno de la cámara del quemador; posteriormente se activa
28
el transformador del electrodo que origina la chispa que se transforma en la llama
piloto con la activación de la válvula de gas. Esta llama es avivada con la
inyección del diesel por medio de dos válvulas; un sensor detecta la llama para
confirmar el encendido del quemador.
Toda esta lógica de control electromecánica del encendido del quemador fue
ímplementada dentro del PLC al cual se ingresaron como entradas las señales de
ios finales de carrera de la compuerta det quemador, presostatos de aire de
combustión y ventilador de aire secundario, sensor de chispa, detector de llama,
entre otros.
A las salidas del PLC se conectaron las bobinas de los contactores que
comandan las elecírovalvulas de paso de diesel y gas así como el transformador
del electrodo que genera la chispa.
Control de la temperatura de secado
Como se indicó anteriormente, el control de la temperatura se lo realiza
dosificando la cantidad de diesel y polvo de lijado que ingresan al quemador.
Para el caso del control del regulador de paso del diesel se mantuvo el antiguo
controlador PID dedicado. Para el control de velocidad del tornillo sin fin que
permite el ingreso de polvo de lijado el algoritmo de control PID se lo implemento
dentro del PLC al cual se ingresaron como entradas las señales analógicas de
temperatura tomadas de los sensores ubicados en la parte anterior y posterior del
tambor de la cámara de secado así como e! set point dado por el HM1. A la salida
del PLC se conectó el variador electrónico de velocidad del motor 203 m14 que
mueve el tornillo sin fin.
Sistema de medición de humedad del material seco
Se mantuvo la forma manual de controlar la humedad, pero se aprovechó las
características del equipo de medición de humedad que posee una salida
29
analógica (de 4 a 20mA) para enviar los datos al PLC y de esta manera se pudo
visualizar los valores de humedades en el computador guardar los registros
históricos por medio deJ HMI implementado.
Ventana/*visora
Medidor
—'"^Suministro de aire"Purga de aire
Cable del medidor
Figura 2.11 Esquema del medidor de humedades
CAPITULO 3
DISEÑO DEL CIRCUITO DE FUERZA Y SISTEMA DE
CONTROL
Para el nuevo diseño se tuvo en cuenta los siguientes requerimientos generales:
Los motores funcionan a 440 voltios con una frecuencia de 60 Hz y no
serían reemplazados, únicamente se cambiaría el contactor principal de
accionamiento y las protecciones.
- Se debía mantener la misma lógica de funcionamiento del proceso de
secado.
- Se debía mantener la rutina de trabajo de los operadores, por lo que se usó
la misma distribución de pulsantes en el tablero de mando y se mantuvo la
forma de operar el proceso.
- El diseño y montaje del tablero y del armario que aloja los elementos
debían realizarse con todas las normas de seguridad, puesto que el
proceso de secado es uno de los puntos más críticos de la línea de
producción de aglomerado y el riesgo de incendio es alto.
3.1 DISEÑO DEL CIRCUITO DE FUERZA
El diseño del circuito de fuerza contiene dos partes: la primera es el diseño para
motores que no incluyen variador de velocidad; la segunda es el diseño para los
tres motores que tienen un variador de velocidad.
En el anexo C se puede observar él diagrama ünifilar del circuito de fuerza pafa el
nuevo sistema
32
3.1.1 CIRCUITO DE FUERZA PARA MOTORES SIN VAREADOR
Motores con arranque directo
Para cada uno de los 22 motores que usan arranque directo se reemplazó el
contactor y se incorporó un guardamotor como elemento de protección para
sobrecarga y cortocircuito. Ambos elementos fueron dimensionados en base a los
datos de placa de cada motor.
El contactor se escogió de acuerdo a la potencia nominal del motor; sin embargo,
se usaron contactores de 10 kW para motores de menor potencia, con el fin de
estandarizar tamaños y adquisiciones.
La corriente de calibración de un guardamotor es la corriente nominal del motor,
por lo que el rango de trabajo del mismo debió incluir dicha corriente.
Se utilizaron equipos SIEMENS y se procuró que los tamaños del contactor y del
guardamotor sean compatibles para facilitar su montaje.
Motores con arrancador suave
Para el caso dé los 9 motores de los ventiladores y del tambor principal del
secadero, se incorporó arrancadores suaves, en reemplazo de los arranques Y/D.
La selección del contactor principal y la protección con guardamotores se la hizo
en la misma forma que para los motores con arranque directo.
Si bien la selección de los arrancadores debía realizarse en base de la potencia
nominal de los motores, por pedido -del jefe de ^mantenimiento . se
sobredimensíoharon los mismos, con lo cual, la potencia más baja de un
arrancador fue de 27 kW.
33
Para los tres motores más grandes con potencias: 110 kW (213 m1), 55 kW (208
m1) y 37 kW (203 m3), se optó por mantener el arranque Y/D debido al alto costo
de un arrancador electrónico.
El contactor de línea y el de la conexión en delta (o triángulo) se deben
di.mensionar para la potencia nominal del motor dividida para la .raíz cuadrada de
tres9; sin embargo, por seguridad en el arranque, se los dímensionó para la
potencia nominal del motor más 20%.
El contactor de estrella se debe dimensionar para la potencia del motor dividida
para tres. En este caso se lo sobredimensionó para,2 veces la potencia del motor
dividida para tres por hacer más seguro el arranque.
El relé térmico se lo ajusta para la corriente nominal del motor dividida para la raíz
cuadrada de tres, cuando se ubica para controlar la línea de fase, como s,e
observa en la figura 3.1. De esta manera se escogió relés térmicos donde se
tenga un rango que incluya la corriente de calibración de cada motor,
La corriente nominal de los fusibles de línea está entre 1,5 y 3 veces la corriente
nominal del motor. En este caso, debido a que no se conocía !a letra de código
NEMA de los motores, se utilizó la tabla 3,1, escogiendo el calibre de los fusibles
para ei 200% de la intensidad de plena carga, con el criterio de que los motores
son jaula de ardilla con arranque estrella - triángulo (de la tabla: jaula de arilla y
síncronos - arranque por autotransfomador con corriente de mas de 30 A),
9 Criterios tomados del folleto de "Control Industrial" del Ing. Jorge Molina; EPN; Quito; Unidad 7: Pag. 6 -7 y Unidad 10: Pag. 13.
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íYínri,\ C3|
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34
Figura 3.1 Circuito de fuerza de un arranque estrella - triángulo
Además se mantuvo una protección de termistores para los motores de los
molinos, cuyos contactos se ingresaron al control en el PLC.
Tipo de moior
% de la ¡nlcn¿tdad de pleno carga
A J U i í d del in lcr ruptorCelibrc Tipo
de! f u s i b l e Tipo Ín: íenti ínco tcriíporlzüdo
Monofásico, iodoj ioi lipos
j c u i a ce ardlIU y ifncronoi (arros-que c plena icn:ión, con rcs i i icn-cía o reac tanc ia)
3CO
J a u l a de a r d i l U y ¡íncrc-noi (erren-quti por outoironiíormfidor)No mái de 30 A 250M U Í de 30 A . 2CO
E de a rd i l l a de resc íünc la clovodcNo rnáí de 30 A 250Muí de 30 A 200
Rotor bobinado 130
Corritnlfl con t inuaNo mdi de JO HP I JOMiii de 50 HP . 1 50
-Sellado ( t i p o herrntít lco)Comproior de rc f r i soruc ión 1
^00 kVA o mcnoi con rotor blo-qu tüdo I^ í
250175
2CO200
2502CO
150
150150
Tabla 3.1 Ajustes de dispositivos de protección para motores no señalados con letra de código.
Tomado del folleto de "Control Industrial" - Ing. J. Molina
35
3.1.2 CIRCUITO DE FUERZA PARA MOTORES CON VARIADOR
En el proceso existen tres tornillos sin fin, dos de éstos son los que dosifican el
material húmedo que ingresa al proceso; el tercero es el que dosifica el polvo
(residuos del lijado) para la combustión en el quemador. En el capítulo dos se
detalla el funcionamiento anterior al proyecto. Para el nuevo proyecto para
alimentar a los motores de dichos tornillos se usó variadores de velocidad de
marca Siemens modelo simovert
Para el dimensionamiento del variador se define cual debería ser la corriente del
motor para que se cumpla con las condiciones necesarias del funcionamiento. Se
tomará como ejemplo el dimensionamiento del variador10 para el del motor 221
m3 que acciona el tornillo sin fin del silo de material húmedo de astilla.
Los datos del motor son los siguientes;
P [kW] 7,5
V [V] 440
ln[A] 13,5
fp 0,85
N [rpm] 1750
Tn [Nm] 40,9
El tornillo sin fin se mueve en un rango de velocidad práctico entre 4.8 y 20.8
R.P.M. El motor se acopla a la carga a través de un reductor de relación de
reducción variable de 11,4 a 69, pero al incluir el variador la relación de reducción
se mantuvo fija en 15 aproximadamente. Los cálculos se hacen para la velocidad
más crítica en la carga que será 20,8 RPM, ya que el torque que deberá entregar
el motor y por ende el variador será el más alto.
La velocidad en el motor está dada por:
N = z.|ML (3.1)
10 Criterios tomados del folleto y del curso de "Control de Máquinas Eléctricas" del MSc. Pablo Rivera;EPN,
36
Donde N es la velocidad del motor, i la relación de reducción y NL la velocidad de
la carga.
De 3.1 se tiene que la velocidad más crítica del motor es:
N = 15-20,8rpm =
La potencia del motor está dada también por:
P = T-NR (3.2)
Donde P es la potencia del motor en W, T es el torque en Nm y NR es la velocidad
del motor en rad/s. De esta ecuación se obtiene el torque a la velocidad crítica:
T =
7500 W
3-12rprrv60 s
7 = 229,55 Nm
De! circuito equivalente de un motor asincrónico se sabe que:
I22 FL= 3—-^ (3.3)
N s
Donde T es el torque del motor, I2 la corriente que circula por el rotor referida al
estator, R2 es la resistencia del rotor, Ns la velocidad de sincronismo y s el
deslizamiento.
i
De la ecuación 3.2 despejarnos R2 y la calculamos para valores nominales,
sabiendo que la velocidad de sincronismo es 1800 RPM y asumiendo que la
corriente en el rotor es la misma que en el estator para facilitar los cálculos.
3/2
37
R2 = 4Q,9Nm • 0,027 -
onn 1-m-adl&QQrpm
Con el valor de la resistencia calculamos la corriente del rotor para la velocidad
crítica utilizando la ecuación 3.2. Nótese que el valor del deslizamiento es el
mismo ya que con el accionamiento se mantiene V/f constante.
3-R2
229,55Nm-1800rpm-__^ 6Qs
'2 3 -O f
229,55Nm-1800rpnv^^- 0,02760s
3-0,
L= 32,01 A
Por lo tanto la corriente del váriador debería ser mínimo de 32 A, que es 2,4
^ veces la. corriente nominal del motor. Según recomendaciones del fabricante se™r
debe elegir un valor de la intensidad de carga básica del convertidor que sea,
como mínimo, igual al de la intensidad del motor a pleno par en el punto de carga
exigido, y como se demostró este punto de carga requerirá de 32 A.
En el catálogo de Siemens denominado DA 65.10 2003/2004 Pag. 3/10 se
encuentra un váriador con corriente nominal de 34 A y potencia de 15 kW; sin
embargo debido a la experiencia que tienen en la fábrica se recomendó que se
use el siguiente váriador, por Jo que ,se escogió el de 18,5 kW con-corriente
nominal de 37,5 A.
38
of-
109 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 -
4 6
Velocidad [rpm]
10
Figura 3.2 Curva aproximada del torque de carga vs. velocidad de los T.S.F.
La selección de los tres variadores Simovert se la hizo basada en los cálculos
anteriores y con ayuda del catálogo de Siemens denominado DA 65.10
2003/2004.
Protección de los variadores de velocidad
El fabricante recomienda varias protecciones para el accionamiento. Por
experiencia de la empresa se escogió los siguientes elementos de protección,
seleccionándolos con el catálogo DA 65.10 2003/2004.
La reactancia de conmutación de red es una bobina que reduce los armónicos de
corriente y las caídas de tensión causadas por conmutación de los convertidores,
las unidades de alimentación y las unidades de alimentación/devolución. El efecto
de la bobina depende de la relación entre la potencia de cortocircuito de la red y la
potencia del accionamiento. En convertidores y unidades de alimentación debería
emplearse una bobina de conmutación de red del 2%
Los fusibles rápidos que protegen a los semiconductores de potencia del
conversor del variador de velocidad.
El guardamotor protege al accionamiento de sobrecargas y cortocircuitos, se
dimensionó con los criterios mencionados anteriormente.
39
El contactor para encender el variador, y que está en serie con los elementos de
protección, se lo escogió de acuerdo a la potencia del variador.
En la tabla 3.5 se encuentran los datos de los variadores escogidos para los.
motores de los tornillos sin.fin que dosifican el material húmedo al tambor; y en la
tabla 3.6 están los datos para el variador del motor del tornillo sin fin dosificador
de polvo. Se encuentran sus características principales y los elementos de fuerza
y protección.
VARIADOR
EQUIPO COMPACTO
Potencia
Voltaje
Frecuencia
Corriente de salida
Corriente de carga básica
Adicionales
GUARDAMOTOR
Rango de corriente
CONTACTOR
Potencia
FUSIBLES RÁPIDOS
Corriente asignadape Ar*TAMr*i A nc ocnI\L_/-VW 1 y-VOÉWI/-\_ IXI—L-'
Corriente asignada
Potencia disipación
6SE7023-8ED61 +
ZG93+K11
18.5kW
3 AC 380-480 VAC
50/60HZ
37,5 A
30,9 A
Tarjeta de
comunicación
Profibus CBP2
3RV1031-4HA10
40 - 50 A
3RT1036-1AN24
22 kW
3NE1 817-0
50 A>icDo-7nn ci icnn-ti_r o* vju — vj»-;ouu
40 A
57/60 W
Tabla 3.2 Datos de los variadores de velocidad y protecciones para motores 201 m3 y 221 m3
VARIADOR
EQUIPO COMPACTO
6SE7021-8EB61+Z
G93-K11
Potencia
Voltaje
Frecuencia
Corriente de salida
Corriente de carga básica
Adicionales
GUARDAMOTOR
Rango de corriente
CONTACTOR
Potencia
FUSIBLES RÁPIDOS
Corriente asignada
REACTANCIA DE "RED
Corriente asignada
Potencia disipación
7.5 kW
3 AC 380-480 VAC
50/60HZ
17,5 A
15.9A
Tarjeta de
comunicación
Profibus CBP2
3RV1021 -4BA10
14 -20 A
3RT1026-1AN24
10 kW
3NE1 815-0
25 A
4EP3600-4USOO
18A
57/60 W
Tabla 3,3 Datos del variador de velocidad y protecciones para motor 203m14
En el anexo D se encuentra una completa información de ios códigos de
referencia de los variadores de velocidad
3.13 ABMAMO GENERAL
Los motores del proceso de secado trabajan a 440 voltios AC, alimentados desde
un armario general que aloja los elementos del accionamiento de fuerza y los
elementos de control.
La aumentación principal está protegida por un interruptor automático de
distribución marca SENTRON, y en la figura 3.3 se observa el diagrama unifilar
correspondiente:
200 ni
tea Y<T~*" 200 c 2=
~<J( ;j "itj
£00 F53 eOO•* EKnc
Figura 3.3 Diagrama unifilar de la alimentación del armario AGL 200
Seccionador principal
El incremento de la instalación de sistemas electrónicos ha aumentado las
exigencias de los interruptores automáticos abiertos, especialmente las referentes
al control y observación de los incidentes de la red. El interruptor principal 200 a01.
es un interruptor marca SENTRON, su selección se realizó e.n base a lo.s
siguientes criterios:
• Intensidad de cortocircuito máxima Ijmáx en el lugar de montaje del interruptor
automático. Este valor determina el poder de corte o la .capacidad de soportar un
cortocircuito del interruptor automático.
• Intensidad asignada ln11 que debe circular por la derivación respectiva. Este
valor no puede ser mayor que la intensidad asignada máxima del interruptor. Se la
calculó de la siguiente manera:
I -1.251 +£l +1n nmg nM eco
1 = 1,25(180 A)+ 605 A-f-65 A
(3-4).
Criterios tomados del folleto del curso de "Instalaciones Eléctricas de Bajo Voltaje" del Ing. Fausto Aviles
42
I = 894,9 Án
Donde;'
ln es la intensidad asignada del seccionador principal.
Inmg es la intensidad del motor más grande, es decir el 213 mi
Icco es la intensidad que consume todo el control, que incluye dos fuentes de 20 A
cada una, dos fuentes de 10 A, y la fuente del PLC de 5 A.
• Temperatura ambiente de! interruptor automático.- Se toma como referencia la
temperatura interna del armario de maniobra. En este caso se estimó que era de
25a50°C.
Con los criterios mencionados se optó por el interruptor: 3WL11 10-2CB32-1GA2
Tiene una corriente asignada regulable de 400 a 1000 A, una capacidad de
cortocircuito de 11000 A, capacidad de ruptura de 50 kA, voltaje asignado de
440V, dos contactos auxiliares (NA + NC) y un disparador de apertura diseñado
para su excitación continua.
La protección que ofrece este seccionador es: contra sobrecargas, contra
cortocircuitos con retardo breve, contra cortocircuitos sin retardo,
Conductores para el circuito de fuerza
Los conductores para la alimentación sólo se seleccionaron para las conexiones
dentro del armario, ya que el proyecto no contempló una nueva acometida.
La sección de las barras para el sistema de bus de barras fue de 30 x 10 mm, con
una capacidad de corriente de 570 A. Para las barras del seccionador principal se
escogió una barra de 50 x 10 mm, con una capacidad de corriente de 920 A.
43
Para los motores se tomo como referencia la corriente del motor multiplicada por
1,25. Se dividió a los motores de acuerdo a sus potencias para asignarles su
respectivo conductor.
Para los dos motores más grandes del secadero, el 213 m1 y el 208 mi se usó
conductor de cobre tipo SGT calibre 2/0 con una capacidad de conducción 232 A;
para el motor 203 m3 se usó conductor SGT calibre 1/0; para los motores de los
tornillos sin fin 201 m3 y 221 m3 se uso conductor 4 AWG, así como para motores
con rangos de potencia de 18 a 22 kW; para los motores con potencias de 13 a
17 kW se usó conductor 6 AWG; para el motor 203 m14 del tornilio sin fin
dosificador de polvo se uso conductor 6 AWG; para el resto de motores se usó
cable 12 AWG.
Fuentes para alimentación de entradas y salidas del PLC
La alimentación de la fuente del PLC se la realiza mediante un UPS provisto de
protecciones y un transformador que reduce el voltaje de 440 voltios de Ja barra
principal a 220 voltios correspondientes a la entrada del UPS.
Para la alimentación de las entradas y salidas del PLC se utilizan cuatro fuentes
de corriente continua de 24 voltios, alimentadas por.su respectivo transformador
que reduce el voltaje de la barra principal de 440 voltios a 220 voltios
correspondientes a la alimentación de las fuentes.
Se usan fuentes diferentes para facilitar las tareas de mantenimiento y corrección
de fallas y en ia siguiente tabla se presenta las características de cada fuente y
las cargas alimentadas.
Fuente
200 FS1
200 FS2
Utilización
Fuente para tensión de electroválvulas
(Salidas PLC)
Fuente para finales de carrera
Corriente
Nominal [A]
10
10
44
200 FS3
200 FS4
Fuente para pulsantes, selectores y
otros elementos de mando y control
(Entradas PLC)
Fuente para relés de interfaz de
señalización y accionamiento de
elementos de fuerza (Salidas PLC)
20
20
Tabla 3.4 Fuentes usadas para la alimentación de entradas y salidas del PLC
En el diagrama unimsr as ia figura 0,0 correspondente si íauíero de alimentación
general se observan las conexiones realizadas para las fuentes.
Conductores para el circuito de control
Para el circuito de control se usó cable tipo TTF calibre 18 AWG en color negro;
los cables para señalización a 24 V DC fueron de color rojo y blanco tipo TFF
calibre 16 AWG; los cables para las electroválvulas fueron de color azui tipo TFF
calibre 16 AWG; el cableado para las bobinas de los contactores y demás
elementos que funcionan a 220 V AC fueron de color gris tipo TFF calibre 16
AWG. Para las entradas y salidas analógicas se usó cable bljndado tipo LÍ2YCY
P¡MFde2x2 hilos.
Para e! cableado entre el armario y el tablero de control se usó cable "sucre" de
18 AWG x 25 hilos
3.2 CARACTERÍSTICAS DEL PLC PARA EL CONTROL
El uso de un autómata programable, más conocido como PLC, da ventajas al
sistema de control como son incluir lógicas de manera rápida y sencilla, y pernpitir
ampliar e! sistema a futuro.
En el mercado existen varias marcas de PLCs que cumplen con las
características requeridas para ser utilizados en el control de este proceso, sin
45
embargo considerando que en la planta se ha trabajado con muchos equipos de
la marca SIEMENS, se optó por usar PLC S7-300 de la familia SIMATIC, cuyas
características principales son:
3.2.1 MÓDULOS DE ENTRADA Y SALIDA
Módulos de entrada y salida digitales
Las entradas digitales sirven para obtener señales discretas, es decir con valores
de uno lógico y cero iógico, tales como pulsantes de marcha y paro, sensores de
proximidad, selectores, contactos auxiliares, etc. Las entradas del PLC trabajan a
24 Vdc,
Las salidas digitales, como activación de contactores, electroválvulas,
señalización, etc., son también señales discretas y trabajan a tensiones de 24
Vdc. Todas las salidas desde el PLC alimentaron a relés de interfaz, para a través
de estos activar los diferentes actuadores o luces de señalización.
Para las entradas y salidas digitales del PLC se seleccionaron módulos de 32
señales cada uno, así se ahorro espacio. Todos estos módulos tienen aislamiento
galvánico. Los módulos de salida son capaces de entregar una corriente de hasta
0,5 A.
Cantidad
8
7
Código del módulo
6ES7 321-1 BLOO-OAAO
6ES7 322-1 BLOO-OAAO
Descripción
32 entradas digitales en 2
entradas.
"32 salidas digitales en 4
salidas.
grupos de 16
grupos de 8
Tabla 3.5 Módulos de entradas v salidas diaitales
Módulos de entrada y salida analógicas
46
Las entradas analógicas que se reciben en el proceso son tres señales de
corriente de 4 a 20 mA provenientes de dos transmisores para termocuplas y del
sensor de humedad.
Se seleccionó un módulo de 8 entradas analógicas agrupadas en 4 canales de
adquisición, con una resolución de 12 bits. También se dejó como provisión 2
módulos de entradas en caso de falla o si se desea incluir nuevas entradas a
futuro.
Para el envío de la consigna de velocidad a los variadores se usaron tres señales
analógicas de 4 a 20 mA.
El módulo de salidas analógicas seleccionado fue uno de 4 salidas con una
resolución de 12 bits. Se dejó de reserva 3 módulos.
Cantidad
oO
4
Código del módulo
6ES733V7KF02-CABO
6ES7332-5HD01-OABO
Descripción
8 entradas digitales agrupadas en 4
canales de adquisición.
4 salidas analógicas.
Tabla 3.6 Módulos de entradas y salidas digitales
3.2.2 MEMORIA Y CPU
En los PLC Simatic S7-300 se utiliza, a más de una CPU, una tarjeta de memoria
o MMC12, en esta tarjeta se almacenan: el programa de usuario, la configuración
de hardware del PLC y los enlaces de comunicación. Para la selección de la
tarjeta de memoria se uso un cálculo aproximado13, sabiendo que:
Por cada entrada o salida digital se realizan aproximadamente 10 instrucciones.
Por cada entrada o salida analógica se realizan aproximadamente 10
instrucciones, cada instrucción ocupa 2 palabras.
12 MMC: Micro inemory cardIj Tornado de la tesis de "Modernización del proceso para la dosificación de resina en la fabricación detableros de aglomerado en ACOSA" Ing. Chillan, B, e Ing. Tacuaco E.
47
Por cada temporizador se realizan aproximadamente 8 instrucciones.
Por cada contador se realizan aproximadamente 5 instrucciones.
Por cada bloque o subrutina se ejecutan aproximadamente 50 instrucciones.
Cada instrucción ocupa una palabra.
Cada palabra equivale a 32 bits o 2 bytes.
Se debe tomar en cuenta las entradas y salidas de reserva.
Con ese criterio se calculó la cantidad de bytes que se requerían así:
Entradas y salidas digitales:
Entradas y salidas analógicas:
Temporizadores:
Contadores:
Bloques de programa:
Total de palabras:
Reserva 50%:
Total final de palabras:
Total de bytes
Total de Kbytes
480x10
40x10x2
75x8
55x5
50x50
=
=
=
13463x2
26926/1024 =
4800
800
600
275
2500
8975
4888
13463
26926
26.3
De los cálculos anteriores se observó que se podía usar una tarjeta de memoria
de 56 K o de 128 K, como la diferencia en precios era mínima se optó por usar
una memoria de 128 K.
Para la CPU se escogió una con una capacidad similar a la tarjeta de memoria, es.
decir 128 Kbytes, además se tuvo eji cuenta que se quería implementar una red
de campo con Profibus DP, por lo que se debía seleccionar una que disponga de
un puerto DP integrado, también se debía ver una CPU que tenga un tiempo de
cicló rápido para la ejecución del programa, por lo que se seleccionó la CPU 315
- 2DP, que es la que cumple con las características de diseño.
48
CPU y MMC
CPU 315-2DP
Micro memory card 128K
Código
6ES7315-2AG10-OABO
6ES7953-8LG11-OAAO
Tabla 3.7 Datos de CPU y MMC para el PLC
Las especificaciones técnicas del PLC se encuentran en el anexo E
33 SOFTWARE PARA EL SISTEMA DE CONTROL
3.3.1 ADMINISTRADOR SIMATIC
Para la programación de Simatic S7 - 300 y S7 - 400 se usa el software de
Administrador SIMATIC, que es la interfaz de acceso a la configuración y
programación, el acceso a las funciones es orientado a objetos, con lo cual resulta
fácil de manejar. Éste permite:
- Crear proyectos.
- Configurar y parametrizar el hardware.
Configurar redes de hardware.
Programar bloques.
Probar y hacer funcionar los programas.
Se puede trabajar con el Administrador SIMATIC con dos modalidades:
offline, es decir, sin conectar el sistema de automatización, o bien
- online, es decir, estando conectado el sistema de automatización.
El proyecto de automatización se crea en el Administrador SIMATIC, pero el
programa creado por el usuario se inserta para ser trabajado en Step 7.
La programación en Step 7 permite combinar distintos lenguajes como: lista de
instrucciones (AWL), contactos (KOP), texto estructurare (FUP). Además, se
49
puede disponer de funciones cómodas para todas las fases de un proyecto de
automatización:
- Configuración y parametrización del hardware.
- Definición de la comunicación.
Programación.
- Test, puesta en marcha y servicio técnico.
- Documentación, archivo.
Funciones de servicio y de diagnóstico.
3.3.2 SISTEMA OPERATIVO Y PROGRAMA DE USUARIO EN STEP 7
El sistema operativo está en la CPU y permite gestionar el arranqué normal y
completo del PLC, actualizar la imagen del proceso de entradas y salidas, llamar
al programa de usuario, administrar las áreas de memoria, efectuar tareas de
comunicación.
El programa de usuario se crea en Step 7 y se lo carga en la CPU, Contiene
bloques de organización, funciones, bloque de función, bloques de datos,
símbolos, etc., que permiten hacer la tarea de control y automatización.
Bloques de organización (OB)
Los bloques de organización constituyen el enlace entre el sistema operativo de la
CPU y el programa de usuario. Existen tres ciases de OBs: de ciclo libre; de error
y alarma; y, de arranque. Los bloques de organización se procesan ea
correspondencia con la prioridad que tienen asignada.
Funciones (FC)
Una función es un bloque lógico programable "sin memoria11. Las variables
temporales de las FCs se memorizan en la pila de datos locales. Estos datos se
pierden tras el tratamiento de las FCs. La FC contiene Un programa que se
ejecuta cada vez que es llamada por otro bloque lógico. Las funciones se pueden
50
utilizar para devolver un valor de función al bloque invocante o ejecutar algún
control específico.
Bloques de función (FB)
Un FB es un bloque programable "con memoria". Dispone de un bloque de datos
asignado como memoria (bloque de datos de instancia). Un FB contiene un
programa que se ejecuta siempre cuando el FB es llamado por otro bloque lógico.
Los bloques de función simplifican la programación de funciones complejas de
uso frecuente.
Bloques de datos de instancia
A cada llamada de un bloque de función que transfiere parámetros está asignado
un. bloque de datos de instancia. En el DB de instancia están depositados los
parámetros actuales y los datos estáticos del FB. Las variables declaradas en el
FB definen la estructura del bloque de datos de instancia. La instancia define la
llamada de un bloque de función.
Bloques de datos globales (DB)
Los DBs no son bloques donde se pueda programar, sirven para depositar datos
de usuario, es decir que los bloques de datos contienen datos variables con los
que trabaja el programa de usuario. La estructura de bloques de datos globales se
puede definir discrecionalmente. Los datos contenidos en un DB no son borrados
al cerrar el DB o al concluir el tratamiento del correspondiente bloque lógico.
Cada FB, FC u OB puede leer los datos de un DB global o escribir datos en un DB
global.
Bloques de función de sistema (SFB) y funciones del sistema (SFC)
No es necesario programar cada función. Las CPUs S7 ofrecen bloques
preprogramados que se pueden llamar desde el programa de usuario. Como ios
51
SFBs y SFCs forman parte del sistema operativo, no se cargan como parte
integrante del programa.
Bloques de funciones del sistema
Al iguaí que los FBs, los SFBs son bloques "con memoria". Para los SFBs se han
de crear también bloques de datos de instancia y cargar en la CPU como parte
integrante del programa.
Las CPUs S7 ofrecen SFBs:
Para la comunicación vía enlaces configurados.
- Para las funciones especiales.
Funciones del sistema
Al igual que las FCs, las SFCs son bloques "sin memoria".
Las CPUs S7 ofrecen SFCs para:
- Funciones de copia y de bloque.
- Control del programa.
Manipulación del reloj y del contador de horas de funcionamiento.
- Transferencia de registros.
Manipulación de alarmas horarias y de retardo, manipulación de eventos
de errores síncronos, eventos de errores de alarma y asincronos.
- Direccionamiento de módulos.
- Periferia descentralizada.
- Comunicación por datos globales.
- La comunicación vía enlaces no configurados, entre otros.
52
3.4 DISEÑO DEL PROGRAMA DE CONTROL
Un proceso de automatización siempre se puede dividir en distintas tareas para
tener una estructura que facilita la programación.
El programa diseñado tiene varios lazos de control abierto, como ia dosificación
de material húmedo para, el secado, sin embargo dos de los lazos de control
importante son cerrados, éstos son los controles de temperatura.
ENTRABAS Y SALIDAS DEL PLC
Para el diseño del programa primero se listó las entradas y salidas y se las
nombró, en lo posible, de la misma forma que en el control original. Para ,este
programa se usó; 107 entradas para pulsantes y selectores de mando; 65
entradas de elementos de protección como guardamotores, termistores, también
de contactos de relés; 10 entradas para los contactos de by passed de
arrancadores suaves; 19 entradas de finales de carrera; 28 entradas para
sensores digitales de proximidad y de presión; y 8 entradas para multiplexación
dando, un total de 237 entradas digitales. Se ingresaron al PLC 3 entradas
analógicas con señales de 4 a 20 mA para las variables de temperatura y
humedad. Se usaron 160 salidas digitales divididas en: 71 salidas para
señalización; 49 para activación de bobinas de contactores; 33 salidas para
señales de otros acusadores como electroválvulas y mando de variadores de
velocidad; y 7 salidas para multiplexapión.
Fue+24
nteVDC
2U asi
200 b4
T- ss0
200 bl
rp ?1 2
201 E4JcJ£- 415
H>^ 436
201 P1
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211U1
> 541
IMPL£X 1
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Humsáad
FuenteOVDC
PLCEntradas
Entradasdigitales de
~® guardamoíores. . y protecciones;
relés de_g) Interfazyby
passed dearrancadores
o) Entradasdigitales depulsantesyselectores para
~® mando
~® Entradasdigitales definales de
— cu carrera
__Q Entradasdigitales desensores depresión y
~~® proximidad
Entradasdigitales paramultiplexación
MO-
MO-
analógicas de
^Negativo de lafuente
SalidasSalidas g,—digitales pararelés deínterfaz deseñalización ®~
Salidasdigitales pararelés de <D~Ínterfaz decontadores,bobinas de <p—arrancadores,electroválvulas
Salidasdigitales paramultiplexación
Salidas Q¿_analógicas **JApara manejode consignas QOde variadoresM;f¡7
Fue+0^
20ÓaOURl 1.1
200*01.1Rll.l
201 el fSRI8.1
I
2C33CG.1«a RI,1 1G
OMPLEXO
1
OMPLEX6
íccnslgna
Fuente24VDC
ntey DC
Figura 3.4 Esquema de las entradas y salidas del PLC
El programa de usuario fue desarrollado en gran parte en lenguaje KOP, que es el
lenguaje en esquema de contactos. Algunos segmentos se hicieron en lenguaje
de instrucciones o AWL.
54
OBs DE ERROR Y ALARMA IMPLEMENTADOS
La mayor parte del control se encuentra en el OB1, desde este bloque se hacen
llamadas a las funciones o bloques de funciones que se requieren para el manejo
de datos y/o control. Así también, en el programa se incluyó los siguientes
bloques de organización para evitar que la CPU pase a STOP por algún error,
OB 35, es un bloque de alarma cíclica que se ejecuta cada 100 ms, y en el que
fue posible arrancar el controlador de dosificación de polvo a intervalos
temporales equidistantes.
OB 82, es un bloque de alarma de diagnóstico que se llama cuando un módulo
diagnosticable, al reconocer un error, envía una solicitud de alarma de diagnóstico
a la CPU (tanto en caso de un evento entrante como de uno saliente).
OB 85, se llama en los siguientes casos: en un evento de arranque no se
encuentra un OB; se tiene error al acceder el sistema operativo a un bloque; o, se
produce un error de acceso de periferia en la actualización de la imagen del
proceso correspondiente al sistema.
OB 86, es llamado cuando se reconoce un fallo en un bastidor de un sistema,
maestro DP o de una estación de la periferia descentralizada (tanto cuando se
produce un evento entrante como un evento saliente). Este OB es importante
porque en la CPU se genera un fallo de cuando los esclavos DP (variadores
Simovert) no se encuentran energizados.
OB 87, es llamado ai producirse un error de comunicación.
OB 100, se llama al producirse un arranque o rearranque. Aquí se configuró,
ciertos parámetros que se requiere que se inicialicen al producirse un arranque.
La CPU realiza un arranque o rearranque cuando pasa de STOP a RUN-P;
después de ALIMENTACIÓN ON; o en un evento de comunicación.
55
OB 121, es invocado cuando aparece un evento activado por un error durante ia
ejecución del programa. Así por ejemplo, si dentro del programa se llama a un
bloque que no fue cargado en la CPU.
OB 122, se Ñama cuando se produce un error al acceder a los datos de un
módulo.
SECUENCIA DE ARRANQUE Y OPERACIÓN
El programa principal en sus primeros segmentos tiene toda lo lógica de arranque
de los motores, empezando por los segmentos donde se permite poner "tensión
de mando", y "aviso de puesta en marcha".
Para la mayoría de motores se ocupan tres segmentos, en el primero están las
condiciones de arranque y operación, en el segundo el segmento la generación
de fallas, y en el tercero la señalización.
La operación para el AGL 200 puede efectuarse de dos maneras:
En desenclavado: El arranque se efectúa cumpliendo una secuencia lógica de
activado. Esta es la forma de operación normal.
En enclavado: El arranque puede darse en cualquier orden. Esta forma de
operación es sólo en casos de emergencia.
Para la operación normal cada motor tiene condiciones previas para su activación,
estas condiciones provienen, en su mayoría, de la activación previa de otros
motores. El sistema de control está diseñado para que el arranque cumpla con la
secuencia lógica de activación y de desactivación.
En paralelo a las condiciones normales de operación se encuentra una marca que
es la que permite que el motor pueda arrancar y funcionar en "enclavado".
56
VERIFICACIÓN DE ACTIVACIÓN DE ESCLUSAS Y T.S.F. PRINCIPAL
Existen motores, como las esclusas, el tornillo sin fin principal y el tambor del
secadero, que requieren ser verificados en su activación, para ello se ocupó
sensores inductivos que aproximados a una aleta ubicada en el rotor del motor
proporcionan una señal pulsatoria que ingresa al PLC, dando la información de
que el motor está activado. Esta señal se envió a un comparador con.
temporizadores que al momento de detectar la falta de la misma, pone a uno
lógico una marca que desconecta al contactor dei motor y genera un falio.
SENSORES DE NIVEL
Para ios silos de material húmedo, de polvo y de material seco se requería la
visualización de niveles dé llenado. Se conectó los sensores del sistema anterior,
que eran a 220 V AC, a las bobinas de los relés de interfaz y la señal del contacto
ingresó al PLC para que a más de visualizar el nivel del llenado en .el tablero de
control y en la HMI, se tenga señales que influyen en el control. Por ejemplo, al
llenarse cualquiera de los silos de material seco se desconecta automáticamente
el paso de material húmedo.
SISTEMA DE MULTIPLEXACIÓN
Usando dos tarjetas de diodos se implemento un sistema de multiplexación en el,
tiempo, A esas tarjetas se conectaron los contactos auxiliares de, todos los
contactores y de los relés de interfaz que están conectados a las líneas de las
fuentes. Todos los datos multiplexados se almacenan en bytes de marcas y con
ellos se activan las visualizaciones en la HMI. Los datos de las fuentes sirven para
monitorear las mismas y generar mensajes en caso de detectarse fallas.
57
REVISIÓN DE PROTECCIONES
Todos los guardamotores tienen contactos auxiliares de los que se obtiene la
señal que es la condición principal para que funcione un determinado motor. Esta
señal también sirve para la generación de fallas.
MANEJO DE SEÑALES ANALÓGICAS
Las señales analógicas provenientes de los transmisores de temperatura y del
medidor de hume.dades llegan al PLC y se procesan en el bloque de función FB3
que con su DBG de instancia son llamados en el OB1. La lectura que se obtiene
de la periferia es un número entero al que debe escalarse de la manera adecuada
para tener el valor real.
La señal de humedad fue escalada usando la función FC105. Las señales de
temperatura, tanto de adelante como de atrás se escalaran con sus propias
curvas haciendo las operaciones en la FC101 que es llamada en el FB3.
Para la temperatura de atrás, cuyo valor es el que se controla a través de la
dosificación de polvo, se hace un promedio de las 10 mediciones tomadas en los
últimos 10 segundos en la FC109 (llamada desde el FB3), esto con el fin de tener
una respuesta del Pl más estable.
En el FB3 también se generan las señales binarias para control de temperatura
que ingresan como condiciones para la activación y funcionamiento de ciertas
partes del proceso, así como las alarmas de límites que se muestran en la HMI.
El control de encendido del quemador del secadero es un lazo donde se usa
realimentación de señales, discretas para asegurar su funcionamiento. En el plano
3 del anexo A se distingue este lazo.
58
E! programa se realiza en la FC4 que es llamada desde el OB1. Para el
encendido del quemador se requiere de condiciones previas, estas condiciones se
encuentran en e! OB1.
Dentro de la función del quemador se incluyen las condiciones de sensores y
señales que llegan al tablero del quemador. En esta función se efectúa la lógica
del encendido que incluye el barrido de aire para la evacuación de gases, el
barrido de diesel, ei encendido de l,a electrovályula de gas y el chispero para la
activación de la llama y la realimentación de la señal del sensor de chispa que
permite el encendido de las electrováfvulas de diesel.
Una vez encendido el quemador se permite e! encendido del controlador externo,
de temperatura (ver anexo F) que controla las electroválvulas de diesel y se
monitorea los presostátos y la señal del sensor de chispa para verificar cuando el
quemador se ha apagado y generar la señal de falla para el control automático de
ciertas partes del proceso.
El encendido de polvo se activa cuando las condiciones de temperatura lo
permiten, la lógica del encendido se encuentra en el OB1. Se encienden
automáticamente el ventilador extractor de polvo y el variador del motor del tornillo
sin fin de transporte. Si eí motor del tornillo falla el ventilador debe permanecer
encendido y se debe generar el mensaje de fallo en la HML
LAZOS REALIMENTADOS PARA CONTROL DE LA TEMPERATURA
El objetivo de los lazos de control es controlar la temperatura en la parte posterior
de la cámara basándose en los set points ingresados por el operador, que es el
encargado de definir la temperatura de acuerdo a los requerimientos de
producción, y de los límites de seguridad para el proceso, es decir esa
temperatura no puede rebasar los 150 °C.
59
Se debe mencionar que los siguientes lazos de control están funcionando
paralelamente, regulando la misma variable.
Controlador PID de temperatura con regulación de diesel para el quemador
Luego del encendido del quemador se tiene que regular el ascenso de
temperatura. Dicha regulación en parte se la hace con ayuda de un controlador
externo (Ver plano 3 del anexo A y anexo F), el mismo que tiene como entrada la
temperatura en la parte posterior de la cámara que varía de O a 150 °C, y como
salida 2 contactos que regulan la modulación del diesel. El modulador de diesel
posee dos contactos que permiten subir y/o bajar un brazo mecánico que
aumenta/disminuye el caudal de diesel que ingresa a combustionarse en el
quemador. El set point del controlador lo ingresa el operador a través de la
interfaz de éste. La calibración de los parámetros de este controlador se realiza
automáticamente usando la función de "auto - tunning" que posee el mismo.
Controlador PID de temperatura con regulación de polvo de lijado para el quemador
El lazo de control se distingue en el anexo A en el plano 3. Una vez arrancado el
quemador y regulando la cantidad de diesel se alcanza la temperatura adecuada
(mayor a 250 °C en la parte anterior de la cámara de secado) para incluir la.
combustión de polvo, que es residuo de lijado, en el quemador. La cantidad de
polvo que ingresa depende de la temperatura en la parte posterior de la cámara
de secado, y del ingreso del set point hecho por el operador a través de la HMI.
La salida del lazo de control se escala adecuadamente para definir la velocidad
del tornillo sin fin extractor de polvo. Este controlador se incluyó con jjn bloque de
función creado en el PLC.
El FB41 es un bloque creado para un regulador proporcional integral derivativo
PID, configurando .sus parámetros se puede realizar los ,siguientes tipos de
control: P, Pl, PD, PID e inclusive I. Para el proceso de secado se optó por usar
un controlar PID, dado que el cambio de fas temperaturas es bastante rápido.
60.
Desde el OB35 se llama a la FC104 que a su vez llama al FB41 con su respectivo
DB de instancia (DB 200). El set point para el bloque proviene de la HMI, es un
valor entre 100 y 150 °C, este valor es escalado de O a 100%, al igual que el valor
de la temperatura posterior de ia cámara de secado, que es el valor para la
entrada del proceso.
Debido a que no se contaba con la función de transferencia del proceso a
controlar no se pudo establecer cálculos para definir los valores de las constante.s
del controlador por lo que se usó la herramienta del Administrador Simatic
llamada regulación PID, en la que se asocia el bloque de datos que controla el FB
y se utilizó el método de "ensayo y error" hasta obtener una respuesta adecuada.
La salida del PID se llama en la FC1 en donde se la transforma para enviar la
consigna al variador de velocidad del tornillo sin fin de transporte de polvo.
VARIADORES DE VELOCIDAD
Los variadores de velocidad que controlan los motores de los tornillos sin fin que
transportan el material húmedo al proceso se encienden manualmente, en el OB1
están las condiciones que permiten el arranque, donde se incluyen los valores de
temperatura y el encendido de motores previos. Al momento del encendido se
envía la consigna mínima de velocidad, que hace que el variador arranque a 25
Hz de frecuencia. La velocidad a la que deben girar ios motores de los tornillos sin
fin de dosificación de material húmedo se ingresa a través de pulsantes. La señal
de pulsos se transforma en una consigna que es procesada en el FB2 (llamado
desde el OB1).
El valor de consigna se ocupa en la FC1 (llamada desde el OB1) que es la función
donde se maneja la información de jos variadores, aquí se procesa y envía el
valor a los variadores a través de las salidas analógicas.
61
En la FC100 se lee los datos enviados desde los vanadores a través de la red
Profibus DP. Así mismo se envían las palabras de mando. Aquí también se
transforma los valores de corriente para que se visualicen correctamente. Todos
los datos de los variadores a su vez se escriben en el DB100 para ia visualización
en la HMI.
En las siguientes figuras se resume el diagrama de flujo del programa de usuario
desarrollado. El proceso controlado es muy grande por lo que se trató de
éscjüeltiatizár lo más importante.
62
'Activar motoresdel 1 al 25 en
ordensecuencia!
si \v.
Generarmensaje de fallo
en tablero decontrol y HMI
Generarmensaje de fallo
en tablero decontrol y HMI
Figura 3.5 Diagrama de flujo del programa de control para el AGL 200
63
Generar alarma de incendio.Apagar quemador. Activar
operación de evacuación dematerial de emergencia
Recibir SP delHMI, EjecuciónPID de PLC en
1•
Enviar salPID aconsvariador (F
dagnaC4)
Visualizar datosen HMI -
Recibir/enviardatos profibus DPejecutando FC1 00
1
Generarmensaje de fallo
en tablero decontrol y HMI
/ Ejecutar OBII cíclicamente
Figura 3.6 Diagrama de flujo del programa de control para el AGL 200 (continuación)
64
3.5 DISEÑO DE LA RED DE COMUNICACIÓN
La CPU 315 - 2DP que tiene el PLC tiene dos puertos de comunicación, uno para
Profibus DP14 y otro para MPI15, por tanto, se implemento la red usando los dos
puertos de comunicaciones. Para la comunicación con los variadores y el panel
del operador se utilizó Profibus DP. MPI fue usada para la comunicación con el
computador en donde esta la HMI.
Profibus-DP es un sistema de bus rápido y estandarizado para el nivel de campo.
Está normalizado según EN 50170 y IEC 61158-3 Ed, sirve para trasmitir datos
entre equipos Simatic S7 y diversos dispositivos de campo, llamados esclavos
DP. Cuando existe un maestro, en este caso el PLC, los esclavos intercambian
datos en "pequeños paquetes" hacia éste.
MPI es una interfaz multipunto. Puede utilizarse para interconexiones simples en
red. Permite ía conexión simultánea de varios equipos S7 y la transmisión de
datos globales; el servicio "comunicación por datos globales" posibilita a CPUs el
intercambio cíclico de datos con otras estaciones interconectadas.
1•• J CPU315-2DP HMI
(maestro) (Esclavo 5) Jr¿!
| MPI
B* n8K
1PROFIBUS DP
Simovert201 m3 Simoverí221 m3 Simovert203 m14 Panel ds] operador OP7(Esclavo!) (Esclavo 2) (Esclavos) (Esclavo 4)
Figura 3.7 Esquema de conexión para la red de comunicación
14 Profibus DP: Bus de procesos de campo con periferia descentralizada15 MPI: Interfaz multipunto
65
3.5.1 HARDWARE DE LA RED DE COMUNICACIÓN
Para el cableado se usó cable blindado tipo LÍ2YCY PiMF de 2 x 2 hilos. Para
cada estación se uso conectores 6ES7 972-OBA41-OXAO, para Profibus, sin
embargo se los usó también para MPI.
El conector de bus se enchufa directamente en el conector hembra Sub-D de 9
polos a través de 4 bornes.
A través de un interruptor accesible desde el exterior puede activarse la
resistencia terminadora integrada en el conector de bus. Con ello se seccionan en
el conector los cables entrantes y salientes (función de seccionamiento). Esto es
imprescindible en ambos extremos de un segmento Profibus.
Figura 3.8 (a) Conector para cable Profibus Figura 3.8 (b) Vista interna de un conector
3.5.2 SOFTWARE DE LA RED DE COMUNICACIÓN
La herramienta NetPro del Administrador SIMATIC es la que permite la inserción
de todos los dispositivos de campo que se van a comunicar en red y definir las
direcciones de éstos en la misma.
La dirección por defecto para la CPU, tanto en DP como en MPI, es 2. El PLC se
configura como sistema maestro.
66
Las direcciones de los variadores se asignan al establecer las propiedades de
estos equipos. Al cargarlos en la red se debe configurar las palabras de mando y
estado que se van a leer y/o transmitir vía Profibus DP. En este caso se asignaron
4 palabras de mando/estado, que se manipulan como cualquier palabra de
periferia. A través de estas palabras se sabe el estado del variador, corriente, y se
envía la palabra de mando. Esto se hace con el FB1 en el programa de usuario.
^
objete» de icd
-SP Equipo HSIMATIC-ffl Equipo*-S EttacÜnPCSIMATIC
¡-B PG/PC-D SIMATIC300
: ,-¿j> SIMATICDP'- Él SIMA7ICS5
é-g* PRORBUS-DP.- PRORBUS^AB-Q Sufacodet
Figura 3.9 Configuración de la red de comunicación para el AGL 200 en NetPro
Las direcciones escogidas para los variadores son: 3 para el variador del motor
201 m1; 4 para el variador del motor 221 m3; 5 para el variador del motor 203
m14.
Para las HMI, tanto del computador como la del panel del operador sólo es
necesario configurar la dirección en la red, así para el computador la dirección es
3 en MPI; para el panel del operador la dirección es 6 en Profibus DP. A!
configurar la dirección las HMI pueden acceder a cualquier entrada, salida o
marca en el PLC sin necesidad de realizar nada específico en el programa de
usuario.
CAPITULO 4
68
DISEÑO DE LAINTEKFAZ HOMBRE - MÁQUINA
4.1 REQUERIMIENTOS PARA LA VISUALIZACIÓN DEL
PROCESO
Para efectos de que los operadores del proceso puedan manejarlo
adecuadamente se dotó ai sistema de dos ¡nterfaces de visualización, un
computador localizado en él panel de mando, y panel de operador SIEMENS OP7
localizado en el armario de mando general (ver anexo G).
Una interfaz hombre máquina debe cumplir ciertos requisitos que permitirán que
los usuarios puedan adaptarse fácilmente a la misma, los principales se detallan a
continuación:.
Incluir barras y teclas rápidas que posibiliten la rápida navegación por toda
la aplicación.
-- Animación para visualización del estado de los motores (encendido,
apagado, falla)
- Visualización de alarmas y posibilidad de detección rápida de fallas.
- Representación de datos.
- Almacenamiento de datos..
4.1.1 NECESIDADES DEL USUARIO ^
Las condiciones para el desarrollo del proyecto se detallan a continuación;
Los operadores precisan tener acceso a indicadores de: las temperaturas en la
parte de adelante y atrás de! tambor, humedad del material, porcentaje de
material húmedo cjue ingresan los tornillos sin fin al procesó y el' porcentaje de
polvo para la combustión.
Para e! departamento de producción es importante contar con los datos-de
temperaturas y humedades por lo que se debe crear una base de datos para
almacenar dichos valores en intervalos de tiempo.
Para el departamento de mantenimiento es importante detectar rápidamente las
fallas para que sea factible efectuar un mantenimiento correctivo inmediato por lo
que se requiere que se muestren en la HMI las condiciones necesarias para la
habilitación de los motores, así como también un detallado histórico de alarmas.
En el panel de operador se deben mostrar los datos más importantes así como se
debe permitir el ingreso de! set point para la dosificación del polvo de lijado que
ingresa al quemador.
4.2 DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE PARA LAS HMI
4.2.1 WINCC ® PARA COMPUTADOR BEL TABLERO DE MANDO
El software WinCC de Siemens permite visualizar y controlar un determinado
proceso por medio del desarrollo de una interfaz hombre máquina, la versión
WinCC V6.0 SP3 usada en el presente proyecto ofrece mejoras para el análisis
de los valores de proceso y los avisos en runtime16 así como también la
ampliación de-funciones como se detallan a continuación:
Funciones de análisis avanzadas en runtime
- Programación en línea por medio del comando actualizar en el
WinCCExplorer así como-también dentro de cada asistente.
- Programación en C.
- Facilidades-de comunicación con PLCs y drivers.
E! WinCCExplorer se compone de varios asistentes que se describen a
continuación:
' Runtime: proyecto en estado activado, en línea con los datos del PLC
70
Administrador de variables
Permite configurar el tipo-de PLC con el que se va a enlazar el proyecto desde
donde se adquieren los datos para la vísualización. Dentro del driyer se puede
configurar el protocolo de comunicación donde se-definirán los grupos de
variables para los diferentes requerimientos de! programa.
Graphics designer
Permite la creación de las pantallas que queremos visualizar en el proyecto con la
ayuda de las herramientas que se describirán posteriormente.
Alarm Control
El WinCC Alarm Control facilita la revisión de todos ios cambios y alarmas
generadas en un determinado tiempo. De acuerdo a la configuración hecha por el
programador se establecen parámetros como-son: tipo,- punto de error, duración,
entre otros.
Entre otras ventajas está el poder diferenciar el tipo de alarma con la
configuración del color ai aparecer la misma, así como al ser reconocida la falla.
Tag Logging
Facilita la configuración de los ficheros dentro de los cuales se seleccionarán las
variables que se deben ir almacenando en un intervalo de tiempo.
Report Designer
En este asistente se pueden crear las plantillas para la impresión de reportes ya
sea en forma de tablas, gráficos desde un fichero o en línea con la evolución de
los datos en el proceso.
71
Global script
Permite realizar varias tareas, animaciones, acciones y funciones con el uso de
programación en C.
Librería de texto
Es posible definir los textos en dos idiomas adicionales además del español
cuando se requiera colocar alternativas de cambio de idioma dentro del proyecto.
Administrador de usuarios
A través del administrador de usuarios es posible crear grupos que integran
usuarios con contraseñas individuales para poder asignar niveles de seguridad a
las diversas pantallas del proyecto.
Archivo Edidón Ver Herramientas Ayuda
Dfareaderoj^J Equipo
$ J|3|] Administración de variables•-fr, Estructuras de variables•~-£|- Graphics Designer•••Rj AlarmLoggloQ
¿0 Roport Designer-•HÜ Global Scrlpt-EÍ TextUfarary
-JE D1* Adndnfslratof•-0 OossReFerence-Á Carga onfine de las moctflcacíonei
Nombfe I Tipo
333 Administración de variabler¡ Estructuras de variables
fr Graphics Designer
EJjTagLogglng
SRepoftDesignefSi Global Scrlpt
fc$Text Llbraryl5¿lSser Administrator
5 QossReferenceA Carga onine de las modificaciones
Eo¿Jpo
Administración de variablesEstructuras
EditorEditor
EditorEditor
Editor
EtfcorEditor
EditorEditor
Sec«Jero\^
Figura 4.1 Presentación del WinCCExplorer
¡NÜM.l
A través del asistente de diseño de gráficos (Graphics Designer) se pueden crear
y diseñar las pantallas con ayuda de las siguientes barras y paletas:
72
- Paleta de colores: Asigna colores a ios objetos seleccionados, también se
pueden utilizar colores personalizados.
Barra de objetos: se ubican las principales figuras geométricas, también
objetos inteligentes: control de OLE, elemento OLE, campos de
entrada/salida; así como los objetos de ventana: botones, casillas de
verificación, entre otros.
- Asistente dinámico: Ayuda a crear objetos dinámicos, por ejemplo objetos
que se muevan, arrancar otras aplicaciones, etc.
- Funciones de alineamiento: Permite cambiar la posición absoluta de uno o
varios objetos, cambiar la posición de ios objetos seleccionados entre sí o
estandarizar la altura y el ancho de varios objetos.
- Funciones de zoom: Define el factor de zoom en porcentaje para la
ventana activa. Los factores de zoom estándar son: 8, 4, 1, 1/2 y 1/4.
- Barra de menús: Contiene todos los comandos de menú para el diseñador
gráfico. Los comandos no disponibles actualmente se visualizan en gris.
- Barra de herramientas estándar: -Contiene- los botones para realizar
rápidamente los comandos más frecuentes.
Barra-de capas o niveles: Se utitiza para visualizar- una de las 16 capas
(capa O a 15). Por defecto se selecciona la capa 0.
Adicionalmente para-la constitución del proyecto se utilizaron-objetos como:
Campo de entrada/salida
Un campo de entrada/salida sirve para visualizar el valor y los cambios del mismo
en el modo runtime de una variable (tag17).
Tag: definición de la variable del PLC para su tratamiento en la HM!
73.
Online Table Control
Permite evaluar los datos de proceso en runtime, los mismos son extraídos desde
los ficheros de valores de proceso y pueden analizarse en línea estadísticamente
en un intervalo de tiempo. En una ventana de estadística se muestran los valores
de: mínimo, máximo, media y desviación estándar.
Online Trend Control
Proporciona varias posibilidades para creación de representaciones de los datos
del proceso como son:
- Indicación del valor de-proceso, el valor X/Y para cualquier punto de la
curva.
Escala logarítmica -de curvas
- Determinar grosor, color, tipo de línea; intervalo de tiempo de
representación, herramientas de la pantalla para verificar las curvas
anteriores.
4.2.2 PROTOOL ® PARA PAKEL DE OPERADOR OP7
ProTool es el software de configuración para equipos con los que se visualizan y
operan procesos. Los equipos de operación están divididos en tres familias:
displays-de líneas, gráficos y, sistemas basados en Windows.
Protool cuenta con herramientas fáciles de usar a través de las cuales es posible
configurar las imágenes para visualizar ó modificar en tiempo real las variables del
proceso.
Preliminarmente se deben especificar las variables a usar manteniendo el.
formato: decimal, entero, real, binario o texto, según .sea pertinente, para posibilitar
la inclusión dé las mismas en el desarrollo del proyecto en forma de campos de
entrada y/o salida.
74
AtctVvo Eddún Ver Insertar SKtenwCwtí» Hftfraftilefltw Ventana ~>
Figura 4.2 Definición de variables
Una de las ventajas en cuanto a los campos de entrada/salida es la posibilidad de
determinar un límite tanto máximo como mínimo en el valor del proceso, de esta
manera no se admitirán valores que podrían poner en riesgo el sistema como por
ejemplo el ingreso de un set point de temperatura.
Por medio del vínculo entre imágenes a través de teclas configuradas es posible
ampliar las posibilidades de recorrido por todo el entorno de la aplicación.
4.3 DISEÑO DE LAS HMI
4.3.1 DISEÑO DE LAS PANTALLAS EN WINCC ®
Con el uso de las herramientas descritas al inicio de este capítulo y siguiendo la
lógica de configuración mostrada en la figura fue posible el diseño de las
pantallas.
Diseño depantallas
Ubicación y ani-mación dinámicade objetos, cam-pos in/out, boto-nes, ventanas detendencia, etc.Creación de ven-tanas de gráfi-cos, alarmas ehistoriales.
Asignación de ni-veles de acceso
C INICIO J
Configuracióndel servidor
Creación degrupos deusuarios
Configuracióndel driver yprotocolo de
comunicación
Declaración devariables (tags)
Creación dealarmas
GrupoTipoDuraciónPunto de errorTexto de alarma
/ Activación delV runtime
75
Generar ficherospara almacena-miento de datos
Tipo: Fast-Low
Figura 4.3 Diagrama para la creación de un proyecto
En el WinCCExplorer, ¡nicialmente se configura dentro del administrador de
variables el tipo de driver y el protocolo de comunicación dentro del cual se
establecen los grupos de variables y los tipos de cada una de las mismas
guardando concordancia con el tipo de variables emitidas por el PLC para no
tener datos erróneos.
76
£wtntUxploier -D:\MIS ÜOCUMQ4TO$\TE$IS_1 \PROY \VlHCC6.0VSecddeto\SecJdeio.MCP [T
A'ch./o EJíiWi Ver Híif-;'r..cn>^5 Ayuda¡E@
Qc3 ea ^ j¿ ía © *c 7r ™[W ff V?H- ff* Secadero
-á)I EqüpoB-ijJÜ Admlnlstradón de variables
H$" Variables InternasfrTj Estnjcturas de variables
- -j'j- Graphics DesignerRj Alarm Logging
...MlTaglogglng- S Report Designer-• gl Global ScriptH Text Ubrary
-0 CrossRoference• £. Carga onine de las modiFkaclones
Secadero\Adrraniítr ación de Var|abl«\e | Tpo
"Variables Memas Variabfes Wernas
Agiegar «nevo ililver ItlRa
Buscaren: j^bii jj «- E CJ1' H-
SlPOLCache gsiMATICSSEthemecTF.ChN^OPC.chn §SIMATIC5SprofbusFIX.chngProfíxisDP.chn ^SIMATlCSSProqrafnmersPorfcASSll^^ProfttxjíFMS.chn p5IMATlCS5SerÍai396-)R.CHfJ
f siMftTIC SOS TCPIP.chn S'SIMATIC 57 Protocol SUte.dinjSIMATIC 55 Ethernet Layer 1,O*I |3| SIMAT1C n Dhemet Layer 4.CHN
_<) «. .....I . [>J
Norrbra: |SIMAT|C S? Prolocol SuSe j Abrk [
Tipa ¡DrWefctecofiMÍcocÍ6ndeWnCC[*1chn) _J Cancefat JA
<l "- l>l
¡Variables externas: O/ Ucencia! 262144 | ¡NÚM j ^
Figura 4.4 Configuración del protocolo con el S7 300
Para adquirir los parámetros del proceso, una vez establecido el protocolo, es
necesario determinar el dispositivo que se va a usar para comunicarse con el PLC
y obtener los datos. En el presente proyecto se usó protocolo MPI a través de una
tarjeta CP5611.
ff1 fónCCExploier -D:\Mis (tociimer»los\TTSIS_1\pioy wii>cc6.0\secadeto_10Q5\secadefo_1005.mcp uJlDjQ
Archivo Eddón Ver Herramientas Ayuda
] D & | • K | £ (fe e aB > ;~|¥ es1 v?B £• secador o,J 005
--$1 Equipog-jj¡¡ AdmHstradón de Variables
BH¿y Variables internasÓ -U SIMATIC 57 PROTOCaSUFfE
-¡H MPI.$.-[ PRORBUS0-! Industrial Ethernet$~¡ StotPLCÉ-[ TCP/IPr^-i PROFIBUS (n)&-; Industrial Ethernet (H)gj-j Named ConnecttensÉ-9 Soft PLC
'¡rr, Estructuras de Variables•-•A" Graphics Designer- R| Alarm Lcwng
-S Report Desionef-^ Global ScrlptH Text Lfarary
• S] User Adrnirístrator!- y Ocaifteference¡••-A Carga onlr» de las moctñcactones
secadero_1005\Adrnlnbtradón do variable s\5IMATIC 5
Nombre Parámetros | C^AGL200 MPI,20J(012,CC J
P.ii iKlioi del sistema - MPI £3
SIHATICS7 |
[Formación
P porPL
[Contiolde t
P Activa
pContfoldeí
P Aclrvaí1
Unidad)
„
1 fÜT Intervalo 1 ^" T wrrpo de conlid
E[ canal utiza óiderm de lectura cfclca de AS.
Aceptar Cancel» Aivda 1
m.NUM i ^S
Figura 4.5 Parámetros del sistema MPI
77
del sistema. -
SIMATICS7 Unidad]
- Seleccionar nombres de dispositivo lógicos-
Tipo CP / Perfil de bus; |Mp¡
Nombre lógico dispositivo: JCB5ET11ÍMPJÍ
ConRgurai auíomátícamenle
-Procesamiento de trabajos-
j~~ Prioridad de escritura
Indique un nuevo nombre de dispositivo o seleccione el dispositivodeseado de la lista.
Acepta! Cancelar Ayuda
Figura 4.6 Parámetros del sistema MPI, dispositivo para adquisición.
Los elementos en las pantallas de visualización se distribuyen como se muestran
en la figura de la siguiente manera:
(BARRA DE ESTADO)?7|0 0; 17¡47
Figura 4.7 Elementos que conforman las pantallas de [a HMi
78
Barra de estado
Permite verificar que exista una comunicación correcta con el PLC. El texto de
PLC ONLINE debe mantenerse intermitente si la conexión no registra ningún fallo.
Barra de navegación
Está presente en todas las pantallas y permite un recorrido por toda la
visualización con ia ayuda de las teclas rápidas indicadas.
¡FTfi AYUDÁT1|
11 ETAPAl 11
\fS\\S
[F7l|_CjtAFICO5B|
[Fflll ALARMAS
[ral I HISTORIAL Bll
ÍF3l |
Figura 4.8 Vista de la barra de navegación
Barra de alarmas
Esta presente en la mayoría de pantallas y facilita la visualización de las señales
de alarmas para el mejor reconocimiento de los daños.
...
>7
Us Fecha
18/04/07Hora
06:01:31 PM
Duración
0:00:00
Texto de la alarma
FALLA TENSIÓN ENTRADAS PLC
Punto de error
Revisar Guardamortor 200e10 \,
4/18/2007 fl8;01 . [llsti H ÍWIndow! 7 ¡Ack: lF
Figura 4.9 Vista de la barra de herramientas
79
Ambiente de visualización
Contienen la información mas detallada del proceso, describen gráficamente el
estado de motores, niveles y demás elementos que conforman el sistema.
A continuación se describe rápidamente las pantallas y aspectos a tomar en
cuenta para la operación de las mismas:
Ayuda
Breve descripción de pautas para el uso del programa.
Etapa 1
Perspectiva del proceso desde los silos de secos 301 y 351 hasta el elevador de
cangilones.
IJfiSKP S_flL.
EIDC AYUD* í
ETAPAT
Figura 4.10 Vista etapa 1
Etapa 2
Perspectiva del proceso que comprende desde el T.S.F a la salida del tambor del
secadero hasta los silos de húmedos 201 y 221,
80
Figura 4.11 Vista etapa 2
Notas:
Dentro de las dos etapas se ha considerado la siguiente codificación para
determinar el estado de los motores.
Gris
Verde
Rojo y titilante
Motor apagado
Motor encendido
Motor en estado de falla
©<©<S
Tabla 4.1 Codificación de estado de los motores en la HM1
Cabe destacar que al dar un clic sobre el motor se despliega una ventana que
permite realizar la verificación que permite constatar las condiciones previas de
encendido de los motores.
[(•)El pulsante de stopfeá mostrado junto a los TSF dosificadores permite dar un
pulso de inicio para la puesta en funcionamiento de los variadores de velocidad.
81
PLC S7 300
Facilita la visualización del estado tanto de entradas como de salidas del PLC.
ENTRADAS JMÓJHEOJrj
paro T.S.F. para astilla 2CHm3
Mwdie T.S.F. pura Huilla 20Im3
final de arfen 201bf7.1
Final «« cvrtri 201DÍ5.1
FJnal d= carrera 301bE5.2
CX (poíttvoFteáón Atril
Servido SIMCVERr2Dlm3
Falla SIMOVEKT301m3
Wwl IJlva1 rofrimoSlo iitllli Ptltm.r
Tarrico SaJuod Hcrrí»* 231 mi
Arranüdor Suo/e SmJund HenJ»i
Puro iaJÍUnd Bombad 231 mi
Mordía Saxlund Hombeclt 321 mi
Pulíante de emergencia 221 bO
T«rno««o línea 221 TI
8 El1E53
gca9 Ealesaig El1E3Seagcag calea
16.O
16.1
IBJ
I6J
16.4
16^
16.6
16.7
17.0
17.1
17.4
17.S
17.6
17.7
Swlteh Capadtlvo NA 221kl
Hnal de carrera 231 f4
Final de carrera 321 E3
FV «09 ai o 221 Pl
FVew««o 231 P2
TA-mlto T.Í.F. pwa virola 221m3
Tírtnico VenSlador T.S.F. 221m3
Poro T.S.F. para viruta 221m3
Marcha T.Í.F. para viruta 221m3
Mtch CBpadtlvo NA
Final de tarr era 221bE7.1
nna!decaríera22)bE5.1
Rnal oe carrera 201bE5.3
Falla SIMOVERT 22lm3
BiazaleaBEBÍacá
B ca
B caB EHleaS iB B'!;JB ca
Figura 4.12 Vista pantalla PLC
Simovert Master Drives
Permite verificar el estado de los variadores de velocidad de los tornillos de
dosificación de astilla, viruta y polvo para la combustión.
4/17/2007 9!lO:1SPM'
Avto d« Son ^ EZ1
Avño d« Fi* B E21
Uaa pmcontxbn 3) E3
Tírmtor.S.F. p»a iaüb 20Jm3 [f) EZ1
firodurpiíurcii B E3
Comr»* d« nW» r~0'0üir~]
PLGIQNLINEI
Avto de Stirt ^ EU
Avio dt ft* g t?7ü
Uno pn caraxbn ^ |??j|
Tírmcor.I.F. pn ante 22!m3hndf trntijírcB
QiriiirMd* a felá
Sknotxrrt T.S.F. 203 1,,14
Avto dt San
AvñodcFilt]
Uno pnconexbn
FJTMj F771
EI3Í
F^rodttmeijífrB jlj EZ3
Comersedi ahda r.S.P.203mH [13 00
Figura 4.13 Vista pantalla de parámetros de los simovert master drives
82
Indicadores
Emiten la señal tanto analógica como digital de los porcentajes de material,
humedad, velocidades y corrientes de los Tornillos sin fin dosificadores.
Tpf nijl m Sin_F in. 201 m3 y 2.2J.fn3J
I S« Pdnt POLVO I
DGSE0U
... Ul17 ~~1
fttfuisrtu/07
^-•| J-inacDi^uiHwt
Oí:OI:31 PMCuucUn0:00 ao
Tutodtliilvm)r»Lt»TFií;i6MEKrRAriAíPLe
Punte M »rror
(H.liir GumJjmortiir TO(X10 ',
Vnraoo? [Huí JMIH .wn»-!? ;*e»i ii | ;E]
Figura 4.14 Vista pantalla de indicadores
Gráficos
Bosquejan e! estado de las señales de: temperaturas adelante y atrás de la
cámara de sacado, humedad, corrientes de los tornillos sin fin dosificadores.
OOTOPA2CI
Minmutn M>GlfZCT 7 ¿8 [G:
•senasStndird Jwiiiiir Durilion
Z97 154 O 033103 000
Figura 4.15 Vista pantalla gráficos
83
Alarmas
Registra todos los fallos del proceso, los mismos se mantienen en letra roja hasta
que no hayan sido reconocidos los errores.
rpcraKiuNE i
FttfuÍO/OtlOI
21/01/07
77/01/07
77/0 i/07
77/0 í/07
77/0 í 07
37/OÍÍOT
27(0* 07J7/OÍ )7¡í/Ot/OT
27/W/0777/01 07
17/01)07
77/0* 0717(04/07
17/01 07
37(04 rorÍ7ÍO<<07
77(01 07
¡7/01 07Í7/01 07ÍT/04 07<•"!
I/iCOOJ
Hw»
s;|t« AM1WT;41W*
llJMIAM13:». «PM
12 00-42 PM
12.»:«PM
3¡00:« PM3X0:12 PM3üfl:41 PM
ZOD^IPM2a»:*lf«
1KCÚ:«2 PM
2:00:43 TU12x0:47. PM2,«:'2 PM
12M\*1 PMZM<»:« P«3»5 ;*3 »M
13:00:«?M
2.W3 PM13 ¡OOH2 PM
nxn:n PM
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Dufirtín
0:00:350.00:00
0£«:43
0-00 «0Oí»!»
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D«03X)0:00:00OÍWÍfl
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oaoM0:00:00o«oooosos»osxuooOJM«0
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Tipo
HIU31I W»UA30IM1
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Dfí»)ní!
Dlí»3mlJífWJmT i
OnlOJurttO |
1I!
- f
•P
Figura 4.16 Vista pantalla alarmas
Historial
Guarda los datos de operación de los tornillos sin fin dosificadores, temperaturas
y humedad mostrándolos en forma de tabla.
A.OI.OMBRACO3
Mil AYUDA i
r3Tr~ETAPAI
1 II — FTJJII J 1ItiJI — tlffft 1
F4.ll pie 17 xom,,[| lUliÜFHi Hl
L-2JIr6|(H»CWO«in
F7ll CRArlCOf Bl1 — ,1 g_HñJ L£ÜEÜli_!llTQllHlf TÓMALE
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1
O¿)U fDw/l™
O6/II/D 1O AM06/21/0 W A MO&Ot/D 14 AM
OV2IAJ 1« Mo6aiK i *iaO6OI/O «
O6/1IA) 41
04/3 T A) 44OÍ/3I/0 «606/21/0 4Bj
06nl/0 k>0
OV3I A) 6t31Od/lt/O 019-1
°*/J"° ***
00/11/0 íiooO6/2I/D TtOl
"oÁai/d 7>06 ~~06/31/0 TtOBouii/c /no i.atfjMo 7iii
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07/O4/07 13iOíi M
T«i.|>. An-h*aj)647 JO
44.W
4i.ro43.7a4103
41.M
41 .00«,M«.74
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40.48
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«.W
40.7ÍV
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17.70
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4G3.4B
«IS-«144OJ3
4ÍKJ-34473 J5
404,6a
4C0.4I
3OO.I1
300.10
4.94
1.174-32
1.13
S 1.97
S4A.O)44-22
4j".W"
3 9.40SltSO
3I3J04
324JÍ
Hv«if«f
3.J9
3-tQ
2J72-01
2-OOI.B3
2-00
2-20
1.37
1JI
3JH2J4
1-47
W«
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~^«ja
2-*>
7.101.71
1.71
•x.T.s.r.3011.114.91
14.93
33.99
33.99
39.9917 JO
17 ja
i/JaJ7JB
27 JB27 ja17 ja37 Jn17 ja
i? ja17 j aI7JO
27JD
" 27JB17 ja17 j a19.61
19.61
W.I.F 221í.J¡_ aao
OMO
OM>O^MojoaaaooaoQJ>0
OJX30¿OQ
aaoOMOO-OO
OJM
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OM>
OJMOJX
OJ3OOJOO
OJOO
1IJ9
11 J9
*T
_." .__
^
Figura 4.17 Vista pantalla historial
84
4.3.2 DISEÑO DE LAS IMÁGENES EN PROTOOL <D
En este proyecto se usó un OP7, el cual permite la visualización de parámetros
específicos y permite la modificación del set point de polvo como un respaldo en
caso de falla del computador.
La pantalla inicial nos permite el acceso a los parámetros, así como también el
ingreso de una contraseña de protección (password).
-'£)*> o1 10 20 30
ÍGLOMERHDOS COTOPRXIfiGL-280 RBR-2Í07
PRRflMETROS PflSSWORD
02
Q
ID ral [ara] jpr*
[D_Ka| JD)ca| ,__ tD** il
Figura 4.18 Imagen principal
En la imagen de parámetros aparece dos submenús con la opción de visualizar o
ingresar datos.
02
03
VISURLIZHR INGRESRR¡ =>
~[Gra| [E(53 le
P R I N C I P R Li
lEIral \\3fA [O
Figura 4.19 Imagen parámetros
Dentro de la visualización se detallan los datos de temperaturas adelante y atrás
del tambor del secadero, humedad, porcentajes de material húmedo, y set point
de temperatura para la combustión de polvo en el quemador, estos valores no
admiten modificación.
85
1 10 20
VISURLIZHRTemperaturas(¡-1 Humedad
— i 1_- r L . i 1-
ü iVISUflLIZBR
PorcentajesJ Set point
(j-1 <- Menúni ÍE)F£p' '{ara) i 0 f'
;—~H ,KI in« fDK3 In»
Tem adel , -{Tem_adel } 'CTem atras-(Tem_atr} ' C
¡o»
DMÍ Idral'
D»='| lDm| tQ
Humedad-t Hum} ?í
05 TSF 201m3 -{PoTSF 221m3 -{PoTSF 203ml4- {Porc203ml4}Hz
DM| tD"|"riKij jn^lSet Point de PolvoRctual - (SP D) 'C
Figura 4.20 Imagen de visualización
El ingreso de set point esta protegido por contraseña que posibilita la modificación
de este parámetro únicamente al personal autorizado.
10 20 30
Dn02
03
Ingreso de SetpointTEMPERRTURR RTRRS
Ingreso Menú—in |—L_
D«Ingreso del SPHctual - {SP_DJ'CNuevo - {SP_D}'COK-In j—[nd—¡i
Figura 4.21 Imagen de ingreso de parámetros
Una vez creadas las imágenes en Protool® fue necesario establecer la conexión
mostrada en la parte izquierda de la figura siguiente para transferir la
configuración al OP7, posteriormente se enlazó el panel de operador por medio
86
de la red de comunicaciones Profibus DP como se describió en el capítulo
anterior.
OP7
Conexión para transferirconfiguración vía (MPI o
PROFIBUS)
Conexión equipo deoperación y control.
Servicio en línea
(PROFIBUS DP)
PLC AGL-200
Figura 4.22 Conexión para transferencia y operación del OP7
CAPITULO 5
DESARROLLO DEL PROYECTO
Para el desarrollo del proyecto se partió de la definición de los equipos que se
requería adquirir, el diseño del armario y del tablero de mando.
Se elaboraron los listados de elementos para la petición de cotizaciones y
posterior adquisición. Una vez que se adquirieron ios equipos se procedió al
montaje, basado en los diseños hechos por las tesistas y aprobados por la
jefatura de mantenimiento; luego se efectuaron pruebas en el sitio de montaje y
por último se instalaron el armario general y el tablero de mando en el sitio de
operación.
5.1 ADQUISICIÓN DE EQUIPOS
A los equipos requeridos para el proyecto se los dividió en dos grupos para
realizar la adquisición: unos fueron enviados como requerimiento de importación y
otros para compra local. El proyecto tenía un presupuesto aproximado de 60.000
dólares americanos.
Una vez definidos los equipos que se requerían para el proyecto se efectuaron
pedidos dirigidos ai departamento de compras el cual los procesó como órdenes e
hizo las adquisiciones respectivas guardando concordancia con las políticas de la
empresa.
Los equipos pedidos para importación fueron: guardamoíores, contactores, bases
y aditamentos para sistema de barras, CPU y MMC para el PLC, módulos de
entradas / salidas, variadores, fuentes, conectores para Profibus DP, entre otros.
Los elementos para compra local fueron: cables, pulsantes, luces de señalización,
relés de interfaz, transformadores, tornillos, pernos, rieles, marquiltas y terminales
para cable, barras de cobre, herramientas, etc.
5.2 MONTAJE E INSTALACIÓN DE LOS EQUIPOS
5.2.1 MONTAJE
A partir del arribo de los equipos, se procedió al montaje de ios mismos en el
armario y eí tablero (o pulpito) de mando, en un galpón que se adecuó para el
efecto, para posteriormente trasladarlos a los sitios de operación.
La distribución de ios equipos en los tableros se muestra a continuación:
Figura 5.1 Diseño del armario eléctrico para el grupo AGL 200
90
Figura 5.2 Diseño del tablero de mando para el grupo AGL 200
Recomendaciones para el montaje
Para el montaje de los equipos eléctricos se tuvieron en cuenta las siguientes
recomendaciones;
- Todo armario debe ponerse a tierra correctamente para brindar seguridad al
equipo.
- La barra de tierra debe tener agujeros con rosca para poder aterrizar los
equipos ajustando el cable a ésta con tornillos acerados (o cadmiados).
- Para la unión de piezas eléctricas, se debe asegurar que se tenga un buen
contacto.
Las señales analógicas deben usar un cable apantallado que reduzca ta
presencia de capacitancias e inductancias de acoplamiento, y el efecto del
ruido.
91
Los variadores de velocidad Simovert deben tener una distancia mínima de
separación de 65mm para lograr una buena ventilación. Tomado del catálogo
Siemens DA 65.10 - 2003/2004.
En convertidores y unidades de alimentación, es recomendable emplear una
bobina de conmutación de red del 2%. Tomado del catálogo Siemens DA
65.102003/2004.
Para la conexión en Profibus DP es aconsejable que se use los conectores y
el cable recomendados por el fabricante.
La capa física de Profibus DP es RS485 por lo que se debe tener:
terminadores en cada extremo de! bus; cable tipo A, con impedancia de 135 a
165 ohms; el blindaje debe ser conectado a masa mecánica en cada extremo.
Tomado del folleto de "Interfaces de comunicación" del Ph.D. Luis Corrales.
Montaje del armario de fuerza y control
El montaje del armario se empezó con la ubicación de las canaletas y las barras
para el sistema de bus de barras.
Figura 5.3 Montaje de canaletas y barras de cobre
92
Posteriormente se procedió a la colocación de las tapas superiores del armario
instalando en ellas ios ventiladores para extracción de calor; se colocó riel din
para el montaje de los elementos que requerían de la misma, como los relés de
interfaz, las fuentes y las borneras, tanto de fuerza como control. Luego se instaló
todo el circuito de fuerza (e! que iba en las barras como los arranques Y/D) y las
protecciones para los variadores de velocidad.
Figura 3.4 Montaje y cableado del circuito de fuerza
Figura 5.5 Borneras de fuerza
Se instaló el riel especial para el PLC, se montó el mismo con todos sus módulos,
además se colocó los relés de interfaz y las fuentes de mando. Una vez
instalados los equipos para control se procedió al cableado, tanto de las entradas
(procedentes del armario y de las borneras) como de las salidas (que iban a los
relés de interfaz y a borneras). Se cableó los relés de interfaz y las tarjetas de
93
multiplexación. Todos los cables y borneras estaban numerados de acuerdo al los
planos.
Figura 5.6 Montaje y cableado de los equipos de control
Los variadores de velocidad fueron instalados usando riel din; el cableado se lo
hizo siguiendo el mismo criterio de numeración basado en los planos.
El seccionador fue montado en un soporte. Las barras para el seccionador se
doblaron y montaron para que coincidan con el sistema "busbar", se unieron
mediante pernos acerados (o cadmiados) y terminales de talón, buscando el
acople más seguro.
94
Figura 5.7 Vista del seccionador principal Figura 5.8 Vista del montaje de los variadores
La finalización del montaje de equipos en el armario general se la hizo con la
colocación del panel del operador OP7, el mismo que se fijó en la puerta derecha
desde donde se lo cableó a la red Profibus; y la colocación de: amperímetro,
voltímetro, selector de fases, pulsante de emergencia y luz de señalización en la
puerta izquierda.
rr rri—i., r. ;•'.' i ( ' •
m 41-
a' ex
A
o
Figura 5.9 Panel del operador instalado Figura 5.10 Elementos de medición armario
95
Montaje del tablero de mando
Para el montaje primero se instaló la placa y se realizaron los orificios para la
colocación de pulsantes, selectores y luces de señalización. Luego se instaló en
la placa interior canaletas y riel din para la colocación de borneras.
Se cableó el tablero de acuerdo a los planos, numerando los cables y
conduciéndolos por las canaletas hacia las borneras.
Figura 5.11 Perforación de placa Figura 5.12 Montaje y cableado de elementos
5.2.2 INSTALACIÓN DE LOS TABLEROS
La instalación del armario general de mando y del tablero de mando se la realizó
en tres días, coincidiendo con el paro programado de la línea de aglomerado para
mantenimiento.
Para la instalación se tuvo que retirar el antiguo equipo y trasladar el nuevo al sitio
de funcionamiento. Esto se lo hizo con ayuda de personal de la planta.
96
Figura 5.13 Traslado del nuevo armario al sitio de funcionamiento
Figura 5.14 Montaje del nuevo tablero de mando
Al instalar el tablero de mando en su sitio de funcionamiento, se fijó el UPS y el
computador para la HMI, se realizaron las conexiones necesarias desde el UPS
hacia la fuente del PLC.
Una vez instalados, el armario y el tablero, se procedió al cableado de fuerza, y al
cableado de control.
El cableado de fuerza se hizo con los mismos cables que estaban conectados al
anterior armario. Para las entradas provenientes de diversos puntos del proceso,
97
como por ejemplo: finales de carrera, sensores de proximidad (a excepción de ios
sensores de rotación), etc., se usó, en su mayoría, e) cable que llegaba al armario
antiguo (cable 3 x 14 AWG flexible), de la misma forma se procedió para ciertas
salidas. Para el cableado de mando y control entre el tablero y el armario se usó
cable Alpha de 25 x 16 AWG flexible.
El cableado proveniente de los transmisores de temperatura se lo hizo a borneras
del tablero de mando, desde esas borneras se llevó las señales al armario para el
módulo de entradas analógicas del PLC. La señal de humedad se conectó
directamente desde el módulo medidor de humedades hasta el armario. También
se instaló el cable para la comunicación entre el computador y el PLC. Todo esto
se lo hizo con cable blindado Unítroníc LÍ2YCY PÍMF de 2 x 2 x 0,5.
Una vez conectados todos los cables, tanto de fuerza como de control, se
procedió a ejecutar las pruebas en vacío.
98
Figura 5.15 Armario eléctrico instalado
Figura 5.16 Tablero de mando instalado
99
5.3 COSTOS DEL PROYECTO
A continuación se resume el costo aproximado de los equipos, elementos y
materiales usados para la ejecución del presente proyecto
IMPORTACIÓNEquipos de protecciónContactoresArrancadores suavesSistema de barras "busbar"Seccionador principalVariadores de velocidad
PLC: CPU, MMC, módulos E/S,Fuente, etc
Equipos para las HMI: Panel deloperador, tarjetas, conectores,cables, etcSUBTOTAL
$4,700
$ 5.500$ 5.000$ 5.000$ 2.200$ 9,000
$ 15.000
32.000$ 48.400
LOCALCableBorneras y adicionales
Pulsantes, selectores y luces deseñalizaciónRelés de interfazBarras de cobreRiel, canaletas y pernosTransformadoresArmario y tablero de mando conplacaHerramientasSUBTOTALTOTAL DEL PROYECTO
$ 3.3ÓÓ$ 2.000
$600. $1.600
$ 1.200$600
$ 1.300
$ 5.800$200
C -í« «00^ 1 W. >J\J W
$ 65.000
Tabla 5.1 Costos aproximados de los equipos usados en el proyecto
Debido al convenio existente entre Aglomerados Cotopaxi S.A. y la Escuela
Politécnica Nacional, los costos de ingeniería del proyecto fueron mínimos debido
a que el mismo se desarrollo por tesistas y para la instalación se contó con ayuda
del personal de la planta.
CAPITULO 6
101
* PRUEBAS Y RESULTADOS
Antes de la instalación y después de está se realizaron pruebas para verificar e!
funcionamiento del nuevo equipo, tomando en cuenta que las condiciones de
operación debían ser las mismas que en el sistema antiguo.
6.1 PRUEBAS ANTES DE LA INSTALACIÓN
Previo a la instalación de los equipos en el sitio de funcionamiento se tuvo la
oportunidad de verificar las conexiones y el programa interconectando el tablero
^ de mando con el armario. Es importante mencionar que en esta etapa se contó*
con la ayuda de los operadores que simularon el proceso ocupando el nuevo
tablero de mando y con sus sugerencias se hizo las correcciones necesarias
antes a la puesta en marcha.
6.1.1 PRUEBAS DE LAS CONEXIONES ELÉCTRICAS
Las conexiones eléctricas se verificaron una vez montados los elementos en el
armario y en el tablero de mando. Se probó continuidad usando un mulíímetro.
™ Cuando se comprobó las conexiones eléctricas, se energizaron los equipos y se
verificó que el voltaje en la entrada de las barras del seccionador principal sea el
adecuado (440 V AC)¡ así como en la salida de los transformadores (220 V AC) y
en la salida de las fuentes de corriente continua (24 V DC).
6.1.2 PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO
Las pruebas de funcionamiento en vacío se realizaron para comprobar las
entradas y salidas provenientes del tablero de mando y el funcionamiento del
programa del PLC.
102
Para verificar ei funcionamiento del proceso se usaron ios pulsantes del tablero de
mando y se simularon ciertas entradas que provenían desde otros puntos. Así se
probaron secuencias de arranque de motores y generación de fallas.
Para comprobar el correcto funcionamiento de los arranques de los motores, en
especial de ios que tenían arrancadores suaves, se conectó un motor de 3 kW, y
se hizo funcionar a cada arrancador.
También, en vació, se conecto el computador para comprobar la comunicación
con el HM!; aquí se verificó que la tarjeta instalada en el PC funcionaba de
manera adecuada ya que se podía visualizar en el HMi las entradas y salidas
activadas.
6.2 PRUEBAS DESPUÉS DE LA INSTALACIÓN
Luego de que los equipos estuvieron instalados en sus sitios de funcionamiento
se realizaron las pruebas necesarias para la puesta en marcha.
6.2.1 PRUEBAS DE LAS CONEXIONES ELÉCTRICAS
Cuando estuvieron conectados todos ios motores y las señales entre el armario y
el tablero de mando, se comprobó continuidad entre los equipos y se energizó el
armario.
Mediante el supervisor de voltaje se comprobó que ios valores que llegaban ai
armario eran los adecuados para el funcionamiento, es decir 440 V AC. También,
para proteger el equipo, se verificó el funcionamiento del supervisor de voltaje, se
lo calibró para los valores admisibles de sobre voltaje y bajo voltaje.
Además, se realizaron pruebas de desconexión de la fuente y rearranque del
PLC, aquí se observó que ei tiempo de arranque del PLC era aproximadamente
un minuto, que es un tiempo demasiado largo para arrancar el proceso en
operación, por lo que se ratificó que el uso del UPS para la entrada de la fuente
del PLC era imprescindible.
10
6.2.2 PRUEBAS A LOS MOTORES
Cuando ias conexiones eléctricas estaban comprobadas y era seguro de que no
se presenten cortocircuitos que dañen los componentes se verificó el sentido de
giro de cada motor, utilizando el modo de operación enclavado (que permite
activar cualquier motor sin guardar la secuencia normal de operación) y se cambió
las fases para los motores que tenían sentido contrario. Al realizar el encendido
se calibró las corrientes de arranque para los guardamotores y también los
tiempos de los arranques para los motores que usan arrancador suave.
6.2.3 PRUEBAS BEL ENCENDIDO DEL QUEMADOR
Una vez verificados los sentidos de giro de ios motores y la secuencia correcta de
operación de! sistema, se procedió a probar el encendido del quemador, que es la
etapa más delicada del proceso.
Se calibraron los tiempos de barrido de los ventiladores, se verificó la lógica de
activado de las electoválvulas, se cambió y reguló la posición del electrodo que
genera la chispa de encendido.
Una vez encendido el quemador se adquirieron en el PLC las señales de
temperatura y se inició la operación del sistema, consumiendo únicamente diesel,
hasta verificar el correcto funcionamiento de todo el proceso.
6.2.4 PRUEBAS DE ADQUISICIÓN DE VALORES DE TEMPERATURA
Se verificó la correcta operación de los transmisores de temperatura,
comprobando que la lectura de la entrada analógica al PLC se encontraba dentro
de los rangos admisibles para el conversor analógico digital.
Se elaboró uña tabla de equivalencias entre la temperatura registrada por un
termómetro digital y los valores numéricos proporcionados por el conversor
104
analógico digital (leyendo el valor en la entrada analógica del PLC, también
conocido como valor de periferia), a fin de trazar una curva, cuya ecuación se
ingresó al PLC, para así transformar lo datos numéricos a valores de temperatura
que se utilizan para el control y la visualización en la HMI.
6.2.5 PRUEBAS DE LOS VACIADORES DE VELOCIDAD
La prueba de los dos variadores de velocidad, que controlan los motores de los
tornillos sin fin de dosificación de material húmedo, se la hizo con carga. Para ello
se hizo arrancar los mismos a la velocidad mínima (25 Hz), en este momento se
comprobó que el funcionamiento del sistema mecánico sea adecuado, es decir,
que no se produjeran atascos de material y que el esfuerzo que realizara el motor
no origine fallas ni excesivas corrientes, debido a que se estaba trabajando a baja
frecuencia.
Una vez verificado el correcto funcionamiento de los variadores de velocidad se
ajustaron las relaciones de poleas de los reductores mecánicos (debido a que en
el sistema anterior un servomotor operaba mecánicamente sobre las poleas con
lo que se podía regular la velocidad) a las condiciones operativas finales.
Usando un tacómetro analógico conectado al eje del tornillo sin fin se elaboró una
tabla de equivalencias entre la velocidad del tornillo (expresada en porcentaje) y
la frecuencia de operación del motor. Con estos valores se trazó una curva cuya
ecuación se ingresó al PLC para transformar lo datos numéricos a valores de
porcentaje de material húmedo para el control y la visualización en la HMI.
También se verificó la comunicación vía Profibus DP de los datos enviados entre
el PLC y los variadores de velocidad, estos datos se visualizaron correctamente
en la HMI del computador
Las pruebas al variador de dosificación de polvo del lijado fueron similares a las
descritas anteriormente y se hicieron cuando se activó el PID de temperatura en
el PLC.
105
6.2.6 PRUEBAS DE LOS CONTROLADORES DE TEMPERATURA
Transcurridas 24 horas desde el arranque se incluyó un controiador externo para
el diesel del quemador, éste controla la cantidad de diesel que se envía en base
al valor de la temperatura en la salida de la cámara de secado. Se probó su
funcionamiento correcto, y, debido a que tiene la función de auto calibración, sólo
se conectó las salidas de éste a las bobinas de los contactores que activan las
electroválvulas de diesel.
Una vez que el sistema funcionó correctamente durante ocho días consumiendo
únicamente diesel, se incorporó el ingreso de polvo (residuo del lijado) al
quemador, para disminuir el consumo de diesel.
Para el efecto se activó el nuevo control PID, programado en el PLC, para el
variador de velocidad del tornillo sin fin dosificador de polvo, verificando que el
tiempo de respuesta del controiador no sea muy rápido, y que ei suministro de
polvo no sobrepase los 4 kg/min, lo cual se lo hizo tomando muestras a la salida
del tornillo y pesándolas en ei laboratorio.
6.2.7 PRUEBAS DE LAS EDVfls
La comunicación de la HMi en el computador al PLC ya había sido comprobada
antes de la instalación.
En funcionamiento se realizaron comprobaciones adicionales:
- Se activó manualmente los guardamotores y se verificó que se genere ¡a
alarma en la pantalla y se registre el evento.
- Se comprobó que en la visualización del proceso se encuentren activados
los motores.
- Se verificó los valores mostrados en las pantallas de temperaturas y
humedad, así como el registro de históricos.
106
J= - Se hizo el ajuste para la visualizacíón de los porcentajes de material
húmedo que ingresan al proceso.
- Se comprobó que se muestren tas condiciones previas para el encendido
de los motores.
- El ingreso del set point para el controlador de polvo desde la pantalla fue
verificado cuando el control estuvo funcionado.
En el panel del operador sólo se comprobó la visualización correcta de ciertos
parámetros del proceso, y el ingreso del set point de polvo.
6.2.8 PRUEBAS DE EVENTOS CRÍTICOS DEL PROCESO
*Unos días después de que el proceso estuvo funcionando en su totalidad, se
realizaron pruebas de eventos críticos:
~ Se comprobó qué sucedía en el proceso si estaban llenos ios silos.
- Se realizaron pruebas de los pulsantes de emergencia, comprobando lo
que debía suceder en caso de que se activaran,
'£» - Se probó el funcionamiento del proceso y la activación de alarmas en caso
de incendio o falla de motores.
6.3 RESULTADOS
Luego de realizadas todas las pruebas, el sistema entró en funcionamiento
normal, y se halla operando desde mediados del mes de abril sin que se hayan
reportado mayores novedades.
Los operadores se han familiarizado con ei nuevo tablero y e! manejo de las
HMIs.
107
En el sistema anterior no se tenía registros automáticos de ninguna de las
variables importantes del proceso, por lo que los operadores debían escribir los
datos en planillas. Muchas veces estos datos eran erróneos y el operador los
manipulaba de acuerdo a su criterio.
Con el nuevo sistema, la jefatura de producción puede tener acceso a los valores
de los históricos ya sea viendo los históricos en la HMI (Ver figura 4.17), así como
exportar datos desde el SQL Server. Mediante análisis estadísticos efectuados a
través de un programa computacional se puede sustentar la información del
secado de material, y ubicar de mejor forma los responsables de los paros de
producción. Gracias a la HMI del computador se pueden tener un registro
detallado de alarmas (Ver figura 4.16), esto facilita al personal de mantenimiento
la corrección de las fallas.
Además, a través de gráficas dei HMI se puede ver el comportamiento de ciertas
variables y obtener un análisis estadístico simple como se muestra a
continuación:
Temperatura Adelante
I T.S.F. 221 m3
M «< * H•c
155,0
1-13.0
130,0
117,0
104,0
91.0
78.0
65,0
52.0
3?,O
26,0
13.0
0,0 __r______,__
06/26/07 3MB PM 4:35 PM 5:52 PM 7:10 PM 8:27 PM 11:01 PM 12¡lBAMioras
Trend ln lh« íoreground Teinp_etrij
Tr«ndTemp itrit
7imí(LL)
5/26Í2007 3:3339537 PlVilu* (U.)
1353
Time (ULJW6/20Q7 10:5559.937 P
Valué (UL)
Figura 6.1 Gráfico de la temperatura en la parte posterior de la cámara secado
108
Temperatura Adelante
1 T.S.F. 221 m3
Oí/20/07 SMS PM 6103 PM í¡21 PM í!40 PM 6:58 PM 7:lí PM 7:35 PM 7153 PM hor«
Figura 6.2 Gráfico de la corriente del variador de! tornillo sin fin 201 m3
JIVXXIJ 123331 PM
06/27/07 Ü50AM 3:03AM 4:16AM 5¡2?AM 6M2AH 9¡07AM 10;20AMior«
Trend Mínimum Máximum Avenga Slandard deviallor Duratlon Mumbet of valúesHumedid 127/2007 2:50:33j /27/2007 7:42:39 J Z2B 0.16 O 08:30:00.000 256
Figura 6,3 Gráfica de [a humedad del material en la salida de la criba
CAPITULO 7
no
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
7.1 CONCLUSIONES
Se cumplieron con los objetivos planteados ai inicio del proyecto, es
decir, se estudió el proceso de secado de viruta, se diseñó ei circuito de
fuerza y el sistema de control, y se implemento eí nuevo equipo con
éxito.
- El diseño de la HMI en el computador cumplió con los objetivos
propuestos, pues los operadores se familiarizaron rápidamente con ei
nuevo sistema y se puede contar con los datos históricos de las variables
del proceso así como un adecuado funcionamiento del sistema de
aíarmas.
- En la implementación del presente proyecto se aplicaron ios
conocimientos adquiridos, en especial los de automatización y control, e
interfaces de comunicación.
- Debido a que la instalación del nuevo sistema se la hizo teniendo en
cuenta normas de seguridad, se evitaron averías en ios equipos y no
hubo ningún accidente entre el personal que trabajó en eí montaje, las
pruebas y la puesta en marcha,
- Es importante la realización de pruebas, tanto eléctricas como operativas,
para corregir cualquier tipo de falla y lograr que la entrada en operación
normal sea la correcta y óptima.
El nuevo sistema es más seguro que el anterior, pues se mejoraron las
condiciones de segundad para precautelar el buen funcionamiento del
proceso en caso de presentarse conatos de incendio.
Durante los tres meses que ha operado el nuevo sistema se evidencia que
la inversión en la modernización del sistema de control ha permitido un
mejor trabajo de los operadores, y ha generado importante información
111
sobre las variables del proceso que son utilizadas por el departamento de
producción para hacer un control de calidad del producto final.
- Fue evidente que el uso de un controiador de temperatura mejoró
significativamente el proceso de secado, debido a que ia temperatura
estable le permite al operador tener un mejor control en la dosificación de
material húmedo para controlar la humedad a la salida del proceso.
7.2 RECOMENDACIONES
- Previo a ia realización de un proyecto de modernización de un proceso
industrial, se deben conocer todos los detalles dei mismo, considerar todas
tas señales de los sensores y elementos de control, así como,
familiarizarse con las formas de operación de los actuadores que
intervienen en el proceso.
- Debido a que el control de humedad del materia! se la realiza en forma
manual, se recomienda automatizarlo instalando los sensores y actuadores
adecuados e implementado eí programa de control en base a recetas en el
PLC instalado, para que la dosificación de material húmedo a la entrada de
la cámara de secado sea controlada automáticamente.
Se recomienda instalar una impresora en el tablero de mando para que los
operadores puedan imprimir los reportes de humedad, temperaturas y
porcentajes de material húmedo directamente.
- Se debe instruir al personal de mantenimiento, para que cumpla las
recomendaciones del fabricante de los variadores de velocidad que indica
que después de su desconexión se debe esperar ai menos cinco minutos
antes de tomar contacto con el varíador, para permitir la descarga de los de
los capacitores y evitar accidentes.
112
Se recomienda que los instrumentos de medición para variables como
temperaturas, humedad, etc., sean lo más precisos posibles, para
garantizar que la elaboración de las tablas de equivalencias entre las
señales físicas y el valor que ingresa a la aritmética del PLC dado por los
convertidores analógicos digitales, sean lo más reales posibles.
113
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Siemens AG Automation and Orives; Germany; 2004
SIEMENS; Motion Control Systems and Large Orives Cataiog; DA 65.10.
Siemens AG Automation and Orives; Germany; 2003/2004
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SIEMENS; SIMATIC WinCC V6.0 SP3; Edición 01; Editor A&D AS; 2005.
SIEMENS; SIMATIC HMI Configurar displays de líneas; Descripción
abreviada; Edición 12; Siemens AG; 2001.
SIEMENS; WinCC Getting Started Versión en español; Edición 04; 2000.
SIEMENS; Manual- autómata programable S7-3QO, configuración,
instalación y datos de las CPU; Octubre 1999.
SIEMENS; SIMATIC Sistema de automatización S7-300, datos de los
módulos; Edición 02; Siemens AG; 2004.
SIEMENS; SENTRON VL, SENTRON WL-, Comunicación NSVWL Versión
para América Latina; Siemens Aktiengesellschaft Automation and Orives
Low-Voltage Controls and Distribution; Octubre 2002
SIEMENS; Catálogo ST70; Alemania; 2005.
SIEMENS; Catálogo ST 80; Alemania; 2005.
SIEMENS; OP7 - OPÍ7 Manual del equipo; Ed.04/99,
SCHNEIDER ELECTRIC; Telesquemario manual electrotécnico; España;
1999.
MOLINA, Jorge; Control Industrial; EPN; Quito.
AVILES-, Fausto; Curso de Instalaciones de Bajo Voltaje; EPN; Quito.
RIVERA, Pablo; Control de máquinas eléctricas; EPN; Quito.
REDREJO, José; Artículo sobre desarrollo de sistemas de regulación y
control; Dpto. de Electricidad y Electrónica; I.E.S. Santiago Apóstol;
Almandrejo.
INTERNET
AGLOMERADOS COTOPAXI S.A.
http://www.cotopaxi.com.ee
SIEMENS LATINOAMÉRICA
http://www.siemens.com.co
RELÉS DE INTERFAZ RELEGO
https://www.releco.com
AUTOMATION & DRIVES
https//:mall. automation.siemens.com
SOPORTE SIEMENS
https//:support.automation.siemens.com
MEDIDOR DE HUMEDAD
http://www.scl.es/files/MM710%20SpNEW.pdf
115
ÍNDICE DE FIGURAS Y TABLAS
FIGURAS
CAPÍTULO 1
Figura 1.1 Esquema dei proceso de elaboración de íabíeros aglomerados .....7
Figura 1.2 Diagrama de instrumentación -vista desde ios silos de material húmedo,
quemador hasta salida deí materia! de la cámara de secado ..11
Figura 1.3 Diagrama de instrumentación - vista desde e! elevador de cangilones hasta los
silos de material seco , , , ......11
CAPÍTULO 2
Figura 2,1 Parte del antiguo circuito de fuerza „...,.,..,.,.,.,„,....,...., 15
Figura 2.2 Servomotor de tornillo sin fin 15
Figura 2.3 Parte del antiguo circuito de control 20
Figura 2.4 Antiguo control del quemador. 21
Figura 2.5 Antiguo control de temperatura, vista'frontal e interna 22
Figura 2.6 Vista de la consola de.operador de! medidor de humedades 23
Figura 2.7 Arrancadores suaves 23
Figura 2.3 Guardsmoíóres y contadores .....24
Figura 2.9 Vista de los variadores de-velocidad .25
Figura 2.10 Diagrama de conexión de una salida del PLC ai relé de ¡nterfaz.. 27
Figura 2.11 Esquema del medidor de.humedades .......27
CAPÍTULO 3
Figura 3.1 Circuito de fuerza de un arranque estrella —triángulo 34
Figura 3.2 Curva aproximada de! torque de carga vs. velocidad de losT.S.F 38
Figura 3.3 Diagrama unifilarde la alimentación del armario AGL200 41
Figura 3.4 Esquema de las entradas y salidas del PLC 53
116
Figura 3.5 Diagrama de flujo del programa de control para el AGL 200 62
Figura 3.6 Diagrama de flujo del programa de control para el AGL 200 (continuación) 63
Figura 3.7 Esquema de conexión para la red de comunicación ..,64
Figura 3.8 (a) Conector'para cable Profibus ..,65
Figura 3.8 (b) Vista interna de un conecíor , ...65
Figura 3.9 Configuración de la red de comunicación para el AGL200 en NetPro .......66
CAPÍTULO 4
Figura 4.1 Presentación de! WinCCExplorer ........71
Figura 4.2 Definición de variables 74
Figura 4,3 Diagrama para la creación de un proyecto......... ...75
Figura 4.4 Configuración del protocolo con el S7 300 ......76
Figura 4.5 Parámetros déi sistema iViPí 76
Figura 4.6 Parámetros del sistema -MPÍ, dispositivo para adquisición 77
Figura 4.7 Elementos que conforman las pantallas de la HMI. 77
Figura 4.8 Vista de la barra de-.navegación.......... 78
Figura 4.9 Vista de la barra de herramientas ..78
Figura 4.10 Vista etapa 1 ...:....-. ..79
Figura 4.11 Vista etapa 2. 80
Figura 4.12 Vista pantalla PLC....... ...81
Figura 4.13 Vista pantalla de parámetros de los simovert master drives...... ...81
Figura 4.14 Vista pantalla de indicadores......... , .....82
Figura 4.15 Vista pantalla gráficos .82
Figura 4.16 Vista pantalla alarmas.......... ..83
Figura 4.17 Vista pantalla historial 83'
Figura 4.18 imagen principal* , 84
Figura 4.19 Imagen parámetros.. .84
Figura 4.20 Imagen de visualización , 85
Figura 4.21 Imagen de ingreso de parámetros...... ...85t—- , ,m Á O O Oi-in f-ti^f'ínr^ n r-ii 4 r-i*\r* r-fí-. m r-¡ TÍ-» líí-iri.-. r-r\r*íñ 1-1 f-¡ J-. 1 f~\7 DCi lyuía *t./¿l WWIIGA.IUII fjaia n ai loicici n ia y UJJCIQOIUII uci wr i oD
117
CAPITULO 5
Figura 5.1 Diseño de! armario eléctrico para el grupo AGL 200 ...... ...... ........................ ........ 89
Figura 5.2 Diseño del tablero de mando para el grupo AGL 200.. ......... ................................90
Figura 5.3 Montaje de canaletas y barras de cobre .............................................................. .91
Figura 3,4 Montaje y cableado del circuito de fuerza........ ......... ........ ...... ............ .................. 92
Figura 5.5 Borneras de fuerza ...... ......................... ..... ........................... ..... ......... ...... .... ........ 92
Figura 5.6 Montaje y cableado de los equipos de control............... ..... ... ..... .................. ........ 93
F C "7 \v rif^l nj-i ! f-, *-L r* l-í ^x — n »-¡ « «¡ .-i m 1
', r i ,
voua uci SCOL-IUI lauui
Figura 5.8 Vista del montaje de los-variadores ............................... .................... ...... ...... ...... 94
Figura 5.9 Panel del operador instalado. ............. . ...... ..... .......................... . ........................... 94
Figura 5.10 Elementos de medición armario ...... . ................. . ..... ............ ...... ...... ....... .... ........ 94
Figura 5.11 Perforación de placa ............................. . ..... .................... ...... . ....................... .....95
Figura. 5. 12 Montaje y cableado de elementos........................... ............ . .............................. 95
Figura 5.13 Traslado del nuevo armario al sitio de funcionamiento .................................. ..... 96
Figura 5.14 Montaje del nuevo tablero de mando ............. ...................................................96
Figura 5.15 Armario eléctrico instalado..... .............. .................................................. ..... .......98
Figura 5.16 Tablero de mando instalado ................. ....... ...... ......... ............... . ............... . ........ 98
CAPÍTULO 6
Figura 6.1 Gráfico de ia temperatura en ia parte posterior de ia cámara secado .......... .......107
Figura 6.2 Gráfico de la corriente dei variador del tornillo sin fin 201 m3.. ............. ...... . ........ 108
Figura 6.3 Gráfica de la humedad del material en la salida de la criba ....... ...... ................... 108
TABLAS
CAPÍTULO 2
Tabla 2.1 Daíos, motores con arranciue directo .,,,„ ,,,..,...*.i»*j»..».f. ...**..*>.....*.....* ..... ,..,,,,. ...... 17
Tabla 2.2 Datos motores con arranque directo (continuación) ................................... ... ........ 18
Tabla 2 3 Daíos motores con arranque estrella triángulo (Y/D). ....... .............. ........... .. ....... ...19
118
CAPITULO 3
Tabla 3.1 Ajustes de dispositivos de protección para motores no señalados con letra de
código. Tomado del folleto de "Control Industrial" - Ing. J. Molina .34
Tabla 3.2 Datos de los vaciadores de velocidad y protecciones para motores 201 m3 y
221 m3 ....................................................................................39
Tabla 3.3 Datos del variador de velocidad y protecciones para motor 203m14 .......40
Tabla 3.4 Fuentes usadas para la alimentación de entradas y salidas del PLC 44
Tabla 3.5 Módulos de entradas y salidas digitales 45
Tabla 3.6 Módulos de entradas y salidas digitales ..............................46
Tabla 3.7 Datos de CPU y MMC para el PLC , 48
CAPÍTULO 4
Tabla 4.1 Codificación de estado de los motores en la HMI .....................80
CAPÍTULO 5
Tabla 5.1 Costos aproximados de los equipos usados en el proyecto .....99
119
GLOSARIO DE TÉRMINOS
Aglomerado: Tablero formado por partículas de madera mediante la adición de
resinas y un proceso de compresión a altas temperaturas.
Árbol de rastros; es un clasificador de material que utiliza aire para separar
partículas gruesas de finas. En la empresa es conocido como "sifter"
Astilla: Fragmento irregular que salta de una madera que se parte con violencia.
Ver chip.
Bus de datos: Vía para envío y recepción de información.
Campo: En la HMI, espacio confinado para la visualización o ingreso del valor de
una variable.
Chip: Astilla de madera proveniente de un molino.
Chipeador: Molino para hacer chips
Controlador PID: Regulación proporcional, integral, derivativa de un proceso con
el objetivo de encontrar los mejores parámetros para obtener una mejor respuesta
de control.
Criba: Cuerpo ordenadamente agujereado que se usa para la clasificación de un
determinado material.
Desenclavado: Modo de operación que permite encender ios motores del proceso
siguiendo una secuencia establecida. Sirve para operación normal.
Enclavado: Modo de operación que permite encender cualquier motor del proceso
para proceder en caso de emergencia.
120
Encoder: Transductor rotativo que transforma un movimiento angular en una serie
de pulsos digitales.
Esclusa: Compuerta rotatoria accionada por un motor para permitir paso un
determinado material.
HMI: Interfaz hombre máquina.
Imagen: Elemento usado en un panel de operador para visualizar un evento.
MDF: Tablero de densidad media elaborado con fibras de madera de pino
aglutinadas a través de un adherente sintético de resinas.
MMC: Micro memory card.
Molino de martillos: Equipo utilizado en el proceso de secado de viruta para
convertir material seco muy grueso en partículas gruesas y finas, que se
transportan hacia el árbol de rastros.
Molino de doble corriente: Equipo utilizado en el proceso de secado de viruta que
procesa el material seco para convertirlo en partículas finas.
MPI: Interfaz multipunto.
Multiplexación: Técnica que permite acceder a varios datos usando mínimos
recursos y alternándolos en el tiempo.
Online: Término usado para referirse a una conexión activa entre dos elementos.
Periferia: Para el caso de las entradas y salidas del PLC, es el área donde se
almacena el valor del estado actual de la señal.
PLC: Controlador lógico programabie.
121
Profibus DP: Bus de procesos de campo para automatización de fábricas basado
en la norma DIN 19245 T1+T3 pr EN 50170, con alta velocidad de transferencia
para periféricos descentralizados.
Quemador: Equipo alimentado por combustibles (diesel y polvo para este
proceso), que constituye una fuente de calor para la cámara de secado.
Reductor: Equipo mecánico que permite acoplar un motor para que a la salida de
su eje se tenga una velocidad menor a la de entrada.
RH: Denominación para los tableros resistentes a la humedad.
Runtime: Estado en tiempo real de la HMI, visualizando datos del PLC.
Secado: Proceso físico que sirve para extraer humedad de las partículas de
madera.
Sifter: Véase árbol de rastros.
Tag: Definición de la variable del PLC para su tratamiento en la HMi.
Torque: Trabajo efectuado por un agente mientras el cuerpo efectúa un
desplazamiento.
Transmisor: Equipo que acondiciona y transmite una señal analógica,
generalmente convirtiéndola en un señal de 4 a 20 mA.
Troza: Tronco serrado por los extremos para sacar piezas de madera.
T.S.F.: Tornillo sin fin.
Tambor: Cámara de secado rotatoria.
122
Variador de velocidad; Dispositivo que permite controlar la velocidad y el torque
suministrado por un motor eléctrico a fin de adaptarlos a lo requerido para una
determinada aplicación.
Vibrador: Equipo cuyo movimiento permite ia clasificación de material.
Viruta; Residuo de madera.
Volteador: Maquinaria diseñada para enfriar los tableros salidos del prensado, a
través de la rotación de su eje.
ANEXO A
V201/'
I
-h
I
203 m5
/vww\4 m1
1 A/WV203 m2
202 m1
"ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL"Secadero de viruta aglomerado ~ ACOSA
Diagrama de instrumentación vista de losSilos de material húmedo polvo, quemador
Figura 1.2
Domínguez G - Ramírez P 2007-V1II-OS A-'
A-4
A.4 NORMAS ISA S5.1 - S5.3 PARA DIAGRAMAS DE PROCESO EINSTRUMENTACIÓN (P&ID)
• Líneas de instrumentación (se dibujan más finas que las de proceso)
Conexión a proceso, o enlace mecánico o alimentación deinstrumentos.
S / , / 2
4= 1 br
Señal hidráulica
Señal neumática
Señal eléctrica
Señal eléctrica (alternativo)
Tubo capilar
Señal sonora o electromagnética guiada (incluye calor, radio,nuclear, luz)
Señal sonora o electromagnética no guiada
Conexión de software o datos
Conexión mecánica
Designación de instrumentos por círculos:
Montado (ocalmente
Detrás de la consola (no accesible)
En tablero
En tablero auxiliar
Instrumentos para dos variables medidas o instrumentos de unavariable con más de una función.
A.5 DESCRIPCIÓN DE SBMBOLOGIA USADA
A-5
Símbolo
•©-203 m9
¡HWMWBMWBH]
XG¡\/
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/EVD\t
/LÍÍÍ\y
fLÉ^V*y
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tlMS
S-30!
l.lC's30tx
/7T\/
Descripción
Bomba de aspiración
Cilindro neumático
Controlador lógico programabie
Electroválvula
Elemento primario o sensor de nivel alto
Elemento primario o sensor de nivel medio
Elemento primario o sensor de nivel bajo
Elemento primario e indicador de humedad
Elemento primario o sensor de comente
Elemento primario o sensor de presión
Elemento primario o sensor de temperatura atrás
Elemento primario o sensor de temperatura adelante
Elemento primario o sensor de temperatura con termistor
Elemento primario o sensor inductivo
Elemento primario de posición o final de carrera atrás.
Elemento primario de posición o final de carrera adelante
Indicador de corriente
Indicador de nivel alto mostrado en panel con lámpara de señalización
Indicador de nivel medio mostrado en panel con lámpara de señalización
Indicador de nivel bajo mostrado en panel con lámpara de señalización
Indicador de presión
A-6
^OímJ,
W^OSmJ,
/ftwiK\200-2/
f3ÍW
Q=P-/YS\y
/SS\V
/PSB\
(pscí\y
/fs\y
/TTB\/
/TTO\A
\»iiiij/
Indicador de temperatura atrás
Indicador de temperatura adelante
Interfaz hombre máquina
Modulador de diesel
Motor eléctrico
Switch capacitivo
Switch de seguridad
Switch de presión atrás
Switch de presión adelante
Termostato de seguridad
Transformador del electrodo (generador de chispa)
Transmisor de temperatura atrás
Transmisor de temperatura adelante
Variador de de velocidad
A.6 DESCRIPCIÓN DE LOS LAZOS DE CONTROL REALEMENTADOS MAS
IMPORTANTES DEL PROCESO
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B-l
ESPECIFICACIONES DEL -EQUIPO DE MEDICIÓN DE HUMEDAD
MM710
B.l CARACTERÍSTICAS
El equipo de medida (NIR) MM710,
representa lo nías avanzado paramediciones en continuo. Se lian
introducido numerosas innovaciones
tecnológicas propias/ que aseguran quelas necesidades de nuestros clientes se
verán plenamente satisfechas,
^ El MM710; Innovación tecnológica eninfrarrojos,
Las prestaciones en la medida son
fundamentales para alcanzar una instalación
exitosa. Precisión, repetítibilidad y estabilidad
a largo plazo, son características básicas para
el control de procesos. Las prestaciones del
MM710 son excepcionales:
• La medición ultra rápida de tecnología
patentada, es 10 veces superior a la
utilizada en medidores convencionales.
Mayor velocidad significa una mejor
calidad en la exploración del proceso.
Mínimo ruido y máxima precisión,
permiten trabajar con valores cíe consigna
más ajustados, favoreciendo una
amortización más rápida de la inversión.
« Sistema do referencia ''Doblo Detector",
exclusivo de NDC Infrarecl Engineering,
que proporciona una estabilidad
incomparable del equipo a largo plazo.
Esta técnica se ha perfeccionado aún más,
medíante la separación del haz con el
sistema LAPDOG, que garantiza el control
exacto cíe los detectores. Cambios de
lámpara o cualquier componente, no
tienen efecto alguno en la calibración.
Nueva Tecnología VFS (Viríual Fu 11
Spcctrum), permite una mas detallada
cobertura del espectro del infrarrojo,
proporcionando la utilización de
calibraciones más robustas. Productos
poco constantes debido a su delicada
composición estacional, con cambios de
color o de tamaño de partículas, lo cual
origina derivas en la calibración de los
equipos convencionales, se verán
considerablemente favorecidos con esta
tecnología. VFS reduce de forma drástica
el engorroso coste de las recalibraciones.
Medidas de mulficompononlcs: El MM710
puede medir hasta cuatro componentes de
un mismo producto. Por ejemplo, en la
industria alimentaria se podría medir
simultáneamente humedad, grasa, proteína
y azúcares. El incremento de requerimientos
legales y de calidad, implican la necesidad
de monitorizar otros parámetros, además
de la humedad. El MM710 se encuentra
hoy ya preparado para afrontar estos retos.
B-2
El MM710 es insensible al entorno.El MM71 O no tiene parangón con otrosequipos en cuanto a su insensibilidad a loscambios de luz, humedad relativa (HR), asícomo variaciones en la temperatura del
producto. 1:1 secreto de estas prestaciones, sedebe a nuestra propia División de Fabricación
cíe Filtros Ópticos/ la más avanzada delMundo. Somos capaces cíe fabricar filtros contolerancias imposibles de encontrar en elmercado. Esto nos permite especificar filtros a
nivel del nanómeli'o, que nos capacita, entreoirás cosas, a insensibilizar el equipo frente avariaciones de Humedad Relativa. Esto
significa en la practica, que el MM71 O puedeinstalarse prácticamente en cualquier puntodel proceso de producción, sinrequerimientos especiales respecto a lascondiciones ambientales, minimizando porello los costes adicionales de instalación.
B.2 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
Equipo de "Medida MM710Rango cíe mediciones: Hasta cuatro parámetros por Equipo.Rangos de Medida y Precisiones (% absoluto):
Humedad 0-90% (0/1), Grasa 0-70% (0,25), Pro teína 0-70% (0/1 )*Longitudes de omla: Hasta 10 con tecnología VFSDistancio, operativa nominal Equipo-productor 25Qrnm.
Tolerancia a la altura de paso del producto: 1 50-350 mm. (('I 00 mm)Tamaño haz de lectura: 60 mm circular (opcional 10 mm)
Sensibilidad luz ambiente: Insensible.Tiempo de Respuesta: 0/1 seg. hasta 1000 seg., exponencial o lineal.
Calibración: Precallbración SpeedCal, sin rutina cíe recalíbraclón.
FíabÜidad: Lámpara y Motor del Equipo garantizados por 5 años. MTEF delsistema 1 O años.Nodo de ComunicaciónEste elemento proporciona alimentación de 24 VCC, salidas analógicas,alarmas y puerto Databus.
Consola dd OperadorAcceso; Pantalla táctil LED gráfica retro! I u mí nada.Capacidad Operativa: Muestra hasta 4 parámetros, seleccionados de hasta1 O Equipos conectados en red.
B-3
«5- Instalación: Se ínstala, junto al Equipo de medida, o utilizado en red,perrmke distancias de hasta 2.700 m.
Idioma de acceso: Selecclonable entre Inglés y el local.Unidad de Maestreo e Indicación (U.IVI.L)Acceso: Pantalla. LED alfanumérica retro] lu mí nada, con capacidad cíeindicación de hasta 4 parámetros de un mismo equipo.
Alimentación: Se alimenta cíe la. Consola clel Operador o del Nodo cíeComunicación.
Sistema de nuiostreo; Configurable por el Operador.Salidas: Dísplay normal, utfliza un período preseleccionaclo con aviso decomienzo de muestreo.
Consola PortátilPantalla táctil LED gráfica relroíluiíTiinacla, rnultilingüe. Alimentación ycomunicaciones se efectúan por medio del Ñoclo de Comunicación.
Salidas clel Sistema: Analógicas : 4-20 mA, Para cada canal lector.£: Serie: Standard RS232 y Lonv/orks.
Opciones Databus: Ethernet TCP/IR, DeviceNet, Moclbus, Profibus y otras,bajo pedido.
Alarmas: Alarmas alta/baja para cada canal clel Equipo, cierre de contactoaislado, para 240 VCA 1 A.
Capacidad de Red y Cableado: Distancia clel Equipo al Nodo de Comunicacióno Consola clel Operador: 1 Om. standard, 20m. máximo. En Red, ladistancia entre la Consola del Operador y otro elemento es de < 2.700 m.
Cable de Red: Par trenzado y apantallado.
Número máximo de Equipos en Red: Prácticamente/ no existe límite.
Requerimientos de Mantenimiento: No requiere rutina alguna demantenimiento. Sistema integrado de monitorízación de diagnóstico
|Í' interno y contaminación de la ventana.
Seguridad EléctricoAlimentación: Universal 80-264VAC
Consumo: Equipo de Medida y Consola del Operador 42VV
Certificación CE: Directiva Europea de Bajo Voltaje EN61010-1, DirectivaEMC : EN50081 v EN50082-2.iMedio AmbienteTemperatura Ambiente: Equipo de Medida 0-50°C/ hasta 80°C conrefrigeración.
Carcasa: De fundición de Aluminio en versión standard/ y de aceroinoxidable para el sector Alimentario, con ventana de cristal de zafiro.
Hermeticidad: Todos los elementos clel entorno MM710 cumplen IP65(NEMA 4) Purga cíe Aire Ventana : Sistema cíe protección que requiere 30PSI y caudal de 5 l/min.
" Dependiendo de cada aplicación
B.3 DETALLE DIMENSIONAL
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Pesos : Equipo de Medida : En carcasa cíe Aluminio : 7,2 Kg.En carcasa de acero Inox.: 5,8 Kg.Consola del Operador: 5 Kg.U.M.L: i Kg.
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neoctón a nsdestrlíá^ícas»
'• Onduladores pamconaxlóna ba ntis de continua abas-tecidas par u nidadas cíe afi-mentación o untdeefea de
El ste*ema:decomponentespermita una constiuccíónunificada» independiente-mente de &í&& empleenconvertidores u onduíadoosa,Loscortiponent&sse pue-den fldosards forma pnsctl-canwtt» «rbítrerfa y oeu pan-do poco espacio, inclusoaunqti9l¿sngai\a ñcedf-
e mócíiác© defreceivstempf
ia íoltfisfea adecuada, con en-
aplican para acciona míenlosnrronomoiórtcos,cos o secciona les,
U gama desonwtídSiMCft€RT Í^STERDRÍVScubre !a ganna dapotáncías
tíón hasta 6000 kW-
un sistema de eoneKlón un^%. L« temíate» da red
en la psrie a upfef lor; los cíemotor, &n la parte inferior,
IB concepc ion morfubry urtf-
tróníces permite tria adaj?ta-cíSffi óptima a (os r&q ufsíí0sd & líxia aoctetwrrfsnlp sn ioque íespecis e te f trncícsiEá-¿íad para la tscnotogíatiel
SIMOMSBTIMWSIER-DRIveSse dio psrtícOarím-po rienda « un ffci! m«n*Jo,
manifiesta!, p.ejvf gacíoners y planos de co~ñKífói'? estandarizados asícomo en las conexiones conlas líneas de seña le»y debue,
SiívlOVEÍTTiv^STCR-DRIVES se ejecuten comoequipos Kompafet PLUS,
reducido*. El fermato tipote*B<»n grado c
de conexión ¿itérente deestsss -«quipos perm^s laconstrucción cteaectonfr-
«quipos líompaía PLUS sspueden instaterenaimarloscon profuncfldad d*400mnri.
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de jMOieocáÓn 1 P20 sn fof-
cte pix=o wol wmef». Le» eqy í-poe 99 sngaicl.ian seneilte-mentís ea un perfil estándarDIN tipo Gy se? fijan por supa? le inferior íTíñdianí» tor-nflk®, Lo® equipos compac-tos se puedan Instalaranarme tíos con profundidad
Los «puteo» en dtaste a&-tan construidos engisdode protección iPOO; las cu-
pane e.
ulteriormente eí grado deprotócción IP20 rnedfente
pueden monta rain espacios
* Los equipos gnermsrtose suministran de forma es-lánda ren grado de protóc-tí&n ÍP20. S& oíracen así-m teñí o eimdHos tsit c^d osde pfcrtjocctórt mes altos,verseoclón4. Losoonvertí-dores enamiarto se sumi-nistran ya preparados pa ra.la con«?d6n de accionam teñ-ios monomotóricos y pott-motórfcoscon opctoiies pa-ra, cada caso d««pÍJcactón!.
^í^ones dispon Sales:
* Pareí un euedrartt^ efirneotadón de €^12 pttes,conminada por red
* Para cuatro cuadrantes,aumentación deSpuíeosconmutada por red
ai&nentseíón eutocon-m utada con unidad AFE.
corrietitis continua
Existen dos posíbJtfdades ps-
contMua uno o varios ondula-dores:
D-2
La unidad d& aftmentectones un rectificado ren puen-te de B pulsos con circuitode precstga que permita elfluí? cíe «neigáctefa red alas barra? de continua (uncuadrante).
La unidad de alimenta-
cuadrante,,
dos puentes de t trisíoreade 6 puteoe en ambáratelay petmíte el flujo de ensrgíaen lo? dos sentidos, <ss de-cir, es posible devoluciónde energía a la red (cuatrocuadrantes). El puente ded evolución de energía ascanecU a través d#un au-totransformador topetón).
Otasradón con 13 pulsos
Los ccnyentcforas psrsoperación o 12 pulso* $3alimentan con dos unidadesde alimentación odeaümen-caclón/devolucíónde Igualpotencia conectadas en pa-ralelo,
La conexión a la red se reali-za a través íte un transforma-dor de tresarrollorntentescon dos arrollamientos se-cundarios desfasados 30° el,Asíse reducen consldsrebfe-rn«nte Ja? reaoc iones aobnela red. Los importantes ar-mónicos de corriente dequínloy séptima orden seeíímímn casi por enterro en
clónaSpulsos.
Pera una alimejitactpn ópti-ma de energía se disponed*
voludónautcconrnufcacla de-nominada Active Front End(AFE). Este equipo constabáakam*nt&de un ondutv-dory la unidad de regulaciónCUSA: a partlrde la red iríf á-slcs gerwsra una tensión con-tinua regulada.- Este tezo deregulación de tensión conti-nua lleva subordinado un lazod e regulación vectorial rápVdo del fado trifásico que* hacequ#ts conpl«nt£ tacto fa «dtenga forma prácücflmenteseno ida! % con ayuda del fil-tro Ctean Power, serninimi-cen las reperctislí -tes sobrelo misma. Además, la regula-ción vectorial psrmits modifi-car el factor dspotencíaeos jiy, así, compensar la po~tfti'icfs reactiva; en estécesetiene siempre preferencia lacorrterrts necesaria por e( ac-cionamiento, Una gran ven-taja d* este- principio es qu&cuando el acdonamtentofunciona en régimen ds de-volución o regeneración, s!falte Ja red no se producenlos temidos faltas de conm u-tsctón en el ondulador, con faconslg u larríe y rn oí esta ac-tuaeión de fusibles.
operación er> 4 cuadrantes
Los eq ufpos para un cua-drante sób pueden fundonar en régimen motor. Para etfuncionamiento como gens-rador se precisa una unkladds frenadcs/resistencía defrenada Lo» equipo» paracuatro cuadrantes puedendevolverá Ja red trifásica laenergía entregada cuando*!motoropera cpmo genera-dor. Esto puede r*sultarrie-oesarlo cuando, p. ej., se de-ben frenar con frecuencia orápidamente accfonamten-toe con mítsas cte Inerciagrandes.
Componentes
Asociados a bs convertídor&s, ondutador&sy unida-des dealiineJitecion, loscompanenies del sistemapermiten una adaptación in-dividual a las tareas de scclo-namlantox
Loa compon entea del atote-ina pueden dividirse em
• Módulos de piotóccton efe
devolución
Cuandoen convertidoresconrriutsdos por la red yoperando en régimen de de-
volución aparecen íwbten-síones o cortssen ía ten-sión de red esto puede pro-vocar la perdida d&^stablf-dad ííslb<te coívncfta^bn)del ondulador? ía actuaciónd« fusibles. Esto r>u«de lle-yarasocíadoperááas prolon-gadas déla instalación.
Para evitar este problemacusndo sé- utiliza una uni-dad d* alírneníeclón/devcrloción conmutada p w la reden régimen decuatro cua-drantes 35 posible utilizare!módulo de protección desobreíntensícted (Overeu-rrent-ProtóctorOCPli, Esteevita ia actuación de fusFbles por corte de (a corrien-te mediente IGBTen el cir-cuííoírítermedto,
Unsvezconfkmadoel fallola Instalación cjueda nueva-mentfr operatívs.
resistendag de frenado
- Pociones electrónicas.pt ej, móduíos^arieías íee-nofóglcas, de comuntcacio-nes y de Interíaces
• Otros componentesd*lshst&me coimo p. ej, ataaratos,de maniobre yde- proteoclónT bobinaa da red v d&salida y filtros antlpamsita-rios.
Funciones de mondo y regulación
confroí
El softwa-e estándar de loaSlMCf»/ERTMASTERDRIVESVactor Control incluye doslipas básteosde control:
» Mando d e frecuencia a tra-
velocidad y para aplícítela-nes textiles.El mando (control <sn lasoabierto! de frecuencia esIdóneo parn aplicacionessencillas y akos requisitosd e sincronismo en scclona-rnfóntcs ponmotóricos.
feautaciónveetcrialpara aplicaciones dlnám J-caa. En calidad de regula-ción de frecuencia ¡sin realí-msntactón ctescte tscoj o
corno recjulación de velochci¿>d-par (con reaiímenta-clón). Ls regutaciói3 vecto-rial permite alcanzar unarespuesta dinámíc¡a equipa-rable a Í3 cís un acciona-miento de corriente conti-nua. Para alióse requiereun cálculo exacto clst mo-cíelp $5! rno&ry tíos com-ponentes de la corrfenís,encargados sfe-deftnlf el flu-joy el par; ía frecuencía de>regulación esde^S kHz.Esto petmíte respetar y fí-mitarexBCtameníe bs pa-r*s predefinidos.
Para un margen dsvarfercíán'deveioeklíKÍ d*1:10 laregulación vectorial de losSlMOVEfTTMASTER-DRIVES VectorControl noprecise realtrnentadórvcle
yeíoeldad y no dependep rácticamente de iosparámetros de! motor.
Los equipos SIMOVEñTfvWSTERDRIVES VectorContrd precisan realtmenta-clón develoeJdad atando:
• son aítos las reciuerimien-C09 de respuesta, dinámica
* la velocidad se ha de regu-lar en un margen de varia-ción > 1:10
* hay o ie operara bfüasveb-ctdades
• ia velocidad hadesersu-exacta.
Los dorsos tipos de controlse describen con detalle enla sección 8.
eí software
El software báalco (rffiluyenumerosas funcionesestándar, Estas funcionesofrecen la máxima facilidaddeusoy la más alta flexibili-dad {especificación dtcon-signa, conmutación entrejuegos ele datos, ete,í y seccupan cíe que axísísn con-diciones d e servicio univer-sales y alta seguridad de f un-cfonarntento {automattemo
vuelo, frenado porínyecciónd«corrf9nt& continua, sincro-nización entre convertidores,.vobulador, mando- del frenod« motor, •ate.).
Estas funciones están dss-cr¡ tásenle sección 6.
D-3
Interfaces en el equipo básicoEquipos compactos y en chasis_ La ¡nterface serie 1 (SST1) se encuentra en la unidad de mando y parametrización PMU. Está materializada en un conectar hembraSUB-D de 9 polos (X300), norma RS485 ó RS232.__ La ¡nterface serie 2 (SST2) se encuentra en el regletero de mando X101 de la tarjeta CUVC, norma RS485.
Protocolos de transmisión ysístemas de bus de campo
PROFIBUS DPConstituye actualmente, dentro de los accionamientos de Siemens, el sistema estándar de bus para todas las aplicaciones en el nivel decampo. PROFIBUS DP está definido en la norma europea EN 50 170 y permite el tráfico cídico de datos entre tos equiposMASTERDRÍVES y sistemas de nivel superior, como p. ej., SIMATIC S7. Además de los datos para el control del Proceso, el busPROFIBUS DP transporta las informaciones para ía parametrización y el diagnóstico de los accionamientos.La funcionalidad ampliada de Motíon Control con PROFIBUS DP (p. ej. Comunicación directa entre accionamientos} es Soportado porla tarjeta CBP2.
PMU I nterface de programación
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Furcíán, indicKÍDnesMinguna asignaciónLín*s de re:ep-:ión RS232 \\'2á)Línea de emisión y recep^íin, norma RS4.85. dos hibentrada/salida diferencial positivaBcot (señal de mandopárs update SDÍlv/afe)
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8 ^22^™$%!%?* RSíl85'd03hibs'Potervriald&r-aferenciaparainlerfaie RS232 ó RS185(con bobina)
JT*cUd»r*v*r»¡én „T*cl* «Subi»" „ < ¿T-sel* pira conrnuUr rwet 6a míMjoy coo(ftm«bu da («Boa
Figura D.1 PMU y distribución de pines de conector Sub-D
D.2 EJEMPLO DE CÓDIGO DE SELECCIÓNp.ej. 6SE7|.0 31 - O E E 6 0 - Z
SIMOVERTMASTERDRIVES Serie 6SE7 L_^^J
Equipos Kompakl PLUS, compactos, equipos en chasis
Multiplicador para intensidad de salidal>.ei.:2|Klo Ejemplo:
4 = x 100 Multiplicador = 10Dos primeras cifras de la intensidad: no
Dos primeras cifras de la intensidad de salida Intensidad de salida redondeada = 100 A
Cifra distintiva de la tensión de alimentación p. ej.: E ~3 AC 380 V-480 V
Tamaño jx c]., caja de tamaño E
Tipo de sistema control, 6 = SIMOVERT MASTERDRÍVES VéctorControl
Versión de !a funcionalidad
Códigos complementarios para opciones
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D-4
D.3 DATOS TÉCNICOS GENERALES
•í Tipo de refrigeración
i Refrigeración por aireÍTempéraUiw ambiente admisible! o del refrigerante durante el servicioi • - •i Refrigerada ¡i por armaÍ •Temperatura de entrada del aguaí refrigerante[•Temperatura ambiente admisible; durante e! servicio
Refrigeración poralre forzada con ventiladorincorporado
O *C a +40 °C (curvas de reducción con -t-40 °C <T < +50 °C, ver página 6/3)
5a38°C
! Temperatura ambiente admisible: en almacenamiento y transpone -2S6Ca+70*C
¡ Altitud ¿«instalación < 1000 m sobre nivel del mar (carga admisible del 100%)> 1000 m a 4000 m sobre niVel del mar (curvas de reducción: versección 6)
1 Humedad admisible Humedad relativa del aire £ 85%, no se admiten condensaciones
; Categoríaclé-clima C[ase3K3 según EM 60721-3-3
; Categoría medioambiental Clase 3C2 según EN 6072'1^3-3
1 Aisla miento Grado de suciedad 2 según DIN VDE 0110-1 (HD62S.1 Si: 1996),no se admiten condensaciones
• Categoría de sobretensión Categoría III según DIN VDE 011O-1 (HD625. 1 S1: I&36)
¡ Grado de protección Según EN 60 529: equipos Kompakt PLUS: IP20;equipos en chasis: IPOO (IP20 opcional)
i Clase de protección Clase I según EN 61 140
: Protección contra contactos directos Según DIN VDE 0106 parte 100 (VBG4) y BGV A2 (hasta ahora VBG 4)
j Grado de protección antiparasitaria;• Estándarí • Opciones
Según norma de productos CEM EN 61 8CO-3 para accionamientos de velocidadvariableSin protecclónantlparasítariaClase Bl o clase Al según EN 61 800-3
i Otros Por el lado de conexión del motor, los equipos están protegidos contra defectos atierra, cortocircuitosy marcha en vacío
i Pintura Para Interiores
; Resistencia mecánicai» en servicioi
; * en el embalaje de transporte
Según EN 60 068-2-610 Mza 58 Hz elongación constantede 0,075 mm58 J-fea 500 Hsaceleración constante de9,8 m/s2 (1 g)5 Hz a 9 Hzelongación constante de 3,5 mm9 Hz a 500 Hz aceleración constante de 9,8 m/s2 (1 g)
i Aprobaciones según UL/CSA!) OLii°file;«Convenidoresyonduladores E 145'1531 • Unidades de alimentación y de; alimentación/devolución2) E145153j» Unidades y resistencias de frenado2} E145153[• Resistencias-de frenado parai equipos- Kompakt PLUS E 233 422i» Filtros dií/dty senoidales2) E145'153! • Filtrosantlparasitaiios tipo 6SE70.,.2) E145153! * Bobinasde conmutación y dé salida! (hierro) £103902: * Los fusibles de la serie 3ME1 son W E167 357
CSAnMlleLR21927
LR21927LR21927
210040 (Certificado 1185101)LR21927LR21927
D-5
D.4 TABLAS DE PEDIDO Y SELECCIÓN DE LOS VARIADORES
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D.6 EJEMPLO DE MONTAJE EQUIPOS COMPACTOS (CA-CA)
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D.7 FUENTE DE CONSIGNAS
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ANEXO E
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DATOS TÉCNICOS DEL PLC SEMATIC S7 300
E.l CPU 315 2-DP (6ES7 315-2AG10-OAB)
Datos técnicos
CPU y versión da productoReferencia- Versión de producto- hsrtfwars• Versión cíe producto íírmware
•*- Paquete de programas correspondieníe
6^7315-Í!AG-ÍÍ)-OABO
01
V2.0.-0STEP 7 V 6,1- o superior * SP 4
Memoria
tviemoría tíe trabajo
• íntegnfóa-• AmpfiableMemoria de carga
Conservación de dalos en te MMC(iras la última programado!*}Respaldo
laaKbyteNoJnsertabte medíante JvlMC {máx. 8 ívil>yíes3
Como mínimo 10 años
garantizado poría MMC (sí necesidad dem3rtísflím¡er&))
Tiempos da e)eaidórt
"Hemposde ejeoidón para
• Operaciones ds Jáis
^ OperQíÉínes de palabras
" Atiíméfica en cómala
- Arfímétfca en coma üoíaníe
Mfn. 0,1 US
lvífn.0,2psMín..2,0ps
Mín.Sps
Temporfzadores/contádores y su remanencia
Coriíatítores. S7- 8emanencta
• Por defecto
-*- 'Rango dQ oKiíaje
Contador ÍEC*• Tipo- Caridad
TsfmjaíEadofesS?• Remanencia
» Por defecto• Mareen de fempoTempoflzsdores IEC
- Ttpo
- ca-nücíad
256
ConfíguratHe
deZOaZ?
Oa 989Sf
SF.B
ífifní!a.dos (iirnííados ¡sólo por ía memoria detrabajo)
266Confrgurabíe
*Sín remaneocía
10msa'9Lfi90-s
SíSFB
8¡rr$ados (límííados sólo por la memoria deírabajo)
E-2
Datos técnicos
Áreas de datos y su remanencia
Clareas- Remanencia
* Remanencia por defecto
Marcas decidoBloques da date" Caridad
• Capacidad
TaRswíG de tíaios loíaíes
SJoqties
Total
O8• Capacidad"Proftmdldatf de .anidado•* seguí» prioridad
••• adicional,, dentro cíe un= OS cíe errorFB• Cantidad
• CapacidadFC- CaoSdad
•. Capacidad
Áreas de direceloñamíenío (entradas y salidas]Total área tíe diiscdanarí enío de psiífeiia totaí
Oe ellos, tíes^Rtralizacíos
Imagen <de proceso BSCanal d flta^De sllQ'g-, centí«fedosCanales aí iógicos
Oe eUa cenímlízadsssConíísuradónBét dppss
<V\jf-IV V-j*í*»*i¿AÍ**-» i3yti
SíMBOa:M8t6
8 (t b^ ríe marcas)
1023
CdeOB1aDB1023}ISKbytes
í^ás_ 1024 feyto per ísve) seoígm ií/ 5tO fcytespor bloque
í€^4 (DBs, FGs, FBsjEl nümmr) Tná5áma cié boques calcables puedeverss mducído por la .MMC q ue emplee eiusuario.véase fisía tíe operacionesTSKbytss
a4
véase íista de operación^204B$eFBí>.aFS2&í7*
16Kbytesvéase fisfe cíe operaciones
2TM8
(íleFGOaFG2Q47)16 Kü^es
rnáx, 2S48: oyies/ 204.8 :byías[de dirscdorjamienío liíare)
máx.2000
t2a/t^.má3LlS3S4ináx. 102
más. 1024máx. 255
m93C4
Datos téonícQs
Módutos porcada bas^dorCantidad de maestros DP•• integrados
* A través de CP
Módufes de función y procesadores decomunicación compatibles
* Ffid
•* CP (pimío a punto)* CP&AW)
8
1
t
máx.8macamáx. to
HoraReloj• Respaldado* Duración deí respaldo en fampón«i Comportamiento después de terminarse el
respaldo íampón
• Precisión
Contactarle horas de funcionamiento
*- Número
• margen
•- Granularitíad
* Remanente
Sincronización de ia hora- en el autómata- en ffl?í
sffratofdefWSí
•líp. 6 setftíírias (& 40ffC tíé íemperatuta ambiente}
El reíoj continuará avanzancío a parar de ta horaa ta que se produjo ía desconexión de laalfíDeníadén.Desviación íífaíía: < 10 S
1•o2 31 ñoras(sí se enpiea la SFC 1 oi:>1íx>rasí; tíebe refnía'arse con cada íearraBQuecompíeJs.
Sf
Jviaesíromae^G/ésctóvo
•Fundones, de noQScación 57
Cantidad de estaciones uíílízables para funcionesíSe notiíícacfén (p. e|. OS)
Notificaciones de diagnóstico de proceso
- Bfoques Aíami-S acSvos símuMneíamente
Í6
(en ftmdóñ de ios enlaces configurados paracomunicacíán feáslca S7 y PG/OP)sr40
Füncícmes de test y puesta en mardia
Vailaijis EstadGfConiroi• variables
-- C^nScíad d& vsría&ías- í?e eJííis, variables 4e estado- 0 e ellas, variables de forzado
Forzado permanente.
*• /attables
•- OanSdad de variantes
síentradas» salidas, marcas, D8, tiempos,contadores
30
30
14
Entradas /saücfesmáx. 10
E-4
Datos técnicos
Estado bloquePaso íttdsWuaíPtsntos de paradaBúter de diagnóstico• Cantidad de entiadaa (m* coñíi0uraí>Ie>
Sí
Sí
^Sf
máx. 100Funciones de comunicaciónComunicación PG/OP i SE
Camustecto por datos globales-*• Cantfc&d de, círcutos G0* CaníKíad de paquetes GD
- Emisor- Receptor
* Capacidad del -paquete <3D- De etos, coherentes
Co/mwtecüán -basteas?* Date útiles por petición
- Da e3ios, coherentes
Conntinicatídn S7- Como servidor
+-• Como cSenís•> Datos fítflespor pe§cíó«
- 0e eftos, coherentes
Gomunícacáén cxmpaSbis con S5Cantidad de enlaces
uüíza&ís pam• Comiiflfcadén PG
- Reservados gxstiéterminaelb)- Coíí L«able
• Comunicación OP- Reservados 0redefermin*idQ)- Configuiable
•*• comunicación baste S7- Reservados iredeieíminacfo)- Coaíígumbie
Rouílng
Sf8máx.amáx_&JÍTÍ5C8
mase. 22-byte&Stíyíss
Sf
máx. 76 ijytes78 fayies <en X_S£ND o X^RCV)S4 &^ss (en X_PUT oXjQET como-sewicíor]
SfSf
sí <a través de CP y re c rgatóe)•máx. ia> bytss (en PUT/CET)84 bytss .{conro ssn^cíaOsí (3 través de CP y í=G carsabíe}
1.6
máx. 5511a 16máx 151la15;Í713X. 12
t2Daí2sf(rnáx4)
.ínteífaces
t»"Upo de .ínferfez | friíeífez RS 485 integiadaFfeica
/ ianüenía galvánicoAíinienl c n. efs ís Merái2fieadOVc&l
RS4^
HO
má^aooíi ^
E-5
Datos técnicos
Funcionalidad* yPI
-*• PROFIBUSDP
• Acoplamiento punto a punto
MP1Servicios
* Confiunicadán PG/QP
- Houíing• Comunicación cíe datos globales
- Comunicados bastea S7
• Comunicación S7- Como servidor- Cerno diente
* Velocidades ds transferencia
SíNoNo
Sí
Sí
Sí
Sf
SíSí
no (pero vía CP y FBs cargabíes)ta?tó KbaudiQs
2aTipa de taíerfaz:FTsica
.AJsíajBieríto oaíváíáco
Tipo de ifííataz
Cimentación de ía toteríaz f 15 s. 50 Vaa)
¡níerías RS 4S5 integrada
RS4S5
SEInteiíazRS 485kite^radamáxSOGmA
Funcionalidad
•MRPRQF18US DP
Acoplanííentopun ) a punto
HosrKo
Maestro DP
Servfefcs* Comunicación PG/QP
• Routtno
* Comunicación por cfeíos gksWes* Coinunicadón básica S7
* Comunicación S7
* Equídiaianda
• SYMC/FHEEZE
•*• DPV1
Velocidad d& íransferernáa
Cantidad de esclavos DP por estación
Área de dir aáonamlenSo
SfSí
No
htoNoSí
Sí
LSf
íiaste12Mbaud¡os
124máx,244í?yí^
E-6
E.1.1 FUENTE DE ALIMENTACIÓN FS 307; 10 A; (6ES7307-1KA01-OAAO)
Dimensiones, peso
Dimensiones B xAx P(en mm)
Peso
200x125x120
1,2kg
Magnitudes de entrada
Tensión de entrada
" valor nominal
Frecuencia de red
s valor norninaí
* margen admisible
Intensidad de entrada,valor nominal
' a 230 V
' a 120 V
Intensidad a! conectaría 25 *C)
I2t (con pico de intensidad alconectar)
120V/23QVc.a.
50 Hz ó 50 Hz
de47Hza63Hz
1 7 ¿i,' ft.
"5 R Ao,O A
55 A
9A2s
Magnitudes de salida
Tensión de salida
' valor nominal
* margen admisibíe
" tiempo de subida
Intensidad de salida
* valor nominal
Protección contra cortocircuitos
Rizado residual
24 V c.c.
24 V i 5 %, soporta funcio-namiento en vacío
máx. 2,5 s
10 A,
no conecíable en paralelo
electrónica, no precisarearme
de 1,1 a 1t3xlN
máx. 150 mVpp
Magnitudes características
Clase de protección segúnCEl 536 (DIN VDE 0106,parie 1)
•Dimensión a miento delaislamiento
* tensión nominal deaislamiento(24Vresp. L1)
• ensayado con
Separación eléctrica segura
Compensación de cortes de red(para93Vó187V)
* lasa de repetición
Rendimiento
Potencia absorbida
Disipación
!, con conductor deprotección
250 V c.a.
2.800 V c.c.
circuito SELV
min. 20 ms
mín. 1 s
89%
270 W
íip. 30 W
Diagnóstico
Indicador Tensión de salidaaplicada"
sí LEO verde
E-7
E.2 DATOS TÉCNICOS DE LOS MÓDULOS DE ENTRADA YSALIDA
E.2.1 MÓDULOS DE ENTRADAS DIGITALES SM 321; DI 32 X DC 24 V;(6ES7321-1BLOO-OAAO)
Dimensiones y peso
Dimensiones Ax A x P(enmm)
Peso
40x125x 120
^-oc^Og
Datos específicos del moduló
Sopona operocc^^cfoni da
Conüdad de entradas
Longitud de cable
* sffi pantana
no
32
rmsc. ®)0 'íií
Tensiones, intensidades, potencíaíes
Cansdad tíe eníradasacccSjoses 3imu tancameiite.
* montaje horizontal
hasta 40* C
hasta 60* C* montaje, veit'cai
hasta 40* C
Separación gah.-ónJcts
* entre canaJss y busposíenor
* entre- los cancfesen grupos de
Diferencia de poÉenoaladmisible
• entfe OTCUROS diferenÉes
32te
32
si
16
TSVc.c./fiOVaa.
Aslaniiento ensayado oon
Consuino
• dd bus pssi&rior
Disipacaóií del reicduto
500 V te.
máx. 15 rM
Bp,S,5W
Estados, alarmas, diagnóstico
ScnalizscíGft de ¿sísíío
.Aíanmas
runcioríes de díaonósCco
un LED verde por^canaJ
ninguna
ninguna
Datos para la selección cíe un sensor— -- i i
• vaíor nominal
*• para señal T
* para aeñaí *ü0
Corriente ote entrada
* con señalar
Helardo de snírada
• de^a-l"
* de-l'a-íF
CaracerísÜco áe. entrada
Coneóón de BERO e 2 hBoa• Srlensídad ti& reposo
adnrésibíe
-*Vcc.
13a3QV
-2^)a-íoV
ap. 7mA
1,2a 4,3 ms
1,294,5 nía
segijnCEf 51131, fipo 1
posíbte
max. 1,5 mA
E.2.2 MÓDULOS DE SALIDAS DIGITALES SM 322; DO 32 X DC 24 V/ 0,5 A(6ES7322-1BLOO-OAAO)
Diménslonesy peso
DÍm=«3for»S3 A x A x P (en mm} 40 x '135 x 1 17
Peso apro3c 280 g
Datos específicos del módulo
Sópóíta operación siricreiifeada fKt
Cantidad íte salióas 32
Longitud de cable• sin pancha máx. 600 m
• con pantalla raáx. 1 .GGQ m
Tensiones, intensidades, potencíales
Tensión de carga nominal L-?- 24Vc.c.
Intensidad tota! ífe tas saldas(por grupo)
« moníajé Iwrlzcnte]hasta 4QflC máx 4 A
hasta 60* c máx. SAt
hasta 40*0 máx. 2 A
Separación galvánica
* entre cardes y bus síposte ñor
* entre los canaJes síen grupos de 8
Diferencia de potencial
admisii!jl& 75 V ac. / 80 V c.s.* entre circuitos diferentes
Aísíaroíenío ensayado- ton 59D V c.c.
CoítSUiiio
• d&3 bus possitor raáx 1 1 0 \vA
* de tensión iionuriat L *• <sin máx. 1 Sfl mAcarga)
Disipación deí mcdiito tfp. 5,5 W
Estados, olamias, diagnóstico
SeñaTísacóin de estado ua i pn vsrds por ceineS
Aíaímas rslnguna
runcsaiies de djagnóstco ninguna
Datos para lo selección de, un actúa dar
"tensión dsssíida
» con señal "1"
Corriente de salida
* con serval "1"va^orncrnlnal
margen admisible:
• con señal "0" itcnadadresfcluaí]
Hetordo de salida (bajo cargacárnica)
* cteTTa-f
- tísTQ^T
Margen de resísiencia de ca^a
Carga de lámparas
Conedórí sn parando de 2salidas
• para mando recfemdaníe deuna carpa
• para elevación efe potencia
Activación de una entradadáital
Frecuencia ds conmutación
* para carga ólimíca
* para carsa ffidUGÜraseíjún CE1 947-5-1, DC 13
* para cartjíi efe taíi*paras
Uniñaaófi fíráerna) de latensión de oaiie irjtíirctlys
Protección ctesandas contraccfíocíroníos
* umisral ds conmufecion
mín.L-^SV)
0.5A
Sn^aO.SA
máx. 0,5 mA
mece 100 ¡is
ffiSK. SCO us*4Süa4kQ
rnáxSW
posible (sólo salidas delmismo grxjgjo)
imposible
poseía
máx 100 Hz
más: 0,5 HE
máx. ÍQ Hz
üpoL-(-S3V)
sí, císctrónica
ifp. 1 A
E-9
E.2.3 MÓDULOS BE ENTRADAS ANALÓGICAS SM 331; AI 8 X 12 BIT(6ES7331-7KF02-OABO)
Dimensiones y peso
Dimensiones A x A xP {en nim)
Beso
40x125x117
QpfOtfl 250 g
Datos específicas deí módulo
.sfncran feads
CsnSrfad de entradas• en soertcta fi[x>
resistan cis
Longitud ds rabie*' con pantana.
no
S4
máx. 2DQ mmáx. 50 m para 80 mV yteínioeíeriienios
Tensiones, intensidades, potenciales
Tensen nctnihsl efeQlímentacJorí para la
* protección contratove{sj£ni de pcüari&ró
Alimentación deírasisducíoiss de medida* comente a&nent
• proiectóán coniraccxtocírcuítos
Oarrsenie constante parasenda upo resistencia
Separación gsjyénica
* entre canales y bisposterior
• entre canaSes y tensiónde aüntentacior» ds laelectrónica- 110 en iransducior a
2 hilos
Diferencia depoíertcsaladmisible* entra entradas y ívlAH*
\UCAÍ]— pora ssñai = 0 V
* entre las entradas( CÍA)
* entre K-UHA yMnrems C-JiSo)
AtókMTseníc ensayado ecoConsumo; GSI UUS pG3í5ÍÍQf
* cíe tensión de cargo . L-r
DTsfoacíDn dea níódulo
24V^c.
sí
ináx: 60 mA (por ceno!}
si
típ. -1,67 mA.
sí
sí
^SVc.c.
2,SVc.c.
7SVc.c./60Vc.a.
500VC.C.
náx-SOmAmóx. 30 rnA.(an irartsducícr a 2 hües)
tfp. 1 w
Formación de valores analógicos
Princfefc de medición por Integración
Feneció- tíe-^egraqóívtierí a íie
canal)
* parameírizaUJe sí
* periodo cráágr. «n .re» 2,5 1E% S3* aempo conversicn 3 17 Z2
fcatáco ind pafodoÉniegraaco en rns
üempo convsrsícn 1 S 1aditíonál peati reediciónf£-5tsí6nci3 en IYJSo bien
üempo canvefaien 10 1Q 10adícfonal parasupen ícsi roíura. hiloen msoíáenifem(3o cxaivsr^n 16 16 16adícsjnol para m-dñáónreslsíencsaysupervisicn P3íura hitó
• resolucíói en tóte O'iíá. 9 12 12margen sacceslva) bíía IjTís brís
• si resJóníenssGíies 400 130 SJperíurbadoma para,íreaesiaa paraaía Í1en Hz
* Ttenipo e|ecucl55 24 136 176básico del nraxtuto ennw {tot*DS ¡os canaíeahflbiltactos}
Aplanamiento de Jos valores ningunanvsdÉdoe
10Q
102
*
10
16
bfe
10
S16
SupreaTón d& perturlsacíones, límites cíe error
Supreaórí de. tensíoríss peiiurfaadoras para í = » x{f 1 i 1 %}, (f 1 = frecuencia pararía)
• niodo com&y > 7O dB(USQM<2£V)
* n^odo seria (cresía <Ss ta >40 dBperíuríjacáíi < Yafornomlríaí níargen deentrada)
Diñfonía. entre ías entradas > 50 dB
UiTiiie efe error procreo ícíí íixfo eí rrrarg&íí de íe^peraaireferido af. mergen de entrada)* entrada de bensJóíi 8G mV ± 1 %
de 250 a ± 0,61J30QmV
ds2,5a1DV * 0,6
• entrada de fritesMad de 3,2 a 20 niA dr Ot7
* JResDfefencEa JSQ2: 3íJO<2; ± 0, 7
* Termoelemeíito Opa E,, M, J, K, L ±1,1* ieniiorresistencía P¿ IDO/ * 0,7
tSIGD
""ÍT
%
%
%
%
%
%
E-10
E.2.4 MÓDULOS DE SALIDAS ANALÓGICAS SM 332; AO 4 X 12 BIT (6ES7332-5HD01-OABO)
Dímensíonesy paso
Dimensiones A X Ax F (en mm)
Peso
40X125X117
aprox. 220 g
Datos específicos del módulo
Soporta operación sincronizada
Cantidad de salidas
Longitud de cable
" con pantalla
no
4
máx. 200 m
Tensiones, intensidades, potencíales
Tensión nominal de carga L-J-
* protección contra inversiónde polaridad
Separación galvánica
entre canales y busposterior
* entre canales y tensión dealimentación de laelectrónica
* entre los canales
• canales y tensión de cargaL+
Diferencia de potencialadmisible
' entras- y MANA (UCM)
- entre MANA VHnlama CulSo)
Aislamiento ensayado con
Consumo
• del bus posterior
' de tensión de carga L+ (sincarga)
Disipación del módulo
24 V c.c.
sí
sí
sí
no
si
3 V c,c.
75 V c.c. / 60 V c.a.
500 V c.c.
máx. 60 mA
máx. 240 mA
líp. 3 W
Formación de valores analógicos
Resolución (Incl.desbordamiento por exceso)
* -J: 10V; i 20 mA; 11 bits -f signo4 a 20 mA; 1 a 5 V
• Oa lOV;Oa20mA 12 bits
tiempo de conversión máx. 0,8 ms(por canal)
Tiempo de estabilización
• para carga óhmtca 0.2 ms
' para carga capacitiva 3,3 ms
• para carga inductiva 0,5 ms (1 mH)
3,3ms(1QmH)
Supresión de perturbaciones, íimhes de error
Díafonia entre las salidas > 40 dB
Límite de error práctico (en todo el margen de temperaturas,referido al margen de salida)
• Salida de tensión i 0,5 %
* Sáltela de intensidad i 0.6 %
Límite de error básico (límite de error" practicó a 25° C,referido al margen de salida)
* Salida de tensión i 0,4 %
* Salida de intensidad ± 0,5 %
Error por temperatura (referido ± 0,002 %/Kal margen de salida)
Error de lineatidad (referido al ±. 0,05 %margen de salida)
Exactitud de repetición (en ± 0,05 %esíado estacionario a 25° C,referido al margen de salida)
OudüisdÓfi de 53Üu3; SfiCuG ué ± 0,05 %
banda 0 a 50 kHz (referido almargen de salida)
Estados, alarmas, diagnóstico
Alarmas
• Alarma de diagnóstico parametrízable
Funciones de diagnóstico parametrizable
• indicador fallo colectivo LED rojo (SF)
• lectura de informaciones de posibledisgnóstico
intercalación valores si, paramelrizablesüstitutivos
¿y. -V
;- -i
Daíos para, la selección de im actuador
Márgenes de salida(vajores nominales}
Tensión
Resferencfa de carga (en e!maraen nominas dé satóda)
* salidas de tensión
- carga capacita
* safadas de intensidad— para UCM <1 V
- carga inductiva
Salida de tensión* protección centra
ecftocircejítós
* corriente de cortcdrcuíío
Salida de intensidad
-ÍOVOaiOVtaoV
=20 m4Q B 20 mA4 íi 20 mA
mín.1 k¡3ntóx. 1 íF
máx-SOOQnnáx.600W
máx. 10 raH
símáx. 25 mA.
1BV
Limite de destruccíc-n por
apocadas desde e3 e>ferior
* lensícn en ías saJídasrespecto a MAN¿
* inienádarf
Conexión deacíucdcres
* para sslkfe de íensícn
— conexicn a 4 hSoft(cab:e dé medídón)
* para salida de Érúertsídad
— ecnes^n s'.
roáx. 18 V psfmaji.;75 V durasiie máx. i 9 (reí.pías ./pauso, 1:20)
máx.
pos^áe
a
u*: t'
s
OX3NV
REGULADOR DE PROCESO UNIVERSAL
F-l
(JUMO) DICON 400/500
F.l ESTRUCTURA DE BLOQUE
Entradas analógicas14-2
fallada ancSágícc
Hatadas bjhaíías "¡42pero oanicetai Cnpctentíaí
Entradas ttfnarfas 3*4pera ccrtf-xfcstínpcteebf
Entradas binarias 5-i-Ó
Entradas bínanos 7-1-8pra? cenícctos i£tipotírcfcJ
$£- sólo tipo 703570
Entradas analógicas:
- Termómetro cíe insistencia- termopars
- señales de entrada
- Potenciómetro de resistencia
- Corriente calefacción
1MT/SS,
0
Q0
3ww
w\$k
WÍw8
j AltmenL de tensiónttoi -Acna.jMovo
1ls eP PROHBUS DP
«• C Solida 1
• H B Salida 2
^9 E Solide 3
«•¡SalIdo-4
4« U Salida 5
4» £ Solido &
Módulo
O de relésexternoERS
Salidas
- Heles
- Relé estático
- salida lógica 5V
- saíida lógica 22V
, - salida analógica
- Alimentación de tensión
para convertidor a 2 hüos
F.2 ESQUEMAS DE CONEXIÓN
F-2
Tipo 703570
pt&tnaáfa «ISefrfoasób íüdeb$ráf£«líí
tísnij'ffear «í metíalo ds sparatóen ba&s»
I t
Si una entrada analógica 1, 3 o bien 4 es conmutada mediante terpriopar concompensación de temperatura interna, no se deberá conectar en la entradaanalógica 2 una PtSOO, PttOOO o bien KTY.
Separación galvánica
TBpo TÍMttñr&y «l-i tó fOSStfS
ÍOVAC«I VCÓ
"H — H.
H—H
¡ffimentaeíón de tsrtsíáíi
A
P-4
Indicación de teclas
_ Ofc 0-*&2133JHS J[ o-" e*latew -*** t
70257070&533
sv vtnás
í ta)3a[rt3í ííc : pam la ntíteacíSn
tos rnod i opei in'ps>1,w
Denominaciones de teclasTeclas de izquierda a derecha:PGMExit/ManualModo automáticoDecrementoIncrementoconmutarde visualización
para programarpara programar y para el modo manual"!para e! arranque de ios programaspara reducir los valores de parámetrospara disminuir los valores de parámetros. Enter para programar y
Eh' te descripciones c|ueM¿¡engn a can.iínuacian se représenla la tecla conforma asu función C^^J o bíení^Q:}-
F.3 DATOS TÉCNICOS
F-5
t&mopar* Jeirpsr
raivs» orubieots.
Offl EW,eC5Sá103 ppm/K
FiKJBh-FtS*OIJI EM60534
$ ., Í3.6¡
O ».1820*0
o! ¿B.25H
.fH í CO 'ntecfw.» «Oeí BO/O fcícffconffícrtíe
i. ft» cí jwe> aoo-iaaa -C
Cfa*c tfs conoáon P.roci*»a«fcf:m«iíít>; 1o8u(m«5aíle%rnp
¡30 ; , -
KTYn-6 .2. hilw SOppm^K.
línea <bl ü*tv«r kílan ya V^«
TposíSn
4 — SOnA. CSaH»díttí>á&>2í1V0 -, ÍCmfi., CSsWa'dff terefc-rtií 1 V ICO ppmíK
S1VÍ
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P-6
Salidas
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Potencio. tgmBxrtancféíi ísíp cntáfeo
Rcolate«cÍn do coigo,
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y tettrlnttee. páuacotlo -f^ngiiud; tOnr^
Ocmpaüféfidad eíesttsn^irétba; EM61328
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panel «fe ffiertda.6u n-nnrttpíf»bjpo;enití.?nte/
flcpin EH ÍSO £23,
G-l
PANEL DEL OPERADOR OP7
G.l DESCRIPCIÓN
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*' ft
ti-^ »«aíP^Tf-i-""",-
f% j ^íi f r * «I/ÍGJ" ^Jítífíí4' *"Jjfi 'i jC a
Sinopsis• Panel de operador com-pacto y versátil para elmanejo y visuaíizacíón demáquinas s instalaciones• Dísplay de cristal líquidoreíroiluminado por LED: 4líneas, 20 caracteres/línea;altura de carácter 8 mm• 22 tecías de sistema, 8teclas de función persona-lizables y roíulables.
fifi Beneficios• Pantalla de alto contraste para legibilidad óptima• Grandes teclas para alta seguridad de manejo• Actualización rápida de variables• Extensa funcionalidad para manejo y vísualízacióneficiente, de ía gestión de recetas al backup/restore defírmware y datos de usuario, pasando por conversiónlineal• Manejo y configuración simples• Exento de mantenimiento gracias a fusible electrónico
0 Gama de aplicaciónLos paneles de operador OP7 sirven para todo tipo deaplicaciones con manejo y visualízación local demáquinas e instalaciones, tanto en la industriamanufacturera como en la industria de procesos, aligual que en la automatización de edificios.Estos equipos se usan en ios más diversos sectores yaplicaciones.
H Construcción• Display de cristal líquido retroíluminado por LED, 4
líneas, 20 caracteres/línea; aftura de carácter 8 mm• 22 teclas de sistema, 8 teclas de función
personalizabas y roíulables (4 con LED)• Caja de plástico con frontal de membrana• El frontal es resistente a los aceites, grasas y
productos de limpieza usuales• Calado reducido• Fusible electrónico• Puertos:• OP7/PP:RS 232/TTY, RS 485/422• OP7/DP:RS 232, RS 485/422,PPI/MP1/PROF1BUS DP hasta 1,5 Mbits/s-OP7/DP-72;RS 232/TTY, RS 485/422,PPI/MPl/PROFIBUS DP hasta 12 Mbits/s
flf FuncionesFunciones de manejo• Entrada numéríca/alfanumérica
teclas de sistemade consignas vía
• Teclas software (la función de estas teclas puedeconfigurarse para que cambie con la imagen)
• Tiras ínssríSuiss para íouss Iss ísclas de función• Teclas de función parcialmente con LEDs bicolorFunciones de alarma• Visualizacíón de valores de proceso• Gestión y tratamiento de avisos de estado y fallo• Indicación de fecha y hora en los avisos• Definición de las prioridades para los avisos• Distinción entre aviso de primer y último valor• Textos de ayuda sobre avisos, imágenes, etc.Otras funciones• Control de respeto de límites en las entradas• Funcionalidad ESTAD O/FORZAD O VAR encombinación con SIMATIC S5 y S7• Protección por contraseña• Cambio de idioma con 3 idiomas online• 17 idiomas confígurables incl. avisos del sistema(también juego de caracteres cirílico)• Ajuste del contraste• Peticiones al PLC para activar acciones controladaspor el mismo• Gestión de recetas• Teclas directas DP para operaciones de mandorápidas y deiermínisticas• Conversión lineal• Drivers nativos para PLGs de oíros fabricantes• PROFIBUS DP hasta 12 Mbits/s• Valores limite variables• Conexión de impresora en puerto integradoFilosofía de servicio técnico• Salvaguarda/restauración de configuración, fírmwarey registros de recetas• Firmware cargableCon figu raciónLos avisos e imágenes se configuran con el softwareSIMATIC ProTool/Lite, SIMATIC ProTool o SIMATICProTool/Pro Configuration (ver software deconfiguración o visualízación y supervisión)
M integraciónEl OP7 se puede conectara:• SIMATIC S7-200/-300/-4QO• PLC en software SlMATlC WinAC /Slot-PLC• SlMATlC S5• SlMATlC 505-SINUMERIK• PLCs de otros fabricantes, como por ejemplo:
-Alien Bradley- Mitsubishi-Telemecanique- Modicon- Omron- GE Fanuc
G-2
G.2 DATOS TÉCNICOS
flPFfflf?
ft
»WTQPcfc fc> Ktríííj-níjracléft .'apresa HKfjféXí (tensa aprese, íCGJ3Cí>í»K*3; ap«K, SUlCCGíioms
íe^íaáactócneíTifcfBna ledadoflt*á»»<ípfO(«í¿«,^í»flt£l> S»tíoíaií'daÍuvafeiq,4.í!«otS3
• Tedas de síafaffia ' 22 - fifi J , 22, A fot .
•T>oáSsaiác'.ponftíiRls&ífc1 ,
pparío* txf^aa^rrrítxji&jtssi^fis-^ ixBB22^t«ns
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9K6
D-6
D.5 EQUIPOS ADICIONALES RECOMENDADOS
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O O¡OiC CÍO O/ÍOlüiUt UltUJ'UÍ'UJfUJ/ 1UJ