Artu ro Martí L Mi S5 A S7-1 1214 de SIEMENS m el TIA PORTAL...

Mi

Gra

igració de

Dirigit

au d'Engin

Artu

e S5 A S7-1T

TREBAL

pel Prof. J

nyeria Ele

T

ro Martí L

1214 de STIA PORTA

LL DE FI D

José Ram

ectrònica I

Tarragona

2014

López

SIEMENS mAL

DE GRAU

món López

Industrial

a

mitjançant

z López

i Automàt

t el

tica

Migració de S5 a S7-1214 de Siemens mitjançant el TIA PORTAL

ÍNDEX GENERAL 2

Migració de S5 A S7-1214 de SIEMENS mitjançant el TIA PORTAL

1. Índex General

TITULACIÓ: Grau d’Enginyeria Electrònica Industrial i Automàtica

AUTOR: Arturo Martí López . DIRECTOR: José Ramón López López .

DATA: Setembre del 2014.


ÍNDEX GENERAL 3

Índex Índex de Figures .................................................................................................................. 11 Índex de Taules .................................................................................................................... 12 3 Memòria ................................................................................................................... 19

3.1 Objecte .............................................................................................................. 19

3.2 Abast ................................................................................................................. 20

3.3 Antecedents ...................................................................................................... 22

3.4 Normes i referències ......................................................................................... 23

3.4.1 Disposicions legals i normatives aplicades .................................................... 23

3.4.2 Bibliografia ..................................................................................................... 23

3.4.3 Programes de Càlcul ....................................................................................... 23

3.4.4 Pla de gestió de la qualitat aplicat durant la redacció del projecte ................. 24

3.4.5 Altres referències ............................................................................................ 24

3.5 Definicions i Abreviatures ................................................................................ 25

3.6 Requisits de disseny .......................................................................................... 28

3.6.1 Descripció del sistema .................................................................................... 28

3.6.2 Central Negativa ............................................................................................. 29

3.6.2.1 Cambra de congelats ........................................................................ 29

3.6.2.2 Cambra de congelats a granel .......................................................... 29

3.6.2.3 Congelats al públic ........................................................................... 29

3.6.2.4 PLC1 ................................................................................................ 29

3.6.3 Central Positiva .............................................................................................. 29

3.6.3.1 Cambra de xarcuteria ....................................................................... 29

3.6.3.2 Cambra làctics i derivats .................................................................. 30

3.6.3.3 Cambra de carnisseria ...................................................................... 30

3.6.3.4 Cambra de fruites i verdures ............................................................ 30

3.6.3.5 Vitrina cremeria i xarcuteria ............................................................ 30

3.6.3.6 Mural de iogurts, batuts i llets .......................................................... 30

3.6.3.7 Vitrina de xarcuteria i formatges ..................................................... 30

3.6.3.8 Vitrina de carns ................................................................................ 30

3.6.3.9 Vitrina xarcuteria de lliure servei ..................................................... 30


ÍNDEX GENERAL 4

3.6.3.10 Vitrina carnisseria de lliure servei ................................................... 30

3.6.3.11 PLC2 ................................................................................................ 31

3.6.4 Programa a dissenyar ..................................................................................... 31

3.6.4.1 Migració des del S5 .......................................................................... 31

3.6.5 Introducció ..................................................................................................... 31

3.6.5.1 Descripció del procés de refredament .............................................. 31

3.6.5.2 Descripció dels components de la instal·lació frigorífica a controlar

pels PLC ........................................................................................... 33

3.6.6 Requisits del client ......................................................................................... 37

3.6.7 Requisits de normatives ................................................................................. 37

3.7 Anàlisi de solucions .......................................................................................... 38

3.7.1 Cambres .......................................................................................................... 38

3.7.1.1 Central Negativa .............................................................................. 38

3.7.1.2 Central Positiva ................................................................................ 39

3.7.2 Compressors ................................................................................................... 39



3.7.3 Evaporadors .................................................................................................... 41

3.7.3.1 Càlcul i selecció de l’evaporador segons el fabricant ...................... 41



3.7.4 Condensadors ................................................................................................. 45



3.7.5 Sistema de control .......................................................................................... 46

3.8 Resultats finals .................................................................................................. 47

3.8.1 Cambres .......................................................................................................... 47



3.8.2 Compressors ................................................................................................... 50


ÍNDEX GENERAL 5



3.8.3 Evaporadors .................................................................................................... 56



3.8.4 Condensadors ................................................................................................. 57






3.8.6 TIA PORTAL v12 .......................................................................................... 72

3.8.7 Instal·lació elèctrica ....................................................................................... 74

3.8.7.1 Central negativa ............................................................................... 74

3.8.7.2 Central positiva ................................................................................ 74

3.8.8 Sala de màquines ............................................................................................ 74

3.9 Planificació ....................................................................................................... 76

3.10 Ordre de prioritat entre els documents bàsics ................................................... 77

4 ANNEX: Software autòmats ................................................................................... 80 4.1 Serveis negatius ................................................................................................ 80

4.2 Serveis positius ................................................................................................. 91

4.2.1 Comunicació de l’autòmat a una estació PC, mitjançant TIA PORTAL i OPC

server .............................................................................................................. 97

4.2.2 Software serveis positius ................................................................................ 98

4.3 S7-PLCSIM v12 ............................................................................................. 114

5 Plànols .................................................................................................................... 118 5.1 Plànol situació ................................................................................................ 118

5.2 Plànol emplaçament ........................................................................................ 119

5.3 Plànol distribució planta supermercat ............................................................. 120

5.4 Plànol esquema hidràulic central negativa ..................................................... 121

5.5 Plànol esquema hidràulic central positiva ...................................................... 122

5.6 Plànol connexió elèctrica motors central negativa ......................................... 123


ÍNDEX GENERAL 6

5.7 Plànol connexió elèctrica motors central positiva .......................................... 124

5.8 Plànol esquema de mando de la central negativa (cambra 1) ......................... 125



5.11 Plànol esquema de mando de la central positiva, equip frigorífic 1 ............... 128









5.20 Plànol esquema de mando de la central positiva, equip frigorífic 10 ............. 137

6 Plec de condicions generals, facultatives, econòmiques i tècniques ..................... 142 6.1 Capítol Preliminar: Disposicions Generals ..................................................... 142

6.1.1 Naturalesa i objecte del Plec General ........................................................... 142

6.1.2 Documentació del Contracte d'Obra ............................................................ 142

6.2 Capítol I: Condicions Facultatives ................................................................. 143

6.2.1 Epígraf 1: Delimitació General de Funcions Tècniques .............................. 143

6.2.1.1 El Projectista .................................................................................. 143

6.2.1.2 El Constructor ................................................................................ 143

6.2.2 Epígraf 2: De les obligacions i drets generals del Contractista .................... 144

6.2.2.1 Verificació dels documents del projecte ........................................ 144

6.2.2.2 Pla de Seguretat i Salut .................................................................. 144

6.2.2.3 Oficina a l'obra ............................................................................... 144

6.2.2.4 Representació del Contractista ....................................................... 144

6.2.2.5 Presència del Contractista en l'obra ............................................... 145

6.2.2.6 Treballs no estipulats expressament ............................................... 145

6.2.2.7 Interpretacions, aclariments i modificacions dels documents del

projecte ........................................................................................... 145

6.2.2.8 Reclamacions contra les ordres de la Direcció Facultativa ............ 146


ÍNDEX GENERAL 7

6.2.2.9 Recusació pel Contractista del personal nomenat pel Projectista .. 146

6.2.2.10 Faltes del personal .......................................................................... 146

6.2.3 Epígraf 3: Prescripcions generals relatives als treballs i als mitjans auxiliars

...................................................................................................................... 146

6.2.3.1 Camins i accessos ........................................................................... 146

6.2.3.2 Replanteig ...................................................................................... 146

6.2.3.3 Començament de l'obra. Ritme d'execució dels treballs ................ 147

6.2.3.4 Ordre dels treballs .......................................................................... 147

6.2.3.5 Facilitat per a altres Contractistes .................................................. 147

6.2.3.6 Ampliació del projecte per causes imprevistes o de força major ... 147

6.2.3.7 Pròrroga per causa de força major ................................................. 147

6.2.3.8 Responsabilitat de la Direcció Facultativa en el retard de l'obra ... 148

6.2.3.9 Condicions generals d'execució dels treballs ................................. 148

6.2.3.10 Obres ocultes .................................................................................. 148

6.2.3.11 Treballs defectuosos ....................................................................... 148

6.2.3.12 Vicis ocults ..................................................................................... 149

6.2.3.13 Neteja de les obres ......................................................................... 149

6.2.4 Epígraf 4: Recepcions de les obres i instal·lacions ...................................... 149

6.3 Capítol II: Condicions Econòmiques .............................................................. 151

6.3.1 Epígraf 1: Principi general ........................................................................... 151

6.3.2 Epígraf 2: Fiances ......................................................................................... 151

6.3.2.1 Fiança provisional .......................................................................... 151

6.3.2.2 Execució de treballs amb càrrec a la fiança ................................... 151

6.3.2.3 Devolució de la fiança .................................................................... 152

6.3.2.4 Devolució de la fiança en el cas que es facin recepcions parcials . 152

6.3.3 Epígraf 3: Preus ............................................................................................ 152

6.3.3.1 Preus contradictoris ........................................................................ 152

6.3.3.2 Reclamacions d'augment de preus per causes diverses .................. 153

6.3.3.3 Revisió dels preus contractats ........................................................ 153


ÍNDEX GENERAL 8

6.3.3.4 Emmagatzemament de materials ................................................... 153

6.3.4 Epígraf 5: De la valoració i abonament dels treballs ................................... 153

6.3.4.1 Formes diferents d'abonament de les obres .................................... 153

6.3.4.2 Relacions valorades i certificacions ............................................... 154

6.3.4.3 Millores d'obres lliurament executades .......................................... 154

6.3.4.4 Pagaments ...................................................................................... 155

6.3.4.5 Abonament de treballs executats durant el termini de garantia ..... 155

6.3.5 Epígraf 6: Les indemnitzacions mútues ....................................................... 155

6.3.5.1 Import de la indemnització per retard no justificat en el termini

d'acabament de les obres ................................................................ 155

6.3.5.2 Demora dels pagaments ................................................................. 155

6.3.6 Epígraf 7: Varis ............................................................................................ 156

6.3.6.1 Assegurança de les obres ............................................................... 156

6.3.6.2 Conservació de l'obra ..................................................................... 156

6.4 Capítol III: Condicions Tècniques Generals................................................... 157

6.4.1 Capítol 1. Equips complerts ......................................................................... 157

6.4.2 Capítol 2. Equips partits ............................................................................... 159

6.4.3 Capítol 3. Control i instrumentació .............................................................. 163

7 Estat de medicions ................................................................................................. 166 7.1 Capítol 1: Equips Complerts ........................................................................... 166

7.2 Capítol 2: Equips partits ................................................................................. 167

7.3 Capítol 3: Control i instrumentació ................................................................ 168

8 Pressupost .............................................................................................................. 171 8.1 Capítol 1: Equips Complerts ........................................................................... 171

8.2 Capítol 2: Equips partits ................................................................................. 172

8.3 Capítol 3: Control i instrumentació ................................................................ 173

8.4 Resum ............................................................................................................. 174

9 Estudis amb entitat pròpia ..................................................................................... 177 9.1 Estudi Bàsic de Seguretat i Salut .................................................................... 177

9.1.1 Compliment del R.D. 1627/97 de 24 d’octubre sobre disposicions mínimes de

seguretat i salut a les obres de construcció ................................................... 177

9.1.2 Principis generals aplicables durant l’execució de l’obra ............................ 178


ÍNDEX GENERAL 9

9.1.3 Identificació dels riscos ................................................................................ 179

9.1.3.1 Mitjans i maquinaria ...................................................................... 179

9.1.3.2 Treballs previs ................................................................................ 180

9.1.3.3 Revestiments i acabats ................................................................... 180

9.1.3.4 Instal·lacions .................................................................................. 180

9.1.4 Relació no exhaustiva dels treballs que impliquen riscos especials (Annex II

del R.D. 1627/1997) ..................................................................................... 180

9.1.5 Mesures de prevenció i protecció ................................................................. 181

9.1.5.1 Mesures de protecció col·lectiva .................................................... 181

9.1.5.2 Mesures de protecció individual .................................................... 181

9.1.5.3 Mesures de protecció a tercers ....................................................... 182

9.1.6 Primers auxilis .............................................................................................. 182

9.1.7 Seguretat i salut a les obres .......................................................................... 182


ÍNDEX DE FIGURES I TAULES 9


2. Índex de Figures i Taules






Índex de Figures

Figura 1. Diagrames de blocs del sistema. .......................................................................... 28 Figura 2. Diagrama del cicle de refrigeració. ...................................................................... 32 Figura 3. Compressor hermètic. .......................................................................................... 33 Figura 4. Compressor semihermètic. ................................................................................... 34 Figura 5. Compressor obert. ................................................................................................ 34 Figura 6. Condensador d’una cambra frigorífica. ............................................................... 35 Figura 7. Evaporador d’una cambra frigorífica. .................................................................. 36 Figura 8. Vàlvula de seguretat. ............................................................................................ 36 Figura 9. Gràfic humitat relativa-∆T. .................................................................................. 41 Figura 10. Gràfic temperatura d'evaporació-factor de correcció de la potència. ................. 42 Figura 11. Taula representativa dels límits de corrent a l’arrancada establerts pel REBT. . 50 Figura 12. Taula representativa dels límits de corrent a l’arrancada establerts pel REBT. . 51 Figura 13. Funcionament de la gestió dels equips frigorífics i dels compressors. .............. 52 Figura 14. CPU S7-1214C amb mòduls ampliats. .............................................................. 59 Figura 15. Dispositius dels serveis negatius configurats al TIA PORTAL v12, on es veu la CPU de l'autòmat i els dispositius d'entrada i de sortida. .................................................... 60 Figura 16. Regleta de connexions de l'autòmat de serveis negatius. ................................... 60 Figura 17. Estructura bàsica del programa de gestió de la central negativa. ....................... 64 Figura 18. Dispositius configurats dels serveis positius al TIA PORTAL v12, on es veu la CPU de l'autòmat i els dispositius d'entrada i de sortida. .................................................... 65 Figura 19. Regleta de connexions de l'autòmat de serveis positius. .................................... 66 Figura 20. Estructura bàsica del programa de gestió de la central positiva......................... 71 Figura 21. Pantalla de creació del projecte al TIA PORTAL. ............................................. 72 Figura 22. Pantalla de selecció del PLC al TIA PORTAL. ................................................. 72 Figura 23. Pantalla de selecció dels mòduls a afegir al PLC. .............................................. 73 Figura 24. Diagrama de planificació del present projecte. .................................................. 76 Figura 25. Diagrama de flux de l’arrancada-parada del sistema. ........................................ 80 Figura 26. Diagrama de flux de la gestió de la cambra amb el compressor d’arrancada estrella-triangle. ................................................................................................................... 81 Figura 27. Diagrama de flux de la gestió d’una cambra. ..................................................... 82 Figura 28. Diagrama de flux de la gestió del desglaçament. ............................................... 83 Figura 29. Diagrama de flux de l’arrancada-parada del sistema. ........................................ 91 Figura 30. Diagrama de flux de la gestió d’una cambra. ..................................................... 92 Figura 31. Diagrama de flux de la gestió del desglaçament. ............................................... 93 Figura 32. Verificació connexió correcta entre els mòduls CPU i estació PC. ................... 97 Figura 33. Mòduls configurats exactament igual que els del TIA PORTAL. ................... 114 Figura 34. Comprovació simulació al PLCSIM. ............................................................... 115 Figura 35. Comprovació simulació al TIA PORTAL. ...................................................... 115



Índex de Taules

Taula 1. Patró gestió dels compressors. ............................................................................... 52 Taula 2. Taula de veritat representativa del grup 1. ............................................................ 54 Taula 3. Taula de veritat representativa del grup 2. ............................................................ 54 Taula 4. Taula de veritat representativa del grup 3. ............................................................ 56 Taula 5. Taula de variables d’entrada que controla el PLC de la central negativa. ............ 61 Taula 6. Taula de variables de sortida que controla el PLC de la central negativa. ............ 62 Taula 7. Taula de marques que utilitza el PLC de la central negativa. ............................... 63 Taula 8. Taula de variables d’entrada que controla el PLC de la central positiva. ............. 67 Taula 9. Taula de variables de sortida que controla el PLC de la central positiva. ............. 69 Taula 10. Taula de marques que utilitza el PLC de la central positiva. .............................. 70 Taula 11. Taula d'assignacions del programa de la central negativa. .................................. 85 Taula 12. Taula d'assignacions del programa de la central positiva. ................................... 96


MEMÒRIA DESCRIPTIVA 13


3. Memòria






3.0 FULL D’IDENTIFICACIÓ


Codi d’Identificació: 43878

Client: RESTA S.A. C.I.F. A-345452211 C/ BAIX EBRE, 22 43001 TARRAGONA 977654433 [email protected] Autor: Arturo Martí López Enginyer Industrial Número de col·legiat: 43500 Empresa: OFTECMAR S.L. C.I.F. A-53432321 C/ MARE MOLAS, 54 43006 TARRAGONA 977643211 [email protected] FIRMES: CLIENT EMPRESA



Índex 3 Memòria ................................................................................................................... 19

3.1 Objecte .............................................................................................................. 19

3.2 Abast ................................................................................................................. 20

3.3 Antecedents ...................................................................................................... 22

3.4 Normes i referències ......................................................................................... 23

3.4.1 Disposicions legals i normatives aplicades .................................................... 23

3.4.2 Bibliografia ..................................................................................................... 23

3.4.3 Programes de Càlcul ....................................................................................... 23

3.4.4 Pla de gestió de la qualitat aplicat durant la redacció del projecte ................. 24

3.4.5 Altres referències ............................................................................................ 24

3.5 Definicions i Abreviatures ................................................................................ 25

3.6 Requisits de disseny .......................................................................................... 28

3.6.1 Descripció del sistema .................................................................................... 28

3.6.2 Central Negativa ............................................................................................. 29

3.6.2.1 Cambra de congelats ........................................................................ 29

3.6.2.2 Cambra de congelats a granel .......................................................... 29

3.6.2.3 Congelats al públic ........................................................................... 29

3.6.2.4 PLC1 ................................................................................................ 29

3.6.3 Central Positiva .............................................................................................. 29

3.6.3.1 Cambra de xarcuteria ....................................................................... 29

3.6.3.2 Cambra làctics i derivats .................................................................. 30

3.6.3.3 Cambra de carnisseria ...................................................................... 30

3.6.3.4 Cambra de fruites i verdures ............................................................ 30

3.6.3.5 Vitrina cremeria i xarcuteria ............................................................ 30

3.6.3.6 Mural de iogurts, batuts i llets .......................................................... 30

3.6.3.7 Vitrina de xarcuteria i formatges ..................................................... 30

3.6.3.8 Vitrina de carns ................................................................................ 30

3.6.3.9 Vitrina xarcuteria de lliure servei ..................................................... 30

3.6.3.10 Vitrina carnisseria de lliure servei ................................................... 30



3.6.3.11 PLC2 ................................................................................................ 31

3.6.4 Programa a dissenyar ..................................................................................... 31

3.6.4.1 Migració des del S5 .......................................................................... 31

3.6.5 Introducció ..................................................................................................... 31

3.6.5.1 Descripció del procés de refredament .............................................. 31

3.6.5.2 Descripció dels components de la instal·lació frigorífica a controlar

pels PLC ........................................................................................... 33

3.6.5.2.1 Compressor .................................................................................. 33

3.6.5.2.2 Condensador ................................................................................ 35

3.6.5.2.3 Evaporador .................................................................................. 35

3.6.5.2.4 Vàlvula de seguretat .................................................................... 36

3.6.6 Requisits del client ......................................................................................... 37

3.6.7 Requisits de normatives ................................................................................. 37

3.7 Anàlisi de solucions .......................................................................................... 38

3.7.1 Cambres .......................................................................................................... 38



3.7.2 Compressors ................................................................................................... 39



3.7.3 Evaporadors .................................................................................................... 41

3.7.3.1 Càlcul i selecció de l’evaporador segons el fabricant ...................... 41


3.7.3.2.1 Cambra de congelats ................................................................... 42

3.7.3.2.2 Cambra de congelats a granel ...................................................... 43


3.7.3.3.1 Cambra de xarcuteria ................................................................... 43

3.7.3.3.2 Cambra de làctics i derivats ......................................................... 44

3.7.3.3.3 Cambra de carnisseria ................................................................. 44

3.7.3.3.4 Cambra de fruites i verdures ....................................................... 45

3.7.4 Condensadors ................................................................................................. 45






3.8 Resultats finals .................................................................................................. 47

3.8.1 Cambres .......................................................................................................... 47




3.8.1.1.3 Congelats al públic ...................................................................... 47


3.8.1.2.1 Cambra de xarcuteria, de làctics i derivats, de carnisseria i de

fruites i verdures .......................................................................... 49

3.8.1.2.2 Vitrina cremeria i xarcuteria, vitrina de xarcuteria i formatges i

vitrina de carns ............................................................................ 49

3.8.1.2.3 Mural de iogurts, batuts i llets ..................................................... 49

3.8.1.2.4 Vitrina xarcuteria de lliure servei i vitrina carnisseria de lliure

servei ........................................................................................... 49

3.8.2 Compressors ................................................................................................... 50




3.8.2.1.3 Congeladors al públic .................................................................. 51


3.8.3 Evaporadors .................................................................................................... 56





3.8.3.2.1 Cambra de xarcuteria, de làctics i derivats, de carnisseria i de

fruites i verdures .......................................................................... 57

3.8.4 Condensadors ................................................................................................. 57






3.8.4.1.3 Congeladors al públic .................................................................. 58




3.8.5.1.1 Taula de les variables d’entrada que controlarà el PLC .............. 61

3.8.5.1.2 Taula de les variables de sortida que controlarà el PLC ............. 62

3.8.5.1.3 Taula de les marques que utilitzarà el PLC ................................. 63

3.8.5.1.4 Estructura del programa .............................................................. 64


3.8.5.2.1 Taula de les variables d’entrada que controlarà el PLC .............. 66

3.8.5.2.2 Taula de les variables de sortida que controlarà el PLC ............. 68

3.8.5.2.3 Taula de les marques que utilitzarà el PLC ................................. 70

3.8.5.2.4 Estructura del programa .............................................................. 71

3.8.6 TIA PORTAL v12 .......................................................................................... 72

3.8.7 Instal·lació elèctrica ....................................................................................... 74

3.8.7.1 Central negativa ............................................................................... 74

3.8.7.2 Central positiva ................................................................................ 74

3.8.8 Sala de màquines ............................................................................................ 74

3.9 Planificació ....................................................................................................... 76

3.10 Ordre de prioritat entre els documents bàsics ................................................... 77



3 Memòria

3.1 Objecte

El principal objectiu del projecte és la migració de S5 a S7-1214 de Siemens

mitjançant el TIA PORTAL. Per a aconseguir l’anterior, s’ha de considerar que:

El programa de control estarà realitzat amb llenguatge STEP7 al software TIA PORTAL de Siemens.

L’autòmat programable també serà de Siemens, en concret el S7-1214. Els sensors i actuadors per a realitzar les tasques de control provinents de

l’autòmat programable. Un altre objectiu del projecte és la millora del control i la actualització del circuit

refrigerant, incloses les cambres i expositors que contindran els productes congelats i de conservació.

El control es farà mitjançant dos autòmats programables. Un serà utilitzat per les

cambres de servei negatiu (que treballen amb els productes congelats) i l’altre serà utilitzat per les cambres de servei positiu (que treballen amb els productes de conservació). D’aquesta forma es controlaran les cambres d’una forma més eficaç i segura. A la vegada també s’aconseguirà reduir el consum elèctric de tot el sistema.

Un dels principals motius que impulsen el projecte, és el desig de millora del servei i

de la eficiència energètica per part del supermercat. Ja que és un supermercat gran, és necessari oferir el millor servei als clients amb les millors condicions, sense deixar de banda la eficiència energètica.



3.2 Abast

L’abast del present projecte és la migració de l’automatització feta del S5 al S7-1214

de Siemens. Al present projecte es poden trobar les següents seccions amb el següent contingut:

Índex general: aquí es pot trobar la estructura general de tot el document. Índex de figures i taules: en aquesta secció es pot trobar cada figura i cada

taula utilitzades a tot el document, a part de les pàgines on estan localitzades. Memòria: aquí es pot trobar la part gran de la memòria. On es fa tota la

explicació teòrica i es dóna tota la informació. Annex de càlcul: en aquesta secció es pot trobar tot el relacionat amb els

programa dissenyat. Plànols: aquí es poden veure els plànols realitzats, com són els esquemes

elèctrics, els dels circuits refrigerants i el de la planta. Plec de condicions: aquí es poden trobar totes les condicions per a la

elaboració del projecte. Estat de medicions: aquí es poden trobar totes les unitats de material

necessari per a la elaboració del projecte. Pressupost: en aquesta secció es trobarà el pressupost del projecte desglossat

en diferents capítols i el total al final. Estudis amb entitat pròpia: en aquesta secció es trobarà l’estudi bàsic de

seguretat i salut. Aquest projecte també inclou tota la maquinària necessària (compressors,

condensadors, evaporadors, vàlvules, etc.) per al funcionament del sistema. Ja que al supermercat hi ha productes de fred o conservació i productes congelats, es disposaran dos sistemes independents, tant en maquinària com en software, per a millorar el control que es tindrà de cada secció.

El supermercat ja es troba construït a l’Hospitalet de l’Infant i té una superfície de

904,4 m2, així com el sistema de refrigeració, que es renovarà completament. Consta de 2 cambres i l’expositor de cara al públic, per a la secció de congelats i consta de 4 cambres i 6 expositors de cara al públic, per a la secció de conservació o de fred. Cadascun d’aquests sistemes, anirà controlat mitjançant termòstats regulables, facilitant així la personalització per part de l’usuari.

Per al circuit refrigerant dels productes congelats, s’ha optat per utilitzar tres sistemes

independents (formats pel conjunt condensador, evaporador, compressor més les vàlvules necessàries), ja que només s’han de controlar 3 equips de congelació. En canvi per a la secció de conservació o fred, s’han de controlar 10 equips. És per això que s’ha optat per un sistema format per tres compressors grans i un condensador en comú, capaços de refrigerar tot el sistema amb una gestió eficaç.

Per a facilitar el manteniment del sistema, al llarg d’aquest es disposaran vàlvules

manuals, per a poder aïllar parts del circuit en casos de manteniment. Al supermercat hi ha 2 accessos d’entrada i sortida, com 2 sortides d’emergència. També s’ha separat la zona de cambres i magatzem del supermercat mitjançant una porta doble, per facilitar el trànsit de productes.



Les cambres frigorífiques i els congeladors, estaran situats a la part posterior del

supermercat. Els expositors necessaris, estaran a vista del públic, el més pròxim possible de les cambres. De tal manera que la reposició de productes sigui immediata.

S’habilitarà una habitació al supermercat, on es disposarà l’armari elèctric i separadament es situarà una altra habitació amb tot l’equipament gran que vagi separat de les cambres frigorífiques. Aquest equipament gran està format pels compressors, pels condensadors, entre d’altres, de les dues seccions de productes (congelats i de fred o conservació).

Al ser un supermercat gran, es disposaran de diferents accessos com també de

sortides d’emergència. A la vegada, a la part posterior del supermercat, s’habilitarà una zona de càrrega i descàrrega de camions amb accés a les cambres, per a facilitar la recàrrega dels productes necessaris del supermercat.



3.3 Antecedents

Una font de consum d’energia elèctrica molt important a les ciutats són els

supermercats. Això és degut a la gran quantitat de supermercats que hi ha a les ciutats. A part, cadascun té els seus sistemes frigorífics per a mantenir tots els aliments a les temperatures adequades.

Aquest fet fa que cada supermercat tingui els compressors i la resta de sistemes

encesos entre 16-18 hores al dia per a mantenir la temperatura constant fent que el consum d’energia elèctrica es dispari. Llavors en aquest projecte es farà el control dels sistemes frigorífics de tal forma que mantinguin la temperatura constant, però alhora aportant un estalvi energètic molt important.

Inicialment l’automatització es feia mitjançant lògica cablejada. El tractament de

dades es fa amb relés i la connexió de temporitzadors o comptadors associats a aquests. Llavors genera un sistema capaç de realitzar una seqüència de tasques, però de forma rígida i sense possibilitats de variació. Si es vol fer una modificació del control, s’ha de dissenyar un nou circuit.

Després es va començar a utilitzar la lògica programada. Aquí el tractament de dades

es fa ja mitjançant un software d’una forma més ràpida que la lògica cablejada. Llavors en aquest cas el sistema realitza les tasques d’una forma molt més flexibles. Ja que per a canviar algun paràmetre del control només s’ha de canviar el software, sense necessitat de dissenyar de nou el circuit.

Tot això fa que la eficiència i la rapidesa en la execució de les tasques i en el

tractament de dades que proporciona la lògica programada, sigui la escollida per al present projecte. D’aquesta manera el sistema serà més intuïtiu de fer funcionar o fer modificacions, degut al software de l’autòmat programable.

Dins de la lògica programada, es poden trobar els microcontroladors i els autòmats

programables. Però d’aquests s’han escollit els autòmats programables. Això ha estat així ja que estan més encarats a treballar en ambients industrials, a part tenen la possibilitat de controlar moltes més entrades i sortides que els microcontroladors, cosa que aporta al sistema una flexibilitat més gran.

Fins i tot, la elecció dels autòmats programables dóna una possibilitat extra, que és la

instal·lació d’un sistema SCADA. Això faria que mitjançant aquest software, es podria rebre la realimentació del sistema fent que a temps real es sàpiguen totes les dades i l’estat d’aquest mateix. Llavors aportaria una forma de control encara molt més intuïtiva per als operaris, entre molts d’altres aspectes.



3.4 Normes i referències

3.4.1 Disposicions legals i normatives aplicades

Criteris generals per a l’elaboració de projectes: UNE 157001:2002 Reglament Electrotècnic de Baixa Tensió (Real Decret 842/2002) Reglament de Seguretat en Instal·lacions Frigorífiques, tenint molt en

compte les instruccions: ITC-IF-01, ITC-IF-07 i ITC-IF-08 (Real Decret 138/2011)

Sistemes de refrigeració i bombes de calor. Requisits de seguretat i mediambientals: UNE-EN 378:2008.

Sistemes de refrigeració i bombes de calor. Elements flexibles de canonades, aïlladors de vibració, juntes de dilatació i tubs metàl·lics: UNE-EN 1736:2009.

Sistemes de refrigeració i bombes de calor. Vàlvules, requisits, assajos i marcat: UNE-EN 12284:2005.

Sistemes de refrigeració i bombes de calor. Dispositius d’alleujament de pressió i les seves canonades de connexió: UNE-EN 13136:2002.

Seguretat de màquines. Equip elèctric de les màquines. Requisits generals: UNE-EN 60204-1.

Símbols gràfics per a esquemes, UNE-EN-60617. Reglament d’aparells a pressió (Real Decret 2060/2008) Autòmats programables, UNE-EN 61131. Reglament de Prevenció de Riscos Laborals (Real Decret 485/1997,

486/1997, 487/1997) Reglament Tècnic Sanitari sobre les condicions generals de

emmagatzemament frigorífic d’aliments i productes alimentaris. (Real Decret 168/1985)

Reglament d’Instal·lacions de Protecció contra Incendis. (CTE-DB-SI4)

3.4.2 Bibliografia

[1] López López, José Ramón. Apuntes de Automatización Industrial.

[2] Artero Pujol, Fernando. Automatismo Eléctrico y Electrónico. Zaragoza, 1981.

[3] Mandado Pérez, Enrique; Marcos Acevedo, Jorge; Fernandez Silva, Celso.

Autómatas Programables: Entorno y Aplicaciones. Thompson Editores, Paraninfo 2004.

3.4.3 Programes de Càlcul

Per a fer els programes dels autòmats programables, s’ha utilitzat el programa

de Siemens TIA PORTAL v12. Per a fer la simulació s’ha utilitzat el programa de Siemens S7-PLCSIM v12.



3.4.4 Pla de gestió de la qualitat aplicat durant la redacció del projecte

S’ha ajustat la redacció del projecte a la norma UNE 157001.

3.4.5 Altres referències

[1] Pàgina Web http://en.wikipedia.org/wiki/Heat_pump_and_refrigeration_cycle

[2] Pàgina Web http://martinfix.blogspot.com.es/2012/12/compresores-hermeticos-semihermeticos.html

[3] Pàgina Web http://www.camarasfrigorificass.es/camaras_frigorificas_modulares.php

[4] Pàgina Web http://catalogue.costan.com/ExportWeb/031931_53973_1374741408_38_38_2_logged.pdf

[5] Pàgina Web https://www.bitzer.de/eng/products/prod/p3/1549 [6] Pàgina Web

http://catalogue.costan.com/ExportWeb/023666_111521_1399990756_34_34_5_not_logged.pdf

[7] Pàgina Web

http://catalogue.costan.com/ExportWeb/031926_65455_1386170434_22_22_5_not_logged.pdf

[8] Pàgina Web http://www.aireacondicionadoyrefrigeracion.es/productos/vitrinas-

murales-expositores-islas/vitrinas-refrigeradas-carne-embutido-y-pescado/bermuda/bermuda-3_75-sp

[9] Pàgina Web

http://cache.automation.siemens.com/dnl/TE/TE1MTUwMTMA_39960679_FAQ/39960679_S7-1200_OPC_SIMATIC-NET_TIA-Portal_e.pdf

[10] Pàgina Web http://es.slideshare.net/FUSADESORG/conservacion-af-1



3.5 Definicions i Abreviatures

Durant la redacció del present projecte tècnic s’utilitzaran les següents abreviatures:

CPU: “Central Process Unit”, Unitat Central de Procés. REBT: Reglament Electrotècnic de Baixa Tensió. TIA PORTAL: “Totally Integrated Automation Portal”, Portal

d’Automatització Totalment Integrat. PLC: “Programmable Logic Controller”. Controlador Lògic Programable o

Autòmat Programable. C.V. / HP: Cavalls de Vapor / “Horse Power”. ICP: Interruptor Control de Potència. IP: “Internet Protocol”, Protocol d’Internet. DNS: “Domain Name System”, Sistema de Noms de Domini.

Les definicions a considerar són les següents:

Sistema de refrigeració: conjunt de components interconnectats que contenen refrigerant i que constitueixen un circuit frigorífic tancat, en el qual el refrigerant circula amb el propòsit d’extraure o introduir calor a un mitjà extern al circuit frigorífic.

Sector d’alta pressió: part d’un sistema de refrigeració que treballa aproximadament a la pressió de condensació.

Sector de baixa pressió: part d’un sistema de refrigeració que treballa aproximadament a la pressió d’evaporació.

Sala de màquines específica: local no accessible al públic, especialment previst per a contenir, per raons de seguretat i protecció del medi ambient, components del sistema de refrigeració, exceptuant com tal quan només conté evaporadors, condensadors o canonades. No tindrà consideració d’espai o local habilitat als efectes d’establir la carrega màxima de refrigerant a la instal·lació frigorífica.

Cambra frigorífica: recinte o moble tancat, dotat de portes hermètiques, mantenint per un sistema de refrigeració i destinat a la conservació de productes. No tindrà consideració d’espai habilitat o ocupat.

Instal·lació frigorífica: conjunt dels components de un o diferents sistemes de refrigeració i de tots els elements necessaris per al seu funcionament (quadre i cablejat elèctric, circuit d’aigua, etc.). Inclou els sistemes de refrigeració de qualsevol dimensió, compresos els utilitzats en condicionament d’aire i en bombes de calor, així com els sistemes secundaris de refredament i els de calefacció generada per equips frigorífics (incloses les bombes de calor).

Compressor: màquina que incrementa mecànicament la pressió d’un vapor o d’un gas.

Compressor hermètic: compressor tancat en una carcassa, sense eix ni segellat mecànic extern.



Compressor semihermètic: compressor tancat en una carcassa, en tapes

desmuntables per a permetre l’accés, però sense eix ni segellat mecànic extern.

Compressor obert: compressor amb l’eix de transmissió que travessa la carcassa estanca que conté el refrigerant.

Condensador: intercanviador de calor en el que el refrigerant en fase de vapor es liqua per la cessió de calor.

Recipient de líquid: recipient connectat permanentment el sistema mitjançant canonades d’entrada i sortida, utilitzat per acumulació de refrigerant líquid.

Evaporador: intercanviador de calor en el qual el refrigerant líquid es vaporitza per absorció de calor procedent del mitjà a refredar.

Intercanviador de calor: equip per a transferir calor entre dos fluids sense que aquests entrin en contacte directe.

Dispositiu d’expansió: element que permet i regula el pas del refrigerant líquid des d’un estat de pressió més alt a un altre més baix. Es consideren com a tals les vàlvules d’expansió (manuals, termostàtiques i electròniques), els tubs capil·lars, els flotadors d’alta, etc. (Nota: és el component frigorífic en funció oposada a la del compressor, delimita per la fase líquida els sectors de alta i baixa pressió).

Separador de partícules de líquid: recipient que conté refrigerant a baixa pressió i temperatura, al que estan connectats, mitjançant els tubs d’alimentació de líquid i retorn de vapor, un o diferents evaporadors. Normalment es col·loca en el sector de baixa en l’aspiració dels compressors per a protegir-los contra arrossegaments de líquid. Amb freqüència són dissenyats també com a recipients acumuladors i distribuïdors de líquid en els sectors de baixa.

Separador d’oli: equip a pressió col·locat a la descarrega del compressor per a separar i recuperar l’oli empleat en la lubricació del compressor.

Vàlvula de interconnexió: parells de vàlvules de tancament que aïllen parts del circuit frigorífic i estan disposades per a que aquestes seccions puguin unir-se abans de l’apertura de les vàlvules o separar-se després de tancar-les.

Vàlvula d’alleujament de pressió o de seguretat: vàlvula accionada per pressió que es manté tancada mitjançant un ressort o altres mitjans i que està dissenyada per a alliberar o evacuar l’excés de pressió de forma automàtica, a l’obrir a una pressió no superior a la màxima admissible i tancar de nou una vegada que la pressió hagi descendit per baix del valor admissible.

Pressòstat automàtic: dispositiu de desconnexió de rearmament automàtic, que es denomina PSH per a protecció contra una pressió alta i PSL per a protecció contra una pressió baixa.



Refrigerant: fluid utilitzat en la transmissió de calor que, en un sistema de

refrigeració, absorbeix calor a baixes temperatures i pressió, cedint-lo a temperatura i pressió més elevades. Aquest procés té lloc, generalment, amb canvis de fase del fluid.

Autòmat programable: els autòmats programables (PLC) són controls o comandaments electrònics en els que la funció està memoritzada en forma de programa. L’estructura i el cablejat del equip no depenen de la funció de l’autòmat. La estructura d’un autòmat programable és similar a la d’un computador. Està constituïda per una CPU en memòria, mòduls de entrades/sortides i un bus intern. Tant la perifèria com el llenguatge de programació han estat concebuts per al món dels automatismes.

Automatisme: dispositiu físic que realitza la funció d’automatització controlant el seu funcionament.

Contactor: és un interruptor comandat a distància que torna a la posició de repòs quan la força d’accionament deixa d’actuar sobre ell.

Unitat central de procés és un mòdul central de l’autòmat programable, en el que s’emmagatzema i processa el programa d’usuari. Conté el sistema operatiu, la memòria, la unitat de processament i les interfícies de comunicació.



3.6 Requisits de disseny

3.6.1 Descripció del sistema

El projecte, tracta de la migració d’un sistema controlat per un S5 a un S7-1214 de

Siemens, on es gestiona el sistema de fred / congelació de les diferents cambres d’aliments.

Figura 1. Diagrames de blocs del sistema.

En la imatge anterior, s’observen dos diagrames de blocs. Això és així, ja que el

sistema disposa de cambres de congelació i cambres de conservació. Llavors per a augmentar la seguretat del sistema, s’ha decidit utilitzar un PLC per cada part del sistema. On la central positiva, representa les cambres de conservació (on la temperatura és lleugerament superior als 0 ºC) i la central negativa, representa les cambres de congelació (on la temperatura és inferior als 0 ºC). S’ha de dir que totes les cambres disposen de termòstats ajustables i per tant l’usuari pot modificar les temperatures de funcionament. Llavors les mostrades tot seguit són les adequades per a una millor conservació.

PLC 1 Central Negativa

Cambra de congelats

Cambra de congelats a granel

Congelats al públic

PLC 2 ‐Central Positiva

Cambra de xarcuteria

Cambra làctics i derivats

Cambra de carnisseria

Cambra de fruites i verdures

Vitrina cremeria i xarcuteriaMural de

iogurts, batuts i llets

Vitrina de xarcuteria i formatges

Vitrina de carns

Vitrina xarcuteria de lliure servei

Vitrina carnisseria de lliure servei



3.6.2 Central Negativa

Totes les cambres han de ser modulars, han de tenir un sòl aïllat i una porta pivotant

per a facilitar la entrada a la cambra. A part tot l’equipament frigorífic ha de treballar amb el refrigerant R404A, degut a que és un refrigerant molt poc tòxic i té un rang de temperatures d’aplicació gran.

3.6.2.1 Cambra de congelats

Aquesta cambra conté tots els aliments que s’han d’emmagatzemar a una

temperatura aproximada de -20 ºC i una humitat relativa del 95 %. Està destinada per a la conservació de les peces de carns grans i/o senceres. Tant sigui de porc, vaca, vedella, etc. Les peces grans de carn es situaran a aquesta cambra, ja que la carn si es conserva a aquestes temperatures tant baixes, el propi fred mata a les bactèries que fan malbé la carn. Allargant així el seu període de conservació d’una forma molt considerable.

3.6.2.2 Cambra de congelats a granel

Aquesta cambra conté els productes que es venen a granel i aliments que han de ser

emmagatzemats a una temperatura aproximada de -18 ºC i una humitat relativa del 95%. Està destinada a contenir els productes a granel congelats, degut a que aquests ocupen un volum menor a les peces senceres, com pot ser el peix, verdura congelada...

3.6.2.3 Congelats al públic

Aquest congelador conté els productes i els aliments de cara al públic i han de ser

emmagatzemats a una temperatura aproximada de -18 ºC. Està destinat a facilitar l’accés d’una varietat gran de productes congelats al públic, com poden ser verdures, pizzes, etc.

3.6.2.4 PLC1

Aquest bloc, representa al PLC que controlarà el sistema de la central negativa.

Aquest PLC ha de ser capaç de controlar tota la quantitat d’entrades i de sortides del sistema de la central negativa, com també ha de ser possible la simulació mitjançant ordinador del propi programa dissenyat, tenint en compte totes les entrades i sortides. 3.6.3 Central Positiva

Com abans, totes les cambres han de ser modulars, han de tenir un sòl aïllat i una

porta pivotant per a facilitar la entrada a la cambra. A part tot l’equipament frigorífic ha de treballar amb el refrigerant R404A, degut a que és un refrigerant molt poc tòxic i té un rang de temperatures d’aplicació gran.

3.6.3.1 Cambra de xarcuteria

Aquesta cambra conserva els embotits a una temperatura aproximada de 4 ºC i una

humitat relativa del 70 %. Està destinada a contenir tot tipus d’embotits (emmagatzemats com a peces senceres per al xarcuter o a granel per a les diferents vitrines) i formatges.



3.6.3.2 Cambra làctics i derivats

Aquesta cambra conserva tots els productes làctics, derivats i d’altres, com poden ser

les llets, els batuts, els iogurts, o les cremes, salses, ous, menjar preparat, etc., a una temperatura aproximada de 4 ºC i una humitat relativa del 75 %.

3.6.3.3 Cambra de carnisseria

Aquesta cambra conserva les peces de carn de tots els tipus (emmagatzemades com a

peces senceres per al carnisser o a granel per a les vitrines), que en un breu espai de temps passaran a la venda a la vitrina del carnisser, a una temperatura aproximada de 2 ºC i una humitat relativa del 85 %.

3.6.3.4 Cambra de fruites i verdures

Aquesta cambra conserva totes les classes fruites i les diferents varietats de verdures,

a una temperatura aproximada de 6 ºC i una humitat relativa del 95 %.

3.6.3.5 Vitrina cremeria i xarcuteria Aquesta vitrina conté part de la xarcuteria envasada i les cremes, salses, mantega,

etc., que pot adquirir fàcilment el client, a una temperatura aproximada de 4 ºC.

3.6.3.6 Mural de iogurts, batuts i llets Conté tots els iogurts, batuts, lets i productes derivats, que poden ser adquirits

fàcilment pel client, a una temperatura aproximada de 4 ºC.

3.6.3.7 Vitrina de xarcuteria i formatges Conté la resta de xarcuteria envasada i formatges, per a ser adquirits pel client, a una

temperatura aproximada de 4 ºC.

3.6.3.8 Vitrina de carns Conté la carn tallada i envasada, per a ser adquirida pel client, a una temperatura

aproximada de 2 ºC.

3.6.3.9 Vitrina xarcuteria de lliure servei Conté les peces de xarcuteria que seran tallades i venudes pel xarcuter, a una

temperatura aproximada de 4 ºC.

3.6.3.10 Vitrina carnisseria de lliure servei Conté les peces de carn que seran tallades i venudes pel carnisser, a una temperatura

de 2 ºC.



3.6.3.11 PLC2

Aquest bloc, representa al PLC que controlarà el sistema de la central positiva.

Aquest PLC ha de ser capaç de controlar tota la quantitat d’entrades i de sortides del sistema de la central positiva, com també ha de ser possible la simulació mitjançant ordinador del propi programa dissenyat, tenint en compte totes les entrades i sortides.

3.6.4 Programa a dissenyar

Per a poder realitzar el disseny adequat del programa, el primer pas és identificar i

comprendre el funcionament de tot el sistema i de les accions que s’han de fer. Després el següent pas a realitzar és la creació dels diagrames de flux per a ficar d’una forma ordenada el funcionament a realitzar i les accions a realitzar pel programa.

Tot seguit s’ha de passar a la creació de la taula d’assignacions. Aquesta marca la

transició entre la idea pensada i el programa. És així, ja que per a crear-la s’ha de tenir clar el funcionament del sistema i de les accions que s’han de fer. Llavors assignant a unes entrades i unes sortides, una direcció llegible per l’autòmat i una explicació de la funció a desenvolupar per aquestes, el disseny del programa és més fàcil de realitzar. Per tot l’explicat anteriorment, aquest és el procés que s’haurà de seguir per a crear el programa.

3.6.4.1 Migració des del S5

Els motius per a fer la migració des d’un sistema controlat per S5, se’n poden

destacar diversos. El primer és que el sistema antic té un volum molt gran, per tant també té un pes molt elevat. Un altre motiu és que el sistema antic és molt més lent a l’hora d’aplicar les accions, és a dir que fa el control més lentament. També té poca memòria, cosa que limita molt el programa a dissenyar. Un altre factor limitant és que només pot controlar un número molt baix d’entrades i de sortides. I un altre important, el consum elèctric, ja que els sistemes nous són molt més eficients energèticament.

Perquè el sistema nou, serà molt més ràpid, més lleuger, tindrà un volum més petit,

serà més eficient i tindrà més capacitat de control per a sistemes grans o per a futures ampliacions, la migració del sistema de control antic amb el S5 s’ha considerat necessària en aquest projecte.

3.6.5 Introducció

El supermercat conté diferents cambres, segons els productes. Inicialment s’explicarà el procés de refredament i els elements que intervenen, com també els elements que controlaran els autòmats, degut a que és comú per a totes les cambres frigorífiques.

3.6.5.1 Descripció del procés de refredament

A continuació es presenta el cicle de refrigeració. És el procés que segueix el líquid

refrigerant per a extreure el calor de les cambres frigorífiques, a l’interior de les quals hi ha els evaporadors.



Figura 2. Diagrama del cicle de refrigeració.

El refrigerant a utilitzar serà el R-404-a i recorrerà els components bàsics descrits a

l’anterior figura per a extreure el calor de les cambres. Tot seguit es fa una explicació més extensa.

Degut a que la part de serveis negatius només disposa de tres cambres, s’ha optat per

utilitzar un compressor per cada cambra, fent així tres circuits refrigerants independents. Llavors la part de condensació es fa mitjançant amb aire forçat provinent d’uns ventiladors, que convertiran el gas calent provinent del compressor (i per tant, de l’interior de la cambra) a líquid.

Els compressors impulsaran a alta pressió el gas fins al condensador, on allí el gas es

convertirà a líquid i passarà per un dipòsit de líquid, en cas de fer-se una acumulació. Tot seguit, el líquid ha passat per la vàlvula d’expansió, de forma que s’ha baixat la

pressió d’una forma brusca i a conseqüència d’això també baixa la temperatura. Ara el refrigerant, traspassarà l’evaporador de dins de la cambra, agafarà el calor que hi hagi a l’interior, convertint el líquid en gas calent, enviarà el fred a dintre de la cambra mitjançant el ventilador interior i sortirà el gas calent fins al compressor de nou. Completant així el cicle de refrigeració.

Un cop explicat el procés del cicle de refrigeració. A continuació es descriuran els

elements necessaris per a complementar la instal·lació frigorífica:

Pressòstats. Són els aparells que s’utilitzen per a la detecció de sobrepressions i depressions al circuits on les pressions són crítiques per al correcte funcionament del sistema. Degut a això es situarà un pressòstat d’alta, un de baixa i un d’oli a cada compressor, ja que aquests marcaran el funcionament incorrecte del sistema i per tant provocaran una aturada al sistema refrigerant. També es situarà un pressòstat de baixa extra, calibrat a una altra pressió de l’altre pressòstat de baixa. Aquest permetrà el funcionament del compressor durant els primers instants de la descongelació de les cambres. Fent així que el compressor aspiri qualsevol gas a les canonades i evitant d’aquesta manera,



una possible explosió de l’evaporador pel contrast de la escalfor de les resistències i el gas fred que quedi al sistema.

Termòstats. Són els aparells utilitzats per a la mesura de les temperatures a l’interior de cada cambra. Seran programables per l’usuari, d’aquesta manera l’usuari podrà personalitzar les temperatures al seu gust. Aquests dispositius també marcaran l’arrancada del sistema (en cas que la temperatura a l’interior de la cambra pugi d’un cert límit) o la parada del sistema (en cas que la temperatura a l’interior de la cambra sigui la correcta i la programada per l’usuari).

Vàlvules de seguretat. Són uns dispositius necessaris a la part d’alta pressió del circuit. La seva funció és que en cas que aquesta alta pressió superi uns límits, obrirà el circuit per un instant i d’aquesta manera provocarà una baixa de la pressió general i el circuit podrà seguir treballant amb normalitat.

3.6.5.2 Descripció dels components de la instal·lació frigorífica a controlar pels PLC

3.6.5.2.1 Compressor Per a generar el flux del refrigerant al llarg de tot el circuit, es necessiten

compressors que provocaran aquest moviment. El compressor és una màquina que té com a principal funció la d’augmentar la pressió del gas que aspira i per consegüent augmentar-li la temperatura també. Aquest funcionament és la base de la instal·lació, ja que el compressor aspirarà el gas que sortirà de l’evaporador, li augmentarà la temperatura i la pressió, l’enviarà al condensador i aquest el retornarà a l’evaporador en forma de líquid refredat.

Els compressors seran els equips que més estona funcionaran, llavors també són els

que més consumiran. És per això que és de vital importància escollir compressors fiables i duradors. Dins dels compressors, també es poden triar entre tres característiques constructives. Hi ha tres tipus de compressors, hermètics, semihermètics i oberts.

Els compressors hermètics, estan continguts en un càrter d’acer i no es poden

intervenir en cas de necessitat d’una reparació. S’utilitzen en equips frigorífics domèstics.

Figura 3. Compressor hermètic.

Els compressors semihermètics, estan continguts en un càrter metàl·lic, però les

seves parts internes són accessibles en cas de necessitat de reparació. Són habituals en instal·lacions on es faci un manteniment de forma freqüent.



Figura 4. Compressor semihermètic.

Els compressors oberts, són molt utilitzats a la indústria. Ja que són molt pràctics a

l’hora de fer un manteniment rutinari del compressor.

Figura 5. Compressor obert.

Els compressors portaran incorporats uns elements per ajudar al seu control per part

de l’autòmat:

Pressòstat de baixa pressió i d’alta pressió. Són uns sistemes de protecció dels compressors, que controlen la pressió d’aspiració no baixi d’un límit i la pressió de compressió no superi un límit. En cas de produir-se aquesta depressió o aquest excés de compressió, saltarien per seguretat i pararien el motor.

Pressòstat de l’oli. És un sistema que controla la pressió de l’oli del compressor i actua de la mateixa manera que els anteriors en cas de falta o excés d’oli.

Electrovàlvula de compensació de pressió. És un sistema que controla la pressió en l’arrancada del compressor. És a dir, per a arrancar el compressor necessita que estigui baixa la pressió, doncs el que fa és compensar la pressió en cas de que la pressió sigui alta.



Pressòstat de baixa pressió. És un altre pressòstat, configurat a una altra

pressió baixa que l’anterior. Això és així, amb la missió d’actuar a l’hora del desglaç. El que farà serà deixar el compressor encès fins que s’hagi extret tot el refrigerant. Com que s’haurà extret el refrigerant del circuit, no hi haurà pressió i al no haver-hi pressió al circuit es tancarà el compressor.

3.6.5.2.2 Condensador El condensador és una màquina que converteix el vapor calent que li entra, en líquid

refredat a la sortida. Per motius de seguretat els condensadors a la sortida disposen d’un dipòsit de líquid, d’aquesta manera s’acumula aquí el líquid sobrant.

El condensador disposa d’uns ventiladors, que s’accionaran mitjançant l’autòmat,

que gràcies a l’aire que injecten, permet l’evacuació del calor cap l’exterior i per consegüent aconseguir la condensació del vapor.

Figura 6. Condensador d’una cambra frigorífica.

3.6.5.2.3 Evaporador

L’evaporador és una màquina que aporta el fred a l’interior de les cambres

frigorífiques. Abans de l’evaporador hi ha situada una vàlvula d’expansió, que baixa més la temperatura del líquid abans d’entrar al propi evaporador.

Un cop el líquid fred està a l’interior de la cambra, el fred s’aporta mitjançant el

robament de calor de l’interior de la cambra. És a dir, aquest líquid fred agafa el calor de l’interior de la cambra, convertint-se amb gas i mitjançant els ventiladors de l’evaporador entra aquest gas fred a la cambra i baixa la seva temperatura fins la temperatura desitjada. Després surt de l’evaporador la calor de la cambra en forma de gas, en direcció al compressor i així tornar a començar el cicle.

Per a poder realitzar això, a part del propi evaporador i de la vàlvula d’expansió,

també s’ha introduït una electrovàlvula que permetrà el pas del refrigerant a l’interior de la cambra. Però com s’ha comentat abans, les cambres tindran un procés de desglaçament, doncs es fa mitjançant les resistències elèctriques instal·lades a cada evaporador.



Llavors l’autòmat haurà de controlar les electrovàlvules de pas del refrigerador, les

resistències de desglaç (que només s’activaran en cas que els compressors estiguin parats) i els ventiladors de l’evaporador.

Figura 7. Evaporador d’una cambra frigorífica.

3.6.5.2.4 Vàlvula de seguretat

Aquest dispositiu controla que la pressió del sistema. Si arriba un punt que la pressió

és alta, el suficientment alta com per a que sobrepassi el límit establert (quan hi ha perill d’explosió o excés de pressió) llavors s’activa reduint la pressió i gràcies a l’autòmat es tanca el circuit per evitar qualsevol tipus de dany.

Figura 8. Vàlvula de seguretat.

Les condicions imposades per a la realització del projecte són les següents.



3.6.6 Requisits del client

Renovació de tot el sistema refrigerant. Millorar la gestió del control per a augmentar l’estalvi energètic. S’ha de disposar de secció de carnisseria i xarcuteria. Redistribució de la planta per a millorar l’accés als productes.

3.6.7 Requisits de normatives

Totes les activitats realitzades durant l’aplicació d’aquest projecte compliran amb les

normatives vigents, mencionades a l’apartat 3.4.1.



3.7 Anàlisi de solucions

3.7.1 Cambres

Les cambres frigorífiques són modulars. L’avantatge principal que tenen aquestes

cambres és que són molt fàcils de transportar. Ja que les cambres venen dividides amb panells que s’han d’unir tal i com marca el fabricant. Llavors això facilita enormement el transport, ja que només s’han de transportar panells d’un cert tamany desmuntats. I el sòl de la cambra serà aïllat, d’aquesta forma s’augmentarà la eficiència del sistema. Perquè estan dissenyats per a mantenir la temperatura, tal i com ho fan els panells de la cambra.

Respecte les cambres hi ha el subministrador IGLOO Refrigeración, que el gran

avantatge que té és que a la seva web, permet seleccionar el tipus de cambra frigorífica, si és de congelació o conservació, si vols equip frigorífic inclòs o no, el tamany tant de la porta d’accés com del propi de la cambra, etc... En definitiva, et dona una àmplia varietat de configuracions que permet que puguis trobar en facilitat la cambra adequada a les necessitats. A part una altre avantatge és que després d’aquest procés pots consultar dades tècniques sobre l’equipament i el pressupost total de l’equip.

A part de tot això, la seu d’aquest subministrador està a València. Això ha estat el

gran factor per a escollir la marca IGLOO, tant per a les cambres com per les vitrines de lliure servei. Ha estat així, perquè el fet de tindre un subministrador a prop, dóna la seguretat de subministrament de nou equipament i reposició de l’antic en un període de 24 hores. Això fa que en cas de fallida d’algun equip, els aliments que depenguin directament d’aquest equipament (sigui la cambra pròpiament o evaporador,...), no es facin malbé.

Respecte els murals dels productes hi ha la marca COSTAN. El gran avantatge que té

és que a la seva web, surten tots els seus productes classificats segons el tipus constructiu de la vitrina. Cosa que facilita enormement la identificació del producte que satisfà les necessitats del client. A part, un dels grans factors a tenir en compte és la proximitat dels centres de distribució, ja que hi ha a València, Vic, Barcelona, etc.

Però l’altre gran factor de la elecció de la marca COSTAN per als murals, ha estat la

seva tecnologia anomenada telegestió 24/7. Aquest tipus de tecnologia, permet fer a la marca un seguiment i monitorització de l’estat de la màquina. També permet, segons el grau de la averia o incidència, resoldre’s a distància sense necessitat de cap tipus de reparació extra, entre d’altres avantatges.

Llavors amb els motius anteriorment explicats, perquè s’han escollit les marques. A

continuació es passarà a nomenar cadascun dels equips escollits.

3.7.1.1 Central Negativa

Cambra de congelats: IGLOO S402260-P8-E88. S’ha escollit aquesta cambra perquè degut al tamany de les peces senceres que s’han de congelar a l’interior, s’ha considerat suficient el tamany d’aquesta.



Cambra de congelats a granel: IGLOO S413322-P7-E85. Aquí, com que els

productes que es congelaran al seu interior són peti

Artu ro Martí L Mi S5 A S7-1 1214 de SIEMENS m el TIA PORTAL...

Documents

Transcript of Artu ro Martí L Mi S5 A S7-1 1214 de SIEMENS m el TIA PORTAL...