proyecto titulacion.pdf

8/16/2019 proyecto titulacion.pdf

1/89

0

+

Departamento de Ingeniería Electrónica

Opción X

Memoria de Residencia Profesional

SUSTITUCIÓN DE CONTROL ANALÓGICO DELA UNIDAD No. 1

Para obtener el título de:Ingeniero Electrónico

Presenta:Jesús Alberto Cabañas Lemus

09070080

Asesor:Ing. Lauro Rubén Hernández Cruz

Ciudad Madero, Tamaulipas Octubre del 2013


2/89

1

ÍndiceIntroducción --------------------------------------------------------------------------------------------

Unidad I: Datos de la empresa

1.1- Historia ------------------------------------------------------------------------------------

1.2.- ¿Qué es CFE? --------------------------------------------------------------------------

1.3.- Responsabilidad Ambiental ---------------------------------------------------------

1.4.- Central Termoeléctrica Altamira ---------------------------------------------------

1.5.- Visión -------------------------------------------------------------------------------------

1.6.- Misión -------------------------------------------------------------------------------------

1.7.- Objetivos ---------------------------------------------------------------------------------

1.8.- Valores Corporativos ------------------------------------------------------------------

1.9.- Organigrama de la región sureste -------------------------------------------------

1.10.- Organigrama de la Central Termoeléctrica de Altamira --------------------

1.11.- Organigrama del Departamento de Instrumentación y Control ----------

Unidad II: Marco Teórico2.1.- Control Analógico: Introducción---------------------------------------------------

2.2.- Sistema de control---------------------------------------------------------------------

2.2.1.- Fundamentos matemáticos ----------------------------------------------

01

02

06

08

09

11

11

12

12

13

13

14

15

15

17


3/89

2

2.3.- Sistema de control lazo abierto ----------------------------------------------------

2.4.- Sistema de control lazo cerrado----------------------------------------------------

2.5.- Estrategia de Control------------------------------------------------------------------

2.6.- Sistema anterior------------------------------------------------------------------------

2.7.- Sistema actual--------------------------------------------------------------------------

2.7.1.- Software Sistema actual-------------------------------------------------

2.7.- Circuitos control analógico----------------------------------------------------------

2.7.01.- Control Maestro-----------------------------------------------------------

2.7.02.- Control Combustión------------------------------------------------------

2.7.03.- Control Agua de Alimentación-----------------------------------------

2.7.04.- Nivel del Deareador (tres elementos) -------------------------------

2.7.05. - Recirculación de flujo mínimo al condensador -------------------

2.7.06.- Temperatura de vapor sobrecalentado -----------------------------

2.7.07.- Temperatura de vapor recalentado ----------------------------------

2.7.08.-Temperatura de calentadores de aire-vapor -----------------------

2.7.09.- Recirculación en cabezal común de combustóleo ---------------

2.7.10.- Presión de gas combustible (1er cuadro) --------------------------

19

22

25

27

29

30

44

44

45

46

46

47

47

48

48

49

49


4/89

3

2.7.11.- Presión mínima de gas a quemadores (2do cuadro) ------------

2.7.12.- Presión mínima de combustóleo a quemadores -----------------

2.7.13.- Temperatura de combustóleo -----------------------------------------

2.7.14.- Presión de vapor auxiliar primera etapa ----------------------------

2.7.15.- Presión de vapor auxiliar segunda etapa --------------------------

2.7.16.- Presión de vapor de atomización a quemadores ----------------

2.7.17.- Nivel del pozo caliente del condensador---------------------------

2.7.18.- Nivel del tanque de goteo de ------------------------------------------

Calentadores de aire a vapor

2.7.19.- Presión vapor extracción No. 2 ---------------------------------------

Unidad III: Desarrollo del Proyecto

3.1.- Objetivo del proyecto -----------------------------------------------------------------

3.2.- Objetivos específicos ----------------------------------------------------------------

3.3.- Justificación del proyecto ----------------------------------------------------------

3.4.- Descripción de la problemática ---------------------------------------------------

3.5.- Desarrollo del proyecto ------------------------------------------------------------

Conclusión ----------------------------------------------------------------------------------------------

Bibliografía ----------------------------------------------------------------------------------------------

49

50

50

50

51

51

51

51

52

53

53

54

55

56

83

85


5/89

1

INTRODUCCIÓN

El proyecto con el nombre “ Sustitución de Control Analógico de la Unidad1” ,

nos fue asignado en la Central Termo eléctrica Altamira, la cual pertenece a la

Comisión Federal de Electricidad. Este proyecto es adecuado con la carrera de

ingeniería electrónica, ya que actualmente curso dicha carrera en el Instituto

Tecnológico de Ciudad Madero. En dicho instituto me impartieron materias como

Instrumentación y Control donde me enseñaron diferentes instrumentos de

medición, lazos de control. Gracias a los conocimientos adquiridos, obtuve la

oportunidad de realizar mis residencias profesionales en el Departamento deInstrumentación y Control de la Central Termoeléctrica Altamira.

Para llegar hasta este punto en mi carrera, curse por 8 semestres en la

carrera de Ingeniería Electrónica, durante los cuales me fueron impartidas

distintas materias que me ayudaron a desarrollar este proyecto de residencias y a

progresar en el trabajo laboral.


6/89

2

UNIDAD I: DATOS DE LA EMPRESA1.1.- Historia

La historia registra que en el año de 1876 se inicia el empleo de la

electricidad en procesos industriales y pocos años después, las minas también lautilizaron. Fue tal el auge, que de 1877 a 1919 funcionaron en nuestro país más

de 30 empresas en la generación de electricidad.

En 1922 se dio el primer paso para reglamentar la industria eléctrica, al

crearse la Comisión Nacional de Fuerza Motriz. El sector contó con la primera

reglamentación formal al promulgarse el 30 de abril de 1926, el Código NacionalEléctrico (D.0.F 11/MAYO/1926), instrumento legal que permitió al gobierno

controlar las concesiones, regular las técnicas de operación de las empresas y

supervisar la generación y distribución de la energía eléctrica.

Las autoridades no cesaron sus esfuerzos por lograr mayor control en el

sector, y el 15 de agosto de 1928 se expide el reglamento del Código NacionalEléctrico, en el que se dispone que corresponda a la Secretaria de Industria,

Comercio y Trabajo el otorgamiento de concesiones para la producción de energía

eléctrica.

En 1933 la Confederación Nacional Defensora de los Servicios Públicos

solicitó la nacionalización de la industria eléctrica. En ese mismo año el congresode la unión en decreto de diciembre 29 de 1933 autoriza al Ejecutivo Federal, cuyo

titular era el C. General Abelardo L. Rodríguez, la creación de la Comisión Federal

de Electricidad el cual por diversas razones no llegó a ejecutarse. Este acto se


7/89

3

reforzó en 1934 con la reforma al artículo 73 constitucional, que reservo a la

Federación la facultad exclusiva para legislar en materia de energía eléctrica.

El Poder Ejecutivo Federal, representado por Lázaro Cárdenas del Rió,

decretó mediante la ley del 14 de agosto de 1937, en su art. 11, la creación de la

Comisión Federal de Electricidad, organismo entonces centralizado. Como se

mencionó anteriormente, en nuestro país la industria eléctrica no nació con una

finalidad clara de servicio público, sino con un sentido empresarial enfocado a la

producción. Esto daba lugar a la aplicación arbitraria de tarifas y discriminación

evidente en el destino de la energía producida.

El desarrollo de estas situaciones generó un marcado descontento público y

una dependencia creciente de las grandes empresas eléctricas respecto a las

actividades que se orientaban a la producción agrícola e industrial. El 14 de enero

de 1949 el ciudadano Presidente Constitucional Lic. Miguel Alemán Valdés,

expidió el decreto que establece el funcionamiento de la C.F.E, dándole la

estructura jurídica que hasta la fecha conserva como organismo público

descentralizado, con personalidad jurídica y patrimonios propios.

El Gobierno de la República, encabezado entonces por el Sr. Lic. Don

Adolfo López Mateos, el 27 de septiembre de 1960 anunció la conclusión de un

difícil periodo de negación que permitió, mediante la concertación y el diálogo, la

nacionalización del servicio público de energía eléctrica. Situación que se

convalida el 23 de diciembre de 1960 al publicar el decreto que adiciona el párrafo

sexto del artículo 27 de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos,


8/89

4

prohibiendo las concesiones a particulares para la prestación del servicio público

de energía eléctrica.

El Gobierno de la República se convirtió en administrador único, a través de

la C.F.E. de la Industria Eléctrica Mexicana; el mes de noviembre de 1965 fecha

en la que C.F.E. y sus empresas filiales son declaradas como una unidad

económica y fiscal por la S.H. y C.P., el proceso de integración continúa porque no

ha sido a un posible que culmine la disolución y liquidación de la Compañía de Luz

y Fuerza del Centro y Asociados, S.A. Hoy en día se abren nuevos horizontes en

donde C.F.E., tendrá que enfrentarse a los retos derivados de la globalización de

la economía mundial, la crisis en todos los países y sectores económicos, las

exigencias del GATT (Acuerdo General sobre Aranceles y Comercio) ahora OMC

(Organización Mundial de Comercio) y además a la apertura de nuestros

mercados por el TLC (Tratado de Libre Comercio), la legislación que autoriza los

productores independientes y la cogeneración; todo ello nos exige aumentar

nuestra productividad, disminuir nuestros costos y proporcionar un servicio de

calidad mundial para que los productos y servicios mexicanos tengan un precio

competitivo y sigamos siendo un pilar en la economía de nuestro país.

Nosotros como el elemento más importante y fundamental para el logro de

lo antes mencionado, debemos estar conscientes de que el cambio requerido de

mentalidad significa que trabajemos para satisfacer y superar las expectativas de

nuestros clientes, ya que de eso depende no sólo el futuro de la empresa sino de

nosotros mismos como parte de ella.


9/89

5

En 1960 se realiza la nacionalización de la industria eléctrica, creándose las

divisiones de operación iniciándose la desconcentración de los procesos de

generación, transmisión, distribución y comercialización de la industria eléctrica.

En 1977 se reestructuró nuevamente la C.F.E., por proceso, dando origen a

las Regiones de Generación Hidroeléctrica, Termoeléctrica y de Transmisión; así

como las Áreas de Control y Divisiones de Distribución, dando estas últimas el

servicio administrativo a todos los procesos.

En 1989, con el objeto de fortalecer la coordinación y la gestión de las áreas

foráneas se crea la Subdirección de Producción, responsable de la generación y

transmisión de energía eléctrica en el ámbito nacional, dando origen a cinco

gerencias regionales de producción, siendo estas la Gerencias Regionales de

Producción Noroeste, Norte, Occidente, Central y Sureste.


10/89

6

1.2.- ¿Qué es C.F.E.?

La Comisión Federal de Electricidad es una empresa del gobierno mexicano

que genera, transmite, distribuye y comercializa energía eléctrica para cerca de

33.8 millones de cliente, lo que representa a casi 100 millones de habitantes, e

incorpora anualmente más de un millón de clientes nuevos.

La infraestructura para generar la energía eléctrica está compuesta por 177

centrales generadoras, con capacidad instalada de 51,081 megawatts (MW). El

22.4% de la capacidad instalada corresponde a 21 centrales construidas con

capital privado por los productores independientes de energía (PIE). En la CFE se

produce la energía eléctrica utilizando diferentes tecnologías y diferentes fuentes

de energético primario. Tiene centrales termoeléctricas, hidroeléctricas,

carboeléctricas, geotermoeléctricas, eoloeléctricas y una núcleoeléctrica.

Para conducir la electricidad desde las centrales de generación hasta el

domicilio de cada uno de sus clientes, la CFE tiene cerca de 742 mil kilómetros de

líneas de transmisión y distribución.

El suministro de energía eléctrica llega a cerca de 137 mil localidades

(133,345 rurales y 3356 urbanas) y el 96.84% de la población utiliza la electricidad.

En los últimos diez años se han instalado 42 mil módulos solares en

pequeñas comunidades muy alejadas de los grandes centros de población. Esta

será la tecnología de mayor aplicación en el futuro para aquellas comunidades que

aún no cuentan con electricidad. En cuanto al volumen de ventas totales, 99% lo

constituyen las ventas directas al público y el 1% restante se exporta.


11/89

7

Si bien el sector doméstico agrupa 88.24% de los clientes, sus ventas

representan 23.31% del total de ventas al público. Una situación inversa ocurre en

el sector industrial, donde menos de 1% de los clientes representa más de la mitad

de las ventas.

La CFE es también la entidad del gobierno federal encargada de la

plantación del sistema eléctrico nacional, la cual es plasmada en el programa de

obras e inversiones del sector eléctrico (POISE), que describe la evaluación del

mercado eléctrico, así como la expansión de la capacidad de generación y

transmisión para satisfacer la demanda en los próximos diez años, y se actualiza

anualmente.

El compromiso de la empresa es ofrecer servicios de excelencia,

garantizando altos índices de calidad en todos sus procesos, al nivel de las

mejores empresas eléctricas del mundo. CFE es un organismo público

descentralizado, con personalidad jurídica y patrimonio propio.


12/89

8

1.3.- Responsabilidad Ambiental

En Comisión Federal de Electricidad se diseña, construyes y opera la

infraestructura eléctrica cumpliendo las normas ambientales nacionales y los

acuerdos adoptados por México con la comunidad internacional.

En la CFE se asume el compromiso de salvaguardar el patrimonio natural y

cultural de los mexicanos. Las acciones y proyectos contribuyen al progreso

económico y social del país respetando el ambiente y los recursos naturales, así

como, las riquezas culturales heredadas de nuestros antepasados desde épocas

prehispánicas.

En sus tareas se tiene el cuidado de seleccionar las mejores alternativas de

ubicación, diseños constructivos y modelos de operación a fin de evitar el deterioro

del suelo, el aire y el agua; asegurando la preservación de las especies vegetales

y animales que componen los diversos ecosistemas; de la misma forma, se prevee

la conservación de los vestigios paleontológicos, arqueológicos e históricos queintegran el patrimonio cultural.

Para lograr estos objetivos la empresa cuenta con expertos en los temas de

desarrollo sustentable y patrimonio cultural, colabora con las autoridades en la

materia y con diversas instalaciones educativas y de investigación, esto nos

permite incorporar las acciones adecuadas a las particularidades de cadaproyecto, para con ello ir más allá del cumplimiento de la normatividad vigente en

materia de protección ambiental y conservación de los bienes culturales.


13/89

9

1.4.- Central Termoeléctrica Altamira

La Central Termoeléctrica Altamira tiene dentro de su instalación cuatro

unidades; dos con capacidad de 300MW para unidades 3 y 4, y dos con capacidad

de 158 MW para unidades 1 y 2. Cada una consiste en turbogenerador con

recalentamiento y generador de vapor diseñado para quemar gas y/o aceite

combustible.

La central está diseñada como una construcción tipo intemperie para los

generadores de vapor, e interior para los turbogeneradores. Se cuenta con una

fuente de suministro de agua proveniente de la laguna de Champayán para el

sistema de agua de enfriamiento de circuito cerrado con torre de enfriamiento y

condensador.

El agua de repuesto para el generador de vapor es suministrada

independientemente de una obra de toma localizada a bordo del río Tamesí.

La transmisión de energía se inicia en la subestación a través de buses de

400, 230 y 115 KV, con arreglo en doble bus y doble interruptor, de ahí se integra

el sistema interconectado nacional.

Esta central se encuentra localizada aproximadamente a 30 Km. Al

noroeste de la cuidad de Tampico, con una altitud sobre el nivel del mar de 18

metros. La comunicación terrestre de Tampico a la central se facilita a través de

carretera con un recorrido de 41 Km. Y por ferrocarril por medio de un acceso por

el lado oeste de la central, que conecta con la vía a monterrey.


14/89

10

La entrada de operación comercial de la unidad Nº 1 fue el día 19 de mayo

de 1976. En forma escalonada el resto de las unidades de la central se integraron

a la operación comercial como sigue: la unidad Nº 2 el 26 de septiembre de 1976,

la unidad Nº 3 el 8 de agosto de 1978 y la unidad Nº 4 el 26 de septiembre de1978.


15/89

11

1.5.- Visión

Ser una empresa de energía, de las mejores en el sector eléctrico a nivel

mundial, con presencia internacional, fortaleza financiera e ingresos adicionales

por servicios relacionados con su capital intelectual e infraestructura física y

comercial.

Una empresa reconocida por su atención al cliente, competitividad,

transparencia, calidad en el servicio, capacidad de su personal, vanguardia

tecnológica y aplicación de criterios de desarrollo sustentable.

1.6.- Misión

Prestar el servicio público de energía eléctrica con criterios de suficiencia,

competitividad y sustentabilidad, comprometidos con la satisfacción de los

clientes, con el desarrollo del país y con la preservación del medio ambiente.

Asegurar, dentro de un marco de competencia y actualizado

tecnológicamente, el servicio de energía eléctrica, en condiciones de cantidad,

calidad y precio, con la adecuada diversificación de fuentes de energía.

Proteger el medio ambiente, promover el desarrollo social y respetar los

valores de las poblaciones donde se ubican las obras de electrificación.

Optimizar la utilización de su infraestructura física, comercial y de recursos

humanos.


16/89

12

1.7.- Objetivos

Mantener a la CFE como la empresa del servicio público de energía

eléctrica más importante a nivel nacional.

Operar sobre las bases de los indicadores internacionales en materia de

productividad, competitividad y tecnología.

Ser reconocida por los usuarios como una empresa de excelencia que se

preocupa por el medio ambiente, y que está orientada al servicio al cliente.

Elevar la productividad y optimizar los recursos para reducir los costos yaumentar la eficiencia de la empresa, así como promover la alta calificación y el

desarrollo profesional de los trabajadores.

1.8.- Valores Corporativos

Sentido de visión y dirección.

Ambiente laboral.

Trabajo en equipo.

Liderazgo participativo.

Capacitación y desarrollo.

Dedicación a la calidad.

Servicio al cliente.

Comunicación organizacional.

Uso eficiente de recursos.

Respeto al entorno.


17/89

13

1.9.- Organigrama de la región sureste

1.10.- Organigrama de la central termoeléctrica de Altamira


18/89

14

1.11.- Organigrama del departamento de instrumentación y control


19/89

15

Unidad II: Marco Teórico2.1.- Control Analógico: Introducción

El sistema analógico es cuando las magnitudes de la señal se representan

mediante variables continuas, esto es análogas a las magnitudes que dan lugar ala generación de esta señal. Un sistema analógico contiene dispositivos que

manipulan cantidades físicas representadas en forma analógica.

En un sistema de este tipo, las cantidades varían sobre un intervalo

continuo de valores. Así, una magnitud analógica es aquella que toma valores

continuos. Una magnitud digital es aquella que toma un conjunto de valoresdiscretos. La mayoría de las cosas que se pueden medir cuantitativamente

aparecen en la naturaleza en forma analógica.

2.2.- Sistema de control

Los sistemas de control son sistemas dinámicos y un conocimiento de la

teoría de control proporcionará una base para entender el comportamiento de

tales sistemas, por ejemplo, muchos conceptos de la teoría de control pueden

usarse en la solución de problemas de vibración. En este sentido, la teoría de

control automático no es sino una pequeña parte de una teoría más general que

estudia el comportamiento de todos los sistemas dinámicos.

En todos los sistemas de control se usan con frecuencia componentes de

distintos tipos, por ejemplo, componentes mecánicos, eléctricos, hidráulicos,

neumáticos y combinaciones de estos. Un ingeniero que trabaje con control debe

estar familiarizado con las leyes físicas fundamentales que rigen estos

componentes. Sin embargo, en muchos casos y principalmente entre los


20/89

16

ingenieros, los fundamentos existen como conceptos aislados con muy pocos

lazos de unión entre ellos. El estudio de los controles automáticos puede ser de

gran ayuda para establecer lazos de unión entre los diferentes campos de estudio

haciendo que los distintos conceptos se usen en un problema común de control.

Estos sistemas se usan típicamente en sustituir un trabajador pasivo que

controla una determinado sistema (ya sea eléctrico, mecánico, etc.) con una

posibilidad nula o casi nula de error, y un grado de eficiencia mucho más grande

que el de un trabajador. Los sistemas de control más modernos en ingeniería

automatizan procesos en base a muchos parámetros.

Los sistemas de control deben conseguir los siguientes objetivos:

1. Ser estables y robustos frente a perturbaciones y errores en los modelos.

2. Ser eficiente según un criterio preestablecido evitando comportamientos

bruscos e irreales.

De una manera informal, el problema de control consiste en seleccionar, deun conjunto específico o arbitrario de elementos (o parámetros, configuraciones,

funciones, etc.), aquellos que aplicados a un sistema fijo, hagan que éste se

comporte de una manera predeterminada. Así un problema de control de ejemplo

es seleccionar el punto de apoyo de la palanca de un regulador de nivel, para que

la altura del líquido en el recipiente se mantenga constante a pesar de las

variaciones del caudal de salida.

El problema de control consiste en seleccionar, para un sistema dado, una

entrada que haga responder a la planta de una manera deseada; esto es, que se

obtenga una salida con cierta característica.


21/89


22/89

18

Esta técnica permite al proyectista establecer similitudes con casos vistos

en su experiencia anterior. El interesado deberá tener en cuenta, al pasar por las

diferentes fases del análisis que se presentará a continuación, que no se intenta el

empleo de un aspecto con exclusión de los demás. Según los factores conocidos yla simplicidad o complejidad del problema de control tratado, un proyectista puede

hacer uso de uno o varios métodos de análisis aislados o combinados entre sí. Al

adquirirse experiencia en el campo del problema de control por realimentación se

adquiere la facultad de apreciar mejor las ventajas de cada método. El empleo de

computadoras ayuda enormemente al proyectista en sus problemas de síntesis de

un problema de control.

Existen 2 tipos de sistema de control lo cuales son, lazo abierto y lazo cerrado.


23/89

19

2.3.- Sistema de control lazo abierto

Son sistemas de control en los que la salida o resultado del proceso no

tiene ningún efecto sobre la acción de control, es decir, en un sistema de control

de lazo abierto la salida ni se mide ni se retroalimenta para comparar con lo que

deseamos obtener y así verificar qué tanto nos estamos desviando de ello.

Figura 1.- diagrama de bloques lazo abierto.

Aquellos sistemas que funcionan sobre una base de tiempo son de lazo

abierto, aunque esto no quiere decir que todos los controles de lazo abierto son en

base a tiempo, como puede ser un tostador de pan, cuyo control puede basarse

en alcanzar cierta temperatura para calentar o expulsar el pan, pero la variable a

controlar que sería la calidad de tostado, no interviene en el control.

En general, podemos decir que un sistema de control es de lazo abierto si

la variable a controlar no se mide o interviene para su control, por lo que es

sumamente importante identificar cuál es la variable que se está controlando.


24/89

20

Así la exactitud del sistema depende de la calibración . Calibrar significa

establecer una relación entre la entrada y la salida con el fin de obtener del

sistema la exactitud deseada. Así la exactitud del sistema depende de la

calibración. Hay que hacer notar que cualquier sistema de control que actúa sobreuna base de control de tiempo (temporizador), es un sistema de lazo abierto.

Los sistemas de lazo abierto son económicos pero normalmente inexactos .

Un sistema de control de lazo abierto es insensible a las perturbaciones; por

consiguiente un sistema de control de este tipo es útil cuando se tiene la seguridad

que no existen perturbaciones actuando sobre el mismo.

En la práctica solo se puede usar el control de lazo abierto si la relación

entre la entrada y la salida es conocida, y si no hay perturbaciones internas ni

externas importantes.

De lo dicho anteriormente no deberá concluirse que los sistemas de control

de lazo abierto sean ineficaces. Debido a la simplicidad y economía se los utilizaen muchas aplicaciones no críticas.

Existen muchos sistemas de lazo abierto que cumplen una función útil. Las

máquinas automáticas para lavado de ropa son un ejemplo conveniente de un

dispositivo con controles de lazo abierto. Las variables de entrada y salida son el

grado de suciedad con que entra la ropa y el grado de limpieza con que sale

respectivamente. Para efectuar el lavado se programan una serie de operaciones

de tiempo fijo (lavado, enjuague, centrifugado, etc.) que son la calibración de la

máquina. Una vez transcurridas todas las operaciones, la lavadora automática

entrega la ropa con un cierto grado de limpieza, sin comparar esta variable de


25/89

21

salida con la variable de entrada. Sin embargo si un operador maneja la máquina

de modo, que repite las operaciones de lavado hasta conseguir un grado de

limpieza de la ropa prefijado, el sistema ya no es más de lazo abierto.

Las ventajas de los sistemas de control de lazo abierto son:

1. Montaje simple y facilidad de mantenimiento.

2. Más económico que un sistema de lazo cerrado equivalente.

3. No hay problemas de estabilidad.

4. Es conveniente cuando es difícil económicamente medir la salida. Por ejemplo,

sería muy costoso agregar un dispositivo para determinar la calidad de la salida de

los dispositivos mencionados anteriormente, como el tostador de pan o la

lavadora.

Las desventajas que tienen dichos sistemas son:

1. Las perturbaciones y las modificaciones en la calibración introducen errores, y

la salida puede diferir de la deseada.

2. Para mantener la calidad necesaria a la salida, puede ser necesario efectuar

periódicamente.


26/89

22

2.4.- Sistema de control lazo cerrado.

Son aquellos en los que la señal de salida, es decir, la variable a controlar,tiene efecto directo sobre la acción de control, esto es, los sistemas de control delazo cerrado son sistemas de control retroalimentados.

Figura 2.- Diagrama de bloques lazo cerrado

A diferencia del control de lazo abierto, en el de lazo cerrado sí se mide la

salida del proceso para verificar si está dentro del valor deseado al compararlo con

éste. Un ejemplo lo constituye el control del sistema térmico.

Si observamos detenidamente la forma como se lleva a cabo el control enun sistema de lazo cerrado, veremos que, invariablemente, están presentes cuatro

operaciones básicas, que son:

1) MEDICIÓN

2) COMPARACIÓN

3) CÁLCULO4) CORRECCIÓN


27/89

23

Estas operaciones se realizan siempre en el orden descrito y en forma

cíclica hasta reducir la desviación a cero. Estas acciones se efectúan siempre en

los sistemas de control automáticos. En la figura 3, se muestran el diagrama de

bloques de una operación básica.

Figura 3.- Diagrama de bloques operación.


28/89

24

El motivo de utilizar realimentación, es para reducir el error entre la entrada

de referencia y la salida del sistema. Sin embargo, el significado de los efectos de

la realimentación en sistemas de control es más amplio. La reducción del error es

solo uno de los efectos más importantes que la realimentación realiza en lossistemas. Pero se verá que la realimentación también tiene efectos en

características del desempeño del sistema como la estabilidad, ancho de banda,

ganancia global, perturbaciones y sensibilidad.

Para entender los efectos de la realimentación sobre un sistema de control,

es esencial examinar el fenómeno en el sentido más amplio. En general, se puede

establecer que cuando una secuencia cerrada de relaciones causa-efecto existe

entre variables de un sistema, se dice que existe realimentación. Esta definición

general permite que numerosos sistemas, con o sin realimentación, sean

estudiados en una forma sistemática una vez que la existencia de la

realimentación en el sentido anteriormente definido es establecida.


29/89

25

2.5.- Estrategia de control

La estrategia de control determina la estructura o circuito que sigue la

información o señales en el lazo. Dependiendo de la aplicación (entorno de

trabajo, máquina) a gobernar se debe definir el actuar de las variables de proceso(presión, flujo, temperatura, etc.). En función de esta información se incorporaran

determinados instrumentos y/o equipos con los cuales se debe lograr la

estabilidad en la aplicación o sistema. Estos instrumentos y/o equipos podrán

estar en cantidades (varios sensores, varios controladores, etc.) y dispuestos en

una jerarquía o circuito específico determinado por el Ingeniero de proceso. Por lo

general cada entorno de trabajo tiene sus estrategias establecidas. Ejemplos de

estrategias de control típicas pueden ser:

Control realimentado: se mide en la salida del lazo o circuito y luego se actúa

sobre el dispositivo salida.

Control por actuadores en paralelo: para alcanzar rápidamente el valor de setpoint;

se incorporan varios dispositivos de salida (actuadores).

Control por relación o razón de flujos: para efectuar mezclas exactas entre

determinados productos; se determina una razón de medida entre los productos

en el controlador general. Lo usual es 2 sensores y un actuador.


30/89

26

Controladores en serie o cascada: en este caso existe un controlador para la

variable principal y otro para la variable secundaria; la idea general es analizar y

mejorar la dinámica de la variable manipulada (que es muy inestable) en perjuicio

de la variable principal.

Control selectivo: seguridad para el entorno de terreno y para el operario. Idea

general; trabajar en los rangos de seguridad para las variables

Control anticipativo: se mide una o varias variables de entrada en el lazo y en

función de estos datos se determina el trabajo del actuador.

Cabe destacar que las estrategias son aplicables a cualquier variable

siempre y cuando el actuar de la operación sea lógico.


31/89

27

2.6.- Sistema anterior

El sistema anteriormente usado para el control analógico era Strategy Loop

Command Bailey perteneciente a la compañía ABB es un instrumento diseñado

para aplicaciones de procesos de control, fiabilidad, versatilidad y funcionalidad

son sin igual para prácticamente cualquier aplicación desde sencillos PID de

algoritmos de lazos múltiples de control muy complejos, las aplicaciones típicas

para el control de lazo estratégicos son: control de flujo, control anticipativo,

control de temperatura, control de nivel, control de presión.

El sistema contiene cuatro entradas analógicas aisladas, dos salidas

analógicas, tres entradas digitales y cuatro digitales salidas. Una junta especial de

entrada opcional se puede agregar para permitir:

Una entrada de pulsos de frecuencia (en lugar de una normal entrada

digital)

Hasta dos entradas directas de la temperatura, (RTD o termopar en lugar

de las entradas analógicas estándar).

Tiene pares de comunicación punto a punto, capacidad a través del módulo

ABB red bus, el cual puede transferir 240 puntos reales por segundo, la red puede

contener hasta 32 direccionable, permitiendo más de 60 lazos de control.


32/89

28

Figura 4.- Strategic loop controller (SLC)

El sistema es bueno, pero por precaución de que fallara se tuvo que

reemplazar por uno más actualizado ya que no existen componentes de remplazo,


33/89

29

2.7.- Sistema actual

Se optó por el PLC SIMATIC S7 de la marca Siemens, por el rápido bus de

fondo del S7-400 posibilita una conversión eficaz de los módulos periféricos

centrales, también se pueden ampliar gracias a una gama escalonada de CPU; la

capacidad para periferia de E/S es prácticamente ilimitada.

El S7-400 destaca por un funcionamiento robusto sin ventilador, en el que

los módulos de señal se pueden desmontar y montar bajo tensión.

El sistema S7-400 está formado esencialmente por un módulo central, una

fuente de alimentación y un bastidor. Se puede configurar y ampliar de forma

modular. Junto a la fuente de alimentación, que se monta a la izquierda, se

pueden ubicar libremente todos los demás módulos. Además de los bastidores

estándar, hay también disponibles bastidores de aluminio con 9 y 18 slots. Estos

racks de aluminio presentan una elevada resistencia frente a condiciones

ambientales adversas, son más rígidos a la torsión y pesan aprox. un 25 %

menos.

Figura 5.- SIMATIC S7-400


34/89

30

2.7.1.- Software Sistema actual

El sistema inicia con la pantalla principal, esta pantalla se encuentra

dividida en 3 secciones, superior, central e inferior.

La sección superior corresponde al menú de navegación ya que en el

encontramos los accesos a los diferentes sistemas que componen el programa.

Este menú se divide básicamente en 3 partes, la primera en la localizada en

la parte superior central y se refiere a la última alarma que ha caído en el sistema,

del lado izquierdo de esta alarma existen 2 botones, el primero nos permite

desplegar un listado de las últimas alarmas que se han presentado en la planta, el

segundo nos lleva a la pantalla de la cual se deriva la última alarma desplegada,

es decir a la pantalla en la que se encuentra dado de alta el instrumento o equipo

que está generando dicha alarma y del lado derecho existe un botón con el cual

podemos reconocer, dando click en él.


35/89

31

La segunda parte se localiza en el lado derecho del menú, en la parte

superior se encuentra el reloj que muestra la hora y fecha, en la parte de en

medio, debajo del reloj encontramos el logotipo y finalmente en la parte inferior

tenemos el ícono para mandar imprimir la pantalla en la que nos encontramos

situados y que se está desplegando en la sección central, esta orden se envía a la

impresora que se tiene predeterminada y no pide ningún tipo de información ya

que toma la configuración que se tiene en dicha impresora.


36/89

32

Finalmente la tercera parte se localiza debajo del relatorio de alarmas del

que hablamos al inicio de esta sección y corresponde al menú de los 10 Sistemas

principales que conforman el Sistema de monitoreo y control regulatorio de la

Unidad 1. Dando click directamente sobre cualquiera de los botones de los

Sistemas principales el Sistema nos desplegará en la sección central, la pantalla

correspondiente a dicho Sistema.

Como se puede apreciar en la imagen el Sistema estará conformado por 10

Sistemas o pantallas principales:

1.- AGUA VAPOR.

2.- AGUA ALIMENTACION.

3.- AIRE GASES.

4.- AC COMBUSTIBLE.

5.- SUPERVISORIO TURBINA.

Como podemos observar, al lado de cada botón de acceso a los Sistemas

principales se encuentran una serie de botones conocidos como grupode visualización (Group Display) que nos indican si existe alguna falla con alguno

de los equipos, niveles, temperaturas, presiones, etc., de acuerdo al tipo de falla

que se tenga es la alarma que se despliega en dichos botones .

6.- CONDENSADO.

7.- GAS COMBUSTIBLE.

8.- VAPOR PRINCIPAL.

9.- VAPOR AUXILIAR.

10.- MAESTRO CALDERA.


37/89

33

En estos botones o grupo de visualización se muestra el estado de los

mensajes asociados con un área de la planta en forma gráfica. Si damos click en

el botón que se encuentra parpadeando indicándonos el tipo de falla, éste nos

llevará a la pantalla correspondiente a dicha falla, es decir funcionan de la misma

manera que el botón (Loop in alarm) que hemos explicado con anterioridad. El

Sistema o pantalla principal muestra en su grupo de visualización, todas las

alarmas que se presenten en él y en sus subsistemas o pantallas derivadas. Las

diferentes fallas que se pueden mostrar son:

Alarmas de Proceso:

= Alarma por violación del límite establecido, parpadea cuando la alarma se

encuentra presente y no ha sido reconocida. (Letra blanca con fondo rojo).

= Advertencia de la violación de alerta límite, parpadea cuando la alarma se

encuentra presente y no ha sido reconocida. (Letra negra con fondo amarillo).

Alarma de Control de Procesos:

= Perturbación de control de procesos, parpadea cuando la alarma se

encuentra presente y no ha sido reconocida. (Letra amarilla con fondo negro).

Finalmente se tiene un botón con una flecha hacia abajo que nos

permite navegar entre los subsistemas, cuando un Sistema principal no contiene

ningún subsistema, dicho botón se encuentra inhabilitado .


38/89

34

En la sección central se despliegan las diferentes pantallas que conforman

el Sistema y con las cuales podrán estar monitoreando y controlando la sala de

máquinas.

Las selectoras o manejadoras se utilizan para la apertura y cierre de

válvulas para mantener el control del sistema de manera óptima. Cada selectora

corresponde a un posicionador que puede abrir/cerrar del 0 al 100% según lo

requiera el sistema.

Las selectoras se encuentran en las diferentes pantallas identificadas por el

siguiente Faceplate:

En el modo de operación, podemos obtener la siguiente información:

En el primer cuadro, lo siguiente:

Si la controladora esta en modo de operación Manual.

Si la controladora esta en modo de operación Automático.

En el segundo cuadro, se puede ver:

Si el Setpoint del controlador esta en modo Interno.

Si el setpoint del controlador esta en modo Externo.

El group display del lado derecho (Alarmas) funciona de forma similar al que aparece en el menúen la parte superior de la pantalla.

TAG DE SELECTORAVALOR DE PROCESOSET POINTSALIDA DE CONTROLALARMASMODO DE OPERACION


39/89

35

Cuando acercamos el mouse a cualquiera de los faceplates

correspondientes a los controles PID podemos notar que aparece junto al cursor

(mouse) un ícono ( ) que nos indica que al dar un clic sobre dicho faceplate se

mandará llamar una pantalla flotante con la selectora que nos permitirá ponerla enmanual o automático, modificar el punto de ajuste y monitorear la variable de

proceso.

La manejadora que aparece en principio tiene un botón en la parte

superior derecha que nos permite abrir las características especiales de la

manejadora.


40/89

36

Las vistas que se pueden ver de izquierda a derecha y de arriba abajo son:

Vista Estándar

Vista de Mantenimiento

Vista de Avisos

Vista de Parámetros

Vista de Límites

Vista de Tendencias

Vista de Lotes

Para seleccionar el modo de control de la selectora se debe dar click sobre elbotón que está a un lado de la palabra “ Modo”. El modo de control de las

selectoras es manual o automático.

Para modificar el punto de ajuste (SP) debemos dar click sobre el campo

para que se despliegue la pantalla de control para apertura y

cierre del posicionador, la cual nos permite modificar el punto de ajuste de 2

maneras distintas, la primera es utilizando el teclado, escribiendo directamente la

apertura o cierre deseados y d ando click en el botón de “Aceptar”; la segunda es

la opción de “Operación Directa” que como su nombre lo indica al dar click sobre

cualquiera de los botones de subir o bajar de 1 en 1 o de 5 en 5 para ambos

sentidos, el SP se modifica automáticamente sin tener que dar click en el botón de

“Aceptar”, únicamente lo empleamos para cerrar la ventana cuando llegamos a la

apertura o cierre deseados y finalmente la tercera opción es la de la barra de

desplazamiento o “Scroll Bar” para apertura o cierre la cuál fu nciona dando click


41/89

37

en las flechas que tiene en la parte superior e inferior de la barra o arrastrando

hacia la posición deseada la barrita de en medio; el valor se verá reflejado de

manera en el campo y para aceptarlo damos un click en el botón “Aceptar” p ara

que el cambio en el SP se realice vea reflejado de manera real.

Para modificar la apertura del elemento final del control (MAN) debemos dar

click sobre el campo para que se despliegue la pantalla de control

de apertura y cierre del posicionador, la cual nos permite modificar el punto de

ajuste de 3 maneras distintas, la primera es utilizando el teclado, escribiendo

directamente la apertura o cierre deseados y dando click en el botón de “Aceptar”;

la segunda es la opción de “Operación Directa” qu e como su nombre lo indica aldar click sobre cualquiera de los botones de subir o bajar de 1 en 1 o de 5 en 5

para ambos sentidos, el SP se modifica automáticamente sin tener que dar click

en el botón de “Aceptar”, únicamente lo empleamos para cerrar la v entana cuando

llegamos a la apertura o cierre deseados y finalmente la tercera opción es la de la

barra de desplazamiento o “Scroll Bar” para apertura o cierre la cuál funciona

dando click en las flechas que tiene en la parte superior e inferior de la barra o

arrastrando hacia la posición deseada la barrita de en medio; el valor se verá

reflejado de manera en el campo y para aceptarlo damos un click en el botón

“Aceptar” para que el cambio en el SP se realice vea reflejado de manera real.

SCROLL BAR CAMPO

OPERACIÓN

LIM. MAX.

LIM. MIN.

UNIDAD


42/89

38

La sección inferior de la pantalla contiene un doble menú con una serie de

botones que nos permiten interactuar con el Sistema.

Menú Principal

El menú principal se despliega al momento de iniciar el Sistema. Al dar click

en el botón el menú principal da paso al menú secundario.

Cambiar de usuario

Este botón al presionarlo la ventana de inicio de sesión para autenticar unusuario, se tiene que introducir nombre de usuario y password

Relatorio de Alarmas

Al dar click en el botón , la pantalla de alarmas entrantes sedespliega en la sección central de la pantalla. Además el menú principal cambiapara desplegar el menú que nos permite navegar entre las diferentes pantallas de

alarmas que se tienen en el Sistema, callar la bocina, reconocer alarmas o mandara imprimir.

En el orden en que aparecen en el menú son:


43/89

39

1. Alarmas Entrantes (Lista de avisos aparecidos).

2. Alarmas Reconocidas (Lista de avisos acusada).


44/89

40

3. Alarmas Restablecidas o Salientes (Lista de avisos desaparecidos).

4. Alarmas de Proceso (Avisos de proceso).


45/89

41

5. Listado de Operaciones (Lista de operaciones).

6. Relatorio de Alarmas (Histórico).


46/89

42

7. Alarmas Ocultas (Lista de avisos ocultos).

8. Alarmas a Ocultar (Lista de avisos a ocultar).


47/89

43

9. Imprimir archivo de secuencia de mensaje. Imprime los mensajes enorden cronológico en la impresora que se tiene predeterminada.

10. Reconocimiento de alarma sonora. Únicamente permite silenciar

la bocina, pero no reconoce la alarma que provocó dicho sonido, elreconocimiento de la alarma se hace con otro botón.

11. Reconocimiento de alarmas entrantes. Reconoce todas lasalarmas visibles que se despliegan en pantalla.


48/89

44

2.8.- Circuitos de control analógico

El control analógico contiene la función de manipular totalmente la unidad 1

de la Central Termoeléctrica Altamira, a través de la lectura de presión, flujo, nivel,

temperatura, para que el operador tome la decisión adecuada, a continuación una

descripción breve de los circuitos principales de control analógico de la unidad.

2.8.01.- Control maestro

El control maestro de caldera, tiene por objeto mantener la presión de

vapor principal en un punto de consigna asignado por el operador, manteniendo

para ello una relación óptima de aire/combustible.

Se dice que el controlador de presión (master) ajusta el punto de consigna

del controlador de caudal de fuel y esta variable actúa, a través del relé de relación

fuel-aire como un punto de consigna del controlador de aire como las variacionesdel caudal del fuel influyen lentamente en la señal de presión de vapor, el

controlador “maestro” se ajusta pera una respuesta rápida ante cambios en la

presión. (Octava edición, 2011 Antonio creus Solé)


49/89

45

2.8.02.- Control de Combustión (aire y combustible )

El control de combustión suma primeramente los flujos de alimentación de

combustóleo, resta el retorno de combustóleo, y suma el gas natural a

quemadores y/o pilotos. Este cálculo debe ajustarse con el poder calorífico de

cada combustible. El flujo de aire se mide en cada uno de los dos ductos de aire y

la suma de las dos, representa el aire total para combustión.

El combustible y el aire se deben manejar de tal manera que en cualquier

punto de carga, se garantice el exceso de aire requerido y una buena combustión.

El flujo de aire deberá tener un ajuste fino por exceso de aire y el flujo de

combustibles se debe limitar por la presión mínima de combustible a quemadores.

“La regulación de la combustión se basa en mantener contante la presión de vapor

en la caldera, tomándose sus variaciones con una medida de la diferencia entre el

calor tomado de la caldera con vapor y el calor suministrado.”

“El co ntrolador de la presión de vapor ajusta la válvula de control de combustible,

la señal procedente del caudal de aire es modificada por un relé de relación para

ajustar la relación entre el aire y el combustible, y pasa a un controlador que la

compara con la señal de caudal de combustible si la proporción no es correcta, se

emite una señal al servo motor de mando, de modo que el caudal de aire es

ajustado asta que es correcta la relación combustible- aire “(octava edición , 2011 Antonio creus Solé)


50/89

46

2.8.03.- Control Agua de alimentación

El sistema de control de Agua de alimentación tiene como función principal,

mantener el nivel del domo a un valor predeterminado, se efectúa con un

elemento (nivel domo) en cargas bajas y tres (flujo agua alimentación, flujo de

vapor y nivel domo) en cargas altas. La señal de nivel del domo, producto del

promedio de varios transmisores, se corrige por presión. Adicionalmente, este

control mantiene un control de presión diferencial en el agua de alimentación para

atemperación del vapor sobrecalentado.

“El sistema de control agua de alimentación puede realizarse de acuerdo con la

capacidad de producción de la caldera”

Las condiciones del funcionamiento sean estables el caudal de vapor deben

de ser iguales, el nivel de agua debe de reajustarse periódicamente para que se

mantenga dentro de uso limites determinados. (Séptima edición, Antonio creus

Solé)

2.8.04.- Control Nivel del deareador

El sistema de control de nivel del deareador tiene como función principal,

mantener el nivel del tanque de almacenamiento del deareador en un valor

predeterminado, se efectúa con un elemento (nivel deareador) en cargas bajas y

tres (flujo agua alimentación, flujo de condensado y nivel deareador) en cargas

altas.


51/89

47

2.8.05.- Recirculación de flujo mínimo al condensador

El sistema de recirculación de flujo mínimo de condensado, tiene como

finalidad, establecer el flujo mínimo necesario para proteger las bombas de

condensado, esto se logra comparando la señal de flujo en un generador de valor

límite. Cuando aumenta el flujo y se alcanza el valor límite prescrito, se genera

una señal que modifica el punto de ajuste al control PID, lo que modifica la señal

analógica a al elemento final de control (válvula de control de recirculación).

2.8.06.- Temperatura de vapor sobrecalentado

Para este control, se utilizará como punto de ajuste predeterminado el flujo

de vapor, el cual se compara con las temperaturas promedio del vapor a la

entrada de la turbina a través de un selector, cuenta con señales anticipatorias de

temperatura a la salida del atemperador. Adicionalmente el control generará una

señal de salida digital para cierre de válvulas de válvulas de corte de atemperación

en un punto determinado.

“Cuando la temperatura del vapor es superior a la saturación a la presión, se dice

que el vapor esta recalentado. El recalentamiento, por lo regular, se efectúa en un

equipo independiente en donde el vapor no está en contacto con el líquido”

(w.h.sevens)


52/89

48

2.8.07.- Temperatura de vapor recalentado

Al igual que el anterior, se utilizará como punto de ajuste predeterminado el

flujo de vapor caracterizado, el cual se compara con las temperaturas promedio

del vapor a la entrada del recalentador a través de un selector. A determinada

temperatura el control se realiza mediante el Ventilador Recirculador de Gases

y/o con válvulas de atemperación cuando sobrepasen un valor límite

preestablecido.

Cuando se trata de medir vapor de agua, el caudal será correcto siempre

que la temperatura y presión sean los mismos. Si estas condiciones varían,

también se modificará el peso específico del vapor. (Juana casillas, 22)

2.8.08.- Temperatura de calentadores de aire-vapor

Para este control, se toma la señal promedio de temperatura de aire a laentrada y la señal promedio de la temperatura de salida de gases a la salida de los

Precalentadores “A” y “B”, esta señal se compara con un valor preestablecido, la

señal de error procesada actuará sobre las válvulas de control de vapor del

calentador de aire a vapor.


53/89

49

2.8.09.- Recirculación en cabezal común de combustóleo

Para este control, se toma la señal de presión del cabezal de combustóleo

a la descarga de las bombas, esta señal se compara con un valor preestablecido,

la señal de error procesada actuará sobre las válvulas para mantener la presión

en el punto deseado.

2.8.10.- Presión de gas combustible (1er cuadro)

Para este control, se toma la señal de presión del cabezal de gascombustible a quemadores antes de la válvula de corte principal, esta señal se

compara con un valor preestablecido, la señal de error procesada actuará sobre

las válvulas para mantener la presión en el punto deseado. Esta señal deberá

acondicionarse para que actúe sobre la válvula de carga baja o carga normal.

2.8.11.- Presión mínima de gas a quemadores (2do cuadro)

Para este control, se toma la señal de presión del cabezal de gas

combustible a quemadores después de la válvula de corte principal, esta señal se

compara con un valor preestablecido, la señal de error procesada actuará sobre la

válvula para mantener la presión en el punto deseado.


54/89

50

2.8.12.- Presión mínima de combustóleo a quemadores

Para este control, se toma la señal de presión del cabezal de combustóleo

a quemadores después de la válvula de corte principal, esta señal se compara

con un valor preestablecido, la señal de error procesada actuara sobre la válvula

para mantener la presión en el punto deseado.

2.8.13.- Temperatura de combustóleo

Para este control, se toma la señal de temperatura del cabezal de

combustóleo a quemadores, esta señal se compara con un valor preestablecido,

la señal de error procesada actuará sobre las válvulas para mantener la cantidad

de vapor necesario a cada calentador, “A” “B” o “C” y lograr el punto deseado.

2.8.14.- Presión de vapor auxiliar primera etapa

Para este control, se toma la señal de presión del cabezal de vapor de la

primera etapa, esta señal se compara con un valor preestablecido, la señal de

error procesada actuará sobre la válvula para mantener la presión en el punto

deseado.


55/89

51

2.8.15.- Presión de vapor auxiliar segunda etapa

Para este control, se toma la señal de presión del cabezal de vapor de la

segunda etapa, esta señal se compara con un valor preestablecido, la señal de

error procesada actuará sobre la válvula para mantener la presión en el punto

deseado.

2.8.16.- Presión de vapor de atomización a quemadores

Para este control, se toma la señal de presión del cabezal de vapor

atomización, esta señal se compara con un valor preestablecido, la señal de error

procesada actuará sobre la válvula para mantener la presión en el punto deseado.

2.8.17.- Nivel del pozo caliente del condensador

Para este control, se toma la señal de nivel del condensador principal, esta

señal se compara con un valor preestablecido, la señal de error procesada actuará

sobre las válvulas para mantener el nivel en el punto deseado.

2.8.18.- Nivel tanques de goteo de calentadores de aire a vapor

Para este control, se toma la señal de nivel del tanque de goteo, esta señal

se compara con un valor preestablecido, la señal de error procesada actuará

sobre la válvula para mantener el nivel en el punto deseado.


56/89

52

2.8.19.- Presión vapor extracción No. 2

Para este control, se toma la señal de presión de vapor de la extracción

número 2 esta señal se compara con un valor preestablecido, la señal de error

procesada actuara sobre las válvulas para mantener la presión en el punto

deseado.


57/89

53

Unidad III: Desarrollo del Proyecto3.1.- Objetivo del proyecto

El objetivo del proyecto de la sustitución del sistema de control

analógico , mantener la operación de la unidad con máxima disponibilidad, dentrode los márgenes de seguridad, confiabilidad y eficiencia, recomendados por

códigos, normas, procedimientos y prácticas de operación para cualquier

condición operativa, considerando los factores económicos y de seguridad, tanto

del personal como del equipo, y proporcionar al personal de operación la suficiente

información del estado operativo de la unidad N° 1.

3.2.- Objetivos Específicos:

Analizar las actividades del operador en el área de trabajo.

Un buen trabajo de equipo y entendimiento.

Revisión de las líneas e instrumentos para cada estrategia


58/89

54

3.3.- Justificación del proyecto

El origen de este proyecto nace de la necesidad de actualizar el sistema de

control analógico existente, siendo un obsoleto para el mejoramiento de la unidad

n° 1, ya que sus componentes necesarios para la reparación se han dejado de

producir, dificultando su reparación y funcionamiento óptimo.

Para lograrlo, se estableció un concepto que interrelacionara e integrara

todos los componentes del control, la protección y el procesamiento de datos para

que operaran como un sistema, normalizando estructuras de medición y control,

niveles de señal y protocolos de intercambio de información, así como la

presentación de información en las estaciones de video para operadores y

personal de mantenimiento.


59/89

55

3.4.- Explicación de la problemática

Dentro de la Central Termoeléctrica Altamira (C.F.E.) Se ha detectado la

necesidad de sustituir el control analógico para mejorar la producción de energía

en la unidad 1, el motivo de la sustitución es debido a que todo aparato que

estaba en función ya está obsoleto o ya no tienen reparación, es por eso que se

observó que tan factible podría ser este cambio y de qué manera afectaría al

personal de esta área.


60/89

56

3.5.- Desarrollo del proyecto

Se establece como base para la sustitución del control analógico de la

unidad 1 de la Central Termoeléctrica Altamira, instalar el equipo que conformar el

Sistema de Control que en este caso, es el SIMATIC s7-400 de la marca Siemens,en el cuarto de relevadores, dentro del edificio de control, donde se cuenta con el

espacio suficiente para la instalación del mismo. En el Cuarto de Control central se

localizan las estaciones de operación y sus accesorios.

Para propósitos de diseño y organización del Sistema de Control, se

establecen dos condiciones de control: automático y manual.

El modo automático aplica para la operación de cada lazo de control, que

ejecuta una función específica y que puede operar independiente de otros.

En el modo manual, el operador de la unidad a través de los teclados de lasestaciones de operación, solo podrá manipular las acciones requeridas por el

control manual, incrementos y decrementos en los valores de salida hacia los

elementos finales de control, así como apertura y cierre de los mismos.

En cualquier modo de operación, la lógica de protección permanecerá y

será imperativa y no podrá ser modificada o cancelada por el operador de la

unidad.


61/89

57

Para la realización del cambio del control, se contó con la participación del

personal de CFE y el distribuidor del SIMATIC s7 (ACOTEC), el cual estuvo

apoyando en toda la realización del proyecto.

El diseño se distribuyó de manera funcional, todos sus componentes, para

satisfacer las estrategias de control y requerimientos de seguridad de la unidad,

además tiene la flexibilidad de permitir futuras expansiones o modificaciones.

El Sistema de control considera los conceptos de portabilidad e

interoperabilidad de arquitectura abierta del modelo para la interconexión de

sistemas abiertos de la organización internacional de estándares (OSI/ISO).

La adquisición de las variables para supervisión, control y protección

(entradas y salidas análogas y binarias), se efectuó desde las terminales de los

tableros de interconexión existentes localizados en cuarto de relevadores.


62/89

58

Figura 6.- Conexión del control analógico anterior

El primer paso de inicio, se realizó la identificación de las conexiones del

control analógico, revisión del cableado y sus conexiones con los instrumentos demedición en el campo.

Al llevarse a cabo la revisión de todos los instrumentos que se contaban

para el control, se realizó un listado que se representa en las siguientes tablas,

para facilitar al proveedor el mínimo de módulos necesarios para la realización del

programa de las estrategias de control de la unidad N°1


63/89

59

TABLA 1.- RELACIÓN DE ENTRADAS Y SALIDAS SISTEMA AGUA VAPOR

NO. TAG DESCRIPCIÓN TIPO DE SEÑAL CANTIDAD

1 1PIT- 4 PRESIÓN DE VAPOR PRINCIPAL AI 1

2 1PIT-5 PRESIÓN VAPOR PRIMER PASO AI 13 1FIT-7 FLUJO ATEMP. VAPOR PRINCIPAL AI 1

4 1 TT TEMP VAPOR RECAL FRIO ENTRECAL AI-T 1

5 1 TT 4 TEMP. VAPOR PPAL. AI-T 16 1 TT 41 TEMP. SAL ATEMP. VAPOR PPAL. AI-T 17 1 TT TEMP. VAPOR RECAL. FRIO SAL. TURBINA AI-T 1

8 1 TT 6 TEMP. VAPOR RECAL. AI-T 1

9 1 PIT PRESIÓN VAPOR RECAL. CAL AI 1

10 1 PIT 142 PRESIÓN VAPOR A CALENTCOMB AI 1

11 1 PV142 A(141) VLV. CTRL. VAPAUX AO 1

12 1 PV 142 B VLV. VAP EXT 5 AO 1

13 1 PV 141(142) VLV SOL DE PV142 A DO 1

14 1 PS 141(142) PRESIÓN EXT 5 DI 1

15 1 PIT 13 PRESIÓN VAPOR AUX 1ªETAPA AI 1

16 1 PV 13 VLV VAPOR AUX 1ªETAPA AO 1

17 1 PIT 14 PRESIÓN VAPOR AUX 2ªETAPA AI 1

18 1 PV 14 VLV VAPOR AUX 2ªETAPA AO 1

19 1 PIT 71 TRANSM. PRES. VAPOR ATOM. AI 1

20 1 CV-71 VALV. CTRL. PRES. VAP. ATOM. AO 1

21 1 TV 4A(CV 8) VLV A TEMPSH FLUJO MIN AO 1

22 1 TV 4B(CV8A) VLV A TEMPSHFLUJO NORMAL AO 1

23 1 TV 4C(CV 7) VLV CORTE FLUJO MIN A ATEMP. DO 1

24 1 TV 4D(CV7A) VLV CORTE FLUJO NORM A ATEMP DO 1

25 1 TV 6 A(CD 31) SERVO COMPUERTARECIRC GASES AO 1

26 1 TV 6B(CV 10) VLVATEMP. RH FLUJO MIN AO 1

27 1 TV 6C(CV 10A) VLVATEMP. RH FLUJO NORMAL AO 1


64/89

60

TABLA 2.- RELACIÓN DE ENTRADAS Y SALIDAS SISTEMA AGUA ALIMENTACIÓN

No. TAG. DESCRIPCIÓNTIPO DESEÑAL

CANTIDAD

1 1PIT PRESIÓN AGUA ALIMENTACIÓN AL ECO. AI 1

2 1LIT 2ª NIVEL DOMO IZQUIERDO AI 1

3 1LIT 2B NIVEL DOMO DERECHO AI 2

4 1LIT2C PRESIÓN DOMO AI 2

5 1 FIT 1 FLUJO AGUA ALIMENTACIÓN AL ECO. AI 2

6 1 LV 483 NIVEL DEAREADOR AI 2

7 1TT TEMP. AGUA ALIMENTACIÓN AI-T 1

8 1 PIT PRESIÓNDESCBBA AA AI 1

9 1PDIT-1 PRES. DIF PARA VLV. CTRL PRES. DIFERENCIAL AI 110 1LV 2ª SERVO BBA AA A AO 1

11 1LV 2B SERVO BBA AA B AO 1

12 1LV2C SERVO BBAAA C AO 1

13 CV1 VALV CONTROL PRES. DIF. AO 1

14 1LSLL 2 DISPARO NIVEL DOMO DO 1

15 1LSL 2 PERMISIVO NIVEL DOMO DO 1

16 1LSH 2 DISPARO NIVEL DOMO DO 117 1LSHH 2 PERMISIVONIVEL DOMO DO 1

18 1 FIT FLUJO SUCCIÓNBBA´S AA “A” “B” Y “C” AI 3

19 1FVVLVRECIRC FLUJO MIN. BBA´S AA ”A” “B” Y

”C” DO 3


65/89

61

TABLA 3.- RELACIÓN DE ENTRADAS Y SALIDAS SISTEMA COND. Y DRENES

No. TAG. DESCRIPCIÓN TIPO DE SEÑAL CANTIDAD

1 1LIT 461 NIVEL POZO CALIENTE AI 1

2 1PIT PRESIÓN DESCARGA BBA CONO AI 1

3 1 FIT 308 FLUJO DE CONDENSADO AI 1

4 1 FIT FLUJO REPUESTO CONDENSADO AI 1

5 1 LV 461ªVLV REPUESTO DE CONDENSADO FLUJONORMAL Y EMERGENCIA

AO 2

6 1 LV308 VLVRECIRCULACIÓN CONDENSADO AO 1

7 1LIT 16 NIVEL EN TANQUE GOTEO “A” AI 1

8 1LIT 17 NIVEL EN TANQUE GOTEO “B” AI 1

9 1LV 16 VLVDRENCOLECTORCAV “A” AO 1

10 1LV 17 VLVDRENCOLECTORCAV “B” AO 1

11 1LIT NÍVELTANQUE CONDENSADO AI 1


66/89

62

TABLA 4.- RELACIÓN ENTRADAS Y SALIDAS SISTEMA COMBUSTIBLE

No. TAG. DESCRIPCIÓN TIPO DESEÑAL

CANTIDAD

1 1FT 51 FLUJO DE COMBUSTÓLEO AI 1

2 1FT 19 FLUJO DE GAS AI 1

3 1 FT 52 FLUJO DE RECCIRC COMBUSTÓLEO AI 1

4 1PIT PRESIÓN COMBUSTÓLEO A QUEMADORES AI 1

5 1TIT 1907 TEMP CABEZAL COMBUSTÓLEO AI 1

7 1PIT 1920 PRESIÓN CABEZAL COMBUSTÓLEO AI 1

8 1PV 1920 VLV PRESIÓN CABEZAL COMBUSTÓLEO AO

9 1 TV 1907 A, B Y C VÁLVULA VAPOR A CALENTADORCOMBUSTÓLEO “A” “B” Y “C” AO 3

10 1PIT 71 PRESIÓN ATOMIZACIÓN AI 1

11 1PV 71 VALV. CTRL. PRES. VAPOR ATOM. AO 2

12 1PIT 22 PRESIÓN GAS A QUEMADORES AI 2

13 1PV22 VALV. GAS A QUEMADORES AO 2

14 1FV 19 VALV. FLUJOGAS AO 2

15 1FV 51 VLV FLUJO COMBUSTÓLEO AO 2


67/89

63

TABLA 5.- RELACIÓN DE ENTRADAS Y SALIDAS SISTEMA AIRE - GASES

No TAG. DESCRIPCIÓNTIPO DESEÑAL

CANTIDAD

1 1FT 23ª FLUJO DE AIRE “A” AI 1

2 1FT 23B FLUJO DE AIRE “B” AI 1

3 1AIT PORCIENTO DE 02 “A” AI 1

4 1AIT PORCIENTO DE 02 “B” AI 1

5 1FV 23 A SERVO SUCCIÓNVTF “A” AO 1

6 1FV 23 B SERVO SUCCIÓNVTF “B” AO 1

7 1FV 23 C SERVO SUCCIÓNVTF “C” AO 1

8 1FV 23 D SERVO SUCCIÓNVTF “D” AO 1

9 1PT PRESIÓN DESCARGA VTF “A” AI 1

10 1PT PRESIÓN DESCARGA VTF “B” AI 1

11 1PT PRESIÓN AIRE SAL PAR “A” AI 1

12 1PT PRESIÓN AIRE ENT PAR “B” AI 1

13 PT PRESIÓN GASES ENT A ECONOMIZADOR AI 1

14 PT PRESIÓN GASES SAL A ECONOMIZADOR AI 1

15 PT PRESIÒN GASES ENT A SHI AI 1

16 1TT 22ª TEMP AIRE ENT PAR “A” AI – T 1

17 1TT 33ª TEMP AIRE ENT PAR “B” AI – T 1

18 1TT 22B TEMP GASES SAL PAR “A” AI – T 1

19 1TT 33B TEMP GASESSAL PAR “B” AI - T 1

20 TEMP GASES SAL VRG AI – T 1

21 1PT PRESIÓN CAJA AIRE FRONT. AI 1

22 1PT PRESIÓN CAJA AIRE POST. AI 1


68/89

64

23 1PT PRESIÓN HOGAR AI 1

24 1PT PRESIÓN GAS SAL PAR “A” AI 1

25 1PT PRESIÓN GAS SAL PAR “B” AI 1

26 1PT PRESIÓN GAS ENTPAR “A” AI 1

27 1PT PRESIÓN GAS SAENT PAR “A” AI 1

28 1TV 22 VLV VAPOR A CAV “A” AO 1

29 1TV 33 VLV VAPOR A CAV “B” AO 1

30 1FS23L DISPARO BAJO FLUJO AIRE DO 1

31 1FS23H PERMISIVO POR FLUJO AIRE DO 1


69/89

65

TABLA 6.- TURBINA


1 1PIT VACÍO CONDENSADOR AI 1

2 1PIT PRESIÓN BAROMÉTRICA AI 1

TABLA 7.- GENERAL


1 1 PIT PRESIÓNAIRE DE INSTRUMENTOS AI 1

2 1 PIT PRESIÓN AGUA CIRCULACIÓN AI 1

TABLA 8.- RELACIÓN DE ENTRADAS Y SALIDAS SISTEMA DE QUEMADORES


1 1PIT PRESIÓN AIRE ENFTO A DETECTORES FLAMA AI 1

Al hacer el listado, se agrupó en los diferentes estrategias de control

predeterminadas del sistema anterior con lo cual facilitó a un más el trabajo del

proyecto.


70/89

66

Se continuó con el desmonte del Strategy Loop Command (sistema de

control analógico anterior), para poder hacer la instalación del nuevo el simatic S7-

400 (sistema actual).

Figura 7.- Sistema actual


71/89

67


72/89

68

Figura 8.- Explicación de las conexiones actuales


73/89

69

Para la realización del proyecto, el proveedor suministró todo el sistema

necesario para el funcionamiento del control analógico, que a continuación

mencionaremos.

POS. CANT. DESCRIPCIÓN

1 4 SIMATIC S7-400, POWER SUPPLYPS407; 10A, WIDERANGE,120/230V UC, 5VDC/10A,FOR REDUNDANT USE

2 2 SIMATIC S7-400H, CPU 417HCENTRAL UNITFOR S7-400H4 INTERFACES: 1MPI/DP,1DP A. 2 FORSYNC MODULES30 MB MEMORY(15 MB CODE/15 MB DATA)

3 2COMMUNICATIONSPROCESSOR CP443-1 FORCONNECTINGSIMATIC S7-400TOINDUST. ETHERN. VIA ISO, TCP/IP AND UDP, S7-COMM., FETCH/WRITE,SEND/RCVWITH AND W/O RFC1006, MULTICAST, PROFINET IO- CONTROLLER,DHCP, SNMP V2, WEB-, DIAGNOS., INITIALISATIONVIA LAN, ACCE

4 2 SIMATIC S7-400, UR2 RACK ALU,CENTRALIZED AND DISTRIBUTEDWITH 9 SLOTS,2REDUNDANT PS PLUGGABLE

5 6 SIMATIC S7-300STABILIZED POWERSUPPLY PS307INPUT: 120/230 V ACOUTPUT:24 V DC/2 A

6 6 SIMATICDP, ET200M-RED.-BUNDLE CONSISTING OF TWO IM153-2HF (-2BA02) ANDONEBUSMODULEIM/IM 6ES7195-7HD10-0XA0

7 11SIMATIC S7-300, ANALOGINPUTSM 331, OPTICALLY ISOLATED,8AI, RESOLUTION9/12/14 BITS,U/I/THERMOCOUPLE/RESISTANCEINTERRUPT, DIAGNOSTICS;1X20PINREMOVE/INSERT W. BACKPLANE BUS

8 11SIMATIC S7-300, ANALOGOUTPUTSM 332, OPTICALLY ISOLATED,4 AO,U/I;DIAGNOSTICS;RESOLUTION 11/12 BITS, 20 PIN,REMOVE/INSERT W.

ACTIVE,BACKPLANE BUS

9 2 SIMATIC S7-300, DIGITAL INPUTSM 321, OPTICALLY ISOLATED,16DI24 V DC, 1 X 20PIN

10 2 SIMATIC S7-300, DIGITAL OUTPUTSM 322, OPTICALLY ISOLATED,16 DO, 24V DC,0.5A, 1 X 20 PINSUM OF OUTPUT CURRENTS 4A/GROUP(8A/MODULE)

11 1 SIMATIC S7, PERFIL SOPORTE PARA ET 200M, 620 MM LARGO, PARA MAX. 5

12 3 TERMOMAGNETICO 2 POLOS 10 Amp




16 2 SITOP SMART 240 W STABILIZEDPOWERSUPPLY. INPUT: 120/230 V AC OUTPUT:24 V DC / 10 A PFC. VERSION


74/89

70

17 1 SITOP PSE202U Módulo de redundancia. ENTRADA / SALIDA: 24 V/40 A DC

18 30 CLEMA DE PASO

19 40 CLEMAS DE 2 PISOS

20 34 CLEMAPORTAFUSIBLE 12-30VCD

2132 RELEVADOR

32 BASE RELEVADOR

Al tener instalado todo el sistema continuo con la conexión, La alimentación

eléctrica para el sistema de control es de 120 VCA, ésta es independiente para

cada uno de los procesadores primario y secundario. Para el dimensionamiento

del sistema de control.

Figura 9.- Alimentación de Rack(A-B-C)


75/89

71

Figura 10.- Alimentación a Rack Maestro


76/89

72

Figura 11.- Rack A AI01


77/89


78/89

74

AI01 AI02 AI03 AI04 AO01NIVEL DOMO PRES. VAP. PPAL FL AIRE LA TEMPVAP RH CAL

VALV. CTRL. FL. COMB. A QUEMS

PRES. DOMO PRES. VAP. RH FRIO PRES DESCVTF A TEMPVAP RH FRIOFLUJO DECOMBUSTOLEO SALIDA

PRES VAPAUX 1eraETAPA PRES ENT AIRE PAR A TEMPCOMB. QUEM.

VALV. CTRL. TEMPCAVL/A

FLCOMBPRES CAJA DE AIREFRONT PRES SAL AIRE PAR A TEMPVAPPPAL

NIVEL POZO

PRES VAP

SOBRECALENTADO PRES SAL. GASES PAR A TEMPENT AIRE PAR 1ª

VALV. CTRL. NIV. TQ.

GOTEO "A"PRES GAS A QUEM FL AA PRES ENT. GASES PAR A

TEMPENT AIRE PAR1B

NIVEL DEAR FL AGUA ATEMP O2 LADO IZQ TEMP GAS A QUEMSVALV. CTRL. TEMP.CAB. COMB.

NIVEL TQGT A FLREP COND PUREZA H2 PIW318

AO02 AO03 DI01 DO01VARIADOR DE VEL. BAA.1ª

COMP. SUCCIONVTF1ª FALLA VTF "1A"

DISPARO BAJO FL. AIRE

FALLA BBA "1A" ALARMA ALTO-BAJONIV. DOMO

VALV. CTRL. PRES.VAP. AUX. 1°

VALV. CTRL. PRESIONGAS A QUEM FALLA BAA "1C"

NIVEL DOMO REQ.P/PURGA

AUTOMATICO MANUALCALD.

DISPARO BAJO NIVELDOMO

VALV. CTRL. NIV.DEAREADOR

VALV. CTRL. PRESIONEXT #5 VTF 1B EN OPERACIÓN

APERT. VALV. CTE.TEMP. SH

BBA 1B EN OPERACIÓN EN MANUAL EST.CTRL. BAA

PQW270VALV. CTRL. VAPOR ATOMIZADOR R. AIRE REQ P/PURGA

BAJA TEMP. ENT. PAR A o B

Figura 13.- Conexiones del Rack A

AI05 AI06 AI07 AI08 AO04NIVEL DOMODERECHO PRES HOGAR FLUJO AIRE LADO B TEMPVAP SOBRECALENTADO

VALV. FLUJO GASQUEMADORES

PRES. DOMO PRES. VAP. RH CAL PRES DESCVTF B TEMPVAP ATEMPERADOPRES CABEZALCOMBUSTOLEO

PRES VAPAUX 2eraETAPA PRES ENT AIRE PAR B TEMPVAP RECALENTADO

VALV. CTRL. TEMP. VALV.L/B

PRES VAPATOM

PRES CAJA DE AIRE

POST PRES SAL AIRE PAR B TEMPCABCOMBUSTOLEONIVEL POZO CALIENTE PRES VAP 1er PASO PRES SAL GASES PAR B

TEMP SALIDA DE GASES PAR1ª

VALV. CTRL. NIV. TQ. DEGOTEO B

PRES VAPOR EXT #5FLUJO AGUA DE ALIMENTACION

PRES ENT. GASES PARB

TEMP SALIDA DE GASES PAR1B

NIVEL DEAREADORFLUJO DECONDENSADO OXIGENO LADO DER PIW380 PQW286

NIVEL TQ GOTEO "B"FLUJO DE GAS AQUEMS PIW354 PIW382

AO05 AO06 DI02 DO02VARIADOR DE VEL.BAA. 1 B

COMP. SUCCIONVTF1B FALLA VTF "1B" ALTA/BAJA TEMP. COMBUSTIB.

FALLA BBA "1B"BAJA PRES. SAL. GAS PARA A/B

VALV. CTRL. PRES.VAPAUX 2°

VAL. CTRL. PRESIONCABEZAL COMB ALTA PRESION HOGAR

BAJO VACIO COND. PRINCIPAL

VALVCTROLNIV. POZOCAL. PQW300 VTF 1A EN OPERACIÓN MUY BAJ. VAC. COND.PRINCIP.

BBA 1A EN OPERACIÓN

PQW294 PQW302 BBA 1C EN OPERACIÓN

Figura 14.- Conexiones del Rack B


79/89

75

AI09 TE01 TE02 AO07 AO08NIVEL DOMO

TEMP. AGUA ALIMENTACION PIW416 VARIADOR DE VEL. BAA. 1 C VALVULACTRL. TEMP. VAP. RH

PRES. DOMOTEMP. SALIDA VAPORSH SEC. PIW418

PRES AC COMBTEMP. SALIDA VAPORSH PIW420

VALV. CTRL. TEMP. VAPORSH COMP. SUCC. VRG.

PRES. DESCBBAS AA

TEMP. SALIDA ATEMP.SH PIW422

PRES DEAREADOR TEMP. VAPOR RH FRIO PIW424

VALV. CTRL. PRES. DIF AGUA

ALIM VALV. CTRL. RECIRC. COND.PRES VACIO COND.

TEMP. VAPOR ENTRADARH PIW426

PRES BBAS DECONDENSADO

TEMP. SALID. DE GASESPARA A PIW428 PQW310 PQW318

PRES HIDROGENOTEMP. SALID. DE GASESPARA B PIW430

AO09 AO10 AO11PQW320 PQW328 PQW336

PQW322 PQW330 PQW338



Figura 15.- Conexiones del Rack C

Al tener conectado todos los instrumentos en las entradas de los rack,

obtenemos las mediciones para el funcionamiento de los lazos de control, y con su

salida del SIMATIC s7-400 para poder hacer la corrección para el mejor

funcionamiento.

Para el acceso a esta programación, el sistema de control propuesto cuenta

con una llave física y password para acceso a la misma, así como puertos de

comunicación. Con el fin de conservar la programación, los procesadores tanto el

principal como el de respaldo, cuenta con un arreglo de capacitores para

almacenamiento de energía para respaldo del programa en memoria RAM cuando

el procesador esté desenergizado.


80/89

76

El equipo de procesamiento, tarjetas de entradas/salidas, tarjetas de

comunicación, fuentes de alimentación, etc. necesarios para el control de cada

sistema del proceso, se instaló en el mismo gabinete o gabinetes, el cual cuenta

con los slots necesarios para alojar los componentes que el sistema requiere.

La comunicación entre los procesadores principales y de respaldo, en caso

de falla, se realiza a través de un cable de fibra óptica a una velocidad no menor

de 1 GB/s sin que el sistema sufra cierta alteración en su funcionalidad.

El sistema cuenta con dos redes digitales abiertas de comunicación tipo

Ethernet redundante, una de ellas para enlazar los procesadores redundantes con

las estaciones de entradas y salidas; y la segunda para enlazar los procesadores

con las estaciones de operación y visualización que se requieran, estas redes

tendrán como mínimo una velocidad de 100MB/seg.


81/89

77

En el cuarto de control se tenía los loop command, los cuales con el cambio

de sistema ya no eran necesarios, en su lugar se instalaron 5 pantallas, 3 teclados

y 3 mouses.

Figura 16.- Consola Anterior

Figura 17.- Consola Actual


82/89

78

En el sistema anterior, en el cuarto de gabinetes solo se contaba con las

conexiones ya que todo el sistema (loop command) estaba en control, con lo que

desde las conexiones se mandaban hasta control, haciendo un infinidad de cables,

ahora con el nuevo sistema, solo se manda las imágenes y los controles delsistema (teclados, mouses).

A continuación se mostrarán las diferentes pantallas del sistema de control

que tendrá el operado, para manipular y revisar la unidad 1 desde operación.

Figura 18.- Agua Vapor


83/89

79

Figura 19.- Agua Alimentación

Figura 20.- Aire Gases


84/89

80

Figura 21.- Aceite Combustible

Figura 22.- Supervisorio Turbina


85/89

81

Figura 23.- Condensado

Figura 24.- Gas Combustible


86/89

82

Figura 25.- Vapor Principal

Figura 26.- Vapor Auxiliar


87/89

83

Conclusiones

Con la realización de las residencias en el proyecto de sustitución del

control analógico de la unidad en 17 semanas, se adquirió un amplio conocimiento

y reforzamiento de ellos, poniendo en práctica las materias que se dan en elInstituto Tecnológico de Cd. Madero, como la de Control, Electrónica Analógica,

Mediciones eléctricas, Instrumentación, entre otras más.

En tanto con la adquisición de conocimiento, se aprende a hacer un buen

diagnóstico de lo que se tiene para empezar, también el conocimiento del nuevo

control analógico SIMATIC S7 sus complementos, hacer las instalaciones de las

salidas y entradas, tanto analógicos como las digitales, además de conocer el

control analógico, también se conocieron los instrumentos necesario para la

función del sistema, las opciones de corrección de las estrategias de control, la

oportunidad de apoyar en el mantenimiento de las unidades, donde nos dieron

más acceso a los diferentes transmisores, servo mecanismos, válvulas,interruptores de las cuatro variables más usadas, en temperatura la revisión de los

termopares, el material con el que están formados, termo posos, RTD´s, entre

otros más.

En la experiencia obtenida, una parte fue del gran apoyo de los ingenieros a

cargo del mantenimiento, dando la oportunidad de mover los diferentes

instrumentos posibles de la planta, además de una estancia muy agradable con

todos, ya que si se necesitaba algo con mucho gusto apoyaban a realizarlo.


88/89

84

Un gran equipo de trabajo que cuenta la Central Termoeléctrica Altamira,

donde se apoyan entre si y no hay nada de individualismo, haciendo un ambiente

muy agradable y confiable para realizar cualquier actividad, además de compartir

sus experiencias que me ayudaran a ser un buen ingeniero Electrónico.


89/89

Bibliografía

Libro: Instrumentación industrial

Octava edición, 2011

Autor: Antonio creus Solé

Libro: Instrumentación industrial

Séptima edición

Autor: Antonio creus Solé

Libro: Vapor, aire o gas

Edición de John Wiley&SonsLtd, New York, 1954

Autor: w.h.sevens

Libro: Control de avanzado de procesos

Ediciones Díaz de Santos S.A. 2003

Autor: José acedo Sánchez

Libro: Ejercicios resueltos de control analógico/ Resolved Exercies of theAnalogControl

Autor: María cristina verde Rodarte

Edición: 2

Editor: Editorial Trillas Sa De Cv, 2001

http://www.swe.siemens.com/spain/web/es/industry/automatizacion/simatic/Documents/S7200ManualSistema pdf
http://www.swe.siemens.com/spain/web/es/industry/automatizacion/simatic/Documents/S7200ManualSistema.pdfhttp://www.swe.siemens.com/spain/web/es/industry/automatizacion/simatic/Documents/S7200ManualSistema.pdfhttp://www.swe.siemens.com/spain/web/es/industry/automatizacion/simatic/Documents/S7200ManualSistema.pdfhttp://www.swe.siemens.com/spain/web/es/industry/automatizacion/simatic/Documents/S7200ManualSistema.pdf

proyecto titulacion.pdf

Documents

Transcript of proyecto titulacion.pdf