Diseño de Manual de Prácticas Con Estación de Control 762cna

 

SE P

DG EST

D IT IT D

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE ATLIXCO Organismo Público Descentralizado Descentralizado del Gobierno del Estado de Puebla

DISEÑO DE MANUAL DE PRÁCTICAS CON ESTACIÓN DE CONTROL 762CNA  ATLIXCO, PUE. (MES) DE 2003 2003

OPCIÓN XI.

INFORME TECNICO

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

I N G E N IIE ERO EN MEC ATRÓNICA

P R E S E N T A:

EDGAR EDG AR LUIS GARCÍA RUIZ RUIZ

 ASESOR: MARIANA NATALIA IBARRA BONILLA  ATLIXCO, PUE. MAYO 2015

 

NDICE PAG. Introducción 1. Generalidades de la empresa 1..2 1R De atsoesña gehnisetróarliecsa. de la empresa. 1 1.3 Organigrama de la empresa. 1.4 Misión, visión y política. 1.5 Producto y clientes. 1.6 Premios y certificaciones.

2. Planteamiento del problema 2.1 Área donde se realizó el proyecto. 2.1.1 Organigrama del área de instrumentación. 2.1.2 A Acctividades del área de instrumentación. 2.1. 2.1.3 3 IInt nter erre rela laci ción ón del del ár área ea de in inst stru rume ment ntac ació ión n con con ot otra rass ár área eas. s. 2.1.4 Funciones y ubicación del residente. 2.2 Objetivos. 2.2.1 Objetivo general. 2.2.2 Objetivos específicos. 2.3 Justificación. 2.4 Alcances y limitaciones. 2.4.1 Alcances. 2.4.2 Limitaciones.

3. Desarrollo teórico 3.1 Clases de instrumentos industriales. 3.2 Elementos primarios de medición. 3.3 Elementos secundarios de medición. 3.4 Elemento detector del error y controlador. 3.5 Elemento final de control. 3.6 Sistema de control de circuito cerrado. 3.7 Tipos de acción de un si sistema de co control. 3.7.1 Acción de una válvula automática 3.7.2 Acción de un control. 3.7.3 Acción de un sistema de control. 3.7.4 Ejemplos de acciones de control. 3.8 El PID en la industria 4. Desarrollo 4.1 Lecturadel de proyecto manual de fábrica de la estación de control 762CNA y

1 2 3 4 5 6 8 9 9 11 12 13 14 14 14 15 15 16 17 17 18 19 20 20 21 21 22 22 23 27

 

realización de prácticas de dicho manual. 4.2 Propuesta Propuesta de práct prácticas icas para el manual que se elaboró y realización de éstas. 4.3 Ilustración del manual de prácticas. 4.4. Pruebas realizadas al manual elaborado.

Conclusiones Referencias Anexo A

29 31 34 34 43

 

ÍNDICE DE TABLAS Y FIGURAS Figura 1 1-1 -1 Localización d de el Fidei eiccomiso IIn ngenio de de At Atenci ncingo ngo 803 80326

PAG. 1

Figura 1-2 Organigrama de la empresa Figura 2-1 Taller de instrumentación

3 8

Figura 2-2 Organigrama del área de instrumentación

9

Figura 3-1 Circuito de control automático

21

Tabla 3-1 Combinaciones entre las acciones de la válvula y el control para obtener sistemas de acción directa o inversa.

23

Figura 3-2 Sistema de control con acción directa (ambos elementos de

24

acción directa) Figura 3-3 Sistema de control con acción directa (ambos elementos de acción inversa)

25

Figura 3-4 Sistema de control con acción inversa (control directo, válvula inversa)

26

Figura 3-5 Sistema de control con acción inversa (control inverso, válvula directa)

27

Figura 4-1 Resultados Figura Resultados de prueba preliminar preliminar con con personal del área área de instrumentación.

35

Tabla 4-1 Tiempos de realización de prácticas del sujeto 1

40

Tabla 4-2 Tiempos de realización de prácticas del sujeto 2

41

Tabla 4-3 Tabla comparativa de tiempos.

41

Figura 4-2 Sujeto realizando prácticas del manual en la estación de control.

42

 

Introducción. El presente trabajo trabajo tien tiene e como finalidad finalidad mejorar la compre comprensión nsión de cómo llevar a cabo la configuración de una estación de control, en este caso el trabajo está basado específicamente en la estación de control 762CNA de la empresa FOXBORO, vale la pena hacer notar que a pesar de que el presente proyecto se basa en el estudio de una sola estación de control, esta cuenta con prestaciones que la hacen un candidato viable para tener un acercamiento al mundo de dichos instrumentos ya que los conocimientos adquiridos pueden ser posteriormente enlazados con otro tipo de estaciones y controladores. El presen presente te pr proye oyecto cto se realiza realiza en las insta instalac lacione ioness de la em empres presa a que lleva lleva por  por  nombre Fideicomiso Ingenio de Atencingo 80326, dicho proyecto surge por la necesidad necesid ad de dar a conocer a las per personas sonas del área de instrumenta instrumentación ción de esta esta empresa que se desempeñan como mecánicos instrumentistas o becarios de instrumentación, una manera clara y sencilla de llevar acabo la configuración de esta clase de equipos que son muy comunes dentro de la empresa. El presente reporte se divide en cuatro capítulos, en el primero se describe la empresa, sus actividades y ubicación, el segundo capítulo detalla las actividades del área donde se trabajara el proyecto, los objetivos del mismo y sus alcances, el tercer capítulo describe la base teórica en la que se basa la realización del proyecto y el cuarto capítulo describe la forma en que se llevara a cabo el proyecto para finalizar con las conclusiones del mismo.

 

Corregir márgenes 

Capítulo 1. Generalidades de la empresa. En este capítulo se describen de manera general las características, ubicación y principales actividades de la empresa donde se llevó a cabo el presente proyecto.

1.1 1.1. Dat atos os gen gener eral ales es.. La empresa de nombre Fideicomiso Ingenio de Atencingo 80326 se encuentra ubicada al sur del estado de puebla en la población de Atencingo, la cual pertenece al municipio de Chiétla, este municipio es de relieve montañoso y clima cálido, aproximadamente se encuentra ubicado a 1 hora de la capital del estado.

Figura 1-1 Localización del Fideicomiso Ingenio de A Atencingo tencingo 80326. Fuente: www.atencingo.com.mx  www.atencingo.com.mx 

Esta empresa empresa comerci comercial al que pertenece al rub rubro ro aliment alimenticio, icio, produce produce principalment principalmente e azúcar

estándar

para

consumo

humano,

no

siendo

este

su

único

1

 

Revisar el formato para citas falto [1] - [4]  Formato IEEE 

producto comercializado ya que además de la venta de azúcar también se lleva a cabo la venta de las mieles resultantes del proceso de producción de azúcar. Es una empresa de tamaño grande y es administrada actualmente por la SAGARPA (Secretaria de Agricultura Ganadería Desarrollo Rural Pesca y Alimentación). [5]

1. 1.2. 2. Rese Reseña ña his histó tóri rica ca de de la emp empre resa sa.. El ingenio de Atencingo tiene sus orígenes en 1920, después de la terminación de la revolución mexicana se empezó a trabajar en la reparación de lo que en ese momento era la hacienda de San José Atencingo la cual que debido a la revolución había quedado en ruinas. Poco después la hacienda fue vendida al señor Guillermo Williams Jenkins quien de inmediato introdujo personal mecánico calificado para preparar las instalaciones de la molienda de 1921. En ese año la molienda duró solamente 2 meses y medio, y el producto final obtenido fue piloncillo y marqueta. Los medios de transporte jugaron un papel muy importante para la molienda de la hacienda ya que al principio la caña era transportada de los campos a la empresa en burros, poco después se utilizaron carretas de madera para el transporte y durante mucho titiempo empo el ferrocarri ferrocarrill fue el encargado encargado d de e transportar transportar tanto tanto la materia prima como el producto terminado. En 1956 el señor Guillermo Williams Jenkins decidió vender la empresa al Sr. Lorenzo Cue quien estuvo a cargo durante algunos años, ya que poco después paso a manos de Azúcar S.A. la cual invirtió en maquinaria moderna incrementando así la capacidad de molienda del ingenio. Posteriormente se tomó la decisión de vender el ingenio a particulares y actualmente se encuentra 2

 

operando bajo los lineamientos de la SAGARPA (Secretaria de Agricultura Ganadería Desarrollo Rural Pesca y Alimentación). [5]

1. 1.3. 3. Orga Organi nigr gram amaa de de la la emp empre resa sa..

Figura 1-2 Organigrama de la empresa

3

 

1. 1.4. 4. Misi Misión ón,, vis visió ión n y polí políti tica ca.. Misión. Endulzar, satisfaciendo necesidades alimenticias y energéticas de los clientes, con azúcar estándar de calidad 100% caña, mejorando nuestros procesos, el medio ambiente y el desarrollo de los colaboradores.[5]

Visión.

Valores y principios:  •

Cliente: razón de ser y motivo de nuestra superación.

•

Compromiso: los resultados y el espíritu de servicio.

•

Competitividad: ser el mejor en la industria.

•

Equipo: fuerza, unión y armonía para lograr objetivos comunes.

•

Familia: motor que nos da la energía para el bien “ser” y el bien “estar” del equipo.

Imagen:  •

“uniendo esfuerzos cosechamos progreso en beneficio de nuestros clientes y nuestras familias.”

Política de calidad integral. Satisfacer con eficacia las necesidades de nuestros clientes comerciales con azúcar estándar de calidad e inocua, a través de la mejora continua de nuestros

4

 

procesos, servicios, desarrollo de nuestro personal y de una comunicación eficaz. [5]

1.5. 1.5. Prod Produc ucto to y cl clie ient ntees. Descripción del producto.  Azúcar Estándar Granulada elaborada a partir de Caña de Azúcar. Constituido esencialmente por cristales sueltos de sacarosa, en una concentración mínima de 99.40 % de polarización. La sacarosa es un disacárido producido en la caña de azúcar por la condensación de glucosa y fructosa. Su fórmula es C12H22O11. Se transporta a través de conductores en bultos de 50 kg, estos se almacenan en estibas hasta de 60 bultos de altura, la estiba se protege con plástico en el piso y terminada la misma, es cubierta totalmente también con plástico. El producto se almacena en bodegas diseñadas específicamente para mantener el producto en las condiciones de su liberación, en lugares limpios y secos, dejando espacios suficientes para el acceso y limpieza del área. El almacén de producto terminado está sujeto a un programa de control de plagas. La distribución se realiza en tráileres de caja cerrada de 30 a 40 toneladas de capacidad. Clientes.

AZÚCAR   Alimentos y Víveres San Rafael, S.A. de C.V. (ALVISAR) Cargill de México, S.A. de C.V. Comercial Los Volcanes de Colima, S.A de C.V. Comercializadora de Productos Básicos de México S.A. de C.V (COPROBAMEX) Comercializadora Facto Corporativo, S.A. de C.V. 5

 

ED&F Man de Comercio, S.A. de C.V. Grupo Azucarero Zafra-Sol S.A. de C.V. Productora y Comercializadora Internacional Mexicana, S.A. de C.V. (PROCOIMEX)

MELAZA  Alcoholera de Zapopan, S.A. de C.V. Bacardi y Compañía, S.A. de C.V. ED&F Man Liquid Liquid Product Productss México, S. S.A. A. de C.V. Ganadería Integral Monarca, S.A. de C.V. Ingenio La Gloria, S.A. Malta Texo de México, S.A. de C.V. Safmex, S.A. de C.V. Transformadora de Melazas, S.A. de C.V.

1. 1.6. 6. Prem Premio ioss y cer certi tifi fica caci cion ones es.. El Fideicomiso Ingenio de Atencingo 80326 ha obtenido las siguientes certificaciones avaladas por Berau Veritas: •

Sistema de gestión de la organización bajo la norma NMX-F-CC-22000NORMEX-IMNC-2007/ ISO 22000:2005, la cual tiene alcances en la fabricación de azúcar estándar de caña desde la recepción de la caña en el área de batey hasta el almacenamiento y embarque del producto terminado.

6

 

•

Sistema de gestión de la organización bajo la norma ISO 9001: 2008, la cual tiene alcances en la fabricación de azúcar estándar de caña desde la recepción de la caña en el área de batey hasta el almacenamiento y embarque del producto terminado.

7

 

Capítulo 2. Planteamiento del problema. En el siguiente capítulo se lleva a cabo la descripción del área específica donde se realizó el presente proyecto, así como sus actividades y organización.

2.1. Área donde se realizó el proyecto. La realización realización d del el proy proyecto ecto descrito descrito en el prese presente nte informe informe se lle llevó vó a cabo en en el área de instrumentación perteneciente a la empresa Fideicomiso Ingenio de  Atencingo 80326, específicamente dentro de la superintendencia superintenden cia y el taller de instrumentación, los cuales están situados a 100 metros de la entrada norte de dicha empresa en las instalaciones de lo que anteriormente era el área de molinos y la superintendencia general de fábrica cuando aún no se modernizaban las instalaciones de dicha empresa.

Figura 2-1 Taller de Instrumentación.

8

 

2.1.1. Organigrama del área de instrumentación.  A continuación se presenta el organigrama del área de instrumentación, donde se aprecia claramente el orden como fluyen las órdenes de trabajo.

Figura 2-2 Organigrama del área de instrumentación.

2.1.2 Activi Actividades dades del área de instrume instrumentac ntación. ión. El área de instrumentación y control lleva a cabo las siguientes tareas dentro de la empresa: •

Mantenimiento preventivo y correctivo de todos los elementos de control que se utilizan dentro de la empresa (válvulas, controladores, PLC, posicionadores,

elementos

de

medición

como

son:

manómetros

termómetros etc.)

9

 

•

Se realiz realiza a la con config figurac uración ión de los los eq equip uipos os de contr control ol con con que cu cuent enta a la empresa para la correcta realización de la función que se desea lleven a cabo.

•

Instalación y actualización de equipos de control cuando se requiera.

•

Calibración Calib ración de llos os elementos elementos de control control con instrum instrumentos entos de medición medición utilizados utili zados por el departament departamento. o.

•

Monitoreo periódico de las señales enviadas por los elementos de control.

•

Monitoreo periódico del correcto funcionamiento de los instrumentos de control que son críticos en el proceso de producción, así como de los elementos que son críticos para el correcto funcionamiento de los elementos de control del departamento (filtros de aire, lavado de sensores que lo requieren etc.)

En resumen es lo que se encarga de hacer el área de instrumenta instrumentación ción y control, control, además de llevar a cabo el registro de todos los eventos que pudiesen ocurrir con los instrumentos usados y enviar a calibración los instrumentos de medición que así lo requieran con el fin de tener todo funcionando de la mejor manera posible. Lo anteriormente anteriormente menci mencionado onado se debe a que la documentac documentación ión de calibración calibración de algunos instrument instrumentos os de medición medición son revisad revisados os periódicamente periódicamente en las auditorías auditorías internas y externas, esto debido a que la empresa cuenta con la certificación ISO 9001:2008, la cual exige que todos los instrumentos utilizados cuenten con la documentación adecuada de calibración para poder ser usados en los elementos de control que intervienen en la producción de la empresa.

10

 

2.1.3 Interrelación Interrelación del área de instrumentación instrumentación con otras otras áreas. Debido a las actividades realizadas, el departamento de instrumentación tiene una estrech est recha a re relac lación ión con la mayorí mayoría a de los los departa departament mentos os que que conf conform orman an e ell Fideicomiso Fideic omiso IIngenio ngenio de Atencin Atencingo go 80326, 80326, esto se debe debe a que en la mayoría mayoría por no decirr que en deci en tod todas as las las área áreass de di dicha cha emp empres resa a se cuenta cuenta con con eleme elemento ntoss de medición medici ón y co control ntrol para poder poder llevar llevar acabo sus act activida ividades. des.  Algunos ejemplos de esta relación son los siguientes: •

El área área de b bat atey ey (área (área do dond nde e se rrec ecib ibe e la cañ caña a en ccam amio ione ness y es depositada en un transportador para ser cortada y desfibrada, para posteriormente posteriorment e ser transportada transportada al área de molinos), molinos), cuenta con sensores sensores de velocidad en uno de sus niveladores, el cual es el encargado de medir  las revol revoluci uciones ones p por or minuto minuto a las que que está está trabaja trabajando ndo el m moto otorr de este este elemento y enviar una señal al cuarto de control central donde en caso de detectarse una velocidad inesperada esta señal puede llevar acabo el paro de todo el transportador de caña.

•

En el área de elaboración es donde más se cuenta con equipos de medición y control debido a que en esta área se lleva a cabo la producción del azúcar. En esta área se cuenta con transmiso transmisores, res, medid medidores ores de presión, medidores de temperatura, válvulas de control entre otros elementos.

Como se puede notar en los ejem ejemplos plos anter anteriores iores el área de instrumentaci instrumentación ón está estrechamente relacionada con otros departamentos debido a que es la

11

 

encargada encargad a del manten mantenimien imiento to de todos los ins instrumen trumentos tos de medición medición y control utilizados los cuales son muy importantes en el proceso de elaboración de azúcar.

2.1.4 Funciones y ubicación del residente. residente. Como residente de instrumentación en el Fideicomiso Ingenio de Atencingo 80326 la principal principal ubicaci ubicación ón es en el área área de la superi superintende ntendencia ncia de instrume instrumentació ntación, n, donde se realizan realizan las prácticas prácticas para el proyecto asignado asignado al iniciar la residencia residencia profesional, profesi onal, y en otras áreas cuan cuando do se le indique. Las func funcio ione ness rea realilizad zadas as por por el re resi side dent nte e duran durante te lla a es esta tanc ncia ia en la la emp empres resa a abarcaron abarcaro n las siguien siguientes tes actividades: actividades: •

Se realizaba realizaba un recorrido recorrido diario diario de monitoreo monitoreo de de turbinas, turbinas, el cual abarca abarca el registro de las lecturas de los instrumentos de medición que se encuentran en cada turbina de la fábrica, verificando de manera directa dichos in inst strum rument entos os.. En est este e recor recorri rido do se se toman toman la lass sigu siguie ient nte e medi medici cione ones: s: la temperatura de entrada del vapor en la turbina en °C, la temperatura de salida del vapor de la turbina en °C, la presión de entrada del vapor en la turb turbin ina a en K Kg/ g/cm cm2 (ki (kilog logramo ramoss so sobre bre cent centíme ímetro tro cuadrad cuadrado) o) y presi presión ón de salid sal ida a del va vapor por en en PS PSII (lib (libra ra so sobre bre pul pulga gada da cu cuad adra rada) da).. Los Los dat datos os recabadoss son utilizados recabado utilizados para calc calcular ular por medi medio o de software software el gasto de vapor de cada turbina y la eficiencia de la turbina. Las turbinas incluidas en este recorrido son: o

Las 6 turbinas de los molinos.

o

La turbina de la desfibradora.

o

Los 8 turboventiladores de las calderas. 12

 

•

o

Los 3 turbogeneradores de la planta eléctrica.

o

Las 3 turbo bombas.

Se realizó realizó la lectura y prácticas prácticas del m manual anual de fáb fábrica rica de de la estaci estación ón de control 762CNA de FOXBORO.

•

Se llevó llevó a cabo la realizac realización ión de las prácticas prácticas propuestas propuestas para una una mejor  mejor  comprensión de la manera de configurar la estación de control por otras personas del área de instrumentación.

•

Se realizó realizó la elabora elaboración ción de dibuj dibujos os que hici hicieran eran más comprensib comprensible le el manual requerido como proyecto de residencia.

•

Se elaboró elaboró un manual manual de práctic prácticas as de la estaci estación ón de control, control, el cual debía ser compren comprensible sible para las personas personas del área de instrumentación instrumentación que estén inicia iniciando ndo o tengan tengan poco poco conoci conocimie miento nto ac acerc erca a de cómo cómo se confi configura gura y funciona una estación de control.

•

En paralelo con el manual de prácticas de la estación de control 762CNA de FOXBORO se llevó a cabo la realización de un manual de elaboración de bridas.

Lo anterior anteriormente mente mencionado mencionado so son n las principales principales activi actividades dades que fueron realiza real izadas das dura durante nte la residenc residencia ia prof profesi esional onal lle llevad vada a a cabo en el Fideic Fideicomi omiso so Ingenio de Atencingo 80326.

2.2. Objetivos.  A continuación se describen los objetivos que se persiguen con la realización del presente proyecto.

13

 

2.2.1 Objetivo general. Diseñar un manual de prácticas en español para facilitar la comprensión de la configuración de una estación de control por parte del equipo de trabajo del área de instrumentación del Fideicomiso Ingenio de Atencingo 80326.

2.2.2. Objetivos específicos. •

Realizar prácticas propuestas en el manual de fábrica para identificar  posibles complicaciones para entender el uso y configuración de ciertas funciones de la estación de control 762CNA de FOXBORO.

•

Ilustrar Ilust rar cada práctic práctica a del manual de manera detalla detallada da por med medio io de dibujos dibujos que sean afines a lo que será visible al realizar cada práctica.

•

Dar los pasos a seguir en la configuración de cada parámetro de manera detallada y ordenada, además de una explicación de lo que ocurre al llevar  a cabo dic dicha ha práctic práctica. a.

•

Dar a leer y realizar prácticas del manual elaborado, a los miembros del equipo y comprobar si este mejora el tiempo que le toma al personal configurar una función con respecto al manual de fábrica.

2.3. Justificación. Debido a lo mencionado anteriormente en el apartado 2.2 del presente informe donde se indica que una de las funciones del departamento de instrumentación es la configuración de elementos de control, se detectó la necesidad de que el equipo de trabajo conociera el proceso de configuración de la estación de control 762CNA de FOXBORO, la cual es una de las más completas en cuanto a funciones de 14

 

control integradas con que cuenta la empresa, para después poder vincular los conocimientos adquiridos en este modelo de estación de control con otros modelos y marcas tanto de controladores como estaciones de control, debido a que las funciones entre unos y otros son similares, solo variando en la m mayoría ayoría de los casos el nombre que se le da a las funciones dependiendo de cada marca. Otro motiv motivo o para la realizaci realización ón del presente proy proyecto ecto fue el idioma del manual manual de fábric fáb rica, a, ya qu que e este sse e encuent encuentra ra en inglés inglés y la may mayorí oría a de las person personas as del equipo no cuentan con un dominio de dicho idioma. Porr ta Po tale less mo motitivo voss se llllev evó ó a cabo cabo el dis diseño eño de un un manual manual de pr prác áctitica cass de est esta a estación de control para que las personas del área aun sin un alto conocimiento del tema tema pued puedan an conf configurarl igurarla a de la manera m más ás sencilla sencilla posible. posible. Lo Lo cual benefi ben eficia ciará rá en el aspecto aspecto de de tiempo tiempo de de cap capaci acitac tación ión del del pe perso rsonal nal y esto esto a su vez en el tiempo de respuesta y solución de problemas que se presenten en la temporada de zafra donde se requiere que las fallas en los equipos sean atendidas con la mayor rapidez y eficiencia posible.

2.4. Alcance Alcancess y limitacion limitaciones. es. Una vez descritos los objetivos, pasamos a describir los alcances y las limitaciones con que cuenta el presente proyecto, con la finalidad de dar una idea general de lo que será el trabajo realizado.

2.4.1. Alcances. La elaboración elaboración del presente presente manual pretende pretende lle llegar gar a todas las personas involucradas invol ucradas en la lass activ actividades idades del área área de inst instrument rumentación ación del Fideicomiso Fideicomiso 15

 

Ingenio de Atencingo 80326, principalmente a los becarios residentes y mecánicos instrumentistas que en su momento formen parte del área, teniendo como alcances: •

Personass con bajos conocimiento Persona conocimiento de uso de estaciones estaciones de control.

•

Personas involucradas en las actividades del área de instrumentación del Fideicomiso Ingenio de Atencingo 80326.

2.4.2. Limitaciones. Limitaciones.  Al tener como propósito ser utilizado como medio de capacitación para personas que llevan laborando mucho tiempo en el área (mecánicos instrumentistas) los cuales tienen conocimientos prácticos en el mantenimiento de los instrumentos pero no conocimiento de la configuración de los mismos se hallaron las siguientes limitaciones: •

•

Personas que piensan que no van a aprender nada nuevo.  Analfabetismo en algunos trabajadores.

•

Falta de disponibilidad de tiempo por parte del personal.

•

Constante cambio de personal en el cargo de ayudantes.

16

 

Capítulo 3. Desarrollo teórico. En la presente sección sección se llevará a cabo la descripció descripción n de los fundamentos fundamentos teóricos que fueron requeridos para la adecuada comprensión de las prácticas realizadas, así como las funcionalidades de la estación de control 762CNA de FOXBORO, en la cual se encuentra basado el presente informe.

3.1.. Clases 3.1 Clases de instru instrumen mentos tos indust industria riale les. s. Los instrumentos industriales comprenden dos clases generales, a saber: 1.- Los que que mi miden den.. 2.- Los que miden y control controlan. an. Un instrument instrumento o de medida medida puede usarse usarse por sí sí solo o combinarse combinarse con con un dispositivo controlador para formar lo que se llama un controlador automático. Si bien la mayoría de los instrumentos industriales se usan para fines de control, no todos son automáticos, ya que muchos de medición se emplean principalmente como guía para el control manual. Todos los dispositivos que llamamos instrumentos miden de alguna u otra forma algo, es decir: aprovechan la energía desarrollada por un fenómeno natural (ya sea físico o químico) para transformarla en una cantidad que pueda ser  interpretada interp retada por nuest nuestro ro sentidos o por el comparador de un controlador controlador [1].

3.2.. Elemen 3.2 Elementos tos primar primarios ios de medici medición ón. El elemento elemento prim primario ario de med medición ición es aquel aquel que detecta detecta la mag magnitud nitud de una variable física, es decir es el primer elemento que utiliza o transforma la energía

17

 

del medio con controlad trolado, o, para produc producir ir un efecto que es una función función de la variable variable medi me dida da [2 [2]. ]. Los elementos primarios de medición más comunes son: Para temperatura: termómetros bimetálicos, de vástago de vidrio, elementos para sistemas termales, llenos de: liquido (clase I), vapor (clase II), gas (clase III), mercurio (clase V), de resistencia eléctrica, de termopar, pirómetros de radiación, ópticos e infrarrojos, indicadores de color, indicadores pirométricos, termistores y termómetros termóm etros de crist cristal al de cuarzo, etc [1]. Para presión: tubo bourdon, espiral, helicoidal, fuelles, diafragmas, manómetros, sensores de vacío tipo ionización, detectores térmicos de vacío, detectores mecánicos de vacío, sensores electrónicos de presión, etc. Para flujo: placa de orificio, tubo Venturi, tubo pitot, tobera, rotámetros y medidores de desplazamiento positivo, de turbina, magnéticos, de vórtice, bombas dosificadoras, dosifi cadoras, etc [1]. Para nivel: flotadores, desplazadores y medidores de presión diferencial, de burbujeo de capacitancia, de radiación, ultrasónicos, etc.

3.3.. Elemen 3.3 Elementos tos secund secundari arios os de medici medición ón.. El elemento secundario de medición y transmisión se encarga de amplificar la señal proveniente del elemento primario de medición, o bien transformar esa función en una señal útil, fácilmente medible, como una señal eléctrica o una presión neumática, comúnmente señales de 4 a 20 o 10 a 50 mA en los electr ele ctrónic ónicos os y de de 3 a 15 o 6 a 30 lb/pu lb/pulg lg2 en el caso de los neumáticos.

18

 

La señal detectada y transmitida por los medios medición (elemento primario y secundario) es una función de la variable controlada, es decir de la cantidad o condición que es medida y/o controlada. La señal de la variable controlada ya sea eléctrica, neumática etcétera, es transmitida simultáneamente a un dispositivo de indicación y/o registro y a un controlador. La señal que va al elemento de indicación y/o registro es transformada a unidades de la variable controlada, o bien porcentajes de escalas o puntos.

3.4.. Elemen 3.4 Elemento to detec detector tor del del erro errorr y contr controla olador dor.. La señal de la variable, que va al controlador (constituido este por dos elementos: elemento detector del error y medios de control), llega al elemento detector del error donde se compara con una referencia seleccionada llamada punto de ajuste o SET-POINT, encontrándose una diferencia o error.

Dónde: X= error o diferencia entre la señal de la variable y el punto de ajuste. P= punto de ajuste o set-point. E= señal de la variable detectada (medición). Esta señal es enviada enviada a los medios de contro control,l, donde se realiz realizan an las funcion funciones es de control para corregir la desviación (diferencia entre el punto de ajuste y la señal medida), esto se hace por medio de una señal correctiva a un elemento final de control, que puede ser una válvula automática, un excitador variable de velocidad,

19

 

un reóstato variable, una resistencia variable o cualquier dispositivo similar capaz de cambiar la variable manipulada del proceso.

3. 3.5. 5. Elem Elemen ento to fi fina nall de de con contr trol ol.. El elemento final de control sirve para convertir variaciones en la señal de salida del controlador, controlador, en varia variaciones ciones corres correspondie pondientes ntes a la variable manipul manipulada, ada, cuyos cambios afectan el valor de la variable controlada.

3.6.. Sistem 3.6 Sistemaa de contro controll de circ circuit uito o cerra cerrado. do. Los sistemas de control de circuito cerrado, son aquellos donde la acción de control está relacionada con la sali salida, da, a este tipo de control control también se le llama retroalimentación, y se define como la propiedad de un sistema de trayectoria cerrada la cual permite que la salida sea comparada con la entrada del sistema, de modo que, la acción apropiada de control se puede realizar como una función de la entrada y la salida. Este sistema es el más utilizado dentro de la industria de proceso continuo, y así podemos decir que un controlador automático es un instrumento que mide el valor  de una variable, la compara compara con un valor de referencia y toma acciones orientadas orientadas a hacer que la variable se mantenga en el valor deseado, punto de ajuste o señal de referencia. Lo desc descrit rito o a ante nterio riorme rmente nte es ilus ilustra trado do en la figura figura 3-1, donde donde se mues muestra tra un circuito de control automático de retroalimentación básico. El objeto de este circuito es medir y controlar una variable que está incluida en el proceso o sistema controlado que comprende las acciones ejecutadas en y por el equipo en el cual la variable va a ser controlada. 20

 

Las variables variables más co comunes munes q que ue cono conocemos cemos y necesitamo necesitamoss controlar controlar son: son: Temperatura, presión, flujo, nivel, etcétera. Disturbio. Elemento final de control.

Y Medios de control.

Variable manipulada

Proceso Señal eléctrica neumática, etc.

Elemento detector del error + - X=

-E

(P-E)

Elemento primario de medición E Elemento secundario de medición y E

E=variable controlada. P=punto de ajuste X=desviación o error. Y=señal controlada

Generador del punto de ajuste.

Indicador y/o registrador.

Figura 3-1 Circui Circuito to de control autom automático ático..

3.7.. Tipos 3.7 Tipos de de acci acción ón de de un sist sistema ema de cont control rol.. 3.7.1.Acción de una válvula automática. La acción de una válvula es un claro ejemplo de una acción de control, la cual actúa específicamente sobre el elemento final del sistema. Las acciones de una válvula automática, de un control y de un sistema de control, deben estar perfectamente establecidas para los fines que se persiguen, pudiendo tener cada una de ellas dos acciones: acción directa y acción inversa: Directa: cuando la válvula se cierra con aire (abre a falla de este, conocida comúnmente como normalmente abierta). Inversa: cuando la válvula abre con aire (cierra a falla de este, conocida comúnmente como normalmente cerrada). 21

 

La acción de la válvula, se determina según, lo que se desea que haga cuando falle el aire controlado. Esto se hace según las conveniencias del proceso. El aire controlado o señal controlada de salida puede fallar:  A) Por falla de control. B) Por fal falla la gen general eral de de aire en instrumen instrumentos. tos. Ejemplo: si se tiene una válvula de control en una tubería que transporta vapor  queremos que la acción de control sea directa, para que si la red eléctrica llegara a fallar y por consiguiente el suministro de aire, entonces la válvula se abrirá drenando el vapor hacia hacia la atm atmosfera osfera evitando daños en tuberías, juntas etc.

3.7.2.Acción de un control. Tomando el SET POINT (punto de ajuste) como referencia (fijo), se tiene: Directa: (Aumento con aumento, decremento con decremento).cuando al aumentar la variable, aumenta el valor de la señal de salida del controlador, y al disminuir la variable, disminuye el valor de dicha señal de salida. Inversa: (aumento con disminución, disminución con aumento). Cuando al aumentar la variable, disminuye el valor de la señal de salida del controlador y al disminuir la variable, aumenta el valor de dicha señal de salida. Habiendo escogido la acción de la válvula, la acción de control solo depende de la acción que debe debe tener el sistema de cont control rol según el proceso proceso [1].

3.7.3.Acción de un sistema de control. Directa: cuando al aumentar la variable, la válvula debe cerrar. Inversa: cuando al aumentar la variable la válvula debe abrir.

22

 

En la tabla 3-1 se observan combinaciones entre las acciones de la válvula y el control, para obtener sistemas de acción directa o inversa. ACCION CASO

SISTEMA

CONTROL

VALVULA

1

D

D

D

2

D

I

I

3

I

D

I

4

I

I

D

Tabla 3-1. Combinaciones entre las acciones de la válvula y el control para obtener sistemas de acción directa o inversa.

3.7.4.Ejemplos de acciones de control. Como se vio en el apartado apartado 3.7.2 un control control tiene una acción acción directa cua cuando ndo al aumentar la variable controlada la salida del controlador aumenta y al disminuir la variable controlada la salida del control también disminuye, por otro lado según lo expuesto expuest o en el apart apartado ado 3.7.1 una válvula válvula de control control es directa directa cuando cuando para cerrar  cerrar  requiere una señal neumática y abre a falta de esta (válvula normalmente abierta). 1. Controlando nivel. a) Con la vá válvula lvula que permite permite el acc acceso eso del líqui líquido do al recipie recipiente nte se se titiene ene una una acción directa pues al aumentar el nivel (variable), la válvula deberá cerrar, casos 1 y 2 de la ttabl abla a 3-1. i) Caso 1: En la siguiente imagen podemos apreciar un sistema compuesto por un control configurado con acción directa y una válvula de control de

23

 

acción acc ión d direc irecta, ta, esto esto provoc provocará ará seg según ún la ttabla abla 3-1 que que nuestr nuestro o sis sistema tema resultante result ante ssea ea directo, directo, lo que significa significa q que ue al a aumenta umentarr la variabl variable e controlada control ada (niv (nivel) el) por encima del punto punto de ajuste, la señal que la estación estación de control control envía envía a la válvul válvula a se increm increment entará, ará, lo que que a su vez rresul esultara tara en en el cierre de la válvula, ya que la señal neumática que esta recibe aumentará. Por consiguiente al cerrarse la válvula el nivel del recipiente se reducirá ya que no se está permitiendo el ingreso de más líquido. Al tratarse de una válvula normalmente abierta, entre mayor sea la señal neumática, menor  será la apertura de esta válvula.

Figura 3-2 Sistema de control con acción directa (ambos elementos de acción directa). Fuente: elaboración propia.

ii) Caso 2: En la siguiente imagen podemos apreciar un sistema compuesto por un control configurado con acción inversa y una válvula de control de acción inversa, inversa, esto provocará provocará según la tabla 3-1 3-1 que nuestro nuestro sistema sistema 24

 

resultante sea directo, lo que significa que al aumentar la variable controlada (nivel) por encima del punto de ajuste, la salida que la estación de control control enví envía a a la válvula válvula disminuirá, disminuirá, lo que a su vez vez resultará resultará en el cierre de la válvula, ya que la señal neumática que esta recibe es menor  esto a su vez provoca que el nivel baje debido al bloqueo de la entrada de líquido al recipiente. Al tratarse de una válvula normalmente cerrada entre menor sea la señal neumáti neumática, ca, menor será su apertura. apertura.

Figura 3-3 3-3 Sistem Sistemaa de control con acción dire directa cta (ambos ele elemento mentoss de acción inver inversa) sa) Fuente Fue nte:: ela elabor boraci ación ón ro ia.

b) Con válvula sacando líquido del recipiente se tiene una acción inversa, pues al aumentar el nivel, la válvula deberá abrir, casos 3 y 4 de de la tabla 3-1. i) Caso 3: En la siguiente imagen podemos apreciar un sistema compuesto por un control configurado con acción directa y una válvula de control de acción inversa, inversa, esto provocará provocará según la tabla 3-1 3-1 que nuestro nuestro sistema sistema resultante sea inverso, lo que significa que al aumentar la variable 25

 

controlada control ada (nivel (nivel)) por encima del punto de ajuste, ajuste, la salida que la estación estación de control envía envía a la válv válvula ula aumentará, aumentará, lo que a su vez resultará resultará en la apertura de la válvula, ya que la señal neumática que esta recibe es mayor  y por consecuencia el nivel bajará. Al tratarse de una válvula normalmente cerrada entre mayor sea la señal neumática, mayor será su apertura.

Figura 3-4 3-4 Sistem Sistemaa de control con acción inversa (co (control ntrol dir directo, ecto, válvul válvulaa inversa) Fuente: elaboración propia.

ii) Caso Caso 4: : En lla a siguiente siguiente imagen imagen podemos podemos apreciar apreciar un un sistema sistema compuesto por un control configurado con acción inversa y una válvula de control de de acción di directa, recta, esto esto provocará según la tabla tabla 3-1 que nuestro nuestro sistema resultante sea inverso, lo que significa que al aumentar la variable controlada (nivel) por encima del punto de ajuste, la salida que la estación de control envía envía a la válvula válvula disminuirá, disminuirá, llo o que a su vez resultará en la apertura de la válvula, ya que la señal neumática que esta recibe es menor. 26

 

En consecuencia el nivel bajara al permitir la salida de más líquido del recipiente. Al tratarse de una válvula normalmente abierta entre menor sea la señal neumática, mayor será su apertura.

Figura 3-5 Siste Sistema ma de control con acció acción n invers inversaa (control inve inverso, rso, válvu válvula la directa) Fuente: elaboración propia.

3.8 El PID PID en la in indu dusstria tria.. Los controladores PID son los mayoritariamente usados en las aplicaciones que involucran lazos de control a nivel industrial. Más del 90% de los controladores empleados emplea dos usan el a algori lgoritmo tmo PID, debido a su simpl simplicidad icidad,, funcionali funcionalidad dad y aplica apl icabil bilida idad d [3] [3].. El nacimiento del primer controlador PID comercial se remonta a los años 1940 cuando hubo un rápido crecimiento de la industria de instrumentación, que incluía a más de 600 empresas. Sin embargo, el mercado era acaparado mayoritariamente por unas pocas compañías, de las cuales FOXBORO, Brown y Taylor eran las más grandes. Fue en el año de 1939 en que el departamento de 27

 

investigación de Taylor desarrolló su Modelo 100 Fulscope, el cual incluía los modos proporcional, integral y derivativo, y que empezaría a comercializarse en 1940. En la actualidad la fabricación de controladores PID se encuentra prácticamente en manos de cuatro compañías: ABB, FOXBORO, Honeywell y Yokogawa. Elsag Bailey, Kent-Taylor,Hartman & Brown y Alfa Laval han sido adquiridas por ABB. Emerson Process Managment Group es propietaria de Brooks Instruments, Daniel, Delta V, Fisher, Rosemount, Intellution, Micro Motion, Provox, RS3 y Westinghouse Westing house Proces Processs Control. Invensys Invensys Production Production Management Division Division por su parte,, cons parte consis iste te en A APV PV,, Avant Avantis is,, Ess Essco cor, r, Eurot Eurothe herm rm,, FOXB FOXBOR ORO, O, Paci Pacifificc Simulation, Simula tion, Tri Triconex conex y Wonderw Wonderware. are. [3].

28

 

Capítu Cap ítulo lo 4. Desa Desarro rrollo llo del proyecto proyecto.. En el presen presente te cap capititul ulo o se se llllev eva a a cabo cabo la descr descrip ipci ción ón detal detalla lada da de la lass activi act ividade dadess que se lle llevar varon on a cabo par para a la rea realiz lizaci ación ón del pro proyec yecto, to, así así como las las pruebas que se le aplicaron para verificar su utilidad.

4.1. Lectura de manual de fábrica de la estación de control 762CNA y realización de prácticas de dicho manual. Como primer paso en la realización del proyecto de residencia en el cual se realizó la elaboración elaboración de un manual de pr práctica ácticass de la estació estación n de control 762CNA 762CNA de FOXBORO, FOXBO RO, sse e llevó a cabo la llectura ectura y realizaci realización ón de las pr práctica ácticass de la estació estación n de control basándo basándonos nos en el manu manual al de fábrica. fábrica. Para el desarrollo de las prácticas se requirió el siguiente material y equipo: •

Manual de fábrica de la estación de control 762CNA de FOXBORO.

•

Estación de control 762CNA de FOXBORO.

•

 Alimentación de 110 V.

•

Relevadores con bobina a 24 V.

•

Cable.

•

Calibrador de procesos Fluke 744.

•

Multímetro.

El procedimiento seguido durante las primeras dos semanas fue la realización sistem sis temáti ática ca de la lass con config figurac uracion iones es que vien vienen en en el manual manual d de e fábrica fábrica de la esta estaci ción ón d de e contr control. ol. Es Esto to fue lle lleva vado do a cabo cabo para para com compre prende nderr la man maner era a de 29

 

configurar la estación de control y detectar problemas que puedan surgir al ser  configurada por alguien que ha tenido poco o nulo contacto con dicha estación. Una vez que se estuvo estuvo más familiariz familiarizado ado con la manera manera de traba trabajar jar de la estación estación de cont control rol,, se re real aliz izó ó el regis registr tro o de de las las prá práct ctic icas as reali realiza zadas das y pr probl oblem emas as qu que e surgieron o configuraciones que parecieron presentar alguna complicación a la hora de ser aplicadas. Las configuraciones realizadas con el manual de fábrica en la estación de control fueron las siguientes: •

•

 Acondicionamiento de una entrada.

•

Ejemplos de configuración de alarmas. Dos controladores.

•

Modo cascada.

•

Modo autoselección.

•

Estación de indicadores.

•

Compuertas lógicas.

•

Cálculos.

•

Totalizadores.

•

Rango compartido.

Entre los los princ principales ipales problema problemass encont encontrados rados en la la realiz realización ación d de e las prácticas prácticas,, y que se pensó debía aclararse en el manual de prácticas que se realizaría para facilitar facil itar aún más la con configurac figuración ión de la est estación ación sse e hallaron hallaron lo loss siguientes: siguientes: •

Navegación por los menús de la estación debido a que solo se ve en pantalla el nombre del menú en una línea y el del submenú en la segunda 30

 

línea. Para est esto o se util utilizó izó el diag diagrama rama de estructur estructura a del manual manual de fábrica fábrica en la parte referente a la configuración. •

Diferenciación entre una entrada acondicionada y una entrada analógica pura.

•

Funcionamiento de la banda muerta en una alarma.

•

Cuando se entr entra a en estado estado de alarma y en qué moment momento o se saldrá saldrá de este estado.

•

Funcionamiento de la estrategia de tipo cascada.

•

Funcionamiento de la estrategia de control de tipo auto selector.

•

Funcionamiento de la estación de control como 2 controladores independientes.

•

Funcionamiento de los swtichs los cuales son utilizados como señal de arranque o paro de ciertas funciones, actuando como señales lógicas.

Todos estos problemas detectados fueron registrados para posteriormente al elaborar el el manual de prácticas prácticas se pusiera pusiera especi especial al énfasis énfasis en su funcionam funcionamient iento o o se buscara la manera de evitar al máximo la confusión en dichas funciones.

4.2. 4.2. P Pro ropu pues esta ta de prác prácti tica cass para para el manu manual al que que se elab elabor oró ó y realización de estas. Una vez que se dete detecta ctaron ron las partes partes p probl roblemát emática icass y se lle llevó vó a cabo cabo lla a realización de las configuraciones que vienen incluidas en el manual de fábrica, llegó el momento de proponer práctica prácticass que describieran detalla detalladament damente e la forma de realizar las configuraciones en la estación de control. Para lo que se tomaron las siguientes decisiones: 31

 

•

Proponer prácticas referentes a la empresa, es decir que tuvieran relación con el ambiente laboral del ingenio de Atencingo.

•

Las prácticas deberían describir detalladamente la manera de ingresar al menú a configurar, los botones que se deberían presionar, las veces que se deberían deberí an presionar presionar y una expl explicaci icación ón de lo q que ue ocurriría ocurriría al config configurar urar estas estas opciones.

•

Ilustrar el manual que se realizaría con imágenes fidedignas de lo que el usuario vería en la estación de control al estar realizando las prácticas.

Las prácticas propuestas incluyen algunas de las prácticas que se encuentran en el manual manual de fábri fábrica. ca. Las práct prácticas icas que sse e propusi propusieron eron y se realizaron realizaron pa para ra integrarse al manual que se elaboraría son las siguientes: •

Configurar el controlador para el manejo de un solo lazo (ONEFUNCTION) y visualización de la variable en la barra de medición

•

•

 Acción: Incremento/incremento, incremento/decremento Proceso general de ingreso al menú de configuración y descripción de las teclas a utilizar en el panel de control.

•

Configuración del calibrador de procesos FLUKE 744 para ser utilizado como fuente de corriente.

•

 Acondicionamiento de las entradas Analógicas

•

ONE FUNCTION (una función o uso de un controlador)

•

Poner una etiqueta en la línea superior de la pantalla

•

Rango de las barras del punto de ajuste y medición en la pantalla

32

 

•

Visualizaci Visual ización ón de la señal de salida del con controlado troladorr 1 en la barra de salida salida de la estación de control

•

Parámetros básicos a tomar en cuenta al configurar una función

•

Comparación de 3 variables y selección de la de mayor valor para ser  mostrada en la barra de medición.

•

Visualización de niveles de alarma en la barra de medición

•

Suma de dos entradas y visualización del cálculo en la barra de medición.

•

Configuración de rangos de alarma y banda muerta

•

•

 Alarma absoluta sin retención (NONLATCHING) tipo alto/alto. alto/alto.  Alarma absoluta sin retención (NONLATCHING) tipo bajo/bajo.

•

 Alarma absoluta sin retención (NONLATCHING) tipo alto/bajo.

•

 Alarma absoluta con retención (LATCHING) tipo alto/bajo.

•

 Alarma de desviación (DEV) tipo alto/bajo (HI/LO).

•

Señales digitales y utilización de la fuente interna para alimentar un relevador 

•

•

TWO FUNCTION Visualización de la medición del controlador 2 en la línea superior de la pantalla del controlador 1.

•

Estación de indicadores.

•

Rango compartido.

•

OUTPUT TRACK.

•

Caracterización de una salida.

33

 

•

 AUTOSEL (autoselección).

•

Cascada.

•

Totalizadores.

Para llevar llevar a cabo la redacción redacción de estas prácticas prácticas e incl incluirlas uirlas en el manual que se se re real aliz izarí aría a se llllev evar aron on a cab cabo o co como mo mí míni nimo mo 2 vvec eces es cada cada una una pa para ra detec detecta tarr más más problemas que pudieran ocurrir al configurarlas y así poder explicar en el manual de prácticas prácticas como lidi lidiar ar con estos problemas, problemas, paralel paralelamente amente con la la realizaci realización ón de las prácticas prácticas fue lle llevada vada a cabo la la redacción redacción del manual una vez que la práctica quedaba que daba com comple pleta ta y funcion funcionando ando cor correct rectame amente nte se se realizó realizó la anota anotació ción n del procedimient procedi miento o y las posibl posibles es complicacione complicacioness dentro del manual que que se estaba elaborando.

4.3. Ilustración del manual de prácticas. Una vez que se conoció fí físicamente sicamente la estación estación de control, se llevaron a cabo las práctic prác ticas as y se red redact actó ó la forma forma de reprod reproduci ucirla rlas, s, se estuvo estuvo en pos posibi ibilid lidad ad de lllleva evar  r  a cabo la realización de ilustraciones para cada una de ellas. Para este fin se util utiliz izó ó el prog progra rama ma deno denomi mina nado do CORE COREL L DRA DRAW don donde de es este te llev llevó ó ac acab abo o la elaboración elaborac ión de las im imágenes ágenes que se utilizar utilizarían ían en las prácticas prácticas (ver anexo A. Ejemplos Ejempl os de M Manual anual Realizado). Realizado). Las imáge imágenes nes realizadas realizadas pa para ra las ilustrac ilustraciones iones que contiene el manual pueden ser vistas en el anexo del presente informe.

4.4. Pruebas realizadas al manual elaborado. En el m mom oment ento o qu que e el man manual ual te term rmin inó ó de sser er redac redacta tado do e ililust ustrad rado o se llle leva varon ron a cabo las prime primeras ras pruebas, la lass cuales consistiero consistieron n en una lectura informal informal del

34

 

manual por parte del personal del área en el cargo de mecánico instrumentista y ayudantes. De los cuales se recabo la siguiente información:



             

Figura 4-1 Resultados de prueba preliminar con personal del área de instrumentación.

Vale Val e la pena pena rresal esaltar tar que las p perso ersonas nas que que no le le entendi entendiero eron n sus coment comentari arios os fueron: “no estoy de planta en el departamento departamento de instrumentación”, instrumentación”, “desempeño “desempeño el cargo de ayudant ayudante”, e”, “cambio “cambio consta constantemen ntemente te de departa departamento mento dependiendo dependiendo donde haya trabajo disponible”, entre otras. Las personas que entendiero entendieron n el manual con mayor facilidad facilidad fueron las personas personas que su cargo en la empresa es el de mecánico instrumentista lo que significa que no cambian de departamento ya que ellos son el personal de planta del área. Por último las 2 personas que recomendaron detallarlo son personas que están en lo que que se llama “recorrido” “recorrido” ha hacia cia mecánic mecánico o ins instrumen trumentista. tista. Una persona que se encuentra encuent ra en di dicho cho recorrido recorrido bu busca sca clasificarse clasificarse como mecánico mecánico instrumenti instrumentista sta de 35

 

planta, plant a, por lo qu que e tienen tienen un mayor mayor acercamiento acercamiento al área yya a que son ellos quienes quienes cubren en algún momento el lugar de algún mecánico instrumentista que pudiera faltar por cualquier motivo. En base base a la lass obs observ ervaci acione oness y rec recom omen endac dacio iones nes de de est estas as p pers erson onas as se lllleg egó ó a la conclusión de mejorar la redacción y detallar más lo que se había hecho hasta el momento. moment o. Para llo o cual se llllevaron evaron a cab cabo o nuevamente nuevamente prácticas prácticas como; estrategia estrategia en cascada, auto selector etcétera y ampliar la introducción del manual. Una vez corr corregi egido do el manua manuall se impri imprimió mió p para ara se serr proba probado do una segun segunda da vez vez,, en esta ocasión por razones de tiempo no se pudo contar con el personal anteriormente mencionado por lo que se recurrió a la persona que en ese moment mom ento o des desemp empeña eñaba ba el cargo cargo de bec becari ario o de iinst nstrum rument entaci ación. ón. Esta Esta persona persona nunca había tenido ningún tipo de acercamiento al control o la electrónica por lo que era un candidato ideal para saber que tanto se facilita la comprensión del manual. El encargad encargado o del área le encomendó la tarea de leerlo y llevar llevar a cabo las prácticas en la estación de control y detectar temas que le fuesen complicados, así como partes de la redacción donde fuese confusa la explicación o hubiera errores ortográficos e informar de estos para llevar llevar a cabo una nueva corrección. Esta parte parte fue ccrucial rucial en la elaboraci elaboración ón del manual debido a que que esta p persona, ersona, al no tener tener con conoci ocimie miento nto del tem tema, a, no ten tenía ía ningún ningún tipo tipo de antece anteceden dente te y pregunt preguntaba aba todo lo que no entendía, esto dio lugar a una retroalimentación que llevo a la detección de temas que parecía ser muy difíciles de entender en una primera instancia, entre las principales dificultades y errores encontrados están los siguientes: 36

 

•

Estrategia de control de tipo cascada.

•

Errores en las gráficas gráficas de las alarmas alarmas tip tipo o Alto/Baj Alto/Bajo o (funci (función ón de la la banda muerta)

•

Errores Err ores tip tipogr ográfi áficos cos en algunos algunos temas. temas.

•

Instrucciones faltantes en algunas prácticas.

•

Dibujos que no mostraban lo que en realidad pasaba en la práctica.

Cuand Cu ando o sse e te termi rminó nó con esta esta eta etapa pa de re revi visi sión, ón, el encarg encargad ado o d del el área área de de instrumentación dio una lectura rápida al manual para detectar posibles errores y dar recomendaci recomendaciones ones a acerca cerca de de las n notas otas y de temas temas que podrían podrían ser de ayuda para el entendimiento del manual, por lo que se anexo un tema y se modificaron algunas cosas como por ejemplo: •

Se inc incluy luyó ó el tema tema de señales señales digita digitales les par para a poder poder entende entenderr cómo cómo funcionan estás.

•

Se mejoró mejoró la iilus lustra tració ción n del tacho tacho que que sse e mostr mostraba aba en lla a práctic práctica a del auto selector.

•

Se añadió el apéndice A de conexiones en campo.

•

Se añadieron notas aclaratorias en algunos temas.

 Además de estas recomendaciones se detectó también un problema al desplazarse por el diagrama de estructura de la estación de control por lo que se añadió aña dió ta tambié mbién n una ex expli plicaci cación ón de cómo cómo deb debe e ser utiliz utilizado ado y se le pusie pusieron ron indicadores al diagrama mismo para ser más entendible. Nuevam Nue vament ente e se llevaron llevaron a ca cabo bo tod todas as llas as corre correcci cciones ones pertine pertinente ntes, s, las cuales cuales fueron fue ron la lass corre correcci ccione oness finales finales de dell manual. manual. Se proc procedi edió ó a imprimirl imprimirlo o y esta vez por  37

 

razones nuevamente de tiempo y disposición de personal debido a que se iniciaba con el proceso de reparación reparación de la fábrica fábrica,, las pruebas se llevaron llevaron a cab cabo o por  personas en el cargo de becario de instrumentación, de los cuales uno de ellos acababa acab aba de llleg legar ar al depart departame amento nto y el otro otro ten tenía ía ya al algún gún ttiem iempo po de ha haber  ber  iniciado inici ado su labor si sin n haber aprendido aprendido a profundida profundidad d acerca de lla a estación estación de control,, ya que princi control principalment palmente e su labor en el área hab había ía teni tenido do que ver con la config con figurac uración ión y fabrica fabricació ción n de u un n mód módulo ulo para mot motores ores con un un variado variadorr de velocidad.  Al llevar a cabo esta etapa de pruebas se siguió el siguiente procedimiento: 1. Se les expli explicó có el motivo motivo del manual manual y la forma de ser utilizado, utilizado, además de explicar expli car cómo se utiliza utiliza el manual manual d de e fábric fábrica a de la estación. estación. 2. Se les infor informó mó que llas as ilustr ilustraci aciones ones que que contie contiene ne el manual manual d de e prác práctic ticas as son fidedignas de lo que verían en realidad al realizar la práctica. 3. Para Para com comenz enzar ar co con n es esta ta etapa etapa se le pidió pidió a uno real realiza izarr una práctic práctica a con el el manual man ual d de e pr práct áctic icas as y al otr otro o reali realiza zarl rla a con el el manual manual de de fá fábri brica ca y se les les tomo el tiempo y se registró registró si lo lograron lograron o no, para para después después cambi cambiar ar los papeles y realizar la misma práctica con el manual que no habían utilizado. 4. El día día 2 sse e rea realilizó zó una una pr prueb ueba a para para vver er si si llo o real realiz izado ado el d día ía anter anterio iorr ya ya er era a dominado dominad o y as asíí seguir seguir avanzando avanzando en el proceso, proceso, una una vez hecho es esto to se le pidió a uno de los los sujetos sujetos trabajar trabajar con el manual manual de prácticas prácticas elaborado elaborado y al otro otr o trab trabajar ajar ccon on el manua manuall de fábr fábrica ica.. Se tom tomó ó el titiempo empo que que le llevo llevo a ca cada da uno llev llevar ar a cabo cabo una ca cada da config configurac uración ión y se se regist registró ró si lograr lograron on o no configurar lo que se les pidió. 38

 

5. El día día ttres res se tr trab abaj ajó ó so solo lo co con n una pers persona ona ya ya que por por mot motiv ivos os fami famililiare aress la otra persona persona no puedo puedo asistir, asistir, este d día ía se llevaron llevaron a cabo prácticas prácticas solo con el manual elaborado debido a que la principal dificultad observada los días anteriores anterio res fu fue e el iidioma dioma d del el manu manual al de fábrica, fábrica, ya que estas personas personas no dominan el idioma idioma inglés lo que probó ser uno de los principales obst obstáculos áculos para entender los ejemplos de configuración que contiene el manual de fábrica fábr ica.. Se lle llevó vó a cabo cabo el mismo mismo proc procedi edimie miento nto de los los días días anterio anteriores, res, se tomó el tiempo que le llev llevaba aba a esta persona confi configurar gurar lo que se le pedía y se registraba si lo lograba o no. 6. El día 4 se llllevaron evaron a cabo las prácticas prácticas del día día anterior anterior con con la persona que había faltado con la finalidad de seguir a la par con ambas personas, una vez realiz realizado ado esto se sigui siguió ó el procedimi procedimiento ento de toma de tiempo tiempo y registro como los los días anteri anteriores. ores. E Ell día 5 se prosigu prosiguió ió con las pr prácticas ácticas restantes restantes del manual y se siguió el mismo procedimiento que los días anteriores. De lo realizado en estos 5 días se obtuvieron las siguientes tablas (las cuales representan el avance y los tiempos de cada persona):

39

 

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Tabla 4-1 Tiempo Tiemposs de realizac realización ión de práct prácticas icas del sujet sujeto o 1 (prueba ffinal inal del manual de prácticas).

40

 

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Tabla 4-2 Tiempos de realización de prácticas del sujeto 2 (prueba final del manual de prácticas).

Comparativo de tiempos

Sujeto 1 Sujeto 2

Manual de fabrica (min)

Manual Manu al de practicas (min)

60 121

161 138

Practicas realizadas Practicas realizadas (manual de fabrica) (manual de practicas) 6 9

19 15

Tabla 4-3 Tabla comparativa de tiempos de la prueba final del manual de prácticas.

Como se aprecia en la tablas, aparecen prácticas donde se registró la leyenda no aplica (N/A), esto se debió a que las prácticas no fueron realizadas con ese manual man ual,, en su mayorí mayoría a se debió debió a que las perso personas nas no hab hablan lan inglés. inglés. Se tom tomó ó la 41

 

decisión de dejar de lado el manual de fábrica ya que no entendían a lo que se referían referí an las prácti prácticas cas descritas descritas ahí debido al idi idioma. oma. Una Un a vvez ez q que ue se se re real aliz izó ó la le lect ctur ura a y llas as p prá ráct ctic icas as del del m man anua ual,l, se llev llevó ó a cabo cabo un una a prueba a estas personas para ver la habilidad con la que manejaban la estación de control ya sin la ayuda de ningún manual para lo cual se les hicieron preguntas y se les pidió la realización de configuraciones en la estación de control. Estas preguntas fueron respondidas apropiadamente en su totalidad por una persona, la cual describió y realizó de manera exitosa las prácticas, en la otra persona pers ona se det detectó ectó que podía podía llevar llevar a cabo cabo las las prác práctic ticas as en la la es estac tación ión pero las respuestas respuest as a las pregunt preguntas as eran eran con confusa fusas, s, llo o que que se int interpr erpretó etó como como una una realización mecánica de la configuración de la estación de control, es decir podía realizar exitosamente una configuración que se le pidiera pero no comprendía en su totalidad totalidad el porqué de llev llevar ar a cabo dicha config configuració uración. n. A continuación continuación se muestran muestr an imágenes de una de las personas reali realizando zando la prueba que se mencionó mencionó anteriormente.

Figura 4-2 Sujeto 2 realizando prácticas del manual en la estación de control. 42

 

Conclusiones. De acuerdo a los objetivos objetivos planteados planteados al inicio del presente presente proyecto proyecto se concluyó lo siguiente: Se realizó en su totalidad el manual de prácticas requerido como proyecto de residencia incluyendo ilustraciones. El manual elaborado elaborado mejo mejoró ró el tiemp tiempo o que le tomo a las persona personass realizar una configuración en la estación de control con respecto al manual de fábrica. Las ilustraciones al ser fieles a lo que se ve en la realidad al realizar cada práctica ayudaron a la comprensión y sirvieron como referente a las personas que utilizaron el manual en el momento de saber si lo que ocurría en la estación de control cont rol er era a lo que de debía bía pa pasar. sar. Esto Esto evitó evitó que al algún gún otro otro mi miemb embro ro del equi equipo po tuviera que revisar de manera continua el avance de dichas personas. Ya que al ver en la ilustración lo que debía pasar y confrontarlo con lo que ocurrió después de que llevaron a cabo su configuración, ellos mismos eran capaces de saber si estaba bien realizada o no.  Al estar en el idioma nativo de los usuarios us uarios se ahorró ah orró en tiempo de traducción y la comprensión fue más sencilla por parte de las personas que lo utilizaron.  A pesar de que los objetivos planteados se cumplieron en su totalidad se encontraron ciertos aspectos que pueden perjudicar el uso del manual elaborado, entre los cuales se apreciaron:  Al ser elaborado por un residente algunas personas no tomaron con la seriedad apropiada el manual. 43

 

La disposición del tiempo de los trabajadores es muy reducida debido a sus activi act ividade dadess en la emp empresa resa llo o que retra retraso so las prueba pruebass y evit evitó ó que pudies pudiese e ser  probado en más personas. Se trató trató de probar probar ffuer uera a del horar horario io de tra trabaj bajo o pero pero no hubo hubo dis disponi ponibil bilida idad d por  parte de las personas a las que se les propuso. En conclusión se cumplió con lo requerido como proyecto de residencia y con los objetivos planteados al iniciar el proyecto.

44

 

REFERENCIAS [1] NACIF, Narchi J.” Ingeniería de Control Automático (Instrumentación Industrial) tomo II”, México: IGEM, 1981 [2] MORALES, Sánchez A. “Instrumentación Básica de Procesos Industriales”, México: ISA, 2012. [3]Rojas, F. “Implementación comercial del algoritmo de control proporcionalintegral-derivativo (PID), IEEE, 2006. [4]Foxboro Company, 762CNA “Single station mi microcontroller crocontroller instruction”, 1998. [5] http: http://ww //www.in w.ingatenci gatencingo.com ngo.com.mx/ .mx/

 

2. Configuración de parámetros básicos y estrategia de control de una función. 2.1 Proceso general de ingreso al menú de configuración y  descripción de las teclas a utilizar en el panel de control.

Cuando se necesita hacer cambios en la configuración del controlador se utiliza el teclado del panel frontal para implementar los cambios.

Figura 2.1 Teclado del controlador.

Tecla TAG

Descripción Esta tecla se utiliza para pasar del modo normal de operación del controlador, al menú READ o SET, y regresar desde cualquier punto de estos menús al modo normal. Utilice estas teclas para desplazarse arriba o abajo, en los menús y las opciones de estos hasta encontrar el que desea cambiar.

ACK

Con esta tecla se puede ingresar a los menús y dar 

SEL

“ENTER” para cambiar el valor o estado. Se utiliza para regresar a la pantalla anterior en pequeños incrementos en el programa de estructura. Tabla 2-1 Teclas a utilizar del controlador.

1. Pres Presiion onam amos os TAG para ingresar al menú del controlador y con las flechas arriba/abajo nos desplazamos para visualizar el menú SET e ingresamos con la te tecl cla a ACK. 2. Una Una ve vezz de dent ntro ro del del men menú ú SET, nos desplazamos nuevamente con las flechas ACK. arriba/abajo hacia el módulo SECURE e ingresamos con la tecla

 

3. Presi Presiona onamo moss 3 ve veces ces ACK en caso que el controlador mantenga el código de fábrica (3 espacios espacios en blanco), blanco), caso contr contrario ario ingresamos ingresamos el código código de seguridad del controlador desplazándonos con las flechas arriba/abajo entre la lista de caracteres. 4. Una vez introduc introducido ido el código código de se seguridad guridad nos desplazamos desplazamos con con las flechas arriba/abajo dentro de la lista de opciones hasta encontrar  CONFIG e ingresamos con la tecla ACK. 5. En caso de ingresar ingresar a una opción opción no deseada deseada podemos podemos vol volver ver un pas paso o atrás con la tecla SEL y volver a seleccionar la opción deseada.  A continuación se muestra un diagrama de flujo detallado para el ingreso al menú configuración. SECURE  ALLTUNE

762 MICRO 0.0 Presione

Presione

MENU READ Presione

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SECURE CONFIG

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Presione

MENU SET

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Presione

SET OPTUNE

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Presione  

SET SECURE

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Presione

PASSCODE = Presione  ACK

3

Diagrama 2.1. Procedimiento para ingresar al menú configuración.

 

Después de ingresar al menú CONFIG nos aparecerá la lista de estrategias con las que podemos trabajar dependiendo de nuestras necesidades, las cuales son: •

•

•

•

ONE FUNCTION: para trabajar con una sola función (controlador). TWO FUNCTION: Se utiliza para la configuración de dos controladores independientes dentro de la estación 762CNA, pudiéndolos visualizar manteniendo presionada la tecla SEL para cambiar de un controlador a otro. el uso de 2 contro controladores ladores para para manejar manejar un solo solo AUTOSEL: permite el elemento final de control, dependiendo de los parámetros que le demos automáticamente cambiara de un control a otro. CASCADE: permite trabajar con varios controladores en modo cascada,, es decir cascada decir la salida salida del cont controlado roladorr 1 va a ser el punto punto de ajuste remoto del controlador 2.

2.2 Configuración del calibrador de procesos FLUKE 744 para ser  utilizado como fuente de corriente.

Para simular la recepción de señales de un transmisor en la estación de control, utilizaremos el calibrador de procesos FLUKE 744 por lo que en este apartado se describirá el procedimiento para ser usado de tal manera. Es importante señalar que la configuración y forma de uso que se describe en el presente manual acerca del uso del calibrador de procesos FLUKE 744 es para ser utilizado en las prácticas con la estación de control dentro del taller de instrumentos, ya que la forma en que se utiliza en campo difiere de la configuración descrita (Ver apéndice A). 1. Presi Presiona onamo moss el bo botó tón n encen encendi dido/ do/apa apaga gado, do, p par ara a encen encender der n nues uestr tro o calibrador de procesos. 2. Conectamos Conectamos la lass puntas del cali calibrador brador de procesos procesos en en los bornes bornes de “conexión para medir amperaje y fuente de corriente” (figura 2.2). 3. Presionamos Presionamos el bot botón ón de selección selección fuente/m fuente/medición edición (MEAS/SO (MEAS/SOURSE) URSE).. 4. Para usar la la fuente de ccorrient orriente e presionamos presionamos el botón botón mA y con las teclas teclas de desplazamiento resaltamos la opción que dice “Fuente mA” y presionamos ENTER. 5. Ahora nos nos aparece aparecen n en pantalla pantalla signos signos de interrogación, interrogación, en este punto punto usamos el teclado numérico para decirle la cantidad de miliamperios que queremos ENTER. en nuestra fuente, en nuestro caso le damos 4 y presionamos

 

6. En la parte parte inferior inferior de la la pantalla pantalla nos aparece lla a opción “PASO”, “PASO”, presionamos el botón azul que está debajo de esta opción, una vez hecho esto nos va a pedir el tamaño de paso (cantidad de miliamperios que subirá o bajara la fuente cada vez que presionemos la tecla de desplazamiento flecha arriba o flecha abajo) le ponemos 1 y presionamos ENTER.

Figura 2.2 calibrador de procesos FLUKE 744

Si la pantalla pantalla se muestra muestra como la figura figura 2. y al presionar presionar 1 vez la tecla de desplazamiento flecha arriba se desplaza a 5 mA y al presionar 2 veces se muestra 6 mA en la pantalla y así consecutivamente, entonces nuestra configuración es correcta, en caso contrario repetir los pasos anteriores.  A continuación se muestra una tabla de equivalencias entre lo que es el porcentaje que veremos en la barra de medición de nuestra estación de control y la cantidad de mili amperaje que le enviaremos desde el calibrador de procesos FLUKE 744 para ver dicha dicha medición, cuando conectemos un mil milii amperímetro a la la salida de control de la estación 764CNA (ver apéndice B, para ver las terminales de conexión de la salida de control) veremos el mili amperaje que nos envía la estación de control de acuerdo al porcentaje que tengamos en la barra de salida.

 

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Tabla 2-2 Equivalencia entre los rangos en porcentaje y mili amperaje. NOTA: Esta tabla muestra la cantidad de mili amperaje equivalente a un porcentaje con un rango  de 0 a 100%.

2.3 Acondicionamiento de las entradas Analógicas.

Un parámetro importante a tomar en cuenta al trabajar con la estación de control 762CNA es la correcta configuración y uso de las señales de entrada con las que vamos a trabajar, en nuestro caso utilizaremos las entradas analógicas con las que cuenta la estación de control, por lo tanto vale la pena pena resaltar lo siguiente:

 

Cuando trabajamos una entrada analógica sin acondicionamiento de señal, en la estación de control debemos seleccionar una de las siguientes: IN1, IN2, IN3 e IN4, ya que al seleccionar estas entradas, estaremos trabajando con la señal pura, sin ningún tipo de filtrado ganancia etc. Cuando se tenga tenga la necesid necesidad ad de trabajar con con entradas acon acondicio dicionadas, nadas, como en el caso de los cálculos en la estación de control, entonces las entradas que seleccionaremos será A, B, C o D, las cuales son señales ya acondicionadas. Las entradas A, B, C y D son las entradas IN1, IN2, IN3 e IN4 consecutivamente, solo que las primeras ya están acondicionadas y las segundas son la señal sin acondicionamiento.  A continuación se presenta un diagrama de como las señales puras pasan por los módulos correspondientes para ser acondicionadas y poder ser  configuradas a conveniencia: •

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Diagrama 2.2 Acondicionamiento de una señal analógica.

Como podemos ver en el diagrama anterior iniciamos con una señal pura (IN1) que es la que recibimos de nuestro transmisor o en este caso fuente de corriente (FLUKE 744), posteriormente podemos hacerla pasar por un filtro, después le damos la forma que queremos que tenga ya sea: lineal cuadrática o caracterización según nos convenga, por ultimo tenemos 3 opciones con las que podemos manipular la señal que son: •

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INBIAS: En esta opción podemos configurar que se le sume una constante a la señal de entrada (esto es en porcentaje), en otras palabras si tenemos una señal de entrada del 50% y le damos un valor  de 10 a este parámetro nuestra señal acondicionada será de 60% (A). GAIN: este parámetro parámetro es la ganancia ganancia que le daremos a nuestra nuestra señal de entrada, la cual no es otra cosa que multiplicar el valor de nuestra señal de entrada por una constante por lo que si tenemos una señal de entrada de 50% y le configuramos a este parámetro una valor de .5 nuestra señal acondicionada seria de 25 (A).

 

OUTBIAS: en este parámetro se le suma nuevamente el valor de una constante a nuestra señal solo que este valor e suma después de haber  pasado por los dos parámetros anteriores, por lo que, si tenemos una señal de 50% y le aplicamos una ganancia de 1, en INBIAS le ponemos 5 y en OUTBIAS le ponemos 10 tendríamos 65%. Los tres parámetros descritos anteriormente responden a la siguiente ecuación matemática: •

El procedimiento para ingresar al menú de configuración de las entradas se describe a continuación: 1. Seguimos Seguimos el proc procedimie edimiento nto general general de ingreso ingreso al menú menú configuraci configuración. ón. 2. Ya que hayamos hayamos ingr ingresado esado nos desplazam desplazamos os con las flechas flechas arriba/ab arriba/abajo ajo hasta encontrar la opción INPUTS, presionamos ACK para ingresar. 3. Una vez vez dent dentro ro selecci seleccionam onamos os A presi presionan onando do ACK. 4. Al ingresar ingresar a la opción A nos aparecerá aparecerá la opción OUTBIAS y le ponemos el valor que deseemos se le sume a nuestra señal a la salida. 5. Desp Después ués nos apare aparece cerá rá GAIN ingresamos y en esta parte daremos el numero por el que se multiplic multiplicara ara nuestr nuestra a señal. 6. Ahora le daremos daremos el número que que desee deseemos mos se le le sume a lla a entrada a nuestra señal ingresando en INBIAS. 7. En la opción opción form formato ato podemos podemos elegir elegir como queremos queremos que se se comporte comporte nuestra señal ya sea de manera lineal cuadrática etc. (para el presente manual se trabajara con el formato lineal). 8. Podemos Podemos repetir el m mismo ismo proc procedimi edimiento ento para aco acondicion ndicionar ar cualqui cualquier er señal analógica (A B C o D). 9. Para regresar regresar al modo modo normal normal pre presionam sionamos os la tecla TAG. SI queremos configurar nuestra señal y comprobar que está haciendo lo que deseamos solo basta con realizar la ecuación anteriormente presentada. Por  ejemplo si tenemos un 20% de señal en la entrada IN1, y configuramos una ganancia de 2, el OUTBIAS con 5 y la opción INBIAS con 3 tendremos lo siguiente:

 

Por lo tanto tenemos que A=51, en nuestro controlador estaremos recibiendo este valor en la señal acondicionada A.                                                             

2.4 ONE FUNCTION (una función o uso de un controlador).

Se recomienda poner especial atención en la presente sección del manual, ya que al comprender en su totalidad totalidad cómo funciona la estrategia ONE ONE FUNCTION será más fácil comprender como funcionan las demás estrategias con las que cuenta la estación de control (CASCADE, AUTOSEL y TWO FUNCTIONS) debido a que las otras estrategias funcionan con más de una función, pero la configuración continuación. para la(s) otra(s) función(es) es la misma que la que veremos a

2.4.1 Configurar el controlador para el manejo de un solo lazo (ONE FUNCTION) y visualización de la variable en la barra de medición. Para tener una señal de entrada y poder realiz realizar ar la adquisición de mediciones en el controlador controlador utilizaremos el calibrador calibrador de procesos fluke744 como fuente de corriente, corriente, ya que el controlador reconoc reconoce e entradas analógicas analógicas bajo el estándar de 4 a 20 mA. La estación de control 764CNA cuenta con 4 entradas analógicas, donde podemos adquirir las mediciones y utilizar para el control del proceso (Ver  apéndice B, tablas y diagramas). A continuación se muestra el procedimiento para llevar a cabo la configuración de una función y visualizar la medición que estamos adquiriendo en la barra de medición de la pantalla del controlador. 1. Seleccionamo Seleccionamoss una entr entrada ada analógica analógica (en nuestro caso caso la entrada entrada 1) y conectamos el fluke744 previamente configurado como fuente a 4mA y un paso de 4mA para simular la adquisición de medi mediciones. ciones.

 

Figura 2.3 Conexión del calibrador de procesos a la entrada analógica 1.

2. Seguimos Seguimos el proce procedimie dimiento nto desc descrito rito ant anteriorm eriormente ente proceso proceso general general de ingreso ingres o al menú configuración configuración (secci (sección ón 2.1 del presente presente manual). 3. Una Una ve vezz dent dentro ro del del m menú enú CONFIG en STRATEGY ingresamos con la tecla ACK y seleccionamos la opción ONE FUNCTION, después nos va a preguntar FUNC1 y presionamos ACK para ingresar. 4. Ahora nos pregunta pregunta qué tipo d de e control (función (función), ), utilizarem utilizaremos os para este proceso y seleccionamos PI, PID (control Proporcional Integral Derivativo) presionando ACK. 5. En la siguiente siguiente pa pantall ntalla a nos desplazamos desplazamos con con las flechas flechas arriba/abaj arriba/abajo o hasta encontrar la opción MEAS, una vez que la encontremos presionamos ACK para ingresar. 6. Nos desplazamos desplazamos nuevamen nuevamente te con las flechas flechas arriba/abajo arriba/abajo hasta hasta la opción opción SOURCE y presionamos ACK para ingresar (el formato de MEAS utilizado en la práctica es LINEAR). 7. Dent Dentro ro de la op opci ción ón SOURCE podemos seleccionar la entrada que deseamos visualizar en la barra de medición, en este caso seleccionamos IN1, y presionamos ACK para seleccionar. 8. Ahora Ahora p presi resiona onamos mos la tecla tecla TAG del panel frontal para salir del menú y regresar al modo normal.

 

9. Presi Presiona onamo moss la tecla tecla A/M para cambiar a modo automático y así poder ver  la señal de salida que se manda cuando la medición recibida desde el FLUKE 744 rebasa el punto de ajuste.

Figura 2.4 Vista de la estación de control antes de ser conectada al FLUKE 744.

 Al terminar la práctica en e n la pantalla del controlador podremos observar que al variar el valor de los miliamperios en el calibrador de procesos, también variara la barra de mediciones de la estación de control esto nos indica que nuestra configuración fue correcta y estamos adquiriendo la medición de la entrada analógica analógi ca 1 (IN1) en la estaci estación ón de control control.. Si ponemos un valor valor de 12 mA en el calibrador de procesos, en la pantalla de la estación de control observaremos que la barra de medición está en color verde a la mitad de su tamaño como se muestra en la imagen 2.5.

NOTA: Se recomien recomienda da tener especial especial cuidado cuidado al elegir elegir la entrada entrada que se requiere  requiere  configurar en posteriores usos y checar que la entrada que configuramos, sea la misma entrada  que conectamos, además en caso de elegir como entrada una señal acondicionada (A, B, C o D) en lugar de una señal pura como se trabajó en la presente practica (IN 1, IN 2, IN 3 o IN 4), se  debe ser cuidadoso con el valor que tiene esta en la ganancia, ya que aunque nuestra  configuración sea correcta si utilizamos una señal acondicionada con una ganancia de 0 lo que se  mostrara en la medición será 0.

 

Figura 2.5 Vista de la estación de control control después de ingresar una señal de 12 mA.

2.4.2 Acción: Incremento/incremento, incremento/decremento.

La estación de control cuenta con la característica de que puede tomar dos tipos de acciones de control, INC/INC o INC/DEC, por lo que a continuación se describirá el procedimiento a seguir para configurar una u otra acción en el controlador. Seguiremos trabajando con la función creada anteriormente y ahora le configuraremos su parámetro de acción de la siguiente manera: 1. Seguim Seguimos os el procedimiento procedimiento para ingresar ingresar al menú CONFIG descrito anteriormente. 2. Una vez que hallamos hallamos iingresado, ngresado, nos desplazam desplazamos os con las las flechas flechas arriba/abajo para encontrar la opción FUNC 1 e ingresamos con ACK y seleccionamos la opción PI, PID. 3. Ahora e en n la siguient siguiente e pantalla pantalla nos desplazamos desplazamos con con las flechas flechas arriba/abajo hasta encontrar la opción ACTION e ingresamos presionando ACK. 4. Un Una a vvez ez de dent ntro ro de ACTION nos desplazamos con las flechas para encontrar el modo de acción de control que deseamos lleve a cabo nuestra estación, ya se incrementó/incremento o incremento/decremento (INC/INC o INC/DEC) y presionamos ACK.

 

5. Para re regresar gresar a la pantalla pantalla del del mod modo o normal normal presionam presionamos os TAG. Una vez que hayamos configurado estos parámetros en la estación de control y estemos adquiriendo alguna medición, podemos notar si nuestra configuración surtió el efecto deseado de la siguiente manera:

Figura 2.6 Comportamiento del controlador pasado del SET POINT (derecha) y por debajo del SET POINT (izquierda).

Figura 2.7 Comportamiento del controlador pasado del SET POINT (derecha) y por debajo del SET POINT (izquierda).

 

Si configuramos la acción de modo INC/INC, entonces en el momento que nuestra medición sobrepase el SET POINT (punto de ajuste), en la barra de salida deberemos deberem os observar que la salida crece y si baja del SET POINT POINT nuestra salid salida a disminuye (figura 2.6). En caso contrario que la acción configurada sea INC/DEC, entonces en el momento que nuestra medición sobrepase el SET POINT (punto de ajuste), en la barra de salida deberemos observar que la salida decrece y si está por debajo del SET POINT la salida crece (figura 2.7). NOTA.- Si se desea desea visualizar visualizar la salida salida en miliamper miliamperios ios podemos podemos conectar conectar un  un  Miliamperímetro en la salida correspondiente ir a la sección 2.4.5 del presente manual y seguir el  procedimiento. Para visualizar el valor de la barra de salida presionamos SEL hasta que el led que  se encuentra encima de dicha barra se encienda como se ve en la imagen.

2.4.3 Poner una etiqueta en la línea superior de la pantalla.

 Ahora que ya tenemos configurada una función y le h hemos emos dado d ado el e l tipo de acción de control que llevara a cabo en el momento que nuestra medición rebase el SET POINT, procedemos a ponerle nombre a nuestro control, para esto configuraremos la línea línea superior de la pantalla para que nos muestre una etiqueta con el nombre que nosotros decidamos darle a nuestra función. El procedimiento que se debe seguir para logarlo es el siguiente: 1. Seguim Seguimos os el procedimiento procedimiento para ingresar ingresar al menú CONFIG descrito anteriormente. 2. Una vez que hallamos hallamos iingresado, ngresado, nos desplazam desplazamos os con las las flechas flechas arriba/abajo para encontrar la opción FUNC 1 e ingresamos con ACK y seleccionamos la opción PI, PID. 3. Ya q que ue hayamos hayamos sel selecc ecciona ionado do la o opci pción ón PI, PID nos aparecerá en pantalla el menú DISPLAY , por lo que presionamos ACK para ingresar. 4. Ah Ahora ora n nos os apar aparec ece e la o opci pción ón TOP LINE, y nuevamente presionamos ACK para ingresar. 5. A conti continuació nuación n nos desplazam desplazamos os con las flechas arriba/abajo arriba/abajo para para encontrar la opción TAG y presionamos ACK para ingresar. 6. Una vez dentro se observa observa un guion guion bajo parpadeando, parpadeando, con con las flechas arriba/abajo nos desplazaremos entre la lista de caracteres hasta encontrar el carácter deseado (sea letra, numero o signo) y presionamos ACK una vez que lo hallemos, en caso de seleccionar un carácter no

 

deseado podemos presionar la tecla SEL y cambiarlo con las flechas arriba/abajo. 7. Repeti Repetimos mos el paso 6 cuantas veces sea necesario necesario para para completar completar el nombre que deseamos darle a nuestra función (tomando en cuenta que la pantalla admite máximo 9 caracteres en la etiqueta) en caso que el nombre sea corto y sobren caracteres solo basta presionar  ACK tantas veces como espacios vacíos hayan quedado para pasar a la siguiente pantalla. 8. Ya que se ha ha complet completado ado el nombre nombre solo basta con presionar  presionar  TAG para volver al modo normal de la est estación ación de control. control. Una vez en la pantalla del modo normal podremos ver si nuestra configuración de la etiqueta surtió efecto, al ver en la línea superior de la pantalla la etiqueta etiqueta creada, en caso contrari contrario o repita los pasos de este procedimiento procedimiento par para a lograr ver la etiqueta que realice en la pantalla de modo normal de la estación de control. En la siguiente imagen se muestra una etiqueta escrita con el procedimiento anterior en este caso se escribió NIVEL como etiqueta:

Figura 2.8 Vista del c ontrolador sin etiqueta (izquierda) y después de poner una etiqueta (derecha).

2.4.4 Rango de las barras del punto de ajuste y medición en la pantalla.

En la estación de control podemos configurar la escala en la que deseamos que se muestre la medición y el punto de ajuste por ejemplo de 0 a 100, esto hará

 

que la medición que estamos adquiriendo se muestre en porcentaje, como estamos trabajando de 4 a 20 miliamperios esto quiere decir que cero en la barra de medición es igual igual a 4 miliamperios en la entrada, 12 miliamperios es igual a 50% en la barra de medición, y así sucesivament sucesivamente e y en lo vvalores alores intermedios hasta llegar a 20 miliamperios que sería nuestro 100%. Cabe aclarar que este rango no es el único admitido, podemos configurarlo de 4 a 20, de 0 a 200 de 100 a 1000 etcétera según nuestra conveniencia. Una vez dicho lo anterior  procederemos a configurar nuestra escala de 0 a 100 en la barra de medición y la barra del SET POINT, para lo que llevaremos a cabo el siguiente procedimiento. 1. Seguim Seguimos os el procedimiento procedimiento para ingresar ingresar al menú CONFIG descrito anteriormente. 2. Una vez que hallamos hallamos iingresado ngresado,, nos desplaz desplazamos amos con las flechas flechas arriba/abajo para encontrar la opción FUNC 1 e ingresamos con ACK y seleccionamos la opción PI, PID. 3. Ya q que ue hayamos hayamos sel selecc ecciona ionado do la o opci pción ón PI, PID nos aparecerá en pantalla el menú DISPLAY , por lo que presionamos ACK para ingresar. 4. Nos despl desplazamos azamos con las flechas flechas arr arriba/ab iba/abajo ajo hasta hasta encontrar encontrar la opción opción MEAS, SP, e ingresamos presionando ACK. Lo que nos lleva a la opción TYPE y presionamos nuevamente ACK para ingresar. 5. Ahor Ahora a nos desplaz desplazamos amos con las flec flechas has arriba/ arriba/abaj abajo o h hast asta a la la o opci pción ón LINEAR y presionamos ACK para ingresar. 6. Ya ade adentr ntro o de LINEAR LINEAR nos nos apa aparec recerá erá la o opci pción ón ENG UNTS, en caso de querer poner algún tipo de unidades de medición (litros, galones, PH etc.) ingresamos y lo escribimos como si estuviéramos creando una etiqueta (paso 6 y 7 del procedimiento “poner una etiqueta en la línea superior de la pantalla”). 7. Ah Ahor ora an nos os ap apar arec ece e URV (valor del rango superior) ingresamos con ACK y ponemos 100 desplazándonos con las flechas arriba/abajo hasta encontrar los numero deseados, después presionamos la tecla ACK tantas veces como espacios sobrantes haya. 8. Est Esta a vez vez nos nos aparece aparece en pa pantal ntalla la LRV (valor del rango inferior), en este punto escribimos cero y presionamos la tecla ACK tantas veces como espacios sobrantes haya. 9. Des Después pués d de e haber reali realizad zado o esto pr presi esiona onamos mos TAG para volver a la pantalla de modo normal de la estación de control. Podremos notar que nuestra configuración es correcta y esta tal cual la deseamos, deseam os, al selecci seleccionar onar una de las barras (medición (medición o punto de ajuste) con SEL en modo manual y subir el nivel de esta con la tecla de la flecha hacia arriba, al llegar al tope de la barra nos mostrara por encima de esta un número que debe

 

ser 100 (en la segunda línea de la pantalla), y al realizar el mismo procedimiento pero hacia abajo en el tope inferior deberá mostrarnos 0, como se muestra en la siguiente imagen.

Figura 2.9 Imagen del rango superior (izquierda) e inferior (derecha) después de haberlos configurado. 2.4.5 Visualización de la señal de salida del controlador 1 en la barra  de salida de la estación de control.

En esta ocasión ocasión se describirá el procedimiento procedimiento a seguir seguir para configurar configurar la variable se observara la barra dede salida, cabedeseñalar barra que estamos que configurando es laenequivalencia la señal control que que latenemos en las salidas del controlador en amperaje. 1. Seguim Seguimos os el procedimient procedimiento o para para ingresar ingresar al menú menú CONFIG descrito anteriormente. 2. Una vez que hallamos hallamos iingresado, ngresado, nos desplazam desplazamos os con las las flechas flechas arriba/abajo para encontrar la opción FUNC 1 e ingresamos con ACK y seleccionamos la opción PI, PID. 3. Ya q que ue hayamos hayamos sel selecc ecciona ionado do la opci opción ón PI, PID nos aparecerá en pantalla el menú DISPLAY , por lo que presionamos ACK para ingresar. 4. Nos despl desplazamos azamos con las flechas flechas arr arriba/ab iba/abajo ajo hasta hasta encontrar encontrar la opción opción OUTBAR, e ingresamos presionando ACK. Lo que nos lleva a la opción SOURCE y presionamos nuevamente ACK para ingresar.

 

5. Ahor Ahora a ssele elecci cciona onamos mos la opción opción C1OUT, que es la salida de control de la función 1. 6. Presi Presiona onamo moss lla a tecl tecla a TAG para regresar al modo normal de la estación de control.  Al concluir con la configuración se puede notar en la estación de control que la barra de salida, dependiendo de la configuración de la acción al rebasar el punto de ajuste subirá o bajara (acción INC/INC o INC/DEC), esto es prueba de que nuestra configuración ha sido realizada de manera exitosa. En caso contrario puede repetir la configuración y checar que la función que está configurando sea la función uno (FUNC1) con la que hemos estado trabajando. Para medir la salida en miliamperios conectamos un miliamperímetro a la salida analógica 1 (AOUT1), que la que por defaul defaultt el controlador controlador nos da para para la función uno (Apéndice B, tablas y diagramas).

Figura 2.10 Conexión de calibrador de proceso para medir NOTA: en caso que la salida 1 este dañada podemos conectar a las terminales 8 (+) y 6 (-) y re  direccionar la señal para que sea mostrada en la salida del controlador 2, solo basta con buscar la  salida AOUT 2 en el diagrama de estructura (ver apéndice de tablas y diagramas) y poner como  fuente (SOURCE) la salida C1OUT.

 

2.4.6 Parámetros básicos a tomar en cuenta al configurar una función.

La configuración configuración de los siguientes siguientes paráme parámetros tros es para los casos en los que se hayan cambiado llos os ajustes de fábrica y sea necesario regresarlos para trabajar trabaj ar en un mod modo o básico ccon on la estación estación de control control.. De igual m manera anera es importante import ante conocerl conocerlos os y saber cómo operan y que pueden afect afectar. ar. •

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SET POINT: En esta opción definiremos el punto de ajuste como local, ya que las demás opciones se utilizan cuando tenemos otros controladores que se encargan de dar el valor de este ajuste. A/M: en este punto definiremos STARTUP como M (manual), esta opción configura el modo en que la estación de control arrancara al ser encendida. La opción FLUNK se utiliza para la comunicación con una estación de trabajo remota por lo que no afectara nuestra configuración a menos de tener la OPCION W/P configurada. Por ultimo en la opción SWITCH le daremos el valor  NONE ya que si damos alguna entrada la estación de

control cambiaradado. de modo manual a automático solo al recibir una señal que le hayamos NONLIN: esta opción la configuraremos como NO. OUTPUT: Es el tipo de salida que vamos a utilizar la dejamos como LINEAR. Para llevar a cabo la configuración de estas opciones basta con seguir el procedimiento de configuración siguiente:

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1. Seguim Seguimos os el procedimiento procedimiento para ingresar ingresar al menú CONFIG descrito anteriormente. 2. Una vez que hallamos hallamos iingresado, ngresado, nos desplazam desplazamos os con las las flechas flechas arriba/abajo para encontrar la opción FUNC 1 e ingresamos con ACK y seleccionamos la opción PI, PID. 3. Un vez dentro no noss podemos podemos despl desplazar azar con las flechas flechas del del panel frontal frontal para ver cada una de estas opciones, para ingresar presionamos ACK y para salir presionamos SEL configuramos los parámetros que deseamos y salimos con la tecla TAG.