lab 6 dcs scada

REDES DE SENSORES Y ACTUADORES

LABORATORIO Nº 06 DISEÑO DISEÑO DE APLICA A PLICACION CIONES ES CODIGO: 6514

 Al um no (s)

Grupo

PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN PARA PROFESIONALES SISTEMAS INTEGRADOS DE CONTROL (DCS & SCADA)

PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN PARA PROFESIONALES Nro. DD-106 Página 1/9 SISTEMAS INTEGRADOS DE CONTROL (DCS & SCADA) Laboratorio Nro. CURSO: REDES DE SENSORES Y ACTUADORES

TEMA:

06

DISEÑO DE APLICACIONES I

OBJETIVOS 

 



Diseñar soluciones en el sistema DCS I/A Series de Invensys con sensores de tipo ON/OFF Implementar soluciones propuestas Verificar el funcionamiento de las aplicaciones Ejecutar aplicaciones HMI y visualizar el contenido en la herramienta FCS Intouch Application (Infusion View)

REQUERIMIENTOS   

Sistema DCS FCS de Invensys (I/A Series) Una computadora de escritorio Cables de red

PROCEDIMIENTO El laboratorio se ha diseñado para ser desarrollado en grupos de 3 o 4 personas

 Ac ti vi dades a r eali zar 



El ejercicio busca que los participantes puedan diseñar soluciones empleando el sistema DCS I/A Series de Invensys utilizando diferentes tipos de sensores de tipo ON/OFF Implementar ventanas que le permitan al usuario interactuar con diferentes dispositivos del tipo ON/OFF que puedan estar conectados al sistema DCS por medio de los diferentes FBMs disponibles.

1. EJERCICIOS PROPUESTOS 1.1. CASO I Una bomba M es controlada desde tres interruptores a, b y c, de forma que funciona cuando dos y sólo dos interruptores se cierran. Implemente una ventana en su aplicación HMI que permita realizar el control del sistema descrito. El diseño de la ventana debe ser lo más intuitivo posible para el usuario, debe incluir indicadores visuales y diferentes elementos que permitan visualizar en forma clara el proceso

1.2. CASO II Se desea controlar dos bombas B1 y B2 de acuerdo con el nivel de líquido existente en un depósito. Su funcionamiento ha de ser tal como se describe a continuación: Cuando el nivel de líquido se encuentra comprendido entre los sensores c y d debe funcionar la bomba B1 (o B2 si la temperatura del motor excede un cierto límite prefijado) y se parará cuando se active el sensor d. Si el nivel de líquido se encuentra por debajo de c se deben activar ambas bombas. En caso de funcionamiento anormal de los sensores del depósito (se active d  cuando no lo está c) ambas bombas se pararán. Además, ambas bombas contarán con sensores de temperatura a y b para B1 y B2 respectivamente, de tal forma que si la temperatura del motor excede un cierto límite, el detector se activará parando el motor. Implemente una ventana en su aplicación HMI que permita realizar el control del sistema descrito. El diseño de la ventana debe ser lo mas intuitivo posible para el usuario, debe incluir indicadores visuales y diferentes elementos que permitan visualizar el esquema mostrado. La siguiente figura corresponde al ejercicio propuesto: Anote a continuación los detalles más importantes del ejercicio realizado. Cualquier cálculo que sea conveniente debe ser adjuntado en el informe final, así como las capturas de pantalla donde se pueda verificar el funcionamiento de la solución propuesta 

 



PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN PARA PROFESIONALES Nro. DD-106 Página 2/9 SISTEMAS INTEGRADOS DE CONTROL (DCS & SCADA) Laboratorio Nro. CURSO: REDES DE SENSORES Y ACTUADORES

06

1.3. CASO III Se desea automatizar la extracción de agua en la excavación de una mina para hacer frente a posibles perforaciones de bolsas de agua. Para detectar una bolsa de agua, se instalarán tres sondas (SA, SB y SC) a diferentes alturas en la perforación y dos electrobombas (B1 y B2) para proceder a la extracción del líquido, cuya activación o desactivación será realizada en forma automática en función de los valores de las sondas. Adicionalmente se utilizarán dos salidas de alarma: ERROR y AVISO, para indicar errores en los sensores de detección y un nivel peligroso de líquido en la perforación. A continuación se resume las especificaciones funcionales del sistema: La detección de la sonda SA activará automáticamente la bomba B1. La activación simultánea de las sondas SA y SB  indicará un nivel de líquido de difícil evacuación mediante una única bomba, por lo que se deberán activar las bombas B1 y B2. Finalmente, la detección de la sonda SC indicará que el nivel de agua comienza a ser peligroso y se podrían inundar otras galerías, por lo que las bombas B1 y B2 deberán seguir activadas y además se deberá activar la alarma AVISO. Ante cualquier error en la combinación de valores de las sondas se deberá activar la alarma ERROR así como las bombas B1 y B2. Implemente una ventana en su aplicación HMI que permita realizar el control del sistema descrito. El diseño de la ventana debe ser lo mas intuitivo posible para el usuario, debe incluir indicadores visuales y diferentes elementos que permitan visualizar el esquema mostrado. La siguiente figura corresponde al ejercicio propuesto: Anote a continuación los detalles más importantes del ejercicio realizado. Cualquier cálculo que sea conveniente debe ser adjuntado en el informe final, así como las capturas de pantalla donde se pueda verificar el funcionamiento de la solución propuesta:  





PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN PARA PROFESIONALES Nro. DD-106 Página 3/9 SISTEMAS INTEGRADOS DE CONTROL (DCS & SCADA) Laboratorio Nro. CURSO: REDES DE SENSORES Y ACTUADORES

B1 B2

06

SA SB SC

AVISO ERROR

1.4. CASO IV En una cadena de envasado se dispone de dos cilindros neumáticos CN1 y CN2  para el desvió de las botellas defectuosas a las cintas transportadoras adecuadas para, según el caso, su posible reutilización o envío a desecho. Los defectos que han de detectarse son:    

Falta de llenado L Falta de taponado T Falta de precintado P Falta de etiquetado E.

La detección se realiza mediante una batería de células fotoeléctricas de forma que cuando el haz respectivo del emisor incida sobre el receptor se colocara a un o lógico, indicando falta de llenado, taponado, precintado o etiquetado respectivamente. El cilindro neumático CN1 deberá activarse en una primera selección, cuando cualquiera de los defectos pueda aparecer. El cilindro neumático CN2 deberá activarse, cuando la botella desviada previamente por CN1 sea en buena lógica, recuperable, siendo reintroducida al circuito de envasado ( C3). Implemente una ventana en su aplicación HMI que permita realizar el control del sistema descrito. El diseño de la ventana debe ser lo más intuitivo posible para el usuario, debe incluir indicadores visuales y diferentes elementos que permitan visualizar el esquema mostrado. Anote a continuación los detalles más importantes del ejercicio realizado. Cualquier cálculo que sea conveniente debe ser adjuntado en el informe final, así como las capturas de pantalla donde se pueda verificar el funcionamiento de la solución propuesta La siguiente figura corresponde al ejercicio propuesto:

PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN PARA PROFESIONALES Nro. DD-106 Página 4/9 SISTEMAS INTEGRADOS DE CONTROL (DCS & SCADA) Laboratorio Nro. CURSO: REDES DE SENSORES Y ACTUADORES

06

Suministro de botellas

C0

CF2

C1 C4 CF1 L1

Puesto de llenado

T1

Puesto de taponado

A reposición

Puesto de precintado y etiquetado

P1, E1

C3 CN1

A desecho

C2 CF3

L2,T2,P2,E2

L3,T3,P3,E3 CN2

A embalaje 1.5. CASO V Se desea controlar de forma automática el acceso al almacén principal de la empresa mediante un sistema de dos puertas como se muestra en la siguiente figura:

PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN PARA PROFESIONALES Nro. DD-106 Página 5/9 SISTEMAS INTEGRADOS DE CONTROL (DCS & SCADA) Laboratorio Nro. CURSO: REDES DE SENSORES Y ACTUADORES

06

Cuando una persona entra en la zona intermedia se cierra la puerta exterior y se comprueba si lleva algún objeto de metal. PROCESO DE ENTRADA AL ALMACÉN En el caso de detectar objetos de metal, se activará una alarma (AL) y se abrirá la puerta exterior para que la persona salga (la alarma se desactivará una vez que la persona haya salido). En caso contrario (no metal), se abrirá la puerta interior y cuando la persona se encuentre dentro del almacén se cerrará la puerta interior y se abrirá la puerta exterior. PROCESO DE SALIDA DEL ALMACÉN Cuando una persona desee salir deberá pulsar y soltar el botón (P). Una vez pulsado, se cerrará la puerta exterior, se abrirá la interior y la persona pasará a la zona intermedia. Una vez allí, se cerrará la puerta interior y se abrirá la exterior para que pueda abandonar el recinto. NOTAS IMPORTANTES • • • • • •

La puerta exterior se encuentra inicialmente abierta y la interior cerrada. Una persona no podría acceder a la zona intermedia mientras esta esté ocupada. En cada puerta se dispone de un sensor (SE en la puerta exterior y SI en la puerta interior) que permite detectar el paso de una persona mediante una activación y desactivación consecutivas. La detección de metales se realiza mediante el sensor SM (SM=1, metal detectado). Las señales PE (puerta exterior) y PI (puerta interior) permiten abrir y cerrar las puertas (1 abrir, 0 cerrar). Sólo puede pasar una persona a la vez.

Implemente una ventana en su aplicación HMI que permita monitorear y supervisar el acceso al almacén de la empresa.

1.6. CASO VI - MANDO DE UNA ESCALERA MECÁNICA

OBJETIVO

PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN PARA PROFESIONALES Nro. DD-106 Página 6/9 SISTEMAS INTEGRADOS DE CONTROL (DCS & SCADA) Laboratorio Nro. CURSO: REDES DE SENSORES Y ACTUADORES

06

Realizar el automatismo para el control de una escalera mecánica mediante pulsadores de servicio, células fotoeléctricas y temporizadores. PRESENTACIÓN Para el control de esta escalera contaremos con un panel de mando compuesto por un pulsador de marcha y un interruptor que determinará el sentido de la escalera. También dispondremos de un pulsador de emergencia situado en cada extremo de la escalera. Estando el automatismo en marcha, la cinta se pondrá en funcionamiento si la célula fotoeléctrica correspondiente al sentido seleccionado detecta la presencia de personas. Cada vez que se detecte una persona la cinta estará en movimiento durante 20 segundos en el sentido correspondiente. El sentido ascendente de la escalera vendrá determinado por el valor uno del selector y actuará sobre la primera salida. El sentido descendente lo determinará el valor cero del selector y actuará sobre la segunda salida. La seta de emergencia parará el motor de la escalera y se requerirá una confirmación de la marcha para continuar. El cambio de sentido de la escalera se realizará estando parada y con una confirmación de marcha. Implemente una ventana en su aplicación HMI que permita monitorear y supervisar el sistema.

1.7. CASO VII  – AUTOMATIZAR UN SISTEMA BASADO EN UNA ELECTROBOMBA Un depósito de líquido es alimentado por una electrobomba. El funcionamiento de la electrobomba B, debe ser totalmente automático; Para tal fin, se disponen de dos sondas, una de nivel máximo M y otra de nivel mínimo N. Cuando el nivel alcanza a la sonda M, la bomba debe detenerse. Desde esta posición, cuando el nivel baja más allá de N, la bomba nuevamente debe ponerse en marcha. Los sensores de nivel, toman el valor lógico “1” cuando están en contacto con el líquido; caso contrario, to man el valor lógico “0”. El accionamiento de la electrobomba se produce con B=1; con B=0, está detenida. Implemente una ventana en su aplicación HMI que permita monitorear y supervisar el sistema.

 N

M

1.8. CASO VIII  – AUTOMATIZAR SUBIDA / BAJADA DE UN TOLDO Se desea automatizar el mecanismo de subida y bajada de un toldo. Para ello se dispone de un motor para subir y bajar el toldo, de dos sensores (SS y SB) que indican respectivamente cuando el toldo está

PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN PARA PROFESIONALES Nro. DD-106 Página 7/9 SISTEMAS INTEGRADOS DE CONTROL (DCS & SCADA) Laboratorio Nro. CURSO: REDES DE SENSORES Y ACTUADORES

06

completamente subido o bajado y de un pulsador (P) que va a servir para controlar la subida y bajada del toldo. El funcionamiento que se desea es el siguiente:  





Suponemos el toldo inicialmente subido. Si se pulsa el pulsador P, empezará a bajar hasta que llegue al final o hasta que se vuelva a pulsar P, momento en el que debe pararse el toldo. Si una vez parado se vuelve a pulsar P, el toldo deberá empezar a moverse hacia arriba hasta que vuelva a llegar a la posición superior o se pulse nuevamente P, casos en los que debe pararse el toldo. En resumen, el pulsador P para el toldo y cambia el sentido de movimiento.

Implemente una ventana en su aplicación HMI que permita monitorear y supervisar el sistema.

1.9. CASO IX  – AUTOMATIZAR SISTEMA MOVIL Deseamos automatizar el proceso que se muestra en la siguiente figura:

Descripción del proceso: Un móvil se desliza por el eje movido por un motor de doble sentido de giro, que será movido por dos contactores (KM_IZQ, KM_DER). El móvil se deslizará de izquierda a derecha sin ninguna interrupción, al pulsar el pulsador de marcha, es decir, comienza su movimiento y al llegar a un fin de carrera, automáticamente se invierte el sentido y así un vaivén continuado. Si pulsamos el pulsador de parada, debe detener el motor, pero no en el acto, sino al final del movimiento de vaivén ya iniciado. Si pulsamos el pulsador de emergencia, debe producir el retroceso inmediato del móvil a la posición de origen. Es decir, es igual que el de parada, pero en vez de terminar el movimiento hasta el siguiente fin de carrera, lo que hace es invertir el sentido para volver al fin de carrera pero de “origen”. La novedad en el funcionamiento respecto del pulsador de parada, es que aunque pulsemos de nuevo el pulsador de marcha, no funcionará hasta darle al pulsador. Implemente una ventana en su aplicación HMI que permita monitorear y supervisar el sistema.

1.10. CASO X  – AUTOMATIZAR SISTEMA DE SELECCIÓN DE CAJAS OBJETIVO Realizar el automatismo que permite clasificar unas cajas de medidas diferentes en una línea de producción.

PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN PARA PROFESIONALES Nro. DD-106 Página 8/9 SISTEMAS INTEGRADOS DE CONTROL (DCS & SCADA) Laboratorio Nro. CURSO: REDES DE SENSORES Y ACTUADORES

06

PRESENTACIÓN Una vez se active el clasificador mediante la orden de marcha, las cajas llegarán por la cinta transportadora. Al final del primer tramo existen dos células fotoeléctricas que permiten conocer la altura de las cajas dado que están situadas a distancias diferentes. Si se activan los sensores A y B, el sistema nos estará indicando que la caja es grande. Si únicamente se activa el sensor B, la caja a clasificar será pequeña. El orden de activación será A, si se presenta la ocasión, y después B. Además, el sistema nos asegura que sólo llegará una caja cuando la última haya sido clasificada. Al llegar a la zona de clasificación se activará el cilindro empujador 1 o 2, ambos con válvulas monoestables, mediante los sensores C o D respectivamente. Si la caja es grande se activará el empujador 1 y si es pequeña el 2. Implemente una ventana en su aplicación HMI que permita monitorear y supervisar el sistema.

PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN PARA PROFESIONALES Nro. DD-106 Página 9/9 SISTEMAS INTEGRADOS DE CONTROL (DCS & SCADA) Laboratorio Nro. CURSO: REDES DE SENSORES Y ACTUADORES

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________  ____________________________________________________________________________

06