Informe Profesional Erick_nuevo22

VIII

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA ELECTRICA Y ELECTRONICA

FACULTAD DE INGENIERA ELECTRONICA

MIGRACION DEL SISTEMA BAILEY AL DELTAV EN LA FUNDICION DE SPCC- ILO PERU

INFORME DE EXPERIENCIA PROFESIONAL

Para la obtencin del titulo Profesional de:

INGENIERO ELECTRNICO

PRESENTADO POR:

ERICK HERNAN SANCHEZ PONCE

ASESOR:

M. SC. Ing. RAL BENITES SARAVIACALLAO - PERU

2011Dedico este trabajo a Dios por darme la vida, a mis padres y hermanos por su apoyo invalorable, y a mi esposa e hijos por su amor y comprensin pudiendo hacer posible la culminacin de este informe.

AGRADECIMIENTOS

TABLA DE CONTENIDOS

Pg.

INTRODUCCION

6CAPITULO I

GENERALIDADES1.1 Objetivos

101.2 Justificacin

111.3 Antecedentes

13CAPITULO II

MARCO TEORICO

192.1 Sistemas de Control

192.1.1Control de Procesos

202.1.2Tecnologas de Control de Procesos

212.1.3Sistema de Control Distribuido

282.2El sistema de Control Bailey

302.2.1Caractersticas del Sistema

302.2.2Caractersticas de la Red de Comunicacin

312.2.3El PCU (Process Control Unit)

312.2.4El OIS (operator Interface Station)

322.2.5Configuracin del Sistema Bailey

332.2.6Red de Control en la Fundicin ILO (SPCC)

332.3El Sistema de Control DeltaV


352.3.2Arquitectura del Sistema de Control

402.3.3Hardware del Sistema DeltaV

432.3.4Licencias del Sistema

542.3.5Capacidad del Sistema

582.3.6Componentes de Software del Sistema

59CAPITULO III

MIGRACION DEL SISTEMA DE CONTROL

673.1 Introduccin

673.2Arquitectura del Sistema de Control

683.3Red de Control

703.3.1Listado de Materiales para la Red de Control

703.4Organigrama del Proyecto

753.5Dimensionamiento de los Gabinetes y salas Elctricas

76

3.5.1Dimensionamiento de los Gabinetes y salas Elctricas

783.5.2Listado de Seales I/O

813.5.3Clculo de Consumo y Energa

833.6Listado de Equipos y Materiales

843.6.1Equipos DeltaV

853.6.2Materiales para la Integracin del Gabinete

893.7Definicin de los bloques de funcin Bailey

953.8Relacin de los Cdigos de funcin Bailey con el DeltaV 993.9Creacin de Mdulos de Control Bailey con el DeltaV

1013.10Servicio asociado para el Proyecto

104

3.10.1Ingeniera e Integracin de Gabinetes

1053.10.2Servicios Locales

106

3.10.3Project Management

109

3.10.4Personal del Proyecto

110

CAPITULO IV

EVALUACIN ECONOMICA

1134.1 Equipos

1134.2 Materiales y accesorios

1154.3 Gastos Operativos

1224.4 Cotizacin de Servicios

124CAPITULO VEXPERIENCIA PROFESIONAL

1265.1La experiencia profesional

1265.1.1 La trayectoria profesional

1275.2 La empresa y su contexto: VAMSAC

1345.2.1Cultura organizacional

1345.2.2 Poltica de Calidad

1355.2.3 Certificaciones

1365.2.4 Organigrama

1375.2.5 Situacin actual

141CAPITULO VICONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1426.1 Conclusiones

76.2 Recomendaciones

7CAPITULO VII?BIBLIOGRAFIA

7ANEXOS

A Listado de Seales I/O

B Lista de Materiales, consumo de energa, calculo de disipacin y planos.C Definicin de los Cdigos de Funcin Bailey

D Relacin de los Cdigos de Funcin Bailey con el DeltaV.

E Creacin de Mdulos de control Bailey con el DeltaV.

FEjemplos de Pruebas FAT, CAT y SAT

GCotizacin del Proyecto

HDocumentacin de las Estaciones de Trabajo DeltaV

IDocumentacin del Hardware DeltaV

JDocumentacin del Software DeltaV

KDocumentos de Inters

INTRODUCCION

Desde hace algunos aos se observa un increble avance tecnolgico, como consecuencia del incremento permanente de la competitividad de mercados a nivel mundial, esto conlleva a la necesidad de brindar un mayor valor agregado al producto que ofrecemos y se manifiesta en buscar siempre la mejor alternativa de desarrollo y produccin para el mercado en general.

Por tal motivo el rea de automatizacin tambin es partcipe de este crecimiento por ser el generador de alternativas de solucin para el control de los diferentes procesos industriales, teniendo que desarrollar productos cada vez mas robustos que permitan el incremento de la productividad reduciendo a un valor mnimo los tiempos de parada de planta no programada, lo cual se traduce en prdidas econmicas para las empresas.

Actualmente contamos con diferentes proveedores de sistemas de control e instrumentacin industrial, que aplican diferentes conceptos de comunicacin, control, diagnstico, redundancias, etc. para brindar diferentes soluciones a los clientes finales. En este contexto es de suma importancia que los profesionales de la carrera de Ingeniera Electrnica (rea de Control de Procesos) puedan plasmar su experiencia laboral a travs del Informe Profesional, para que los estudiantes de la Escuela Profesional de Ingeniera Electrnica tengan material de referencia al momento de elegir su especialidad antes de ingresar al mercado laboral.Para este fin, la escuela Profesional de Ingeniera Electrnica en aplicacin a la Ley de Procedimiento Administrativo General N 27444 y de la Ley Universitaria N 23733, ofrece cada ao la posibilidad de titulacin por la modalidad de presentacin y sustentacin del Informe Profesional.

MIGRACION DEL SISTEMA BAILEY AL DELTAV EN LA FUNDICION DE SPCC ILO PERU, es un informe profesional que busca sustentar e identificar los beneficios y la necesidad de actualizar un sistema de control antiguo por uno moderno, remarcndose los valores agregados del nuevo sistema de control dentro de la produccin y justificando los problemas y dificultades que se presentan por cuestin de mantenimiento al seguir conservando un sistema prcticamente obsoleto.

En la primera parte del presente informe se establecen los objetivos principales de la migracin, remarcando especficamente los beneficios que se buscan a nivel acadmico (relacionado a los futuros profesionales que encontraran apoyo en el presente informe), a nivel profesional (por el reto que implica el desarrollo de la solucin propuesta) y a nivel econmico (por los beneficios que obtendr el cliente a nivel operativo con la mejora del proceso).En la segunda parte del presente informe se desarrollan criterios tericos sobre cada uno de los sistemas de control a ser intervenidos, establecindose definiciones sobre las particularidades de control, comunicacin, redundancia, configuracin, hardware del sistema, etc. Se ha puesto especial nfasis en brindar mayores especificaciones del nuevo sistema de control, por ser el ms actual en el mercado y con mejores resultados dentro de los procesos productivos por la solidez y sencillez de su funcionamiento.La seleccin del sistema de control, est directamente relacionada a las necesidades del cliente y a la aplicacin que se tiene. Es decir, no debemos equivocarnos al pensar que un producto al ser bastante bueno y robusto ser siempre la mejor opcin para nuestra planta o proceso, ya que existen un sin nmero de parmetros que analizar para la correcta seleccin del sistema de control. Por ejemplo, tendremos que analizar caractersticas de velocidad de respuesta del sistema, criticidad del proceso, nivel de automatizacin, robustez del sistema, densidad de instrumentos, capital de inversin, capacidad de produccin, calidad del producto y costos de mantenimiento. Con lo que definidos estos conceptos podremos entender mejor lo que el cliente necesita y hasta donde lo podemos asesorar para la toma de decisiones.En la tercera parte, se abordarn temas relacionados especficamente a la etapa de migracin, donde se remarcar la arquitectura del sistema, las particularidades de la red de control, el dimensionamiento y distribucin del nuevo sistema, la ingeniera de gabinetes, la creacin de mdulos de control personalizados para el sistema y el desarrollo completo de la lgica de control. Asimismo se explicar la importancia de las pruebas FAT, CAT y SAT desarrolladas para el comisionamiento y arranque de la planta con el nuevo sistema de control.En la cuarta parte, se vern aspectos econmicos, haciendo referencia en todo momento a la cotizacin final (ltima revisin) que fue presentada al cliente donde se tocarn aspectos relacionados al costeo de equipos, materiales, herramientas, licencias, servicios (horas hombre) y gastos operativos incurridos durante la ejecucin del proyecto.

En la quinta parte, brindar un resumen de mi experiencia profesional, remarcando especficamente los proyectos desarrollados en VAMSAC as como un resumen de su organizacin y situacin actual. Adems se profundizar en diferentes aspectos administrativos como son la coordinacin y ejecucin del proyecto, planificacin, organigrama, reuniones, etapas de ejecucin, etc. para que el lector entienda claramente las diferentes etapas que intervienen durante proyecto, lo cual incluye la parte administrativa (reuniones, documentacin, aprobaciones, etc.) que lgicamente presentan un impacto econmico sobre los diferentes servicios o proyectos y que en definitiva debe estar reflejada en la cotizacin de todo servicio.

En la sexta parte, se brindarn conclusiones y recomendaciones, remarcando aspectos como beneficios e inconvenientes antes, durante y finalizada la ejecucin del proyecto. Finalmente se brindar una breve bibliografa de toda la informacin recopilada y mediante los anexos se adjuntar informacin de inters precisando ms a detalle aspectos tcnicos como documentarios.1.GENERALIDADES1.1ObjetivosEl objetivo concreto de este informe es brindar mediante un ejemplo prctico, una nocin mas completa del mbito laboral en lo que se refiere a requerimientos, trmites, administracin, desarrollo, implementacin y soluciones especficas para los trabajos que tambin realizarn en campo los futuros profesionales de la carrera. Por ese motivo, se busca mediante el proyecto realizado en las instalaciones de Southernperu Copper Corporation en el ao 2008 mostrar todas las implicancias y consideraciones a tener en cuenta durante la ejecucin de un servicio o proyecto.

Asimismo, el objetivo principal del proyecto es lograr una migracin satisfactoria, pese a los inconvenientes ya existentes y los que se presenten durante la migracin, brindando la total seguridad y confianza al cliente de contar al final del proyecto con un sistema robusto y estable para fines del proceso.

Adicionalmente, la migracin est pensada en establecer todo un plan de trabajo muy elaborado para evitar tiempos de parada de planta bastante prolongados, en el momento de la implementacin, considerndose dentro de este tiempo la sintonizacin de los lazos ya existentes y no solo recuperar la capacidad operativa de la planta, sino que el poder incrementarla con las nuevas herramientas del sistema de control.

1.2JustificacinPara ser ms objetivos en la justificacin del proyecto, estableceremos diferentes criterios: Criterio Productivo:

Al contar con un sistema de ltima generacin, podremos aprovechar diferentes caractersticas de alarma y diagnstico que permiten identificar rpidamente el problema o la fuente del problema, reducindose considerablemente el tiempo de paradas de planta o el nmero de paradas de planta no programadas, dando como resultado un proceso productivo mas continuo y rentable para la empresa.

Asimismo, contar con nuevas herramientas de control avanzado permitir incrementar la produccin en la planta reflejndose en mejores resultados operativos e incremento de utilidades. Criterio Econmico:

Debido a los nuevos beneficios alcanzados con el nuevo sistema de control se podr generar un incremento de la produccin, lo cual se refleja directamente en una mejora econmica para la empresa.

El contar con un sistema de control antiguo, implica estar propenso a posibles fallas del sistema por el tiempo de vida y funcionamiento de los equipos. Lo cual se refleja en cortes de produccin y reduccin de la capacidad operativa afectando econmicamente a la empresa.

El contar actualmente con dos sistemas de control implica una lista de Spare parts mas amplia de lo normal, por tener que prever el reemplazo de tarjetas viejas o en mal funcionamiento. Asimismo, el manejo de licencias, informacin y pagos respectivos a los fabricantes para seguir contando con el soporte tcnico ante posibles fallas. Esto a su vez implica depender de dos fabricantes, es decir de dos tipos de especialistas para dar soporte a cada uno de estos sistemas de control. Esto en resumen implica un mayor gasto para el mantenimiento de equipos. El contar con dos sistemas de control implica una mayor capacitacin del personal y constante actualizacin, por tener que estar preparados para solucionar problemas especficos de ambos sistemas. Mayor gasto en capacitacin o en tiempo de aprendizaje del sistema.

En este caso el sistema de Control Bailey (ABB) ya sali del mercado, lo que significa que ya no se fabrican mas pero se siguen manteniendo algunas tarjetas como Stock por parte del fabricante para los clientes que aun tienen este sistema. Al no fabricarse ms las tarjetas del sistema Bailey el producto se encarece hasta 4 veces mas de su valor normal, resultando ser bastante costoso este producto y haciendo por ello ms conveniente el reemplazo de todo el sistema por otro ms moderno. Finalmente, cabe resaltar el tema de soporte tcnico, ya que al ser un sistema antiguo que ya no se fabrica, el grupo humano destinado a dar soporte se reduce y con ello las posibilidades de tener una solucin inmediata o asistencia tcnica oportuna ante cualquier problema. Criterio de Mantenimiento:

El acceso a los manuales del sistema de control, en muchos casos ya no estarn disponibles, por deterioro, perdida, o restringidos con lo que resultara complicado el buscar soluciones oportunas por el mismo personal de mantenimiento.

Al no tener soporte tcnico, ser bastante complicado buscar capacitacin para el personal, por lo que todo tendr que ser producto de un conocimiento emprico, lo cual se traduce en tiempos largos de aprendizaje y prdidas econmicas por paradas de planta no programadas de mayor duracin. Al ser difcil el conseguir repuestos para el sistema antiguo por la disponibilidad del Hardware, surgirn demoras en los tiempos de entrega complicndose el arranque de la planta que se haya visto afectada por una parada intempestiva.

Las limitaciones de contar con herramientas de diagnstico (Para la identificacin de problemas) implican un mayor despliegue de personal para detectar la fuente del problema, ya sea en el gabinete de control (desconexin en bornera frontera, terminales, fusibles, etc), en el cableado de campo (ruptura del cable, corto circuito, aterramiento, etc) o en el instrumento (problemas en los terminales del equipo, aterramiento, corto circuito, problemas con el sensor, etc).

El tener limitaciones en la mejora del sistema por las restricciones del software, complicacin de uso y dificultad de acceso a los diferentes aplicativos, al correr dicha aplicacin sobre plataformas operativas ya obsoletas (Sistemas operativos), dificultando la maniobrabilidad de las mquinas para realizar modificaciones en la lgica de control, pantallas o restablecer el sistema al presentarse problemas en el Servidor.1.3Antecedentes

En el ao 2003 se inici el Proyecto de Modernizacin de la Fundicin de Southernperu Copper Corporation - ILO, la cual fue entregada y puesta en operacin a finales del ao 2006. Con respecto a los diferentes aspectos operativos, se logr establecer un buen rendimiento de la planta a mediados del 2007, mediante diferentes trabajos de sintonizacin de los lazos, una mejor operacin de los nuevos sistemas (Horno Isasmelt, hornos de afino, rueda de moldeo, convertidores, etc.) y un mejor aprovechamiento de las herramientas de control para la mejora del proceso productivo.

Durante la realizacin del proyecto no solo se contemplo la creacin de nuevas plantas de cido, oxgeno efluentes, sino que tambin el reemplazo de los hornos reverberos y CMT por el de un horno de Fusin Isasmelt que pudiera incrementar la produccin disminuyendo sustancialmente la generacin de gases contaminantes (emisin de SO2).

Tabla 1.1 Compromisos por la empresa SPCC y el Proyecto

Para este proyecto, tambin se consider el interconectar los sistemas de control existentes, es decir el poder integrar el Bailey con el Sistema DeltaV, para lo cual se realiz todo un estudio al respecto y se pudo realizar una migracin de las seales al nuevo sistema de control mediante la opcin del DeltaV Connect for Bailey.Esta migracin contempl la elaboracin de libreras que permitan seguir utilizando el hardware del Bailey (controlador, tarjetas electrnicas, gabinetes, comunicacin, servidor, estaciones de ingeniera, operacin, etc.) desde el sistema DeltaV, mediante la configuracin de un enlace OPC propietario, relacionando las seales entre ambos sistemas, permitiendo un total control de la planta antigua desde las estaciones de operacin DeltaV y lgicamente desde el Bailey. El mayor beneficio fue aprovechar las caractersticas de alarma e histricos embebidos del nuevo sistema. Asimismo el DeltaV Connect for Bailey, es un software ejecutable que modifica el ambiente de configuracin DeltaV para la creacin de un nuevo Function Block Template (Mdulos de control especficamente creados para una tipo de lgica particular), especficamente creados para el Bailey, segn la misma nomenclatura desarrollada por este sistema. A su vez permite la migracin automtica de toda la lgica de control y pantallas existentes.

Figura 1.1 Librera DeltaV Connect Bailey instalada en el DeltaV

En la imagen anterior, podemos apreciar el entorno DeltaV Explorer, que presenta una librera especficamente creada para la primera migracin (Denominada DeltaV Connect for Bailey) donde figuran los mdulos de control para el Bailey, segn la misma denominacin que presentan en su propio sistema. En este caso, se especifica que el enlace establecido es un tipo de enlace OPC que permite lectura y escritura, la cual utiliza como servidor de intercambio de informacin a una Application Station en el entorno DeltaV. La Application Station se conectar al anillo Bailey mediante una conexin serial (RS232C / SCSI) a la tarjeta CIU con lo que mediante el software instalado permitir el enlace OPC entre ambos sistemas. Figura 1.2 Conexin entre los Sistemas de Control DeltaV y Bailey.En resumen el software desarrollado por EMERSON para la migracin permite reducir tiempos de configuracin por la autogeneracin de lgica de control y la conversin de pantallas de operacin. Esto significa, que no se tendrn que direccionar cada una de las seales inherentes a cada equipo, por ejemplo, en una bomba los comandos de arranque (START), parada (STOP) y confirmacin de arranque (RUNNING) deberan ser relacionados entre ambos sistemas, es decir se tendra que establecer el enlace OPC de por lo menos estas tres seales, con lo que inclusive la creacin de los diferentes faceplates sera un trabajo bastante laborioso, sin mencionar el consumo de licencias por la utilizacin de tags que se tendra que disponer para cada uno de estos enlaces OPC y correspondientemente en el sistema donde se vern reflejados. En este aspecto, el consumo de licencias fueron especficamente elaboradas para que se consumiera solo una licencia por lgica desarrollada y no por cada una de las seales.Al finalizar la etapa de modernizacin de Southernperu Copper Corporation, la planta trabaj sin inconvenientes con todo el sistema en general, inclusive con la conexin va OPC establecida entre los sistemas DeltaV y Bailey, sin presentarse ningn inconveniente.

Figura 1.3 Red de Control en la Fundicin de ILO Southernperu Copper Corporation.Posteriormente, se realiz un anlisis por el personal de mantenimiento que determin segn las debilidades del anterior sistema, que los problemas en el mantenimiento de los equipos seguirn presentndose por seguir dependiendo del hardware del anterior sistema (Bailey), asimismo de las limitaciones que el sistema presenta para la identificacin de fallas y las demoras generadas para el reestablecimiento de los equipos y el proceso, cuando se presenten problemas con el sistema de control o la instrumentacin de campo.

Por tal motivo, la empresa Southernperu Copper Corporation sostuvo conversaciones con VAMSAC (nico representante de EMERSON en el Per) y se inici un plan de migracin mas agresivo, donde la propuesta implicara un cambio radical de todo el sistema de control, incluyendo los gabinetes, controladores, estaciones de operacin y servidor de base de datos para ser integrados al sistema DeltaV que se encuentra en funcionamiento.

2.MARCO TEORICO

2.1Sistemas de Control

Un sistema se define como la combinacin de sistemas? interconectados que forman un bloque coherente y cuya misin es cumplir un objetivo determinado. Un sistema de control consiste en un conjunto de sub-sistemas coordinados de tal manera que proporcionen la respuesta deseada en un proceso o planta, entendiendo por ambos cualquier operacin que se quiera controlar. Por ejemplo, son consideradas como plantas una gra puente, un horno, una refinera, una fundicin, etc. La planta generalmente muestra las propiedades inherentes que el diseador de sistemas de control no puede alterar y se caracteriza por ser Dinmica y Continua. Por sistema dinmico se entiende aquel cuyas variables evolucionan con el tiempo.

El proceso mediante el cual un sistema se describe matemticamente por una aplicacin directa de leyes establecidas se conoce como modelado, y la elaboracin de un modulo resulta necesaria para poder llevar a cabo el anlisis o la sntesis de un sistema de control.

Dentro de un sistema de control concreto coexisten habitualmente distintos tipos de variables. Por un lado tenemos una o varias variables de entrada tambin llamadas excitaciones o consignas del sistema, que expresan el comportamiento que se desea conseguir a la salida. Por otra parte estn presentes una o varias variables de salida, tambin llamadas respuestas.

Por ultimo pueden existir perturbaciones que acten sobre el sistema en forma de acciones incontroladas que pueden afectar al sistema en cualquier punto del mismo, y su efecto ser generalmente una desviacin sobre la respuesta deseada. Por ejemplo, un sistema puede ser el piloto automtico de una avin, en cuyo caso, la entrada o consigna ser el rumbo marcado por el piloto, la salida o respuesta del sistema ser el rumbo real seguido por la aeronave y la perturbacin ser el viento incidente sobre el aparato.

2.1.1 Control de ProcesosBuscar una definicin especfica a este concepto es muy complicado, porque existen diferentes interpretaciones, pero bsicamente brindaremos en general las ms resaltantes.Control de Procesos significa: Mantener las variables de un proceso industrial en valores pre-determinados los cuales son considerados eficientes.

Establecer condiciones estables de un proceso que brinde el mayor beneficio posible.

Mostrar datos a los operadores de la planta para mantener un ritmo de funcionamiento seguro y eficiente.

El objetivo de un sistema de control es usar la variable manipulada para mantener en un punto deseado la variable controlada, a pesar de las perturbaciones del sistema.

En definitiva, para el control de diferentes procesos ser necesario el entender la operacin del mismo, dificultades, diseo y objetivos. La manera como la planta fue diseada tiene un gran impacto en la manera como sta va a ser controlada y que niveles de rendimiento de los sistemas de control pueden ser obtenidos.

As, el diseo de un sistema de control debe relacionar perfectamente los conocimientos detallados del proceso productivo a controlar y las tcnicas de control que van a ser aplicadas, de manera de obtener los mejores resultados.2.1.2 Tecnologas de Control de Procesos

A lo largo de nuestra historia se ha producido un desarrollo tecnolgico increble, promoviendo la aparicin de nuevas tecnologas permitiendo un mejor procesamiento de seales y como consecuencia una mejora en el proceso productivo.

En lo que se refiere a sistemas de control existen diferentes tecnologas que se distinguen entre si no solo por la capacidad operativa sino por las capacidad que presentan para diferentes aplicaciones, por lo que no podemos afirmar que una tecnologa especficamente ser siempre la mejor opcin, ya que mucho depender del anlisis que se realice teniendo en consideracin su aplicacin en la planta, es decir si la seal es de monitoreo, control, seguridad, criticidad en la planta, distribucin geogrfica y finalmente pero no menos importante el factor econmico, lo cual resulta al final de todo proyecto en el factor clave y decisivo para la toma de decisiones.

Entre las diferentes tecnologas de control que existen actualmente en el mercado podemos identificar las siguientes:

Controlador de Lazo Stand Alone

Controlador Lgico Programable

Sistema de Control Distribuido

Sistema de Control y Adquisicin de Datos

Sistema de Control por Computadora

Sistema de Control Abierto

Controlador de Lazo Stand Alone:

Es un dispositivo basado en un microprocesador electrnico que resuelve algoritmos de control para producir una salida simple controlada y que pueda ser programable o de funcin fija.

Un controlador Stand alone se caracteriza por presentar una dimensin definida de acuerdo al estndar DIN, asimismo presenta control On Off y control PID controlando un mximo de 4 lazos (multilazo).

Con respecto a su programacin se realiza a travs de diagramas de bloques con funciones definidas y bloques de funcin.

Figura 2.1 Arquitectura de un Controlador Stand AloneControlador Lgico Programable (PLC):

Es un dispositivo electrnico que usa una memoria programable para almacenar instrucciones y para implementar funciones especificas del tipo lgico, secuencial, temporizado, conteo, aritmtico y de control PID.

El PLC contiene funciones pre-programadas como son: funciones lgicas, conteo, temporizado y funciones de memoria accesibles en lenguaje de programacin como lista de instrucciones (Instruction list), texto estructurado (Structured text), diagrama escalera (ladder diagram), diagrama de bloques de funcin (function block diagram) y carta de funcin secuencial (Secuencial Function chart / SFC Grafcet).

Asimismo hace un barrido de la memoria y el estado de sus entradas y salidas de forma determinstica, permitiendo precisar el tiempo de respuesta del proceso al programa.

Figura 2.2 Arquitectura de un Controlador Lgico Programable

Sistema de Control distribuido (DCS):

Es sistema de lazos de control, en donde las diferentes tareas asociadas al control de un proceso fueron distribuidas en distintos procesadores.

La configuracin de las diferentes estrategias de control y monitoreo se dan a travs de bloques de funcin (algoritmos) que son almacenadas directamente en una nica base de datos, siendo esta configuracin posteriormente cargada en algn procesador perteneciente a la red de control del sistema.

Figura 2.3 Arquitectura de un Sistema de Control DistribuidoSistema de Control y Adquisicin de Datos (SCADA):

El sistema SCADA (Scan, Control, Alarm & Data adquisition) es un sistema de supervisin y control diseado para una plataforma de computador personal (PC) con capacidad de integracin con software del tipo hoja de calculo, procesador de textos y manejador de datos.

El sistema SCADA es aplicable en plantas con un nmero de lazos de control analgico pequeo, en donde la aplicacin de los sistemas DCS es muy onerosa.

Asimismo est orientado a aplicaciones con baja densidad de controladores, es decir geogrficamente distribuidos (distantes entre si), ya que no presenta tiempos de latencia especficos que originen problemas de comunicacin entre los diferentes controladores y el servidor por posibles retardos en la red del sistema de control.

Figura 2.4 Arquitectura de Sistema SCADASistema de Control por Computadora:

Es un sistema de control donde el computador realiza las funciones de supervisin, control y adquisicin de datos del proceso.

Este sistema de control est conformado por:

Panel de terminales elctricos para la instrumentacin de campo.

Sistema de conversin y administracin de datos I/O.

Computador personal.

En lo referente al sistema de conversin y administracin de datos I/O identificamos un bus interno (el cual es el bus interno del computador) y un bus externo (el sirve para establecer la comunicacin con el computador va protocolos RS232 o RS422).

Figura 2.5 Arquitectura de un Sistema de control por computadoraSistema Abierto de Control (OCS):

El sistema abierto de control (Open Control System) es el resultado de la adecuacin de los sistemas de control DCS, PLC o PC y la masiva implementacin de tecnologas informticas y de cmputo. (Sistemas abiertos).

Esto origin un cambio en los sistemas de control existentes para buscar una estandarizacin entre las diferentes tecnologas y fabricantes, ya que anteriormente los productos eran diseados bajo un concepto denominado Propietario, es decir cada empresa diseaba ciertas particularidades para sus productos (caractersticas elctricas, bus de comunicacin, identificacin de tramas, configuracin, etc.) diferenciados nicamente por cada fabricante.

Figura 2.6 Arquitectura de un OCS2.1.3 El Sistema de Control Distribuido (DCS)

Un sistema de control distribuido (DCS) integra en un solo paquete la parte de hardware y software permitiendo al usuario el manejo de todo el sistema a travs de un nico ambiente de operacin.El DCS provee un ambiente sencillo de configuracin en las diferentes estaciones de desarrollo (Estaciones de ingeniera) para la creacin de pantallas de operacin y la lgica de control de los diferentes procesos que se ejecutarn en los diferentes controladores.

Algunas de las fortalezas que presentan los DCS a diferencia de otros sistemas son: El manejo de una nica Base de Datos de Configuracin. El contar con interfaces de operacin embebidas. El potente manejo de alarmas.

El establecimiento de comunicaciones slidas y estndares.

Acceso Global a la Base de Datos por TAG.

El DCS posee controladores y estaciones de trabajo necesarias para la operatividad del sistema, que posibiliten monitorear y controlar eficientemente complejas plantas.

El hardware de un DCS posee uno o mas Workstations y uno o mas controladores PCUs (Unidades de control de Proceso) que estarn interconectados entre si a travs de una red ETHERNET.

Todo el Hardware (Workstation y Controllers), ser distribuido en todo el entorno geogrfico productivo, esto significa que los controladores y los nodos remotos I/O estarn en salas elctricas especficas y las Workstation estarn colocadas en los lugares ms convenientes, es decir las salas de control. Un proyecto de Control tiene muchos programas, cada uno de los cuales no necesariamente se ejecutan en un solo lugar. Esto implica que un Sistema DCS no presenta un nico lugar de control, como los sistemas Stand alone o Scadas, sino mas bien en varios, y estos a su vez pueden interrelacionarse al nivel de monitoreo e incluso de control.

Existen en el mercado diversas marcas que promueven este sistema por ejemplo: EMERSON (DeltaV), ABB (Symphony, Harmony, Infi90), Honeywell (TDC 2000 y 3000), Yokogawa (Centum VP), etc.2.2El Sistema de Control Bailey2.2.1 Caractersticas del Sistema

Las diferentes caractersticas que presenta el Sistema de control Bailey son las siguientes: Comparte la informacin de las variables de control entre mdulos de diferentes nodos. Monitorea las acciones de control configuradas en los nodos de control adems de presentar control redundante (2 Mdulos MFP). Realiza acciones de control en una consola o computadora conectada a travs de una unidad de interface de red. Configuracin y mantenimiento de la configuracin de control de un PCU desde una consola o computadora. La red de comunicacin INFINET tiene capacidad para soportar hasta 250 loops con 250 nodos por loop. Usa una serie de nodos de control integrados, entendindose como nodo a cualquier equipo conectado para la comunicacin en la red INFINET. Los elementos que la conforman son: La red de comunicacin, PCU (Process Control Unit) y la estacin de interface con el operador (OIS 42/12). La Fundicin de SPCC cuenta actualmente con 11 nodos en su anillo Bailey INFI90.2.2.2Caractersticas de la Red de Comunicacin

Como todo sistema propietario, el enlace de comunicacin establecido, presenta su respectiva particularidad: El lazo de comunicacin es unidireccional y redundante, de alta velocidad. El lazo INFINET proporciona una amplia cobertura en la red de la planta (Distancia mxima nodo a nodo con cable coaxial es 2km). Cada nodo puede operar independientemente de otro. La respuesta en el tiempo es rpida, los 10 Mbps proporcionan un intercambio de informacin en pequeos intervalos de tiempo. No requiere manejador de trfico de datos, cada nodo es su propio master. El protocolo de comunicacin entre las consolas enlazadas en Fundicin es el DECNET.

2.2.3El PCU (Process Control Unit)

Considerado como el nodo fundamental dentro de la arquitectura Bailey en el sistema INFI90. Estos equipos determinan las funciones de control, monitoreo, alarmas, tendencias y reportes.La interface de comunicacin del PCU se da a travs de dos mdulos: NIS: Enlaza el nodo al INFINET

NPM: Comunica el modulo master a travs del Controlway donde se almacena la base de datos.Los principales elementos de un PCU son: Las fuentes de poder. Los mdulos de control configurables MFP y sus esclavas I/O. Unidades de terminacin.

Dentro de la arquitectura Bailey instalada en la fundicin de Southernperu Copper Corporation, se pueden detectar 06 PCUs dentro del Loop Bailey.2.2.4El OIS (Operator Interface Station)

La OIS es considerada como la interface de operacin entre el sistema de control y el operador de planta, lugar donde no solo se desarrolla la lgica de control sino donde se monitorea todo el proceso. Haciendo uso de la consola el operador monitorea y controla la operacin integral de la planta. El nmero de consolas vara dependiendo de lo complicado del plan de control de la planta o de su tamao. Posee un manejo de pantallas similar al Windows. El Sistema operativo de las OIS42 es el VMS. El Sistema operativo de las OIS12 es el QNX.

En fundicin contamos con:

02 OIS42 maestras.

04 OIS42 esclavas.

02 OIS12 maestras.2.2.5Configuracin del Sistema BaileySegn las diferentes particularidades que presenta cada sistema, en lo relacionado al Sistema Bailey podemos resumir lo siguiente: La configuracin de las estrategias de control y monitoreo se dan a travs de bloques de funciones (algoritmos). Posteriormente esta configuracin es cargada al procesador. Las consolas son configuradas a travs de un software aplicativo en la estacin de ingeniera, posteriormente esta configuracin es cargada a la consola. Para configurar se usa los softwares:

Cad Bailey

SLDG Los procesadores utilizados en Fundacin son mdulos MFP 01/02.2.2.6Red de Control en la Fundicin de Southern Copper Corporation

La red de control relacionada al sistema Bailey en la Fundicin de Southern Copper Corporation presenta 06 PCUs (PCU 1, PCU 2, PCU 3, PCU 4, PCU 9 y PCU 10), adicionalmente se cuenta con las siguientes estaciones de Operacin y desarrollo:

02 OIS42 maestras.

04 OIS42 esclavas. 02 OIS12 maestras.De acuerdo a la arquitectura de red y el principio de comunicacin de los diferentes anillos Bailey que pueden ser soportados por un sistema, en la Fundicin de Southernperu se distingue solo un anillo que presenta 11 nodos.

En la imagen inferior se muestra un diagrama esquemtico de la conexin y anillo Bailey.

Figura 2.7 Esquema de la Red de Control del Sistema Bailey en Fundicin SCC.

Finalmente el esquema de la Red Bailey es el siguiente:

Figura 2.2 Red de Control del Sistema Bailey en Fundicin SPCC.2.3El Sistema de Control DeltaV


A travs de la historia se fueron presentando nuevas tecnologas que fueron revolucionando el mercado promoviendo un mayor desarrollo para el mejor aprovechamiento de los recursos traducidos en una mejor y mayor productividad. Con lo que podemos identificar al Control Digital como la tecnologa ms actual de todas, donde el sistema de control DeltaV lidera el mercado por ser el primer sistema de automatizacin digital del mundo.

Figura 2.3 Lnea de Tiempo para las nuevas tecnologas.

La denominacin que recibe esta tecnologa bajo el enfoque del DeltaV es PlantWeb, el cual busca aprovechar toda la potencialidad de los equipos digitales, instrumentos inteligentes, buses de campo, etc para el manejo y anlisis de una mayor cantidad de variables, parmetros que identifiquen el estado real de los equipos promoviendo no solo un mejor control de la planta sino un adecuado mantenimiento que evite las paradas de planta no programadas y acelere el proceso de gestin de activos obteniendo una mayor continuidad de los procesos productivos.

A diferencia de otros sistemas, esta tecnologa ha sido construida desde sus cimientos como una arquitectura de automatizacin digital, a diferencia de otros sistemas que han sido adaptados a los avances tecnolgicos. Esto es lo que hace que el sistema DeltaV sea muy fcil de aprender, de usar, de mantener y de conectar con diferentes equipos de automatizacin existentes.

PlantWeb es una arquitectura de planta digital probada que produce resultados revolucionarios, aprovechando las capacidades del sistema de control quien ser el eje de esta nueva arquitectura al permitir que la instrumentacin de campo tome el control y tenga una participacin mas activa de la planta.

Con los tradicionales sistemas de control PLC y DCS toda la lgica se ejecutaba desde los controladores, con lo que el anlisis de alarmas, diagnsticos del sistema, lazos de control, etc., eran configurados en el sistema de control y descargados posteriormente a los controladores. Ahora bajo el concepto de Plantweb, la instrumentacin inteligente de campo, toma el control del proceso generando diagnsticos para identificar la salud de los equipos, alarmas que indicarn los mximos y mnimos valores permitidos para el proceso as como alarmas relacionadas al buen funcionamiento de los equipos, la ejecucin de lazos de control permitiendo disminuir los tiempos de respuesta y evitando la dependencia a los controladores obteniendo de esta forma un control mas preciso y robusto.

Figura 2.4 Sistema tradicional VS PlantWeb

Todo esto es posible con la filosofa de planta digital, ya que gracias a los instrumentos inteligentes, ahora podemos manejar una mayor cantidad de informacin relacionada no solo al proceso, sino al equipo permitiendo llevar un mejor control y administracin del proceso.

El Sistemal DeltaV encierra la funcionalidad del tradicional PLC y el DCS por lo que se recibe la denominacin de PCS para el tratamiento de seales tradicionales o buses de campo y de SIS para el tratamiento de seales con un grado diferenciado de seguridad.

Con respecto a ambas tecnologas el desarrollo del software DeltaV es el mismo, por lo que nicamente existirn ciertas diferencias en el hardware, las cuales inclusive son totalmente compatibles entre ambas tecnologas garantizando una completa integracin de ambas aplicaciones para un mismo sistema. En este caso se realizar por configuracin un tratamiento diferenciado de estas tecnologas aplicndose el DeltaV PCS para el control de los procesos en planta y el DeltaV SIS para los diferentes niveles de seguridad que se requieran.

El DeltaV agrupa una serie de caractersticas en su sistema, algunas de ellas son:

Fortalezas de los tradicionales DCS nica base de datos de configuracin

Interfase de operacin Embebida

Potente manejo de Alarmas

Comunicaciones slidas y estndares Acceso Global a la base de datos por TAGs.

Fortalezas de los PLC Escalabilidad

Compacto

Clase I Div II

Montaje Remoto

Retorno de la Inversin (ROI):

El ROI es un factor clave durante el desarrollo de un proyecto, ya que permite evaluar correctamente los gastos de un proyecto no solo mediante el enfoque de equipos al inicio de la implementacin, sino durante la ejecucin, puesta en marcha, arranque y mantenimiento de la planta. Es decir, un correcto anlisis del ROI permitir no solo justificar el monto de la inversin, sino el contar con la absoluta seguridad de que la seleccin de equipos y materiales fue la ms optima, ya que no se analiz nicamente su costo inicial, sino los beneficios durante las diferentes etapas de comisionamiento, arranque y funcionamiento de la planta.

Por esta razn, se recomienda que durante el desarrollo de un proyecto se conforme un grupo slido conformado no solo por el rea de proyectos sino tambin por el rea de mantenimiento, ya que al ser ellos quienes se responsabilizan da a da del correcto funcionamiento de la planta, podrn volcar toda su experiencia a travs de sus recomendaciones permitiendo una mejor seleccin de los equipos en lo que se refiere a marcas, tecnologas, etc. teniendo en cuenta la criticidad de los procesos.

Este anlisis coordinado entre ambas reas resume claramente el principio de anlisis del ROI, donde no solo consideramos el costo inicial del proyecto, sino tambin el costo de mantenimiento y operacin de la planta, evitando durante la ejecucin de un proyecto los famosos adicionales, que resultan ser mas perjudiciales por el impacto econmico y la interrupcin de los procesos durante la etapa de operacin de la planta.

Figura 2.4 Sistema tradicional VS PlantWeb

Bajo el esquema del ROI, el DeltaV presenta lo siguiente:

Beneficios Operacionales

Mejora los tiempos de disponibilidad

Mejora la confiabilidad en el proceso

Costos de Automatizacin

Menor costo de Ingeniera

Menor costo de Instalacin

Menor costo de Entrenamiento

Menor costo de Mantenimiento

2.3.2 Arquitectura del Sistema de Control

El DeltaV presenta una arquitectura bastante sencilla y robusta gracias al innovador diseo de su red de control el cual nos facilita mediante el medio fisico ethernet y protocolo de red TCP/IP un estandar fcilmente manejado y soportado por las computadoras sin tener que depender de gateways u conversores.

Asimismo debido a sus caractersticas de diseo relacionadas a la modularidad y escalabilidad tanto en tamao como en funcionalidad permite que el sistema desde sus inicios pueda ser concebido bastante pequeo y crecer hasta los mximos permitidos, sin tener que realizar un cambio de hardware o aplicativos para soportar dicho crecimiento.

Esto nos permite implementar con un costo muy conveniente aplicaciones de cualquier alcance (desde unas decenas hasta unos miles de I/O).

Figura 2.5 Sistema DeltaV con uno y dos controladores

Figura 2.6 Sistema DeltaV a su mxima capacidad con 100 controladores

La arquitectura de control DeltaV se basa en la identificacin de nodos, los cuales representan a las diferentes estaciones de trabajo y controladores a lo largo de todo el sistema. Esto significa que segn la arquitectura de un sistema de control DeltaV podemos identificar:

El Servidor Professional Plus

Las estaciones de trabajo (Ingeniera, mantenimiento, operacin, etc)

Los controladores

Red primaria y secundaria de control

Figura 2.7 Identificacin de nodos DeltaV.

Asimismo las caractersticas de la red de comunicacin son:

Medio fsico: Ethernet

Protocolo de comunicacin: TCP/IP

2.3.3 Caractersticas de Hardware Arquitectura del Sistema de Control

En lo que se refiere al Hardware del sistema de control DeltaV tenemos lo siguiente: Estaciones de Trabajo (Work Station)

Controladores (Controllers)

Soportes (Carriers)

Modulos de entrada y salida / Interfaz de E/S (I/O Modules / I/O Interface) Estaciones de Trabajo (Work Station):

Son todas las computadoras que forman parte de la red de control DeltaV. En este caso podemos identificar diversos tipos segn la aplicacin que realizan, en general presentan las mismas caractersticas de hardware y software, inclusive la instalacin del DeltaV en su mayora es la misma, por lo que se establecer una diferenciacin a nivel de licencias, las cuales sern asignadas desde la Professional Plus (Proplus). Entre ellas podemos mencionar las siguientes: Professional Plus station Professional station

Operador station

Base station

Maintenance station

Application station

Controlador (Controller):

Es un dispositivo que se encarga de procesar los algoritmos de control descargados a travs de la Professional Plus a cada controlador. Este controlador presenta dos tipos de memoria:

-RAM:

Memoria que almacena la lgica de control de cada controlador

-NVRAM:Memoria no voltil que permite almacenar la lgica de control

por un tiempo determinado. Esta memoria estar disponible

cuando se habilite la opcin de Cold Restar, donde podemos

configurar un mximo de 30 das, 59 horas y 59 segundos.

Con respecto a los diferentes modelos de controladores disponibles en el mercado podemos mencionar los siguientes:

La serie M: Modelo de controladores usados desde sus inicios hasta la actualidad. Este controlador seguir estando vigente junto a la serie S.

Figura 2.8 Versiones de controlador de la serie M. El ms actual es el MX.

Figura 2.9 Fuente, controlador y tarjetas I/O de la serie M La serie S:Modelo de controladores que presentan un nuevo hardware, los cuales solo pueden ser aplicados a partir de la versin V11 del DeltaV. Esta serie de controladores hoy por hoy presenta las mismas caractersticas elctricas que la serie M, siendo por el momento su nica diferencia la carcaza. La finalidad es poder aprovechar con esta nueva plataforma las ventajas de un procesador ms potente y rpido al igual que el bus interno del controlador.

Figura 2.10 Fuente, controlador y tarjetas I/O de la serie S.Con respecto a sus mdulos I/O se han presentado mejoras relacionadas a equipos fieldbus donde ahora se incluye los acondicionadores de fuente y un modulo de diagnostico avanzado dentro de la tarjeta H1.

En este caso basaremos nuestro informe en la serie M, ya que se utiliz dicha serie de controladores en la migracin del sistema Bailey al DeltaV en la fundicin de Southernperu Copper Corporation.

El controlador del DeltaV (Serie S y M) a diferencia de muchos otros, nos permiten establecer una redundancia de todo el sistema con las siguientes caractersticas:

No requiere configuracin. Permite una total transferencia de informacin de forma transparente. No requiere ningn tipo de cableado.

Proporciona redundancia a nivel de controlador, fuente y comunicacin.

Se aade en caliente.

Soportes (Carriers):

El sistema de control DeltaV brinda mayor flexibilidad en la instalacin de su sistema al presentar dos formas de montaje denominados montaje vertical y montaje horizontal, siendo de los dos el mas comn el montaje horizontal.

MONTAJE VERTICAL:

Donde podemos apreciar dos tipos bien diferenciados de backplanes (carriers) destinados a controladores, power supply y tarjetas (mdulos) I/O, presentando inclusive ciertas variaciones dependiendo del orden de conexin (De arriba abajo o viceversa).

Soporte de 4 posiciones que permite conectar fuentes de alimentacin y controladores.

-8-Wide Legacy Vertical I/O Interface Carrier:Soporte de 8 posiciones que permite conectar los mdulos I/O pero en diagonal, por un tema de accesibilidad y ventilacin.

Figura 2.11 Montaje Vertical del Sistema SIS del DeltaV.

Figura 2.12 Montaje Vertical del Sistema PCS y SIS del DeltaV.

MONTAJE HORIZONTALPresenta dos tipos de carriers (soportes) los cuales estn destinados para los controladores, power supply y tarjetas (mdulos) I/O.

-2-Wide Power/Controller carrier: Soporte de 2 posiciones que permite conectar 2 fuentes de alimentacin o 1 fuente de alimentacin con un controlador.-8-Wide I/O Interface Carrier:Soporte de 8 posiciones que permite conectar los mdulos I/O. El sistema soporta un mximo de 8 carriers de 8, es decir un mximo de 64 tarjetas.

Figura 2.13 Montaje Horizontal del Sistema PCS del DeltaV.Mdulos de Entrada y Salida (I/O Modules):

Son las diferentes tarjetas de entrada y salida que permitirn relacionar las seales de campo con el sistema de control DeltaV. Los mdulos de entrada y salida estn conformados por:

Bloques de terminales

Tarjetas de entrada y salida

Figura 2.14 Mdulos de entrada y salida.

BLOQUES DE TERMINALES:

Se coloca en el Carrier de Interfaz de E/S para proporcionar terminales tipo tornillo para el cableado de campo. Presentan dos mecanismos giratorios tipo llave configurados especficamente para cada tipo de tarjeta I/O los cuales presentan 6 posiciones: A-F y 1-6 que debern ser configurados segn la tarjeta a utilizar, por ejemplo D3.

Podemos clasificarlos en 10 grupos, entre los cuales tenemos:

-I/O Terminal Block: Para las tradicionales seales I/O. Son 8 tipos.

-Fieldbus H1 Terminal Block: Para tarjetas Fieldbus serie 1.

-Series 2 H1 Terminal Block: Para tarjetas Fieldbus serie 2.

-Interface Terminal Block: Para tarjetas ASI y Seriales.

-Isolated Input Terminal Block: Para entradas anlogas aisladas.

- Profibus DP Terminal Block: Para tarjetas Profibus DP.

-RTD, Ohms Terminal Block: Para medir temperatura y resistencia.

-Thermocouple Terminal Block: Para medir temperatura y voltaje.

-32 Channel Terminal Block: Tarjeta de 32 canales.

-16 Channel Analog Input Terminal Block: Tarjeta de 16 canales.

Figura 2.15 Bloque de terminales.

TARJETAS DE ENTRADA Y SALIDA:

Se conecta sobre el bloque de terminales de E/S en el Carrier de Interfaz de E/S que convierte las seales de campo a un formato digital para control y comunicacin.

Podemos clasificarlos en 5 grupos de la siguiente manera:

Entradas Anlogas: Serie 2, AI, 8 canales, 4-20 mA, Hart

AI, 16 canales, 4-20 mA, Hart

AI, 8 canales, 4-20 mA, Hart AI, 4 canales, entrada aislada (Termopar, RTD, Mvolt, Ohms)

AI, 8 canales, 4-20 mA

AI, 8 canales, 1-5 Volt AI IS, 8 canales, 4-20 mA, Hart

RTD, 8 canales

Termopar, 8 canales

Entradas Digitales: DI, 8 canales, 24 Vcd, Aislada Serie 2, DI, 8 canales, 24 Vcd, Contacto seco DI, 8 canales, 24 Vcd, Contacto seco DI, 8 canales, 120 Vac, Aislada

DI, 8 canales, 120 Vac, Contacto seco DI, 8 canales, 230 Vac, Aislada

DI, 8 canales, 230 Vac, Contacto seco DI de Alta densidad, 32 canales, 24 Vcd, Contacto seco

DI IS, 16 canales, Alimentacin IS de 12 Vcd Multifuncin, 4 canales, DI o entrada de pulsos SOE (Secuencia de eventos), 16 canales, DI estandar o SOE Salidas Anlogas: Serie 2 AO, 8 canales, 4-20 mA, Hart AO, 8 canales, 4-20 mA, Hart AO, 8 canales, 4-20 mA AO IS, 8 canales, 4-20 mA AO IS, 8 canales, 4-20 mA, Hart

Salidas Digitales: DO, 8 canales, 120/230 Vac, Aislada DO, 8 canales, 120/230 Vac, High side

DO, 8 canales, 24 Vcd, Aislada

Serie 2 DO, 8 canales, 24 Vcd, High side

DO, 8 canales, 24 Vcd, High side

DO de alra densidad, 32 canales, 24 Vcd, High side

DO IS, 4 canales, Alimentacion IS de 12 Vcd Interfaz de comunicacin: Foundation Fieldbus (Serie 1 y 2): 2 puertos Devicenet (Serie 2) : 1 puerto Profibus DP: 1 puerto Interfaz de Sesor Actuador (ASI): 2 puertos Interfaz Serial (Serie 1 y 2): 2 puertos

Figura 2.16 Bloque de terminales.2.3.4 Licencias del Sistema

El Sistema de control DeltaV presenta dos tipos de licencias, las cuales son necesarias para el manejo del sistema.

Hardware License

Software License

Por ninguna razn deben ser removidas ambos licencias del sistema de control.

Hardware License:

Es una licencia fsica que permite asignar un Device ID al sistema, lo cual se relaciona con el nmero serial del disco duro y la placa madre para hacer que el sistema sea nicoSoftware License:

Las licencias de software permiten habilitar los atributos de cada estacin de trabajo, as como la designacin de la cantidad mxima de seales a configurar. En este grupo de licencias encontramos 4 tipos:

SYSTEM SOFTWARE LICENSES:

Se requiere para licenciar la mayor versin de software del sistema, lo que nos permitir licenciar el Software de la versin DeltaV instalada en la ProfessionalPlus.

CONTROLLER SOFTWARE LICENSES DeltaV experience License:

Es un grupo de licencias que permiten el manejo de las seales de entrada y salida, estas licencias se contabilizan como DSTs. Las licencias de DST se basan en el nmero de entradas y salidas como se indica a continuacin:

Salida Analgica

Entrada Analgica

Salida Discreta Entrada Discreta

En general, cada instrumento cableado en un conjunto de terminales tipo tornillo requerir 1 DST. Cuando identifique las licencias de DST requeridas comience con el P&ID y cuente el nmero y tipo de instrumentos. La excepcin seran los dispositivos FOUNDATION fieldbus, dispositivos inteligentes como stos pueden tener mltiples entradas y salidas por instrumento, lo que resultara en mltiples DSTs para un dispositivos.

WOKSTATION SOFTWARE LICENSES:

Con este grupo de licencias podemos determinar el tamao y funcionalidad de cada estacin de trabajo. En resumen el DeltaV Experience y Workstation Licenses en su conjunto habilitan el uso de funciones y aplicaciones especificas. A continuacin mostramos un resumen de cada una de estas estaciones con sus respectivas particularidades:

ProfessionalPlus Workstation: Este conjunto de licencias soporta la base de datos global del sistema. Se necesita una ProfessionalPlus Workstation por sistema. Una ProfessionalPlus Workstation presenta un juego completo de herramientas para operacin, diagnostico e ingeniera.

Professional Station: Este conjunto de licencias proporciona atributos de estaciones de ingeniera a nodos de estaciones de operacin. Este conjunto de licencias esta orientado para aplicaciones donde se requiere mas de una estacin de desarrollo para la ingeniera. Una Professional Station presenta un juego completo de herramientas para operacin, diagnostico e ingeniera pero no contiene a la base de datos global. Operator Station: Este conjunto de licencias es requerido tpicamente para los operadores. Este conjunto de licencias soporta al DeltaV Operate tan bien como soporta la visualizacin de datos histricos.

Base Station: Este conjunto de licencias proporciona fundamentalmente soporte para el software. La Base station es la mejor preparada para situaciones donde tu quieres definir la funcionalidad de la estacin de trabajo usando licencias complementarias. Application Station: Este conjunto de licencias permite la integracin del sistema DeltaV con otras redes y aplicaciones de terceros. Generalmente utilizada como servidor de histricos y eventos.

Maintenance Station: Este conjunto de licencias proporciona licencias de software que encajan para el personal de mantenimiento. Esto incluye, diagnsticos, AMS device manager y el DeltaV Inspect con caractersticas de Insight dentro del DeltaV InSight. Esto a su vez incluye una versin de mantenimiento en el Control Studio el cual nos permite verificar la configuracin del sistema y la calibracin de los dispositivos. Esto no permite cambios en la configuracin o realizar descargas en el sistema. 2.3.5 Capacidad del Sistema

El Sistema de control DeltaV presenta diferentes caractersticas relacionadas a la cantidad de seales I/O, nmero de estaciones de trabajo, controladores, etc que pueden ser aplicados en un mismo sistema, el cual bsicamente estar definido por una sola ProfessionalPlus.

Adicionalmente el Sistema DeltaV permite ampliar operativamente la capacidad de sus sistemas mediante una integracin de diferentes sistemas en uno solo, bajo el concepto de Zonas (Interzonas). En este esquema cada sistema independiente representa una zona. Por ejemplo, si tomamos como referencia a Southernperu Copper Corporation que presenta dos Unidades operativas totalmente alejadas Southern Cuajone y Southern Ilo, ambos sistemas cuentan independientemente con una ProfessionalPlus, con lo que bajo el concepto de Interzonas podramos ampliar la capacidad operativa para tener un monitoreo de ambas unidades como si fueran un solo sistema.

El Sistema DeltaV en la versin 10.3 permite hasta la integracin de 10 Zonas, las cuales inclusive no deben tener la misma versin (Es decir se puede integrar diferentes unidades teniendo la V9.3, 10.3 y 11.3 del DeltaV). Actualmente se cuenta con la Versin 11.3 del DeltaV el cual soporta hasta 15 zonas.

En resumen las capacidades del sistema son:

30,000 DSTs distribuido entre los controladores y estaciones de trabajo 25,000 SCADA tags por sistema. Control Network nodes (120)

100 Controladores simples y redundantes por Red de Control

(Cada par de Controladores redundantes cuentan como un solo nodo)

120 Nodos Remote I/O por Red de Control

120 Wireless Gateways por Red de Control

65 Estaciones de Trabajo por Red de Control

1 Estacin ProfessionalPLUS

Hasta 10 Estaciones Professional

Hasta 59 Estaciones Operator, Maintenance and/or Base

Hasta 20 Estaciones Application (Este es el Limite soportado)-DeltaV Remote Clients

-Usa la conexin de Windows Remote Desktop y Terminal Server.

-7,200 grficos data links en todas las pantallas abiertas a travs de un terminal Server.

-60 Conexiones a la Base de Datos por Terminal Server.

-15 Sesiones corriendo por Terminal Server.2.3.6 Componentes de Software del Sistema

Dentro de los diferentes paquetes de software incluidos en el sistema DeltaV tenemos:

DeltaV Explorer:

Es una herramienta de navegacin que proporciona una vista nica de todo el sistema. Esto permite ver y modificar la lgica de control desarrollada a nivel de jerarquas (reas, nodos y mdulos), as como tambin ver la distribucin de los diferentes nodos en la red de control (Estaciones de trabajo y controladores), con lo que podemos tener un manejo fcil y completo de todo el sistema desde esta herramienta. Asimismo el DeltaV Explorer es especialmente til para copiar y mover mdulos de control a nuevos nodos usando su capacidad de Drag-and-drop (Arrastrar y soltar).

Figura 2.17 Explorador DeltaV.Control Studio:

Esta herramienta te permite crear y modificar de forma individual y grficamente mdulos y templates para la creacin de tus estrategias de control. El Control Studio trata cada modulo como una entidad separada permitiendo el poder enfocarte a un mdulo especifico sin afectar otros mdulos que puedan estar corriendo en el mismo controlador.

Usando el Control Studio puedes construir grficamente un mdulo de control arrastrando elementos desde una paleta al diagrama de mdulos, de esta manera se conectaran entre si el conjunto de elementos para crear un algoritmo en el mdulo de control.

Toda la comunicacin del Sistema DeltaV esta basada en el nombre del mdulo, as es que la comunicacin de mdulo a mdulo a travs de los diferentes controladores es totalmente transparente a su configuracin.

Asimismo est basada en el Standard IEC 1131-3.

Figura 2.18 Control Studio.DeltaV Diagnostics:

El manejo y visualizacin de esta herramienta es muy parecido al Explorador de Windows, lo cual permite que sea fcil de aprender y usar. En este caso esta herramienta encierra todas las caractersticas de diagnstico para todo el sistema, lo cual implica que no se requieren de otros paquetes o utilitarios para identificar problemas relacionados a la red de comunicacin entre los nodos, el estado de los controladores, el estado de las tarjetas, el estado de los logic solver o su redundancia, as mismo permite identificar los diferentes estatus de diagnostico (Calidad de la seal) de los instrumentos inteligentes.

Asimismo se realiza un diagnstico de eventos los cuales son capturados y relacionados entre si lo que nos permite contar con un identificador de histricos de eventos muy sencillo y rpido del sistema.

Figura 2.19 DeltaV Diagnostics Explorer.

Es necesario recalcar, que la finalidad de esta herramienta no es el realizar un monitoreo en lnea del sistema, sino tener un diagnstico de diferentes variables que nos permitan discriminar las causas especificas a los diferentes problemas.

DeltaV Operate Run / Configure:

Este software es el que nos permite la tanto la visualizacin de las pantallas como la creacin de los mismos. Dentro de la distribucin que presentan ambas aplicaciones, podemos diferenciar claramente lo siguiente:

DeltaV Operate (Run): Esta herramienta esta orientada para los operadores (Panelistas) donde podrn controlar el proceso de la planta.

Figura 2.20 DeltaV Operate Run. DeltaV Operate (Configure): Esta herramienta esta orientada para el manejo del personal de ingeniera, es decir el personal que se encarga del desarrollo del sistema, entre ello la creacin de pantallas.

Figura 2.21 DeltaV Operate Configure.

Este software trabaja bajo la plataforma del sistema IFIX.

Database Administrator:

Esta herramienta nos permite la administracin de la base de datos del sistema, es decir nos permite crear, modificar, renombrar, copiar, respaldar, limpiar y eliminar la base de datos del sistema, asimismo nos permite monitorear las estaciones y aplicaciones conectadas a la base de datos (DeltaV Explorer, control Studio, etc).

Asimismo encontramos el aplicativo correspondiente para la migracin o upgrade del sistema.

Figura 2.22 Database Administrator.DeltaV User manager:

Esta herramienta nos permite la administracin de los usuarios. La administracin concede permisos o atributos segn reas definidas o llaves, las cuales pueden ser habilitadas individualmente o en conjunto segn se configuren los grupos de usuarios.

Todo usuario creado desde la herramienta del DeltaV User Manager inmediatamente creara un usuario a nivel Windows pero no viceversa.

Recordar que los atributos de Dominio o grupo de trabajo son una caracterstica de Windows y no del DeltaV, pero se recomienda que para sistema muy grandes el sistema operativo destinado para la estacin ProfessionalPlus debe ser el Windows 2003 Server o 2008 server, con lo que podremos configurar a la ProfessionalPlus como Controlador de Dominio y tener un mejor manejo de usuarios, es decir, que al adicionar un usuario se replicara inmediatamente en todas las estaciones, en caso contrario (Grupo de trabajo) tendremos que configurar un usuario con todos sus atributos maquina por maquina.

Figura 2.23 DeltaV User Manager.3.MIGRACION DEL SISTEMA DE CONTROL3.1IntroduccinSouthern Peru Copper Corporation, es una empresa lder en el rubro de la minera, la cual presenta como producto principal la obtencin y refinacin del cobre. Finalizada la etapa de modernizacin y ampliacin de las Plantas con fines de cumplir con el PAMA (Programa de adecuacin del medio ambiente), surgi la necesidad de estandarizar su sistema de control en una sola plataforma, ya que actualmente cuentan con dos plataformas principales de control: DCS Bailey (ABB) y el PCS DeltaV (EMERSON).

El sistema de control Bailey (ABB) es el mas antiguo de los dos y controla las plantas de Oxigeno 1, Acido 1 y Efluentes 1. Durante la etapa de Modernizacin y ampliacin (PAMA), las seales provenientes del sistema de Control Bailey de las 3 plantas antes mencionadas, fueron configuradas en el sistema DeltaV (EMERSON) mediante el DeltaV Connect, lo cual fue un desarrollo particular del personal de EMERSON para poder controlar las plantas de Oxigeno, Acido y Efluentes desde el sistema de control DeltaV, lo cual implico un enlace OPC mas especifico y personalizado entre ambos sistemas.

Posterior a la entrega del proyecto, el sistema continuo funcionando sin problemas y el enlace resulto ser bastante robusto, pero se detectaron desventajas especificas debido a que el sistema de control aun sigue dependiendo del Hardware del sistema Bailey, con lo que se limitan las opciones de diagnostico avanzado y encarece la etapa de mantenimiento de los sistemas de control.

Por tal motivo el presente proyecto de investigacin estar orientado a la Migracin del sistema de Control Bailey por el DeltaV, para poder aprovechar las ventajas que ofrece el nuevo sistema de control y reducir significativamente los gastos de mantenimiento, por el costo que implican el soporte tcnico, los spare parts, el tiempo de vida de las tarjetas electrnicas y las limitaciones del mantenimiento que presenta el antiguo sistema.3.2Arquitectura del Sistema de Control

La arquitectura planteada para la migracin del sistema de control, se basar en 4 controladores identificados de la siguiente manera:

070-DCS-001: Perteneciente al controlador del rea 70 (Planta de oxigeno).

080-DCS-001: Perteneciente al controlador del rea 80 (Primer controlador de la planta de acido).

080-DCS-002: Perteneciente al controlador del rea 80 (Segundo controlador de la planta de acido).

090-DCS-001: Perteneciente al controlador del Area 90 (Planta de efluentes).

Asimismo se incrementar la cantidad de licencias en el Servidor (Estacin Professional Plus) para el manejo de las nuevas seales provenientes del antiguo sistema y la cantidad de licencias en la Application station para historizar las nuevas seales a ser incorporadas al sistema DeltaV.

En lo referente a las estaciones de operacin que se requieren para el manejo de las tres reas a ser migradas se ha considerado la adquisicin de una computadora para el monitoreo en sitio de la planta. Figura 3.1 Arquitectura del Sistema de Control.3.3La Red de Control

El sistema DeltaV maneja una comunicacin Ethernet determinstica (es decir que asegura el intercambio de informacin en un tiempo especfico), el cual enlaza todos los nodos de la red DeltaV, esto implica controladores y estaciones de operacin.

Debido a las caractersticas del medio fsico Ethernet y protocolo TCP/IP que maneja el sistema de control, se utilizan dentro de la red de control elementos comunes como switches, cableado ethernet, convertidores de fibra ptica a ethernet, patch panels de fibra ptica, etc.

3.3.1Listado de Materiales para la Red de Control

A continuacin se mencionan los elementos considerados para la implementacin de la Red de Control para la migracin del sistema de control.

Figura 3.2 Red del Sistema de Control.Listado de elementos considerados para la Red de Control1 PatchPanel para Red Primaria rea 70

2 PatchPanel para Red Secundaria rea 70

3 Switch de 8 Puertos con salida de FO para Red Primaria rea 80 y 90

4 Switch de 8 Puertos con salida de FO para Red Secundaria rea 80 y 90

5 Media Converter para Red Primaria rea 70

6 Media Converter para Red Secundaria rea 70

7 Tendido de 2 pares de FO del rea 70 al rea 410

En la siguiente imagen podremos apreciar la Red de Control ofrecida para el sistema, la cual no fue inicialmente implementada por disponibilidad de equipos.

Figura 3.3 Red de Control Recomendada.Red de Control implementada por disponibilidad de equipos.

Figura 3.4 Red de Control (Provisional).En la imagen anterior podemos apreciar equipos resaltados de amarillo, lo cual hace referencia a equipos aun no existentes en la red de control inicial, para tener una idea ms precisa de lo mencionado se brinda una lista genrica de dicho elementos.

Tabla 3.1 Listado de Materiales (No se precisan distancias)

(*) Verificar las distancias para el cableado del Sistema

(**)Verificar puntos disponibles para conexin de Fibra ptica en Patch panels.

Finalmente, para definir claramente los alcances de suministros para la Red de Control, se sostuvo una reunin entre Southern Copper Corporation (Cliente) y Vamsac (Contratista) donde se llego al siguiente acuerdo:

Suministro por parte de Southern Copper Corporation:

Patch Panels

Gabinetes para patch panels

Media Converters

Patch cord directo

Patch cord cruzado

Fibra ptica

Suministro por parte de Vamsac:

Switches

Patch cord directo (Solo para los Gabinetes DeltaV)Lo suministrado por Vamsac se detalla lneas abajo:(02) Switch Hirschmann

3x10/100 Base-TX, TP cable, RJ45 socket and 2 x 100 Base-FX, Multimode Fiber, SC socket Hirschmann RS2-3TX/2FX(04)Unidades de patch cord

Cable Ethernet directo.3.4Organigrama del Proyecto

A continuacin se muestra el organigrama desarrollado para la ejecucin del proyecto, donde se considera tanto personal de SPCC (Cliente) como de Vamsac.

Figura 3.5 Organigrama del Proyecto.3.5Diseo de los Gabinetes

Para realizar el dimensionamiento de un Gabinete es importante tener en consideracin los siguientes aspectos:

Dimensiones de la sala elctrica

Capacidad de seales por controlador

Cantidad de seales a ser integradas por gabinete

Caractersticas de redundancia (Controlador, fuentes, seales I/O, etc)

Cantidad de elementos auxiliares (protecciones elctricas, marshalling, etc) Alimentacin a campo

Calculo de consumo y energa

Despus de evaluar correctamente las caractersticas a tener en cuenta para el diseo de los gabinetes, podremos identificar el numero de cuerpos (1 cuerpo, 2 cuerpos, etc), el tipo de acceso (acceso simple, doble acceso, etc), elaboracin de la ingeniera bsica del gabinete observando la distribucin de los internos y proceder segn normativas en la seleccin del gabinete, es decir, teniendo en cuenta las especificaciones de seleccin, para identificar el grado de proteccin, resistencia a la corrosin, resistencia al calor, particularidades en la pintura, etc.

En nuestro caso particular, la ingeniera de Gabinetes se complico por tener que reutilizar prcticamente el mismo espacio que utiliz el anterior gabinete y que a su vez tenga la capacidad de soportar la misma cantidad de seales que anteriormente reciba.

En resumen, los pasos a tener en cuenta para el diseo de un gabinete son los siguientes:Primero:Evaluar la cantidad de seales por gabinete (Gabinetes existentes en planta) Segundo:Identificar los requerimientos por parte del cliente en cuestin de redundancias, lo cual se considera como adicional por no ser parte de un estndar, es decir no necesariamente se incluirn las redundancias en un sistema de control (esto lo decidir el cliente). Se consideran como redundancias a la redundancia de red, fuente, controlador, seales I/O, etc.

Tercero:Identificar el tipo de tarjetas a utilizar segn caractersticas elctricas de las seales (corriente, tensin) y segn esto determinar el tipo de elementos adicionales a utilizar (conversores, rels, etc)

Cuarto:Segn las caractersticas elctricas identificadas para todas las seales, se determinan los tipos de fuentes a ser considerados (12 volt, 24 volt, 5 volt, etc) asimismo las consideraciones que implican el uso de la redundancia de fuente (lo cual est orientado a la fuente del sistema de control, el cual generalmente maneja su propia fuente) y redundancia de red (lo cual implica la adquisicin de fuentes independientes para la red primaria y secundaria de comunicacin), donde se debe contemplar que para los switch no se puede utilizar la misma fuente de 24 volt o 12 volt que se considera para las seales de campo, sino que debe ser una fuente totalmente independiente y dedicada.

Quinto:Segn las consideraciones anteriormente descritas, recin estamos preparados para elaborar un clculo de consumo y energa (ya que hemos precisado hasta este punto la cantidad de fuentes a utilizar).

Sexto:Finalmente se procede con la elaboracin de los planos del gabinete, donde no solo se verificara el tema de dimensiones, sino la ubicacin de cada uno de los elementos y su respectiva verificacin de Spare para futuros crecimientos del sistema. Estos planos no deben ser realizados muy a detalle pues solo son un preliminar.

Con todo este anlisis, no solo identificaremos Los Materiales a utilizar en el gabinete y a considerar en la cotizacin, sino tambin podremos estimar con mayor precisin los costos de dichos materiales y realizar una proyeccin de todo el trabajo en horas hombre que representara cada etapa del diseo de los gabinetes, es decir del servicio asociado que definitivamente va incluido en el cotizacin.3.5.1Dimensin de los Gabinetes y Salas Elctricas

Esta etapa de dimensionamiento implica tomar medidas de los gabinetes actualmente ubicados en cada una de las salas elctricas, es decir, del alto, ancho y profundidad. Asimismo la dimensin de las puertas de acceso a las salas elctricas para no tener problemas cuando retiremos los gabinetes obsoletos y tratemos de ubicar los nuevos gabinetes. Finalmente veremos el tema de espacios mximos permisibles para los nuevos gabinetes por limitaciones que se presentaran con otros gabinetes que seguirn siendo operativos y no participaran de la migracin por ser de otros sistemas.

Segn las reas a ser intervenidas se identifican: rea de cido

rea de Oxgeno

rea de Efluentes

De estas tres reas mencionadas, la mas compleja es el rea de cido por la cantidad de seales que presenta. Asimismo solo se identifican 2 salas elctricas en planta.

Sala Elctrica PCU de Acido 1:En esta sala se ubican los gabinetes de las reas de Acido y Efluentes.

Sala Elctrica PCU de Oxgeno: En esta sala se ubica el gabinete del rea de oxgeno.Distribucin del PCU Acido 1

Figura 3.6 Distribucin Sala Elctrica de cido y Efluentes.Distribucin del PCU OxigenoFiigura 3.7 Distribucin Sala Elctrica de Oxgeno.3.5.2Listado de Seales I/O

El listado de seales I/O se elaboro desde la estacin Servidora del Bailey mediante el Conductor NT, donde se recopilo desde la base de datos toda la informacin de las seales que estn configuradas en el sistema de control Bailey canal por canal.

Mediante una exportacin sencilla de la base de datos se ha podido elaborar una lista detallada con la identificacin por tag de las seales configuradas en el sistema, permitiendo a su vez identificar no solo su ubicacin segn las hojas de configuracin (particularidad de configuracin en el Bailey donde se identifica la distribucin de todas las seales por rea, pcu, modulo, bloque, etc), sino que tambin ha permitido identificar las unidades de ingeniera y rangos de las seales de campo.

Para tener una idea de la informacin procesada por el sistema se muestra a continuacin, solo una parte de las tablas que fueron creadas por el sistema segn la clasificacin de reas.

TAGDESCCRIPCIONTAGTYPEAREAPCUMODULEBLOCKRANGLORANGHIUNITS

PCU01MOD0STATUS PCU 1 MOD 0 NPMINFI-90 Module Status25100NullNullNull

PCU01MOD1STATUS PCU 1 MOD 1 NPM REDUNDNINFI-90 Module Status25110NullNullNull

PCU01MOD3STATUS PCU 1 MOD 3 MFPINFI-90 Module Status25130NullNullNull

PCU01MOD4STATUS PCU 1 MOD 4 MFP REDUNDINFI-90 Module Status25140NullNullNull

ZAHH-70122A_FOK111 VIBRATION FIRST OUTINFI-90 Digital7013483NullNullNull

YAHH-70122A_FOK111 VIBRATION FIRST OUTINFI-90 Digital7013484NullNullNull

YAHH-70122B_FOK111 VIBRATION FIRST OUTINFI-90 Digital7013485NullNullNull

YAHH-70122C_FOK111 VIBRATION FIRST OUTINFI-90 Digital7013486NullNullNull

YAHH-70122D_FOK111 VIBRATION FIRST OUTINFI-90 Digital7013487NullNullNull

YAHH-70131A_FOK111 VIBRATION FIRST OUTINFI-90 Digital7013488NullNullNull

YAHH-70131B_FOK111 VIBRATION FIRST OUTINFI-90 Digital7013489NullNullNull

TAHH-70120_FOK111 LUBE OIL FIRST OUTINFI-90 Digital7013490NullNullNull

PALL-70120_FOK111 LUBE OIL FIRST OUTINFI-90 Digital7013491NullNullNull

LAHH-70160_FOC161 AFTERCOOLERFIRST OUTINFI-90 Digital7013492NullNullNull

LAHH-70161_FOC161 AFTERCOOLERFIRST OUTINFI-90 Digital7013493NullNullNull

TAHH-70181_FOC182 OUTLET FIRST OUTINFI-90 Digital7013494NullNullNull

FIC-70112BK111 ANTI-SURGE FLOWINFI-90 Station70135040100

FIC-70112AK111 CAPACITY FLOWINFI-90 Station701358302200KSCFH

FIC-70132K131 RECYCLE ANTI-SURGE FLOWINFI-90 Station70136540100

Tabla 3.2 Ejemplo de listado de seales I/O (Planta de oxigeno).TAGDESCCRIPCIONTAGTYPEAREAPCUMODULEBLOCKRANGLORANGHIUNITS

AIC-90105pH NEUTRALIZATN.TANK 90-126INFI-90 Station90323160214pH

AIC-90108pH PRECIPITATION TANK 90~129INFI-90 Station90323174014pH

AIC-90120PH ARCENICINFI-90 Station90323260611pH

AIC-90120-ApH EFFLNT PMPS. TO ARSENIC .TNKINFI-90 Station903233350300Lt

AIT-05015ANALIZADOR PH TK AGUA TRATADAINFI-90 Data Acquisition Analog (DAANG)532757014pH

AIT-80600PCU 2 3 10 ROOM %HUMIDITYINFI-90 Data Acquisition Analog (DAANG)803228140100

AIT-90101CONCENTRATION WEAK ACID TO EFF.INFI-90 Data Acquisition Analog (DAANG)9032755018%

APF-80001ANODIC PROTECTION FAILUREINFI-90 Digital200323010NullNullNull

APF-80001DANODIC PROTECTION FAILURE DISPLAINFI-90 Data Acquisition Analog (DAANG)80323015099

AT-90101AINFI-90 Analog90327500100

CAR1-ACIDCAR1-ACIDINFI-90 Remote Manual Set Constant (RMSC)8032304009999








CTE-90108CTE (OH)INFI-90 Remote Manual Set Constant (RMSC)903250250400

Tabla 3.3 Ejemplo de listado de seales I/O (Planta de Efluentes).TAGDESCCRIPCIONTAGTYPEAREAPCUMODULEBLOCKRANGLORANGHIUNITS

80102B_F_OTAHH-80102B F/OINFI-90 Digital25239580NullNullNull

80102B-B_F_OTAHH-80102B-B F/OINFI-90 Digital25239583NullNullNull

80155_F_OPALL-80155 F/OINFI-90 Digital25239586NullNullNull

80155-B_F_OPALL-80155-B F/OINFI-90 Digital25239589NullNullNull

80204_F_OXA-80204 F/OINFI-90 Digital25239598NullNullNull

80208_F_OXA-80208 F/OINFI-90 Digital25239613NullNullNull

80209_F_OZA-80209 F/OINFI-90 Digital25239604NullNullNull

80209-B_F_OZA-80209-B F/OINFI-90 Digital25239619NullNullNull

80211_F_OZA-80211 F/OINFI-90 Digital25239607NullNullNull

80211-B_F_OZA-80211-B F/OINFI-90 Digital25239622NullNullNull

80213_F_OPAHH-80213 F/OINFI-90 Digital25239601NullNullNull

80213-B_F_OPAHH-80213-B F/OINFI-90 Digital25239616NullNullNull

80320_F_OFALL-80320 F/OINFI-90 Digital25239592NullNullNull

80340_F_OFALL-80340 F/OINFI-90 Digital25239595NullNullNull

AAHH-80401HEAT RECOVERY WATERINFI-90 Digital80236498NullNullNull

AALL-80206LOW LOW %SO2 BLOWER DISCHARGEINFI-90 Digital80233354NullNullNull

AI-80206SO2 ANALYSIS BLOWER DISCHARGEINFI-90 Analog80233351020%SO2

AI-80206ASO2 ANALYSIS AT BLOWER (AVERAGE)INFI-90 Analog80239160020%

AI-80207O2 ANALYSIS BLOWER DISCHARGEINFI-90 Analog80233353020%O2

AI-80285ABS TWR OUTLET GASINFI-90 Data Acquisition Analog (DAANG)8023507001%SO2

AI-80401HEAT RECOVERY WATERINFI-90 Data Acquisition Analog (DAANG)80236490010

Tabla 3.4 Ejemplo de listado de seales I/O (Planta de cido).La tabla completa de las seales I/O se muestran en el ANEXO A.3.5.3Clculo de Consumo y Energa

Este clculo es fundamental, para realizar un buen dimensionamiento de las fuentes de poder que alimentaran a los diferentes equipos dentro del gabinete. En caso de no realizar este clculo correctamente o contemplar el respectivo spare de las seales, las fuentes de alimentacin podran quemarse por la sobre corriente generada por la excesiva carga y con ello caer todo el nodo del sistema de control ubicado en dicho gabinete, comprometiendo no solo el controlador (lgica del proceso), sino a todas las seales de campo al recibir falsas confirmaciones o perdidas de comunicacin con otros subsistemas.Para iniciar este clculo ser necesario tener en cuenta lo siguiente:

Primero:Identificar los diferentes tipos de voltaje requeridos en el gabinete para todos los equipos (controlador, tarjetas, reles, conversores, switch, etc).

Segundo:Identificar el consumo de corriente por equipo a considerar en los clculos. Tercero:Agrupar los diferentes equipos segn tipos y cantidades.

Cuarto:Elaborar la tabla de consumo de forma diferenciada para cada uno de los diferentes tipos de alimentacin identificados en el gabinete.

Quinto:Una vez obtenido el consumo final por tipo de fuente, establecer un spare de aproximadamente un 25%.

Sexto:Calcular el consumo total de todas las fuentes para dimensionar el UPS.

Adicionalmente al clculo de consumo y energa se realizan las tablas para el clculo de disipacin y el Bill of material (Lista de materiales).

Esta informacin se adjunta en el ANEXO B.

3.6Listado de equipos y materialesDespus de todo el anlisis realizado podemos estimar correctamente el costo de materiales y considerar un factor de ganancia adecuado para el proyecto.

Hay que tener en cuenta que las cotizaciones solicitadas a los proveedores deben presentar un tiempo de vigencia no menor a 60 das para que al emitir la cotizacin a nuestros clientes podamos considerar un tiempo de vigencia de 30 das calendario, con la seguridad de que los precios considerados al elaborar la cotizacin final no han cambiado y con ello se mantenga la utilidad proyectada, ya que de lo contrario el impacto puede ser muy significativo si dicho incremento de precios se realiza de forma agresiva por diferentes razones, siendo la principal de ellas la inestabilidad en la economa.

En caso el cliente se demore ms tiempo en emitir la orden de compra, se le advierte que previamente es necesario una actualizacin de precios, ya que el no hacerlo de esta manera puede generar un gran impacto econmico en el proyecto lo cual se puede manifestar en prdidas significativas par la empresa.

Asimismo, si se recibe la aceptacin por parte del cliente en el tiempo estipulado, siempre se debe actualizar previamente los precios antes de emitir nuestra orden de compra para evitar sorpresas con el posible incremento de los precios. A su vez se puede utilizar la orden de compra recibida por parte del cliente para buscar una mejora significativa en precios, no solo con el proveedor considerado para la cotizacin sino que con cualquier otro considerado previamente durante el anlisis, ya que el cotizar un producto es una cosa pero el venderlo de forma efectiva es aun ms tentador y es lo que finalmente buscan. El realizar estas negociaciones con el mayor tacto puede incrementar significativamente la rentabilidad del proyecto, pero no debemos caer en exageraciones para evitar fricciones con nuestro proveedor, quien a la larga es parte del equipo.Debido a que el proyecto contempla equipos especficos o especializados y materiales complementarios para la integracin de gabinetes como son borneras frontera, borneras tipo fusible, rels, fusibles, terminales, canaletas, lamicoid, fuentes, etc. Es necesario hacer una clara diferenciacin de los diferentes equipos contemplados por gabinetes, por esa razn referencia a dos grupos especficos:

Equipos DeltaV

Materiales para la integracin de Gabinetes

3.6.1Equipos DeltaV

Dentro de estos equipos, se consideraran las fuentes DeltaV propias del sistema, los controladores, tarjetas I/O, cables extender, bloques de terminales, etc. Asimismo se elaborara un Bom (Bill of material) de materiales segn los gabinetes diseados por reas dentro de planta, es decir rea de oxigeno, rea de acido y rea de efluentesPara ello nos basaremos en una tabla elaborada segn la distribucin de seales que se tenan en los gabinetes del sistema Bailey y que definitivamente cambiaran para el nuevo sistema. Esta tabla permite identificar el nmero de tarjetas que se requieren para el sistema DeltaV segn el nmero de canales o puertos con los que se cuenta por tarjeta.Equipos considerados para el rea de OxigenoPlanta de Oxigeno

DIDOAIAOTermocuplaRTD

Termocupla0000530

RTD000005

2 hilos0068000

4 hilos0013000

Analog Output0002700

DI 24Vdc4600000

DI 110Vac000000

DO rel0450000

Total46458127535

Spare 5%2.32.34.11.42.650.3

Total49488629566274

Tabla 3.5 Calculo de Seales rea de oxigenoOxigeno

CantidadModelDescripcin

2VE3006 MD Plus Controller

2VE3051C0 2-Wide Power/Controller Carrier

1VE31RED Controller Redundancy

7VE4001S2T1B1Discrete Input Card: 8 Channels 24 Vdc; Isolated; Standard I/O Termination Block

2VE4002S1T2B5 Discrete Output Card 32 Channels 24 Vdc; High Side; I/O Termination Block

2VE4003S2B3 Analog Input Card: 8 Channels 4-20 mA; HART 4-wire I/O Termination Block

5VE4003S2B6 Analog Input Card; 16 Channels; 4-20 mA; HART; I/O Termination Block

7VE4003S5B1 Analog Input Card: 8 Channels Thermocouple; CJC Termination Block

1VE4003S6B1 Analog Input Card: 8 Channels RTD; RTD Termination Block

4VE4005S2B1 Analog Output Card: 8 Channels 4-20 mA; HART; I/O Termination Block

2VE4050E1C0 8-Wide I/O Interface Carrier with Carrier Shield Bar and Single Enhanced Carrier Extender Cable

3VE4050S2K1C0 8-Wide I/O Interface Carrier with Carrier Shield Bar

12VE6101 Carrier Blank Cap

2VE5008 24/12 Vdc System Power Supply

1VE2104S1700 Operator Workstation Software 1700 DST

1VE2141 Excel Add-in

1VE2143 Event Chronicle

1VE2522M14L01 Precision WS390 Minitower Wrkstn; English Win XP Pro; E6300 1.86GHz (min) Dual-Core CPU; One 20-inch LCD Monitor; Dual Monitor Capable; Ext. Spkrs; 73G (min) SAS Drive; 2G RAM; 48/32 (min) DVD-CDRW; Red Control Ntwrk Ports; 3rd E-net Port

Tabla 3.6 BOM para gabinete de OxigenoEn el BOM elaborado para el gabinete de Oxigeno, podemos apreciar no solo las tarjetas (fuente, controlador, I/O, etc) sino tambin una estacin de trabajo (Workstation) considerada para esta rea con el sistema DeltaV instalado. Asimismo las licencias requeridas para los equipos relacionados a este gabinete.

Las licencias consideradas son.

VE31RED:

Licencia que permite realizar la redundancia de controlador.

VE2104S11700:Licencia para la estacin de trabajo (Workstation), donde podr manejar hasta 1700 DST (Device signal tag) o seales de campo. Esto se define segn el uso de reas.

VE2141:Permite ejecutar funciones especificas desde el Excel.

VE2143:Permite habilitar la crnica de eventos en la estacin.

Equipos considerados para el rea de cido 1Planta de cido 1

DIDOAIAOTermocuplaRTD

Termocupla000000

RTD000000

2 hilos00148000

4 hilos00118000

Analog Output0005700

DI 24Vdc700000

DI 110Vac11500000

DO rel0970000

Total122972665700

Spare 5%6.14.9132.900

Total1291022806000571

Tabla 3.7 Clculo de Seales rea de cido 1cido

CantidadModelDescripcin

4VE3006 MD Plus Controller

4VE3051C0 2-Wide Power/Controller Carrier

2VE31RED Controller Redundancy

1VE4001S2T1B1Discrete Input Card: 8 Channels 24 Vdc; Isolated; Standard I/O Termination Block

16VE4001S3T1B2Discrete Input Card: 8 Channels 120 Vac; Isolated; Fused I/O Termination Block

4VE4002S1T2B5 Discrete Output Card 32 Channels 24 Vdc; High Side; I/O Termination Block

17VE4003S2B3 Analog Input Card: 8 Channels 4-20 mA; HART 4-wire I/O Termination Block

11VE4003S2B6 Analog Input Card; 16 Channels; 4-20 mA; HART; I/O Termination Block

9VE4005S2B1 Analog Output Card: 8 Channels 4-20 mA; HART; I/O Termination Block

3VE4050E1C08-Wide I/O Interface Carrier with Carrier Shield Bar and Single Enhanced Carrier Extender Cable

6VE4050S2K1C0 8-Wide I/O Interface Carrier with Carrier Shield Bar

14VE6101 Carrier Blank Cap

4VE5008 24/12 Vdc System Power Supply

Tabla 3.8 BOM para gabinete de cido 1Las licencias consideradas son.

VE31RED:

Licencia que pe

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