Repositorio Institucional de Documentos

UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA E.U.I.T.I.Z PROYECTO FIN DE CARRERA CONTROL DE UNA PLANTA EXPERIMENTAL DE GASIFICACIÓN MEMORIA Autor: DANIEL VALENZUELA HERMOSILLA Directores: SUSANA MARTINEZ LERA JAVIER PALLARÉS RANZ SEPTIEMBRE 2011 Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 2 de 46 1. CONTEXTO Y OBJETIVOS ........................................................................................................... 4 2. INSTALACIÓN Y OBJETIVOS DE CONTROL ................................................................................. 5 2.1 INTRODUCCIÓN: ......................................................................................................... 5 2.2 INSTALACIÓN: ............................................................................................................. 6 2.2.1 COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN ............................................................ 6 2.2.2 COMPONENTES DE MEDIDA ......................................................................... 8 2.2.3 COMPONENTES DE REGULACIÓN................................................................ 13 2.3 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO..................................................................................... 15 2.3.1 OPERACIONES PREVIAS ............................................................................... 15 2.3.2 PRECALENTAMIENTO .................................................................................. 16 2.3.3 GASIFICACIÓN .............................................................................................. 17 2.3.4 CONTROL DE LA SEGURIDAD ....................................................................... 18 3. DISPOSITIVOS DE CONTROL .................................................................................................... 18 3.1 AUTÓMATA PROGRAMABLE .................................................................................... 18 3.1.1 FUENTE DE ALIMENTACIÓN ........................................................................ 20 3.1.2 PROCESADOR ............................................................................................... 21 3.1.3 MÓDULO BMX AMI 0410 ............................................................................ 22 3.1.3 MÓDULO BMX ART 0814 ............................................................................. 24 3.1.3 MÓDULO BMX DRA 0805 ............................................................................ 25 3.2 REDES DE COMUNICACIÓN ...................................................................................... 26 3.2.1 RED CANOPEN ............................................................................................. 26 3.2.2 RED ETHERNET ............................................................................................ 27 3.3 CONTROL DE MOTORES ........................................................................................... 28 3.3.1 VARIADOR DE VELOCIDAD........................................................................... 28 4 PROGRAMACIÓN ...................................................................................................................... 29 4.1 PROGRAMACIÓN DEL AUTÓMATA........................................................................... 29 4.2 DECLARACIÓN DE VARIABLES................................................................................... 30 4.3 ESTRUCTURA DEL PROGRAMA ................................................................................. 31 4.3.1 SECCIÓN “ACOMODACIÓN” ........................................................................ 32 4.3.2 CONTROL DE LOS VARIADORES DE VELOCIDAD .......................................... 32 4.3.3 SECCIONES DE LOS VARIADORES DE FRECUENCIA ...................................... 33 Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 3 de 46 4.3.4 SECCIÓN “RESISTENCIAS” ............................................................................ 34 4.3.5 SECCIÓN “ALARMAS” .................................................................................. 35 4.3.6 SECCIÓN “PARADA_EMERGENCIA” ............................................................. 35 5 PROGRAMACIÓN DEL SISTEMA SCADA .................................................................................... 36 5.1 ADQUISICIÓN DE VARIABLES .................................................................................... 36 5.2 APLICACIÓN SCADA .................................................................................................. 37 5.2.1 GENIOS ........................................................................................................ 38 5.2.2 SUPER GENIOS ............................................................................................. 39 5.3 CREACIÓN DE PÁGINAS ............................................................................................ 40 5.3.1 PANTALLA INICIAL ....................................................................................... 41 5.3.2 PANTALLA PRINCIPAL .................................................................................. 41 5.3.2 ALARMAS ..................................................................................................... 42 5.3.3 GENERACIÓN DE TENDENCIAS .................................................................... 43 5.3.4 BASE DE DATOS ........................................................................................... 44 6 CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 45 7 BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................... 46 APÉNDICES: ANEXO I: Variables ANEXO II: Programación ANEXO III: Manual Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 4 de 46 1. CONTEXTO Y OBJETIVOS El desarrollo de la planta de gasificación se enmarca dentro del proyecto PROQUIPOL, que tiene como objetivo desarrollar, optimizar y adaptar tecnologías de reciclado químico para la conversión de rechazos industriales y residuos post-consumo poliméricos en recursos y ofrecer alternativas a corrientes que en la actualidad no admiten reciclado mecánico. El objetivo particular que la Fundación CIRCE ha asumido dentro de este proyecto es el estudio experimental de la gasificación de plásticos y otros materiales como demostración de reciclado químico de dichos residuos. Para ello, se ha construido una planta de gasificación en lecho fluido burbujeante con la cual se llevarán a cabo los experimentos del proyecto, así como de eventuales líneas de investigación futuras. El objetivo de este proyecto es realizar la regulación, control y monitorización de todo el proceso mediante programas de control. Para ello se ha partido de la planta de gasificación existente de la fundación CIRCE y se han llevado a cabo las siguientes tareas •Analizar el proceso, identificando las variables y las necesidades de control de la planta •Programar el autómata mediante el programa de control Unity Pro V5.0 •Programar la interfaz del control de la planta usando para ello el programa Vijeo CITECT 7.20 •Crear un manual de usuario de la interfaz del control de la planta El resultado del trabajo realizado es un programa de control fácil e intuitivo mediante una pantalla con el esquema de la planta de gasificación, en el que aparecen todos los datos recogidos por los sensores que se encuentran por toda la instalación. Las funciones de dicho programa comprenden el control de las distintas partes automatizadas de la planta, garantizar la seguridad de la planta mediante alertas y secuencias de parada de emergencia para los casos más críticos y el almacenamiento de la información en bases de datos entre otras funciones. . Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 5 de 46 2. INSTALACIÓN Y OBJETIVOS DE CONTROL 2.1 INTRODUCCIÓN: La gasificación es un proceso termoquímico en el que un sustrato carbonoso, plástico en nuestro caso, es transformado en un gas combustible de bajo poder calorífico mediante una serie de reacciones que ocurren a una temperatura determinada en presencia de un agente gasificante (aire, oxígeno y/o vapor de agua), siendo aire el agente gasificante de nuestra planta. Se trata de un proceso de oxidación parcial, es decir, la cantidad empleada de oxidante es inferior a la de un proceso de combustión completa. El gas resultante está compuesto por monóxido de carbono y otros gases inertes. Este gas se puede utilizar para una combustión directa en motores o turbinas de gas, los cuales poseen eficiencias eléctricas mejores que los ciclos de vapor convencionales. Para llevar a cabo el proceso de gasificación, la planta dispone de un lecho fluido. Se trata de un tipo de gasificador en el que el sólido es mantenido en suspensión mediante el gas. Sus principales ventajas son una elevada velocidad de reacción y una excelente mezcla. Estas ventajas hacen que los perfiles de temperatura y conversión sean uniformes a lo largo del reactor, permitiendo un control muy preciso de las condiciones de operación. Para ello es necesario regular las presiones dentro del reactor para que el lecho fluidice y la gasificación se realice correctamente. Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 6 de 46 2.2 INSTALACIÓN: 2.2.1 COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN La planta está compuesta por los siguientes equipos: 1-Lecho fluido burbujeante 2-Precalentador, del aire de entrada al lecho 3-Resistencias del lecho fluido 4-Tornillos alimentadores Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 7 de 46 Fig. 2.1 Componentes de la instalación 1 5-Ciclones 6-Condensador de agua 7-Tolva de combustible 8-Motores de alimentación Fig. 2.2 Componentes de la instalación 2 Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 8 de 46 2.2.2 COMPONENTES DE MEDIDA En la planta encontramos múltiples puntos de medida, cuya nomenclatura responde a una clasificación en función de lo que estén midiendo, Temperatura (T), Presión (P), Diferencia de Presiones (Px-Py), o Caudal (Q). También se dividen dependiendo de la sustancia de la que estén midiendo dicha propiedad, las cuales pueden ser Aire (A), Gas (G) Agua (W) o la Temperatura de una Resistencia (TR) Fig. 2.3 Puntos de medida Así podemos dividir toda la instalación en tres circuitos: •Circuito de Aire (Línea verde), con4 puntos de medida: •Punto 0: Del que medimos la Presión (PA_0) y el Caudal (QA_0) del aire de entrada. Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 9 de 46 •Punto 1: Del que medimos la diferencia de Presiones entre PG_1 y PA_1 (PG_1-PA_1) y la Temperatura (TA_1) del aire primario. •Punto 2: Del que medimos la Presión (PA_2) y el Caudal (QA_2) del aire secundario. •Precalentador (R3): Del que medimos la Temperatura de las resistencias del mismo (TR_3) •Circuito de Gases (Lecho fluido y Línea gris), con 9 puntos de medida: •Punto 1: Del que medimos la diferencia de Presiones entre PG_2 y PG_1 (PG_2-PG_1) y la Temperatura (TG_1) del reactor. •Punto 2: Del que medimos la diferencia de Presiones entre PG_3 y PG_2 (PG_3-PG_2) y la Temperatura (TG_2) del reactor. •Punto 3: Del que medimos la diferencia de Presiones entre PG_5 y PG_3 (PG_5-PG_3) y la Temperatura (TG_3) del reactor. •Punto 4: Del que medimos la Temperatura (TG_4) de la parte superior del reactor. •Punto 5: Del que medimos Presión (PG_5) y la Temperatura (TG_5) de la parte superior del reactor. •Punto 8: Del que medimos la Presión (PG_8) y la Temperatura (TG_8) de los gases a la salida de los ciclones. •Punto 9: Del que medimos la Temperatura (TG_9) de los gases a la salida del intercambiador de calor y antes de que entren en el analizador de gases. •Resistencia 1 (R1): Del que medimos la Temperatura de las resistencias (TR_1) •Resistencia 2 (R2): Del que medimos la Temperatura de las resistencias (TR_2) •Circuito de Agua (Líneas azules) Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 16 de 46 atascos en la dosificación. También se usa para enfriar los gases a la salida del reactor y así prevenir cualquier daño en el analizador de gases. Para iniciar el proceso de gasificación, primero hay que abrir todas las válvulas de aire y abrir los circuitos de refrigeración por agua, ya que estas válvulas son manuales. Una vez abiertas todas las válvulas y los circuitos de agua, se regula mediante un regulador de caudal manual la entrada de aire a la instalación. Posteriormente se regula la presión de todo el sistema mediante la acción conjunta de un variador de presión situado a la entrada y un tubo de Venturi situado al final de la instalación. El regulador de caudal permitirá afinar el caudal y la presión finales en los valores deseados. También es posible dividir el caudal de aire al reactor entre el primario y el secundario mediante las válvulas manuales que se encuentran a la salida del aire primario y secundario del precalentador de aire. El aire primario es introducido al reactor por la parte inferior a través de la placa distribuidora, mientras que el aire secundario es introducido en la parte inferior del freeboard para remover parte de los alquitranes generados. 2.3.2 PRECALENTAMIENTO Una vez que se ha obtenido los caudales y la presión deseada dentro del reactor, se encienden las tres resistencias mediante el programa de control, la del precalentador y las dos situadas en el reactor, y se espera a que la temperatura del aire primario y la del reactor alcancen la temperatura de operación deseada para empezar la alimentación con combustible. Esta temperatura tiene que ser lo más uniforme posible, algo que se consigue gracias a que se ha seleccionado un reactor de lecho fluido, que mantiene una temperatura uniforme en todo el reactor. Es preciso tener cuidado con la temperatura máxima que pueden alcanzar las resistencias, ya que pueden sufrir daños si llegan a temperaturas superiores a 1000ªC. Para el correcto funcionamiento de dichas resistencias es necesaria la creación de un apartado en la programación. Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 17 de 46 2.3.3 GASIFICACIÓN Para que se produzca una correcta gasificación la proporción entre aire y combustible debe estar en cierto porcentaje con respecto al que se tendría en condiciones estequiométricas. Esto se consigue con los reguladores de velocidad conectados a los motores de alimentación, y regulando el aire de entrada al reactor. Uno de los objetivos es que el reactor genere el calor necesario para la gasificación, quemando parte del combustible sin necesidad de que las resistencias intervengan una vez iniciada la gasificación. Otro de los objetivos es que el combustible no se funda y se quede pegado en el tornillo de alimentación, lo que podría provocar daños el motor. Para ello existen dos camisas de agua alrededor del tornillo de alimentación del reactor, las cuales refrigeran el tornillo mediante una corriente de agua. Esto hace necesario el seguimiento de la temperatura del agua a la salida del tornillo mediante la inclusión de alarmas en el programa de control de la planta. Una vez encendidos los motores de alimentación, el combustible pasa al reactor y allí se quema parcialmente, mientras que la falta de oxígeno y la elevada temperatura provocan que el resto se gasifique. Es importante controlar la diferencia de presión existente entre los distintos puntos del lecho fluido, para mantener la fluidización, así como controlar la temperatura a la que se produce la reacción. El combustible ya gasificado sale del reactor, teniendo que pasar por dos ciclones en serie para minimizar el numero de partícula que puedan provocar daños en el resto de la instalación. Una vez pasados los ciclones, el gas pasa por un condensador refrigerado por agua para condensar los alquitranes y el vapor de agua, seguido de un filtro de fibra de vidrio para retener la posible neblina de alquitranes que no hayan condensado. Es importante que la temperatura a la salida del condensador no exceda nunca de 100ºC, ya que el analizador de gases no soporta una temperatura mayor de 100ºC y podría sufrir daños si la sobrepasara. Además, el agua de refrigeración podría evaporarse y provocar daños en la instalación, de manera que se incluye esta restricción en la programación del autómata. Posteriormente, el gas de síntesis es expulsado a la atmosfera. Una vez analizado el gas y obtenidos los resultados, es posible variar la relación combustible/aire mediante los variadores de velocidad de los tornillos de Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 18 de 46 alimentación, para intentar obtener con la misma cantidad de aire la mejor composición del gas final. 2.3.4 CONTROL DE LA SEGURIDAD Como se ha comentado en los apartados anteriores, es necesario tener un control de seguridad para que la planta funcione correctamente y que ningún equipo de la planta sufra daños. Para ello es necesario tener en cuenta las condiciones anteriormente citadas, las cuales son: • Abrir las válvulas de aire, y del circuito de agua • Controlar la Temperatura del circuito de agua del tornillo de alimentación • Controlar la diferencia de Presiones en el lecho fluido para que en todo momento esté fluidizado • Controlar la Temperatura máxima de las resistencias, así como la temperatura del lecho fluido • Controlar la Temperatura del agua de refrigeración y de los gases a la salida del condensador Cuando alguno de estos valores se acerque un valor límite, el programa avisará al usuario de la planta mediante una alarma, especificando el problema y el punto donde se ha producido. Si alguno sobrepasa dicho valor y llega a un valor crítico, se iniciará la parada de emergencia, la cual para inmediatamente las resistencias y los motores, dejando de suministrar calor y combustible a la planta para que los componentes de la planta sufran el menor daño posible. 3. DISPOSITIVOS DE CONTROL El sistema de control está compuesto por los siguientes dispositivo: 3.1 AUTÓMATA PROGRAMABLE Se trata de un equipo electrónico que permite controlar procesos en tiempo real ejecutando tareas de captación, supervisión, control y comunicación, todo ello a Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 19 de 46 través de una avanzada interfaz hombre-máquina que hace más simples este tipo de tareas. El autómata programable o PLC (Programmable Logic Controller) de la planta de gasificación es el modelo M340 de Schneider. Para poder recibir los datos y poder controlar las resistencias y motores de la instalación se cuenta con los siguientes módulos: •Fuente de alimentación BMX CPS 2000 (1) •CPU BMX P34 20302 (2) •3 módulos BMX AMI 0410 de 4 entradas analógicas cada uno (3), para recibir los datos de Presión y Caudal de los distintos instrumentos de medición. •2 módulos BMX ART 0814 de 8 entradas TC/RTD cada uno (4), para recibir los datos de Temperatura de los termopares instalados en la planta •Módulo BMX DRA 0805 de relés de 8 salidas digitales (5), para poder controlar las resistencias de la instalación. Fig. 3.1 Autómata Progamable 1 3 3 3 4 4 5 2 Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 20 de 46 3.1.1 FUENTE DE ALIMENTACIÓN La fuente de alimentación es el modelo BMX CPS 2000, cuyas características son: Fig. 3.2 Fuente de alimentación Un bloque de visualización, que incluye: • Un piloto OK (verde), encendido si hay tensión en los racks y es correcta. • Un piloto de 24 V (verde), encendido cuando la tensión del captador este presente • (Únicamente para los módulos de alimentación de red de corriente alterna • BMX CPS 2000 / 3500). Un pulsador RESET de punta de lápiz que provoca un arranque en frio de la aplicación. Un conector de 2 contactos que recibe un bornero desenchufable (con tornillo o con Resortes) para la conexión del relé de alarma. Un conector de 5 contactos que recibe un bornero desenchufable (con tornillo o con resortes) para la conexión: • De la red de alimentación c o a. • De la toma de tierra para la protección. • A c 24 V para la alimentación de los captadores de entradas (únicamente con módulos de alimentación de corriente alterna BMX CPS 2000 / 3500). Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 21 de 46 3.1.2 PROCESADOR El procesador es un CPU BMX P34 20302, el cual incluye: Fig. 3.3 Procesador Tornillo de seguridad para la fijación del módulo en su emplazamiento (referencia 0) del rack. Un bloque de visualización que dispone, según el modelo de 8 o 10 pilotos: • Piloto RUN (verde): procesador en funcionamiento (ejecución del programa). • Piloto ERR (rojo): fallo del procesador o fallo del sistema. • Piloto E / S (rojo): fallo procedente de los módulos de entradas / salidas. • Piloto SER COM (amarillo): actividad en el enlace serie Modbus. • Piloto CARD ERR (rojo): ausencia o fallo de la tarjeta de memoria. • Piloto ETH ACT (verde): actividad en la red Ethernet TCP / IP. • Piloto ETH STS (verde): estado de la red Ethernet TCP / IP. • Piloto ETH 100 (rojo): caudal binario en la red Ethernet TCP / IP (10 o 100 Mbit/s. Además, para el modelo BMX P34 2030: • Piloto CAN RUN (verde): bus maquina / instalación integrado operativo. • Piloto CAN ERR (rojo): fallo del bus maquina / instalación integrado. Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 22 de 46 Un conector tipo USB mini B para la conexión de un terminal de programación (o de un terminal de dialogo de operario Magelis XBT GT). Un emplazamiento equipado con una tarjeta de memoria Flash para la copia de seguridad de la aplicación. Un piloto, situado por encima de este emplazamiento indica el reconocimiento o el acceso a la tarjeta de memoria. Un conector tipo RJ45 para la conexión a la red Ethernet TCP / IP 10BASE-T / 100BASE-TX. Procesador BMX P 34 2030: un conector de tipo SUB-D 9 contactos para el bus de máquinas e instalaciones CAN open maestro. En la parte posterior: 2 conmutadores giratorios para la asignación de la dirección IP. Esta asignación se define según 3 modos: • Dirección fijada por la posición de los 2 conmutadores. • Dirección fijada por los para metros de la aplicación. • Dirección fijada por el servidor BOOTP de la red Ethernet TCP / IP. 3.1.3 MÓDULO BMX AMI 0410 Para poder recibir las medidas de Presión y Caudal de toda la planta, existen 3 módulos BMX AMI 0410 de 4 entradas analógicas cada uno, cuyas características son: Fig. 3.3 Módulo BMX AMI 0410 Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 23 de 46 El módulo BMX AMI 0410 es un módulo analógico de altas prestaciones con 4 entradas aisladas de 16 bits. Cuando está asociado a captadores o transmisores, permiten realizar tareas de control, de medida y de regulación de procesos continuos. El módulo BMX AMI 0410 ofrece para cada una de las entradas los rangos: • De tensión de ± 10 V, ± 5 V, 0…10 V, 0…5 V y 1…5 V. • De corriente de 0...20 mA, 4…20 mA y ± 20 mA, según la elección realizada mediante la configuración. El modulo funciona con entradas de tensión. Integra cuatro resistencias para la lectura De las entradas de corriente conectadas a nivel del bornero. También posee las siguientes funciones: • Adaptación y multiplexado. • Conexión física a los procesos. • Protección del módulo contra sobretensiones. • Protección de las resistencias de lectura de corriente. • Adaptación de las señales de entradas mediante filtrado analógico. • Escaneo de las vías de entradas, con multiplexado estático, mediante optoconmutadores. • Adaptación a las señales de entradas: selección de la ganancia, compensación de derivas. • Conversión: convertidor analógico / digital de 24 bits. • Transformación de las medidas de entradas en una unidad apropiada para el usuario: • Consideración de los coeficientes de recalibracion y de alimentación que se aplican en las medidas, así como los coeficientes de autocalibracion del módulo. • Filtrado de medidas, en función de los parámetros de configuración. • Puesta a escala de las medidas, en función de los parámetros de configuración. • Interacción y comunicación con la aplicación: • Recepción de los parámetros de configuración del módulo y de las vías. • Envío a la aplicación de los valores medidos, así como el estado del módulo. • Alimentación del módulo. Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 24 de 46 • Control del módulo e indicación de los posibles fallos de la aplicación: • Test de circuito de conversión. • Test de rebasamiento de rango en las vías y test del perro de guardia. 3.1.3 MÓDULO BMX ART 0814 Para poder recibir las medidas de Temperatura de toda la planta, existen 2 módulos BMX ART 0814 de 8 entradas analógicas cada uno, cuyas características son Fig. 3.4 Módulo BMX ART 0814 El módulo BMX ART 0814 es un dispositivo de adquisición multirango con ocho entradas aisladas entre ellas. Este módulo ofrece el siguiente rango para cada entrada, según la selección hecha en la configuración: • Pt100/Pt1000 en 2,3 o 4 cables • US/JIS Pt100/Pt1000 en 2, 3 o 4 cables • Cu10, Ni100/Ni1000 en 2, 3 o 4 cables • termopar B, E, J, K, L, N, R, S, T, U • Tensión +/- 40 mV a +/- 1.28 V. Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 25 de 46 3.1.3 MÓDULO BMX DRA 0805 Para poder controlar las resistencias de la instalación, existe un módulo BMX DRA 0805de relés de 8 salidas digitales Fig. 3.5 Módulo BMX DRA 0805 El módulo BM DRA 0805 es un dispositivo de salida digitales de datos para un PLC, cuyas características son: • 8 Canales, relés aislados • 2 contactos/canal • 24…240 Vac 3 Amp • 20 bornes bloque terminal Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 32 de 46 • Acomodación (ST) • M_1_CM (FBD) • M_2_CM (FBD) • VFC_M_1op (SFC) • VFC_M_2op (SFC) • Resistencias (ST) • Alarmas (ST) • Parada_Emergencia(ST) A continuación una breve descripción de cada uno de las secciones programadas, para ver las secuencias completas paso a paso ver el Anexo “Programación”. 4.3.1 SECCIÓN “ACOMODACIÓN” La sección de acomodación se ha creado para reunir todos aquellos aspectos del programa relacionados con: • Adquisición de entradas. • Tratamiento de señales. • Asignación de variables. • Configuración de parámetros Se realizan acciones tan importantes como son definir la temperatura de marcha en las resistencias, convertir la señal recibida de los sensores en una medida del sistema internacional y la asignación de variables para su ejecución en el autómata. 4.3.2 CONTROL DE LOS VARIADORES DE VELOCIDAD Las secciones M1_CM (FBD), M2_CM (FBD) forman parte de la programación de los variadores de frecuencia. Estas secciones se obtienen a través de un software complementario a Unity: SGStudio. SGStudio es un programa que permite realizar íntegramente la programación de una serie de dispositivos Schneider, reduciendo el tiempo de programación. Además, mediante este software es posible acceder a una serie de datos del estado del Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 33 de 46 motor, como pueden ser: intensidad consumida, tensión en bornes, temperatura,..., por lo que sus beneficios se hacen patentes. 4.3.3 SECCIONES DE LOS VARIADORES DE FRECUENCIA Cada variador de frecuencia se ha programado en una sección diferente que efectúa su control únicamente en función del estado de sus entradas y salidas, es decir, se ha mantenido independiente de las condiciones de proceso. De esta forma se evita generar código para una misma operación en distintas partes del programa, lo que a posteriori seria problemático tanto para posibles modificaciones y ampliaciones. El siguiente grafico muestra el GRAFCET de control de los motores de la planta: Fig. 4.1 GRAFTEC de control de los motores En la fase de reposo se gestiona la habilitación o deshabilitación del variador dependiendo de su estado y se establecen las condiciones iniciales para su arranque. Si Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 34 de 46 se da la orden de arrancar o el equipo se recupera de un rearme y se da además la condición de que no existe ningún error o alarma entonces el GRAFCET evoluciona a la fase de arranque. En esta fase se desactivan sus entradas de control y se establece como consigna de velocidad el valor de velocidad mínima configurada para ese variador. Cuando esta velocidad es alcanzada el GRAFCET evoluciona nuevamente ahora hacia la fase de marcha, donde se actualiza la consigna de velocidad. Esta consigna depende de si el equipo trabaja en modo automático o manual. En el primer caso es determinada por el regulador PIDFF si se trata de una variable controlada de proceso o por el valor de forzado si no lo es, y en el segundo es fijada por el usuario a través del valor de forzado de la consigna. Cuando se da la orden de parar el GRAFCET evoluciona hacia la fase de parada, en la que desactiva las entradas de control y permanece a la espera hasta que el equipo se detiene completamente. Cuando ello sucede el GRAFCET retorna al estado de reposo y comienza de nuevo la secuencia. Si durante la ejecución de cualquiera de las fases anteriores se produjese un error, el GRAFCET evoluciona hacia un nuevo estado que controla el rearme del equipo. 4.3.4 SECCIÓN “RESISTENCIAS” El objetivo principal de esta sección es que las resistencias se acomoden a una temperatura de consigna dada por el controlador de la planta. Se trata de un control sencillo de tipo on/off, que hace que la resistencia se encienda si no se ha llegado a la temperatura de consigna o se apague si la temperatura del aire o del gas que calientan las resistencias supera a la de consigna impuesta por el usuario. En las primeras pruebas experimentales de la instalación se dio un sobrecalentamiento en las resistencias que produjo el accionamiento de la seguridad de la planta de gasificación, cortando el suministro eléctrico hacia todos sus aparatos. Por ello, se tuvo que incluir en esta sección de la programación un límite máximo posible de temperatura de la propia resistencia (independientemente de si se ha alcanzado o no la consigna en el punto controlado) para evitar daños en las resistencias y en la propia planta. Para evitar que las resistencias se enciendan y apaguen repetidamente cuando se alcanza la temperatura de consigna, se ha programado un ciclo de histéresis con 30º de diferencia entre los límites de encendido y apagado. Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 35 de 46 4.3.5 SECCIÓN “ALARMAS” En la sección de alarmas se han programado aquellas situaciones que por su relevancia en el proceso deban ser detectadas y atendidas convenientemente. Cada alarma es identificada y visualizada en tiempo real en el sistema SCADA, que además genera un informe con todas las alarmas acontecidas. Según su naturaleza pueden ser de dos tipos fundamentalmente: 1. Condiciones de operación: comprueba los datos registrados por los sensores y advierte de situaciones peligrosas. La actuación que se lleva a cabo depende de cada caso concreto. Por ejemplo, si la temperatura de salida de los gases se acerca a los 100ºC, el analizador de gases podría verse dañado al no soportar temperaturas superiores a 100ºC. 2. Supervisión de equipos: comprueba que no exista ningún error en los equipos que pueda interferir en el proceso. En caso de detectar un error se genera una señal de emergencia y el equipo es detenido de inmediato. Como por ejemplo si la intensidad suministrada al motor de alimentación supera una cantidad determinada, ya que significaría que se ha producido un atasco en el tornillo que podría dañar el motor de alimentación. 4.3.6 SECCIÓN “PARADA_EMERGENCIA” La sección “PARADA_EMERGENCIA” se ha creado para parar todos los motores y resistencias de la planta de gasificación, cuando sucedan determinados eventos como: •El accionamiento manual de la seta de emergencia programada en SCADA. •Si el valor de la Intensidad que llega al motor de alimentación es mayor que la intensidad crítica del mismo impuesta anteriormente. •Si el valor de la Temperatura del agua es mayor que la Temperatura crítica del agua programada anteriormente. •Si el valor de la Temperatura de los gases a la salida de la instalación es mayor que la Temperatura crítica de los gases programada anteriormente en dicho punto. Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 36 de 46 5 PROGRAMACIÓN DEL SISTEMA SCADA Un sistema SCADA es un sistema orientado a la supervisión, control y adquisición de datos de una instalación desde un PC. Entre sus principales características cabe destacar las siguientes: • Puede ser controlado desde un lugar remoto. • Simplifica las labores de control. • Permite monitorizar en tiempo real el proceso, el estado de los equipos y los datos registrados por los sensores. • Informa de las alarmas y emergencias. • Tratamiento de la información obtenida del sistema: gráficos de tendencia, bases de datos, etc. El software utilizado para la programación es Vijeo Citect 7.20 de Schneider Electric. A continuación se explica cuáles han sido los puntos más importantes en este aspecto. 5.1 ADQUISICIÓN DE VARIABLES Los variables utilizadas en el SCADA para el control de la instalación son las empleadas en Unity. También pueden crearse nuevos tags (etiquetas) de variables en Vijeo Citect que sirvan para el control del entorno de usuario. La exportación de variables desde Unity a Vijeo Citect se ha realizado mediante comunicación con OFS (OPC Factory Server). El bus OPC es un estándar de comunicación en este tipo de aplicaciones que facilita el envío de datos a un mismo servidor desde diferentes fuentes. El software OFS actúa como pasarela en este caso entre el PLC y el software Vijeo Citect, que trata de leer y escribir datos permitiendo acceder en tiempo real a cualquier tipo de variable de proceso ya sea direccionable, indirecta o estructurada. Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 37 de 46 Fig. 5.1 Pantalla Exportación variables OFS 5.2 APLICACIÓN SCADA La finalidad de un sistema SCADA es controlar y supervisar desde un PC todo el proceso en tiempo real. El software utilizado para este fin es Vijeo Citect 7.2. El editor gráfico permite la creación de símbolos y objetos gráficos parametrizables que serán utilizados para el control y supervisión de los equipos. En Vijeo Citect este último tipo de elementos reciben el nombre de Genios y Súper Genios. A continuación se explican brevemente cada uno de los apartados de la interfaz creada para el control de la planta, en el anexo “Manual de usuario” se puede encontrar información más detallada de las características de cada pantalla. Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 38 de 46 5.2.1 GENIOS Un Genio es un grupo de objetos constituyendo un único elemento que tiene características propias de animación. Se utilizan para representar los motores y las resistencias de la instalación, así como los sensores de temperatura, presión y caudal. Pueden crearse de forma genérica utilizando cadenas de sustitución de modo que un mismo Genio puede emplearse tantas veces como se quiera dentro del proyecto o incluso en otro diferente. De esta forma, al definir en Unity variables de tipo estructurado para los equipos y sensores se evita el tener que crear un Genio por equipo o sensor, indicando tan solo su nombre identificativo. Cada variable es representada por este nombre más un sufijo que identifica el dato contenido en él y que es común a todos. En la siguiente imagen se muestra a modo de ejemplo el Genio creado para un motor. Los dos campos a completar son las cadenas de sustitución que contiene y que sirven para identificar el equipo. Fig. 5.2 Ejemplo de un Genio creado para un motor en Vijeo Citect •Nombre: es el nombre identificativo del equipo en la instalación. Se visualiza junto al Genio. •_OxPC: es el nombre identificativo en el SCADA. Todas las variables importadas de Unity incluyen este prefijo para diferenciarlas. Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 39 de 46 En la siguiente tabla se muestran los Genios empleados EQUIPO GENIO Motor Resistencia Precalentador Sensor de Temperatura Sensor de Presión Sensor de Caudal Tabla 5.3 Genios creados en Vijeo Citect Existen más genios, pero usan todos como base los expuestos en la tabla 5.1, ya que las diferencias pueden ser simplemente, el color del fondo, o la orientación del mismo. 5.2.2 SUPER GENIOS Cada Genio ha sido asociado a un Súper Genio, que es una ventana emergente que se utiliza como pantalla de operador para configurar y controlar los diferentes equipos. Del mismo modo que sucedía con los Genios se emplean cadenas de sustitución, por lo que pueden emplearse las veces que se quiera. Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 40 de 46 En las siguientes imágenes se muestran los supergenios asociados a un motor, a una resistencia (o precalentador, ya que estos dos genios tienen asociados el mismo supergenio), y un sensor respectivamente. Fig. 5.4 Super Genios creados Vijeo Citect 5.3 CREACIÓN DE PÁGINAS Con el editor gráfico se crean también las páginas, es decir, las pantallas de visualización orientadas al usuario. Se ha utilizado una plantilla que incluye una barra de herramientas, localizada en la parte superior de la página, incluye botones de navegación y accesos directos a las partes importantes del programa, como la pantalla principal y gráficas de tendencias. Una barra de estado, localizada en la parte inferior de la pantalla, muestra en tiempo real las alarmas producidas en la instalación y contiene accesos directos a los históricos. Control de una planta de gasificación Memoria 27-08-2011 41 de 46 5.3.1 PANTALLA INICIAL Esta pantalla es la primera que aparece al ejecutar el programa, y es una pantalla creada para asegurarnos que las válvulas de lo circuitos tanto de aire como de agua de refrigeración están abiertos. El programa no nos permite pasar de pantalla hasta que se haya pulsado los dos botones, confirmando que se han abierto todas las válvulas. Fig. 5.5 Pantalla Inicial en Vijeo Citect 5.3.2 PANTALLA PRINCIPAL La pantalla principal muestra un esquema animado de la instalación que ofrece información del estado de los equipos y de los datos instantáneos registrados por los sensores, ambos representados por los Genios explicados anteriormente. Al hacer clic sobre ellos aparece la pantalla del supergenio asociada a cada elemento. Es la pantalla desde la que puede realizar su control o modificar ciertos parámetros de configuración. Crontol de una planta de gasificación Anexo I Variables 27-08-2011 2 de 5 Los tipos de variables utilizadas en la programación del autómata mediante Unity son: EBool: Una variable de tipo EBOOL proporciona un valor (0 [FALSO] ó 1 [VERDADERO]), así como flancos ascendentes o descendentes y capacidades de forzado. INT: INT es la abreviatura del formato de entero simple, que está codificado en 16 bits. Sólo puede registrar números enteros. REAL: El tipo REAL es un tipo codificado en 32 bits. Puede registrar números reales. Bool: Una variable de tipo Bool tiene un valor: 0 (FALSO) o 1 (VERDADERO), las variables de tipo Bool usadas en el programa son: Agua: Indica si el circuito de agua esta abiero(1) o cerrado(0) Alarma_crit_M_1: Indica si la intensidad del motor 1 excede el límite permitido Alarma_crit_M_2: Indica si la intensidad del motor 2 excede el límite permitido AlarmaTW_1: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Temperatura en el punto W1 AlarmaTW_2: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Temperatura en el punto W2 AlarmaTW_4: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Temperatura en el punto W4 Alarma_crit_TW_1: Indica si la Temperatura de TW_1 excede el límite permitido Alarma_crit_TW_2: Indica si la Temperatura de TW_2 excede el límite permitido Alarma_crit_TW_4: Indica si la Temperatura de TW_4 excede el límite permitido AlarmaPA_1: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Presión en el punto A1 AlarmaPG_1: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Presión en el punto G1 AlarmaPG_2: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Presión en el punto G2 AlarmaPG_3: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Presión en el punto G3 AlarmaPG_5: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Presión en el punto G5 AlarmaPG_8: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Presión en el punto G8 AlarmaTA_1: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Temperatura en el punto A1 AlarmaTA_2: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Temperatura en el punto A2 AlarmaTG_1: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Temperatura en el punto G1 AlarmaTG_2: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Temperatura en el punto G2 AlarmaTG_3: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Temperatura en el punto G3 AlarmaTG_4: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Temperatura en el punto G4 AlarmaTG_5: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Temperatura en el punto G5 AlarmaTG_8: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Temperatura en el punto G8 AlarmaTG_9: Indica si se sobrepasa un valor prefijado de Temperatura en el punto G9 BM_3x: Enciende (1) o apaga (0) el motor removedor de la tolva BR_1x: Enciende (1) o apaga (0) la resistencia superior del reactor BR_2x: Enciende (1) o apaga (0) la resistencia inferior del reactor BR_3x: Enciende (1) o apaga (0) el precalentador Crontol de una planta de gasificación Anexo I Variables 27-08-2011 3 de 5 SetaEmerg: Indica si la seta de emergencia esta pulsada (1) o no (0) Valvulas: Indica si las válvulas están abiertas (1) o cerradas (0) Medida: Es un tipo de variable creada para, como su nombre indica usarla con las variables proporcionadas por los sensores de medida. Esta se compone de otras variables como: Valor: es el valor que mide el sensor. (REAL) Min: Es el valor que corresponde al 0 proporcionado por el sensor. (REAL) LL: Es el límite inferior severo. (REAL) L: Es el límite inferior. (REAL) Sp: Es el SetPoint, se usa cuando la variable está regulada. (REAL) F: Es el valor forzado por si el sensor falla. (REAL) H: Es el límite superior. (REAL) HH: Es el límite superior severo. (REAL) Max: Es el valor que corresponde a la máxima señal proporcionada por el sensor. (REAL) Mm: Es la media movil. (REAL) Todos los datos recogidos por los sensores se almacenan en variables de tipo medida. Todas las variables que usan este tipo son: PG_1_PG_2x: Delta Presión reactor base (G1) y (G2) PG_2_PG_3x: Delta Presión reactor (G2) y (G3) PG_3_PG_5x: Delta Presión reactor (G3) y (G5) PG_5x: Presión reactor (G5) PG_8x: Presión tras ciclones (G8) PA_0x: Presión de aire de entrada (A0) PA_1_PG_1x: Delta Presión aire primario (A1) y Presión base del reactor (G1) TG_1x: Temperatura reactor (G1) TG_2x: Temperatura reactor (G2) TG_3x: Temperatura reactor (G3) TG_4x: Temperatura reactor (G4) TG_5x: Temperatura reactor arriba (G5) TG_8x: Temperatura tras ciclones (G8) TG_9x: Temperatura gases tras condensador (G9) TA_1x: Temperatura aire primario (A1) TA_2x: Temperatura aire secundario (A2) TW_1x: Temperatura agua tornillo camisa 1 (W1) TW_2x: Temperatura agua tornillo camisa 2 (W2) TW_3x: Temperatura agua entrada condensador (W3) Crontol de una planta de gasificación Anexo I Variables 27-08-2011 4 de 5 TW_4x: Temperatura agua salida condensador (W4) QA_0x: Caudal de aire (A0) QA_2x: Caudal aire secundario (A2) Resistencia: Es un tipo de variable creada para controlar las resistencias de la instalación. Está compuesta de las siguientes variables: Encendido: Enciende (1) o apaga (0) la resistencia. (BOOL) Temp: Indica la Temperatura de operación asignada por el usuario. (REAL) TR: Indica la Temperatura a la que se encuentra la resistencia. (REAL) Las variables de este tipo son: BR_1C: Controla la resistencia superior del reactor BR_2C: Controla la resistencia inferior del reactor BR_3C: Controla el precalentador Variador: Es un tipo de variable creada para controlar los variadores de frecuencia. SgStudio proporciona variables para el control de los variadores, pero se crea esta variable para localizar todas las variables importantes de los variadores en solo una. Está compuesta de las siguientes variables: Auto: Indica si el variador funciona en automático o en manual. (BOOL) PIDauto: Indica si el equipo tiene un lazo de control. (BOOL) Arrancar: Da la orden de arrancar al variador. (BOOL) Parar: Da la orden de parar al variador. (BOOL) Emergencia: Da la orden de parar por emergencia. (BOOL) Error: Indica si existe algún error en el variador. (BOOL) Alarma: Indica si existe alguna alarma en el variador. (INT) Rearme: Da la orden de volver a operar tras un fallo. (BOOL) Timeout: Es el plazo para rearmar. (INT) L: Límite inferior de velocidad del motor. (INT) Sp: Velocidad del motor si funciona en automático. (REAL) F: Velocidad del motor impuesta por el usuario. (INT) H: Límite superior de velocidad del motor. (INT) Vel: Velocidad actual que posee el motor. (INT) Las variables de este tipo son: VFM1: Controla el variador de velocidad 1. VFM2: Controla el variador de velocidad 2. Crontol de una planta de gasificación Anexo I Variables 27-08-2011 5 de 5 El resto de variables empleadas, son variables dadas por el autómata, las cuales no han sido utilizadas, y la información aportadas por ellas ha sido trasladada a las variables anteriormente explicadas para una programación más fácil y sencilla. Algunas de los tipo de variables dadas por el autómata son: T_ANA_IN_BMX: Es una variable proporcionada por el autómata para recibir la información de los sensores de presión y caudal de la planta. T_ANA_IN_GEN: Es una variable proporcionada por el autómata para recibir la información de los sensores de temperatura de la planta. T_ATV: Es una variable para el control de los variadores de velocidad de la planta. T_DIS_OUT_GEN: Es una variable para el control de las resistencias y de los motores que no poseen variador de velocidad de la planta. UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA E.U.I.T.I.Z PROYECTO FIN DE CARRERA CONTROL DE UNA PLANTA EXPERIMENTAL DE GASIFICACIÓN ANEXO II Programación Autor: DANIEL VALENZUELA HERMOSILLA Directores: SUSANA MARTINEZ LERA JAVIER PALLARÉS RANZ SEPTIEMBRE 2011 Control de una planta de gasificación Anexo II Programación 27-08-2011 2 de 13 “ACOMODACIÓN” (*Acomodacion variables variador de frecuencia*) IF VFM1.PIDauto THEN VFM1.F:=REAL_TO_INT(VFM1.sp); ELSE VFM1.sp:=INT_TO_REAL(VFM1.F); END_IF; M_1_SetPoint:=INT_TO_REAL(VFM1.F); VFM1.vel:=REAL_TO_INT(M_1_PresentSpeed); IF VFM2.PIDauto THEN VFM2.F:=REAL_TO_INT(VFM2.sp); ELSE VFM2.sp:=INT_TO_REAL(VFM2.F); END_IF; M_2_SetPoint:=INT_TO_REAL(VFM2.F); VFM2.vel:=REAL_TO_INT(M_2_PresentSpeed); (*PRESIÓN*) PG_1_PG_2x.valor:=INT_TO_REAL(PG_1_PG_2.VALUE); PG_2_PG_3x.valor:=INT_TO_REAL(PG_2_PG_3.VALUE); PG_3_PG_5x.valor:=INT_TO_REAL(PG_3_PG_5.VALUE); PG_5x.valor:=INT_TO_REAL(PG_5.VALUE); PG_8x.valor:=INT_TO_REAL(PG_8.VALUE); PA_0x.valor:=INT_TO_REAL(PA_0.VALUE); PA_1_PG_1x.valor:=INT_TO_REAL(PA_1_PG_1.VALUE); (*TEMPERATURA*) TG_1x.valor :=INT_TO_REAL(TG_1.VALUE)/10.0; TG_2x.valor :=INT_TO_REAL(TG_2.VALUE)/10.0; TG_3x.valor :=INT_TO_REAL(TG_3.VALUE)/10.0; TG_4x.valor :=INT_TO_REAL(TG_4.VALUE)/10.0; TG_5x.valor :=INT_TO_REAL(TG_5.VALUE)/10.0; TG_8x.valor :=INT_TO_REAL(TG_8.VALUE)/10.0; Control de una planta de gasificación Anexo II Programación 27-08-2011 3 de 13 TG_9x.valor :=INT_TO_REAL(TG_9.VALUE)/10.0; TA_1x.valor :=INT_TO_REAL(TA_1.VALUE)/10.0; TA_2x.valor :=INT_TO_REAL(TA_2.VALUE)/10.0; TW_1x.valor :=INT_TO_REAL(TW_1.VALUE)/10.0; TW_2x.valor :=INT_TO_REAL(TW_2.VALUE)/10.0; TW_4x.valor :=INT_TO_REAL(TW_4.VALUE)/10.0; BR_1C.TR:=INT_TO_REAL(TR_1.VALUE)/10.0; BR_3C.TR:=INT_TO_REAL(TR_3.VALUE)/10.0; BR_2C.TR:=INT_TO_REAL(TR_2.VALUE)/10.0; (*CAUDALES*) QA_0x.valor :=INT_TO_REAL(QA_0.VALUE); QA_2x.valor :=INT_TO_REAL(QA_2.VALUE); QA_1x.valor :=QA_0x.valor-QA_2x.valor; (*SALIDAS DIGITALES*) BM_3.VALUE:=BM_3x; BM_2.VALUE:=BM_2x; BR_1.VALUE:=BR_1x; BR_2.VALUE:=BR_2x; BR_2.VALUE:=BR_2x; “RESISTENCIAS” (*Control de la resistencia superior del reactor*) IF BR_1C.encendido then IF BR_1C.Tr > 900.00 Then RESET(BR_1x); ELSE IF TG_4x.valor > BR_1C.Temp then RESET(BR_1x); END_IF; Control de una planta de gasificación Anexo II Programación 27-08-2011 4 de 13 IF (BR_1C.Temp-30.0) > (TG_4x.valor) then SET (BR_1x); END_IF; END_IF; ELSE RESET(BR_1x); END_IF; (*Control de la resistencia inferior del reactor*) IF BR_2C.encendido then IF BR_2C.Tr > 900.00 Then RESET(BR_2x); ELSE IF TG_2x.valor > BR_2C.Temp then RESET(BR_2x); END_IF; IF (BR_2C.Temp-30.0) > (TG_2x.valor) then SET (BR_2x); END_IF; END_IF; ELSE RESET(BR_2x); END_IF; (*Control del precalentador*) IF BR_3C.encendido then IF BR_3C.Tr > 900.00 Then RESET(BR_3x); ELSE IF TA_1x.valor > BR_3C.Temp then RESET(BR_3x); END_IF; Control de una planta de gasificación Anexo II Programación 27-08-2011 5 de 13 IF (BR_3C.Temp - 30.00) > TA_1x.valor AND BR_3C.Tr < (900.00 - 50.00) then SET (BR_3x); END_IF; END_IF; ELSE RESET(BR_3x); END_IF; “ALARMAS” (*ALARMAS DE TEMPERATURA*) (*Temperatura Aire*) IF TA_1x.valor > 600.00 Then SET (alarmaTA_1); Else RESET(alarmaTA_1); END_IF; IF TA_2x.valor > 600.00 Then SET (alarmaTA_2); Else RESET(alarmaTA_2); END_IF; (*Temperatura Gases*) IF TG_1x.valor > 600.00 Then SET (alarmaTG_1); Else RESET(alarmaTG_1); END_IF; IF TG_2x.valor > 600.00 Then SET (alarmaTG_2); Else Control de una planta de gasificación Anexo II Programación 27-08-2011 6 de 13 RESET(alarmaTG_2); END_IF; IF TG_3x.valor > 600.00 Then SET (alarmaTG_3); Else RESET(alarmaTG_3); END_IF; IF TG_4x.valor > 600.00 Then SET (alarmaTG_4); Else RESET(alarmaTG_4); END_IF; IF TG_5x.valor > 600.00 Then SET (alarmaTG_5); Else RESET(alarmaTG_5); END_IF; IF TG_8x.valor > 600.00 Then SET (alarmaTG_8); Else RESET(alarmaTG_8); END_IF; IF TG_9x.valor > 60.00 Then SET (alarmaTG_9); Else RESET(alarmaTG_9); END_IF; (*Temperaturas agua*) IF TW_1x.valor > 40.00 Then SET (alarmaTW_1); Control de una planta de gasificación Anexo II Programación 27-08-2011 13 de 13 Por aqui ya no pasa, pero hay que cerrar los SFC... VF_M_2op_parado VF_M_2op... VF_M_2op... VF_M_2op... VF_M_2op_rearme VF_M_2op_emergencia cndVF_M_2o... cndVF_M_2o... cndVF_M_2o... cndVF_M_2o... VFM2.error VFM2.rearme cndVF_M_2op_reintento VFM2.error cndVF_M_2op_emergencia VFM2.emergencia VF_M_2op_parado VF_M_2op_parado VF_M_2op_parado VF_M_2op_rearme “VF_M_2op” M_2_Ready AND (VFM2.arrancar OR VFM2.rearme) AND NOT(VFM2.error) AND (NOT(VFM2.alarma=-111) OR modo.mantenimiento) NOT(M_2_Ready AND VFM2.arrancar AND NOT (VFM2.alarma=-111)) RESET(VFM2.rearme); AND VF_M_2op_parado.t>T#1s RESET(VFM2.arrancar); RESET(VFM2.parar); IF NOT(M_2_EnableDFB) THEN SET(M_2_Run); SET(M_2_EnableDFB); END_IF; VFM2.F:=VFM2.L; IF M_2_QuickStop THEN RESET(M_2_QuickStop); VFM2.vel>=VFM2.L AND NOT VFM2.error RESET(M_2_EnableDevice); END_IF; VFM2.error:=1 IF NOT(M_2_Ready) THEN IF VFM2.auto SET(M_2_EnableDevice); END_IF; THEN SET(VFM2.PIDauto); RESET(M_2_Run); VFM2.F:=0; ELSE RESET(VFM2.PIDauto); END_IF; IF NOT(VFM2.error) (* error recuperado *) OR VFM2.alarma=16#0002 OR VFM2.alarma=16#8100 (* fallos de comunicaciones *) THEN SET(VFM2.rearme); VFM2.error:=1 ELSE RESET(VFM2.rearme); END_IF; RESET(VFM2.PIDauto); VFM2.parar AND NOT VFM2.error RESET(VFM2.parar); IF VFM2.vel>VFM2.L THEN VFM2.F:=VFM2.L; ELSE RESET(M_2_Run); END_IF; VFM2.vel:=0 NOT(VFM2.rearme) OR VFM2.alarma=111 VFM2.rearme:=0 VFM2.emergencia:=1 UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA E.U.I.T.I.Z PROYECTO FIN DE CARRERA CONTROL DE UNA PLANTA EXPERIMENTAL DE GASIFICACIÓN ANEXO III Manual Autor: DANIEL VALENZUELA HERMOSILLA Directores: SUSANA MARTINEZ LERA JAVIER PALLARÉS RANZ SEPTIEMBRE 2011 Control de una planta de gasificación Anexo III Manual 27-08-2011 2 de 8 Para iniciar el programa de control de la planta, haremos doble click en “Explorador de Vijeo Citect”. Si este no se encontrara en el escritorio podemos encontrarlo en Inicio -> Programas -> Schneider Electric -> SoCollaborative -> Vijeo Citect 7.20 Una vez abierto el programa vamos a Archivo-> Ejecutar, o pulsamos directamente la tecla F5. Al iniciar el programa nos aparecerá esta pantalla: Para comenzar tendremos que asegurarnos de que el circuito de agua y las válvulas están abiertas. Una vez abiertas pulsamos los dos botones, e introducimos (no es obligatorio) la temperatura del agua de condensación. Una vez hecho esto, aparece un nuevo botón debajo que pondrá continuar, presionamos y pasamos a la pantalla principal. Control de una planta de gasificación Anexo III Manual 27-08-2011 3 de 8 Esta pantalla la podemos dividir en 4 zonas distintas: La primera la seta de emergencia, la cual se encuentra abajo a la izquierda, y nos permite parar todos los elementos de la instalación con solo pulsarla. La segunda la zona de avisos de emergencias, que se situa en toda la zona de debajo de la pantalla. Es esta pantalla podemos encontrar una zona en la que aparece un registro de las alarmas anteriormente programadas. A la derecha nos encontramos varios botones, los cuales nos llevan a una nueva página, en la que aparece un resumen de todas las alarmas que han ido activándose en la instalación. Control de una planta de gasificación Anexo III Manual 27-08-2011 4 de 8 En esta página, nos encontramos con un resumen de todas las alarmas acontecidas, además nos permite la opción de guardar este resumen en un archivo aparte. Así como cambiar la apariencia de estas. La tercera zona, es la zona que nos permite navegar entre las diferentes páginas del programa. En ella encontramos flechas para pasar de página, además de las opciones Pages, Alarms y Trends. Pages nos muestra todas las páginas disponibles para visitarlas con un solo click, como ppal que aparece en la imagen, la cual es la pantalla principal. Alarms nos permite pasar a la pantalla anteriormente mostrada, que nos muestra un resumen de todas las alarmas. Y Trends nos lleva hasta las páginas de tendencias, de las cuales esta activada Pop-up Trend, dándole a esta aparecerá una nueva ventana con la ventana de tendencias, además al darle se inicia la recogida de datos en un fichero Excel, externo al programa. Control de una planta de gasificación Anexo III Manual 27-08-2011 5 de 8 En esta pantalla de tendencias, podemos seleccionar, los datos que queremos que se grafiquen, asi como la longitud y la altura de la gráfica. También se puede elegir, el intervalo de tiempo que queremos graficar así como pararlo o revobinarlo. Esta pantalla de tendencias tambien da la opción de guardar las gráficas creadas y de abrir otras ya guardadas. Para salir de esta pagina, solo hay que cerrarla o navegar por medio de las flechas o páginas comentadas anteriormente. Control de una planta de gasificación Anexo III Manual 27-08-2011 6 de 8 La cuarta zona de la pantalla principal, es la compuesta por el esquema de la planta, con las medidas de los sensores y los accionadores de las resistencias y de los motores. Si le damos a cualquiera de las medidas que aparecen, nos aparece otra pantalla mas pequeña como esta: En esta podemos ver el valor actual y también se puede configurar las alarmas para que salten a unos valores impuestos. Esta ultima configuración de las alarmas no Control de una planta de gasificación Anexo III Manual 27-08-2011 7 de 8 se puede utilizar, ya que esta puesta en la programación del autómata, pero puede servir para una mayor automatización de la planta en un futuro. Si queremos controlar una resistencia o el precalentador, solo tenemos que hacer doble clik sobre sus dibujos, y nos aparecera esta página para poder controlar la resistencia. En esta página podemos poner la temperatura de operación a la que deseamos que opere la resistencia seleccionada, y despues pulsando Marcha se encendera, si es asi, el dibujo de la resistencia se volvera rojo. Si deseamos apagarla basta con pulsar el botón Paro y la resistencia se apagara. También nos informa a la que se encuentra la resistencia, ya que la temperatura de operación es la temperatura a la que deseamos que se encuentre el aire. Control de una planta de gasificación Anexo III Manual 27-08-2011 8 de 8 Para controlar un motor con variador de velocidad, al hacer doble click sobre uno de ellos nos aparecera la siguiente pantalla: Para poner en marcha el motor, solo es necesario incluir una velocidad, en forzado y darle al botón de Marcha, si lo queremos parar al presionar Paro se parara. La tecla Auto/Man esta creada por si en un futuro se desea automatizar aun mas la planta, sandole a dicho botón el motor llegara a la velocidad impuesta en la programación. Al lado de donde pone ERROR se mostrara en un número el error que se ha producido en caso de que existiera alguno, ademas por si acaso existe una seta de emergencia que para inmediatamente el motor. Para controlar el motor BM_3 que es el único sin variador de frecuencia al hacer doble click aparece una pantalla como la anterior pero solo con las opciones Marcha y Paro. Para cerrar la aplicación apaque todos los equipos y pulse X arriba a la derecha, con eso se cerrara la aplicación.