TERCERA ENTREGA

En esta entrega se podra encontrar los resultados finales conseguidos por el grupo en la planta de presión y flujo de aire. Esta ultima entrega esta compuesta por los siguientes resultados a los cuales se podrá acceder dando click sobre los mismos.

• ARCHIVO LEAME  PARA LAS PRACTICAS PLANTA PRESIÓN
• PRACTICAS PLANTA PRESIÓN
• ANEXOS
• SOLUCIONARIOS PRACTICAS
• DOCUMENTACION CEMAT
• SOFTWARE

ARCHIVO LEAME GUIAS PLANTA PRESIÓN

Este es un archivo desarrollado para guiar al usuario en la exploración de las diferentes practicas diseñadas para la planta de presion y flujo de aire correspondiente al segundo periodo del 2009. Ademas hace mencion a los anexos requeridos por cada practica y el lugar donde poder encontrarlos. El archivo mencionado se encuentra en el siguiente link.

LEAME.TXT

PRACTICAS PLANTA PRESION

Este hace referencia a las diferentes practicas desarrolladas para la planta de presión y flujo de aire, disponibles dentro de la carpeta PRACTICAS-PRESION. Para descargarlas en archivo .ZIP, acceda al siguiente link.

PRACTICAS-PRESION.ZIP

ANEXOS

En el siguiente link se puede descargar en archivo .ZIP la carpeta ANEXOS-PRESION, el cual contiene todos los anexos requeridos para el correcto desarrollo de las practicas estipuladas

ANEXOS-PRESION.ZIP

SOLUCIONARIOS PRACTICAS

Cada practica propuesta posee un solucionario que le ayudara al usuario a comparar sus resultados con los resultados propuestos por el grupo de ingenieros a cargo de la planta de presion y flujo de aire.

SOLUCIONARIOS-PRESION.ZIP

DOCUMENTACION CEMAT

En este pdf se podra encontrar todo lo referente a planos, diagrama de flujo, diagrama de P&ID, eiquetado de instrumentos, dispositivos y borneras, de acuerdo a lo establecido por las nrmas ISA s5.1, s5.4, s5.5 e IEC 391

CEMAT

SOFTWARE

El desarrollo del servidor-cliente OPC requiere de la apartura de los siguientes archivos para su correcto funcionamiento (Configuración de TAGS). Para acceder a estos archivos de click sobre los siguientes links segun lo requerido.

FREE-SCADA.ZIP
CONFIGURACION TAGS.ZIP

Para el presente laboratorio se ha desarrollado un pequeño programa para que el estudiante pueda ingresar las TAGS requeridas, de acuerdo al diagrama de flujo que se despliega en la ventana gráfica y que hace mencion a la planta de presion y flujo de aire. Este programa ha sido desarrollado en codigo C, y se recurre a la ventana GRAPHICS para la generación de ventanas con menus desplegables y  gráficos para el diagrama de flujo. Para el manejo del mismo se ha dispuesto un pequeño manual, que le permitira ejecutarlo de la manera correcta.

Para descargar el ejecutable de click sobre el siguiente link.
Diagrama de flujo.EXE
El manual lo encontrara en el siguiente link.
Manual de usuario

ETIQUETADO JUNCTION BOX

La norma ISA S5.1, que es la norma escogida para el desarrollo de la documentacion aqui reconocida como "DOCUMENTACION CEMAT", esta norma establece las formas para realizar los diversos diagramas, maneras de etiquetar los instrumentos y demas adecuadas para el campo de la automatizacion.
No obstante la norma no establece como etiquetar las Junction Box. Por tal motivo a continuacion se presenta una propuesta para realizar el etiquetado de los mismos premitiendose una integracion con la norma ISA S5.1. Para acceder al documento de click sobre el siguiente enlace:

Propuesta etiquetado Junction Box. Norma IEC-391

GUIAS DEL LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS II-2009

Dentro de los objetivos planteados por el grupo de la planta de presion y flujo de aire se encuentra el desarrollo de una serie de guias de laboratorio que le eprmitan a los futuros estudiantes de la carrera de ingenieria de Automatica Industrial tener una verdadera compenetracion con la planta mencionada y de este modo reconoscan las caracteristicas mas importantes de la misma junto con el desarrollo de diversas actividades propias de la automatizacion industrial.
Con el fin de realizar una depuracion de las mismas a continuacion se presentan los primeros avances de las mismas, para acceder a ellas de click sobre el link de la practica de interes

Practica I Reconocimiento de la planta. Parte 1/3 Reconocimiento de la planta:

• Guia Diagramas, proceso, descripcion fisica
• Guia_Modelos 3D

Practica I Reconocimiento de la planta.

• Parte 2/3 Relacion Caudal/Presion

Practica I Reconocimiento de la planta.

• Parte 3/3 Cracterizacion de la servo-valvula

Practica II Control PID realimentado tipo regulatorio
Practica IV Generacion de un SCADA para la adquisicion de datos y supervision

Para el correcto desarrollo de cada guia se ha dispuesto de una serie de Anexos, con los que se pretende guair al estudiante para la ejecucion de los diferentes puntos presentes en la guias anteriormente mostradas. A continuacion se presentan los anexos con el correspondiente nombre de guia al que pertenecen

Diagramas, proceso, descripción física

• Anexo I

Modelos 3D

• Anexo II

Relacion Caudal/Presión

• Anexo III

Caracterizacion de la servo-válvula

• Anexo IV_A Exploración el controlador E5EK.
• Anexo IV_B Caracterizacion de la servo-valvula
• Anexo IV_C Datasheet_ITV2000_3000_regulator_elektro-pneumatisk
• Anexo IV_D
• Anexo IV_E

Control PID realimentado tipo regulatorio

• Anexo V

Generacion de un SCADA para la adquisicion de datos y supervision

• Anexo VI

PIEZAS MODELADAS EN 3D PLANTA PRESION Y FLUJO DE AIRE

Uno de los objetivos del laboratorio de control de procesos correspondiente al segundo periodo del año 2009, consistia en realizar un modelo 3D de la planta completa. Para tal fin era impresindible el correspondiente modelamiento de todas y cada una de las partes, piezas, instrumentos y dispositivos que componen la planta, haciendose gran enfasis en cada uno de sus detalles y medidas reales, que nos permitieran obtener un conjunto total muy similar al conjunto de la planta real.
Para observar cada una de las imagenes respectivas al modelo realizado de dichas piezas y demas instrumentos de click sobre el siguientes enlaces
Valvula manual de suministro
Valvula manual de perilla redonda
Valvula manual de bola_2
Valvula manual de bola_1
Transmisor indicador de presion +GF+SIGNET_3
Transmisor indicador de presion +GF+SIGNET_2
Transmisor indicador de presion +GF+SIGNET_1
Transmisor de presion Honeywell_3
Transmisor de presion Honeywell_2
Transmisor de presion Honeywell_1
Tanque de presion_2
Tanque de presion_1
Servovalvula
Sensor de presion +GF+SIGNET_1
Sensor de presion +GF+SIGNET_2
Rotametro
Rele electromecanico
Regulador inddicador de presion
PLC Allen Bradley Micrologix 1500
Panel simulador de entradas y salidas 2
Panel simulador de entradas y salidas 1
Panel Dexon_2
Panel Dexon_1
Panel de campo
Panel de control
Panel de control con luces piloto_2
Panel de control con luces piloto_1
Multimetro
Manometro_2
Manometro_1
Junction Box pequeño
Electro-valvula
Controlador OMRON E5Ek_2
Controlador OMRON E5Ek_1
Compresor de aire
Caudalimetro Dwyer
Canaleta Dexon50
Breaker Sassin
Valvula manual de vastago recto

MANUAL DE INSTALACION KNOPPIX RTAI‏

La instalacion de el sistema operativo Knoppix basado en Devian junto con la instalacion sobre el mismo de RTAI-LAB, implica un proceso arduo de documentacion y ensayo para su correcto funcionamiento. A continuacion se presenta el manual de instalacion del mismo, realizado para el presente laboratorio de control de procesos para la planta de control de presion y flujo de aire.

Manual de instalacion Knoppix-RTAI

SEGUNDA ENTREGA DOCUMENTACION CEMAT

Siguiendose la recomendacion establecida para la realizacion de la documentacion cemat se ha generado un segundo documento con el nombre de SEGUNDA ENTREGA DOCUMENTACION CEMAT el cual se puede accesar mediante el siguienet link

Segunda entrega CEMAT

Cotizacion_4.

Se adjunta la cotización del la electroválvula seleccionada.
(http://www.electricasbogota.com)

COTIZACIÓN_4

NUEVA COTIZACION ELECTRO VÁLVULAS

Aqui se muestra la cotización entregada por la empresa Eléctricas Bogotá. (http://www.electricasbogota.com/)

 

COTIZACIÓN_2

 Cotización entregada por Reseggas (http://www.reseggas.com/)

COTIZACIÓN_3

PROPUESTA DE INGENIERIA CORRECCION TRES

A continuacion se presenta el link con el cual se puede acceder a la version numero tres de la propuesta de ingenieria presentada por el grupo SIA para la planta de presion y flujo de aire. Las modificaciones realizadas son minimas y se hacen de acuerdo a las observaciones dadas por los ingenieros directores del proyecto

Propuesta de Ingenieria V003.pdf

COMPRA DE CAJA MENOR

En el siguiente link se presenta la cotizacion referente a la compra de caja menor. Esta se refiere a elementos y dispositivos que han sido cotizados y seran adquiridos en la ciudad de Popayán.

Caja menor.pdf
Caja menor.xlm

DOCUMENTACION CEMAT

A continuacion se describen las diversas partes y elementos que componene la documentacion CEMAT establecida para el presente desarrollo del laboratorio de control de procesos

En la actualidad la documentacion CEMAT se describe como "guia para la documentacion de proyectos en Ingenieria Automatica". Esta se compone en general por las siguientes partes:

• Ingenieria Conceptual
• Ingenieria Básica
• Ingeria Detallada

Desgloce detallado de las partes antes mencionadas:

INGENIERIA CONCEPTUAL

1. Descripcion de la planta (Que es la planta fisicamente)
• Dimensiones
• Materiales
• Tubería
• Tipos de acoples
2. Descripcion del proceso
3. Variables del proceso
• Variable(s) controlada(s)
• Variable(s) manipulada(s)
• Perturbaciones
4. Clasificación de las perturbaciones
• Críticas
• No críticas
5. Seleccion del esquema de control
• Feedback
• Feedforward
• Híbrido: Cascada, Feedforward + Feedback, etc.
6. Listado de los instrumentos:
• Instrumento
• In
• Out
• Parametros
• Fabricante
• Proveedor
• Costo

INGENIERIA BÁSICA

1. Etiquetado basado en la norma ISA S5.1
2. Diagramas de flujo por cada proceso basado en la norma ISA S5.1
3. Diagramas de P&ID basado en la norma ISA S5.1
4. Diagramas SAMA
5. Diagramas de lógica de cableado
• Mando
• Potencia
6. Diagramas de lógica cableada

INGENIERIA DETALLADA

1. Típicos de cableado basado en la norma ISA S5.4
2. Diagramas de lazo basado en la norma ISA S5.4
3. Diagramas de programación
   
   
   
   
   
   
   
   
   
    

PROVEEDORES

A continuacion se presenta un listado de las paginas de los posibles proveedores consultados para las diversas cotizaciones realizadas

Sistemas Automaticos del Valle:    
sisteautovalle@yahoo.com

Electricas Bogota:
http://www.electricasbogota.com/

Resggas.ltda:
http://www.resggas.com/

INSTALACION NUEVA SERVO-VALVULA

La planta de presion y flujo de aire del Laboratorio de Control de Procesos, poseia una servo-valvula electronica diseñada por Yamir Bolaños y Yuber Ernesto Hurtado, estudiantes de Ingenieria en Automatica Industrial, con la que cual se ejecutaba la accion de control, regulandose la posicion del vastagoy de este modo variar el flujo de aire que ingresaba al tanque, finalmente se lograba realizar el control de la presion en el mismo. No obstante la servo-valvula mencionada, poseia ciertos fallos de calibracion y de caracter mecánico, que le impedian realizar el normal funcionamiento esperado  a lo largo del proceso. Por tal fin se adquiriro una nueva servo-valvula, mucho mas robusta y compacta que nos permite obtener los siguientes beneficios:

• Reduccion en el tamaño fisico ocupado por el dispositivo
• Mayor robustes en el proceso de regulacion del flujo de aire
• Presicion en la posicion del vastago obtenida en base a la señal de control recibida
  
• Ampliacion del rango de entrada

PROCESO DE INSTALACION

1. Se procedio a retirar la servo-valvula antigua.
2. Se realizaron diversos cortes y reducciones de la tuberia ("Manguera de cristal"), debido a que el tamaño de la nueva servo-valvula es mucho mas pequeño que la anterior.
3. Busqueda y disposicion de los racores adecuados (1/4") para la instalacion de la tuberia a la nueva servo-valvula
4. Diseño y corte de una base en aluminio para permitir posicionar la nueva servo-valvula en el panel de campo
5. Extraccion del cableado de potencia de la antigua servo-valvula
6. Adicion de borneras nuevas en el panel de campo para permitirle la comunicacion a diferentes señales de potencia y control a la servo-valvula
7. Cableado a panel de control de fuente de alimentacion, señal de mando y señal de monitoreo
   
8. Debido a que la fuente de voltaje de 22 voltios que se poseia anteriormente no brindaba la suficiente potencia de alimentacion a la nueva servo-valvula, es necesario realizar una conexion a una fuente por red Device-Net
   

COTIZACION

El normal desarrollo del proyecto sobre la planta de presión y flujo de aire, requiere de la compra de ciertos instrumentos y elementos que nos permitan alcanzar los requerimientos planteados por nuestros usuarios. A continuación se presenta una tabla detallada con los precios y demás aranceles que implica la compra de los mismos.

NOTA: Es de vital importancia resaltar que esta cotización aun se encuentra en construcción por lo que los precios de ciertos productos aun se esta en espera del recibo de respuesta por parte de nuestros proveedores

Cotizacion.pdf 

PROPUESTA DE INGENIERIA CORREGIDA

A continuacion se presenta presenta la correccion realizada sobre la propuesta de ingenieria planteada para la planta de presion y flujo de aire. En la misma se presenta la mejora tanto al objetivo general como a los especificos, haciendose una mencion de las tareas y actividades a desarrollar en las guias que se muestran en el mismo documento

Propuesta de Ingenieria corregida.pdf

DOCUMENTACION CONTROLADOR OMRON

En la planta de presión y flujo de aire existen dos tipos de controladores implementados, que permiten efectuar un control PID sobre el proceso de tal forma que se pueda lograr una reducción en el efecto realizado por los disturbios en el mismo. Uno de estos controladores es el controlador OMRON modelo E5ek, mostrado a continuación:

Sus características técnicas, aplicaciones y formas de uso aparecen en los siguientes documentos. Estos le permitirán familiarizarse con el funcionamiento del mismo y son de vital importancia para el conocimineto pleno del dispositivo como actor fundamental del control efectuado en la planta mencionada:


Documento1 controlador OMRON
Documento2 controlador OMRON
Documento3 controlador OMRON

DIAGRAMA DE FLUJO ISA

A continuacion se presenta la primera version del diagrama de flujo del proceso ejecutado en la planta de presion y flujo de aire, atendiandose a los requerimientos de los usuarios, para la insercion de dos nuevos disturbios al proceso, mediante electrovalvulas. Estas electrovalvulas podran ser accionadas a traves del PLC o mediante la adecuacion de dos mandos manuales en el panel de control.

 Diagrama de flujo proceso planta de presion y flujo de aire v.001

Descripcion del proceso

DIAGRAMA DE P&ID

Diagrama de PI&D planta de presion y flujo de aire v.001

PROCESO DE INSTALACION R.T.A.I LAB

Durante la ejecucion del proyecto se requiere por parte de nuestros usuarios la instalacion del R.T.A.I LAB sobre la plataforma linux. Para tal fin es necesario llevar a cabo un proceso de instalacion y configuracion de paquetes que se muestran con mayor detalle en el siguiente documento:

Instalación R.T.A.I. LAB.pdf
Instalación R.T.A.I. LAB.doc

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

En el presente esquema se presenta el cronograma de actividades fijado por la empresa para alcanzar los requerimientos ya mencionados.

GUIAS COMENTARIADAS

A continuacion se pueden encontrar las diferentes guias desarrolladas por los diferentes grupos que han trabajado sobre la Planta de presion y flujo de aire con los correspondientes comentarios efectuados para su correccion y majora. Los diferentes comentarios junto con sus guias aparecen en los siguientes links:

Anexo1.pdf
Anexo I.pdf
Práctica 2.pdf
Práctica 3.pdf
Práctica 4.pdf
Práctica 5.pdf 
Práctica 6.pdf

Anexo 1.doc
Anexo I.doc
Practica 2.doc
Practica 3.doc
Practica 4.doc
Practica 5.doc
Practica 6.doc

PROPUESTA DE INGENIERIA

Le empresa SIAI (Soluciones Integradas en Automatización Industrial) tiene el placer de presentar a ustedes la propuesta de como se llevara a cabo la adecuación de la planta de presión y flujo de aire, para alcanzar los reqeurimientos especificados por los clientes e igualmente cumplir con los objetivos fijados.

Para acceder al documento presione click sobre el siguiente link:
Propuesta.pdf
Propuesta.doc

ESQUEMA DE CONTROL

ESQUEMA DE CONTROL ACTUAL DE LA PLANTA DE PRESION Y FLUJO DE AIRE Y POSIBLES DISTURBIOS QUE PUEDEN APARECER EN EL MISMO

En la actualidad, el sistema cuenta con un control FEEDBACK. La presión en el tanque es medida  y comparada con el Set-Point dado por usuario, con el cual el controlador (OMRON o PLC) toma el error y ante esto, genera los correctivos necesarios, que son aplicados en la servo válvula (control de apertura (%)) y de esta manera se regula el flujo de aire hacia el tanque de almacenamiento. Aquí se presentan igualmente, las posibles zonas para la generación de disturbios entre las que se seleccionaran las más adecuadas para la instalación de las electroválvulas, encargadas de generar los nuevos disturbios al lazo de control.

Del esquema anteriror se puede observar que las zonas para la posible insercion de los nuevos disturbios son:

• Zona del esfuerzo de control: El disturbio se genera despues del controlador y antes del actuador.
• Zona de entrada de la planta: El disturbio se presenta despues del actuador, afectando el caudal de entrada al tanque de almacenamiento
• Zona del sensor: El disturbio se genera entre la planta y el sensor, afectandose asi la medida de la variable física que este sensará
• Zona de realimentación: El disturbio se genera en la señal que transmite el tx y que será comparada con el Set-Point 

MODELAMIENTO 3D

Para elaborar esquemas de la planta en 3D con solid edge para las diferentes prácticas, se ha reaizado el diseño de las piezas que componene la Planta de Presión, utilizando la herramienta CAD de Solid Edge. Como una primera aproximación se han esbozado 18 piezas, para las cuales se desarrollaron las siguientes subtareas:

1. Reconocimiento de los componenetes de la planta: sensores, actuadores, controladores, tubería, conexiones, fuentes de alimentació, entre otros.
2. A continuación se investigó las Hojas de datos (informacion de los fabricantes) de cada uno de los componenetes de la planta, en algunas de estas se encontraron los planos con las medidas y dimensiones, para elaborar  el respectivo diseño CAD en 3D. Entre los componentes de los cuales no se encontró información precisa de medidas y dimensiones, se realizo manualmente la toma de medidas.
3. Luego de tener las respectivas medidas, se realizó el diseño en Solid Edge de las piezas.

NOTA: Las dimensiones de las piezsa elaboradas en Solid Edge son apróximadas a las reales, se utilizo una escala 1:1, para el diseño se tomó como referencia los materiales reales, colores y detalles propios de cada elemento.

Para observar los planos de las piezsa desarrolladas visite el siguente link:


Piezas.pdf
Piezas.doc 

PRIMERA ENTREGA DOCUMENTACION CEMAT

Actualmente la planta de presion y flujo de aire cuenta con una documentacion CEMAT, en la que se puede visualizar los diferentes cambios que se han venido realizando sobre la misma, en cuanto a dispositivos y configuracion del circuito neumatico. A partir de estos aportes yde la ampliacion de algunos contenidos se han ealizado algunos avances que le permiiran al usuario comprender mejor el comportamiento de la planta mencionada.

El documento etiquetado como PRIMERA ENTREGA DOCUMENTACION CEMAT es una avance que contiene los siguiente:

1. Descripcion de la planta
2. Descripcion detallada del proceso
3. Variable(s) controlada(s) 
4. Variable(s) manipulada(s) 
5. Perturbaciones
1. Críticas
2. No críticas 
6. Seleccion del esquema de control
7. Listado de instrumentos y elementos de la planta 

El documento completo lo puede encontrar en el siguiente link:

Primera entrega CEMAT.pdf


    

REQUERIMIENTOS

Las siguientes son los requerimientos exigidos para el segundo periodo lectivo del año 2009 para el Laboratorio de Control de Procesos en lo referente a la planta de presión:

1. Rediseñar la planta. El rediseño incluye: (*Ubicar electroválvulas para generar disturbios en el proceso, *Reorganizar el cableado para incluir las nuevas electro-válvulas, * mejoras varias)
2. Elaborar esquemas de la planta en 3D con Solid Edge para las diferentes practicas
3. Revisar, corregir y documentar la documentación CEMAT: Realizar o mejorar las anotaciones donde sean requeridas según los estándares ISA. Esto incluye, entre otros: volver a etiquetar todas las señales y elementos de la planta y paneles según isa s5.1 y rediseñar los típicos de cableado según isa s5.4.
4. Implementar la comunicación serial entre RTAI-Lab y el controlador industrial OMROM que permita la implementación un sistema de monitoreo y supervisión desde la herramienta xrtailab.
5. Conectar la planta con Ethernet: Permitir la conexión a la red Ethernet de la planta medio de un servidor OPC para el PLC micrologix 1500 de Allen Bradley
6. Diseñar los requerimientos del Scada: Elaborar los requerimientos del SCADA para desarrollar la practica del diseño de un sistema de monitoreo y supervisión para las practicas
7. Entregar documentos de la guía mejorada, del solucionario de la guía mejorada, de los diferentes anexos y de los programas software.

DESCRIPCION FISICA DE LA PLANTA DE PRESION

Antes de inicar con la ejecucion del proyecto encaminado a alcanzar los requerimientos que se han especificado por el usuario, es de vital importancia reconocer y describir todos los elementos e instrumentos que componen la planta para conseguir familiarizarce con el proceso que alli se ejcuta y poder realizar un trabajo efectivo con la clara consecución de los objetivos planteados.

Para observar el documento que refleja lo anterior de click sobre el siguiente link:

La planta de presion y flujo de aire.pdf
La planta de presion y flujo de aire.doc

LA PLANTA

El creceiente deseo de reestructuración de las planta trabajadas en el Laboratorio de Control de Procesos del programa de Ingeniería en Automática Industrial de la Universidad del Cauca, coordinado con el apoyo de los ingenieros Juan Fernando Florez, Jaime Diaz y Sergio Salinas, han permitido el desarrollo de nuevas estrategias educativas a través de la vinculación de los estudiantes de Ingenieria en Automática de octavo semestre de una menera dinámica y comprometida que lleve a los mismos a una mayor apropiación de los diferentes procesos que allí se ejecutan. Entre estas plantas encontramos LA PLANTA DE PRESION Y FLUJO DE AIRE en la que se ejucatá un proceso de tipo neumático, controlado por diferentes dispositivos electrónicos y demás instrumentos mecánicos de medición, como se puede apreciar en la siguiente imagen.

Planta de Presión y Flujo de Aire

Laboratorio de Control de Procesos

Universidad Del Cauca-Popayán

De este modo lo que el lector encontará en este Blog denominado lcp-plantapresion es una bitácora desarrollada por los estudiantes:

Yamir Bolaños (Coordinador)
Luisa Fernanda Pineda
Tito Manuel Piamba
Oscar Daniel Gomez
Jimmer Wiliam Genoy
Luis Felipe Rodriguez Ortiz

Con el fin de alcanzar y cubrir los diferentes objetivo y requerimientos establecidos para el segundo periodo del 2009 del laboratorio de control de procesos.Esperamos que el contenido aquí presentado, sea lo bastante preciso y claro y que el mismo sirva de guia a futuros trabajos y proyectos relacionados con el tema.