AUTOMATIZACIÓN DE LOS TRANSMISORES …jro.igp.gob.pe/publications/tecnical_reports/2009/OP_2009.01.pdf · La automatización y control de procesos se ha vuelto hoy en día una necesidad

INFORME TÉCNICO

AUTOMATIZACIÓN DE LOS TRANSMISORES PRINCIPALES DEL ROJ

Juan Carlos Espinoza Guerra

OPERACIONES

Marzo, 2009

RADIO OBSERVATORIO DE JICAMARCA Apartado 130207, Lima 13, Perú Teléfonos (+51-1)317-2313 ♦ Fax (+51-1)317-2312

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RESUMEN

El presente proyecto tiene por objetivo principal automatizar el sistema de control de los transmisores de alta potencia del ROJ (etapas de salida Driver y Power Amplifier).

Inicialmente el sistema de transmisores contaba con un sistema de control basado en tecnología electromecánica, su funcionamiento y lógica de control se hacía por intermedio de relés, contactores y temporizadores.

La automatización fue ejecutada en dos fases: la primera desarrollada por el Departamento de Electrónica y automática de la Universidad de Piura, y la segunda como parte de un trabajo de tesis.

Actualmente, el sistema de transmisores cuenta con un PLC (Programable Logic Controller) y un sistema SCADA (Supervisory, Control and Data Adquisition) como elementos de control y supervisión respectivamente, con lo cual actualmente puede ser operado desde una PC supervisora.

En el presente informe se presenta una compilación de la información correspondiente al proyecto tanto de la primera como de la segunda fase.

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CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................................4

2. DESARROLLO..................................................................................................................4

2.1 Sistema de transmisores del ROJ.........................................................................................4

2.2 Descripción general del sistema de control..........................................................................5

2.3 Procesos automatizados .......................................................................................................6 2.3.1 Sistema de enfriamiento.......................................................................................................6 2.3.2 Fuente de alta tensión...........................................................................................................7 2.3.3 Habilitación de transmisores................................................................................................8 2.3.4 Encendido de etapas de potencia PA y driver.......................................................................8 2.3.5 Control de la tensión de filamento de etapa PA....................................................................9 2.3.6 Control de la tensión de pantalla de etapas de potencia PA y driver....................................9 2.3.7 Monitoreo de parámetros analógicos .................................................................................10 2.3.8 Sistema de alarmas............................................................................................................. 11

2.4 Software del sistema .......................................................................................................... 11 2.4.1 Software del PLC............................................................................................................... 11 2.4.2 Software del sistema SCADA............................................................................................17

3. RESULTADOS .................................................................................................................20

4. RECOMENDACIONES..................................................................................................20

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AUTOMATIZACIÓN DE LOS TRANSMISORES PRINCIPALES DEL ROJ

1. INTRODUCCIÓN

La automatización y control de procesos se ha vuelto hoy en día una necesidad para todo tipo de industria, de lo contrario corre el riesgo de quedar obsoleta. Automatizar un proceso es conseguir que este funcione con la mínima intervención humana y mínimas probabilidades de fallo.

El Radio Observatorio de Jicamarca, siempre está en busca de nuevas tecnologías por lo que bajo este principio puso en marcha la primera fase del proyecto “Automatización del sistema de transmisores principales” el que fue desarrollado, como se ha mencionado anteriormente, junto con el Departamento de Electrónica y Automática (DEA de la UDEP. En la ejecución del proyecto se utilizó un PLC (Programmer Logic Controller) y un sistema SCADA (Supervisory Control And Data Adquisition) para controlar y supervisar respectivamente los procesos.

El sistema permite el control y supervisión de los siguientes procesos: activación de la alimentación de baja tensión 120 V, encendido automático del sistema de enfriamiento, activación de la fuente de alta tensión 20 KV, activación del permiso de la señal de RF, supervisión de parámetros y sistema de alarmas.

La segunda fase del proyecto se desarrolló como parte del trabajo de tesis “Automatización del encendido de los transmisores principales del Radio Observatorio de Jicamarca”, cuyo objetivo principal fue automatizar todos los procesos involucrados con el encendido de las etapas de potencia de los transmisores principales.

Los procesos automatizados en la segunda fase fueron, en lo que se refiere a la etapa de salida del transmisor el control remoto de los pulsadores de encendido y apagado, el control remoto de la tensión de filamento y el control remoto de la tensión de pantalla. En lo concerniente a la etapa previa driver: el control remoto de los pulsadores de encendido y apagado, y el control remoto de la tensión de pantalla.

Para la ejecución de la segunda fase se siguió con la misma lógica empleada en la primera fase del proyecto, esto es utilizar el PLC y el sistema SCADA para controlar y supervisar respectivamente los nuevos procesos a automatizar. Además del diseño y fabricación de una estación remota, basada en un microcontrolador PIC, la cual se encarga del control de la tensión de pantalla de ambas etapas del transmisor (etapa de salida y etapa previa). Dicha estación remota es capaz de comunicarse con el PLC a través de una red de comunicaciones RS485 bajo el protocolo Modbus.

Junto con la estación remota se han instalado módulos ADC inteligentes de la marca Acromag, los cuales se encargan de monitorear las corrientes de operación de las etapas de potencia del transmisor. Estos módulos para intercambiar información utilizan también el estándar RS485, protocolo Modbus.

2. DESARROLLO

2.1 Sistema de transmisores del ROJ

El sistema de transmisores del ROJ comprende cuatro unidades de transmisión (tres en funcionamiento y una en construcción), cada una de las cuales puede entregar una potencia pico de 1.5 MW; estas unidades de transmisión son capaces de operar de forma independiente o en conjunto.

En cada unidad de transmisión, la señal que se envía a la antena es amplificada en cuatro etapas. La primera de ellas es una etapa de excitación que amplifica la señal hasta los 8 W de potencia, luego la señal pasa por los transmisores llamados MST (modificados), que alcanzan una potencia pico de 6 KW.

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Finalmente, cuando el radar opera a máxima potencia se utilizan dos etapas adicionales: primero una etapa previa denominada “Driver” y finalmente la etapa de salida “Power Amplifier”, comúnmente llamada “PA”. En la Figura 1 se muestran las etapas de amplificación de un transmisor junto con los niveles de tensión que utilizan los respectivos tubos de vacío.

Figura 1. Etapas de amplificación de una unidad de transmisión

2.2 Descripción general del sistema de control

El sistema cuenta con un PLC como unidad principal de control, el cual está formado por un CPU y módulos de entradas y salidas. Entradas digitales para monitorear estados del tipo on /off, entradas analógicas, para monitorear parámetros analógicos del sistema (tensiones y presiones) y salidas digitales para realizar acciones de encendido y apagado. Todas estas señales de control y monitoreo están conectadas a los diferentes equipos con los que cuenta el sistema de transmisores del ROJ (ver figura 2).

ESTACION REMOTA

BUS DE COMUNICACIONES RS485

SISTEMASCADA

PLC

MODULOSACROMAG

RS232

PANEL DE CONTROL ETAPAS PA & DRIVER

FUENTE DE ALTA TENSION

SISTEMA DE ENFRIAMIENTO

DL305

DL3500 4 0 41 5 1 52 6 2 63 7 3 7

I I I

ANALO G I NPUTF 3- 0 8A D

-1+-3+-5+-7+C

C-2+-4+-6+-8+

0 4 0 41 5 1 52 6 2 63 7 3 7

I I I

110 VAC I NPUTD 3 - 1 6N A

0

24

6

C

13

5

7

C

13

5

7

0

24

6

I

I I

RELAY O UTPUTD 3- 1 6T R

0

24

6

C

13

5

7

C

13

5

7

0

24

6

I

I I

0 4 0 41 5 1 52 6 2 63 7 3 7

I I I

20 KV

ENTRADAS Y SALIDAS DEL PLC

CTRL DE LA TENSION DE PANTALLA

MONITOREO DE CORRIENTES

Salidas Digitales : Utilizadas para activar reles auxiliares de comando.

ON

OFF

Entradas Digitales : Utilizadas para monitorear estados del tipo ON/OFF.

Entradas Analógicas : Utilizadas para monitorear presiones y tensiones del sistema.

Figura 2. Diagrama de bloques del sistema de control

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Como interfaz al usuario se tiene una PC supervisora, en la que se ejecuta el software SCADA. Desde este software es posible supervisar y comandar el funcionamiento del sistema de transmisores.

El sistema de control desarrollado cuenta también con un bus de comunicaciones RS485, bajo el protocolo Modbus, a este bus está conectado el PLC (unidad maestra), estaciones remotas (encargadas del control de la tensión de pantalla de las etapas PA y Driver) y módulos ADC los cuales monitorean las corrientes de operación de las etapas de potencia.

Adicionalmente se cuenta con un panel de control local conformado por: pulsadores e indicadores luminosos, que sirven como interfaz para que los operadores den las ordenes de inicio y parada de los equipos (cuando no se usa la PC supervisora). Este panel permite seleccionar el modo de operación del sistema: local y remoto.

ON

OFF

REMOTO

LOCAL

RESET

TX1

ON

OFF

TX2

ON

OFF

TX3

ON

OFF

TX4

ON

OFF

SISTEMAENFRIAMIENTO

ON

OFF

HV

ON

OFF

VENTILADORDERECHO

ON

OFF

VENTILADOR IZQUIERDO

ON

OFF

LV

RF PERMIT

Figura 3. Panel de control local

Modo local: En este modo el comando del sistema lo hacemos desde el panel de control mostrado en la figura 3, la PC es sólo es un elemento de supervisión monitoreando los estados de los parámetros de funcionamiento del sistema y la medición de señales analógicas.

Modo remoto: En este modo el comando del sistema lo hacemos desde la PC la cual se comporta también como un elemento de supervisión. Si bien desde la PC se pueden enviar órdenes de parada y de marcha, la PC no realiza ninguna clase de control, el control radica únicamente en el PLC en el cual se ejecuta el programa de control. Específicamente el programa es grabado y ejecutado en el CPU del PLC.

En el modo remoto, el sistema SCADA, permite a su vez trabajar en “Operation Mode” o en “Test Mode”, el primero es el modo de funcionamiento normal del sistema y el segundo permite trabajar independientemente cada equipo con el propósito de hacer pruebas.

2.3 Procesos automatizados

2.3.1 Sistema de enfriamiento

La etapa de salida del sistema de transmisores cuenta con un sistema de enfriamiento el cual está formado por dos circuitos de agua, uno de alta y otro de baja presión, además de un circuito de enfriamiento secundario.

• Circuito de alta presión: es un circuito cerrado de agua destilada, cuenta con una electrobomba de 30 HP, un intercambiador de calor agua – agua y medidores de flujo a la entrada de cada transmisor.

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• Circuito de baja presión: este circuito cuenta con dos electrobombas de 3 HP operando en paralelo, un intercambiador de calor agua – agua y medidores de flujo a la entrada de cada transmisor.

• Circuito secundario: el circuito secundario llamado también de Raw Water, se utiliza para enfriar el agua de los circuitos de alta y baja presión. Cuenta con una electrobomba de 30 HP dos intercambiadores de calor (los del circuito de alta y baja presión) y cuatro intercambiadores agua – aire.

• Ventiladores del túnel: son dos ventiladores auxiliares que se utilizan para refrigerar el área de conexiones en el túnel.

La automatización del sistema de enfriamiento comprende el arranque secuencial de cada uno de los equipos que forman parte del mencionado sistema, además del monitoreo de los flujos de agua de cada uno de los circuitos los cuales están ligados al interlock de encendido de los transmisores. El PLC también permite determinar si en el arranque de alguno de los equipos ocurre una falla, para ello se utiliza un contacto NC (Normally close) libre del contactor de potencia, el cual se conecta a un módulo de entradas digitales del PLC.

Para el arranque de los equipos, el PLC utiliza módulos con salidas digitales que activan relés auxiliares, los que a su vez alimentan las bobinas de los contactores de potencia.

EQUIPO

RED440 VAC

CONTACTOR

RELEAUXILIAR

PLC OUTPUTMODULE

LP

LC

NC NP

LC : LINEA DE CONTROLNC : NEUTRO DE CONTROLLP : LINEA DE POTENCIANP : NEUTRO DE POTENCIA

LCCOMUN

Y

COMUN

X

NC

FUS

FUS

FUS

PLC INPUTMODULE

Figura 4. Arranque de los equipos del sistema de enfriamiento

2.3.2 Fuente de alta tensión

El tubo de vacío de la etapa de salida PA utiliza para alimentar uno de sus electrodos (la placa) una fuente de 20 KV. La activación de la fuente la realiza el PLC siguiendo con la respectiva secuencia. Las tareas realizadas por el PLC para activar la fuente de alta tensión se detallan en la sección correspondiente al software del PLC.

El PLC también monitorea el valor de la tensión y en caso de producirse alguna falla la fuente es desactivada.

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LC

HV ON

HV OFF

PLC OUTPUTMODULE

NCCOMUN

Y532

Y533

OFF REMOTOPANEL LOCAL

OFF REMOTOPA 2

X260

PLC INPUTMODULE

NCCOMUN

X262

INTERRUPTOR GENERAL DE ALTO VOLTAJE

LC : LINEA DE CONTROLNC : NEUTRO DE CONTROL

HV OK

Figura 5. Conexión de la fuente de alta tensión

2.3.3 Habilitación de transmisores

Para encender la etapa de salida de los transmisores PA es necesario que se cumplan ciertas condiciones, en primer lugar se debe activar la tensión primaria de baja tensión (120 VAC) la cual es necesaria para el funcionamiento de los circuitos de control del transmisor, y en segundo lugar verificar que los niveles de flujo de los circuitos de alta y baja presión se encuentren dentro de los límites permitidos.

El PLC se encarga de verificar estas condiciones y si estas se cumplen, se activa, el relé “K12” que indica “Flujo OK”. Luego de esto es posible encender la etapa de salida PA.

El PLC también verifica que la fuente de alta tensión ha sido conectada y activa el relé “K16” que indica “HV OK”, la activación de los relés “K12” y “K16” se realiza para cada PA.

2.3.4 Encendido de etapas de potencia PA y driver

El panel de control local de las etapas de potencia cuenta con dos juegos de pulsadores ON/OFF, el primero para el encendido y apagado del sistema, y el segundo para el encendido y apagado de la tensión de pantalla del tubo de radiofrecuencia.

Para controlar de manera remota estos pulsadores se han instalado relés auxiliares los cuales son controlados por un módulo de salidas tipo relé del PLC.

A su vez también se han utilizado relés auxiliares para conmutar los nuevos circuitos con los circuitos existentes, esto para que sea posible la operación de manera local y sin utilizar el PLC. Estos relés de conmutación son activados por un selector Local/Remote ubicado en el mismo panel de control local (ver planos en el anexo A)

Para activar los pulsadores ON/OFF de forma remota se utiliza el software SCADA.

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2.3.5 Control de la tensión de filamento de etapa PA

La tensión de filamento de la etapa PA es proporcionada por una fuente DC, la cual cuenta con un auto – transformador variable que tiene como tensión de entrada 440 V trifásicos y como salida una tensión que puede ir de 0 V a 20 V, también trifásicos. Esta tensión de salida es rectificada y conectada al cátodo (filamento) del tubo de vacío de la etapa PA.

El transformador variable de la fuente de la tensión de filamento está acoplado a un motor síncrono de control bidireccional, con el cual es posible ajustar la tensión de filamento haciéndolo girar en un sentido o en otro.

El control del giro del motor síncrono se realiza utilizando dos selectores del panel de control local. Un primer selector de dos posiciones Auto/Manual es utilizado para incrementar de forma automática la tensión de filamento hasta alcanzar un límite prefijado. El segundo selector de tres posiciones —Raise/ Neuter /Lower— es utilizado para incrementar o disminuir la tensión de filamento, cuando el selector Auto/Manual se encuentra en la posición Manual.

El control de la tensión de filamento se basa en la activación de unos relés que no permiten que la tensión de filamento alcance unos límites preestablecidos, quitando la alimentación del motor síncrono.

Siguiendo con la misma lógica, con el nuevo sistema de control, la tensión de filamento es ahora también controlada por el PLC, utilizando el valor digital de la tensión de filamento para fijar los límites, y relés auxiliares para alimentar el motor síncrono. El diagrama de bloques del nuevo sistema de control se muestra en la siguiente figura.

CIRCUITOACONDICIONADOR0 - 5V

DL305

DL350110 VAC I NPUT

F 3- 1 6A D

0

2

4

6

C

1

3

5

7

C

1

3

5

7

0

2

4

6

I

I I

RELAY O UTPUTD 3 -1 6 T R

0 4 0 41 5 1 52 6 2 63 7 3 7

I I I

0

2

4

6

C

1

3

5

7

C

1

3

5

7

0

2

4

6

I

I I

RELESDE

COMANDO

440 V

TENSIÓN DE FILAMENTO0 - 20V

MOTORSÍNCRONO

AUTOTRANSFORMADORVARIABLE

Figura 6. Diagrama de bloques del control de la tensión de filamento de la etapa PA

Es necesario que el sistema también permita la operación de forma local por lo que se utilizan relés auxiliares para conmutar los circuitos nuevos de los existentes, estos relés auxiliares serán activados por el selector Local/Remote del panel de control local. El circuito de control también se muestra en el anexo A.

2.3.6 Control de la tensión de pantalla de etapas de potencia PA y driver

La tensión de pantalla de la etapa de salida PA es proporcionada por una fuente DC, la cual entrega

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una tensión variable entre 0 VDC y 1350 VDC, esta tensión es ajustada utilizando un auto – transformador variable. El valor nominal de operación de la tensión de pantalla en esta etapa es de 900 V.

La tensión de pantalla en la etapa previa Driver también es proporcionada por una fuente DC que entrega una tensión variable entre 0 VDC y 1200 VDC, esta tensión también es ajustada usando un auto- transformador variable. Los valores de operación de la tensión de pantalla en la etapa Driver pueden variar en el rango de 500 VDC a 750 VDC dependiendo de la potencia que se quiera transmitir.

Los elementos controlados son los auto–transformadores variables a los cuales se han acoplado motores paso a paso, los que a su vez son controlados por una estación remota. El PLC se comunica con la estación remota enviándole los datos necesarios para hacer girar los motores paso a paso; la comunicación entre el PLC y estaciones remotas se basa en el estándar RS485, protocolo Modbus RTU.

Una estación remota se compone de una unidad de control (elemento principal formado por un microcontrolador PIC16F873A), un adaptador de comunicaciones y dos etapas de potencia (arreglo de transistores en Darlington), que permiten alimentar los motores paso a paso. Dicha estación incluye una fuente de alimentación con salidas múltiples.

Para más detalles sobre el diseño y operación de la estación remota referirse a la tesis “Automatización del encendido de los transmisores principales del ROJ”. Los planos respectivos se muestran en el anexo B.

UNIDADDE

CONTROL

BU

S R

S48

5

RESET

FUENTEDE

ALIMENTACION

ADAPTADORDE

COMUNICACIONES

5VDC5VDC

V+

MOTORPA

ETAPADE

POTENCIA

V+

MOTOR DRIVER


ETAPADE

POTENCIA

ESTACION REMOTA

ETAPA PA

ETAPA DRIVER

110V


Figura 7. Diagrama de bloques de la estación remota

2.3.7 Monitoreo de parámetros analógicos

El PLC cuenta con módulos de entradas analógicas utilizados para monitorear los valores de flujo y tensiones del sistema, estos módulos están configurados para soportar voltajes entre 0 – 5 VDC, por lo que ha sido necesario adaptar las señales de campo.

En el anexo C se muestra una lista con las variables utilizadas en el PLC para almacenar el valor de los parámetros analógicos, así como también, las variables con los valores de comparación máximos y mínimos.

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2.3.7.1 Medición de caudales

En el sistema antiguo, los caudales de circulación de agua eran medidos por un sistema electromecánico, el cual ha sido conservado pues se utilizan estos sensores para obtener los caudales de baja y alta presión.

Este sistema electromecánico proporciona una señal entre 60 y 110 VAC, que ha sido acondicionada por un circuito rectificador que da una señal variable entre 2 y 5 VDC, y que puede ser leída por los módulos del PLC.

AC1

AC2C1 C2

R1

R2

AL PLC

Figura 8. Circuito acondicionador de medición de caudales

Si bien el circuito funciona referencialmente, las tensiones medidas varían de acuerdo a la posición de las agujas indicadores.

2.3.7.2 Medición de voltajes de PA

Al igual que para la etapa Driver el acondicionamiento de los voltajes (filamento, bias y screen) se realiza con circuitos partidores de tensión que incluyen filtros y protección contra sobretensiones, los circuitos utilizados y el cableado de las respectivas señales se muestran en el anexo E.

2.3.7.3 Medición de voltajes de Driver

El acondicionamiento de los voltajes de Driver (filamento, bias y screen) se realiza con circuitos partidores de tensión que incluyen filtros y protección contra sobretensiones, los circuitos utilizados así como el cableado de las señales se muestran en el anexo D.

2.3.8 Sistema de alarmas

En el nuevo sistema de control se ha considerado un sistema de alarmas el cual se encarga de monitorear el estado de los equipos (utilizando módulos de entradas digitales) y dependiendo del equipo encendido realiza acciones de control para proteger los equipos.

2.4 Software del sistema

2.4.1 Software del PLC

El PLC cuenta con el CPU DL350 que es un módulo que ejecuta el programa de aplicación. La programación del CPU se puede realizar utilizando dos métodos: el RLL (Relay Ladder Logic) y el RLL PLUS (Stage Programming), para ello se cuenta con el software “DirectSOFT32 – Programming” para Windows.

El programa original de aplicación se desarrollo utilizando el método RLLPLUS, por lo que el programa está estructurado en estados. Luego de ejecutada la fase del proyecto se realizaron modificaciones (básicamente se agregaron nuevos estados) al programa original. A continuación se describen cada uno de los

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estados que componen el programa, también se presentan los diagramas de estados los cuales permiten ver el programa (ladder diagram) como un diagrama de flujo. La figura 8 muestra los símbolos y convenciones utilizadas en los diagramas de estados.

SG

G

J

S

R

Estado

Referencia a un estado

Condición lógica

Salida

Salto, desactiva el estado actual y activa un nuevo estado

Llama a una subrutina

Activa un estado

Desactiva un estado

Figura 9. Símbolos utilizados en los diagramas de estados

2.4.1.1 Rutina principal “MAIN”

En la rutina principal se realizan las siguientes tareas: primero se llama a la subrutina K1 la cual se encarga de poner a cero los contadores y temporizadores, además de cargar los valores iniciales de las variables del programa. Luego de ejecutar la subrutina K1 se procede a activar los estados correspondientes a las medidas analógicas. En la rutina principal se verifica las condiciones de alarma, fusibles del sistema y el estado de las puertas.

La activación del estado “Polling” (encargado de la comunicación con los esclavos Modbus) se realiza utilizando un control de la pantalla “Slave’s Modbus Configuration” del sistema SCADA, la razón de esto es que se ha agregado un nuevo estado llamado “Modbus” el cual se utiliza para comunicarse con un solo dispositivo conectados a la red Modbus (con el objetivo de configurarlo). Dado que ambos estados utilizan el mismo bus no pueden estar activados al mismo tiempo. Por defecto se encuentra activado el estado “Polling”.

MAIN SBRK1G

S

S

S

Medicion Mod#1S30

Medicion Mod#2S31

Medicion Mod#3S32

S Medicion Mod#8S40

S Medicion Mod#9S41

S

R

S

R

PollingS26

ModbusS25

ModbusS25

PollingS26

Figura 10. Rutina principal

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2.4.1.2 Estado Inicial y estado Modo Prueba “S0” y “S100”

En el estado inicial se determinan las condiciones necesarias para activar los estados de los procesos principales. En este estado también se determina el modo de operación (local o remoto) y en modo remoto se determina también si el sistema funcionará en modo operación o en modo prueba.

Cuando el sistema opera en modo local el estado inicial siempre está activado, mientras que en modo remoto, el estado inicial solo está activado cuando el sistema funciona en modo operación. En modo prueba se desactiva el estado inicial S0 y se activa el estado Modo Prueba S100.

ISGEstado Inicial

S0

SGModo Prueba

S100

LVS4S

J

J Estado InicialS0

PA1S10S

PA2S12S

PA3S14S

PA4S16S

Blower_LS3S

Blower_RS2S

CoolingS1S

LVS4S

HVS23S

RFS22S

DRV1S11S

PA1S10S

DRV2S13S

PA2S12S

DRV3S15S

PA3S14S

DRV4S17S

PA4S16S

PA1S10

DRV4S17

R

Figura 11. Estado inicial y estado Modo Prueba

Las condiciones necesarias para activar cada uno de los estados de cada proceso son las siguientes.

• Estado LV.- en modo local activa el control respectivo del panel local y que no haya falla en los fusibles. En modo remoto cuando se activa el sistema de enfriamiento desde el sistema SCADA y no hay alarmas por fusibles, o en el mismo sistema de enfriamiento.

• Estados PA1, PA2, PA3 y PA4.- activar el control respectivo de cada transmisor (desde el panel local o desde el sistema SCADA) y que el estado LV se encuentre activo, el estado HV desactivado y finalmente que no existan alarmas por fusibles, o en el mismo estado.

• Estados Blower_R y Blower_L.- activar el control respectivo de cada ventilador (desde el panel local o desde el sistema SCADA) y que no existan alarmas por fusibles, o en el mismo estado (Blower _R o Blower_L).

• Estado Cooling.- activar el control respectivo del sistema de enfriamiento (desde el panel local o desde el sistema SCADA) y que no existan alarmas por fusibles, o en el mismo estado del sistema de enfriamiento.

• Estado HV.- activar el control respectivo de la fuente de alta tensión (desde el panel local o desde el

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sistema SCADA), que al menos un transmisor se encuentre encendido, que el estado LV se encuentre activo, que el sistema de enfriamiento se encuentre funcionando y finalmente que no existan alarmas en el mismo estado HV.

• Estado RF Permit.- activar el control respectivo (desde el panel local o desde el sistema SCADA), que al menos un transmisor se encuentre encendido y con su tensión de pantalla en el valor adecuado, que el estado LV se encuentre activo, que el estado HV se encuentre activo, que el sistema de enfriamiento se encuentre funcionando y finalmente que no existan alarmas por fusibles, o en el mismo estado RF Permit.

En el estado Modo Prueba es posible hacer funcionar cada uno de los procesos principales de forma independiente, también se activan los estados “PA” y “DRV”; esto con el propósito de hacer pruebas y detectar posibles fallas del sistema. Para ingresar y salir del modo prueba se utiliza el control ubicado en la pantalla “Sistema de transmisores” del sistema SCADA. Al salir del modo prueba se desactiva este estado y se activa el estado inicial. Se debe tener cuidado al operar en modo prueba ya que las órdenes de encendido se envían directamente sin verificar condiciones previas.

2.4.1.3 Estado Cooling “S1”

El estado S1 se encarga de poner en funcionamiento el sistema de enfriamiento del sistema de transmisores el cual incluye tres subsistemas. El primero es un circuito de agua de baja presión que cuenta con dos electrobombas. El segundo también es un circuito de agua, pero de alta presión (este circuito cuenta solo con una electrobomba) y finalmente el tercero es un sistema secundario utilizado para enfriar el agua de los dos circuitos anteriores por medio de intercambiadores de calor agua – agua y aire – agua, este sistema cuenta con una electrobomba.

El arranque de cada sub-sistema se realiza de manera secuencial, primero se arrancan los ventiladores de los intercambiadores agua – aire, luego las bombas del circuito de baja presión, seguido por la bomba del circuito de alta presión y finalmente la bomba del circuito secundario. En total el arranque del sistema de enfriamiento dura 83 segundos.

En el diagrama de estados observamos que el estado “Cooling” se desactiva por cuatro razones, la primera cuando falla cualquiera de las dos electrobombas del sistema de baja presión, la segunda cuando falla la electrobomba del sistema de alta presión, la tercera cuando falla la electrobomba del sistema de enfriamiento secundario y finalmente cuando el sistema de enfriamiento se apaga de forma normal.

SGCooling

S1

CoolingS1R

R

R

R

CoolingS1

CoolingS1

CoolingS1

Figura 12. Estado Cooling

2.4.1.4 Estado Blower R y Blower L “S2” y “S3”

Los estados S2 y S3 se encargan de controlar el arranque de los ventiladores del túnel siempre y cuando no exista ninguna alarma, en cada estado se verifica el encendido de los ventiladores de lo contrario se activa un bit de alarma. Los estados S2 y S3 se desactivan en tres ocasiones: cuando ocurre una alarma, cuando fallan los fusibles de la línea de alimentación del sistema de control y finalmente cuando se apagan de forma normal.

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SGBlower_L

S3

Blower_LS3R

R

R

Blower_LS3

Blower_LS3

SGBlower_R

S2

Blower_RS2R

R

R

Blower_RS2

Blower_RS2

Figura 13. Estados Blower R y Blower L

2.4.1.5 Estado LV “S4”

Este estado se encarga de activar los relés que permiten alimentar el sistema de transmisores y otros sistemas con baja tensión (120V). En modo remoto este estado se activa automáticamente al encender el sistema de enfriamiento y en modo local se debe utilizar el control respectivo del panel local. El estado LV se desactiva al apagar el sistema de enfriamiento (en modo remoto) o al utilizar el control del panel local en modo local.

Adicionalmente en este estado se activan los estados que controlan las etapas Driver del transmisor.

SGLVS4

LVS4R

DRV1S11S

DRV2S13S

DRV3S15S

DRVS17S

Figura 14. Estado LV

2.4.1.6 Estado RF Permit “S22”

En este estado se activa un relé auxiliar que permite el paso de la señal de RF al sistema de transmisores. Este estado se desactiva por tres razones: cuando ocurre alguna falla en cualquiera de los transmisores, por fallas en otras partes del sistema (bombas del sistema de enfriamiento, fuente de alta tensión, fusibles) y cuando se desactiva de forma normal.

SGRF Permit

S22

RF PermitS22R

R

R

RF PermitS22

RF PermitS22

16

Figura 15. Estado RF Permit

2.4.1.7 Estado HV “S23”

El estado HV se encarga de iniciar la secuencia de encendido de la fuente de alta tensión (20kV) que alimenta la placa de los tubos de vacío de la etapa de salida de los transmisores. Para encender la fuente de alta tensión el programa ejecuta las siguientes tareas:

• Desconecta las resistencias de descarga y conecta el relé auxiliar de apagado que está normalmente cerrado.

• Se esperan 5 segundos después de desconectar las resistencias de descarga, y se da un pulso de un segundo a la bobina del interruptor de encendido de la fuente.

• Se espera la señal de encendido del interruptor y, luego de 5 segundos, se cortocircuitan las resistencias que están en serie con el primario del transformador de la fuente.

• Luego de 15 segundos de recibir la señal de encendido del interruptor se conectan las resistencias de carga de la fuente.

• Finalmente luego de cumplida la secuencia de encendido se activa un bit de confirmación.

Dentro de este estado también se verifica las posibles fallas de la fuente, así este estado se desactiva por cinco motivos: puertas abiertas del túnel, pulsador remoto de apagado, por sobrecorriente en la fuente, por fallas en otras partes del sistema (transmisores, bombas del sistema de enfriamiento, fusibles) y finalmente se desactiva cuando la fuente se apaga de modo normal.

SGHVS23

HVS23R

R

R

R

HVS23

HVS23

HVS23

R HVS23

Figura 16. Estado HV

2.4.1.8 Estados PA1, PA2, PA3 y PA4: “S10”, “S12”, “S14” y “S16”

Cada uno de estos estados se encarga de habilitar y controlar el funcionamiento de cada una de las etapas PA de cada transmisor. Primero se comprueba que los flujos de agua tanto del sistema de baja presión como del sistema de alta presión se encuentren por encima de los límites permitidos, una vez que se cumple esta condición se activa el relé de “Flujo OK”, luego se controla el encendido del sistema y de la tensión de pantalla. Estos procesos se pueden realizar desde su panel local o desde el sistema SCADA dependiendo de la posición de su selector Local/Remote.

El estado de cada etapa PA solo se desactiva en caso de fallas, es decir cuando el flujo del sistema de baja presión se encuentra por debajo del límite permitido, cuando el flujo del sistema de alta presión se encuentra por debajo del límite permitido, cuando falla el transmisor y por falla en los fusibles.

17

2.4.1.9 Estados DRV1, DRV2, DRV3 y DRV4: “S11”, “S13”, “S15” y “S17”

Estos estados se encargan de controlar y supervisar los procesos involucrados con el encendido de la etapa Driver de cada transmisor. Estos procesos son: el encendido y apagado del sistema y de la tensión de pantalla. Ambos procesos se pueden realizar de forma remota usando el sistema SCADA o directamente desde su panel de control local.

2.4.1.10 Estado Polling “S25”

El estado Polling se encarga de la comunicación en modo normal con los esclavos Modbus (módulos Acromag y estaciones remotas). Este estado utiliza las subrutinas K2 y K3 para leer y escribir datos respectivamente.

2.4.1.11 Estado Modbus “S26”

Este estado ha sido creado para configurar los dispositivos conectados a la red Modbus desde el sistema SCADA. Especificando la dirección del esclavo se puede leer/escribir las variables con referencia Modbus 4XXXX.

Tanto los estados Polling como Modbus utilizan la misma red física: RS485, por lo que solo uno a la vez puede estar activo. La activación de uno u otro estado se realiza con un switch ubicado en la pantalla “Modbus” del sistema SCADA.

2.4.2 Software del sistema SCADA

Los sistemas SCADA forman parte importante de la automatización ya que conforman la interfase entre los operarios y el sistema de control, esto normalmente se denomina HMI (Human Machine Interface). La herramienta de desarrollo utilizada es LookoutDirect v4.5.

LookoutDirect opera bajo el entorno Windows y es capaz de comunicarse con diferentes dispositivos de campo como: módulos I/O, controladores lógicos programables (PLC’s), unidades de terminales remotos (RTU’s) etc. LookoutDirect es un paquete configurable orientado a objetos y activado por eventos, que no requiere ninguna programación, sino utiliza en su lugar representaciones gráficas de dispositivos del mundo real como interruptores, potenciómetros, registradores, botones, perillas, medidores, los cuales ligan sus imágenes a instrumentos reales de campo usando PLCs, RTUs, tableros de adquisición de datos, u otros dispositivos de I/O.

La arquitectura de LookoutDirect está definida por: objetos y sus miembros de datos, conexiones y servicios. El desarrollo de una aplicación en LookoutDirect consiste en la creación, configuración y conexión de objetos. Los objetos son representaciones del software de todos los dispositivos conectados físicamente a la PC que tiene instalado el LookoutDirect, mientras que los servicios de LookoutDirect son los que manejan las conexiones entre la PC y los diferentes dispositivos conectados a la misma.

El sistema SCADA desarrollado ha pasado por varias modificaciones. La primera versión fue desarrollada junto con el programa original del PLC en la primera etapa del proyecto por el DEA (Departamento de Electrónica y Automática) de la UDEP, la segunda versión se desarrolló como prototipo de la tesis “Automatización del encendido de los transmisores principales del ROJ”, y finalmente se ha desarrollado una nueva versión que mejora la interfaz con el usuario.

Esta última versión incluye pantallas y objetos para controlar y supervisar los siguientes procesos:

• Sistema en modo operación o en modo prueba.

• Arranque del sistema de enfriamiento, que incluye los dos circuitos de agua uno de alta y otro de

18

baja presión, el sistema de enfriamiento secundario y los dos ventiladores auxiliares.

• Selección (habilitación) de los transmisores a utilizar.

• Activación de la fuente de alto voltaje (20 KV) para las etapas PA del transmisor.

• Control y monitoreo del encendido de las etapas PA y Driver.

• Activación de la señal de radio frecuencia RF.

• Control de la tensión de pantalla de las etapas PA y Driver.

• Monitoreo y registro de la tensión de línea (4160 VAC)

• Monitoreo y registro de parámetros analógicos (tensiones, corrientes y flujos del sistema de transmisores)

• Monitoreo de alarmas del sistema.

• Monitoreo y configuración de esclavos Modbus.

• Parada de emergencia.

Cada uno de los procesos se encuentra organizado en pantallas las cuales cuentan con los respectivos objetos para su supervisión y control. A continuación se describen las principales pantallas del sistema SCADA cuando este opera en modo remoto, ya que en modo local actúa solamente como elemento de supervisión (no realiza acciones de control).

2.4.2.1 Pantalla inicial

La pantalla inicial del sistema nos permite elegir el modo de operación del sistema: Operación o Prueba. El modo operación es el modo normal de funcionamiento mientras que en el modo prueba se habilitan todos los controles (sin verificar condiciones) con el objetivo de realizar pruebas.

2.4.2.2 Pantalla principal “Transmitters Room”

En la pantalla principal se cuenta con todos los controles necesarios para la operación y monitoreo del sistema de transmisores, además de incluir pulsadores que permiten el acceso a otras pantallas auxiliares.

19

Indica Modo de operacion

Control y monitoreo de la fuente HV

Control y monitoreo del sistema de enfriamiento

Selección y habilitacion de

transmisores

Indicación de bajo voltaje, medio voltaje y monitoreo

de voltaje de línea

Control y monitoreo de

RF Permit

Indicación y acceso a las pantallas de control de PA y Driver

Acceso a pantallas auxiliares

Reconocimiento de alarmas

Acceso a la pantalla de alarmas

Figura 17. Pantalla principal del sistema SCADA

2.4.2.3 Pantalla de habilitación de transmisores “Select Transmitters”

A esta pantalla se accede desde la pantalla principal haciendo clic sobre el pulsador “Select Transmitters”, desde aquí se seleccionan los transmisores a operar. Este es el primer paso para iniciar la operación del sistema de transmisores.

Para habilitar los transmisores se hace un clic sobre el pulsador respectivo.

Figura 18. Pantalla de habilitación de los transmisores a operar

2.4.2.4 Pantalla del sistema de enfriamiento “Cooling System”

A esta pantalla se accede desde la pantalla principal haciendo clic sobre el pulsador “Cooling System”. En modo operación se muestra la secuencia de encendido de cada uno de los equipos que forman parte del sistema de enfriamiento, se utilizan animaciones con diferentes colores que indican el estado del

20

equipo (plomo: equipo apagado, naranja: solicitud de encendido de equipo y verde: equipo encendido), aquí también se cuenta con los controles de encendido de los ventiladores del túnel.

En modo prueba se muestra un control de encendido para cada equipo, de esta manera los equipos se pueden encender de forma independiente.

2.4.2.5 Pantallas auxiliares

Adicionalmente el sistema SCADA cuenta con otras pantallas auxiliares que ofrecen opciones adicionales. Para acceder a estas pantallas se utilizan los pulsadores con los respectivos nombres:

• “Line Voltage”.- Útil para monitorear el registro del voltaje de línea.

• “Parameters”.- Se muestran todos los parámetros analógicos monitoreados por el PLC.

• “RF Power”.- Aun no implementada, se pretende utilizar para monitorear el registro de la potencia incidente y/o reflejada de cada transmisor.

• “Meters Config”.- Se configuran los valores máximos y mínimos de los parámetros analógicos del sistema, esto se utiliza como ayuda visual de la pantalla “Parameters” en la cual se muestran los parámetros con diferentes colores dependiendo de su valor.

• “Modbus”.- Utilizada para monitorear la comunicación con las estaciones remotas, desde esta pantalla también es posible configurar cualquier esclavo conectado a la red RS485.

• “Help”.- Muestra un check list del procedimiento que se debe seguir para poner en funcionamiento el sistema de transmisores.

• “Mode System”.- Pantalla inicial del sistema desde donde se selecciona el modo de operación. Esta pantalla aparece cuando se inicia el programa.

• “System Alarms”.- Se muestran los estados de alarma de cada uno de los procesos y/o equipos que controla el PLC. Cada estado tiene un indicador, el color negro indica funcionamiento normal y el color verde indica la presencia de una alarma.

3. RESULTADOS

Finalizado el proyecto, se cuenta con un sistema de control automático para los tres transmisores de potencia existentes en el ROJ.

Para incluir la cuarta unidad sólo se debe conectar los cables dejados en el túnel a los relés y borneras auxiliares.

4. RECOMENDACIONES

• Reemplazar el cable utilizado para el bus RS485 por uno adecuado (cable tripolar blindado), esto para evitar interferencias en la comunicación entre dispositivos.

• Reemplazar los medidores de flujo analógicos por unos digitales, estos medidores podrían ser conectados directamente a un módulo de entradas analógicas del PLC.

• Calibrar los circuitos acondicionadores de las medidas analógicas del PLC, ya que el valor de estos acondicionadores es utilizado en el programa de control.

• Ejercitar el uso del sistema de control en modo remoto, para detectar posibles fallas e implementar mejoras.

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BIBLIOGRAFÍA

ESPINOZA, Juan Carlos. Automatización del encendido de los transmisores principales del Radio Observatorio de Jicamarca. Tesis (Licenciatura para Ingeniero Mecánico – Eléctrico). Piura, Perú, Universidad de Piura, Facultad de Ingeniería, 2006, pp. 5-10.

22

ANEXO A: PLANOS DE LOS CIRCUITOS DE CONTROL DE DRIVER Y PA

K42(1) K41(1)K43(1)K44(1)

RADIO OBSERVATORIO DE JICAMARCA

PLANON°

CIRCUITO DE CONTROL DEDRIVER

MODIFICADO

FECHA NOMBRE

DIBUJADO

REVISADO

J.C.E.G01/12/08

ESCALAS/E

SW6LOCAL

SYSTEMON

SW4LOCAL

SYSTEMOFF

K6(4)

K6 D

SW7

LOCALSCREEN

ON

SW5LOCAL

SCREENOFF

K11 B

K16 A

K11(2)K17(2)

K12 A K17 A

K8 AM7 AM5 AM2 A

REMOTESYSTEM

OFF

K40A

K42 A

REMOTESYSTEM

ONK41 A

K40 B

K43 A

K44 A

REMOTESCREEN

ON

REMOTESCREEN

OFF

K40(4)

S400 LOCAL/REMOTE

TB2 - 6

TB2 - 7

TB2 - 8

TB2 - 10

TB2 - 12

OLD CIRCUIT

NEW CIRCUIT

K40 C

K46(1)K45(1)

K45 AK46 B

12345

76

89

TB4 – 15TB3 – 1,2,3

TB4 – 16TB3 – 4,5,6

BORNERA

TB2 - 11 TB2 - 5

AL PLC

23

S1LOCAL

SYSTEMON

S3LOCAL

SYSTEMOFF

K15(1) K7(3) K5(3)

K5 A

TB5 – 1

TB5 - 1

S2 LOCALSCREEN

ON

S4LOCAL

SCREENOFF

K11 A

K13 A

K11(2)

TB5 – 12

REMOTESYSTEM

OFF

K30 A

REMOTESYSTEM

ON

K30(3)

S300LOCAL/REMOTE

K32 A

K33 A

K34 A

K35 A

K31(2)

REMOTESCREEN

ON

REMOTESCREEN

OFF

AUTO /MANUAL

RAISE /LOWER

K3 BK15 B

K1 C

K10 A

CAMSET PT

CAMUL

CAMLL

K3 A

E

H

MOTORSINCRONO

S110

K31 A

S100

K37 A

K36 AK31 B

1

TB5 - 3

TB5 - 4

K30 B

TB5 - 5

TB5 - 7

TB5 - 8

K33(1) K32(1)K34(1)K35(1)K36(1)K37(1)

RADIO OBSERVATORIO DE JICAMARCA

PLANON°

CIRCUITO DE CONTROL DEPOWER AMPLIFIER

MODIFICADO

FECHA NOMBRE

DIBUJADO

REVISADO

J.C.E.G11/10/08

ESCALAS/E

OLD CIRCUIT

NEW CIRCUIT

F

GK38(2) K39(1)

K38 B

TB2 – 15TB2 – 13

23456

91011

13

K30 CK38 AK39 A

12

78

TB13 - NEW

(Habilita HV (K12))

14

(INTLK OK)

(Habilita Agua OK (K16))

1

32

4

0 VDC+24 VDC

5

8

6

9

A Bus RS485B Bus RS485

7

10

Comun Bus RS485

TB5 - 9

TB16 - 2TB5 - 11

TB5 - 10

TB5 - 12TB16 - 7

AL PLC

BUS RS485 /24 VDC

24

ANEXO B: VARIABLES DEL PLC RELACIONADAS CON LOS PARAMETROS ANALOGICOS

Tabla 1. Variables de las corrientes de operación

Variable Nickname Descripción

V1400 C_vacion_PA1 Corriente de Vac ION de PA1 V1402 C_Bias_PA1 Corriente de Bias de PA1 V1404 C_Screen_PA1 Corriente de Screen de PA1 V1410 C_Grid_Drv1 Corriente de Grid de Driver1 V1412 C_Bias_Drv1 Corriente de Bias de Driver1 V1414 C_Screen_Drv1 Corriente de Screen de Driver1 V1420 C_vacion_PA2 Corriente de Vac ION de PA2 V1422 C_Bias_PA2 Corriente de Bias de PA2 V1424 C_Screen_PA2 Corriente de Screen de PA2 V1430 C_Grid_Drv2 Corriente de Grid de Driver2 V1432 C_Bias_Drv2 Corriente de Bias de Driver2 V1434 C_Screen_Drv2 Corriente de Screen de Driver2 V1440 C_vacion_PA3 Corriente de Vac ION de PA3 V1442 C_Bias_PA3 Corriente de Bias de PA3 V1444 C_Screen_PA3 Corriente de Screen de PA3 V1450 C_Grid_Drv3 Corriente de Grid de Driver3 V1452 C_Bias_Drv3 Corriente de Bias de Driver3 V1454 C_Screen_Drv3 Corriente de Screen de Driver3 V1460 C_vacion_PA4 Corriente de Vac ION de PA4 V1462 C_Bias_PA4 Corriente de Bias de PA4 V1464 C_Screen_PA4 Corriente de Screen de PA4 V1470 C_Grid_Drv4 Corriente de Grid de Driver4 V1472 C_Bias_Drv4 Corriente de Bias de Driver4 V1474 C_Screen_Drv4 Corriente de Screen de Driver4

25

Tabla 2. Variables de voltajes de operación


V2000 V_FPA1 Voltaje de FilamentoPA1 V2001 V_SPA1 Voltaje de ScreenPA1 V2002 V_BPA1 Voltaje de BiasPA1 V2003 V_FPA2 Voltaje de FilamentoPA2 V2004 V_SPA2 Voltaje de ScreenPA2 V2005 V_BPA2 Voltaje de BiasPA2 V2006 V_FPA3 Voltaje de FilamentoPA3 V2007 V_SPA3 Voltaje de ScreenPA3 V2010 V_BPA3 Voltaje de BiasPA3 V2011 V_FPA4 Voltaje de FilamentoPA4 V2012 V_SPA4 Voltaje de ScreenPA4 V2013 V_BPA4 Voltaje de BiasPA4 V2020 V_FDR1 Voltaje de FilamentoDR1 V2021 V_SDR1 Voltaje de ScreenDR1 V2022 V_BDR1 Voltaje de BiasDR1 V2023 V_PDR1 Voltaje de PlacaDR1 V2024 V_FDR2 Voltaje de FilamentoDR2 V2025 V_SDR2 Voltaje de ScreenDR2 V2026 V_BDR2 Voltaje de BiasDR2 V2027 V_PDR2 Voltaje de PlacaDR2 V2030 V_FDR3 Voltaje de FilamentoDR3 V2031 V_SDR3 Voltaje de ScreenDR3 V2032 V_BDR3 Voltaje de BiasDR3 V2033 V_PDR3 Voltaje de PlacaDR3 V2034 V_FDR4 Voltaje de FilamentoDR4 V2035 V_SDR4 Voltaje de ScreenDR4 V2036 V_BDR4 Voltaje de BiasDR4 V2037 V_PDR4 Voltaje de PlacaDR4

Tabla 3. Otras variables de solo lectura


V2040 FM Tx1 HP Flujo HP de TX1 V2041 FM Tx1 LP Flujo LP de TX1 V2042 FM Tx2 HP Flujo HP de TX2 V2043 FM Tx2 LP Flujo LP de TX2 V2044 FM Tx3 HP Flujo HP de TX3 V2045 FM Tx3 LP Flujo LP de TX3 V2046 FM Tx4 HP Flujo HP de TX4 V2047 FM Tx4 LP Flujo LP de TX4 V2050 HV_VALUE Voltaje de alta tension 20KV V2052 V_linea1 Voltale de linea 1 V2054 V_linea2 Voltale de linea 2 V2056 V_linea3 Voltale de linea 3 V2060 Pot 1 Potencia TX1 V2062 Pot 2 Potencia TX2 V2064 Pot 3 Potencia TX3 V2066 Pot 4 Potencia TX4

26

Tabla 4. Valores de comparación máximos y mínimos

Valor Inicial Variable Nickname Descripción

hex dec V3000 Q Bajo LP Tx1 Valor mínimo del caudal de LP TX1 V3001 Q Bajo HP Tx1 Valor mínimo del caudal de HP TX1 V3002 Q Bajo LP Tx2 Valor mínimo del caudal de LP TX2 V3003 Q Bajo HP Tx2 Valor mínimo del caudal de HP TX2 V3004 Q Bajo LP Tx3 Valor mínimo del caudal de LP TX3 V3005 Q Bajo HP Tx3 Valor mínimo del caudal de HP TX3 V3006 Q Bajo LP Tx4 Valor mínimo del caudal de LP TX4 V3007 Q Bajo HP Tx4 Valor mínimo del caudal de HP TX4 V3020 VFIL PA1 UL Valor mínimo del voltaje de filamento PA1 V3021 VFIL PA1 LL Valor mínimo del voltaje de filamento PA1 V3022 VFIL PA2 UL Valor mínimo del voltaje de filamento PA2 V3023 VFIL PA2 LL Valor mínimo del voltaje de filamento PA2 V3024 VFIL PA3 UL Valor mínimo del voltaje de filamento PA3 V3025 VFIL PA3 LL Valor mínimo del voltaje de filamento PA3 V3026 VFIL PA4 UL Valor máximo del voltaje de filamento PA4 V3027 VFIL PA4 LL Valor mínimo del voltaje de filamento PA4

27

ANEXO C: CIRCUITOS ACONDICIONADORES DE LOS VOLTAJES DE DRIVER

28

ANEXO D: CIRCUITOS ACONDICIONADORES DE LOS VOLTAJES DE PA

29

ANEXO E: PROCEDIMIENTO DE ENCENDIDO EN MODO OPERACION • Habilitación de transmisores.- Los transmisores a operar se habilitan de forma independiente

desde la pantalla “Select Transmitters” la cual se accede desde la pantalla principal utilizando el pulsador con el mismo nombre.

• Encendido del sistema de enfriamiento.- El encendido del sistema de enfriamiento se realiza con el control ON/OFF ubicado en la pantalla principal.

• Encendido de System de etapas Driver y PA.- Esta acción se puede realizar directamente desde los paneles de control local o desde el sistema SCADA, dependiendo de la posición del selector Local/Remote de cada etapa. En modo remoto se utilizan los controles ubicados en las pantallas de control de cada etapa a las cuales se puede acceder desde la pantalla principal haciendo clic en las animaciones respectivas.

• Activación de la fuente de 20 KV.- Si las condiciones están dadas la fuente de alta tensión puede ser encendida desde la pantalla principal utilizando los respectivos controles ON/OFF. El color naranja indica que se cumplen todas las condiciones para encender la fuente.

• Encendido de Screen de etapas Driver y PA.- Esta acción se puede realizar directamente desde los paneles de control local o desde el sistema SCADA, dependiendo de la posición del selector Local/Remote de cada etapa. En modo remoto se utilizan los controles ubicados en las pantallas de control de cada etapa a las cuales se puede acceder desde la pantalla principal haciendo clic en las animaciones respectivas (las mismas utilizadas para system).

• Activación del permiso de RF.- Si se cumplen todas las condiciones esta acción se realiza utilizando los controles ON/OFF ubicados en la animación respectiva de la pantalla principal. El

30

color naranja indica que el permiso de RF se puede activar.

• Ajustar voltaje de Screen de etapas Driver y PA.- Esta acción se puede realizar directamente desde los paneles de control local o desde el sistema SCADA, dependiendo de la posición del selector Local/Remote de cada etapa. En modo remoto se utilizan el potenciómetro digital ubicado en las pantallas de control de cada etapa a las cuales se puede acceder desde la pantalla principal haciendo clic en las animaciones respectivas.

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ANEXO F: LISTA DE ENTRADAS Y SALIDAS DEL PLC

Intercambio PLC-PC Módulo

PLC Num Nickname Tag SCADA Descripción Señal de Campo Control Ok Alarma

X14 1FM1 Valor Flujo Alta (TX1) Flujo agua alta presión de TX1 X15 1FM3 Valor Flujo Baja (TX1) Flujo agua baja presión de TX1 X16 2FM1 Valor Flujo Alta (TX2) Flujo agua alta presión de TX2

F3-04ADS Analog Input

Module 1 X17 2FM3 Valor Flujo Baja (TX2) Flujo agua baja presión de TX2

X34 3FM1 Valor Flujo Alta (TX3) Flujo agua alta presión de TX3 X35 3FM3 Valor Flujo Baja (TX3) Flujo agua baja presión de TX3 X36 4FM1 Valor Flujo Alta (TX4) Flujo agua alta presión de TX4


Module 2 X37 4FM3 Valor Flujo Baja (TX4) Flujo agua baja presión de TX4

X54 HV_Value ValorTensionGeneral Medición de la tensión HV DC X55 V Linea 1 V_L1L2 Medición del Volt de linea 1 X56 V Linea 2 V_L2L3 Medición del Volt de linea 2


Module 3 X57 V Linea 3 V_L1L3 Medición del Volt de linea 3

X74 PotIncRF Tx1 ValPotIncRF_TX1 Medición de potencia transmisor1 X75 PotIncRF Tx2 ValPotIncRF_TX2 Medición de potencia transmisor 2 X76 PotIncRF Tx3 ValPotIncRF_TX3 Medición de potencia transmisor 3


Module 4 X77 PotIncRF Tx4 ValPotIncRF_TX4 Medición de potencia transmisor 4

32



X100 ON TX1 Man Pulsador panel local (NO) V7002 B7300.2 X101 OFF TX1 Man Pulsador panel local (NC) X102 ON TX2 Man Pulsador panel local (NO) V7003 B7300.3 X103 OFF TX2 Man Pulsador panel local (NC) X104 ON TX3 Man Pulsador panel local (NO) V7004 B7300.4 X105 OFF TX3 Man Pulsador panel local (NC) X106 ON TX4 Man Pulsador panel local (NO) V7005 B7300.5 X107 OFF TX4 Man Pulsador panel local (NC) X110 ON Enfr Man Pulsador panel local (NO) V7021 B7301.4 X111 OFF Enfr Man Pulsador panel local (NC) X112 ON HV Man Pulsador panel local (NO) V7006 B7300.6 X113 OFF HV Man Pulsador panel local (NC) X114 ON BlwR Man Pulsador panel local( NO) V7014 B7300.11 X115 OFF BlwR Man Pulsador panel local (NC) X116 ON BlwL Man Pulsador panel local (NO) V7013 B7300.12

D3-16NA Input

110 AC Module

5

X117 OFF BlwL Man Pulsador panel local (NC)

33



X120 Rem/Loc Man Swicht panel local V7025 X121 Acep Alrm Man Pulsador panel local (NO) V7027 X122 RF Permit Swicht panel local V7026 X123 X124 ON LV Pulsador panel local (NO) V7001 B7300.1 X125 OFF LV Pulsador panel local (NC) X126 X127 X130 Fus Mod Inp (2A) B7302.8 X131 Fus Mod11 (2A) Fus Linea Comando Módulo 11 (2Amp) B7302.9 X132 Fus Mod14 (2A) Fus Linea Comando Módulo 14 (2Amp) B7302.10 X133 Fus Mod15 (2A) Fus Linea Comando Módulo 21 (2Amp) B7302.11 X134 Fus Mod21 (2A) Fus Linea Comando Módulo 15 (2Amp) B7302.12 X135 Fus Mod22 (2A) Fus Linea Comando Módulo 22 (2Amp) B7302.13 X136 Fus Mod23 (2A) Fus Linea Comando Módulo 23 (2Amp) B7302.14

D3-16NA Input

110 AC Module

6

X137 Fus LP (6 A) Fus Linea de Potencia (6 amp) B7302.15

34



X160 V_FPA1 Medición de Volt de Filamento de PA 1 V2000 X161 V_SPA1 Medición de Volt de Screen de PA 1 V2001 X162 V_BPA1 Medición de Volt de Bias de PA 1 V2002 X163 V_FPA2 Medición de Volt de Filamento de PA 2 V2003 X164 V_SPA2 Medición de Volt de Screen de PA 2 V2004 X165 V_BPA2 Medición de Volt de Bias de PA 2 V2005 X166 V_FPA3 Medición de Volt de Filamento de PA 3 V2006 X167 V_SPA3 Medición de Volt de Screen de PA 3 V2007 X170 V_BPA3 Medición de Volt de Bias de PA 3 V2010 X171 V_FPA4 Medición de Volt de Filamento de PA 4 V2011 X172 V_SPA4 Medición de Volt de Screen de PA 4 V2012 X173 V_BPA4 Medición de Volt de Bias de PA 4 V2013 X174 X175 X176

F3-16AD Analog Input

Module 8

X177

35



X200 V_FDR1 Medición de Volt de Filamento de DR 1 V2020 X201 V_SDR1 Medición de Volt de Screen de DR 1 V2021 X202 V_BDR1 Medición de Volt de Bias de DR 1 V2022 X203 V_PDR1 Medición de Volt de Placa de DR 1 V2023 X204 V_FDR2 Medición de Volt de Filamento de DR 2 V2024 X205 V_SDR2 Medición de Volt de Screen de DR 2 V2025 X206 V_BDR2 Medición de Volt de Bias de DR 2 V2026 X207 V_PDR2 Medición de Volt de Placa de DR 2 V2027 X210 V_FDR3 Medición de Volt de Filamento de DR 3 V2030 X211 V_SDR3 Medición de Volt de Screen de DR 3 V2031 X212 V_BDR3 Medición de Volt de Bias de DR 3 V2032 X213 V_PDR3 Medición de Volt de Placa de DR 3 V2033 X214 V_FDR4 Medición de Volt de Filamento de DR 4 V2034 X215 V_SDR4 Medición de Volt de Screen de DR 4 V2035 X216 V_BDR4 Medición de Volt de Bias de DR 4 V2036

F3-16AD Analog Input

Module 9

X217 V_PDR4 Medición de Volt de Placa de DR 4 V2037

36



Y240 HV_PA1 Habilita HV a TX1 Relay K12 - TX1 Y241 FLUJO_OK_PA1 Habilita agua OK a TX1 Relay K16 - TX1 Y242 SYS_ON_PA1 System Pushbutton ON PA1 Relay K32 - TX1 V7160 Y243 SYS_OFF_PA1 System Pushbutton OFF PA1 Relay K33 - TX1 V7200 Y244 SCR_ON_PA1 Screen Pushbutton ON PA1 Relay K34 - TX1 V7161 Y245 SCR_OFF_PA1 Screen Pushbutton OFF PA1 Relay K35 - TX1 V7201 Y246 UP_FIL_PA1 Raise Tensión de filamento PA1 Relay K36 - TX1 V7150 Y247 DW_FIL_PA1 Lower Tensión de filamento PA1 Relay K37 - TX1 V7151 Y250 HV_PA2 Habilita HV a TX2 Relay K12 - TX2 Y251 FLUJO_OK_PA2 Habilita agua OK a TX2 Relay K16 - TX2 Y252 SYS_ON_PA2 System Pushbutton ON PA2 Relay K32 - TX2 V7164 Y253 SYS_OFF_PA2 System Pushbutton OFF PA2 Relay K33 - TX2 V7204 Y254 SCR_ON_PA2 Screen Pushbutton ON PA2 Relay K34 - TX2 V7165 Y255 SCR_OFF_PA2 Screen Pushbutton OFF PA2 Relay K35 - TX2 V7205 Y256 UP_FIL_PA2 Raise Tensión de filamento PA2 Relay K36 - TX2 V7152

D3-16TR Relay

Output Module

11

Y257 DW_FIL_PA2 Lower Tensión de filamento PA2 Relay K37 - TX2 V7153

37



X260 Rem HV OFF Señal apagado HV remoto B7301.9 X261 Puertas OK Señal permisos de puertas B7034.10 B7301.10 X262 HV OK Señal HV encendido B7033.6 V7300.6 X263 HV Over load Señal sobrecorriente en HV B7034.11 B7301.11 X264 X265 X266 X267 X270 T100 °F Temp de agua de exchanger No 1 X271 T105 °F Temp de agua de exchanger No 2 X272 T110 °F Temp de agua de exchanger No 3 X273 T115 °F Temp de agua de exchanger No 4 X274 X275 X276

D3-16NA Input

110 AC Module

12

X277

38



X300 Ok RW Señal encendido de Bomba Raw Water B7033.10 B7300.10 X301 Ok HP Señal encendido de Bomba Alta presión B7033.9 B7300.9 X302 Ok LP1 Señal encendido de Bomba 1 LP B7033.8 B7300.8 X303 OK LP2 Señal encendido de Bomba 2 LP B7033.13 B7300.13 X304 Ok Blw R Señal encendido Ventilador derecho V7033.12 B7300.12 X305 Ok Blw L Señal encendido Ventilador izquierdo V7033.11 B7300.11 X306 Ok Exch1 Señal encendido de Motor Exchanger 1 B7034.0 B7301.0 X307 Ok Exch2 Señal encendido de Motor Exchanger 2 B7034.1 B7301.1 X310 Ok Exch3 Señal encendido de Motor Exchanger 3 B7034.2 B7301.2 X311 Ok Exch4 Señal encendido de Motor Exchanger 4 B7034.3 B7301.3 X312 X313 X314 X315 X316

D3-16NA Input

110 AC Module

13

X317

39



Y320 HV_PA3 Habilita HV a TX3 Relay K12 - TX3 Y321 FLUJO_OK_PA3 Habilita agua OK a TX3 Relay K16 - TX3 Y322 SYS_ON_PA3 System Pushbutton ON PA3 Relay K32 - TX3 V7170

Y323 SYS_OFF_PA3 System Pushbutton OFF PA3 Relay K33 – TX3 V7210

Y324 SCR_ON_PA3 Screen Pushbutton ON PA3 Relay K34 - TX3 V7171 Y325 SCR_OFF_PA3 Screen Pushbutton OFF PA3 Relay K35 - TX3 V7211 Y326 UP_FIL_PA3 Raise Tensión de filamento PA3 Relay K36 - TX3 V7154 Y327 DW_FIL_PA3 Lower Tensión de filamento PA3 Relay K37 - TX3 V7155

Y330 HV_PA4 Habilita HV a TX4 Relay K12 – TX4

Y331 FLUJO_OK_PA4 Habilita agua OK a TX4 Relay K16 – TX4

Y332 SYS_ON_PA4 System Pushbutton ON PA4 Relay K32 – TX4 V7174

Y333 SYS_OFF_PA4 Screen Pushbutton OFF PA4 Relay K33 – TX4 V7214

Y334 SCR_ON_PA4 Screen Pushbutton ON PA4 Relay K34 – TX4 V7175

Y335 SCR_OFF_PA4 Screen Pushbutton OFF PA4 Relay K35 – TX4 V7215

Y336 UP_FIL_PA4 Raise Tensión de filamento PA4 Relay K36 – TX4 V7156

D3-16TR Relay

Output Module

14

Y337 DW_FIL_PA4 Lower Tensión de filamento PA4 Relay K37 – TX4 V7157

40



Y340 Luz_TX1 on Luz indicación TX1 ON Y341 Luz_TX2 on Luz indicación TX2 ON Y342 Luz_TX3 on Luz indicación TX3 ON Y343 Luz_TX4 on Luz indicación TX4 ON Y344 Luz_Sis Enfr on Luz indicación Sistema Enfriam ON Y345 Luz_HV on Luz indicación HV ON Y346 Luz_BlowR on Luz indicación Ventilador Derecho ON Y347 Luz_BlowL on Luz indicación Ventilador Izquierdo ON Y350 Espia Modo Prueb Y351 Y352 Luz_Alarmas Y353 Luz LV on Luz indicación de Bajo Volt Y354 Y355 Y356

D3-16TR Relay

Output Module

15

Y357

41



X360 Intrlck TX1 Señal de interlock PA1 B7033.2 B7301.5 X361 L/R PA1 Switch Panel Control Loc/Rem PA1 Relay K30 - TX1 B7036.0 X362 SYS_PA1 Señal encendido PA1 Relay K32 - TX1 B7036.1 B7303.0 X363 SCR_PA1 Señal encendido Screen PA1 Relay K34 - TX1 B7036.2 B7303.1 X364 L/R DRV1 Switch Panel Control Loc/Rem Driver1 Relay K40 - TX1 B7036.3 X365 SYS_DRV1 Señal encendido Driver1 Relay K41 - TX1 V7036.4 B7303.2 X366 SCR_DRV1 Señal encendido Screen Driver1 Relay K43 - TX1 V7036.5 B7303.3 X367 X370 Intrlck TX2 Señal de interlock PA2 Relay K32 - TX2 B7033.3 B7301.6 X371 L/R PA2 Switch Panel Control Loc/Rem PA2 Relay K30 - TX2 B7037.0 X372 SYS_PA2 Señal encendido PA2 Relay K32 - TX2 B7037.1 B7303.4 X373 SCR_PA2 Señal encendido Screen PA2 Relay K34 - TX2 B7037.2 B7303.5 X374 L/R DRV2 Switch Panel Control Loc/Rem Driver2 Relay K40 - TX2 B7037.3 X375 SYS_DRV2 Señal encendido Driver2 Relay K41 - TX2 V7037.4 B7303.6 X376 SCR_DRV2 Señal encendido Screen Driver2 Relay K43 - TX2 V7037.5 B7303.7

D3-16NA Input

110 AC Module

16

X377

42



X400 Intrlck TX3 Señal de interlock PA3 B7033.4 B7301.7 X401 L/R PA3 Switch Panel Control Loc/Rem PA3 Relay K30 - TX3 B7040.0 X402 SYS_PA3 Señal encendido PA3 Relay K32 - TX3 B7040.1 B7303.8 X403 SCR_PA3 Señal encendido Screen PA3 Relay K34 - TX3 B7040.2 B7303.9 X404 L/R DRV3 Switch Panel Control Loc/Rem Driver3 Relay K40 - TX3 B7040.3 X405 SYS_DRV3 Señal encendido Driver3 Relay K41 - TX3 B7040.4 B7003.10 X406 SCR_DRV3 Señal encendido Screen Driver3 Relay K43 - TX3 B7040.5 B7303.11 X407 X410 Intrlck TX4 Señal de interlock PA4 B7033.5 B7301.8 X411 L/R PA4 Switch Panel Control Loc/Rem PA4 Relay K30 - TX4 B7041.0 X412 SYS_PA4 Señal encendido PA4 Relay K32 - TX4 B7041.1 B7303.12 X413 SCR_PA4 Señal encendido Screen PA4 Relay K34 - TX4 B7041.2 B7303.13 X414 L/R DRV4 Switch Panel Control Loc/Rem Driver4 Relay K40 - TX4 B7041.3 X415 SYS_DRV4 Señal encendido Driver4 Relay K41 - TX4 B7041.4 B7303.14 X416 SCR_DRV4 Señal encendido Screen Driver4 Relay K43 - TX4 B7041.5 B7303.15

D3-16NA Input

110 AC Module

17

X417

43

Intercambio PLC-PC Mdulo


Y500 SYS_ON_DRV1 System Pushbutton ON Driver1 Relay K41 - TX1 V7162 Y501 SYS_OFF_DRV1 System Pushbutton OFF Driver1 Relay K42 - TX1 V7202 Y502 SCR_ON_DRV1 Screen Pushbutton ON Driver1 Relay K43 - TX1 V7163 Y503 SCR_OFF_DRV1 Screen Pushbutton OFF Driver1 Relay K44 - TX1 V7203 Y504 SYS_ON_DRV2 System Pushbutton ON Driver2 Relay K41 - TX2 V7166 Y505 SYS_OFF_DRV2 System Pushbutton OFF Driver2 Relay K42 - TX2 V7206 Y506 SCR_ON_DRV2 Screen Pushbutton ON Driver2 Relay K43 - TX2 V7167 Y507 SCR_OFF_DRV2 Screen Pushbutton OFF Driver2 Relay K44 - TX2 V7207 Y510 SYS_ON_DRV3 System Pushbutton ON Driver3 Relay K41 - TX3 V7172 Y511 SYS_OFF_DRV3 System Pushbutton OFF Driver3 Relay K42 - TX3 V7212 Y512 SCR_ON_DRV3 Screen Pushbutton ON Driver3 Relay K43 - TX3 V7173 Y513 SCR_OFF_DRV3 Screen Pushbutton OFF Driver3 Relay K44 - TX3 V7213

Y514 SYS_ON_DRV4 System Pushbutton ON Driver4 Relay K41 – TX4 V7176

Y515 SYS_OFF_DRV4 System Pushbutton OFF Driver4 Relay K42 – TX4 V7216

Y516 SCR_ON_DRV4 Screen Pushbutton ON Driver4 Relay K43 – TX4 V7177

D3-16TR Relay

Output Module

21

Y517 SCR_OFF_DRV4 Screen Pushbutton OFF Driver4 Relay K44 – TX4 V7217

44



Y520 RW Conecta Bomba Raw water (rele aux) V7012 Y521 HP Conecta Bomba Alta presión (rele aux) V7011 Y522 LP Conecta Bomba Baja presión (rele aux) V7010 Y523 Y524 Blower R Conecta Ventilador izq (rele aux) V7014 Y525 Blower L Conecta Ventilador der(rele aux) V7013 Y526 Exch 1 Conecta Exchager 1 (rele aux) V7015 Y527 Exch 2 Conecta Exchager 2 (rele aux) V7016 Y530 Exch 3 Conecta Exchager 3 (rele aux) V7017 Y531 Exch 4 Conecta Exchager 4 (rele aux) V7020 Y532 ON HV Conecta Interruptor HV (rele aux) V7006 Y533 OFF HV Desonecta Interruptor HV (rele aux) Y534 LV TXs Conecta contactores deLV (rele aux) Y535 LV Otros Conecta contactores Bajo LV (rele aux) Y536

D3-16TR Relay

Output Module

22

Y537

45



Y540 Y541 Y542 Y543 Y544 Y545 Y546 Y547 Y550 ON Tanque Reserv ON Bomba de reserva (rele aux) V7022 Y551 Make Up HP ON Bomba de reserva de HP (rele aux) V7023 Y552 Make Up LP ON Bomba de reserva de LP (rele aux) V7024 Y553 3Rs Primarias HV Desconecta Res primarias HV (rele aux) Y554 R de Carga HV Desconecta Res de carga (rele aux) Y555 6Rs Descarga HV Desconecta Res de descarga (rele aux) Y556 Out RF Permit Conecta RF (rele aux) V7026

D3-16TR Relay

Output Module

23

Y557

Documents

AUTOMATIZACIÓN DE LOS TRANSMISORES …jro.igp.gob.pe/publications/tecnical_reports/2009/OP_2009.01.pdf · La automatización y control de procesos se ha vuelto hoy en día una necesidad