Automatización Del Sistema de Bombeo de Las Subestaciones Aguas de Mérida Que Surten a La Ciudad de Mérida

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

MÉRIDA – VENEZUELA

AUTOMATIZACIÓN DEL SISTEMA DE BOMBEO DE LAS SUBESTACIONES AGUAS DE MÉRIDA QUE SURTEN A LA

CIUDAD DE MÉRIDA

Trabajo presentado como requisito parcial

Para optar al titulo de Ingeniero Electricista

Br. Yimhen Alberto Garrido Oballos

Tutor Académico: Prof. Pedro O. Mora

Tutor Industrial: Ing. Herles E. Rivas

Mayo de 2003

ii

Automatización del Sistema de Bombeo de las Subestaciones Aguas de Mérida que surten a la Ciudad de

Mérida

Br. Yimhen Alberto Garrido Oballos.

El trabajo de grado titulado “AUTOMATIZACIÓN DEL SISTEMA DE

BOMBEO DE LAS SUBESTACIONES AGUAS DE MÉRIDA QUE SURTEN A

LA CIUDAD DE MÉRIDA”, presentado por el Br. Yimhen Alberto Garrido Oballos., en cumplimiento parcial para optar al titulo de Ingeniero

Electricista, fue aprobado por el jurado.

Prof. Maria A. Salazar Prof. José G. Contreras

C.I: 11.461.469 C.I: 4.490.926

Prof. Pedro O. Mora

C.I: 3.623.983

iii

DEDICATORIA

En la vida hay muchos obstáculos por superar, hoy e logrado superar

uno más, dedico este trabajo a mi Abuela Locha, a mi Madre Gladys, a mi

Nani querida, por haberme dado la luz, el apoyo y el amor de lo que hoy soy

A todas aquellas personas que de una u otra forma han estado conmigo

en los momentos buenos y en los momentos difíciles, les pido fuerzas para

seguir adelante

Yimhen A. Garrido O.

iv

RECONOCIMIENTO Quisiera dar un reconocimiento a la ilustre Universidad de Los Andes, al

profesorado de la Escuela de Ingeniería Eléctrica, por aportar los

conocimientos requeridos en mi formación como profesional.

De igual manera es de agrado hacer llegar un profundo agradecimiento

y reconocimiento a quienes con su experiencia en el campo laboral

contribuyeron al logro de mis metas, gracias Ing. Herles Rivas, Ing. Wladimir

Dávila, así como también a la señora Ilva Marqués, Eddy de Vega, Henry

Pérez, Antonio Pérez , Ing. Luis Ordóñez, quienes en su momento propicio

me tendieron la mano para lograr esta meta

v

INDICE

Aprobación................................................................................................. ii Dedicatoria................................................................................................. iii Reconocimiento......................................................................................... iv Índice........................................................................................................... v Índice de tablas.......................................................................................... ix Índice de figuras........................................................................................ x Resumen..................................................................................................... xiii

CAPITULO I LA EMPRESA.............................................................................................

1

1.1. Datos históricos.................................................................................. 1 1.2. Consideraciones generales............................................................... 3 1.3. Filosofía de gestión de la empresa................................................... 4 1.4. Visión................................................................................................... 4 1.5. Objetivo general.................................................................................. 4 1.6. Objetivos específicos......................................................................... 5 1.7. Líneas estratégicas de Aguas de Mérida para el año 2002............ 7 CAPITULO II ESTADO ACTUAL DEL SISTEMA DE BOMBEO DE LAS SUBESTACIONES QUE SURTEN AGUA A LA CIUDAD DE MERIDA....

8

2.1. Estación de bombeo La Vuelta.......................................................... 8 2.2. Estación de bombeo Los Chorros.................................................... 122.3. Estación de bombeo Eduardo Jáuregui (Planta Vieja).................... 162.4. Estación de bombeo Enrique Buorgoin (Planta Nueva)................ 21

vi

CAPITULO III CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (PLC) Y DISPOSITIVOS DE ENTRADA / SALIDAS................................................

25

3.1. Antecedentes...................................................................................... 253.2.Características de los PLC................................................................. 263.3. Aplicaciones de los PLC.................................................................... 27 3.3.1. Entradas..................................................................................... 27 3.3.2. Salidas....................................................................................... 273.4. Comparación entre lógicas a relé cableado y el PLC..................... 28 3.4.1. Lógica a relé cableado............................................................. 28 3.4.2. Dispositivos de entrada........................................................... 28 3.4.3. Lógica de control a rele............................................................ 28 3.4.4. Dispositivos de salida.............................................................. 283.5. PLC....................................................................................................... 293.6. Estructura externa de los PLC........................................................... 30 3.6.1. Compacta................................................................................... 30 3.6.2. Modular...................................................................................... 30 3.6.3.Estructura Americana............................................................... 31 3.6.4. Estructura Europea................................................................... 313.7. Estructura o arquitectura interna...................................................... 31 3.7.1. La sección o unidad de entrada.............................................. 32 3.7.2. La unidad central de procesamiento CPU.............................. 32 3.7.3. La sección o unidad de salida................................................. 32 3.7.4. La fuente de alimentación........................................................ 323.8. Unidad de programación.................................................................... 333.9. Periféricos........................................................................................... 333.10. Nano-autómata programable TSX-07.............................................. 33 3.10.1. Descripción............................................................................ 33

vii

3.10.2. El bloque visualización del estado del autómata............... 35 3.10.3. Ciclo del autómata................................................................. 36 3.10.4. Adquisición de las entradas................................................. 37 3.10.5. Tratamiento del programa..................................................... 37 3.10.6. Actualización de las salidas................................................. 37 3.10.7. Ciclo de funcionamiento....................................................... 37 3.10.8. Desbordamiento del tiempo de ejecución........................... 373.11. Diagramas de conexión de las entradas y las salidas.................. 38 3.11.1. Entradas.................................................................................. 38 3.11.2. Salidas.................................................................................... 393.13. Características.................................................................................. 41 3.13.1. Características de las alimentaciones................................. 41 3.13.2. Características de las entradas 24 VDC................................ 41 3.13.3. Características de las salidas a relé.................................... 433.14. Descripción del lenguaje.................................................................. 443.15. Principales objetos de bits.............................................................. 463.16. Instrucciones booleanas.................................................................. 463.17. Bloques de función........................................................................... 48 3.17.1. Bloque de función temporizador.......................................... 49 3.17.2. Características....................................................................... 50 3.17.3. Bloque de función contador................................................. 52 3.17.4. Características....................................................................... 533.18. Instrucciones de programa.............................................................. 54 3.18.1. Instrucciones de fin de programa end, endc, endcn.......... 55 3.18.2. Instrucciones NOP................................................................. 55 3.18.3. Instrucciones de salto JMP, JMPC, JMPCN a etiqueta %Li...............................................................................................................

55

3.18.4. Instrucciones de subprograma o subrutina SRn, SRn:, RET..............................................................................................................

56

3.18.5. Instrucción de relé principal MCS y MCR............................ 56

viii

3.19. Dispositivos de entrada / salidas.................................................... 57 3.19.1. Interruptores y conmutadores.............................................. 57 3.19.1.1. Interruptores y conmutadores.................................... 57 3.19.1.2. Pulsadores....................................................................

58

3.19.2. Dispositivos de protección................................................... 58 3.19.3. Dispositivos de salida........................................................... 58 3.19.3.1. Relés y contactores..................................................... 583.20. S5 para Windows.............................................................................. 583.21. Operando con el sistema Windows................................................ 613.22. Funciones en línea............................................................................ 613.23. Simulación PLC................................................................................. 61 CAPITULO IV ANÁLISIS Y DISEÑO EMPLEADO EN LA PROPUESTA DE AUTOMATIZACIÓN DE LAS SUBESTACIONES AGUAS DE MERIDA...

63

4.1. Justificación del sistema seleccionado............................................

63

4.2. Análisis propuesto.............................................................................. 634.3. Descripción de la Suebtación Los Chorros..................................... 644.4. Especificaciones del sistema............................................................ 654.5. Diagrama en escalera......................................................................... 664.6. Descripción del proceso.................................................................... 76Conclusiones............................................................................................. 78Recomendaciones..................................................................................... 80Bibliografía................................................................................................. 82

ix

INDICE DE TABLAS

Tabla 3.1. Características de las alimentaciones.................................... 41Tabla 3.2. Características de las entradas 24 VDC................................... 41Continuación Tabla 3.2. Características de las entradas 24 VDC........... 42Continuación Tabla 3.2. Características de las entradas 24 VDC........... 43Tabla 3.3. Características de las salidas a relé....................................... 43Continuación Tabla 3.3. Características de las salidas a relé............... 44Tabla 3.4. Instrucciones booleanas.......................................................... 46Continuación Tabla 3.4. Instrucciones booleanas.................................. 47Continuación Tabla 3.4. Instrucciones booleanas.................................. 48Tabla 3.5. Características del bloque de función temporizador............ 50Continuación Tabla 3.5. Características del bloque de función temporizador...............................................................................................

51

Tabla 3.6. Diagrama de funcionamiento de cada tipo de temporizador 52Tabla 3.7. Características del bloque de función contador................... 53Continuación Tabla 3.7. Características del bloque de función contador......................................................................................................

54

Tabla 3.8. Modificación de instrucciones / bloques por la intrucción MCS.............................................................................................................

57

x

INDICE DE FIGURAS

Figura 2.1. Motobomba de 15 hp.............................................................. 10Figura 2.2. Tablero de control de las motobombas de 15 hp................ 10Figura 2.3. Tanque superficial redondo de concreto armado................ 11Figura 2.4. Tanque superficial cuadrado................................................. 11Figura 2.5. Sistema de tuberías que comprenden la subestación La Vuelta...........................................................................................................

12

Figura 2.6. Caseta donde se encuentra el sistema eléctrico y de potencia.......................................................................................................

13

Figura 2.7. Fosa donde se encuentran las motobombas....................... 14Figura 2.8. Tubería de accionamiento de agua....................................... 15Figura 2.9. Tubería de expulsión de agua................................................ 15Figura 2.10. Motobomba de la subestación Los Chorros...................... 16Figura 2.11. Tanque aéreo de aluminio.................................................... 17Figura 2.12. Estanque subterráneo con sus respectivas divisiones.... 18Figura 2.13. Llaves de paso del mezclado de sustancias químicas..... 18Figura 2.14. Motobomba subestación Eduardo Jáuregui..................... 19Figura 2.15. Tablero de control de la motobomba.................................. 20Figura 2.16. Tuberías que se encuentran en el sótano de la subestación................................................................................................

21

Figura 2.17. Motobomba tipo campana. Tomado de: Manual de motobombas [3].........................................................................................

22

Figura 2.18. Sistema moscad / moscads-I motorola subestación La Vuelta...........................................................................................................

23

Figura 2.19. Sistema moscad / moscad-I principal................................. 24Figura 2.20. Computadora central de monitoreo de las subestaciones............................................................................................

24

xi

Figura 3.1. Lógica a relé cableado............................................................ 29Figura 3.2. Lógica PLC............................................................................... 29Figura 3.3. Estructura o arquitectura interna de los PLC....................... 31Figura 3.4. Partes del autómata................................................................ 34Figura 3.6. Diagrama de conexión de las entradas................................. 38Figura 3.7. Diagrama de conexión de las salidas................................... 39Figura 3.8. Protecciones............................................................................ 40Figura 3.9. Diagrama en escalera con dos contactos en serie (operación lógica and) y dos contactos en paralelo (operación lógica or).................................................................................................................

45

Figura 3.10. Instrucción del lenguaje de lista.......................................... 45Figura 3.11. Temporizador......................................................................... 50Figura 3.12. Contador................................................................................ 53Figura 3.13. Diagrama en escalera........................................................... 59Figura 3.14. Listado de instrucciones...................................................... 60Figura 3.15. Pantalla gráfica de simulación............................................. 62Figura 4.1. Selección de modo remoto o local........................................ 66Figura 4.2. Cuenta los ciclos para alternar los motores........................ 67Figura 4.3. Ciclo 1...................................................................................... 67Figura 4.4. Retardo para activar los motores.......................................... 68Figura 4.5. Ciclo 2...................................................................................... 68Figura 4.6. Retardo para activar los motores.......................................... 69Figura 4.7. Ciclo 3...................................................................................... 69Figura 4.8. Retardo para activar los motores.......................................... 70Figura 4.9. Fin de los ciclos, recetea el contador................................... 70Figura 4.10. Activación motor 1 en estrella – triangulo.......................... 71Figura 4.11. Enclave motor 1.................................................................... 71Figura 4.12. Activación motor 2 en triangulo – estrella.......................... 72Figura 4.13. Enclave motor 2.................................................................... 72Figura 4.14. Activación motor 3 en triangulo – estrella.......................... 73

xii

Figura 4.15. Enclave motor 3.................................................................... 73Figura 4.16. Activa los motores con retardo para que no entren al mismo tiempo.............................................................................................

74

Figura 4.17. Activa los motores con retardo para que no entren al mismo tiempo.............................................................................................

74

Figura 4.18. Falla motor 1.......................................................................... 74Figura 4.19. Falla motor 2.......................................................................... 75Figura 4.20. Falla motor 3.......................................................................... 75Figura 4.21. Nivel alto................................................................................ 75Figura 4.22. Nivel bajo............................................................................... 76

xiii

RESUMEN

El proyecto de grado que se presenta, consiste en una actualización

de un control basado en lógica a relés cableados, por una sustitución de

dicho control por PLC, automatizando así las diferentes funciones de las sub-

estaciones que surten agua a la ciudad de Mérida: sub-estación Los Chorros,

sub-estación La Vuelta, sub-estación Eduardo Jáuregui, sub-estación

Enrique Bourgoin.

El propósito general del proyecto es lograr controlar todas las

funciones implícitas en las sub-estaciones que surten agua a la ciudad de

Mérida, para ello se utilizan todos los conocimientos básicos de control,

identificando las entradas y salidas del sistema a controlar, así como también

un software que permite la simulación del control, garantizándose así, que el

programa no tenga fallas en la lógica de programación.

En este trabajo se estudia y se propone una mejora en el sistema de

control actual, usando controladores lógicos programables (PLC),

aprovechando así la alta confiabilidad de ellos.

Descriptores cota Maquinaria de Bombeo * Control de Procesos TJ 900 G 35

INTRODUCCIÓN

En este trabajo se propone actualizar el sistema automatizado de las

sub-estaciones de bombeo que surten agua a la ciudad de Mérida, con

tecnología de controladores lógicos programables (PLC), mejorando así el

sistema de control actual que tiene dichas sub-estaciones.

En el primer capitulo se describe la empresa AGUAS DE MÉRIDA, sus

funciones, importancia y objetivos.

En el segundo capitulo, se hace una breve reseña de cómo se

encuentra en la actualidad el sistema de bombeo de Aguas de Mérida:

Sistema de Bombeo Los Chorros, Sistema de Bombeo La Vuelta, Sistema de

Bombeo Enrique Burgoin y Sistema de Bombeo Eduardo Jáuregui.

Se presenta el software S5 para Windows, con el cual se pueden

simular las secuencias de la lógica de un programa en diagrama de escalera

para PLC, demostrándose la funcionalidad del programa.

En el capitulo tres, se describe en forma detallada las funciones y los

dispositivos electromecánicos que forman parte de la lógica a relés del

tablero de control de las Sub-estaciones que surten agua a la ciudad de

Mérida.

En el capitulo cuatro, se presenta el análisis y metodología utilizada

para el diseño del programa en STEP 5 (Diagrama en escalera), así como los

logros alcanzados en la automatización de las sub-estaciones que surten

agua a la ciudad de Mérida.

Capítulo I – La Empresa _____________________________________________________________________________

1

CAPITULO I

LA EMPRESA

1.1 DATOS HISTÓRICOS

Aguas de Mérida C.A, es el resultado de haberse asumido el proceso

de modernización y reestructuración del sector Agua Potable y Saneamiento,

proceso que se inició al suprimir el Instituto Nacional de Obras Sanitarias,

dando origen a las Empresas Hidrológicas cuya misión fundamental era la

organización del servicio para su reversión administrativa - operativa al nivel

local, incrementando la eficacia y autofinanciando los gastos de

funcionamiento con miras a cubrir en el futuro sus necesidades de

mantenimiento, rehabilitación y nuevas inversiones.

Un fructífero trabajo, asumido por la Junta Promotora, ente

multidisciplinario que representó la sociedad civil de Mérida, y quienes con la

ayuda del personal técnico de HIDROANDES sucursal Mérida e HIDROVEN

prepararon la propuesta de la creación de la empresa Mercantil Mixta Pública

Regional denominada “AGUAS DE MERIDA C.A.”, autorizada su creación

por Resolución de la Asamblea Legislativa del Estado Mérida y acuerdos de

Cámara de los veintiún (21) Municipios que decidieron agruparse y organizar

este servicio con un capital accionario de 40 % de acciones de la

gobernación y 60 % de acciones distribuidas en las alcaldías, prorrateadas

estas últimas de acuerdo a la población de cada municipio.

En Agosto de 1998, se firma el acta de transferencia de la prestación

del servicio de agua potable y recolección, tratamiento y disposición de


2

aguas residuales entre la C.A. Hidrológica de la Cordillera Andina

(HIDROANDES), Aguas de Mérida, C.A. y la Hidrológica Venezolana

(HIDROVEN), representadas por sus respectivos Presidentes, Ings. Angel

Valera Madriz, Benita Araujo de Chacón y Pedro Misle Benítez, y con la

presencia del ciudadano Gobernador (E) Dr. Mario Torres y el presidente de

la Asociación de Alcaldes del Estado Mérida, Geog. Abelardo Pernía,

testigos firmantes.

Aguas de Mérida C.A., asume en tal sentido a partir del día 01 de

Septiembre de 1998, la administración y prestación del servicio en los

sistemas que administraba HIDROANDES como una primera etapa, para

posteriormente incorporar al resto de los sistemas, a fin de cubrir la totalidad

del Estado.

Este proceso de descentralización tiene como objetivo que los

municipios o autoridades locales asuman la administración del servicio, a

través de la participación comunitaria, para impulsar la cogestión ciudadana y

desarrollar mecanismos donde se establezcan responsabilidades

compartidas en la administración del servicio de agua potable y alcantarillado

sanitario entre los miembros de esta relación: Alcaldía – Comunidad – Aguas

de Mérida.

Para garantizar la continuidad de su gestión como empresa prestadora

del servicio de agua potable y alcantarillado sanitario, y consolidarse como

ente descentralizado, Aguas de Mérida, con el apoyo de HIDROVEN, inició

las negociaciones ante el Banco Mundial para el logro del financiamiento de

las inversiones de Rehabilitación, Ampliación y Mejoramiento de los sistemas

administrados por la Empresa, simultáneamente se han desarrollado

actividades de capacitación y adiestramiento del personal, análisis,


3

mejoramiento y modernización de los procesos de trabajo, consolidación de

la imagen institucional, todas estas actividades orientadas al mejoramiento

continuo y el desarrollo de la organización.

Igualmente se tiene previsto continuar la rehabilitación y

acondicionamiento de los sistemas de Agua Potable y Alcantarillado

Sanitario, ubicados en la ciudad de Mérida y El Vigía, con recursos

provenientes de la Corporación Andina de Fomento (C.A.F.), donde el

gobierno israelí representado por la empresa Tahal es coofinanciador de

esta negociación a través de un crédito bilateral confirmado con el gobierno

nacional.

Aguas de Mérida C.A. orientó sus operaciones durante el lapso

septiembre – diciembre de 1998 a la optimización de los sistemas de Agua

Potable y Alcantarillado existentes, a fin de garantizar la continuidad y

calidad del servicio prestado en la geografía estatal.

1.2. CONSIDERACIONES GENERALES

La Planificación se considera en la actualidad de vital importancia para

una empresa en crecimiento y como herramienta fundamental para orientar

la dirección de la organización y alinear a la misma hacia la consecución de

los objetivos propuestos. En tal sentido la empresa Aguas de Mérida

sustentado en su nueva filosofía de gestión, estableció las líneas

estratégicas, que constituyen la directriz central de la organización para el

año 2002 y cuyo logro es responsabilidad y compromiso de cada una de las

unidades que la integran.


4

Para el año 2002, Las Gerencias y Sub-Gerencias formularon el Plan

Operativo (POA 2202), instrumento que concreta la acción estratégica de la

empresa en un conjunto de objetivos y resultados específicos, previamente

definidos, a los cuales se les estiman los recursos presupuestarios y

financieros requeridos para su ejecución y/o logro, también se identifican los

indicadores, que permiten dar seguimiento y evaluar el cumplimiento de los

objetivos propuestos.

1.3. FILOSOFIA DE GESTIÓN DE LA EMPRESA Aguas de Mérida, C.A., garantiza de manera efectiva y oportuna, la

administración de la prestación de los servicios públicos de agua potable,

recolección, tratamiento y disposición de aguas servidas, y preserva los

recursos hídricos, protege el ambiente y contribuye a elevar la calidad de

vida de la población del estado Mérida. 1.4. VISIÓN Aguas de Mérida, C.A., aspira ser una empresa hidrológica moderna y

eficiente, líder en el país y reconocida en el ámbito internacional, en continuo

crecimiento y desarrollo, con capacidad técnica y financiera, orientada a

satisfacer las necesidades del servicio a toda la población del Estado Mérida,

promoviendo el equilibrio ambiental, la participación protagónica de las

comunidades y el compromiso de las municipalidades.

1.5. OBJETIVO GENERAL Garantizar de manera efectiva y oportuna, la administración de la

prestación de los servicios públicos de abastecimiento de agua potable,


5

recolección, tratamiento y disposición de aguas servidas a la población del

Estado Mérida, con la participación protagónica de las comunidades y

municipios, preservando los recursos hídricos y protegiendo el ambiente.

1.6. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: 1.6.1. Garantizar bajo un enfoque sistémico y estratégico, la formulación,

ejecución, control y seguimiento de los planes integrales de desarrollo, de los

servicios de agua potable y alcantarillado sanitario en el Estado Mérida,

promoviendo la participación comunitaria y municipal, preservando los

recursos hídricos y protegiendo el ambiente.

1.6.2. Garantizar la plataforma de Tecnología de la información, Sistemas

Integrados (TI/SI) y de procesos a todas las áreas de la empresa, de forma

oportuna, confiable y veraz, a través de la búsqueda del continuo proceso de

aprendizaje adaptativo-creativo ante las exigencias de cambio.

1.6.3. Evaluar la factibilidad y viabilidad técnica de proyectos, estudios y

planes de inversión, así como las factibilidades de servicio, a través de la

supervisión técnica y asesorías ambientales, en la ejecución de las

inversiones en infraestructura, promoviendo la participación de las

comunidades y las municipalidades.

1.6.4. Desarrollar una investigación jurídica permanente, para garantizar

que la empresa se desenvuelva dentro del marco jurídico – legal actual y,

atender los asuntos jurídicos, contractuales y administrativos laborales, así

como impulsar junto con los Municipios, el cumplimiento de los Contratos de

Delegación y en especial la elaboración del Plan de desarrollo e Inversiones

y la fórmula estructural tarifaría de la empresa.


6

1.6.5. Garantizar un efectivo sistema de comercialización del servicio de

agua potable a través de los procesos de medición, facturación y control de

clientes, que propendan al autofinanciamiento del servicio en el Estado

Mérida.

1.6.6. Planificar, coordinar y ejecutar las actividades de operación,

mantenimiento y comercialización, a fin de determinar las necesidades de

operación, mantenimiento y comercialización, a fin de determinar las

necesidades de inversión que garanticen la prestación de los servicios de

abastecimiento de agua potable y saneamiento de manera efectiva y

continua, en los municipios de las Zonas Metropolitana, Mocoties,

Panamericana, Páramo, Sucre y e El Vigia, promoviendo la participación de

las comunidades atendidas y de las autoridades municipales, preservando

los recursos hídricos y protegiendo el ambiente para elevar la calidad de vida

de las personas.

1.6.7. Promover la participación y organización comunitaria en la gestión

de los servicios de agua potable y saneamiento en los acueductos del estado

Mérida, con el propósito de optimizar las condiciones sanitarias y ampliar la

cobertura de este servicio.

1.6.8. Garantizar la optimización de los recursos financieros, a través de

la implementación de programas y políticas administrativas, contables y

presupuestarias que aseguren la autosustentabilidad financiera de la

empresa. Apoyar a las áreas de operación, mantenimiento y soporte a través

de procesos óptimos que garanticen de manera efectiva y oportuna la

prestación del servicio.


7

1.7. LÍNEAS ESTRATEGICAS DE AGUAS DE MÉRIDA PARA EL AÑO 2002

1.7.1. Fortalecimiento de la prestación del servicio de abastecimiento

de agua potable y alcantarillado sanitario en todos los municipios del estado.

1.7.2. Diseño y formulación de planes ambientales orientados a la

preservación y conservación de las cuencas abastecedoras a través de

Coordinaciones Interinstitucionales.

1.7.3. Implantación, evaluación, seguimiento y ajustes a la estructura

organizativa de Aguas de Mérida.

1.7.4. Integración en los procesos de las áreas de Operaciones y

Comerciales.

1.7.5. Gestión de recursos financieros a través de fondos públicos y/o

privados, para la ejecución de inversiones del sector agua, en el Estado

Mérida.

1.7.6. Incremento de la cobertura de micromedición, en los acueductos

mayores.

1.7.7. Creación y aplicación de mecanismos efectivos de control,

evaluación y seguimiento de gestión, en cada una de las áreas de la

empresa.

1.7.8. Fortalecimiento técnico, gerencial y equipamiento operativo de

las Subgerencias que conforman la empresa.


8

1.7.9. Diseño e implantación de la estructura de costos de agua

potable y saneamiento, para cada uno de los sistemas administrados por

Aguas de Mérida.

1.7.10. Diseño e implantación de campaña promocional de Aguas de

Mérida, dirigida a los clientes internos y externos de la empresa.

1.7.11. Diseño e implantación de una estrategia social, que propicie la

relación comunidad – Aguas de Mérida.

Capítulo II – Estado Actual del Sistema de Bombeo _____________________________________________________________________________

9

CAPITULO II

ESTADO ACTUAL DEL SISTEMA DE BOMBEO DE LAS SUBESTACIONES QUE SURTEN AGUA A LA CIUDAD DE MÉRIDA

2.1. ESTACIÓN DE BOMBEO LA VUELTA

Está ubicada en la entrada Norte de la Ciudad de Mérida, en el sector

La Vuelta de Lola.

Es una subestación que comprende 2 tanques, uno cuadrado

superficial de concreto armado, con capacidad de 600 m2, altura útil 3,60 m y

ancho de 3,5 m2, el otro Redondo superficial de concreto armado, con

capacidad de 1200 m2, diámetro 16 m y altura útil 6 m. También comprende

2 motobombas: con accionamiento de motores trifásico, 60 Hz, 15 Hp, 3480

RPM, 450/220 V, 35.5 – 17.5 Amp, con arranque en conexión triangulo –

estrella, las cuales bombean el caudal de agua que viene por dos tuberías de

Hierro Fundido de 30 pulgadas de diámetro de la subestación Eduardo

Jáuregui. ( el Vallecito, Planta Nueva), la cual procesa el agua potable que es

consumida por la población.

Es de destacar que en la actualidad se están realizando trabajos de

mantenimiento en los tanques y en la estructura donde se encuentran las

motobombas.

En la Figura 2.1 se muestra el estado actual de las motobombas de 15

HP.


10

Figura. 2.1 Motobomba de 15 HP.

En la Figura 2.2 se muestra el tablero de conexiones del sistema de

encendido y apagado las motobombas por medio de contactores, réles,

temporizadores, y transformadores de corriente y voltaje.

Figura. 2.2 Tablero de control de las Motobombas de 15 HP.


11

En las Figuras 2.3 y 2.4 se muestran los tanques superficiales, tanto

del cuadrado como del redondo.

Figura. 2.3 Tanque Superficial Redondo de Concreto Armado.

Figura. 2.4 Tanque Superficial Cuadrado.


12

El sistema de tuberías que se encuentran en la actualidad se muestra

en la Figura 2.5

Figura. 2.5 Sistema de Tuberías que comprenden la subestación La

Vuelta.

2.2. ESTACIÓN DE BOMBEO LOS CHORROS

Se encuentra ubicada dentro del complejo universitario Norte

Ingeniería Forestal.

Es una subestación que consta de 3 motobombas: con accionamiento

de motores trifásico, 60 Hz, 115 HP, 3555 RPM, 440/220 V, 130 – 260 Amp,

con arranque en conexión triangulo - estrella, además esta constituida por

una caseta donde se encuentra el sistema eléctrico y de potencia que hacen

accionar las bombas.

De aquí salen dos tuberías de hierro fundido de 30 pulgadas hacia el

núcleo universitario de la Hechicera, donde se encuentra un tanque


13

superficial circular de concreto potenzado con capacidad de 1000 m3, altura

util de 6 m., diámetro 15 m. el cual surte de agua a la zona norte de la

ciudad, específicamente: El Núcleo Universitario La Hechicera, Barrio San

Pedro, Residencias Campo Neblina, Residencias la Hechicera, así como

también a la Urbanización Santa Ana y Barrio Santa Anita.

En la Figura 2.6 se muestra la caseta donde se encuentra el sistema

eléctrico y de potencia que accionan a las motobombas

Figura. 2.6 Caseta donde se encuentra el sistema eléctrico y de potencia

En la Figura 2.7 se muestra la fosa donde están ubicadas las

motobombas.


14

Figura. 2.7 Fosa donde se encuentran las motobombas.

Cabe destacar que para el momento de redactar este informe se

encuentra fuera de servicio una de las motobombas por motivo de

mantenimiento preventivo, en las Figuras 2.8 y 2.9 se muestran las tuberías

de accionamiento y expulsión de agua.


15

Figura. 2.8 Tubería de accionamiento de agua.

Figura. 2.9 Tubería de Expulsión de agua.


16

En la Figura 2.10 se muestra una de las motobombas que esta

situada en la fosa de la subestación Los Chorros.

Figura. 2.10 Motobomba de la Subestación Los Chorros.

2.3. ESTACIÓN DE BOMBEO EDUARDO JÁUREGUI (PLANTA

VIEJA)

En los años 60 esta era la subestación que suministraba agua a la

ciudad, recordando que la población que existía para ese momento no

ameritaba de otra subestación.

Esta ubicada en la zona Noroeste de la ciudad, específicamente en la

Hoyada de Milla, la cual consta de un estanque subterráneo de concreto

armado con capacidad de 4300 m3 , área 949 m2 , altura de profundidad 4,30

m, y altura útil de 3,60 m., también existe un tanque de hierro aéreo con

capacidad de 2000 m3 y una motobomba: con accionamiento de motor


17

trifásico , 60 Hz, 1430 RPM, 440/220 V, 82 Amp, con arranque en conexión

triangulo – estrella.

En la Figura 2.11 se muestra el tanque aéreo de aluminio.

Figura. 2.11 Tanque aéreo de aluminio.

En esta subestación el estanque subterráneo de concreto armado esta

dividido en 8 partes o cuadros, en donde cada uno de ellos cumple una

función especifica de mezclado de soluciones químicas para purificar el agua

y así ser llevada a la población en forma optima y saludable, en la Figura

2.12 se muestra parte de este estanque.


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Figura. 2.12 Estanque subterráneo con sus respectivas divisiones.

En la Figura 2.13 se muestran las llaves de paso donde se mezclan

las sustancias químicas para así ser llevadas a sus respectivos tanques y

luego ser distribuida a la población.

Figura. 2.13 Llaves de paso del mezclado de sustancias químicas.


19

En la Figura 2.14 se muestra la motobomba que acciona agua desde

el tanque principal hacia el tanque de aluminio, que luego es suministrada a

la población, y en la figura 2.15 se muestra el tablero que acciona dicha

motobomba.

Figura. 2.14 Motobomba Subestación Eduardo Jáuregui.


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Figura. 2.15 Tablero de Control de la Motobomba.

En el sótano de la subestación se encuentra una serie de tuberías

que sirven para llevar el agua de los diferentes tanques de mezclado hacia el

tanque principal, en este caso el tanque de aluminio. En la Figura 2.16 se

muestran dichas tuberías.


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Figura. 2.16 Tuberías que se encuentran en el sótano de la Subestación.

2.4 ESTACIÓN DE BOMBEO ENRIQUE BUORGOIN (PLANTA NUEVA) Esta ubicada en el sector del Vallecito, vía trasandina hacia la

población de Tabay.

Es una subestación muy parecida a la Eduardo Jáuregui, con la

diferencia que en esta existe un diquel donde llega el agua del rió Mucujun,

para luego ser llevada a unos tanques especiales, que se encargan del

proceso de filtrado y sedimentación de dicha agua, para así ser llevada a los


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tanques de mezclado de sustancias químicas, para ser trasladada hacia la

subestación la Vuelta y Enrique Jáuregui, y de allí ser distribuida hacia toda

la ciudad.

Por razones de seguridad de dicha subestación no se pudo tomar

fotos para poder explicar su sistema; las únicas fotos que se tomaron fueron

del exterior de la subestación.

Aquí existen 3 pares de bombas, las cuales serán descritas en forma

detallada: Bomba de lavado y llenado, vertical, tipo Sumergible vertical, con 3

etapas, altura máxima de 12 m., tamaño del cabezal 10' x 6', impulsor tipo

estrella, con accionamiento de motor trifásico, 60 Hz, 20 HP, 1755 RPM,

460/230 V, 52 Amp, con arranque en conexión triangulo – estrella.

Bomba para el hidroneumático: tipo bomba turbina vertical, altura 12

m, tamaño del cabezal 12' x 6', con accionamiento de motor trifásico , 60 Hz,

25 HP, 1760 RPM, 460/230 V, 62 Amp, con arranque en conexión triangulo –

estrella.

Sistema de bombeo hidroneumático: con accionamiento de motor

trifásico, 60 Hz, 25 HP, 1760 RPM, 460/230 V, 62 Amp, con arranque en

conexión triangulo – estrella. cada bomba esta conectada con 2 válvulas una

de entrada y una de salida.

En la figura 2.17 se muestra este tipo de motobomba.

Figura 2.17 Motobomba Tipo Campana. Tomado de: Manual de

Motobombas [ 3 ].


23

Los tanques de tratamiento son iguales a la de Planta Vieja Eduardo

Jáuregui, cada uno controlado por un sistema autómata marca Motorola.

Los filtros de mediciones marca BIE se encuentran en un tablero

separado.

Para el control de lecturas existe un instrumento marca Jasco, tipo SR

400, cm 1/94005, bat 05/1998, Germany.

Todas las subestaciones están controladas por un PLC Motorola

Moscad / Moscad-l vía URL, que es un sistema Scada que controla

solamente el llenado y vaciado de los tanques. Dicho sistema se encuentra

en la subestación Eduardo Jáuregui (Planta Vieja), en un salón adaptado

para tal función. El operador observa la computadora y ve en que nivel se

encuentra el tanque para ese momento, y decide si hay que encender o

apagar la motobomba de cualquiera de las subestaciones en control. Este

sistema no controla las sobrecorrientes o sobretensiones de las

motobombas. En las Figuras 2.18, 2.19 y 2.20 se muestra dicho sistema.

Figura. 2.18 Sistema Moscad / Moscads-l Motorola Subestación la Vuelta.


24

Cuarto o salón de control del sistema Moscad / Moscad-l

Figura. 2.19 Sistema Moscad / Moscad-l Principal.

Figura. 2.20 Computadora Central de Monitoreo de las Subestaciones.

Capítulo III – Controladores Lógicos Programables (PLC) _____________________________________________________________________________

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CAPITULO III

CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (PLC) Y DISPOSITIVOS

DE ENTRADAS/SALIDAS

3.1 Antecedentes

Los PLC son básicamente, un equipo electrónico compuesto por:

• Microprocesador

• Interface Entradas/Salida

• Memoria

En esta última reside el programa de aplicación, desarrollado por el

usuario, quien tiene las estrategias de control.

Los primeros PLC fueron sustitutos de relés cableados, sólo tenían

entrada/salida digital sin interfaz o comunicación con el operador.

Aparecieron entonces las interfaces sencillas con el operador, las cuales

fueron evolucionando hasta convertirse en interfaces cada vez más

complejas a medida que los PC debían encargarse de problemas de

automatización más complicados. Así se pasa de un tablero de botones y

lámparas de entrada/salida a las pantallas gráficas a todo color que se

presentan en SCADA (supervisory control and data acquisition) en una red.

Actualmente, los PLC poseen numerosas funciones de control y

entrada/salida analógica. Han ido más allá de su punto de origen: el mundo

Capítulo III – Controladores Lógicos Programables (PLC) _____________________________________________________________________________

26

digital (contactos de entrada y salida de conmutador y sensor binario para

accionar motores y disparar solenoides).

Los PLC son rápidos, corren un ciclo de entrada-cálculo-salida en

milisegundos.

Los PLC son computadoras sencillas y resistentes que incorporan pocos

periféricos e incluyen sistemas operativos (OS) simples.

Los lenguajes RLL (Relay Ladder Logic) para PLC usualmente incluyen

bloques de funciones que pueden ejecutar funciones complejas de control y

matemática (por ejemplo algoritmo PID).

Los PLC utilizan redes propietarias y otros pueden utilizar redes de área

local. De cualquier manera, las funciones de comunicación son las mismas

(buscar y colocar registros).

3.2 Características de los PLC

• Ejecución de lógica a alta velocidad (milisegundos).

• Gran confiabilidad

• Programación de Relay Ladder Logic (RLL) y diagramas de funciones

en secuencia.

• Funcionamiento de controlador autónomo

• Bajo costo y bajo consumo de energía

• Permite lazos de instrucciones repetibles

• Capacidades reprogramables localmente

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Automatización Del Sistema de Bombeo de Las Subestaciones Aguas de Mérida Que Surten a La Ciudad de Mérida