Automatización y Sistemas de Control

En la Ing. Sanitaria

Ing. Domingo Tavella

Especialización en Ing. Sanitaria2007

• Asegurar las normas de calidad.

• Adaptación a las variaciones en los procesos.

• Telecontrol y mediciones de parámetros en tiempo real aseguran confiabilidad.

• Minimizar desvíos por decisiones de operación errónea.

• A mayor control y Automatización, más productividad.

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¿PORQUE AUTOMATIZAR?

¿Para que Controlar un Proceso?

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• Asegura:• 1- Calidad de la producción.• 2- Cantidad.• 3- Adaptación de los procesos en función de las

variaciones de los parámetros.• 4- Pone al alcance de los expertos la visualización

de los parámetros de las instalaciones.• Los proyectos de automatización de procesos,

representan innovaciones tecnológicas importantes, con serio impacto en la gestión de las Empresa.

Aspectos económicos de un Sistema de Control

• Inversiones directas: En equipamiento electrónico rondan entre el 3 a 5% de la instalación en Gral. dependiendo de la envergadura de la obra.

• Beneficios obtenidos: • 1- Calidad acorde a Estándares.• 2- Consumo ajustado de los insumos (Ahorro en

insumos).• 3- Producción flexible y ajustada a la demanda.• 4- Reducción de los costos de operación.

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Componentes de un Sistema de Control típico.

• 1- PLC: Controlador lógico programable.• 2- PC-Terminales de Dialogo: Ordenadores.• 2- Sensores paramétricos: Elementos que transforman un

parámetro hidráulico, químico, mecánico en una señal eléctrica.

• 3- Sensores de Señales digitales: En general son las generadas por contactos secos. (Llaves conmutadoras reles, etc.)

• 4- Actuadores: Comprenden los paramétricos (Posicionadores de válvulas, variadores de frecuencia, bombas dosificadoras etc) y los digitales (señales on-off)

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Parámetros típicos a Medir

• 1- Hidráulicos: Presión, Caudales, Nivel, etc.

• 2- Calidad: Ph, Turbiedad, Conductividad, Cloro libre, Amonio, Nitratos, etc.

• 3- Mecánicos Físicos: Temperatura, Vibraciones, RPM etc.

• 4- Eléctricos: Potencia, Tensión, Corriente, etc.

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PLC Típico

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Formado fundamentalmente: Por Fuentes de Alimentación, CPU, Módulos de entradas y salidas (digitales y analógicas), de comunicaciones y especializados

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Esquema funcional de un PLC ySus Entradas Salidas

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Jerarquía de un Sistema de Control

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Esquema de Control de una Planta Potabilizadora

Elev.1

Elev.2

LavadoFiltros

Bbas Impelentes

Filtros B

Filtros IX-X-XI-XII

Sector C

Filtros I a VI

Dosificación

Cloración

Ajuste Ph

I

Ejemplo de Distribución de Autómatas

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Arquitectura de Control en Planta Depuradora Norte

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Planta Depuradora Norte Esquema Funcional

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Sistema de Telemetría y Control

• En función de la distribución geográfica de las Plantas, la topología de telesupervisión puede ser viable a través de: Radio Frecuencias, líneas telefónicas, GPRS, Redes Corporativas (VPN), etc.

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Telemetría y Control de un Sistema de Provisión de Agua

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Sistemas SCADA

• Como indican sus siglas en Inglés SCADA (Supervisory Control and Data Adquisition) es un sistema para la supervisión, control y adquisición de datos, de los equipos instalados en campo (PLC, Sensores, Actuadores, Instrumentos) de esta manera se registra y concentra la información adquirida del Proceso Automatizado, optimizando el funcionamiento y el control del mismo.

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Características Generales de Sistemas SCADA

• Visualización de Procesos• Concentración y Almacenamiento de Datos• Telecomando de Equipos Instalados en Campo• Configuración de Sistema de Alarmas• Gestión de Supervisión• Curvas de Tendencias de Datos• Tratamiento de Balances (Estadísticas sobre

funcionamiento del proceso)

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Sistema Supervisor SCADA - Mimico

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Sistema Supervisor SCADA – Generación de Curvas

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Sistema Supervisor SCADA – Registro de Alarmas

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Ejemplo de Autorización de un Telecomando

Control a lazo abierto

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Son Simples y se utilizan en sistemas con actuadores precisos dada que la salida no se realimenta a la entrada y no tiene la posibilidad de corregir errores.

Control a lazo cerrado

Se utiliza para controles precisos dado que permite el Autoajuste

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Ejemplos de Control a Lazo Abierto y Cerrado

Lazo CerradoDosificación de Coagulante

Lazo AbiertoDosificación Polielectrolito

TABLERO ELECTRICO PARA COMANDO DE:3 Bombas con variadores de velocidad2 Bombas dosificadoras de hipoclorito1 Sensor de Nivel Cisterna1 Sensor de Presión en Red Distribución1 Caudalímetro Salida Cisterna

PC

Fuente de alimentación de

emergencia (UPS) 1000WRADIO

CISTERNAEstación Maestra o

MTU ( Master Terminal Unit)

Se visualizan las variables controladas con PC

POZO 1 POZO 2

Instalación Sistema SCADA* con RTU

Cable enterrado que comunica con RTU instalado en Pozo 1

Ejemplo especificaciones de un Sistema de Automatismo

• Automatismo de 2 pozos a cisterna + bombeo a red

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Descripción del sistema de Automatismo

*SCADASupervisory Control And Data Adquisition

Sistemas de control en los que el proceso esta distribuido en grandes áreas geográficas.Para monitorear variables de campo y comandar el sistema a distanciaPartes

RTU ( Remote Terminal Unit)Reciben señales de los sensores de campo y comandan los elementos finales de control.Estación maestra o MTU ( Master Terminal Unit )Interroga y transmite consignas a las RTUInternase operador

Presentación de variablesAlarmasHistóricos

Ejecuta software especializado: Software SCADASistema de ComunicacionesLínea TEL, Fibra óptica, Radio, Microondas, Comunicación satelital, red industrial de alta velocidad, Internet, PLC...

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Bibliografía:• Ingeniería Moderna de Control – (Katsuhiko Ogata).• Sistemas Digitales de Control de Proceso – (Ing. Sergio V. Szklanny).• Biblioteca Aysa.• Sitios Web de las firmas: Schneider Electric, Siemens, ABB.

Honeywell. Etc.

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