1、AUTOMATIZACION Y CONTROL DE UN PROCESO DE DESTILACION DE ALCOHOL CRUDO Y ETLICO POR MEDIO DE UN PAC ControlLogix, CON REDUNDANCIA EN CONTROL Y COMUNICACIN, USANDO RSLogix 5000 V16 E INTOUCH 10.0,INTRODUCCION,La realizacin del proyecto comprendi en la seleccin, instalacin y puesta en marcha de un nue
2、vo sistema de control y visualizacin del proceso de la planta de destilacin de Alcohol de CODANA.,OBJETIVOS,Asegurar la eficiencia del proceso, disminuyendo tiempos en paradas y en controles manuales. Utilizar equipos de ltima generacin en el control y monitoreo del nuevo sistema. Garantizar la cali
3、dad del producto en todas las etapas del proceso. Eliminar o disminuir al mnimo el grado de congneres en el producto.,INFORMACION DEL PROYECTO,CAPITULO IProceso de elaboracin de alcohol. CAPITULO IIAnlisis y diseo de sistema de control. CAPITULO IIIMonitoreo del proceso. CAPITULO IVInstrumentacin y
4、lazos de control PID.,CAPITULO I,DESCRIPCION DEL PROCESO PARA ELABORAR ALCOHOL,COLUMNAS DE DESTILACION DE ALCOHOL,DESTROZADORA C-512. HIDROSELECTORA C-536. RECTIFICADORA C-540. DESMETILIZADORA C-550.,DESTROZADORA C-512,En esta columna se introduce el vino. Realiza una separacin de todas las impureza
5、s no voltiles, que consisten bsicamente en materia orgnica y sales minerales, los vapores alcohlicos extrados tienen una concentracin aproximada de 70 a 90 GL. El agua eliminada conteniendo todas estas impurezas es lo que se llama vinaza.,COLUMNA DESTROZADORA C-512,HIDROSELECTORA C-536,La columna ha
6、ce un lavado del alcohol con el fin de realizar la separacin de los compuestos menos voltiles, basndose en que la mezcla de pentanoles, propanol, isobutanol, etc. que se forma no es miscible con el agua. El alcohol sale por la parte inferior de la columna, con un grado alcohlico de 10-15 GL, casi li
7、mpio de impurezas voltiles excepto metanol.,COLUMNA HIDROSELECTRORA,RECTIFICADORA C-540,Esta columna tambin llamada concentradora eleva el grado alcohlico desde 10-15 hasta 96 GL y completamente limpio de impurezas como los aceites isopropanol, amidas , aminas, con la excepcin del metanol. Hasta hac
8、e unos aos, este era el alcohol comercial.,COLUMNA RECTIFICADORA,DESMETILIZADORA C-550,En esta columna tambin llamada como repase final, se produce la separacin del metanol y el etanol. El alcohol entra por la parte superior, concentrndose el metanol en la cabeza de la columna de donde se extrae. El
9、 alcohol se saca por la parte inferior de la columna, limpio de impurezas y con un grado de 96,5 GL.,COLUMNA DEMETILIZADORA,CAPTULO II,ANALISIS Y DISEO DEL SISTEMA DE CONTROL Y COMUNICACIN REDUNDANTE UTILIZANDO UN PAC CONTROL LOGIX 5561 MANEJADO CON EL SOFTWARE DE PROGRAMACION RSLOGIX 5000.,NECESIDA
10、DES Y REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA DE CONTROL,El proceso de destilacin de alcohol es un proceso crtico donde se requiere que el control sea un sistema confiable, seguro, veloz y sin perdidas de comunicacin. El ambiente en el proceso contiene lquidos y gases inflamables. Monitoreo continuo en tiempo re
11、al de variables como temperaturas, presiones, flujos y niveles. Flexibilidad para modificaciones y posibles ampliaciones del sistema de control.,Criterios para la seleccin del PAC ControlLogix 5561,Combinacin de mltiples redes de comunicacin y mdulos de entradas salidas sin restriccin. Amplio rango
12、de mdulos de entradas/salidas analgicos y digitales, las que demande el tipo de aplicacin. Capacidad de diferentes niveles y tipos de redundancia. Mltiples lenguajes de programacin. Equipos con seguridad intrnseca. Alta velocidad de comunicacin y procesamiento.,COMPONENTES DE SISTEMA (HARDWARE).,CHA
13、SIS,Es donde residen todas las tarjetas de la familia ControlLogix. Provee una alta velocidad de comunicacin entre los mdulos. Provee una fuente de alimentacin para el backplane. Viene en medidas de 4, 7, 10, 13 y 17 slots.,CHASIS,CPU,Controlador escalable capaz de direccionar una gran cantidad de p
14、untos de E/S. Mltiples controladores en el mismo chasis. El sistema operativo multitarea admite 32 tareas configurables que pueden priorizarse. En el panel frontal del procesador se encuentra una llave para seleccionar el modo de operatividad del controlador.,ControlLogix 1756-L61,MODULO DE REDUNDAN
15、CIA,Transparencia de sincronizacin. Transparencia de la conmutacin. Conmutacin ordenada por el usuario. Coherencia de las salidas en la conmutacin. Reaccin ante una inminente prdida de alimentacin elctrica del chasis. Sustitucin en lnea del mdulo de redundancia.,MODULO DE REDUNDANCIA 1756-SRM,MODULO
16、S DE ENTRADAS Y SALIDAS DISCRETAS,Utiliza el modelo de conexin de red productor/consumidor en el backplane. Deteccin de fallo a nivel de mdulo (estndar) o a nivel de punto con E/S de diagnstico. Bloques de terminales extrable con conexiones de resorte o tornillo. Caracterstica RIUP. Hardware de cabl
17、eado(1492).,MODULOS DE I/O 1756-IB16,MODULOS DE ENTRADAS Y SALIDAS ANALOGICAS,Compacto, modular. Intrnsecamente seguro para aplicaciones peligrosas. Se ahorran los largos tendidos de cableado o los cables de mltiples ncleos en la canaleta. Un chasis Flex soporta hasta un mximo de ocho mdulos. Un mxi
18、mo de 64 entradas analgicas o 32 canales de salidas analgicas por nodo.,MODULOS DE I/O 1797-IE8,MODULOS DE COMUNICACIN CONTROLNET,Para el diseo y la implementacin de la red de comunicacin usada en este proyecto se escogieron los mdulos que ms se adecuaban a los requerimientos. 1756-CNBR/E. 1756-CN2R
19、/A. 1794-ACNR15.,MODULO1756-CNBR/E.,Proporcionan la redundancia de la red CONTROLNET. Enclavamiento de seguridad entre los controladores de ControlLogix. Velocidad de transmisin de datos de 5Mbps.,MODULO1756-CN2R/A.,Es quien hace posible el intercambio de datos con el chasis remoto donde se encuentr
20、an las tarjetas de entradas y salidas discretas en la red redundante.,MODULO1794-ACNR15,Es el que hace posible el envo y recepcin de datos de mdulos FlexLogix con el resto del hardware en la red.,MODULO DE COMUNICACIN DE RED ETHERNET 1756-ENBT/A,Enlace para una red Ethernet entre controladores Contr
21、olLogix y otros dispositivos conectados a la red. Caracterstica RIUP. Acta como adaptador para E/S distribuidos en vnculos Ethernet/IP remotos. Velocidad de comunicacin de 10/100 MBPS. Soporta un mximo de 64 conexiones TCP/IP.,ARQUITECTURA IMPLEMENTADA,PROTOCOLOS DE COMUNICACIN MANEJADOS POR CONTROL
22、LOGIX,FULL DUPLEX DF1 DATAHIGHWAY PLUS DH+ CONTROLNET ETHERNET/IP,HERRAMIENTAS DE SOFTWARE PARA LA PROGRAMACION.,RSLinx (Comunicacin y configuracin de redes para equipos AB). RSLogix5000 ( Software de Programacin de Controladores AB). BOOTP-DHCP Server( Configuracin de equipos con comunicacin Ethern
23、et de AB). ControlFlash( Actualizacin de Firmware de equipos AB).,CAPITULO III,DESCRIPCION DE MONITOREO DEL PROCESO PARA LA DESTILACION DE ALCOHOL Y COMUNICACIN DEL SISTEMA,NECESIDADES DE UN SCADA,Alto numero de variables. Informacin en tiempo real. Facilitar operaciones en planta. Acceso de informa
24、cin para toma de decisiones tanto operativas(mantenimiento) como gerenciales. La complejidad del proceso hacen que la mayoria de las acciones sean iniciadas por un operador.,INTOUCH 10.0,COMPONENTES DE INTOUCH.,APLICATION MANAGER,COMPONENTES DE INTOUCH.,WINDOWS MAKER,COMPONENTES DE INTOUCH.,WINDOWS
25、VIEWER,CARACTERISTICAS DE INTOUCH.,Versatilidad y facilidad de uso. Librera completa de smbolos y grficos. Animacin grafica. Escalabilidad de un simple nodo HMI a un sistema de visualizacin integral. Compatibilidad reversa completa.,HERRAMIENTAS Y APLICACIONES DE INTOUCH.,Recipe Manager Manejo de Re
26、cetas a travs de InTouch.SQL Access Acceso, modificacin, creacin y borrado de tablas de bases de datos.Histrico de 8 plumas Mostrar 8 variables simultneamente.Symbol Factory Alrededor de 800 grficos en 21 categoras industriales,SOFTWARE PARA ADQUISICION DE DATOS Y VISUALIZACION.,InTouch. 10.0 DASABC
27、IP 3.5.,DESTROZADORA C-512,HIDROSELECTORA C-536,RECTIFICADORA C-540,DESMETILIZADORA C-550,CAPITULO IV,INSTRUMENTACIN y PID., POR QUE ES NECESARIO CONTROLAR UN PROCESO ?,Incremento de la productividad. Alto costo de mano de obra. Seguridad. Mejorar la calidad . Reduccin de tiempo de manufactura. Cert
28、ificacin (mercados internacionales).,CONTROLADOR PID,BLOQUE DE FUNCION PIDE (PID ENHANCED),Regulador PID real con ajuste independiente de GAIN, TI, TD. Accin de control directa e inversa. Modalidades de servicio: Manual, Detenido, Automtico y Override. Conmutacin manual/automtico sin brusquedad. Lim
29、itacin de magnitudes de posicionado en la modalidad de servicio Automtico. Alarmas de desviacin High-Low.,BLOQUE DE FUNCION PIDE (PID ENHANCED),ECUACIONES DEL BLOQUE PIDE,GANANCIAS DEPENDIENTES:DONDE: Kc: Ganancia del controlador. Ti: Tiempo de reposicin (minutos/repeticin). Td: Tiempo derivativo (m
30、inutos). CV: Variable de control. E: Error,ECUACIONES DEL BLOQUE PIDE,GANANCIAS INDEPENDIENTES:DONDE: Kp: Ganancia proporcional(adimensional). Ki: Ganancia Integral (1/seg). Kd: Ganancia Derivativa (seg).,INSTRUMENTACIN,Actualmente la industria moderna requiere de instrumentacin de control y medicin
31、, para optimizar sus procesos productivos.,INSTRUMENTACION INSTALADA EN EL PROCESO.,MEDICION DE TEMPERATURA. RTD TST 41N y los indicadores/transmisores TMT142,INSTRUMENTACION INSTALADA EN EL PROCESO.,MEDICION DE PRESION. PMP75,INSTRUMENTACION INSTALADA EN EL PROCESO.,MEDICION DE NIVEL PMD75,INSTRUME
32、NTACION INSTALADA EN EL PROCESO.,MEDICION DE FLUJO PROMASS 83F15.,CONCLUSIONES.,Con el software InTouch 10.0, el operador tiene una poderosa herramienta para el monitoreo del todo el proceso desde el ingreso de vino hasta el almacenamiento de alcohol etlico. Comunicacin fiable, determinista y robust
33、a y veloz como lo es ControlNet, adems de que se la implemento esta red en redundancia. La redundancia en control proporciona la seguridad de que se tiene gobierno sobre el proceso en todo instante. Proteccin contra explosiones basado en el criterio de prevencin. Uso de instrumentos de ltima tecnologa nos asegura una correcta y fiable lectura de las variables del proceso,
