AUTOMATIZACION Y CONTROL DE UN PROCESO DE DESTILACION DE ALCOHOL CRUDO Y ETÍLICO POR MEDIO DE UN PAC ControlLogix, CON REDUNDANCIA EN CONTROL Y COMUNICACIÓN, USANDO
Similar a AUTOMATIZACION Y CONTROL DE UN PROCESO DE DESTILACION DE ALCOHOL CRUDO Y ETÍLICO POR MEDIO DE UN PAC ControlLogix, CON REDUNDANCIA EN CONTROL Y COMUNICACIÓN, USANDO
Similar a AUTOMATIZACION Y CONTROL DE UN PROCESO DE DESTILACION DE ALCOHOL CRUDO Y ETÍLICO POR MEDIO DE UN PAC ControlLogix, CON REDUNDANCIA EN CONTROL Y COMUNICACIÓN, USANDO (20)
Planificacion Anual 2do Grado Educacion Primaria 2024 Ccesa007.pdf
AUTOMATIZACION Y CONTROL DE UN PROCESO DE DESTILACION DE ALCOHOL CRUDO Y ETÍLICO POR MEDIO DE UN PAC ControlLogix, CON REDUNDANCIA EN CONTROL Y COMUNICACIÓN, USANDO
1.
2. INTRODUCCION
La realización del proyecto comprendió en la
selección, instalación y puesta en marcha de un
nuevo sistema de control y visualización del
proceso de la planta de destilación de Alcohol de
CODANA.
3. OBJETIVOS
Asegurar la eficiencia del proceso, disminuyendo
tiempos en paradas y en controles manuales.
Utilizar equipos de última generación en el control y
monitoreo del nuevo sistema.
Garantizar la calidad del producto en todas las etapas
del proceso.
Eliminar o disminuir al mínimo el grado de congéneres
en el producto.
4. INFORMACION DEL PROYECTO
CAPITULO I
Proceso de elaboración de alcohol.
CAPITULO II
Análisis y diseño de sistema de control.
CAPITULO III
Monitoreo del proceso.
CAPITULO IV
Instrumentación y lazos de control PID.
6. COLUMNAS DE DESTILACION DE
ALCOHOL
DESTROZADORA C-512.
HIDROSELECTORA C-536.
RECTIFICADORA C-540.
DESMETILIZADORA C-550.
7. DESTROZADORA C-512
En esta columna se introduce el vino. Realiza
una separación de todas las impurezas no
volátiles, que consisten básicamente en materia
orgánica y sales minerales, los vapores
alcohólicos extraídos tienen una concentración
aproximada de 70 a 90º GL. El agua eliminada
conteniendo todas estas impurezas es lo que se
llama vinaza.
9. HIDROSELECTORA C-536
La columna hace un lavado del alcohol con el fin
de realizar la separación de los compuestos
menos volátiles, basándose 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
alcohólico de 10-15º GL, casi limpio de
impurezas volátiles excepto metanol.
11. RECTIFICADORA C-540
Esta columna también llamada concentradora
eleva el grado alcohólico desde 10-15 hasta 96º
GL y completamente limpio de impurezas como
los aceites isopropanol, amidas , aminas, con la
excepción del metanol. Hasta hace unos años,
este era el alcohol comercial.
13. DESMETILIZADORA C-550
En esta columna también llamada como repase
final, se produce la separación del metanol y el
etanol. El alcohol entra por la parte superior,
concentrándose el metanol en la cabeza de la
columna de donde se extrae. El alcohol se saca
por la parte inferior de la columna, limpio de
impurezas y con un grado de 96,5º GL.
15. CAPÌTULO II
ANALISIS Y DISEÑO DEL SISTEMA DE
CONTROL Y COMUNICACIÓN REDUNDANTE
UTILIZANDO UN PAC CONTROL LOGIX 5561
MANEJADO CON EL SOFTWARE DE
PROGRAMACION RSLOGIX 5000.
16. NECESIDADES Y REQUERIMIENTOS
DEL SISTEMA DE CONTROL
El proceso de destilación de alcohol es un
proceso crítico donde se requiere que el control
sea un sistema confiable, seguro, veloz y sin
perdidas de comunicación.
El ambiente en el proceso contiene líquidos y
gases inflamables.
Monitoreo continuo en tiempo real de variables
como temperaturas, presiones, flujos y niveles.
Flexibilidad para modificaciones y posibles
ampliaciones del sistema de control.
17. Criterios para la selección del PAC
ControlLogix 5561
Combinación de múltiples redes de comunicación y
módulos de entradas salidas sin restricción.
Amplio rango de módulos de entradas/salidas
analógicos y digitales, las que demande el tipo de
aplicación.
Capacidad de diferentes niveles y tipos de
redundancia.
Múltiples lenguajes de programación.
Equipos con seguridad intrínseca.
Alta velocidad de comunicación y procesamiento.
19. CHASIS
Es donde residen todas las tarjetas de la familia
ControlLogix.
Provee una alta velocidad de comunicación
entre los módulos.
Provee una fuente de alimentación para el
backplane.
Viene en medidas de 4, 7, 10, 13 y 17 slots.
21. CPU
Controlador escalable capaz de direccionar
una gran cantidad de puntos de E/S.
Múltiples 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.
22. ControlLogix 1756-L61
CPU 1756-L61
MEMORIA RAM 2 Mbytes
MEMORIA NO VOLATIL Si
DISIPACION MAX DE
POTENCIA 3.7 W
DISIPACION TERMICA
11.9
BTU/Hora
CORRIENTE DE
BACKPLANE 0.014 A
23. MODULO DE REDUNDANCIA
Transparencia de sincronización.
Transparencia de la conmutación.
Conmutación ordenada por el usuario.
Coherencia de las salidas en la conmutación.
Reacción ante una inminente pérdida de
alimentación eléctrica del chasis.
Sustitución en línea del módulo de redundancia.
25. MODULOS DE ENTRADAS Y
SALIDAS DISCRETAS
Utiliza el modelo de conexión de red
productor/consumidor en el backplane.
Detección de fallo a nivel de módulo (estándar) o
a nivel de punto con E/S de diagnóstico.
Bloques de terminales extraíble con conexiones
de resorte o tornillo.
Característica RIUP.
Hardware de cableado(1492).
27. MODULOS DE ENTRADAS Y
SALIDAS ANALOGICAS
Compacto, modular.
Intrínsecamente seguro para aplicaciones
peligrosas.
Se ahorran los largos tendidos de cableado o los
cables de múltiples núcleos en la canaleta.
Un chasis Flex soporta hasta un máximo de
ocho módulos.
Un máximo de 64 entradas analógicas o 32
canales de salidas analógicas por nodo.
29. MODULOS DE COMUNICACIÓN
CONTROLNET
Para el diseño y la implementación de la red de
comunicación usada en este proyecto se
escogieron los módulos que más se adecuaban
a los requerimientos.
1756-CNBR/E.
1756-CN2R/A.
1794-ACNR15.
30. MODULO1756-CNBR/E.
Proporcionan la
redundancia de la red
CONTROLNET.
Enclavamiento de
seguridad entre los
controladores de
ControlLogix.
Velocidad de transmisión
de datos de 5Mbps.
31. MODULO1756-CN2R/A.
Es quien hace posible
el intercambio de
datos con el chasis
remoto donde se
encuentran las
tarjetas de entradas y
salidas discretas en la
red redundante.
32. MODULO1794-ACNR15
Es el que hace
posible el envío y
recepción de datos
de módulos
FlexLogix con el
resto del hardware
en la red.
33. MODULO DE COMUNICACIÓN DE
RED ETHERNET 1756-ENBT/A
Enlace para una red Ethernet
entre controladores
ControlLogix y otros
dispositivos conectados a la
red.
Característica RIUP.
Actúa como adaptador para
E/S distribuidos en vínculos
Ethernet/IP remotos.
Velocidad de comunicación de
10/100 MBPS.
Soporta un máximo de 64
conexiones TCP/IP.
35. PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
MANEJADOS POR CONTROLLOGIX
FULL DUPLEX DF1
DATAHIGHWAY PLUS DH+
CONTROLNET
ETHERNET/IP
36. HERRAMIENTAS DE SOFTWARE
PARA LA PROGRAMACION.
RSLinx (Comunicación y configuración de redes para
equipos AB).
RSLogix5000 ( Software de Programación de
Controladores AB).
BOOTP-DHCP Server( Configuración de equipos con
comunicación Ethernet de AB).
ControlFlash( Actualización de Firmware de equipos
AB).
37. CAPITULO III
DESCRIPCION DE MONITOREO DEL PROCESO
PARA LA DESTILACION DE ALCOHOL Y
COMUNICACIÓN DEL SISTEMA
38. NECESIDADES DE UN SCADA
Alto numero de variables.
Información en tiempo real.
Facilitar operaciones en planta.
Acceso de información 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.
43. CARACTERISTICAS DE INTOUCH.
Versatilidad y facilidad de uso.
Librería completa de símbolos y gráficos.
Animación grafica.
Escalabilidad de un simple nodo HMI a un sistema
de visualización integral.
Compatibilidad reversa completa.
44. HERRAMIENTAS Y APLICACIONES
DE INTOUCH.
Recipe Manager
Manejo de Recetas a través de InTouch.
SQL Access
Acceso, modificación, creación y borrado de
tablas de bases de datos.
Histórico de 8 plumas
Mostrar 8 variables simultáneamente.
Symbol Factory
Alrededor de 800 gráficos en 21 categorías
industriales
51. ¿ POR QUE ES NECESARIO
CONTROLAR UN PROCESO ?
Incremento de la productividad.
Alto costo de mano de obra.
Seguridad.
Mejorar la calidad .
Reducción de tiempo de manufactura.
Certificación (mercados internacionales).
53. BLOQUE DE FUNCION PIDE (PID
ENHANCED)
Regulador PID real con ajuste independiente de
GAIN, TI, TD.
Acción de control directa e inversa.
Modalidades de servicio: Manual, Detenido,
Automático y Override.
Conmutación manual/automático sin brusquedad.
Limitación de magnitudes de posicionado en la
modalidad de servicio Automático.
Alarmas de desviación High-Low.
55. ECUACIONES DEL BLOQUE PIDE
GANANCIAS DEPENDIENTES:
BIAS
E
1
*
C
t
t
CV K E E t T
d
T
i
0
DONDE:
Kc: Ganancia del controlador.
Ti: Tiempo de reposición (minutos/repetición).
Td: Tiempo derivativo (minutos).
CV: Variable de control.
E: Error
56. ECUACIONES DEL BLOQUE PIDE
GANANCIAS INDEPENDIENTES:
BIAS
E
p i
t
t
CV K E K E t Kd
0
DONDE:
Kp: Ganancia proporcional(adimensional).
Ki: Ganancia Integral (1/seg).
Kd: Ganancia Derivativa (seg).
57. INSTRUMENTACIÓN
Actualmente la industria moderna requiere de
instrumentación de control y medición, para
optimizar sus procesos productivos.
58. INSTRUMENTACION INSTALADA EN
EL PROCESO.
MEDICION DE TEMPERATURA.
RTD TST 41N y los indicadores/transmisores TMT142
62. 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 etílico.
Comunicación fiable, determinista y robusta y veloz
como lo es ControlNet, además 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.
Protección contra explosiones basado en el criterio de
prevención.
Uso de instrumentos de última tecnología nos asegura
una correcta y fiable lectura de las variables del proceso