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Instituto Tecnológico de Costa Rica

1. 63 Ap ndice A 1 Glosario 64 Ap ndice A 2 Simbolog a y Abreviaturas 67 Ap ndice A 3 Tablas de asignaci n de variables y de estados para cada una de las compuertas y motobombas de drenaje de la galer a 68 Ap ndice A 4 Diagramas asincr nico de estados de las compuertas y las motobombas de drenaje 96 Ap ndice A 5 Tablas de descripci n de variables previas a la modernizaci n del control de las compuertas y las motobombas de drenaje 149 Ap ndice A 6 Diagramas de estados del control previo a la modernizaci n de las compuertas de la toma de Pejibaye y Tapant 158 Ap ndice A 7 Diagramas de conexi n de entradas y salidas del PLC 183 Ap ndice A 8 Listado del programa de control modernizado de las compuertas y motobombas de drenaje de la toma de agua de Pejibaye y de la toma de Tapant
2. 216 Ap ndice A 9 Manual de operario y de programaci n del panel digital 405 Anexo B 1 Diagrama de cableado de comunicaci n y programaci n del panel PLC vrs PC 474 viii INDICE DE FIGURAS Figura 1 1 Organigrama del departamento de Soporte T cnico RHB 2 Figura 1 2 Organigrama del Area El ctrica de Soporte T cnico RHB 3 Figura 2 1 Distribuci n y ubicaci n de los controles de ambas tomas de agua 11 Figura 4 1 PLC de la serie Quark con un m dulo de entrada o salida 17 Figura 4 2 Parte frontal del panel ECT 16 21 Figura 4 3 Vista frontal de la pantalla digital modelo ECT 16 23 Figura 5 1 Software Mastertool para la programaci n del QK801 26 Figura 5 2 Software Designer 5 0 para programar el panel digital ECT 16 29 Figura 6 1 Pantalla de mando de la compuerta de conducci n de la toma de Tapant 50 Figura 6 2 Pantalla de sensado de bombas de las compuertas T1 y T2 de la toma de Tapant 51 Figura 6 3 Pantalla de configuraci n de tiempo de apertura y descenso de la compuerta T1 de la toma de Tapant 52 Figura 6 4 Pantalla de configuraci n de tiempo de trabajo para las motobombas de drenaje de la toma de Pejibaye 52 Figura 6 5 Pantalla de mando de compuerta P2 de conducci n de la toma de Pejibaye 53 Figura 6 6 Pantalla de b
3. i En Tapant debe haber un control por botoneras de respaldo al panel digital j El sistema modernizado debe rescatar el control original k Los estados de bloqueo permiten detener la compuerta hasta que se le haya introducido una llave reset pulsador externo indicando que la secuencia regrese al estado de inicio del control para esperar nueva instrucci n por parte del operador 11 2 3 Soluci n propuesta La soluci n dise ada pretende unificar todo el control de ambas tomas de agua utilizando un PLC y un panel digital En la figura 2 1 se muestra la distribuci n y la ubicaci n de los controles panel de operador control de respaldo por botonera y los controles en Pejibaye Figura 2 1 Distribuci n y ubicaci n de los controles de ambas tomas de agua El alcance de este proyecto se enfoc en la realizaci n de un dise o de control a nivel de software para cada una de las compuertas motobombas y comunicaci n con el panel digital Seg n especificaciones dadas por el encargado del proyecto el dise o de cada control se realiz por estados 12 La soluci n propuesta cumple con los siguientes puntos Compuertas de Pejibaye y Tapant a Definir por parte del operario un tiempo de apertura y descenso m ximo que permita verificar fallas b Medir el tiempo de apertura y descenso de las compuertas c Medir el tiempo de recuperaci n de las compuertas hidr ulicas d Identicador de est
4. Figura A 9 31 Macro al liberar el bot n de Ver alarmas activas El bot n de Ir a alarma activa tiene el panel key n mero 1 y presenta la macro siguiente a Se coloca en modo de alarma como se muestra en la figura A 9 32 b Realiza el reconocimiento de alarma como se observa en la figura A 9 33 c Se desplaza a la p gina de alarma d Se retorna a modo de p gina 432 Figura A 9 32 Ejecuci n de Macro al presionar el bot n de Ir a alarma activa 433 Figura A 9 33 Ejecuci n de Macro al liberar el bot n de Ir a alarma activa El bot n de P ginas de alarma es una simple macro de goto 42 En esta p gina 42 se encuentran las alarmas hasta la p gina 46 La opci n de Eliminar Eventos de alarmas presenta la siguiente macro a Verifica password correcto como se muestra en la figura A 9 34 b Coloca panel en modo de Eventos como se observa en la figura A 9 35 c Elimina todos los eventos d Coloca panel en modo de p gina 434 Figura A 9 34 Ejecuci n de Macro al presionar la opci n de Eliminar Eventos de alarmas 435 Figura A 9 35 Ejecuci n de Macro al liberar la opci n de Eliminar Eventos de alarmas TABLAS DE ASIGNACI N DE VARIABLES UTILIZADAS EN EL PANEL HMI En cada una de las tablas se presenta a Botones de mando de compuertas b Variables de sensado c Mensajes de compuertas d Variables de indicaci n luminosa 436 Tabla A 9 1 Variables del controlador configuradas en el
5. operarios Realizar la propuesta o dise o de control para que el sistema tenga una mayor seguridad operativa f Se realiz un an lisis de la mejor estrategia de seguridad que permita el bloqueo y control de ambas presas seg n sea el caso asegurando la facilidad de mantenimiento g Se obtuvo las variables de entrada y salida del sistema ya modernizado h Se recopil informaci n de los an lisis para mejorar la seguridad operativa y seguridad para el personal de mantenimiento Obtener diagrama completo de estados asincr nico secuenciales del sistema de control modernizado que cumpla con todas las especificaciones de seguridad i Se convirti el diagrama de estados del sistema completo al formato en escalera para su posterior programaci n utilizando el m todo de conectivas 15 j Se elabor las plantillas de presentaci n de los diagramas de estados del control de las compuertas y motobombas k Se elabor las plantillas para los diagramas de conexi n de cada una de las variables involucradas en el sistema a controlar l Se program y simul la secuencia de control dise ada en el PLC para cada una de las compuertas m Se dise y program la interfaz hombre m quina que sea flexible y de f cil manejo para los operarios n Se realiz la transferencia de tecnolog a a los del personal de operaci n y mantenimiento o Se edit el manual de usuario y de programaci n del panel opera
6. panel de operador El bloqueo de las compuertas de Tapant no permiten modificar el estado de la compuerta v a mandos hasta que se haya desbloqueado El sistema es capaz de habilitar el control de respaldo cuando el panel falle o no se establezca la comunicaci n entre el panel y el PLC El operario podr habilitar la botonera de respaldo al simular esta falla en la comunicaci n con s lo desconectar el cable de comunicaci n entre el panel digital y el PLC 14 Cap tulo 3 PROCEDIMIENTO METODOL GICO Para alcanzar los objetivos propuestos se sigui el siguiente procedimiento a Se recopilaron todos los manuales PLC accesorios del PLC pantalla de tacto entre otros y software programa MasterTool de los equipos con el encargado del departamento de Control de Soporte T cnico b Se estudiaron los manuales e informaci n concernientes al uso y la programaci n de los equipos PLC Altus y la pantalla de tacto c Se recopil informaci n concerniente al equipo actual a controlar y las condiciones de operaci n de las compuertas las cuales son provistas por el encargado del rea de mec nica de Soporte T cnico los operarios y los del personal de mantenimiento d Se obtuvo el diagrama asincr nico del control previo a la modernizaci n e Se analiz la informaci n recopilada sobre las condiciones de operaci n de las compuertas como los requerimientos dados por el personal de mantenimiento y
7. cuando el panel falla y ste permite mediante una botonera abrir cerrar o parar las compuertas y un tercer mando remoto por botoneras permite el control de compuertas y motobombas de la toma de Pejibaye y se encuentra ubicado en la misma toma En todo momento el operario puede visualizar en la pantalla digital el estado actual de cada compuerta y de las motobombas Los mensajes que se pueden observar son compuerta abriendo compuerta cerrando compuerta bloqueada entre otros Este nuevo dise o de control permite a los operarios visualizar el estado real de las compuertas as como una mayor seguridad para los encargados de mantenimiento de las compuertas Palabras claves Dise o de control PLC panel digital monitoreo seguridad operativa seguridad mantenimiento Pejibaye Tapant compuerta iii ABSTRACT This project consists of the elaboration the design control of the dam at Pejibaye and Tapant For this information has been collected from the control original plans and the designed system has been modernized improving the operative security and maintenance The program on PLC and digital panel were implemented in the new design which offers required security both the equipment and the maintenance staff The designed logic allows the maintenance staff the reconfiguration in times of opening descendant and recovery of flood gates and the definition of right working time for the pumps The syste
8. M50 Variable indicadora de estado normal o de falla de compuerta 44 T3 Si M51 Variable indicadora de estado normal o de falla de compuerta 44 Motobombas Pejibaye Si M107 Variable indicadora de estado normal o de falla en motobombas 44 Motobombas Tapant Si M108 Variable indicadora de estado normal o de falla en motobombas 44 449 Estatus del panel Se habilit una rea reservada del panel digital asociada a su estatus como se muestra en la figura A 9 36 El estatus del panel se encuentra asignada en la variable M0080 y permite indicar al PLC la comunicaci n con ste Ver manual del Panel digital dado por el fabricante Figura A 9 36 Configuraci n del Area Reservada para el estatus del panel digital 450 Dise o de p ginas para el control de compuertas de las tomas de Pejibaye y de la toma de Tapanti y las motobombas de drenaje de la toma de Pejibaye A continuaci n se muestra en orden las 46 p ginas para el monitoreo configuraci n y control de las compuertas de la Toma de Pejibaye y Tapant En la figura A 9 37 se presenta la pantalla de inicio p gina 1 del panel la cual tiene la presentaci n del sistema de control dise ado Las p ginas 2 3 4 10 16 y 22 pertenecen a las opciones y configuraci n de a Comando de compuertas b Sensado de compuertas c Configuraci n de tiempos d Bloqueo y desbloqueo de compuertas e Opciones de alar
9. para un total de 46 p ginas programadas Ver en ap ndice A 9 cada una de las p ginas programadas y las tablas de variables involucradas 6 1 7 1 Sensado de compuertas En las pantallas de comando de cada una de las compuertas se puede mostrar el estado general indicado con los siguientes mensajes a Compuerta Cerrando b Compuerta Abriendo c Compuerta Detenida d Compuerta Detenida por falla e Compuerta Detenida fin de temporizador f Compuerta Paro de emergencia Tapant g Compuerta Paro de emergencia Pejibaye h Compuerta Detenida por falla en contactor En la figura 6 1 se puede ver la pantalla de mando de la compuerta y los mensajes antes mencionados se encuentran ya configurados y editados en el rea de mensajes representados por MMMMMMMMMMMMMMMMMMMM en color azul 50 Figura 6 1 Pantalla de mando de la compuerta de conducci n de la toma de Tapant Para cada una de las compuertas se puede visualizar el estado del sensado como g Final de Carrera Superior Activada Desactivada h Final de Carrera Inferior Activada Desactivada i Rel t rmico de protecci n normal Activado j Sensado de Fase normal Anormal k Cable flojo normal Anormal l Sobrecarga normal Anormal m Final del curso de recuperaci n Activada Desactivada n Presi n en el tanque normal Anormal Cada mensaje anterior se encuentra asociado a un n mero definido por los estados de los diagramas as
10. A y B La figura A 7 20 muestra las conexiones de salidas a los contactores de las bombas y de las v lvulas subir o bajar de la compuerta T1 conectadas al m dulo 1 QK 1224 43 Diagrama de conexi n de compuerta T2 El diagrama de conexi n de la compuerta T2 se muestra en las figuras A 7 21 a la figura A 7 23 Estas figuras presentan todas las conexiones a los m dulos de entrada y salida y las regletas respectivas en Tapant La figura A 7 21 muestra la botonera de control de compuerta ubicada en Tapant La figura A 7 22 se observa el sensado de los finales de carrera de la compuerta mediante presi n m xima o m nima La figura A 7 23 muestra las salidas a las v lvulas subir y bajar para la apertura y cierre de compuerta 44 6 1 5 Diagrama asincr nico de estados de la compuerta hidr ulica T3 La compuerta T3 es la encargada de la conducci n del agua atrav s del t nel El control dise ado para esta compuerta se encuentran en las figuras A 4 5 y la asignaci n de variables y de estados en las tablas A3 18 a la tabla A 3 21 En la figura A 4 5 cuenta con los siguientes estados de la compuerta a Comando compuerta T3 b Estado bit abrirPa T3 c Estado bit abrir TapaT3 d Estado bit posici nT3 e Estado bit Rs T3 f Estado pre apertura T3 g Estado bit cerrarPaT3 h Estado bit cerrarTapaT3 i Estado predescenso T3 j Estado timer abrir On T3 k Estado timer cerrar On T3 l Est
11. Explicaci n del dise o 30 6 1 1 Diagrama asincr nico de estados de la compuerta P1 30 6 1 2 Diagrama Asincr nico de estados de la compuerta P2 35 6 1 3 Diagrama asincr nico del control de las motobombas de drenaje de Pejibaye 38 6 1 4 Diagrama asincr nico de la compuerta T1 y T2 de Tapant 40 6 1 5 Diagrama asincr nico de estados de la compuerta hidr ulica T3 44 6 1 6 Desarrollo de la programaci n del control por estados en el PLC 47 6 1 7 Dise o y programaci n de p ginas del panel digital 49 6 2 Alcances y limitaciones 58 Cap tulo 7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 59 7 1 Conclusiones 59 7 2 Recomendaciones 61 Bibliograf a 62 vii Ap ndices y anexos
12. Pejibaye 464 Figura A 9 65 Pantalla de Configuraci n de tiempos para las Motobombas de Drenaje de la toma de Tapant 465 Figura A 9 66 Sensado de Finales de Carrera de la compuerta de Conducci n de la toma de Pejibaye 465 Figura A 9 67 Sensado de la compuerta de Conducci n de la toma de Pejibaye 466 Figura A 9 68 Sensado de Finales de Carrera de la compuerta Fondo de la toma de Pejibaye 466 Figura A 9 69 Sensado de la compuerta Fondo de la toma de Pejibaye 467 Figura A 9 70 Sensado de Finales de Carrera de la compuerta de Desv o de la toma de Tapant 467 Figura A 9 71 Sensado de Finales de Carrera de la compuerta Desarenadora de la toma de Tapant 468 Figura A 9 72 Sensado de Bombas de las compuertas de Desv o y Desarenadora de la toma de Tapant 468 Figura A 9 73 Sensado de Finales de Carrera de la compuerta de Conducci n de la toma de Tapant 469 Figura A 9 74 Sensado de la compuerta de Conducci n de la toma de Tapant 469 Figura A 9 75 Sensado de la Selecci n de control de Motobombas de Drenaje ubicado en la toma de Pejibaye 470 Figura A 9 76 Sensado de Motobombas de Drenaje ubicado en la toma de Pejibaye 470 Figura A 9 77 Pantalla para agregar sensado de Motobombas de Drenaje ubicado en la toma de Tapant 471 Figura A 9 78 Pantalla de indicaci n de compuerta con alarma activa por Falla 471 Figura A 9 79 Pantalla de indicaci n de compuerta con alarma activa por Temporizador 472
13. Programaci n del PLC con los diagramas asincr nicos de estados de todas las compuertas y motobombas y la comunicaci n con el panel d Programaci n del panel con la funci n de mandos de reconfiguraci n de sensado alarmas junto con niveles de seguridad y de la introducci n de claves para el bloqueo o desbloqueo de cada una de las compuertas Las limitaciones del proyecto son a El desarrollo y dise o del proyecto se bas en documentaci n de planos de la Toma de Pejibaye y Tapant b Con un mayor trabajo de campo se puede discernir mejor el control c No se realizaron las visitas a ambos sitios por problemas fuera de nuestro control 59 Cap tulo 7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 7 1 Conclusiones a La programaci n del control de cada compuertas y motobombas en el PLC puede ser maniobrado en forma simult nea b El control de respaldo se habilita nicamente en caso de falla o desconecci n del panel c El bit de bloqueo para cada compuerta es el indicador de compuerta bloqueada o no d La reconfiguraci n de tiempos se introduce en minutos mediante el panel digital e El estado actual de las compuertas y motobombas se visualiza en las pantallas del panel mediante mensajes cortos al operario f El sensado de cada compuerta se visualiza en el panel de operador mediante mensajes cortos y la activaci n de un led de rojo a verde RUN g La introducci n de claves de acceso para bloque
14. controlador configuradas en el panel digital para la compuerta desarenadora de Tapant BOTONES VARIABLES Ref Boton Ref Color DESCRIPCI N Ubicaci n de p gina en panel Abrir A0001 4 A0006 4 Bot n del panel digital para abrir la compuerta T2 9 Cerrar A0001 5 A0006 5 Bot n del panel para cerrar la compuerta T2 9 Parar A0001 6 A0006 6 Bot n del panel para parar la compuerta T2 9 Mensaje1 y led indicador E8 0 Mensaje de Final carrera superior Presi n m xima 35 Mensaje2 y led indicador E8 1 Mensaje de Final carrera inferior Presi n m nima 35 Mensaje3 M34 Mensaje de estado de la compuerta 9 35 Mensaje4 A2 4 Mensaje de compuerta bloqueada 9 35 441 Tabla A 9 5 Variables del controlador configuradas en el panel digital para la compuerta de conducci n de Tapant BOTONES VARIABLES Ref Boton Ref Color DESCRIPCI N Ubicaci n de p gina en panel Abrir A0000 6 A0005 6 Boton del panel digital para abrir la compuerta T3 7 Cerrar A0000 5 A0005 7 Boton del panel para cerrar la compuerta T3 7 Parar A0000 6 A0006 0 Boton del panel para parar la compuerta T3 7 Mensaje1 y led indicador E8 0 Mensaje de rel t rmico de protecci n del motor 1 38 Mensaje2 y led indicador E8 1 Mensaje de rel t rmico de protecci n del motor 2 38 Mensaje3 y led indicador E8 2 Mensaj
15. de configuraci n de passwords dentro del Designer 5 0 423 MANUAL DE DISE O DE CONFIGURACI N DE PANEL DIGITAL Mediante este manual se pretende orientar acerca del dise o b sico utilizado de 1 Los diferentes botones u opciones utilizadas a Botones iluminados b Botones Gen ricos c Luces indicadoras d Variables de tipo Message e Botones tipo Panel key 2 Presentar las tablas de asignaci n de variables del controlador para los siguientes a botones de mando de compuertas b de configuraci n de tiempos c de sensado de variables d de p ginas de alarmas entre otros Dise o de pantallas Botones iluminados En las p ginas de comando se utilizan los botones iluminados los cuales se encuentran asociados a dos variables una variable que es activada en ON o sea cierra un contacto o escribe un bit de 1 al controlador indicando la petici n de usuario y la otra es asignada por el controlador para indicar alg n mensaje visual rojo o verde al operario En el ejemplo de la figura A 9 21 el bot n indica que la compuerta se encuentra abriendo Figura A 9 21 Bot n en verde de Abrir indicando que la compuerta esta abriendo 424 Botones Gen ricos Los botones en color gris realizan en su mayor a una simple macro goto 4 a alguna p gina espec fica como se puede observar en el ejemplo siguiente de la figura A 9 22 Figura A 9 22 Configuraci n de bot n gen rico de c
16. el listado del programa se utiliza la variable auxiliar A24 0 con valor de 1 como panel digital correcto y con valor de 0 error en la comunicaci n Conversi n de valores de tiempo Los tiempos de apertura descenso y de trabajo de las bombas se leen del panel y se realiza una conversi n de minutos a d cimas de segundo para utilizarse en temporizadores Estos 57 tiempos son los m ximos necesarios y son definidos por el programador del sistema para alcanzar los estados solicitados de apertura o cierre de compuerta La conversi n de tiempos se realiza en la subrutina llamada CONVER 077 del listado del programa en ap ndice A 8 Variables de sensado Las variables de sensado de compuertas son salidas del PLC hacia el panel son desplegadas en este al asociar el valor de la variable de salida a diferentes mensajes y en el caso de bit el valor de 1 o 0 se asocia a un mensaje activo o desactivado normal o anormal o en un led indicador de ON OFF El color rojo indica variable con valor de 0 o desactivado y viceversa para el led en color verde El sensado de variables se encuentra en la subrutina nombrada SENSA 012 en el ap ndice A 8 58 6 2 Alcances y limitaciones Entre los alcances est n a Dise o del control de las compuertas P1 y P2 de la toma de Pejibaye y el control manual autom tico de las bombas de drenaje b Dise o del control de las compuertas T1 T2 y T3 de la toma de Tapant c
17. en Tapant Est bit AbrirTapaP1 solicitud de apertura desde la botonera Tapant control de respaldo en caso de falla del Panel digital de la compuerta P1 Aqu se ha verificado que el panel no trabaja apropiadamente o no hay comunicaci n mediante el bit Panel ok con valor de 0 Est bit AbrirPejiP1 solicitud de apertura desde la botonera de Pejibaye Este estado es v lido cuando la compuerta ha sido bloqueada mediante la clave de bloqueo o que el panel no trabaje apropiadamente para permitir la petici n de abrir desde la toma de Pejibaye Est bit CerrarPaP1 solicitud de cierre a trav s del panel digital Una vez revizado que no haya bloqueo de la compuerta Est bit CerrarTapaP1 solicitud de cierre desde la botonera de Tapant control de respaldo en caso de da o del panel digital Previamente se ha verificado que el panel no se encuentre trabajando apropiadamente Est bit CerrarPejiP1 indica solicitud de cierre desde la botonera de Pejibaye Los tres primeros estados llevan al estado de PreaperturaP1 donde se reviza las condiciones como a ausencia de fase b cable flojo c sobrecarga d el rel t rmico de protecci n e final de carrera superior Los otros tres estados llevan al estado de Predescenso revizando las condiciones antes descritas junto con el final de carrera inferior Cuando las condiciones se cumplen para el descenso o la apertura de la compuerta se procede en el estado
18. en el ap ndice En la figura A 4 6 cuenta con once estados siguientes a Control motobombas 1 y 2 b Estado timer drenaje galer a Peji c Estado pre encender B1 d Estado pre encender B2 e Estado timer trabajo de bomba Peji B1 f Estado timer trabajo de bomba Peji B2 g Estado encendido B1 h Estado encendido B2 i Estado encender B1 y B2 j Estado de falla por contactor Las motobombas pueden operar en modo manual y modo autom tico La alternancia de bombas en el arranque depende de la disponibilidad de las mismas ya que en caso de falla o mantenimiento de una s lo una bomba ser la encargada de desaguar Dentro del modo autom tico el sistema monitorea en todo momento el nivel de agua y enciende las motobombas cuando el nivel m ximo de agua se encuentra en la galer a hasta detectarse el nivel m nimo 39 Cada vez que una motobomba se enciende se inicializa el tiempo de trabajo hasta alcanzar el m ximo definido por el encargado de configuraci n de tiempos de encendido de bombas Cuando la bomba alcanza el tiempo de trabajo y no se ha alcanzado el nivel m nimo se apaga y se enciende la otra bomba hasta alcanzar el nivel m nimo de agua Un segundo tiempo programado interfiere en el control e indica la activaci n de ambas bombas al no alcanzar el nivel m nimo de agua en este tiempo definido En modo manual operado localmente en Pejibaye aqu se ubica esta opci n para el vis
19. la empresa 9 2 3 Soluci n propuesta 11 Cap tulo 3 PROCEDIMIENTO METODOL GICO 14 Cap tulo 4 DESCRIPCI N DEL HARDWARE UTILIZADO 16 4 1 Descripci n del PLC 16 4 1 1 Caracter sticas El ctricas 18 4 1 2 Funcionamiento de la UCP 19 4 2 Descripci n de hardware del Panel ECT 16 21 Cap tulo 5 DESCRIPCI N DEL SOFTWARE DEL SISTEMA 24 5 1 Mastertool 24 5 2 El SoftwareUniOP Designer del panel digital 5 0 de programaci n de la Pantalla Digital 28 Cap tulo 6 AN LISIS Y RESULTADOS 30 6 1
20. la figura A 9 14 se encuentran las siguientes opciones de alarmas Ver eventos de alarmas Ver alarmas activas Ir a alarma activa P ginas de alarmas Eliminar eventos de alarmas 417 Figura A 9 14 Pantalla de Opciones de Alarmas a Ver eventos de alarmas Esta opci n permite el despliegue de la lista de eventos activados y desactivados de alarmas con fecha hora y nombre de la alarma Por ejemplo los nombres de alarmas que se encuentran son Paro de Emergencia Bloqueo por Falla en alguna compuerta o por Falla Contactor Compuerta Bloqueada por Temporizador se activa cuando la compuerta no alcanza el estado final deseado por el operario dentro del tiempo configurado para apertura o descenso de compuerta b Ver alarma activa En caso de haber alguna alarma activa esta opci n despliega dichas alarmas activas c Ir a alarma activa Cuando la alarma activa se refiere a alguna falla a excepci n de activaci n por paro de emergencia esta opci n permite desplegar en pantalla del panel digital el estado de cada compuerta y o motobomba indicando en cual se encuentra la detecci n de falla por ejemplo oservese la figura A 9 15 418 Figura A 9 15 Pantalla de alarma activada por Falla en rel s t rmicos de protecci n Las alarmas activadas por temporizador tiene la caracter stica de tener una falla desconocida para el control y para el operario por ello se brinda una ay
21. mejor orden y correcci n en la programaci n y la detecci n de fallas del mismo s En tiempo de ejecuci n el m dulo que se ejecuta es el correspondiente al estado actual de la compuerta o motobomba t El sistema general necesita de 3 m dulos de entrada QK 1130 con 32 entradas digitales de 2 m dulos de salida QK 1224 con 16 salidas digitales y 1 m dulo de entradas QK 1119 con 8 entradas anal gicas 61 7 2 Recomendaciones En cuanto a dise o se refiere a La compuerta P1 por ser de conducci n deber a de disponer de sensado de posici n De esta manera los operarios pueden darse cuenta del estado real de la compuerta b Agregar al control de las compuertas en Tapant el sensado de fase c Agregar a la alimentaci n de los motores sensado de bajo voltaje 62 BIBLIOGRAFIA 1 Altus MasterTool Programing Programming Manual Primera Edici n Editorial Altus S o Paulo Porto Alegre Brasil 2000 2 Altus MasterTool Programing User s Manual Primera Edici n Editorial Altus S o Paulo Porto Alegre Brasil 2000 3 Altus QK801 Manual de Utiliza ao Primera Edici n Editorial Altus S o Paulo Porto Alegre Brasil 2000 4 Exor International CA125 lt http www exor rd com Support download asp file cables ca125 zip gt 5 Exor International lt http www exor rd com Support download asp file cables ca2 zip gt 6 Exor International lt http www exor rd com Suppor
22. o s lidos en la misma abriendo y cerrando adem s de detener el flujo de agua del r o y formar el embalse cuando se encuentra cerrada La l gica de control de esta compuerta mantiene los mismos estados que la compuerta P1 Observar en ap ndice A 4 la figura A 4 2 con los diagramas de estados y las tablas de asignaci n de variables en ap ndice A 3 de la tabla A 3 8 a la tabla A 3 13 En el estado de inicio la compuerta atiende la solicitud del sistema de recuperaci n que mantiene el circuito hidr ulico actual El sensado de posicionamiento agregado permite activar una se al llamada Bit posici nP2 Cuando la compuerta se encuentra al 90 este bit Posici nP2 se activa y se procede a la apertura de la misma A diferencia de la compuerta P1 esta compuerta posee 7 estados que permiten distinguir entre cada una de las solicitudes de abrir cerrar recuperar la compuerta desde el panel Tapant o s lo del Pejibaye El estado de preapertura y predescenso de la compuerta P2 permite comprobar que se cumplan las condiciones para alcanzar los siguientes estados como a Presi n normal en el tanque hidr ulico b Final del curso de recuperaci n c Final del curso superior e inferior d Rel t rmico de protecci n ICO Al dispararse el rel t rmico el sistema entra un estado de bloqueo por falla El estado de apertura y descenso de la compuerta P2 al igual que la compuerta P1 se revisan constantemente las
23. panel y PLC Cable code CA125 Description UniOP PLC Port to Altus Handshaking Type of Communication RS 232 Panel Connector DA15S PLC Connector DE9P Notes GND GND RX RTS CTS 5 2 3 10 11 3 2 1 4 5 TX RX CTS RTS TX 1 PLC Figura B 1 1 Diagrama de conexi n del cable CA125 entre panel y PLC 475 CA2 Date September 28 1998 Ref CA0002 2 Revision 02 Author Tabla B 1 2 Descripci n del cable CA2 entre panel y PC Cable code CA2 Description UniOP Programming Port to AT RS 232 DTE DE9S Type of Communication RS 232 Panel Connector D sub type 15P PC Connector D sub type 9S Notes Figura B 1 2 Diagrama de conexi n del cable CA2 entre panel y PC
24. por error Debido a las condiciones del problema es necesario contar con un sistema m s inteligente que permita prevenir da os a los equipos motobombas sistema hidr ulico reconfigurar tiempos de apertura y descenso de la compuerta y adem s asegurar la vida de las personas mediante claves de acceso que bloqueen algunas funciones del sistema cuando se realiza el mantenimiento a cada una de las compuertas La seguridad del sistema es de vital importancia durante las siguientes funciones operativas a realizar el mantenimiento de las compuertas correctivo o preventivo b entrar o salir del t nel de conducci n de la toma de Pejibaye c abrir o cerrar compuertas d poner en funcionamiento el circuito hidr ulico presi n normal e encender o apagar bombas 5 El desarrollo del proyecto es muy importante porque introduce a opciones de control de compuertas seguras utilizando claves de seguridad b la configuraci n de tiempos para determinar fallas en compuertas c sensado de cada una de las variables de las compuertas y motobombas d verificaci n de presi n normal en circuito hidr ulico entre otros 6 1 3 Objetivos 1 3 1 Objetivo general Dise ar una l gica de control segura para el control de las compuertas y motobombas de la toma de agua de Pejibaye y de la toma de agua de Tapant ambos desde la presa en Tapant 1 3 2 Objetivos espec ficos a Determinar las condiciones de op
25. por p gina no limitadas j Tama o de p gina de 16 filas k Posee las opciones de Macro Editor password impresora hardware clock calendario l Posee el historial de lista de 1024 eventos m Tiene la opci n para 32Kbyte para variables de tipo RECIPE n UniNET Network con SERVER CLIENT La figura 4 3 muestra las dimensiones del panel ECT 16 dada en mil metros para un alto de 16 8 cm y 21 6 cm de ancho 23 Figura 4 3 Vista frontal de la pantalla digital modelo ECT 16 24 Cap tulo 5 DESCRIPCI N DEL SOFTWARE DEL SISTEMA 5 1 Mastertool Mastertool es el software para programar el PLC Altus de la serie Quark Es de f cil manejo y permite monitorear el estado de las entradas y salidas de los m dulos E S y la creaci n de l gicas de programaci n programa aplicativo verificaci n de los programas introducidos y examina el estado din mico del sistema de control en tiempo real El programa introducido al Mastertool debe contener al menos 2 m dulos el m dulo de configuraci n y el m dulo de ejecuci n adem s de stos existen el m dulo de procedimiento y el m dulo de funci n M dulo C Configuraci n Este m dulo contiene los par metros del programa aplicativo de la CP C000 Entre los que se encuentra a declaraci n de operandos b tiempo o ciclo de ejecuci n de la aplicaci n del programa c Starting Time tiempo de operaci n del m dulo E018 de ejecuci n d configu
26. si se pueden guardar los comandos del programador 5 Estado de error Led ER Este estado indica que hay un error en la CP o durante el procesamiento Indica tambi n la ausencia del m dulo de configuraci n o m dulo del programa y tiempo de programa excedido 21 4 2 Descripci n de hardware del Panel ECT 16 El Panel digital es la Interfaz hombre m quina para interactuar con los operarios de ambas presas posee una pantalla de visualizaci n y control digital la cual permiten ver el estado de todas las compuertas y dar los mandos necesarios a la misma con s lo tocar la pantalla En la figura 4 2 se muestra la parte frontal del panel digital utilizado para el control y en su parte frontal a la izquierda se observan los leds de estado del panel como modo run modo alarma modo reset y en modo de falla Figura 4 2 Parte frontal del panel ECT 16 El panel digital tiene las siguientes caracter sticas t cnicas a Display ECT 16 STN Color 5 6 ver figura 4 3 b Resoluci n gr fica de 320X240 pixeles c Tiene capacidad gr fica 22 d Panel digital resistivo e Alimentaci n de 24VDC f Memoria de programa de 512 KB Flash EPROM 64 KB reservado para protocolo y expandible a un 1Mbyte g Posee 3 puertos de comunicaci n 1 puerto RS 232 PC Impresora 1 puerto RS 232 RS 485 CL 20 mA PLC 0045 y el puerto auxiliar h Posee 1024 Alarmas con p gina de informaci n de alarma i Variables
27. siguientes variables a bloqueo de la compuerta b comunicaci n del panel y PLC 36 c petici n de usuario de parada de la compuerta d sobrepaso del tiempo m ximo de apertura y descenso de la compuerta e paro de emergencia introducido externamente por el operario en caso de emergencia f posici n de la compuerta Para un 85 de apertura cuando se encuentra detenida la compuerta despu s de excedido el tiempo de recuperaci n definido el control activa el estado de alarma bloqueando la compuerta para darle mantenimiento hasta haber pulsado la llave reset Al 100 de apertura activa el Final de carrera superior y finaliza la recuperaci n de la compuerta Adem s se realiza el sensado descrito en los estados de preapertura y predescenso Para el estado de apertura se activan las tres v lvulas nombradas como 38 4 92 y en el descenso las cuatro v lvulas 34 5 4 92 91 En caso de excederse el tiempo m ximo de la compuerta al abrir o cerrar se genera el bloqueo por temporizador hasta que el usuario le introduzca la llave reset externa correspondiente pulsador externo para desbloquear hacia el estado de inicio Para la seguridad operativa de las compuertas se cuenta con los estados de bloqueo por falla bloqueo por temporizador y el estado paro de emergencia al detectarse una falla o anomal a del sistema Diagrama de conexi n de compuerta P2 La figura A 7 8 a la figura A 7 1
28. 5 se observan los diagramas de conexi n de la compuerta P2 La figura A 7 8 y la A 7 9 se encuentran las botoneras de control de compuerta ubicadas en Tapant y en Pejibaye respectivamente se conectan dichas botoneras a los m dulos 1 y 2 37 QK 1130 de entradas al PLC Se describe la funci n de cada botonera y la ubicaci n exacta en el m dulo y las regletas respectivas La figura A 7 10 muestra las entradas de paro de emergencia y llave reset ubicada en Tapant Se detallan cada una de las entradas conectadas al m dulo 2 QK 1130 y las regletas R RPE y R LTE Las figuras A 7 11 a la A 7 13 se observa el sensado de compuerta como los finales de carrera contactores auxiliares rel t rmico sobre carga recuperaci n de la compuerta entre otros Cada uno de los cuales se detalla la conexi n al m dulo y las regletas Las figuras A 7 14 y A 7 15 muestran las salidas hacia las v lvulas para la apertura y cierre de la compuerta las conexiones al m dulo 1 QK 1224 38 6 1 3 Diagrama asincr nico del control de las motobombas de drenaje de Pejibaye Las motobombas de drenaje son las encargadas de desaguar la galer a Al sensar un nivel m ximo de agua se procede al accionamiento de las bombas hasta que se detecte el nivel m nimo Para entender el control de las motobombas ver el diagrama de estados en las figura A 4 6 y la descripci n de las variables y estados presentes en las tablas A 3 22 a la A 3 25
29. 9 Motobomba B disponible E1 03 Entrada indicadora de Bomba B disponible 39 Motobomba A y B disponible E1 04 Entrada indicadora de Bomba A y B disponible 39 Mensaje1 y led indicador E3 06 Indicador de nivel m ximo de agua 40 Mensaje2 y led indicador E3 07 Indicador de nivel m nimo de agua 40 Mensaje3 y led indicador E3 04 Entrada del estado del rel t rmico de la bomba A 40 Mensaje4 y led indicador E3 05 Entrada del estado del rel t rmico de la bomba B 40 Mensaje5 y led indicador E4 0 Entrada del contactor auxiliar de la motobomba A 40 Mensaje6 y led indicador E4 01 Entrada del contactor auxiliar de la motobomba B 40 444 Tabla A 9 8 Variables de Memoria del controlador asignadas a las claves de Bloqueo desbloqueo de las compuertas Tapant y Pejibaye configuradas en el panel digital Clave Bloqueo Desbloqueo Variable Memoria Ubicaci n de p gina en panel Clave deBloqueo P1 M6 11 Clave de Bloqueo P2 M7 12 Clave de Boqueo T1 M9 14 Clave de Bloqueo T2 M10 15 Clave de Bloqueo T3 M8 13 Clave de Desbloqueo P1 M11 17 Clave de Desbloqueo P2 M12 18 Clave de Desboqueo T1 M14 20 Clave de Desbloqueo T2 M15 21 Clave de Desbloqueo T3 M13 19 445 Tabla A 9 9 Variables de memoria de los tiempos de Apertura y Descenso de las compuertas de Pejibaye y Tapant configuradas en el panel Tiempos de apertura y descenso de co
30. 9 25 Sensado Control Manual Autom tico de Motobombas de Drenaje de la Toma de Pejibaye Variables de tipo Message La figura A 9 26 muestra siete varibles de tipo Message en color azul La primer variable es indicadora del estado de la compuerta y en la figura A 9 27 y A 9 28 se puede observar su configuraci n Variable de Memoria 63 Ancho de 35 caracteres Tipo Message 4 Message definidos 427 Figura A 9 26 Variables tipo Message en la pantalla de Sensado de Motobombas de Pejibaye Figura A 9 27 Configuraci n de la primer variable Message de la pantalla de Sensado de Motobombas de Drenaje de la Toma de Pejibaye 428 Figura A 9 28 Editor de Mensajes para el estado de Motobombas de Drenaje de la Toma de Pejibaye Botones tipo Panel Key Las opciones de alarmas descritas en el manual de usuario son del tipo de panel key Por ejemplo Ver eventos de alarmas es la panel key n mero 2 Todos los botones que se encuentren asociados a la panel key n mero 2 presentan las macros de la figura A 9 29 la cual permite el modo de evento en el panel desplegando la lista de todos los eventos de alarmas ON y OFF 429 Figura A 9 29 Configuraci n en modo de Eventos para el panel key n mero 2 La opci n de Ver alarmas activas tiene el panel key n mero 3 y presenta la macro que se muestra en la figura A 9 30 y A 9 31 430 Figura A 9 30 Macro a ejecutar al presionar Ver alarmas activas 431
31. BLE Ref Boton Ref Color DESCRIPCI N Ubicaci n de p gina en panel Abrir A0001 1 A0006 1 Bot n del panel digital para abrir la compuerta T1 8 Cerrar A0001 2 A0006 2 Bot n del panel para cerrar la compuerta T1 8 Parar A0001 3 A0006 3 Bot n del panel para parar la compuerta T1 8 Led indicador E5 7 Led indicador de Bomba A y B disponible 36 Led indicador E6 0 Led indicador de Bomba A disponible 36 Led indicador E6 1 Led indicador de Bomba B disponible 36 Mensaje1 y led indicador E7 0 Mensaje de rel t rmico de Bomba A 36 Mensaje2 y led indicador E7 1 Mensaje de Rel t rmico de Bomba B 36 Mensaje3 y led indicador E7 2 Mensaje de Final carrera superior Presi n m xima 34 Mensaje4 y led indicador E7 3 Mensaje de Final de curso inferior por Presi n m nima 34 440 Tabla A 9 3 Variables del controlador configuradas en el panel digital para la compuerta T1 Desv o de Tapant continuaci n BOTONES VARIABLE Ref Boton Ref Color DESCRIPCI N Ubicaci n de p gina en panel Mensaje5 y led indicador E7 4 Mensaje de Contactor Auxiliar deBomba A 36 Mensaje6 y led indicador E7 5 Mensaje de Contactor Auxiliar deBomba B 36 Mensaje7 M33 Mensaje de estado de la compuerta 8 34 Mensaje8 A2 3 Mensaje de compuerta bloqueada 8 34 Tabla A 9 4 Variables del
32. C1 y C2 activan las bombas A y B respectivamente En el diagrama de flujo se muestra la posibilidad de seleccionar la bomba a activar bomba A o bomba B La figura A 6 5 y la tabla A 5 7 y A 5 8 se describe el control de la compuerta T3 hidr ulica Este cuenta con indicadores de final de curso superior e inferior cuenta con una 9 se al nombrada como RS para activar la recuperaci n de la compuerta rel s t rmicos de protecci n dos leds indicadores de compuerta abierta o cerrada y 3 pulsadores normalmente abiertos de petici n de apertura descenso y paro de compuerta Las tablas A 5 5 y A 5 6 muestra las variables involucradas en el control de las motobombas de drenaje de la toma de Pejibaye Para el control de motobombas es necesario del sensado de nivel de agua m ximo y m nimo para activar los contactores C1 y C2 de las dos bombas de drenaje de agua en la galer a Cada motobomba cuenta con sensado de rel t rmico de protecci n Ocho pulsadores permiten el encendido o apagado de ambas bombas y un selector para control local o control autom tico de las mismas 2 2 Requerimientos de la empresa El Departamento de Soporte T cnico de la Regi n Huetar Brunca pretende que la l gica original sea analizada y modernizada una vez superada sta etapa de dise o en la modernizaci n de planta R o Macho se logre colocar todos los dispositivos de sensado para el xito del control Para la toma de Pejibaye
33. Figura A 9 80 Pantalla de indicaci n de compuerta con alarma activa por Contactor 472 xiv Figura A 9 81 Pantalla de ayuda para alarmas activas por temporizador 473 Figura A 9 82 Pantalla de ayuda para alarmas activas por temporizador 473 Figura B 1 1 Diagrama de conexi n del cable CA125 entre panel y PLC 474 Figura B 1 2 Diagrama de conexi n del cable CA2 entre panel y PC 475 xv INDICE DE TABLAS Tabla 4 1 Caracter sticas T cnicas de la CP Qk801 18 Tabla A 2 Simbolog a y abreviaturas de las compuertas y motobombas de la toma de Pejibaye y de la toma de Tapant 67 Tabla A 3 1 Variables de estado del diagrama asincr nico de la compuerta de conducci n de Pejibaye 68 Tabla A 3 2 Variables de entrada para petici n de usuario de la compuerta P1 de la toma de Pejibaye 70 Tabla A 3 3 Variables de entrada para paro de emergencia y reset del control de las compuertas de la toma de Pejibaye y Tapant 71 Tabla A 3 4 Variables internas y de salida del diagrama de control de la compuerta P1 de la toma de Pejibaye 71 Tabla A 3 5 Variables de sensado de la compuerta P1 de la toma de Pejibaye 72 Tabla A 3 6 Variables de los estados de las compuertas P2 de Pejibaye 73 Tabla A 3 7 Variables de entrada para petici n de usuario de la compuerta P2 de la toma de Pejibaye 75 Tabla A 3 8 Variables internas y de salida del diagrama de control de la compuerta P2 de la toma de Pejibaye 76 Tabla A 3 9 Variables de se
34. Instituto Tecnol gico de Costa Rica Escuela de Ingenier a Electr nica Instituto Costarricense de Electricidad ICE Dise o de la L gica de Control de las Compuertas de la Toma de Aguas del R o Pejibaye y del R o Tapant Centro Producci n R o Macho Informe de Proyecto de Graduaci n para optar por el t tulo de Ingeniera en Electr nica con el Grado Acad mico de Licenciatura Katiria Arrieta Marchena Cartago agosto del 2003 ii RESUMEN Este proyecto consiste en la elaboraci n del dise o de control de las tomas de agua de Pejibaye y Tapant Para ello se recopil informaci n de los controles en planos originales y se moderniz el dise o del sistema realizando mejoras en seguridad operativa y de mantenimiento En el nuevo dise o se implement la programaci n del PLC y del panel digital lo que permite dar la seguridad requerida tanto para los equipos como al personal de mantenimiento La l gica dise ada permite al personal de mantenimiento la reconfiguraci n de tiempos de apertura descenso y de recuperaci n de las compuertas as como la definici n del tiempo de trabajo adecuado para las motobombas El sistema cuenta con tres mandos de control El mando principal se realiza a trav s del panel digital y permite la configuraci n de tiempos sensado y el control de las compuertas este mando se encuentra en la toma de Tapant Un segundo mando de respaldo se habilita
35. Pulsadores y selectores utilizados en los diagramas asincr nicos de estados previo a la modernizaci n de la compuerta T3 hidr ulica de la toma de Tapant 156 Tabla A 5 9 Descripci n de s mbolos utilizados en los diagramas asincr nicos de estados previo a la modernizaci n de las compuerta T1 y T2 de la toma de Tapant 157 Tabla A 9 1 Variables del controlador configuradas en el panel digital para la compuerta de conducci n de Pejibaye 436 Tabla A 9 2 Variables del controlador configuradas en el panel digital para la compuerta de fondo de Pejibaye 437 xvii Tabla A 9 3 Variables del controlador configuradas en el panel digital para la compuerta T1 Desv o de Tapant 439 Tabla A 9 4 Variables del controlador configuradas en el panel digital para la compuerta desarenadora de Tapant 440 Tabla A 9 5 Variables del controlador configuradas en el panel digital para la compuerta de conducci n de Tapant 441 Tabla A 9 6 Variables del controlador configuradas en el panel digital para la compuerta de conducci n de Tapant 442 Tabla A 9 7 Variables del controlador configuradas en el panel digital para las Motobombas de Drenaje de la toma de Pejibaye 443 Tabla A 9 8 Variables de Memoria del controlador asignadas a las claves de Bloqueo desbloqueo de las compuertas Tapant y Pejibaye configuradas en el panel digital 444 Tabla A 9 9 Variables de memoria de los tiempos de Apertura y Descenso de las compuertas de Pejiba
36. a por el operario autorizado PANEL 002 Mediante ste m dulo es posible controlar si el panel se encuentra en comunicaci n con el PLC 48 SENSA 012 Encargado del sensado de las variables Cada variable de entrada al PLC es enviada a trav s del puerto del PLC al panel digital y desplegada en ste ltimo al operario ALARMA 013 Este m dulo se encarga de activar y desactivar alarmas en el panel al detectar alguna falla inmediatamente se genera la alarma por falla En el momento de abrir o cerrar compuertas se detecta la falla de un contactor se alerta y se activa la alarma Falla por contactor Al vencerse el tiempo de apertura de recuperaci n o cierre de la compuerta programado se genera la alarma Compuerta Detenida por Temporizador CONVER 077 Este m dulo es el encargado de leer tiempos de configuraci n de entrada al panel y convertirlos a d cimas de segundo para ser utilizados en los temporizadores en la apertura recuperaci n y cierre de las compuerta o trabajo de las motobombas La programaci n de cada uno de los m dulos anteriores se encuentra en el ap ndice A 8 49 6 1 7 Dise o y programaci n de p ginas del panel digital En la comunicaci n del panel y PLC es necesario de la actualizaci n de estados de la compuerta configuraci n de tiempo de apertura y descenso de la compuertas as como de los mandos abrir cerrar parar y visualizaci n de estos estados en las botoneras del panel
37. adas digitales a 24 VDC el QK1224 con 16 salidas digitales y el QK1119 con 8 entradas anal gicas de 12 bits de resoluci n En la figura 4 1 se encuentra un PLC de la serie Quark con las entradas para los protocolos ALNET 1 y RS 485 dentro del PLC se encuentra ubicada la UCP Un m dulo de entradas salidas se puede observar junto a la UCP Figura 4 1 PLC de la serie Quark con un m dulo de entrada o salida 18 Tabla 4 1 Caracter sticas T cnicas de la CP Qk801 Caracter sticas Generales QK8001 Numero m ximo de puntos digitales E S 512 Numero M ximo de M dulos de E S 32 Canal de comunicaci n ALNET 1 Si Canal de comunicaci n RS 485 Si LEDs de actividad TX RX Si Capacidad actual de memoria 32 K RAM 64 K FLASH Capacidad m xima de memoria 128 K RAM 128 K FLASH Retentividad de la memoria del programa y operandos con testeo autom tico Bateria de litio de 1 2 AA Leds indicadores del estado de la UCP Si Microcontrolador Intel 80C32 Frecuencia de reloj 14 7456 Mhz Reloj de tiempo real con calendario Si Precisi n de reloj 30ppm Circuito de supervisi n watch dog timer Si Tiempo m ximo de hardware 500 ms Tiempo programable por software 500ms Indice de protecci n IP20 Temperatura de operaci n 0 a 60 grados Temperatura de almacenaje 25 a 70 grados Peso 1 400g 4 1 1 Caracter sticas El ctricas La UCP de la serie Quark presenta las sigui
38. ado apertura T3 A m Estado apertura T3 B n Estado descenso T3 Los estados de bloqueo de compuerta son a Estado de bloqueo por falla b Estado de bloqueo por contactor c Estado de paro de emergencia 45 d Estado de bloqueo por temporizador El estado bit posici n de esta compuerta cuenta con sensado de posicionamiento que permitir restablecer el porcentaje de apertura en caso de p rdida de altura utilizando el sistema de recuperaci n que tiene actualmente El estado bit Rs es activado mediante la se al conservada del sistema original de control llamada Rs El control de esta compuerta se rige bajo el mismo orden de la compuerta P2 hidr ulica del Pejibaye En el sensado de apertura se encuentra a Final del curso superior FCS b Rel t rmico de protecci n para los contactores CD1 y CD2 para ambos motores de la compuerta c Comunicaci n entre el panel y PLC d Bloqueo de la compuerta dado por Bit bloqueoT3 e Entrada del usuario de paro por emergencia de la botonera de respaldo f Tiempo de apertura de la compuerta En el sensado de posicionamiento para 100 de apertura total de la compuerta se activa el final del curso de recuperaci n o FCS 85 se activa el estado de alarma si se ha vencido el tiempo de recuperaci n de la compuerta La v lvula nombrada como VSP es activada cuando se da la se al de Booster operando del sistema original En el estado de descenso
39. adores QK800 QK801 etc Sistema conjunto de equipos utilizados para el control de una m quina o proceso compuesto por la UCP de la CP m dulos de Entrada y Salida microcomputador e interfaces Hombre M quina 66 Software Programas del computador procedimientos y reglas de operaci n para el sistema de procesamiento de datos Touchcells Celdas t ctiles Utilizadas en pantallas digitales y asociadas a macros de funciones UCP Unidad Central de Procesamiento o m dulo principal de la CP que realiza el procesamiento de los datos Word Unidad de informaci n conformada por diecis is bits 67 Ap ndice A 2 Simbolog a y Abreviaturas Se presentan la descripci n de la simbolog a y abreviatura utilizada en el documento Tabla A 2 Simbolog a y abreviaturas de las compuertas y motobombas de la toma de Pejibaye y de la toma de Tapant S mbolo o Abreviatura Descripci n S mbolo o Abreviatura Descripci n P1 Compuerta Electromec nica de Conducci n de la toma de Pejibaye UCP Unidad Central Procesamiento P2 Compuerta de Fondo Hidr ulica de la toma de Pejibaye ICE Instituto Costarricense de Electricidad T1 Compuerta de Desv o de la toma de Tapant PLC Controlador L gico Programable T2 Compuerta Desarenadora de la toma de Tapant RAM Random Acces Memory T3 Compuerta Hidr ulica de Conducci n de la toma de Tapant VDC VAC Voltaje corriente d
40. ados de falla tiempo excedido de apertura de descenso de recuperaci n disparo de rel s t rmicos paro por emergencia y otro tipo de sensado del estado de las compuertas e Verificar el bloqueo de compuertas para el control manual desde Pejibaye f Comprobar la comunicaci n correcta con el panel para activar control de respaldo g Sensado de posici n de la compuerta hidr ulica P2 y T3 para realizar la recuperaci n de la compuerta al 90 o activar el estado de alarma al 85 en caso de vencerse el tiempo de recuperaci n definido h Autorizar el bloqueo de compuertas lo que permite que ning n operador desde el panel pueda cambiar el estado de la compuerta i Selector de disponibilidad de bombas para dar mantenimiento a las compuertas de Tapant T1 y T2 Motobombas de Pejibaye a Definir un tiempo de trabajo para su alternancia b Definir un tiempo m ximo para activar ambas bombas en caso de no alcanzar el nivel m nimo de agua c Debe existir un indicador de disponibilidad de bombas permitiendo el mantenimiento de alguna de ellas Cabe rescatar y aclarar que el bloqueo de compuerta en Pejibaye indicar al sistema que s lo permitar la modificaci n del estado de la compuerta cuando sea solicitada desde 13 Pejibaye en otras palabras el bloqueo de la compuerta es sin nimo de control local en Pejibaye y el desbloqueo de la compuerta es sin nimo de control remoto desde Tapant y en el
41. an en el Centro de Documentaci n de la planta de R o Macho 183 Ap ndice A 7 Diagramas de conexi n de entradas y salidas del PLC Se encuentran en el Centro de Documentaci n de la planta de R o Macho Ap ndice A 8 Listado del programa de control modernizado de las compuertas y motobombas de drenaje de la toma de agua de Pejibaye y de la toma de Tapant Se encuentran en el Centro de Documentaci n de la planta de R o Macho 405 Ap ndice A 9 Manual de operario y de programaci n del panel digital 406 MANUAL DE USUARIO DE CONTROL DE COMPUERTAS UBICADO EN TAPANTI MEDIANTE PANEL DIGITAL Opciones del men principal El programa dise ado cuenta con diferentes posibilidades que permiten al operario el control total del sistema El acceso a las diferentes funciones se realiza al presionar los botones con el dedo o con el borrador de la parte superior de un l piz En la figura A 9 1 se muestra la p gina 2 del panel y se pueden observar las siguientes opciones de usuario 1 Comando de Compuertas 2 Sensado de Compuertas 3 Configuraci n de Tiempos 4 Bloqueo y Desbloqueo de Compuertas 5 Opciones de Alarmas 6 Introducci n de Password Figura A 9 1 Men principal del Sistema de Control programado en el panel digital 407 1 Comando de Compuertas Esta opci n nos despliega la posibilidad de mando a todas las compuertas si la persona se encuentra autorizada mediante password En la fi
42. atos reservadas a rea del estatus del panel b rea actualizada para el PLC c rea de teclado d rea de alarmas 30 Cap tulo 6 AN LISIS Y RESULTADOS 6 1 Explicaci n del dise o El dise o del control de las dos compuertas ubicadas en Pejibaye las tres compuertas ubicadas en Tapant y las bombas de drenaje de la toma de Pejibaye consta de 6 diagramas asincr nicos de estados para cada uno Se utiliz el dise o asincr nico de estados porque presenta a m s versatilidad y flexibilidad al programador b facilidad de localizaci n de fallas c facilidad para realizar modificaciones al dise o y a la programaci n d y su objetivo principal es permitir al programador concentrarse en el dise o del sistema de control en lugar de la programaci n del mismo En ap ndice A 4 se presenta el diagrama de estados modernizado de las compuertas Las tablas de asignaci n de variables y de estados involucradas en el control se encuentran en el ap ndice A 3 Se detallan a continuaci n cada uno de los dise os para las compuertas 6 1 1 Diagrama asincr nico de estados de la compuerta P1 La compuerta de conducci n de Pejibaye P1 permite la conducci n del agua atrav s del t nel El diagrama de estados de la compuerta P1 se observa en la figura A 4 1 y de la tabla A 3 1 a la tabla A 3 7 La figura A 4 1 cuenta con 18 estados de los cuales seis pertenecen a la apertura y seis al cie
43. ctiva Compuertas detenidas por alguna falla pueden ser reseteadas con la llave Reset ubicada en Tapant o la ubicada en Pejibaye y para compuertas detenidas por Paro de Emergencia puede ser reseteada mediante la llave respectiva del sitio donde se introdujo el paro Por ejemplo Se necesit de paro en la toma de Pejibaye implica que para resetear el sistema este esperar la Llave de Reset ubicada en el mismo sitio Cuando el paro se origina desde la Toma de Tapant la Llave de Reset en Tapant es la indicada para salir del paro de emergencia 409 Mediante esta manera se pretende dar una mejor seguridad y evitar que personal ubicado en diferentes sitios a distancia de aproximadamente 3 km puedan manipular al mismo tiempo un control estricto en seguridad En la figura A 9 4 se muestra una de las pantallas de mando de compuerta que no poseen sensado de posicionamiento se caracterizan por tener fondo azul oscuro Figura A 9 4 Pantalla de Mando de Compuerta Conducci n P1 de la Toma de Pejibaye 2 Sensado de Compuertas El sensado permite al operario poder visualizar cada una de las variables de control asociada a cada compuerta como los finales de carrera rel s t rmicos disparados o el estado de contactores entre otros como se aprecia en las figuras A 9 5 y A 9 6 Las figuras mostradas en este manual de usuario del panel no son copia de las pantallas vistas y programadas en el Panel digital por lo
44. cuela de Electr nica muy especialmente a mis profesores Ing Carlos Incer Arias Ing Victorino Rojas Ing Paulino M ndez Ing Pedro Murillo que con su forma de ser me estimularon a seguir adelante Deseo expresar un sincero reconocimiento para el Ing Jos Pablo Mart nez y la Ing Arys Carrasquilla asesores durante el desarrollo del proyecto de graduaci n ya que me han alentado y han sido testigos de las dificultades que se me han presentado Agradezco al Departamento de Soporte T cnico de la Regi n Huetar Brunca y al Ing Adri n Coghi que me estimularon apoyaron y para todos aquellos que contribuyeron de alguna manera les digo Muchas Gracias vi INDICE GENERAL Cap tulo 1 INTRODUCCI N 1 1 1 Descripci n de la empresa 1 1 2 Definici n del problema y su importancia 4 1 3 Objetivos 6 Cap tulo 2 ANTECEDENTES 7 2 1 Estudio del problema a resolver 7 2 2 Requerimientos de
45. de la toma de Tapant 458 Figura A 9 52 Pantalla de Selecci n de Compuerta a desbloquear 458 Figura A 9 53 Pantalla de introducci n de clave de desbloqueo de la compuerta Conducci n de la toma de Pejibaye 459 Figura A 9 54 Pantalla de introducci n de clave de desbloqueo de la compuerta de Fondo de la toma de Pejibaye 459 Figura A 9 55 Pantalla de introducci n de clave de desbloqueo de la compuerta de Conducci n de la toma de Tapant 460 Figura A 9 56 Pantalla de introducci n de clave de desbloqueo de la compuerta de Desv o de la toma de Tapant 460 Figura A 9 57 Pantalla de introducci n de clave de desbloqueo de la compuerta Desarenadora de la toma de Tapant 461 Figura A 9 58 Pantalla de Selecci n de Compuertas o Motobombas para configuraci n de tiempos 461 Figura A 9 59 Pantalla de Configuraci n de tiempos para la compuerta de Conducci n de la toma de Pejibaye 462 xiii Figura A 9 60 Pantalla de Configuraci n de tiempos para la compuerta de Fondo de la toma de Pejibaye 462 Figura A 9 61 Pantalla de Configuraci n de tiempos para la compuerta de Conducci n de la toma de Tapant 463 Figura A 9 62 Pantalla de Configuraci n de tiempos para la compuerta de Desv o de la toma de Tapant 463 Figura A 9 63 Pantalla de Configuraci n de tiempos para la compuerta Desarenadora de la toma de Tapant 464 Figura A 9 64 Pantalla de Configuraci n de tiempos para las Motobombas de Drenaje de la toma de
46. del m dulo C El n mero de operandos declarado depende del modelo del PLC y de la memoria disponible 28 5 2 El SoftwareUniOP Designer del panel digital 5 0 de programaci n de la Pantalla Digital El UniOP Designer es el software en ambiente windows utilizado para la programaci n y dise o de las pantallas dentro del panel HMI La figura 5 2 muestra una de las pantallas dise adas utilizando el UniOP Designer El dise o de p ginas involucra la selecci n de botones espec ficos referenciados a la variable del controlador o como llaves del panel Entre los tipos de celdas t ctiles touchcells se encuentran touchcell como un car cter ASCII touchcell como una llave del panel touchcell como un pushbutton Ver ap ndice A 9 acerca del manual de usuario y de programaci n del panel digital El panel ofrece la posibilidad de programarle hasta ocho diferentes passwords con funciones que abarcan a posibilidad de configuraci n del panel b cambio de p ginas c impresi n de reportes d activaci n de alarmas e introducci n de datos en variables definidas como claves de acceso f configuraci n de la fecha y la hora g entre otros 29 Figura 5 2 Software Designer 5 0 para programar el panel digital ECT 16 Se pueden introducir gr ficos bitmap gr ficos din micos espacios de mensajes gr ficos de barras campos num ricos y adem s posee cuatro reas de d
47. dor 16 Cap tulo 4 DESCRIPCI N DEL HARDWARE UTILIZADO 4 1 Descripci n del PLC El PLC forma parte de la unidad principal del proyecto como ejecutor de la l gica de control dise ada ver tabla 4 1 de datos t cnicos Entre sus principales caracter sticas se encuentra a pertenece a la serie Quark 801 b posee leds de estatus de la Unidad Central de Proceso UCP c tiene una capacidad m xima de memoria es de 128k de RAM y 128 k flash d tiene un microcontrolador INTEL 80C32 e posee dos canales seriales uno de ellos es RS 485 dedicado a protocolos gen ricos para protocolos variados como lectoras de c digo de barras o esc ners Este canal serial puede operar con un protocolo ALNET 1 y ser entrelazado con hasta 31 controladores programables f tiene una interface para red de comunicaci n ALNET 1 para comunicarse serialmente con el panel g el lenguaje de programaci n es de f cil aprendizaje gr fico semejante a diagramas el ctricos estructurada en m dulos h puede monitorear hasta 512 puntos digitales de entrada salida i organizaci n de puntos de m dulos de entrada y salida de forma modular permitiendo una r pida inclusi n de puntos o alteraci n de configuraci n j posee bater a para la retenci n de datos de la memoria RAM k incorpora reloj de tiempo real para aplicaciones de control preciso 17 Se encuentran tres accesorios o m dulos al PLC el QK1130 con 32 entr
48. e Drenaje ubicado en la toma de Tapant En la figura A 9 78 a la figura A 9 80 se muestran las pantallas de alarmas activadas por fallas Cada una de las pantallas desgloza cada compuerta acompa ada de un led indicador y una variable de mensaje Al encontrarse falla en alguna compuerta el led cambia de color rojo a verde y la variable de mensaje despliega Estado de falla Al lado derecho de cada variable de mensaje existe un bot n que permite desplazar las p ginas del panel hacia el sensado de dicha compuerta Estas pantallas son las n meros 42 a la 44 del panel Figura A 9 78 Pantalla de indicaci n de compuerta con alarma activa por Falla 472 Figura A 9 79 Pantalla de indicaci n de compuerta con alarma activa por Temporizador Figura A 9 80 Pantalla de indicaci n de compuerta con alarma activa por Contactor 473 En las figuras A 9 81 y A 9 82 se observan pantallas de mensajes est ticos que sirven de ayuda al operario en caso de detectarse una alarma por temporizador o un paro de emergencia Estas dos ltimas pantallas son las n mero 45 y 46 del panel Figura A 9 81 Pantalla de ayuda para alarmas activas por temporizador Figura A 9 82 Pantalla de ayuda para alarmas activas por temporizador 474 Anexo B 1 Diagrama de cableado de comunicaci n y programaci n del panel PLC vrs PC CA125 Date September 24 1998 Ref CA125 1 Revision 01 Author TT Tabla B 1 1 Descripci n del cable CA125 entre
49. e de final del curso superior 37 Mensaje4 y led indicador E8 3 Mensaje de final del curso inferior 37 Mensaje5 y led indicador E8 4 Mensaje de Contactor auxiliar del contactor CD1 del motor 1 38 Mensaje6 y led indicador E8 5 Mensaje de Contactor auxiliar del contactor CD2 del motor 2 38 Mensaje7 y led indicador E8 6 Mensaje de Booster operando 38 442 Tabla A 9 6 Variables del controlador configuradas en el panel digital para la compuerta de conducci n de Tapant BOTONES VARIABLES Ref Boton Ref Color DESCRIPCI N Ubicaci n de p gina en panel Gr fico de Barras M77 Variable de memoria que mantiene el valor de 0 a 100 y lo representa gr ficamente 7 Valor en M77 Variable de memoria que mantiene el valor de 0 a 100 7 Mensaje8 M32 Mensaje de estado de la compuerta 7 37 Mensaje9 A2 5 Mensaje de compuerta bloqueada 7 37 443 Tabla A 9 7 Variables del controlador configuradas en el panel digital para las Motobombas de Drenaje de la toma de Pejibaye Mensaje Led indicadores VARIABLES Ref Color DESCRIPCI N Ubicaci n de p gina en panel Control Manual Autom tico E1 01 Variable de entrada al PLC indicadora de la selecci n manual autom tico de las motobombas de drenaje en Pejibaye 39 Motobomba A disponible E1 02 Entrada indicadora de Bomba A disponible 3
50. entes caracter sticas a Alimentaci n de 93 5 a 253 Vac 100 a 250 Vdc b Frecuencia de operaci n en la alimentaci n AC 47 a 63 Hz 19 c Corriente pico de 25A d Potencia m xima de 50VA e Factor de potencia 70 t pico con alimentaci n a carga nominal f Fusible de protecci n 20mm 3 A g Disipaci n m xima del m dulo 4 2 w h Inmunidad de ruido el ctrico campo electromagn tico irradiado y protecci n contra choque el ctrico 4 1 2 Funcionamiento de la UCP La UCP es la unidad responsable de la ejecuci n de las funciones del control realizando un ciclo b sico de lectura de los puntos de entrada y la ejecuci n del programa aplicativo actualizando las salidas y comunic ndose con otros dispositivos de entrada y salida como el Panel digital mediante el protocolo ALNET I La UCP esta compuesta por el microcontrolador memorias Flash EPROM RAM perif ricos y fuente de alimentaci n La UCP posee internamente un programa interno gravado en Flash EPROM denominado ejecutivo que contiene un sistema operacional para el control de la UCP Este programa ejecutivo tiene todas las funciones de la UCP tales como a lectura de todos los puntos de entrada b actualizaci n de los puntos de salida c ejecuci n del programa ejecutivo d carga y lecturas del programa e comunicaci n serial con terminales de programaci n y otras interfaces f contiene una biblioteca de instrucciones pa
51. eraci n de las compuertas b Obtener las entradas y salidas del sistema original c Obtener el diagrama asincr nico actual de Control de la presa de Tapant y Pejibaye d Dise ar un esquema de control para facilitar el mantenimiento de las presas e Agregar a la l gica original una mejor seguridad operativa mediante dispositivos de sensado y enclavamientos f Dise ar un diagrama asincr nico de estados para la l gica modernizada g Programar y simular la secuencia en el PLC Altus por medio del software Mastertool h Dise ar y programar la interfaz hombre m quina de la pantalla de tacto i Realizar el diagrama de conexi n del sistema j Realizar la transferencia de tecnolog a al personal de operaci n y mantenimiento de las presas k Elaborar la documentaci n necesaria para explicar el manejo del sistema del control programado en el touch screen as como en la detecci n de fallas u otros 7 Cap tulo 2 ANTECEDENTES 2 1 Estudio del problema a resolver El problema se dividi en dos partes debido a la ubicaci n geogr fica que ambas tomas tienen Control de la toma de agua Pejibaye El control de la toma de Pejibaye a trav s del tiempo ha sufrido grandes transformaciones con respecto al control original El control previo a la modernizaci n es completamente inseguro e ineficiente ya que no prevalecen muchas de las funciones originales Entre los dispositivos de sensado se encuen
52. erta variable permitiendo desglozar todas las ubicaciones de una variable utilizada en el programa e opciones para colocar un nombre o descripci n de variables y notas a cada una de las variables de memoria auxiliares entrada salida y de datos f a adir los canales de funciones o procedimientos nombrados como se muestra en la figura 5 1 como EBA y 3P1 contactos contadores temporizadores operaciones aritm ticas entre otros En la parte central de la figura 5 1 se puede observar dos l gicas programadas para petici n de abrir la compuerta P1 de la toma de Pejibaye y la petici n de apertura a trav s de la botonera de Tapant 26 Figura 5 1 Software Mastertool para la programaci n del QK801 Elementos para la programaci n del m dulo El m dulo del programa esta compuesto de 3 elementos a L gicas b Operandos c Instrucciones Un m dulo del programa esta dividido en l gicas de programaci n El formato de una l gica del programa utilizado para las UCP de la serie QUARK permite atar 8 elementos en serie y atar 4 caminos en paralelo 27 Los Operandos estan definidos en tres tipos Operandos simples Son operandos retentivos as que sus valores se preservan cuando la UCP es desenergizada Operandos constantes Su valor permanece fijo durante toda la ejecuci n del programa Operandos de tabla Todos los operando de tabla son retentivos Todos los operandos son declarados dentro
53. es al Centro de Producci n de Figura 1 2 Organigrama del Area El ctrica de Soporte T cnico RHB R o Macho Para el rea de Control Protecci n y Aislamiento la modernizaci n debe tener seguridad operativa y seguridad para el personal de mantenimiento presentar un interfaz amigable de control al operario y permitir el sensado y el estado actual de cada compuerta y motobombas que componen el complejo de ambas tomas de agua 4 1 2 Definici n del problema y su importancia El sistema original a modernizar se basaba en una l gica de contactos y era capaz de controlar las compuertas y motobombas de Pejibaye local y remotamente desde Tapant Debido al deterioro de ste control por la humedad se tuvo que eliminar y dejar un control demasiado sencillo de abrir y cerrar compuertas el cual cuenta con muy poca seguridad operativa Como parte de la modernizaci n y considerando la inseguridad que prevalece en el sistema actual surge la necesidad de dise ar un sistema de control que abarque tanto la seguridad operativa as como la seguridad para el personal de mantenimiento en las tomas de agua de Tapant y de Pejibaye El acceso a la toma de Pejibaye es mediante el t nel de conducci n de la misma aproximadamente a 2 8 km del cuarto de control de la toma de Tapant ste acceso presenta un gran riesgo para el personal de mantenimiento ya que la compuerta de conducci n al t nel podr a ser reabierta
54. esbloqueo que sea mayor que 0 y almacenarla en la variable auxiliar clave de desbloqueo 56 p Limpiar la variable clave de desbloqueo q Comparar la variable auxiliar de bloqueo con la de desbloqueo en caso de ser iguales bit Bloqueo se coloca con valor 0 y se limpian ambas variables auxiliares r Escribir en la funci n ALNET las entradas al panel de clave de bloqueo y desbloqueo con valor de 0 La subrutina del bit de bloqueo se puede apreciar en el ap ndice A 8 nombrado como BLOQ 001 Bit Panel ok El Bit Panel ok se obtiene de la siguiente manera Ver en ap ndice A 8 el listado del programa el m dulo llamado PANEL 002 Se tiene asignada la variable de memoria M0080 como la variable indicadora del estatus del panel asignada y programa en el panel como status word panel donde el bit S0 con valor de 1 indica correcta comunicaci n con el panel Se tiene un contador de 0 hasta 20 d cimas de segundo contando indefinidamente Cuando el contador tiene valor de 0 a la variable M0080 se le asigna un 0 y para un valor superior a los 10 se despliega el valor de M0080 0 como bit de panel ok La d cima de segundo se justifica como el tiempo que necesita el panel para restablecer el estado del panel De esta manera si el cable de comunicaci n falla o el panel se da a el PLC en 10 d cimas de segundo detectar a mediante el bit panel ok en valor de 0 el fallo en la comunicaci n panel vrs PLC En
55. etros al este del centro de Orosi distrito tercero del cant n de Para so Provincia de Cartago El proyecto del dise o de la l gica de control de las Compuertas de la Toma de Aguas del R o Pejibaye y del R o Tapant Centro Producci n de R o Macho se desarroll en el rea de Soporte T cnico de la Regi n Huetar Brunca ICE Este es una dependencia del ICE que presta servicios especializados en diferentes reas de ingenier a el ctrica mec nica y civil para la atenci n de las plantas generadoras del ICE de la Regi n Huetar Brunca En este departamento laboran 25 personas de los cuales hay actualmente 5 ingenieros Este grupo cuenta con el ing Adri n Coghi Fern ndez como coordinador del rea de Ingenier a dos ingenieros el ctricos un ingenieros civiles y un ingeniero mec nico El departamento se encarga de prestar atenci n a los equipos de protecci n de generador los reguladores de velocidad y de voltaje Dentro de los servicios que presta esta el mantenimiento predictivo preventivo y correctivo en las siguientes reas 2 a aislamiento de los equipos de generaci n b descargas parciales c represas y obra gris d tuber as y t neles En la figura 1 1 se muestra la organizaci n del Area de Soporte T cnico RHB con una Coordinaci n General bajo la cual se encuentran las cuatro reas Mec nica El ctrica Civil Log stica y sus colaboradores El Area Mec nica tiene a su car
56. forma similar a la descrita en la configuraci n de tiempos En la figura A 9 11 se puede mostrar la introducci n de la clave de bloqueo para la compuerta T3 de conducci n de la Toma de Tapant y en el mensaje se despliega el estado de compuerta Por ejemplo Compuerta Bloqueada o Compuerta Desbloqueada Control en Tapant 414 Figura A 9 11 Pantalla del panel digital de Bloqueo de compuerta T3 de conducci n de la Toma de Tapant Para las compuertas ubicadas en Pejibaye el bloqueo de la compuerta permite traspasar el control de estas compuertas a Pejibaye De esta manera al bloquear la compuerta P1 de conducci n de Pejibaye el estado de compuerta es Compuerta Bloqueada Control en Pejibaye y al encontrarse desbloqueada es Compuerta Desbloqueada Control en Tapant como se puede apreciar en la figura A 9 12 415 Figura A 9 12 Pantalla del panel digital de Bloqueo de compuerta T3 de conducci n de la Toma de Tapant Para desbloquear cada compuerta existe una pantalla en donde se introduce la clave de bloqueo correspondiente por ejemplo observe la figura A 9 13 416 Figura A 9 13 Pantalla de Desbloqueo de compuerta de conducci n de Pejibaye Al desbloquear correctamente la compuerta se desplegar el siguiente mensaje Compuerta Desbloqueada Control en Tapant indicando que la compuerta puede ser maniobrada mediante el panel digital ubicado en Tapant 5 Opciones de Alarmas En
57. go el Mantenimiento Predictivo de los Centros de Figura 1 1 Organigrama del departamento de Soporte T cnico RHB Producci n R o Macho Cach Angostura y Mo n para un total de 508MW El Area Civil tiene a cargo el planeamiento y ejecuci n de trabajos de mantenimiento civil preventivo y correctivo inspecci n y supervisi n de obras civiles por contrato elaboraci n de especificaciones t cnicas para solicitudes de suministro y licitaciones 3 En la figura 1 2 se muestra el Area El ctrica donde se ubica el rea de Control Protecciones y Aislamiento y el Area de Regulaci n los ingenieros y los t cnicos encargados de laborar para dichas reas Esta ltima rea tiene la responsabilidad de brindar el soporte t cnico a los reguladores de velocidad de las turbinas y a los reguladores autom ticos de voltaje de los generadores Dentro de las actividades m s relevantes se destacan el mantenimiento y la modernizaci n de equipos con el fin de mantener la frecuencia y el voltaje del sistema nacional interconectado en su valor nominal El rea de Control Protecci n y Aislamiento es la encargada entre varias de sus funciones al desarrollo de proyectos a nivel de mejoras y de modernizaci n en los sistemas de control as como en las atenci n de fallas o la ejecuci n del mantenimiento correctivo De esta manera se pretende la modernizaci n de las tomas de agua de Pejibaye y de la toma de Tapant pertenecient
58. gura A 9 2 se observan las cinco opciones de mando y se pueden comandar las compuertas de Conducci n y de Fondo de la Toma de Pejibaye la compuerta de Desv o Desarenadora y de Conducci n de la Toma de Tapant Figura A 9 2 Men de Mandos de Compuerta de la Toma de Pejibaye y de la Toma de Tapant En las pantallas de comando las compuertas Hidr ulicas cuentan con la visualizaci n gr fica y num rica porcentual de apertura de la compuerta Entre los mandos que el usuario puede dar a las compuertas se encuentran los siguientes Abrir realiza la apertura de la compuerta Cerrar desciende la compuerta Parar detiene la compuerta al momento de realizar la petici n En la figura A 9 3 se puede observar dos variables de mensaje MMMMMMM en color azul que permiten un mando adecuado para las compuertas ya que en el panel se puede visualizar el estado actual de la compuerta como 408 a Compuerta Abriendo b Compuerta Cerrando c Compuerta Detenida d Compuerta Detenida por Falla Falla por Contactor e Compuerta Detenida por Temporizador f Compuerta Detenida por Paro de Emergencia g Compuerta Bloqueada o Desbloqueada Figura A 9 3 Pantalla de Mando de Compuerta Hidr ulica de Fondo de la Toma de Pejibaye En caso de encontrarse la compuerta bloqueada o detenida los mandos de compuerta no responder n hasta que se haya reseteado el control de dicha compuerta mediante la Llave Reset respe
59. guraci n de passwords dentro del Designer 5 0 422 Figura A 9 21 Bot n en verde de Abrir indicando que la compuerta esta abriendo 423 Figura A 9 22 Configuraci n de bot n gen rico de comando de compuertas 424 Figura A 9 23 Botones de desplazamiento de pantallas dentro del panel digital 424 Figura A 9 24 Configuraci n del Bot n gen rico para la configuraci n de tiempo de apertura de compuerta 425 Figura A 9 25 Sensado Control Manual Autom tico de Motobombas de Drenaje de la Toma de Pejibaye 426 Figura A 9 26 Variables tipo Message en la pantalla de Sensado de Motobombas de Pejibaye 427 Figura A 9 27 Configuraci n de la primer variable Message de la pantalla de Sensado de Motobombas de Drenaje de la Toma de Pejibaye 427 Figura A 9 28 Editor de Mensajes para el estado de Motobombas de Drenaje de la Toma de Pejibaye 428 Figura A 9 29 Configuraci n en modo de Eventos para el panel key n mero 2 429 Figura A 9 30 Macro a ejecutar al presionar Ver alarmas activas 430 Figura A 9 31 Macro al liberar el bot n de Ver alarmas activas 431 Figura A 9 32 Ejecuci n de Macro al presionar el bot n de Ir a alarma activa 432 Figura A 9 33 Ejecuci n de Macro al liberar el bot n de Ir a alarma activa 433 Figura A 9 34 Ejecuci n de Macro al presionar la opci n de Eliminar Eventos de alarmas 434 Figura A 9 35 Ejecuci n de Macro al liberar la opci n de Eliminar Eventos de alarmas 435 Figura A 9 36 Confi
60. guraci n del Area Reservada para el estatus del panel digital 449 Figura A 9 37 Pantalla de presentaci n del sistema de control 451 Figura A 9 38 Pantalla de men principal del sistema de control 451 Figura A 9 39 Pantalla del men de opciones de alarmas 452 xii Figura A 9 40 Pantalla de opciones de comando de compuertas de la toma de Pejibaye y de la toma de Tapant 452 Figura A 9 41 Pantalla de mando de compuerta P2 hidr ulica de la toma de Pejibaye 453 Figura A 9 42 Pantalla de mando de compuerta P1 de Fondo de la toma de Pejibaye 453 Figura A 9 43 Pantalla de mando de compuerta T3 de Conducci n de la toma de Tapant 454 Figura A 9 44 Pantalla de mando de compuerta T1 de Desv o de la toma de Tapant 454 Figura A 9 45 Pantalla de mando de compuerta T2 Desarenadora de la toma de Tapant 455 Figura A 9 46 Pantalla de Selecci n de Compuerta a bloquear 455 Figura A 9 47 Pantalla de introducci n de clave de bloqueo de la compuerta de conducci n de la toma de Pejibaye 456 Figura A 9 48 Pantalla de introducci n de clave de bloqueo de la compuerta de Fondo de la toma de Pejibaye 456 Figura A 9 49 Pantalla de introducci n de clave de bloqueo de la compuerta de conducci n de la toma de Tapant 457 Figura A 9 50 Pantalla de introducci n de clave de bloqueo de la compuerta de Desv o de la toma de Tapant 457 Figura A 9 51 Pantalla de introducci n de clave de bloqueo de la compuerta Desarenadora
61. igura A 9 43 Pantalla de mando de compuerta T3 de Conducci n de la toma de Tapant En la figura A 9 44 se muestra la pantalla de control de la compuerta de desv o de Tapant Esta pantalla pertenece a la p gina ocho del panel Figura A 9 44 Pantalla de mando de compuerta T1 de Desv o de la toma de Tapant 455 En la figura A 9 45 se muestra la pantalla de control de la compuerta de desarenadora de Tapant Esta pantalla pertenece a la p gina nueve del panel Figura A 9 45 Pantalla de mando de compuerta T2 Desarenadora de la toma de Tapant En la figura A 9 46 se muestra la pantalla de selecci n de compuerta para la introducci n de la clave de bloqueo Esta pantalla pertenece a la p gina diez del panel Figura A 9 46 Pantalla de Selecci n de Compuerta a bloquear 456 En las figuras A 9 47 a la figura A 9 51 se muestran las pantallas de introducci n de clave de bloqueo de las compuertas de la toma de Pejibaye y Tapant Mediante el bot n llamado INTRODUCIR LA CLAVE DE BLOQUEO se muestra un men adicional para digitar la clave de bloqueo Estas pantallas se encuentran desde la p gina 11 a la 15 del panel Figura A 9 47 Pantalla de introducci n de clave de bloqueo de la compuerta de conducci n de la toma de Pejibaye Figura A 9 48 Pantalla de introducci n de clave de bloqueo de la compuerta de Fondo de la toma de Pejibaye 457 Figura A 9 49 Pantalla de introducci n de clave de bloqueo de la comp
62. incr nicos de las compuertas dentro de la variable y dependiendo del valor es desplegado cierto mensaje programado En la figura 6 1 2 se muestra una pantalla de sensado de las bombas de la compuerta T1 y T2 con los mensajes y leds indicadores de estados ON OFF Al final en ap ndice A 9 se pueden encontrar todas las tablas de variables utilizadas en la programaci n del panel para cada compuerta y motobomba 51 Figura 6 2 Pantalla de sensado de bombas de las compuertas T1 y T2 de la toma de Tapant 6 1 7 2 Configuraci n de tiempos La opci n de configuraci n de tiempos es permitida al operador cuando que se haya introducido el password luego se permite la nueva introducci n de tiempos en minutos El operario mediante esta opci n puede configurar el tiempo de apertura y cierre m ximos para cada compuerta ver en la figura 6 3 la configuraci n de tiempo para la compuerta T1 As determinar si existe alguna falla en la compuerta o deterioro cuando se alcanza el tiempo m ximo de apertura o cierre Las compuertas hidr ulicas manejan el tiempo de recuperaci n para alcanzar el 100 de apertura o indicar falla en la misma cuando se vence este tiempo 52 Figura 6 3 Pantalla de configuraci n de tiempo de apertura y descenso de la compuerta T1 de la toma de Tapant El tiempo de trabajo de las motobombas puede ser configurado mediante la pantalla de la figura 6 4 asegurando una alternancia equitativa en tie
63. irecta Voltaje en corriente alterna B1 B2 Motobombas de drenaje en la Galer a de la toma de Pejibaye VA A W Voltio amperio amperio watts Bomba A Bomba B Bombas de las compuertas de Desv o T1 y Desarenadora T2 de la toma de Tapant EX Pg ER Modos de Ejecuci n Programaci n Error R RPE Regleta Remota en Pejibaye de Entradas NA Normalmente abierto R LTE Regleta Local en Tapant de Entradas MB KB Megabyte Kilobyte R RPS Regleta Remota en Pejibaye de Salidas E S I O Entradas Salidas R LTS Regleta Local en Tapant de Salidas HMI Interface hombre m quina R S Regleta de Salidas hacia las compuertas en Tapant 68 Ap ndice A 3 Tablas de asignaci n de variables y de estados para cada una de las compuertas y motobombas de drenaje de la galer a Se encuentra en el Centro de Documentaci n de la planta de R o Macho 96 Ap ndice A 4 Diagramas asincr nico de estados de las compuertas y las motobombas de drenaje Se encuentran en el Centro de Documentaci n de la planta de R o Macho 149 Ap ndice A 5 Tablas de descripci n de variables previas a la modernizaci n del control de las compuertas y las motobombas de drenaje Se encuentran en el Centro de Documentaci n de la planta de R o Macho 158 Ap ndice A 6 Diagramas de estados del control previo a la modernizaci n de las compuertas de la toma de Pejibaye y Tapant Se encuentr
64. itante de la zona tiene la opci n de encender y apagar las bombas en forma manual El sistema de control manual de bombas tiene el respaldo de vigilar el nivel de agua y recurrir al apagado de bombas en forma autom tica para evitar que las bombas trabajen al vac o De esta manera permite hacer el control m s inteligente En el control manual el usuario puede encender y apagar bombas mientras se encuentren disponibles Diagrama de conexi n de motobombas de drenaje Las figuras A 7 28 a la figura A 7 32 se encuentran los diagramas de conexi n a los m dulos de entradas y salidas del PLC las conexiones a las regletas o paneles de control Una descripci n detallada de cada conexi n Las figuras A 7 28 y A 7 29 muestran los selectores de encendido de bombas y la disponibilidad de bombas La figura A 7 30 y A 7 31 se observan el sensado de nivel de agua los rel s de protecci n y los contactores auxiliares de las bombas La figura A 7 32 muestra las salidas a los contactores para el encendido de las bombas 1 y 2 40 6 1 4 Diagrama asincr nico de la compuerta T1 y T2 de Tapant La compuerta T1 tiene dos funciones a Detener el agua a trav s de las parrillas b Desviar el r o del cauce La compuerta T2 tiene la funci n de desarenador donde se depositan piedras y cualquier otro tipo de turbulencia antes de llegar a la compuerta T3 de conducci n El diagrama asincr nico por estados de la compuer
65. iva 34 Diagrama de conexi n de compuerta P1 El diagrama de conexi n de compuerta P1 se muestra en ap ndice A 7 y la simbolog a de las regletas o paneles de control se encuentran en la tabla A 2 En la figura A 7 1 se puede observar el diagrama de la botonera de control ubicada en Tapant conectada a su respectivo m dulo del PLC En la figura se observa la descripci n de cada una de las botoneras y el panel de control R LTE al que pertenecen En la figura A 7 2 se observa la botonera de control ubicada en Pejibaye Esta consta de tres botoneras conectadas al m dulo 1 QK1130 del PLC y se muestran las conexiones debidas a los paneles R RPE y R LTE La figura A 7 3 se muestra las conexiones de las dos botoneras de Paro de emergencia y de la llave reset ubicadas en Pejibaye Estas entradas se encuentran conectadas al m dulo 1 QK 1130 La figura A 7 4 A 7 5 y A 7 6 se muestra las conexiones del sensado de falta de fase de cable flojo de sobrecarga finales de carrera contactores auxiliares y los rel s t rmicos de protecci n al m dulo 1 QK 1130 y sus debida conexi n a las regletas o paneles de control Las salidas se observan en la figura A 7 7 conectadas al m dulo QK 1224 y las conexiones de las regletas R LTS y R RPS 35 6 1 2 Diagrama Asincr nico de estados de la compuerta P2 La compuerta P2 hidr ulica de la toma de Pejibaye es la encargada de limpiar y desarenar la toma de agua de residuos
66. la Toma de Pejibaye 410 Figura A 9 6 Dise o de pantalla para el sensado de rel s t rmicos contactores entre otros de la compuerta de conducci n de la Toma de Pejibaye 410 Figura A 9 7 Pantalla de sensado de controles seleccionados por operarios en el sitio de Pejibaye 411 Figura A 9 8 Pantalla de sensado de Motobombas de Drenaje de la Toma de Pejibaye 411 Figura A 9 9 Configuraci n de tiempos de Apertura de Descenso y de Recuperaci n de la compuerta Hidr ulica de la Toma de Pejibaye 412 Figura A 9 10 Configuraci n de tiempos de trabajo de Motobombas de Drenaje de la Toma de Pejibaye 413 Figura A 9 11 Pantalla del panel digital de Bloqueo de compuerta T3 de conducci n de la Toma de Tapant 414 Figura A 9 12 Pantalla del panel digital de Bloqueo de compuerta T3 de conducci n de la Toma de Tapant 415 Figura A 9 13 Pantalla de Desbloqueo de compuerta de conducci n de Pejibaye 416 xi Figura A 9 14 Pantalla de Opciones de Alarmas 417 Figura A 9 15 Pantalla de alarma activada por Falla en rel s t rmicos de protecci n 418 Figura A 9 16 Pantalla de alarma activada por temporizador 418 Figura A 9 17 Pantalla del panel digital de ayuda para alarmas activadas por temporizador 419 Figura A 9 18 Pantalla de alarma activa por falla en alg n contactor de las compuertas o motobombas 420 Figura A 9 19 Pantalla de ayuda en la activaci n de Paro por emergencia 420 Figura A 9 20 Cuadro de confi
67. loqueo de compuerta de desv o de la toma de Tapant 54 Figura 6 7 Pantalla de desbloqueo de compuerta de desv o de la toma de Tapant 55 Figura A 4 1 Control de estados modernizado de la compuerta P1 de la toma de Pejibaye 97 Figura A 4 2 Control de estados modernizado de la compuerta P2 de la toma de Pejibaye 105 Figura A 4 3 Control de estados modernizado de la compuerta T1 de la toma de Tapant 115 Figura A 4 4 Control de estados modernizado de la compuerta T2 de la toma de Tapant 124 Figura A 4 5 Control de estados modernizado de la compuerta T3 de la toma de Tapant 133 Figura A 4 6 Control de estados modernizado de las motobombas de drenaje de la toma de Pejibaye 140 Figura A 6 1 Diagrama de control previo a la modernizaci n de la compuerta P1 de la toma de Pejibaye 159 ix Figura A 6 2 Diagrama de control previo a la modernizaci n de la compuerta P2 de la toma de Pejibaye 166 Figura A 6 3 Diagrama de control previo a la modernizaci n de la compuerta T1 de la toma de Tapant 172 Figura A 6 4 Diagrama de control previo a la modernizaci n de la compuerta T2 de la toma de Tapant 176 Figura A 6 5 Diagrama de control previo a la modernizaci n de la compuerta T3 de la toma de Tapant 180 Figura A 7 1 Diagrama de conexi n de la botonera de respaldo de compuerta P1 de Pejibaye ubicada en Tapant 184 Figura A 7 2 Diagrama de conexi n de la botonera de control de compuerta P1 de Pejibaye
68. m has three control commands The main command carries out through digital panel and allows the configuration of times monitoring and the flood gates control this command is found in dam at Tapant The second command of backing is activated when the panel has broken down and this permits through the select buttons to open to close and to stop the floodgates and one third command remote through select button allows floodgates control and pumps in dam at Pejibaye which can be found in the same dam The operator can see at any time the digital panel current state of each floodgate and of the pumps The messages that can be seen are floodgate opening up floodgate closing floodgate blocked among others This new control design allows the operators to see the actual status of floodgates that s like a greater security for the maintenance managers of the floodgates Keywords Control design PLC digital panel monitoring operative security operative maintenance Pejibaye Tapant floodgate iv Dedicatoria A Dios a toda mi familia y a Aura que me han ayudado y apoyado a hacerle frente a todas las dificultades para lograr con xito lo que soy hoy v Agradecimiento Desde hace varios a os no puedo dejar de tener presente el conjunto de circuntancias y personas que influyeron en m para llegar a este punto por eso deseo expresar mi profundo agradecimiento a todo el personal de la Es
69. mas 451 Figura A 9 37 Pantalla de presentaci n del sistema de control La figura A 9 38 muestra el men principal del sistema Esta pantalla es la p gina dos del panel Figura A 9 38 Pantalla de men principal del sistema de control 452 La figura A 9 39 muestra las opciones de alarmas disponibles al operario cada una de estas opciones se encuentran descritas al principio de este manual Esta pantalla pertenece a la p gina tres del panel Figura A 9 39 Pantalla del men de opciones de alarmas En la figura A 9 40 se muestra la p gina cuarta del panel y muestra las opciones de comando de compuertas de la toma de Pejibaye y de la toma de Tapant Figura A 9 40 Pantalla de opciones de comando de compuertas de la toma de Pejibaye y de la toma de Tapant 453 En la figura A 9 41 se presenta la pantalla n mero cinco del panel En esta se muestra el mando la visualizaci n gr fica num rica y el estado de la compuerta P2 Figura A 9 41 Pantalla de mando de compuerta P2 hidr ulica de la toma de Pejibaye En la figura A 9 42 se muestra la p gina n mero seis del panel y posee botones de mando y variables de mensaje para informar del estado de la compuerta Figura A 9 42 Pantalla de mando de compuerta P1 de Fondo de la toma de Pejibaye 454 En la figura A 9 43 es la pantalla n mero siete del panel donde se muestra la pantalla de control de la compuerta de conducci n de la toma de Tapant F
70. mbas y el tiempo de espera para la activaci n de ambas bombas de drenaje En la figura A 9 9 se observa la entrada de tiempos de apertura tiempo de descenso y el tiempo de recuperaci n de la compuerta P2 Hidr ulica de Fondo de la Toma de Pejibaye Figura A 9 9 Configuraci n de tiempos de Apertura de Descenso y de Recuperaci n de la compuerta Hidr ulica de la Toma de Pejibaye La figura A 9 10 se aprecia la pantalla para la introducci n de tiempos de trabajo de las motobombas de la galer a de drenaje de la toma de Pejibaye 413 Figura A 9 10 Configuraci n de tiempos de trabajo de Motobombas de Drenaje de la Toma de Pejibaye La configuraci n de los tiempos es posible al haber introducido el password correcto para configuraci n La introducci n de tiempos se puede realizar simplemente al presionar el bot n correspondiente y se desplegar un teclado para la introducci n de los n meros y con el bot n de ENTER se podr regresar al modo de p gina Los n meros introducidos tienen l mites que se encuentran definidos en la pantalla del teclado num rico Por ejemplo de 0000 a 9999 4 Bloqueo y Desbloqueo de Compuertas Para la seguridad del personal de mantenimiento existe la posibilidad del bloqueo de compuertas de esta manera mientras se realiza dicho mantenimiento la compuerta bloqueada no podr ser manipulada por alguien m s La introducci n de las claves de bloqueo se realiza en
71. mpo cuando se drena agua de la galer a Figura 6 4 Pantalla de configuraci n de tiempo de trabajo para las motobombas de drenaje de la toma de Pejibaye 53 6 1 7 3 Comando de compuertas Para cada una de las compuertas se dise una p gina en el panel que refleje el estado general de la compuerta la visualizaci n num rica y gr fica en porcentaje de apertura en las compuertas hidr ulicas Observar el gr fico de barras de la figura 6 5 y el campo num rico para representar el porcentaje de apertura de la compuerta T3 hidr ulica de la toma de Tapant Figura 6 5 Pantalla de mando de compuerta P2 de conducci n de la toma de Pejibaye Cuando la compuerta P2 se encuentra detenida los botones de abrir cerrar se visualizan en color rojo STOP y cuando se encuentra parada la compuerta el bot n de parar se visualiza en color verde Cuando se selecciona la opci n de abrir o cerrar una de las compuertas el bot n cambia a color verde RUN y la opci n de parar a rojo El mando de las compuertas puede ser manipulado por la persona que se encuentre autorizada mediante password de la maniobra de abrir y cerrar compuertas 54 6 1 7 4 Bloqueo Desbloqueo de compuertas El panel esta programado para poder ingresarle claves de bloqueo y desbloqueo de compuertas Cada compuerta tiene la opci n de ingreso de una clave de bloqueo que activa el bit Bloqueo con valor de 1 y el ingreso de la clave de desbloque
72. mpuertas Variable Memoria Ubicaci n de p gina en panel Tiempo Apertura P1 M16 23 Tiempo Descenso P1 M17 23 Tiempo Apertura P2 M18 24 Tiempo Descenso P2 M19 24 Tiempo de Recuperaci n P2 M27 24 Tiempo de Apertura T1 M22 26 Tiempo de Descenso T1 M23 26 Tiempo de Apertura T2 M24 27 Tiempo de Descenso T2 M25 27 Tiem po de Apertura T3 M20 25 Tiempo de Descenso T3 M21 25 Tiempo de Recuperaci n T3 M26 25 Tiempo de Trabajo de Bombas Pejibaye M28 28 Tiempo de Espera para el trabajo en conjunto de Bombas M35 28 Tiempo de Trabajo de Bombas Tapant M29 29 Las p ginas de alarmas se utilizaron variables de memoria que indicaran estado normal o estado de falla en la compuerta Se presenta en las 3 tablas siguientes las variables asignadas para cada Falla detectada 446 Tabla A 9 10 Variables asignadas para alarmas detectadas por Falla Compuertas Mensaje y led indicador Variable asignada Descripci n N mero de p gina en panel P1 Si M36 Variable indicadora de estado normal o de falla de compuerta rel disparado sobrecarga o cable flojo 42 P2 Si M37 Variable indicadora de estado normal o de falla de compuerta rel disparado 42 T1 Si M38 Variable indicadora de estado normal o de falla de compuerta rel disparado 42 T2 Si M39 Variable indicadora de estado normal o de falla de compuerta rel di
73. nsado de la compuerta P2 de la toma de Pejibaye 78 Tabla A 3 10 Estados de las compuertas de desv o T1de la toma de Tapant 79 Tabla A 3 11 Variables de entrada para petici n de usuario de la compuerta T1 de la toma de Pejibaye 81 Tabla A 3 12 Variables internas y de salida del diagrama de control de la compuerta T1 de la toma de Tapant 82 Tabla A 3 13 Variables de sensado de la compuerta T1 de la toma de Tapant 83 Tabla A 3 14 Estados de las compuertas T2 desarenadora de la toma de Tapant 84 Tabla A 3 15 Variables de entrada para petici n de usuario de la compuerta T2 de la toma de Tapant 85 Tabla A 3 16 Variables internas y de salida del diagrama de control de la compuerta T2 desarenadora de la toma de Tapant 86 Tabla A 3 17 Variables de sensado de la compuerta T2 desarenadora de la toma de Tapant 87 Tabla A 3 18 Estados de las compuertas T3 de conducci n de la toma de Tapant 88 xvi Tabla A 3 19 Variables de entrada para petici n de usuario de la compuerta T3 de conducci n de la toma de Tapant 89 Tabla A 3 20 Variables internas y de salida del diagrama de control de la compuerta T3 de conducci n de la toma de Tapant 90 Tabla A 3 21 Variables de sensado de la compuerta T3 de conducci n de la toma de Tapant 91 Tabla A 3 22 Estados del diagrama asincr nico de estados de las motobombas de Pejibaye 92 Tabla A 3 23 Variables de entrada para petici n de usuario del control de las mot
74. o colocando al bit Bloqueo en valor de 0 La figura 6 6 muestra la pantalla de ingreso de clave de bloqueo de la compuerta de desv o de Tapant y una variable mensaje MMMMMMMMM en color blanco con el mensaje compuerta bloqueada o desbloqueada control Tapant Figura 6 6 Pantalla de bloqueo de compuerta de desv o de la toma de Tapant La figura 6 7 muestra la pantalla de ingreso de la clave de desbloqueo de la compuerta de desv o de Tapant La clave de desbloqueo puede ser introducida al presionar el bot n llamado INTRODUCIR LA CLAVE DE DESBLOQUEO 55 Figura 6 7 Pantalla de desbloqueo de compuerta de desv o de la toma de Tapant El bloqueo y desbloqueo no debe ser permitido a cualquier persona por lo que se restringe su manipulaci n a las personas autorizadas por password 6 1 7 5 Obtenci n de entradas y salidas en la comunicaci n panel vrs PLC Bit de bloqueo Para obtener al bit de bloqueo se necesita de la siguiente secuencia k Leer las salidas del panel en el PLC clave de bloqueo y clave de desbloqueo con la funci n ALNET1 l Verificar que variable auxiliar de bloqueo sea igual a 0 m Si variable auxiliar de bloqueo es igual a 0 y variable clave de bloqueo es mayor que 0 entonces almacenar la variable clave de bloqueo en la variable auxiliar clave de bloqueo y se activa el bit Bloqueo en valor de 1 n Limpiar el valor de la variable clave de bloqueo o Revizar la variable clave de d
75. o y desbloqueo de compuertas est restringido s lo para personal autorizado mediante passwords de seguridad h Los passwords de seguridad para accesar el control a trav z del panel es de 4 d gitos enteros i Los passwords de seguridad cuentan hasta con 8 niveles de funciones para la mejor seguridad del sistema j Las claves para bloqueo y desbloqueo de compuertas se conforma de 4 d gitos enteros k Los estados de bloqueo de compuerta son transmitidos al operador a trav z del panel en forma inmediata mediante una pantalla de alarmas l La pantalla de alarmas cuenta con botones r pidos de desplazamiento hacia la pantalla de la compuerta que presenta la alarma m El sistema cuenta con almacenamiento de eventos de alarmas activados y desactivados y la fecha correspondiente 60 n El sistema cuenta con parada de emergencia en Pejibaye y en Tapant esto permite la parada de compuertas en forma inmediata o En parada de emergencia es posible maniobrar seguidamente una compuerta en caso de ser extremadamente necesario p La programaci n del panel consta de 46 p ginas de f cil manejo y con pantallas de ayuda al operario q La programaci n se encuentra organizada en tres m dulos principales nombrados como E PRINCI 001 E CTAPA 002 Y E MTBOMB 003 r Cada m dulo principal se subdivide en m dulos de procedimiento que se asignaron por cada estado de las compuertas o motobombas Esto permite un
76. obombas de drenaje de la toma de Pejibaye 93 Tabla A 3 24 Variables internas y de salida del diagrama de control de las motobombas de drenaje de la toma de Pejibaye 94 Tabla A 3 25 Variables de sensado de las motobombas de drenaje de la toma de Pejibaye 95 Tabla A 5 1 Descripci n de s mbolos utilizados en los diagramas asincr nicos de estados previo a la modernizaci n de la compuerta P1 150 Tabla A 5 2 Descripci n de Botones y selectores utilizados en los diagramas asincr nicos de estados previo a la modernizaci n de la compuerta P1 151 Tabla A 5 3 Descripci n de s mbolos utilizados en los diagramas asincr nicos de estados previo a la modernizaci n de la compuerta P2 hidr ulica de la toma de Pejibaye 152 Tabla A 5 4 Descripci n de Botones y selectores utilizados en los diagramas asincr nicos de estados previo a la modernizaci n de la compuerta P2 153 Tabla A 5 5 Descripci n de s mbolos utilizados en los diagramas asincr nicos de estados previo a la modernizaci n de las motobombas de drenaje en la toma de Pejibaye 154 Tabla A 5 6 Descripci n de Botones y selectores utilizados en los diagramas asincr nicos de estados previo a la modernizaci n de las motobombas de drenaje en la toma de Pejibaye 155 Tabla A 5 7 Descripci n de s mbolos utilizados en los diagramas asincr nicos de estados previo a la modernizaci n de las compuerta T3 de conducci n de la toma de Tapant 156 Tabla A 5 8 Descripci n de
77. omando de compuertas Los botones para desplazamiento de pantallas a los diferentes men s u opciones se realizan mediante los siguientes botones de la figura A 9 23 con una simple macro mostrada como la anterior Figura A 9 23 Botones de desplazamiento de pantallas dentro del panel digital Los botones de configuraci n de tiempos presentan una macro similar a la mostrada en la figura A 9 24 donde se colocan los valores dentro del panel digital en el primer espacio de variable de lectura escritura de la pantalla de configuraci n en modo de entrada de datos 425 Figura A 9 24 Configuraci n del Bot n gen rico para la configuraci n de tiempo de apertura de compuerta Igual a la macro anterior se realiza la configuraci n de los botones para la introducci n de claves de bloqueo y desbloqueo de compuertas Luces indicadoras Las luces indicadoras se utilizaron para las pantallas de sensado como se observa en la figura A 9 25 La luz verde indica el estado de autom tico de las motobombas y el color rojo que no se encuentra activo el control manual de las motobombas Para indicar cada uno de los estados en color verde o rojo se necesita modificar una variable luz indicadora como referencia dada por el controlador PLC Por ejemplo la luz indicadora de control manual es E1 01 y para control autom tico es E1 01 De modo que el control puede seleccionarse entre manual o autom tico 426 Figura A
78. panel digital para la compuerta de conducci n de Pejibaye BOTONES VARIABLES Ref Boton Ref Color DESCRIPCI N Ubicaci n de p gina en panel Abrir A0000 0 A0005 0 Bot n del panel digital para abrir la compuerta P1 6 Cerrar A0000 1 A0005 1 Bot n del panel para cerrar la compuerta P1 6 Parar A0000 2 A0005 2 Bot n del panel para parar la compuerta P1 6 Mensaje1 y led indicador E1 5 Mensaje de falta de fase 31 Mensaje2 y led indicador E1 6 Mensaje de Cable flojo 31 Mensaje3 y led indicador E1 7 Mensaje de SobreCarga 31 Mensaje4 y led indicador E2 0 Mensaje de rel t rmico 31 Mensaje5 y led indicador E2 1 Mensaje de rel t rmico 31 Mensaje6 y led indicador E2 2 Mensaje de Final de curso superior 30 Mensaje7 y led indicador E2 3 Mensaje de Final de curso inferior 30 Mensaje8 y led indicador E2 4 Mensaje de Contactor Auxiliar del contactor C1 31 Mensaje9 y led indicador E2 5 Mensaje de Contactor Auxiliar del contactor C2 31 Mensaje10 M30 Mensaje de estado de la compuerta 6 Mensaje11 A2 1 Mensaje compuerta bloqueada 6 437 Tabla A 9 2 Variables del controlador configuradas en el panel digital para la compuerta de fondo de Pejibaye BOTONES VARIABLES Ref Boton Ref Color DESCRIPCI N Ubicaci n de p gina en panel Abrir A0000 3 A0005 3 Bot n del panel digi
79. que las variables tipo mensaje se muestran de la forma siguiente MMMMMMMMMMMMMMM en color azul y en el extremo izquierdo de la variable de sensado un led indica la activaci n de sta pasando de color rojo a verde 410 Figura A 9 5 Dise o de pantalla para el sensado de finales de carrera de compuerta de conducci n de la Toma de Pejibaye Figura A 9 6 Dise o de pantalla para el sensado de rel s t rmicos contactores entre otros de la compuerta de conducci n de la Toma de Pejibaye Adem s del sensado de compuertas se encuentra el sensado de las Motobombas de Drenaje en la Toma de Pejibaye en la figura A 9 7 se puede notar el sensado de Control Manual Autom tico de Bombas en color verde muestra esta opci n activa Y la disponibilidad de bombas ambas seleccionada en la toma de Pejibaye 411 Figura A 9 7 Pantalla de sensado de controles seleccionados por operarios en el sitio de Pejibaye La figura A 9 8 muestra el sensado de bombas y permite al operario darse cuenta del nivel de agua en galer a mediante el sensado de nivel m nimo y m ximo de agua el estado de contactores y los rel s t rmicos de las motobombas Figura A 9 8 Pantalla de sensado de Motobombas de Drenaje de la Toma de Pejibaye 412 3 Configuraci n de Tiempos La pantalla digital permite la configuraci n de variables como tiempos de apertura de descenso de recuperaci n de la compuerta y tiempo de trabajo de Motobo
80. r el operador Las figuras y tablas enumeradas con la letra A antes del n mero indica su ubicaci n en los ap ndices del A 1 al A 9 seg n corresponda En ap ndice A 5 y A 6 se muestran en tablas y figuras el sistema retomado de los planos lenguaje de contactos de dichas tomas de agua mediante diagramas de flujo que permiten observar claramente el control de compuertas y motobombas En la figura A 6 1 se observa el control de la compuerta P1 y en las tablas A 5 1 y A 5 2 se muestra la descripci n de botones selectores finales de carrera rel s t rmicos involucrados contactores que activan los motores de apertura y cierre de compuerta Se encuentran 10 pulsadores de apertura descenso parada de compuerta parada de emergencia desplazamiento lateral derecho e izquierdo los pulsadores remotos de apertura descenso y parada de compuerta El control por contactores de la compuerta P2 hidr ulica se observa en la figura A 6 2 y en las tablas A 5 3 y A 5 4 donde se describen la simbolog a de finales de carrera y de recuperaci n pres stato de vigilancia en tanque y 12 pulsadores que permiten el control local y remoto de la compuerta as como el encendido del sistema hidr ulico El control de la compuerta T1 y T2 se muestra en la figura A 6 3 y A 6 4 y en la tabla A 5 9 Se describen las v lvulas nombradas como bajar y subir la presi n m nima y m xima para indicar los finales de carrera Los contactores
81. ra A 7 17 Diagrama de conexi n de salidas de control de compuerta T2 de Tapant 206 x Figura A 7 18 Diagrama de conexi n de la botonera de control de respaldo de compuerta T3 de Tapant ubicada en Tapant 207 Figura A 7 19 Diagrama de conexi n del sensado de compuerta T3 de Tapant 208 Figura A 7 20 Diagrama de conexi n de salidas de control de compuerta T3 de Tapant 210 Figura A 7 21 Diagrama de conexi n de la botonera de control de motobombas de drenaje ubicada en Pejibaye 211 Figura A 7 22 Diagrama de conexi n del selector de bombas disponibles de la galer a ubicada en la toma de Pejibaye 212 Figura A 7 23 Diagrama de conexi n del sensado de motobombas de drenaje y de nivel de agua en galer a de la toma de Pejibaye 213 Figura A 7 24 Diagrama de conexi n del sensado de motobombas de drenaje de la toma de Pejibaye 214 Figura A 7 25 Diagrama de conexi n de salidas de control de motobombas de drenaje de galer a en la toma de agua de Pejibaye 215 Figura A 9 1 Men principal del Sistema de Control programado en el panel digital 406 Figura A 9 2 Men de Mandos de Compuerta de la Toma de Pejibaye y de la Toma de Tapant 407 Figura A 9 3 Pantalla de Mando de Compuerta Hidr ulica de Fondo de la Toma de Pejibaye 408 Figura A 9 4 Pantalla de Mando de Compuerta Conducci n P1 de la Toma de Pejibaye 409 Figura A 9 5 Dise o de pantalla para el sensado de finales de carrera de compuerta de conducci n de
82. ra el programa aplicativo 20 La UCP tiene los circuitos para grabaci n del Flash EPROM prueba de bater a y el circuito de wath dog timer encargado de vigilar el correcto funcionamiento de m dulos de entrada y salida as como la validez del programa de aplicaci n Cuando la UCP esta en operaci n se puede encontrar en uno de los siguientes cinco estados 1 Estado de inicializaci n Identificado por los leds EX Pg FC y ER encontrados en el panel frontal este estado indica que el controlador programable CP esta inicializando las variables de ejecuci n y verificando la valid z del programa aplicativo La UCP se encuentra en este estado durante algunos segundos pasando al estado de ejecuci n 2 Estado de ejecuci n En este estado el controlador normalmente se encarga de leer las entradas y actualizar las salidas de acuerdo a la l gica programada El Led EX panel frontal es el indicador de que la UCP esta ejecutando correctamente el programa aplicativo 3 Estado ciclado Led EX y Pg ste se caracteriza porque realiza el barrido del programa aplicativo seguido de una paralizaci n de la CP que pasa a esperar un nueva orden del programador para ejecutar un nuevo barrido Con ayuda del monitoreo de variables este estado permite la depuraci n del programa aplicativo 4 Estado de programaci n Led Pg Programa aplicativo no en ejecuci n donde no se actualizan las entradas y salidas pero
83. raci n del Bus indicando el tipo de m dulo la direcci n de los operandos I O y la direcci n como operando del bus e Configuraci n de la comunicaci n ASCIIL f Configuraci n de Networks ALNET1 y su sincronizaci n M dulo E Ejecuci n Pueden existir 4 m dulos de programa de ejecuci n por programa aplicativo E000 E001y E018 25 M dulo P Procedimiento Pueden existir hasta 112 m dulos procedimiento por programa aplicativo Est n contenidos dentro del programa aplicativo y son llamados por instrucciones colocadas en los m dulos de ejecuci n procedimiento o funci n Los m dulos P funcionan como subrutinas M dulo F Funci n Pueden existir hasta 112 m dulos de funci n por programa aplicativo Ellos se encuentran en el programa de aplicaci n escritos de forma gen rica y pueden ser utilizados en diferentes programas de aplicaci n Son semejantes a instrucciones pueden ser llamados por los m dulos de ejecuci n procedimiento y funci n F000 a F111 La figura 5 1 se observa el software Mastertool para la realizaci n de la programaci n del PLC En la parte superior de la figura se observa las herramientas para a abrir nuevos proyectos o m dulos de configuraci n de ejecuci n de procedimiento o funci n b monitoreo de los estados de los contactos c cambiar el estado del PLC a modo de ejecuci n modo de programaci n o modo ciclado d realizar referencias cruzadas de ci
84. rama la solicitud hecha mediante la botonera de respaldo ubicada en Tapant para abrir verificando que se cumpla la condici n de panel da ado con Bit panel ok en valor de 0 Est BitCerrarPaT1 Mediante este estado la secuencia permite el descenso de la compuerta ingresado mediante mando de panel verificando el Bit de bloqueo con valor de 0 indicando que la compuerta se encuentra libre de bloqueos Est BitCerrarTapaT1 Solicitud de cerrar la compuerta desde la botonera de respaldo en Tapant Igual al estado de abrir la compuerta se debe verificar la existencia de da o o falta de comunicaci n con el panel para asistir a la solicitud Seguido de los estados anteriormente descritos la secuencia de control reviza las condiciones para la apertura y cierre de la compuerta en los estados de preapertura y predescenso como lo son a Entrada de Presi n M xima como indicador de Final de carrera superior b Entrada de Presi n M nima como indicador de Final de carrera inferior Los estados de TimerAbrir On T1 y TimerCerrarOn T1 inicializan la cuenta de los temporizadores para el monitoreo del tiempo de apertura y cierre de la compuerta y verifican la disponibilidad de bombas A y B para poder accionar el contactor correspondiente dentro 42 de los estados de apertura y cierre Dentro de este estado se monitorea el rel t rmico de protecci n Hay dos estados encargados de la apertura y dos estados para el cier
85. re de la compuerta Los dos estados de apertura llamados Est AperturaT1A y EstAperturaT1 B tienen la diferencia de accionar las bombas A y B respectivamente y activar las v lvulas de subir realizando ambos exactamente el mismo monitoreo descrito estados anteriormente Se agreg la entrada de parada desde el panel o desde Tapant dependiendo de la petici n original de abrir desde el panel o desde Tapant De igual manera se conserva la misma l gica de control para el cierre de la compuerta activando las v lvulas bajar Se conservan los estados de paro por emergencia bloqueo por temporizador y bloqueo por falla conservando la definici n descrita en el control de las compuertas P1 y P2 Diagrama de conexi n de compuerta T1 El diagrama de conexi n de la compuerta T1 se encuentra en la figura A 7 16 a la figura A 7 20 En cada una de estas figuras se detallan cada una de las variables de entrada y salida al m dulo y las regletas o paneles de control La figura A 7 16 se muestra el diagrama de las botoneras de control de la compuerta T1 ubicada en Tapant La figura A 7 17 se observa el selector de bomba disponible entre Ent bomba A disponible Ent bomba B disponible o Ent bomba A y B disponible conectadas al m dulo 2 QK 1130 La figura A 7 18 y A 7 19 muestra el sensado de la compuerta como rel s t rmicos de protecci n presi n m xima y m nima contactores auxiliares de los contactores de las bombas
86. rre de la compuerta un estado de inicio y 5 estados de bloqueo en caso de fallas o paradas Los seis estados de apertura se nombran de la siguiente manera a Est bit abrirPaP1 31 b Est bit abrirTapaP1 c Est bit abrirPejiP1 d Est PreaperturaP1 e Est TimerAbrirP1ON Los seis estados de cierre son a Est bitCerrarPaP1 b Est bitCerrarTapaP1 c Est bitCerrarPejiP1 d Est PredescensoP1 e Est TimerCerrarP1ON Los estados de bloqueo de compuerta son a Estado de bloqueo por falla b Estado de bloqueo por contactor c Estado de paro de emergencia dado de Pejibaye o de Tapant d Estado de bloqueo por temporizador Cada uno de los estados de esta compuerta se describen a continuaci n El estado de inicio monitorea la petici n de apertura o cierre de la compuerta desde el Panel digital desde las botoneras de Tapant o de Pejibaye Al ingresar la apertura o cierre de la compuerta el control tiene la opci n de 6 estados adicionales que permiten la carga de un bit indicando si la petici n es de abrir o cerrar desde el panel desde Pejibaye o local en Tapant Para la compuerta P1 estos estados son los siguientes Est bit AbrirPaP1 indica solicitud de apertura a trav s del Panel digital de la compuerta P1 En este estado ya se ha verificado si la compuerta se encuentra bloqueada mediante el 32 bit BloqueoP1 con valor de 0 indicando que la compuerta puede ser maniobrada desde panel
87. s software es usualmente ejecutado Lenguaje de rel s y bloques Conjunto de instrucciones y operandos que permiten la edici n de una aplicaci n de programa a ser utilizado en el controlador programable 65 L gica Matr z gr fica donde est n insertadas las instrucciones del diagrama en lenguaje de rel formando el programa de aplicaci n Un conjunto de secuencias ordenadas forman un m dulo de programa MASTERTOOL Nombre de identificaci n del programa ALTUS para microcomputador ejecutable en ambiente WINDOWS que permite el desenvolvimiento de aplicaciones para las CPs de las series PICCOLO Al 2000 AL 3000 y QUARK Programa Conjunto de instrucciones b sicas debidamente ordenadas y programadas en una determinada m quina para que realice operaciones sobre datos a fin de obtener un resultado Protocolo Reglas de procedimientos o formatos convencionales que mediante se ales de control permiten el establecimiento de una transmisi n de datos y recuperaci n de errores entre equipos QK801 Nombre de identificaci n de la UCP perteneciente a la serie QUARK de controles programables de ALTUS RAM Random Acces Memory Memoria donde todos sus espacios pueden ser accesados directamente en forma aleatoria y a la misma velocidad Es vol til y se borra su contenido al desenergizarse Serie Conjunto de m dulos que tengan un mismo c digo AL QK por ejemplo la serie QUARK que tiene los control
88. se encuentra el sensado de a Final de curso de descenso FCD b Comunicaci n con el panel 46 c El bloqueo de la compuerta T3 d Entrada de usuario de parada de emergencia e Petici n de usuario de parada de la compuerta por panel o botonera f Monitoreo del tiempo de descenso de la compuerta Diagrama de conexi n de compuerta T3 El diagrama de conexi n de la compuerta T3 se puede observar en las figuras A 7 24 a la figura A 7 27 ubicadas en ap ndice A 7 Como en los diagramas de conexi n de todas las compuertas anteriores se describe cada entrada y salida al m dulo y regleta que corresponden La figura A 7 24 muestra la botonera de control de la compuerta T3 ubicada en Tapant La figura A 7 25 y A 7 26 se observa las se ales de sensado como rel s t rmicos de protecci n los finales de carrera y los contactores auxiliares de los dos motores de dicha compuerta La figura A 7 27 muestra las salidas a los contactores de los motores y a las v lvulas de apertura y cierre de compuerta 47 6 1 6 Desarrollo de la programaci n del control por estados en el PLC La programaci n del control por estados se realiz en forma modular utilizando tres archivos de ejecuci n El primer archivo nombrado como E PRINCI 001 se program el control de las compuertas de Pejibaye P1 y P2 El segundo llamado E CTAPA 002 se realiz la programaci n de las compuertas de la toma de Tapant y el tercer ejecu
89. siguiente de TimerAbrirP1 On o TimerCerrarP1 On de inicializar el 33 temporizador en cero para realizar en el estado siguiente la cuenta de tiempo de abrir o cerrar la compuerta El estado de Apertura o Descenso de la compuerta permite sensar si se cumplen las condiciones para abrir cerrar y as activar el contactor C1 del motor de apertura o el contactor C2 del motor de descenso hasta que la compuerta llegue al final de carrera inferior o superior Adem s dependiendo de la solicitud de usuario de abrir o cerrar compuerta desde el panel o Tapant o Pejibaye se verifica constantemente a el bloqueo de la compuerta b comunicaci n con el panel no hay comunicaci n con el PLC c el monitoreo del tiempo definido por el configurador de tiempo m ximo de abrir o cerrar la compuerta d solicitud de usuario de detener la compuerta Cuando se excede el tiempo m ximo la compuerta entra en el estado de bloqueo por temporizador indicando que hay una falla en la compuerta o posiblemente podr a estar obstaculizada con alg n material El control de la compuerta puede estar bloqueada por falla cuando a se detecta ausencia de fase b se dispara el rel t rmico c se detecta cable flojo d hay sobrecarga en el cable El estado de emergencia puede ser alcanzado al activarse la entrada de paro por emergencia externo y se obtiene el bloqueo de la compuerta hasta que se le ingrese la llave reset respect
90. sparado 42 T3 Si M40 Variable indicadora de estado normal o de falla de compuerta rel disparado 42 Motobombas Pejibaye Si M61 Variable indicadora de estado normal o de falla en motobombas rel disparado 42 Motobombas Tapant Si M62 Variable indicadora de estado normal o de falla en motobombas rel disparado 42 447 Tabla A 9 11 Variables asignadas para alarmas detectadas por Temporizador Compuertas Mensaje y led indicador Variable asignada Descripci n N mero de p gina en panel P1 Si M42 Variable indicadora de estado normal o de falla de compuerta 43 P2 Si M43 Variable indicadora de estado normal o de falla de compuerta 43 T1 Si M44 Variable indicadora de estado normal o de falla de compuerta 43 T2 Si M45 Variable indicadora de estado normal o de falla de compuerta 43 T3 Si M46 Variable indicadora de estado normal o de falla de compuerta 43 448 Tabla A 9 12 Variables asignadas para alarmas detectadas por Falla de contactor Compuertas Mensaje y led indicador Variable asignada Descripci n N mero de p gina en panel P1 Si M47 Variable indicadora de estado normal o de falla de compuerta 44 P2 Si M48 Variable indicadora de estado normal o de falla de compuerta 44 T1 Si M49 Variable indicadora de estado normal o de falla de compuerta 44 T2 Si
91. stran las pantallas de la p gina 30 a la 41 con el sensado de compuertas y motobombas Cada variable sensada se compone de una variable de tipo mensaje MMMMM en color azul y un led indicador que var a de rojo a verde Cuando una variable de sensado es activa se observa el led cuadrado en color verde con un mensaje en activado o normal entre otros Figura A 9 66 Sensado de Finales de Carrera de la compuerta de Conducci n de la toma de Pejibaye 466 Figura A 9 67 Sensado de la compuerta de Conducci n de la toma de Pejibaye Figura A 9 68 Sensado de Finales de Carrera de la compuerta Fondo de la toma de Pejibaye 467 Figura A 9 69 Sensado de la compuerta Fondo de la toma de Pejibaye Figura A 9 70 Sensado de Finales de Carrera de la compuerta de Desv o de la toma de Tapant 468 Figura A 9 71 Sensado de Finales de Carrera de la compuerta Desarenadora de la toma de Tapant Figura A 9 72 Sensado de Bombas de las compuertas de Desv o y Desarenadora de la toma de Tapant 469 Figura A 9 73 Sensado de Finales de Carrera de la compuerta de Conducci n de la toma de Tapant Figura A 9 74 Sensado de la compuerta de Conducci n de la toma de Tapant 470 Figura A 9 75 Sensado de la Selecci n de control de Motobombas de Drenaje ubicado en la toma de Pejibaye Figura A 9 76 Sensado de Motobombas de Drenaje ubicado en la toma de Pejibaye 471 Figura A 9 77 Pantalla para agregar sensado de Motobombas d
92. t En la figura A 9 58 se observa la pantalla de selecci n de compuertas o motobombas para la introducci n de tiempos de configuraci n Esta pantalla es la p gina 22 del panel Figura A 9 58 Pantalla de Selecci n de Compuertas o Motobombas para configuraci n de tiempos 462 En las figuras A 9 59 a la figura A 9 65 se puede observar las pantallas de configuraci n de tiempo de apertura descenso y de recuperaci n de cada una de las compuertas y la configuraci n de tiempos de trabajo para las motobombas de la galer a de drenaje de la toma de Pejibaye Estas pantallas son encuentran numeradas del 23 a la 29 del panel Figura A 9 59 Pantalla de Configuraci n de tiempos para la compuerta de Conducci n de la toma de Pejibaye Figura A 9 60 Pantalla de Configuraci n de tiempos para la compuerta de Fondo de la toma de Pejibaye 463 Figura A 9 61 Pantalla de Configuraci n de tiempos para la compuerta de Conducci n de la toma de Tapant Figura A 9 62 Pantalla de Configuraci n de tiempos para la compuerta de Desv o de la toma de Tapant 464 Figura A 9 63 Pantalla de Configuraci n de tiempos para la compuerta Desarenadora de la toma de Tapant Figura A 9 64 Pantalla de Configuraci n de tiempos para las Motobombas de Drenaje de la toma de Pejibaye 465 Figura A 9 65 Pantalla de Configuraci n de tiempos para las Motobombas de Drenaje de la toma de Tapant En las figuras A 9 66 a la figura A 9 77 se mue
93. t SoftwareManual deswin5 pdf gt 7 Exor International lt http www exor rd com Support TechNotes index asp gt 8 ALTUS lt http www altus com br gt 63 APENDICES Y ANEXOS 64 Ap ndice A 1 Glosario CP Controlador programable con equipo compuesto de una UCP m dulos de entrada y salida y fuente de alimentaci n Control por Estados o l gica de estado Es una metodolog a para el control de un sistema que se basa en la teor a de la M quina de Estados Finitos Los lenguajes de la l gica de estado son lenguajes de muy alto nivel cuyo poder y flexibilidad se derivan del ajuste fiel entre el problema a resolver y el modelo sobre el cual se basa Mediante este lenguaje el desarrollo y modificaci n del sistema es mucho m s f cil y r pida El programador puede olvidarse de los c digos y concentrarse en la comprensi n del sistema de control Controlador programable Equipo que realiza el control o comandos de un programa aplicativo escrito en un lenguaje de rel s o bloques Estado Describe la condici n Status o valor de salida o grupo de salidas Cada estado involucra un conjunto de tiempos para los cuales pasa la tarea y cuya duraci n no es fijada en el modelo Estatus Estado del m dulo Flash EPROM Flash Erasable Progammable Read Only Memory Memoria no vol til y borrable el ctricamente Hardware Equipo f sico usado en el procesamiento de datos donde los programa
94. ta se encuentra en ap ndice en las figuras A 4 3 para T1 y la figura A 4 4 para T2 y la asignaci n de variables y de los estados se encuentran en las tablas A 3 10 a la tabla A 3 13 para la compuerta T1 y de la tabla A 3 14 a la tabla A 3 17 para la compuerta T2 En las A 4 3 y A 4 4 presentan los siguientes estados a Comando de compuerta T1 o T2 b Est bit AbrirPaT1 o T2 c Est bit AbrirTapaT1 o T2 d Estado bitCerrar PaT1 o T2 e Estado bit CerrarTapaT1 o T2 f Estado timer Abrir On T1 o T2 g Estado timer Cerrar On T1 o T2 h Estado Apertura T1 A o T2 B i Estado Apertura T1 B o T2 B Los estados de bloqueo de compuerta son e Estado de bloqueo por falla f Estado de bloqueo por contactor 41 g Estado de paro de emergencia dado de Tapant h Estado de bloqueo por temporizador A continuaci n se describe cada uno de los estados antes mencionados El dise o del control para ambas compuertas cuenta con el estado de inicio Comando de la compuerta T1 o T2 revizando las entradas de abrir y cerrar del panel o abrir y cerrar de los pulsadores de respaldo en caso de falla del panel Cada una de las entradas anteriores son representadas por los siguientes cuatro estados Est Bit AbrirPaT1 Este estado indica al control que la solicitud se realiz mediante el acceso a la opci n del panel de abrir la compuerta T1 y compuerta no bloqueada por operador Est BitAbrirTapaT1 Se ala al prog
95. table E MTBOMB 003 se le asign el control de las motobombas de drenaje de la galer a de la toma de Pejibaye Se utilizaron los m dulos de funci n para la comunicaci n del panel y el PLC Para la lectura anal gica del posicionamiento de la compuertas se utiliz el m dulo llamado ALNET 062 y POS P2 001 respectivamente Existe un primer m dulo de configuraci n en l se asignan los m dulos externos al bus de datos y se configura el tipo de PLC los puertos a utilizar y el m ximo tiempo de escaneo del programa en modo de ejecuci n Un segundo m dulo de inicializaci n es de vital importancia ya que permite inicializar cada uno de los controles de compuertas y motobombas en el estado de inicio y es llamado C PRINCI 000 Los tres m dulos de ejecuci n descritos anteriormente se componen de m dulos de procedimiento o subrutinas asignadas a cada uno de los estados de control de compuertas y motobombas permitiendo orden en la programaci n y la elaboraci n modular del control El desarrollo por m dulos de procedimiento permite que el PLC ejecute o revice nicamente el estado activo de cada control de compuertas o motobombas De esta manera el tiempo de escaneo se realiza en forma m s r pida Entre los m dulos de procedimentos general para las compuertas y motobombas est n BLOQ 001 Genera los bit de bloqueo para cada compuerta as se bloquea o desbloquea desde panel mediante una clave introducid
96. tal para abrir la compuerta P2 5 Cerrar A0000 4 A0005 4 Bot n del panel para cerrar la compuerta P2 5 Parar A0000 5 A0005 5 Bot n del panel para parar la compuerta P2 5 Mensaje1 y led indicador E1 5 Mensaje de Falta Fase 33 Mensaje2 y led indicador E2 7 Mensaje de Rel t rmico 33 Mensaje3 y led indicador E3 0 Mensaje de Final curso superior 32 Mensaje4 y led indicador E3 1 Mensaje de Final de curso inferior 32 Mensaje5 y led indicador E3 2 Mensaje de Final de curso de recuperaci n 32 Mensaje6 y led indicador E3 3 Mensaje del Contactor Auxiliar del contactor del sistema hidr ulico 33 Mensaje7 y led indicador E8 7 Mensaje de Presi n normal 33 438 Tabla A 9 2 Variables del controlador configuradas en el panel digital para la compuerta de fondo de Pejibaye continuaci n BOTONES VARIABLES Ref Boton Ref Color DESCRIPCI N Ubicaci n de p gina en panel Gr fico de Barras M76 Variable de memoria que mantiene el valor de 0 a 100 y lo representa gr ficamente 5 Valor en M76 Variable de memoria que mantiene el valor de 0 a 100 5 Mensaje8 M31 Mensaje del estado de la compuerta 5 Mensaje9 A2 2 Mensaje de compuerta bloqueada 5 439 Tabla A 9 3 Variables del controlador configuradas en el panel digital para la compuerta T1 Desv o de Tapant BOTONES VARIA
97. tran rel s de protecci n sensores de boyas de mercurio para las bombas y sensores mec nicos para las compuertas Las compuertas hidr ulicas no cuenta con sensado de posici n que permita verificar p rdidas de aceite u obst culos en su trayectoria La compuerta electromec nica y la hidr ulica no cuentan con temporizaci n para determinar obst culos o poder determinar mediante una variable de tiempo la necesidad de mantenimiento Las motobombas de drenaje no pueden ser alternadas en forma autom tica y no existe la manera de definir el tiempo m ximo de trabajo Los r les t rmicos se encuentran operando pero no es posible monitorear su operaci n o estado en forma remota Control de la toma de agua Tapant En Tapant el tipo de sensado de los finales de carrera en el circuito hidr ulico es por presi n m xima o m nima La apertura de la compuerta T3 de conducci n al t nel se realiza en forma visual desde la casetilla de control Esta compuerta cuenta con un sistema de 8 recuperaci n que se encuentra da ado por lo que tiene un enclavamiento mec nico al 50 para no permitir que la compuerta baje a menos de este porcentaje Las compuertas no tienen temporizaci n de apertura y cierre y la compuerta hidr ulica T3 no cuenta con sensado de posici n para reforzar el sistema de recuperaci n Al igual que en la toma de Pejibaye los rel s se encuentran operando pero no pueden ser visualizados po
98. ubicada en Pejibaye 185 Figura A 7 3 Diagrama de conexi n de la botonera de control de emergencia ubicada en Pejibaye 186 Figura A 7 4 Diagrama de conexi n del sensado de compuerta P1 de Pejibaye 187 Figura A 7 5 Diagrama de conexi n de salidas de control de compuerta P1 de Pejibaye 190 Figura A 7 6 Diagrama de conexi n de la botonera de respaldo de compuerta P2 de Pejibaye ubicada en Tapant 191 Figura A 7 7 Diagrama de conexi n de la botonera de control de compuerta P2 de Pejibaye ubicada en Pejibaye 192 Figura A 7 8 Diagrama de conexi n de la botonera de control de emergencia ubicada en Tapant 193 Figura A 7 9 Diagrama de conexi n del sensado de compuerta P2 de Pejibaye 194 Figura A 7 10 Diagrama de conexi n de salidas de control de compuerta P2 de Pejibaye197 Figura A 7 11 Diagrama de conexi n de la botonera de control de respaldo de compuerta T1 de Tapant ubicada en Tapant 199 Figura A 7 12 Diagrama de conexi n del selector de bombas disponibles para apertura y descenso de compuertas T1 y T2 de la toma de Tapant 200 Figura A 7 13 Diagrama de conexi n del sensado de compuerta T1 de Tapant 201 Figura A 7 14 Diagrama de conexi n de salidas de control de compuerta T1 de Tapant 203 Figura A 7 15 Diagrama de conexi n de la botonera de control de respaldo de compuerta T2 de Tapant ubicada en Tapant 204 Figura A 7 16 Diagrama de conexi n del sensado de compuerta T2 de Tapant 205 Figu
99. uda al operario como recordatorio de dicha alarma como ejemplo se puede ver la figura A 9 16 y A 9 17 Figura A 9 16 Pantalla de alarma activada por temporizador 419 Figura A 9 17 Pantalla del panel digital de ayuda para alarmas activadas por temporizador Las alarmas pueden ocurrir al no accionarse los contactores de los motores Estos son sensados mediante los contactores auxiliares de los contactores Cada pantalla de alarma activa por falla presenta en su extremo derecho botones que permiten el desplazamiento r pido y directo hacia las pantallas de sensado de la compuerta para ello observese la figura A 9 18 420 Figura A 9 18 Pantalla de alarma activa por falla en alg n contactor de las compuertas o motobombas El panel despliega un aviso de alarma por paro de emergencia para el operario Esta alarma al presionar el bot n Ir a alarma activa se despliega una p gina de orientaci n al operario mostrada en la figura A 9 19 Figura A 9 19 Pantalla de ayuda en la activaci n de Paro por emergencia 421 d P ginas de alarmas Esta opci n permite recorrer todas las p ginas de alarmas aunque no se encuentren activas con la ayuda de los botones flechas en la parte inferior derecha e izquierda de las pantallas e Eliminar eventos de alarmas Al presionar este bot n se borra toda la lista de eventos de alarmas activados ON y desactivados OFF y su fecha correspondiente Para ello se req
100. uerta de conducci n de la toma de Tapant Figura A 9 50 Pantalla de introducci n de clave de bloqueo de la compuerta de Desv o de la toma de Tapant 458 Figura A 9 51 Pantalla de introducci n de clave de bloqueo de la compuerta Desarenadora de la toma de Tapant En la figura A 9 52 se muestra la pantalla de selecci n de compuerta para la introducci n de la clave de desbloqueo Esta p gina es la n mero 16 del panel Figura A 9 52 Pantalla de Selecci n de Compuerta a desbloquear 459 En las figuras A 9 53 a la figura A 9 57 se muestran las pantallas de introducci n de clave de desbloqueo de las compuertas de la toma de Pejibaye y Tapant Mediante el bot n llamado INTRODUCIR LA CLAVE DE DESBLOQUEO se muestra un men adicional para digitar la clave de desbloqueo Estas pantallas se encuentran desde la p gina 17 a la 21 del panel Figura A 9 53 Pantalla de introducci n de clave de desbloqueo de la compuerta Conducci n de la toma de Pejibaye Figura A 9 54 Pantalla de introducci n de clave de desbloqueo de la compuerta de Fondo de la toma de Pejibaye 460 Figura A 9 55 Pantalla de introducci n de clave de desbloqueo de la compuerta de Conducci n de la toma de Tapant Figura A 9 56 Pantalla de introducci n de clave de desbloqueo de la compuerta de Desv o de la toma de Tapant 461 Figura A 9 57 Pantalla de introducci n de clave de desbloqueo de la compuerta Desarenadora de la toma de Tapan
101. uiere de cuidado al utilizar este recurso ya que podr a eliminarse informaci n valiosa de alarmas activadas y su fecha correspondiente de activaci n 6 Introducci n de Password En la p gina principal de men se encuentra la opci n de usuario para la introducci n del password y aparecer un teclado num rico donde se podr introducir un password de 4 d gitos enteros El panel cuenta con disponibilidad de 8 passwords que pueden ser configurados para realizar todas o algunas de las funciones permitidas en el panel digital El password general de m s alto nivel permite a la configuraci n del panel digital b modificar la hora y la fecha c poder accesar la lista de eventos y de alarmas d realizar movimientos de p gina directos para ello hay que conocer la numeraci n de cada p gina del programa e introducir datos o sea poner en modo de entrada de datos f permite mantener activo el password hasta que el usuario lo desee Adem s de las anteriores existe la posibilidad de programar passwords con 10 minutos m ximos de actividad Mediante el Designer 5 0 se puede a cada password asignar diferentes funciones observe la figura A 9 20 que muestra las diferentes opciones que presenta 422 Adem s de poder asignar las p ginas en las que ese password permite que se puedan introducir datos en otras palabras el panel se coloque en modo de entrada de datos Figura A 9 20 Cuadro
102. y Tapant la empresa requiere de los siguientes puntos a Detecci n de fallas por falta de fase o por el rel t rmico de protecci n b Sensado de posicionamiento anal gico para la compuerta P2 y T3 hidr ulica Al 90 de apertura active el sistema de recuperaci n y para un 85 de apertura despu s de vencido el tiempo de recuperaci n se active el estado de alarma c Las bombas de drenaje trabajen alternadamente dependiendo de la disponibilidad de las mismas El control en todo momento debe sensar el nivel m nimo para apagar las bombas inmediatamente para evitar que trabajen al vac o d Las puertas deben de temporizarse desde la petici n de cierre y apertura hasta el estado alcanzado para determinar en caso de bloqueo o fin de tiempo m ximo de apertura y descenso que la compuerta presenta alguna falla 10 e El sistema de control sea capaz de bloquear funciones al usuario de las compuertas de Pejibaye trasladando el control a dicho sitio y conservando el ltimo estado hasta que localmente en Pejibaye pueda ser modificado f Al usuario se le permita ingresar la clave para desbloquear la compuerta trasladando el control al panel ubicado en Tapant g Las compuertas de Tapant puedan ser bloqueadas igual que en Pejibaye hasta que sean desbloqueadas h En Pejibaye debe haber un control local por botoneras que permita abrir y cerrar las compuertas as como encender y apagar manualmente las bombas
103. ye y Tapant configuradas en el panel 445 Tabla A 9 10 Variables asignadas para alarmas detectadas por Falla 446 Tabla A 9 11 Variables asignadas para alarmas detectadas por Temporizador 447 Tabla A 9 12 Variables asignadas para alarmas detectadas por Falla de contactor 448 Tabla B 1 1 Descripci n del cable CA125 entre panel y PLC 474 Tabla B 1 2 Descripci n del cable CA2 entre panel y PC 475 1 Cap tulo 1 INTRODUCCI N 1 1 Descripci n de la empresa El Instituto Costarricense de Electricidad ICE es una empresa que se encarga de las telecomunicaciones y la energ a el ctrica en Costa Rica Se cre mediante el Decreto Ley No 449 del 8 de abril de 1949 El ICE se divide a su vez en dos subempresas ICETEL e ICELEC ICELEC es la divisi n que se encarga de la producci n transmisi n y distribuci n de energ a el ctrica El ICE se encuentra bajo la presidencia del Ing Pablo Cob y tiene m s de 6000 empleados ICELEC produce energ a el ctrica a trav s del recurso h drico e lico solar geot rmico y t rmico La mayor cantidad de energ a se produce por medio de represas en las cuencas de los r os 67 aprovechando la geograf a de nuestro pa s y su clima En agosto de 1963 el ICE puso en servicio la planta hidroel ctrica de R o Macho La planta hidroel ctrica R o Macho esta situada en el Valle de Orosi en la Vertiente Atl ntica su casa de m quinas est localizada tres kil m

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