Control de Procesos Pid

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<ul><li><p> Servicio Nacional de aprendizaje SENA PROGRAMACIN BANCO CONTROL DE PROCESOS PID </p><p>Tecnlogo en automatizacin industrial </p><p>Instructor: Ing. John Jairo Pieros C. </p><p> Versin: 1 Pgina 1 de 12 </p><p> 1. IDENTIFICACION DE LAS ACTIVIDADES </p><p>REGIONAL: META CENTRO DE FORMACIN: Industria y Servicios de V/cio FECHA: 3-OCT-2011 </p><p>PROGRAMA DE FORMACIN: Automatizacin Industrial Cdigo: 150586 </p><p>PROYECTO Bancos De Practica Para El Laboratorio De Instrumentacin y Procesos Industriales </p><p>COMPETENCIA ASICIADA 290201082 - Gestionar la automatizacin y el mantenimiento de mquinas y procesos industriales </p><p>RESULTADOS DE APRENDIZAJE: </p><p> Realizar montajes con equipos para automatizacin. </p><p> Levantar planos y esquemas de mquinas y procesos industriales automatizados, de acuerdo a las normas tcnicas </p><p>PLANTA DIDACTICA No. 1 </p><p>2. INTRODUCCIN En general, cuando las cargas son motores que accionan mquinas u otros tipos de receptores que requieren un funcionamiento automtico o semiautomtico, o cuando la orden de funcionamiento se les debe impartir desde un lugar distinto al de su instalacin se requiere de un conocimiento amplio en el montaje y puesta en marcha de aparatos de maniobra elctricos. </p><p>3. PLANTEAMIENTO DE LAS ACTIVIDADES Y ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE </p><p>Realizar el control de nivel, presin y temperatura en la planta didctica No. 1 mediante lgica cableada y/o programada aplicando las normatividad vigente en Colombia (RETIE, NTC2050 e ISA5.1), colocando a prueba la capacidad de anlisis, diseo y ejecucin del aprendiz, preparndolo para enfrentar problemas reales presentes en la industria. 4. LISTA DE CHEQUEO ACTIVIDADES </p><p>No. LISTA DE CHEQUEO CUMPLE SI/NO </p><p>1 Realiza planos elctricos y diagramas P&amp;ID, mediante software de diseo asistido por computador, en concordancia con las normas NTC2050 e ISA5.1. </p><p>2 Caracteriza los instrumentos, vlvulas y dispositivos elctricos presentes en la planta didctica con fichas tcnicas realizadas por el fabricante. </p><p>3 Realiza clculos tcnicos de volumen, caudal y presin de los tanques presentes en la planta didctica graficando en el tiempo cada una de las variables y utilizando unidades del sistema internacional. </p><p>4 Realiza montaje para el control de nivel, temperatura y presin de la planta de acuerdo con los parmetros solicitados en la presente gua. </p><p>5 Utiliza la pinza amperimetrica para la medicin de tensin, corriente y continuidad </p><p>6 Realiza un listado de instrumentacin, tuberas y dispositivos elctricos de la planta de acuerdo con las normas y simbologa ISA5.1 </p><p>7 Realiza informes tcnicos de acuerdo con los formatos establecidos en clase por el instructor. </p><p>8 Utiliza elementos de proteccin personal acordes a la tarea a realizar </p><p>9 Cumple con los protocolos para el manejo de los residuos generados durante la operacin de la planta didctica. </p><p>OBSERVACIONES: </p><p>NOMBRE APRENDIZ FIRMA FIRMA INSTRUCTOR </p><p>NOMBRE APRENDIZ FIRMA </p></li><li><p> Servicio Nacional de aprendizaje SENA PROGRAMACIN BANCO CONTROL DE PROCESOS PID </p><p>Tecnlogo en automatizacin industrial </p><p>Instructor: Ing. John Jairo Pieros C. </p><p> Versin: 1 Pgina 2 de 12 </p><p>ISOMETRICO BANCO CONTROL DE PROCESOS </p><p> DIAGRAMA P&amp;ID BANCO CONTROL DE PROCESOS </p><p>TK100</p><p>P100</p><p>LV100APIT</p><p>100</p><p>FE</p><p>FIT</p><p>101</p><p>LCV100C</p><p>I103</p><p>TK101</p><p>TT</p><p>103</p><p>LCV101</p><p>LS</p><p>100</p><p>SZ</p><p>100</p><p>PLC</p><p>1</p><p>FY</p><p>101</p><p>AS</p><p>LSH</p><p>101</p><p>LSL</p><p>101</p><p>TK102</p><p>LIT</p><p>101</p><p>P102</p><p>LCV103A</p><p>LCV103B</p><p>LCV102B</p><p>LCV103C</p><p> LCV100B</p><p>LSH</p><p>102</p><p>LSL</p><p>102</p><p>R</p><p>LV100DDESFOGUE</p><p>TT</p><p>102</p><p>TIC</p><p>102</p><p>PLC</p><p>2</p><p>4-20mA</p><p>PLC</p><p>1</p><p>PLC</p><p>1</p><p>Lazo </p><p>control </p><p>Flujo</p><p>Circuito agua </p><p>Caliente</p><p>Lazo </p><p>control </p><p>Presin</p><p>Lazo </p><p>control </p><p>Nivel</p><p>Lazo control </p><p>Temperatura 1</p><p>PLC</p><p>1</p><p>0-10V</p><p>3-15PSI</p><p>4-20mA 4-20mA</p><p>0-10V</p><p>PROCESO</p><p>CIRCUITO DE </p><p>LLENADO Y </p><p>DESAGUE</p><p>Lazo control </p><p>Temperatura 2</p><p>RELE</p><p>OH</p><p>MIO</p><p>S</p><p>mV</p></li><li><p> Servicio Nacional de aprendizaje SENA PROGRAMACIN BANCO CONTROL DE PROCESOS PID </p><p>Tecnlogo en automatizacin industrial </p><p>Instructor: Ing. John Jairo Pieros C. </p><p> Versin: 1 Pgina 3 de 12 </p><p> BANCO CONTROL DE PROCESOS </p><p>La maqueta didctica para el control de cuatro variables cuenta con interaccin de cinco (5) lazos de control donde </p><p>se manejan cada una de las variables. Estas se encuentran identificados bajo las normas de la Sociedad Americana </p><p>de Instrumentacin (ISA), concretamente la norma ISA-S5.1-84. </p><p>Para las prcticas planteadas a continuacin realizar las siguientes actividades utilizando el formato de </p><p>presentacin de informes propuesto en clases anteriores: </p><p>1. Programar el variador de velocidad para encender la bomba y controlar la velocidad desde el PLC (Manual </p><p>Variador) y completar la siguiente tabla: </p><p>PARAMETROS CONFIGURADOS DEL VARIADOR MICROMASTER 440 </p><p>PARAM FUNCION VALOR </p><p>P0003 Nivel de acceso de usuario 1 </p><p>P0004 Filtro de parmetro 0 </p><p>P0010 Parmetro de puesta en marcha 1 </p><p>P0100 </p><p>P0304 </p><p>P0305 </p><p>P0307 </p><p>P0310 </p><p>P0311 </p><p>P0700 </p><p>P1000 </p><p>P1080 </p><p>P1082 </p><p>P1120 </p><p>P1121 </p><p>P3900 </p><p>FOTO DE LA PLACA DEL MOTOR </p><p>La seleccin del funcionamiento del sistema (inicio, parada, seleccin de programa) se realizara por medio de la </p><p>pantalla tctil en la cual se podr visualizar el estado de las vlvulas, transmisores y de las bombas (Direcciones </p><p>PLC). </p></li><li><p> Servicio Nacional de aprendizaje SENA PROGRAMACIN BANCO CONTROL DE PROCESOS PID </p><p>Tecnlogo en automatizacin industrial </p><p>Instructor: Ing. John Jairo Pieros C. </p><p> Versin: 1 Pgina 4 de 12 </p><p>REGULACIN DEL CAUDAL MEDIANTE EL CONTROL DE LA APERTURA DE LA VALVULA </p><p>Para la programacin del PID se deben seguir las siguientes instrucciones: </p><p>2. PROGRAMACIN DE LA ALARMA CCLICA OB 35 Y DEL BLOQUE DE ARRANQUE OB 100 </p><p>2.1. BLOQUE OB35: Tal y como se puede ver en las dos siguientes imgenes, nos prepararemos para insertar el bloque OB35 en el formato KOP. </p></li><li><p> Servicio Nacional de aprendizaje SENA PROGRAMACIN BANCO CONTROL DE PROCESOS PID </p><p>Tecnlogo en automatizacin industrial </p><p>Instructor: Ing. John Jairo Pieros C. </p><p> Versin: 1 Pgina 5 de 12 </p><p>Se debe configurar el hardware para que la alarma cclica se ejecute cada 20 ms. </p><p>2.2. Insertaremos la funcin FB41 (CONT_C) que se encuentra en la librera Standard Library PID Control </p><p>Blocks. </p></li><li><p> Servicio Nacional de aprendizaje SENA PROGRAMACIN BANCO CONTROL DE PROCESOS PID </p><p>Tecnlogo en automatizacin industrial </p><p>Instructor: Ing. John Jairo Pieros C. </p><p> Versin: 1 Pgina 6 de 12 </p><p>A continuacin, nos preguntar si queremos crear la DB de instancia asociada a esta funcin. Le responderemos que s y le daremos un nombre, por ejemplo, DB41. </p><p>Tal y como lo hemos visto antes, resulta muy interesante ponerle un nombre simblico, de este modo, todos los parmetros que guarda esta DB aparecen con el nombre simblico. </p><p>En las entradas y salidas de esta funcin FB41 definiremos los parmetros necesarios; se trata de PV_PER, LMN_PER y COM_RST. </p><p>Estos parmetros constituyen, por as decirlo, la conexin entre el proceso, la tarjeta analgica y el regulador. Recordemos la configuracin del hardware: </p><p> PV_PER = PEW752 (direccin de la entrada analgica a la que est cableado el sensor). </p><p> LMN_PER = PAW752 (direccin de la salida analgica a la que est cableado el actuador). </p><p> COM_RST = Reset (Bit que utilizaremos para resetear el FB). Normalmente, el bit para resetear se programa en el bloque OB100. </p><p> Los dems parmetros se podrn leer y escribir en la DB correspondiente (VER PARAMETROS). </p></li><li><p> Servicio Nacional de aprendizaje SENA PROGRAMACIN BANCO CONTROL DE PROCESOS PID </p><p>Tecnlogo en automatizacin industrial </p><p>Instructor: Ing. John Jairo Pieros C. </p><p> Versin: 1 Pgina 7 de 12 </p><p>2.3. PROGRAMACION BLOQUE OB100: En la siguiente imagen se muestra la programacin del bit necesario para resetear el regulador en el bloque OB100: </p><p>En el primer segmento, el bit M0.0 lo fijaremos en 1 (M0.0 le asignaremos el nombre simblico reset). </p><p>En el segundo segmento tan solo llamaremos a la funcin FB41, introduciendo el valor del bit </p><p>reset en el parmetro COM_RST. Esta accin pone en cero los valores de salida del regulador (lo </p><p>resetea). </p></li><li><p> Servicio Nacional de aprendizaje SENA PROGRAMACIN BANCO CONTROL DE PROCESOS PID </p><p>Tecnlogo en automatizacin industrial </p><p>Instructor: Ing. John Jairo Pieros C. </p><p> Versin: 1 Pgina 8 de 12 </p><p>En el 3.er segmento, el bit M0.0 lo fijaremos en 0. As, en la ejecucin del bloque OB35 seguir con su funcionamiento normal. </p><p>Despus de programar todos los bloques, los transferiremos a la CPU, y comprobaremos que no nos da ningn error. </p></li><li><p> Servicio Nacional de aprendizaje SENA PROGRAMACIN BANCO CONTROL DE PROCESOS PID </p><p>Tecnlogo en automatizacin industrial </p><p>Instructor: Ing. John Jairo Pieros C. </p><p> Versin: 1 Pgina 9 de 12 </p><p>3. PARAMETRIZACIN DEL REGULADOR FB41 </p><p>3.1. TABLA DE SIMBOLOS: adicionar las siguientes variables en la tabla de smbolos del Simatic Manager. </p><p>SIMBOLO DIRECCION TIPO COMENTARIO PID FB41 </p><p>//Variables entrada del PID para control de caudal o presion </p><p>PID AUTO ON M 0.5 BOOL activamos la subrutina del PID y la lectura de la variable por la periferia </p><p>PVPER_ON </p><p>RESET M 27.0 BOOL reset del PID en el bloque OB100 COM_RST </p><p>PID MAN M 27.1 BOOL control manual PID MAN_ON </p><p>Prop ON M 10.0 BOOL activar ganancia proporcional (P) P_SEL </p><p>Integ_ON M 10.1 BOOL activar tiempo Integral (I) I_SEL </p><p>Deriv_ON M 10.2 BOOL activar tiempo derivativo (D) D_SEL </p><p>SP CAUD/PRESION PID MD 62 REAL set point del controlador PID SP_INT </p><p>CAUD/PRES IN PID MW 50 WORD entrada del valor anlogo al PID (se transfiere el valor de la variable anloga a esta memoria) </p><p>PV_PER </p><p>Prop Ganancia MD 12 REAL Ganancia variable Proporcional GAIN </p><p>tiempo integral MD 16 TIME valor tiempo integral Ti </p><p>tiempo derivativo MD 20 TIME valor tiempo derivativo TD </p><p>fact normalizacion MD 56 REAL factor de normalizacin PV_FAC </p><p>//Variables Salida del PID para control de caudal o presin </p><p>FY101 PQW 800 INT control apertura/cierre vlvula proporcional LMN_PER </p><p>//otras variables </p><p>SP PRESION PID MD 66 DWORD set point presin </p><p>SP CAUDAL PID MD 52 REAL set point caudal </p><p>APERTURA VALVULA MD 100 REAL Escalizado del porcentaje de apertura de la vlvula (HMI) </p><p>CAUDAL MD 110 REAL valor de caudal escalado para mostrar en HMI </p><p>PRESION PID AUT MD 114 REAL valor de presin escalado para mostrar en HMI </p><p>pid posicion valvula MD 196 REAL valor de apertura vlvula escalado para mostrar en HMI </p><p>VEL VARIADOR MD 130 REAL velocidad de la bomba </p><p>3.2. PARAMETRIZAR EL PID (REGULADOR FB41): Tal y como se puede apreciar en todo el bloque, todo los </p><p>parmetros se pueden clasificar en dos grupos (VER EJEMPLO DE PORGRAMACION). </p><p>Los parmetros de la izquierda del bloque sern las ENTRADAS de la funcin: algunos slo son de lectura, por </p><p>ejemplo, el valor del sensor (PV_PER), otros son de lectura y escritura GAIN (Kp), los habituales parmetros Ti y </p><p>Td, los lmites, la configuracin del PID, los valores de normalizacin etc. </p><p>En cambio, todos los parmetros de la derecha son SALIDAS del bloque de funciones y, en este caso, todos </p><p>sern slo de lectura. La funcin nos devolver toda la informacin de la regulacin que est realizando, por </p><p>ejemplo, el porcentaje de salida del regulador (parmetro LMN) o el valor de la seal analgica que va al </p><p>actuador correspondiente (parmetro LMN_PER), realizar la programacin tal como se ilustra a continuacin: </p></li><li><p> Servicio Nacional de aprendizaje SENA PROGRAMACIN BANCO CONTROL DE PROCESOS PID </p><p>Tecnlogo en automatizacin industrial </p><p>Instructor: Ing. John Jairo Pieros C. </p><p> Versin: 1 Pgina 10 de 12 </p><p>Bloque OB35: Programacin FB41 </p><p>Bloque OB35: PARAMETRIZACION FACTOR DE NORMALIZACION: el caudal mximo es 20 Lt/min (20/100=0,2) por tal razn el factor de normalizacin es 0.2 </p><p>Bloque OB1: inicio y Velocidad del Variador: la velocidad de la bomba debe ser constante (40 Hz), el agua debe recircular entre los dos tanques y si se alcanza el nivel mximo en el tanque superior se debe apagar la bomba. </p></li><li><p> Servicio Nacional de aprendizaje SENA PROGRAMACIN BANCO CONTROL DE PROCESOS PID </p><p>Tecnlogo en automatizacin industrial </p><p>Instructor: Ing. John Jairo Pieros C. </p><p> Versin: 1 Pgina 11 de 12 </p><p>Bloque OB35: Escalizacin del caudal y porcentaje de apertura de la vlvula para mostrar en HMI </p><p>3.3. CONFIGURACION PANTALLA TCTIL (HMI): con el objetivo de ingresar los parmetros PID se debe realizar </p><p>la configuracin una pantalla tctil en donde se puedan activar e ingresar los parmetros proporcional, </p><p>integral y derivativo, (el tiempo integral debe ser ingresado con decimales) as como graficar las siguientes </p><p>variables: </p><p> Set point caudal: valor ingresado por el usuario en la HMI (Lt/min), variable MD62 </p><p> Variable Controlada: Apertura de la valvula (%), variable MD196 </p><p> Variable medida, Caudal: valor del FIT100 (Lt/min), variable MD110 </p></li><li><p> Servicio Nacional de aprendizaje SENA PROGRAMACIN BANCO CONTROL DE PROCESOS PID </p><p>Tecnlogo en automatizacin industrial </p><p>Instructor: Ing. John Jairo Pieros C. </p><p> Versin: 1 Pgina 12 de 12 </p><p>REGULACIN DEL CAUDAL MEDIANTE EL CONTROL DE LA VELOCIDAD DE LA BOMBA </p><p>Realizar la programacin del PID para regular el caudal por medio de la velocidad de la bomba, se debe seguir el </p><p>procedimiento anterior, con la diferencia que la vlvula estar abierta al 80% y la velocidad de la bomba ser </p><p>variable entre 0 y 60Hz. </p><p>De acuerdo con los ejercicios anteriores responder las siguientes preguntas: </p><p> Cual es el efecto de la variable proporcional en un sistema PID? </p><p> Cual es el efecto de la variable Integral en un sistema PID? </p><p> Cual es el efecto de la variable derivativa en un sistema PID? </p><p> Anexar fotos de la pantalla tctil en donde se observe la sintonizacin realizada al PID </p><p> Los valores hallados para el control del sistema PID en los cuales el sistema fue estable fueron: </p><p>REGULACION PID GANANCIA PROPORCIONAL (Kp) </p><p>TIEMPO INTEGRAL (Ti) </p><p>TIEMPO DERIVATIVO (Td) </p><p>CAUDAL VS AREA </p><p>CAUDAL VS VELOCIDAD </p></li></ul>