Diseño e Implementación de un Sistema Scada para el Control PID de Nivel y Temperatura Independientes en Dos Tanques de la Planta de Procesos Análogos (PPA)

Miniatura

Fecha

Fecha

2017-11-03

Colaboradores

Título de la revista

ISSN de la revista

Título del volumen

Editor

Altmetric

Descripción

Gran parte de los procesos industriales requieren el control y la supervisión de variables que intervienen en estos. Como parte de su formación académica y con el fin de realizar un acercamiento a dichos procesos, desde hace algunos años los estudiantes de ingeniería en control han estado desarrollando una Planta de Procesos Análogos (PPA) en la Universidad Distrital Francisco José de Caldas facultad tecnológica, en la que es posible encontrar equipos ampliamente utilizados en la industria (controladores lógicos programables (PLC), transmisores, y actuadores) que permiten la manipulación de variables. Sin embargo, dos de los tanques de la PPA (tanque de mezcla y tanque de agua caliente), requieren la incorporación de elementos adicionales que permitan mejorar el control del nivel y la temperatura en estos contenedores, la adquisición de los datos de los procesos que allí intervienen y su supervisión. Por tal motivo se lleva a cabo el diseño e implementación de un sistema SCADA para el control PID de nivel y temperatura, independientes para los tanques de mezcla y agua caliente respectivamente, con interfaz HMI para el operador, realizando previamente un diagnóstico de la planta en el que se definió la necesidad de instalar algunos equipos e infraestructura (tuberías y cableado) que permitieran llevar a cabo esta actividad de manera exitosa. La integración de las nuevas señales al sistema de control existente se realizó mediante la plataforma de desarrollo Raspberry PI 2 – Model B, en la cual se ejecuta la aplicación CODESYS. Esta plataforma obtiene los datos (las señales análogas y digitales) mediante un microcontrolador PSoC 5 y los envía al PLC existente a través del protocolo EtherNet/IP. Como parte del diseño del controlador PID digital se utilizaron algunos Toolbox del software MATLAB para el proceso de identificación de cada una de los sistemas (nivel y temperatura), complementados por métodos experimentales y para el diseño por medio del método “lugar geométrico de las raíces”. Los controlares obtenidos fueron transformados en un “pseudocódigo” que se pudiera implementar en el PLC 1769-L23E de Allen Bradley. El sistema SCADA es complementado por el HMI PANELVIEW PLUS 600 del mismo fabricante. Se espera que con este proyecto, la comunidad académica de la universidad se pueda beneficiar, mediante el desarrollo de prácticas en las que los estudiantes puedan afianzar los conocimientos adquiridos en las diferentes materias de su titulación, y de igual forma puedan realizar modificaciones con el fin de optimizarla.

Resumen

A large part of the industrial processes require the control and supervision of the variables that intervene in them. As part of their academic training and in order to make an approach to the processes, for some years the engineering and control students are working in a Plant of Analog Processes (PPA) in the Francisco José de Caldas University Faculty of Technology, in which it is possible to find accessories used in the industry (programmable logic controllers (PLC), transmitters and actuators) that allows the manipulation of variables. However, the requirements of the elements of the mixing tank and the hot water tank require the incorporation of additional elements to improve the control of the level and temperature in these containers, the acquisition of the data of the processes involved and its supervision. For this reason we develop the design and implementation of a SCADA system for the PID control of level and temperature, independent for the mixing tanks and hot water respectively, with HMI for the operator, is carried out, previously making a diagnosis of the plant, in which was defined the installation of some equipment and infraestructure (piping and wiring) that allowed to carry out this activity successfully. The integration of the new signals to the available control system was made through the Raspberry PI 2 - Model B development platform, in which the CODESYS application is executed. This platform obtains the data within the reach of a PSOC 5 microcontroller and sends it to the PLC through the EtherNet / IP protocol. As part of the design of the digital PID controller, some Toolbox of the MATLAB software was used for the identification process of each of the systems (level and temperature), complemented by experimental methods and for the design by means of the "root locus" method The controllers were transformed into a "pseudocode" that could be implemented in the Allen Bradley PLC 1769-L23E. The SCADA system is complemented by the HMI PANELVIEW PLUS 600 from the same manufacturer. It is expected that with this project, the academic community of the university can benefit, by developing practices in which students can access the knowledge acquired in the different subjects of their degree, and in the same way modifications can be made with In order to optimize it.

Palabras clave

Lazos de control, Control PID digital, Control de temperatura, Control de nivel, Sistemas SCADA

Materias

INGENIERÍA EN CONTROL - TESIS Y DISERTACIONES ACADÉMICAS , TANQUES - CONTROL AUTOMÁTICO , CONTROL DE LA TEMPERATURA , SCADA (PROGRAMA PARA COMPUTADOR)

Citación