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• Erick Machado

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FASE 2 - ANALIZAR LOS REQUERIMIENTOS DE DISEÑO DEL PROYECTO.

ACTIVIDAD INDIVIDUAL

PRESENTADO POR: JUAN CARLOS MAESTRE CÓD.:

TUTOR: GRUPO: 203052_

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍAS E INGENIERÍA TELECONTROL VALLEDUPAR 2020

INTRODUCCIÓN En esta actividad se estudiará todo lo relacionado con los requerimientos necesarios para la elaboración de un proyecto de automatización y control de una planta de tratamiento de agua potable, En cualquier sistema automatizado es necesario disponer de algún tipo de dispositivo que permita al usuario interaccionar con el mismo para configurarlo, ponerlo en marcha, pararlo, etc. Desde un punto de vista teórico esta funcionalidad en el esquema general de un sistema automatizado recibe el nombre de “supervisión y explotación del sistema”. A los dispositivos que permiten llevar a cabo la supervisión de un sistema automatizado se les conoce con el nombre genérico de HMI del inglés “Interfaces Hombre Máquina”. Los dispositivos HMI permitirán dos acciones fundamentalmente: De lo anterior se deduce que debe existir algún tipo de mecanismo que permita el intercambio de información entre los dispositivos HMI y el sistema automatizado. Este mecanismo será por lo general una conexión mediante algún tipo de red (bus de campo, conexión serie RS232, Ethernet, etc.) entre la parte HMI y el equipo de control. De esta forma la información acerca del estado en que se encuentra el proceso, que estará almacenada en la memoria del equipo de control, quedará accesible para ser representada en los dispositivos de supervisión. Y a su vez, las interacciones del usuario con los elementos HMI serán transmitidas al equipo de control para que este a su vez las transforme en órdenes coherentes para los preaccionadores y accionadores del proceso.

Actividades A Desarrollar Hacer Lectura Cuidadosa De Los Documentos Presentados En El Entorno De Conocimiento De La Unidad 2 Controles Centralizados. Esta fase busca que el estudiante analice los controles centralizados en un sistema SCADA a través de las Interfaz HMI, GUI Y del Funcionamiento de la Unidad Terminal Maestra (MTU) a fin que logre distinguir los elementos de control de un sistema de adquisición de datos y control supervisorio. Continuando con el proyecto propuesto en el curso, el cual busca diseñar un sistema SCADA para una planta de tratamiento de agua potable se trabajará la Fase 2 – Analizar los requerimientos de diseño del proyecto en la cual el grupo colaborativo debe determinar los elementos de los sistemas SCADA y analizar la solución al proyecto. Proyecto: Diseño de un sistema SCADA de una planta de tratamiento de agua potable.

Descripción de la planta de tratamiento potable La planta de tratamiento de agua cuenta con un tanque de almacenamiento de químicos (tanque 1) que permite mezclar los químicos con el agua, de manera que se pueda suministrar a un segundo tanque de almacenamiento de 10.000 L conocido como tanque de oxidación (tanque 2); en este tanque se realiza el proceso de oxidación el cual permite la reducción de olores, sabores desagradables y la eliminación de metales presentes en el agua. La salida del agua de este tanque debe ingresar a otro de la misma capacidad conocido como tanque de clarificación (Tanque 3) donde se realiza el proceso de clarificación del agua. En este tanque hay un agitador con un motor y se realiza la remoción del 98% de los sólidos suspendidos en el agua, posteriormente la salida de agua pasa en paralelo a 4 tanques de filtrado (tanques A, B, C y D) de 2.500 L que tienen la misma altura de los tanques de oxidación y clarificación para mantener el nivel del agua. En estos tanques de filtrado se realiza el proceso de filtración y se eliminan hasta el 99% de los sólidos suspendidos en el agua y la contaminación microbiológica. La salida de estos tanques ingresa al tanque de contacto (Tanque 4) de capacidad de 20.000 L donde se realiza la dosificación adecuada de cloro para tener un proceso de desinfección en el agua eliminando el 99% de los patógenos causantes de los problemas de salud, finalmente el agua puede ser enviada para el consumo. Es importante mencionar que el suministro del líquido para la planta de tratamiento de agua es tomada de unos acuíferos que están a un kilómetro de la planta y se hace necesario tener control de los elementos de manera remota.

Generalidades de elementos de la planta:

Suministro de agua para la planta  Electrobomba  Unidad Remota de telemetría RTU

 2 sensores de caudal Tanque de almacenamiento de químicos (Tanque 1)  Electrobomba para dosificar los químicos al tanque 2 Tanque de oxidación (Tanque 2)  válvula de entrada  Válvula de salida  sensores de nivel  Alarmas visuales por nivel bajo 20% y por nivel alto 90% de la capacidad del tanque Tanque de clarificación (Tanque 3)  Válvula de entrada  Válvula de salida  Agitador movido por un motor  Sensores de nivel  Alarmas visuales por nivel bajo 20% y por nivel alto 90% de la capacidad  del tanque Tanques de filtrado (tanques A, B, C y D)  Válvula de entrada  Válvula de salida  Sensores de nivel  Alarmas visuales por nivel bajo 20% y por nivel alto 90% de la capacidad del tanque  Electrobomba de entrada de agua a presión para mantenimientos retiro de suciedad.  Válvula para zona de desagüe a la altura media de los tanques tanque de contacto (Tanque 4)  Válvula de entrada  Válvula de salida  Sensores de nivel  Alarmas visuales por nivel bajo 20% y por nivel alto 90% de la capacidad  del tanque  Dosificador de cloro con electrobomba Actividad Individual 1. Para el desarrollo del siguiente punto es necesario descargar el paquete software Cisco Packet Tracer o GNS3, que se encuentra ubicado en el entorno de Aprendizaje Práctico. Cada estudiante debe:  Implementar una red WAN entre dos ciudades:

 Habilitar el servicio VPN e IPSec entre las dos ciudades, utilizar los dispositivos de red que considere necesarios.

2. Cada estudiante debe retroalimentar de forma argumentativa el desarrollo del punto anterior de un compañero; para la retroalimentación tener en cuenta la definición de VPN y las funciones del protocolo IPSec. Se creo una red Wan entre dos ciudades Cali y Bogotá, Paso 1: se introdujo en packet tracer la nube y se le dio por nombre (VPNIPSecV), esta conectara las dos ciudades por medio de conexión serial, través de los puertos s0/0/0 para Bogotá y s0/0/1 para Cali.

Paso 2: se agregaron dos routers, uno para cada ciudad, se le agregaron los módulos de conexión serial para que se pudieran conectar a la nube, se utiliza el puerto serial s0/0/0 en ambos casos.

Paso 3: se configuraron las direcciones IP para los puertos, s0/0/0  10.0.0.1 mascara de subred 255.0.0.0 y para G0/0/0  192.168.1.1 mascara de subred 255.255.255.0. Esta configuración se hizo para los routers de cada ciudad (Cali y bogota).

Paso 4: se agregó dos servidores DHCP para asignar las direcciones a los distintos componentes de la RED, se le asigno una dirección IP estática 192.168.1.2.

se configuro el servidor DHCP con la siguiente configuración:

Paso 5: se agregaron dos Switch (S1 y S2) para conectar los diferentes dispositivos al routers. Paso 6: se Agregaron dos Access point con la siguiente configuración, para poder conectar los dos computadores portátiles por medio de una red de wifi.

Paso 7: se configuraron lasdirecciones IP de los computadores como DHCP

Paso 8: para el caso de las impresoras se les dio una dirección IP estática 192.168.1.2 y 192.168.1.4

Actividad Colaborativa 1. Cada estudiante debe Instalar el programa Labview en su computadora con los complementos DSC.

2. Cada estudiante debe analizar los requerimientos del proyecto y presentar una propuesta de la interfaz HMI que permitirá la supervisión y control de la planta de tratamiento de agua potable con el programa Labview.

3. Los integrantes del grupo colaborativo deberán decidir objetivamente, a partir de las propuestas presentadas por cada estudiante cual de ella es escogida como la propuesta del grupo, teniendo en cuentas criterios definidos como por ejemplo: diseño creativo de la interfaz HMI, secuencia lógica y completa de la información. Es importante que a la propuesta seleccionada le hagan los ajustes necesarios para presentarla como equipo de trabajo. La participación de los integrantes del grupo colaborativo debe quedar evidenciada en el foro colaborativo. La participación del estudiante debe ser permanente, activa y periódica durante TODO el tiempo en que la actividad se encuentra habilitada; no al final de ella (últimos tres días). Nota: Los aportes realizados por los estudiantes en los últimos tres días en que el foro colaborativo se encuentre habilitado, no serán tenidos en cuenta para la calificación por respeto a los estudiantes que cumplieron con la presentación de sus aportes a tiempo (resolución rectoral No. 006808 del 19 de agosto de 2014).

CONCLUSIONES Se puede concluir con esta actividad que los sistemas SCADA son de gran importancia en la automatización de procesos industriales, Es de destacar que el trasiego de información entre el proceso y la parte HMI siempre se producirá a través del equipo de control que será el encargado de filtrar la información para evitar incoherencias en el modo de funcionamiento del proceso. Existe gran variedad de dispositivos que permiten implementar la funcionalidad HMI de un sistema automatizado, en esta actividad nos enfocamos en los sistemas SCADA. En algunas ocasiones y dependiendo de las peculiaridades del proceso que se pretende supervisar, puede ser necesario desarrollar una aplicación software que permita implementar la parte HMI. Serán aplicaciones con un marcado carácter gráfico y diseñadas a medida de las necesidades del usuario. Cuando esas necesidades no son muy distintas a las necesidades medias de la mayoría de los usuarios, se suele recurrir a aplicaciones SCADA (Supervisión de Control y Adquisición de Datos). Estas aplicaciones pueden ser configuradas para permitir al usuario sacar el máximo beneficio de la instalación automatizada. Otra de las razones que puede llevar a un cliente a decantarse por una aplicación llave en mano frente a la parametrización de un SCADA es el coste. Los más comúnmente empleados cuando el equipo de control es un PLC son los paneles de mando y de operador para supervisión a pie de máquina o proceso, y los sistemas SCADA para supervisión remota o a distancia.

BIBLIOGRAFÍA  

Sistemas SCADA 2ª, Aquilino Rodríguez Penin, Marcombo, 2007 Automatas programables y sistemas de automatizacion / PLC and Automation Systems; Enrique Mandado Pérez, Jorge Marcos Acevedo, Celso Fernández Silva