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Lab 1 Planta Amatrol T5552 (Control de Nivel) Jonathan Steven Rojas Corredor 20192383018, Jhon Fredy Torres 20192383005, Yeison Bermudez 20192383002, Jhonnatan Domez 20192383006 

Resumen – este documento es realizado con el fin de aprender a manejar la planta de control de nivel Amatrol T5552 y documentar sus diferentes tipos de sensores y controladores. Índice de Términos – nivel, control, caudal, presión.

I. INTRODUCCION

E

ste documento es el desarrollo de la primera practica de

laboratorio para la materia Instrumentación Industrial, en la cual se seguirán los pasos planteados en la guía “Installation Guide For T5552 Process Control Learning System”, con esto se busca el aprendizaje del manejo y control de los diferentes sensores de la maquina T5552. En el transcurso del laboratorio veremos diferentes términos, tales como: presión, flujo, caudal, entre otros. A continuación, daremos una breve introducciones de los diferentes sensores de nivel y algunos términos, para poder entender la realización de este laboratorio. Control de Procesos Industriales | Nivel / Flujo, Temperatura, Analítico, Presión El control de procesos es una parte versátil y vital de las principales industrias como: generación de energía; petroquímicos; procesamiento y embotellado de alimentos; fabricación de productos químicos; biotecnología; productos farmacéuticos; y refinerías. Debido a la amplia aplicación de este componente clave, Amatrol ha desarrollado la mayor y más profunda oferta de opciones de capacitación en control de procesos industriales disponibles. Amatrol ofrece cuatro sistemas principales de control de procesos, cada uno de los cuales cubre una aplicación de control de procesos diferente: nivel y flujo, temperatura, análisis y presión. Amatrol también ofrece una variedad de opciones de capacitación para aplicaciones de control de procesos relacionadas, como el protocolo de comunicación HART, Foundation Fieldbus y SCADA. Esta oferta en profundidad de soluciones de capacitación en control de procesos se ajusta a varios programas de Amatrol como:    

Biotecnología Hierro y acero Minería

 

Petróleo y gas Poder y energía

Control de proceso de nivel / flujo y solución de problemas de control de proceso de nivel / flujo Sistema de aprendizaje de control de procesos de nivel / flujo (T5552) : enseña dos de los tipos más comunes de sistemas de control de procesos, flujo y nivel de líquido, y los conceptos básicos en los que se basan otros sistemas. Este sistema de control de procesos permite a los alumnos calibrar, ajustar, instalar, operar y conectar sistemas de control de procesos en aplicaciones industriales. Este sistema requiere el módulo controlador PID (T5552-C1-A) . Expansiones del sistema de nivel / flujo Sistema de aprendizaje de transmisor de flujo inteligente (T5552-F1) : proporciona una señal de retroalimentación de 420 mA que es proporcional al caudal medido por los transductores que detectan la presión diferencial. Este sistema ofrece expansiones como: transductor pitot flujo de tubo , transductor de flujo Venturi , y transductor de flujo placa de orificio . Sistema ultrasónico de aprendizaje de nivel de líquido (T5552L1) : proporciona una señal de retroalimentación de 4-20 mA que es proporcional al nivel de líquido. Este curso cubre temas importantes como mediciones de nivel ultrasónico, calibración de nivel ultrasónico y controles de nivel. Sistema de aprendizaje Foundation Fieldbus Process Control 1 (T5552-FF1) : cubre un método industrial popular para calibrar y solucionar problemas de válvulas y transmisores conectados a una red. Foundation Fieldbus es un sistema de comunicación multipunto totalmente digital que se utiliza para control de flujo básico y avanzado, control de temperatura y control de nivel de tanque. Sistema de aprendizaje HART Process Control 1 (T5552-H1) : enseña uno de los protocolos de comunicación más utilizados, HART (Transductor remoto direccionable de autopista). Este curso permite la práctica de habilidades prácticas valiosas como la configuración e instalación de una interfaz HART, el uso de un dispositivo de campo HART para verificar la integridad de un circuito de control de proceso y la calibración de un transmisor de flujo de presión diferencial utilizando el software HART.

2 Sistema de aprendizaje de Control de proceso de visualización 1 (T5552-S1) : cubre SCADA (Control de supervisión y adquisición de datos) que permite a operadores, técnicos e ingenieros monitorear y controlar aplicaciones de proceso utilizando sensores conectados en red al equipo en la planta. Estas lecturas de sensores remotos se recopilan y se muestran gráficamente de manera organizada, lo que permite tomar decisiones de control de procesos.

Control de proceso de temperatura Sistema de aprendizaje de control de procesos de temperatura (T5553): permite a los alumnos estudiar y practicar la calibración, el ajuste, la instalación, el funcionamiento y el ajuste de sistemas de control de procesos térmicos en aplicaciones industriales. Las principales áreas temáticas incluyen: elementos básicos de control de temperatura; controladores de bucle; elementos de control final; sensores de temperatura; transmisores de temperatura; control básico de temperatura; métodos de control automático; y control del rendimiento del bucle. Este sistema requiere ya sea el módulo controlador PID: bucle único (T5553-C1-A) o el módulo controlador PID: bucle doble (T5553-C2-A). El sistema de aprendizaje de control de proceso de temperatura también presenta dos opciones de expansión: el sistema de aprendizaje de adquisición de datos de tres canales (T5553-R1A) y el módulo transmisor de temperatura de dos canales (T5553-T1).

Control Analítico de Procesos

(T5555) : ofrece la capacidad de controlar el nivel de líquido y la presión del tanque simultáneamente utilizando una interfaz hombre-máquina (HMI), un controlador de automatización programable (PAC) y un variador de frecuencia (VFD). Esta funcionalidad permite a los alumnos estudiar importantes aplicaciones de mantas industriales de gas, así como adquirir una valiosa experiencia práctica en la práctica de una amplia gama de operaciones de proceso de presión tanto en modo manual como automático. El Sistema de aprendizaje de control de proceso de presión explora temas importantes como dispositivos de control de bucle, operación de panel HMI, sistemas de control de presión, alarmas de sistema de proceso, métodos de control automático, conceptos de rendimiento, rendimiento de bucle de control y ajuste de bucle abierto y cerrado.(“Control de Procesos | Amatrol,” n.d.) En el Anexo 1 podremos encontrar los respectivos plano P&ID de la planta de Amatrol T5552. II. A.

PROCEDIMIENTO

Desarrollo del laboratorio

lo primero que se procedió a realizar en el laboratorio fue hacer los respectivos montajes que aparecían en la guía, para corroborar que todos los componentes de la planta de Amatrol T5552 funcionaban correctamente. Componentes tales como: interruptores, indicadores, sensores, entre otros.

Sistema de aprendizaje de control de procesos analíticos (T5554) : cubre los principales temas y habilidades relacionados con el control y la modificación de las propiedades químicas de una sustancia. El Sistema de aprendizaje de control de procesos analíticos cubre temas como electrodos de pH, medidores de pH y transmisores, y controladores de circuito y conocimientos vitales de control de procesos teóricos que incluyen: describir la función de un análisis de riesgos de procesos; definiendo el pH y explicando su importancia; aprender cinco tipos comunes de grupos de parámetros del controlador de bucle; y configurar un Honeywell UDC 3500 para el control continuo del pH. Este sistema de aprendizaje requiere ya sea el módulo controlador PID: bucle único (T5554-C1-A) o el módulo controlador PID: bucle doble (T5554-C2-A) . Este sistema presenta una variedad de expansiones y complementos que incluyen el Módulo de control de PH avanzado (T5554A1) , el Módulo de control analítico avanzado (T5554-A2) , el Módulo de sonda de vidrio clásico (T5554-A3) y el Sistema de aprendizaje de adquisición de datos de tres canales ( T5554-R1A) .

Control de proceso de presión Sistema de aprendizaje de control de proceso de presión

Ilustración 1 primer montaje de la guía. En este primer montaje las conexiones realizadas se hicieron para comprobar el correcto funcionamiento de los interruptores SW1, SW2, SW3, SW4 y los indicadores PL1, PL2, PL3 y PL4. Las ilustraciones 1, 2, 3, 4 muestran el montaje y prueba de los mismos.

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Ilustración 4 Ilustración 2

Luego de esto se procedió a comprobar los controles de los Relays; en las ilustraciones 6, 7, 8 podemos apreciar el montaje de estos.

Ilustración 5

Ilustración 3

Ilustración 6

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Ilustración 7 Después de haber comprobado todos los interruptores y testigos, se procedió con el control de las válvulas sinusoidales tal como se puede apreciar en la Ilustración 8.

Ilustración 10

Ilustración 8 Para este montaje de la Ilustración 8, habremos puesto en marcha por primera vez la motobomba, con esta funcionando podremos encender o apagar la válvula sinusoidal y de esta manera permitiremos abrir o cerrar el flujo de agua en nuestro sistema. En las ilustraciones 9, 10, 11 podemos apreciar los diferentes indicadores de flujo y presión del sistema.

Ilustración 11 Posteriormente se realiza el montaje de la Ilustración 12 con el cual estaremos probando los sensores de nivel y en el momento en el que el tanque llegue a su nivel máximo de agua se activara una alarma indicándonos que debemos parar la motobomba, en las ilustraciones 13 y 14 podemos observar el proceso de llenado del tanque y los respectivos sensores, que se utilizaron para la medición mínima y máxima del tanque.

Ilustración 9

5 conjunto con la motobomba y el medidor de procesos, como lo observaremos en las Ilustraciones 15 y 16.

Ilustración 15 esquema guía de instalación Ilustración 12

Ilustración 13

Ilustración 16 Posteriormente seguimos con el montaje del sensor transmisor de flujo digital y su valor lo podremos comparar posteriormente con el valor del rotámetro. En la Ilustración 17 podremos observar el plano del cableado de dicho sensor y en las Ilustraciones 18, 19, 20 podremos observar el montaje del mismo.

Ilustración 14 Una vez probados los sensores seguiremos con la configuración del equipo Honeywell UDI 1700, y nos disponemos a conectar el sensor de nivel LT1para probarlo en

Ilustración 17 esquema guía de instalación

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Ilustración 18 montaje sensor transmisor de flujo

Ilustración 20 valor rotametro en GPM

Ilustración 19 valor sensor de caudal en GPM (galones por minuto)

Al comparar los dos valores obtenidos podemos observar que el sensor de flujo digital se encuentra descalibrado ya que su valor en comparación con el rotámetro es diferente. Mientras que el valor del transmisor de flujo digital es de 1.56 GPM, el rotámetro nos arroja un valor de 1.95 GPM. Se deduce que el rotámetro esta calibrado ya que el caudal está a máxima velocidad. Luego de probar el sensor de flujo digital nos disponemos a realizar la conexión del test de control PID. En la Ilustración 21 podremos observar el diagrama de conexión y en las Ilustraciones 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 y 31 podremos ver dicho montaje.

Ilustración 21 esquema guía de instalación

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Ilustración 25 detalle Ilustración 23, nivel del agua 2.8L Ilustración 22 montaje controlador PID

Ilustración 23 tanque de agua a 2.8L Ilustración 26 tanque de agua a 2.4L

Ilustración 24 detalle ilustración 23 indicador 2.7L

Ilustración 27 detalle Ilustración 26 indicador 2.4L

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Ilustración 28 detalle Ilustración 23, nivel del agua 2.4L

Ilustración 31 detalle Ilustración 29 indicador 0.75L Para este montaje se observo que por debajo de 1L el sensor de control PID no nos muestra unos resultados coherentes, pero por encima de un litro los resultados arrojados son bastante confiables, se concluye que estos errores son debido al volumen de los tubos que entran en el tanque por la parte inferior del mismo. El sensor que estamos usando es de ultrasonido y por ende este genera interferencias con dichas entradas después de que el nivel del agua es muy bajo.

Ilustración 29 tanque de agua a 0.75L

Nota: para la realización de este laboratorio se solicitaron 4 practicas libre en los laboratorios de control de la universidad Distrital Francisco Jose de Caldas Facultad Tecnológica, de las cuales solo se tomaron 2 prácticas en las que se realizó el presente laboratorio. Para el montaje de la parte 3.9 de la guía “optional smart flow differential pressure transmitter test” no se logro coincidir con el horario del profesor Henry el cual es el encargado de autorizar y supervisar la conexión de dicho montaje, las otras dos practicas se solicitaron para realizar dicho montaje, pero como ya se menciono anteriormente no pudimos coincidir con el horario del profesor.

III.  

CONCLUSIONES

Se logro la correcta conexión de todos los sensores, controladores y actuadores empleados en la maquina de Amatrol T5552. Se observa que los sensores digitales con respecto a los sensores análogos presentan una ligera descalibración, como en el caso del rotámetro y el sensor de flujo digital.

Ilustración 30 detalle Iluestración 29 indicador 1L IV.

BIBLIOGRAFÍA

Control de Procesos | Amatrol. (n.d.). Retrieved September 24, 2019, from https://amatrol.com/product/process-control-training/

9 V.

ANEXOS

Plano P&ID planta amatro T5552