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INSTITUTO TECNOLOGICO DE PARRAL

DOCUMENTACIN Y REVISIN DE LA ARQUITECTURA DE AUTOMATIZACIN(AS-BUILT) DEL PROYECTO MERRILL CROWE

POR PARTE DE IPC INDUSTRIAL S.A. DE C.V.

PRESENTA:

ABRAHAM IBARRA VILLALOBOS. No. DE CONTROL: 08410689

JESS RICARDO TARN AGUIRRE. No. DE CONTROL: 08410170

ASESOR INTERNO

M.C. FERNANDO HOLGUN SNCHEZ

ASESOR EXTERNO

M.C ALEJANDRO CHAVARRA CHVEZ

INTEGRACIN Y DESARROLLO

IPC Industrial

Experiencia en Instrumentacin a su Servicio

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NDICE

1. Introduccin..................................3

2. Justificacin.......4

3. Objetivo general......5

4. Objetivos especficos..............................5

5. Caracterizacin del rea...7

6. Marco Terico...8

7. Descripcin del Proceso Merrill Crowe...12

8. Alimentacin a Filtros Clarificadores..15

8.1. DTI De Lazo Control PID Bombas 700-P01-PIC...15

8.2. Diagrama De Lazo Control PID Bombas 700-P01-PIC...18

8.3. Diagrama de Interconexin ...............21

8.4. Tpico de Instalacin.....23

8.5. Hoja de Datos....................................25

9. Resumen General de Instrumentos .....27

10. Arquitectura de Bus y Red....35

10.1. Arquitectura De Comunicacin, Topologa De Comunicacin PROFIBUS En Merrill Crowe.38

10.2 Resumen de la Arquitectura Merrill Crowe...42

10.1. Conexin de Redes PROFIBUS en Silletas......44

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INTRODUCCIN

Se describir la documentacin y la revisin de la arquitectura de automatizacin del proyecto Merril Crowe.

En este proyecto se crearon diferentes documentos relacionados con el proyecto de Merril Crowe. Cada instrumento o equipo montado en la planta tuvo que tener un respaldo con caractersticas particulares de cada uno de los equipos.

Estos fueron documentos creados e incluidos en carpetas que fueron entregadas al cliente. Conteniendo informacin, tal como:

Manual del equipo, hoja de datos, reportes de calibracin, Tpico de Instalacin, Diagramas de Tubera e Instrumentacin, Diagramas de Lazo, Diagramas Neumticos, Soporteria, Diagramas internos y Externos.

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JUSTIFICACIN La ingeniera en proyectos, consiste en 2 partes fundamentales, la ingeniera bsica y la ingeniera de detalle. La ingeniera de detalle tiene el objetivo de como su nombre lo dice detallar, revisar, especificar y describir un proyecto, as como su implementacin.

As-Built

La documentacin de un proyecto de automatizacin es muy importante dado los amplios campos que maneja, as como la basta cantidad de equipos, componentes, instalaciones. Cada parte del proyecto debe ser documentada y revisada, para tener un completo panorama de cada parte del mismo; la documentacin y revisin no solo favorece a la empresa que lo realiza, sino tambin a un tercero que en cierto momento lo utilizara: proyectos de mantenimiento, diagnostico de problemas, reemplazo de equipos , reemplazo de componentes, posibles modificaciones. El proyecto surge de la necesidad de llevar un proceso de revisin de la arquitectura de automatizacin Merrill Crowe en las instalaciones de la MINERA FRISCO, dicha instalacin es implementado por la empresa IPC Industrial S.A. de C.V., llevando as una ordenada documentacin de la instrumentacin y automatizacin de Merrill Crowe documentacin que ser entregada al cliente con altos estndares de calidad y profesionalismo en documentacin, normas, especificacin de equipos, planos , diagramas, topologas , tpicos, simbologas, que una empresa como MINERA FRISCO demanda y una empresa como IPC Industrial S.A. de C.V. otorga.

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OBJETIVO GENERAL

Documentacin y revisin de la arquitectura de automatizacin(As-Built)

Del proyecto Merrill Crowe por parte de IPC Industrial S.A. de C.V.

OBJETIVOS ESPECFICOS:

Librera de Smbolos. En forma tabular contendr la simbologa propia utilizada en los diferentes diagramas o planos.

Bitcora de Revisiones. En ella se debern plasmar cualquier cambio realizado en los documentos, con fecha y nombre de quin la revisa.

ndice de instrumentos. Debe llevar la informacin de todos los instrumentos con

Columnas que indican los documentos relativos a cada etapa del proceso:

a. DTI

b. Hoja de Datos

c. Plano del Instrumento

d. Tpico de Instalacin

e. Diagrama de conexin

f. Manual

g. Reporte de Verificacin/Calibracin

h. Catlogo de Conceptos

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DTI (Diagrama de tubera e instrumentacin). Se deber llevar a revisin del cliente final, obtener firma y realizar el DTI con revisin del cliente.

Hoja de Datos. Muestra las caractersticas del instrumento

Plano del instrumento. Plano de construccin del instrumento con sus caractersticas fsicas y tabla de especificaciones fsicas principales del instrumento.

Tpico de Instalacin. Plano de instalacin mecnica con tablas de especificacin de detalles, medidas y materiales etc., de los elementos de montaje.

Diagrama de Conexin. Conexin elctrica de los instrumentos y elementos de control

Manual. Debe ir foliado de acuerdo con una descripcin nemotcnica: MAN-MMMMODELO

Reporte de Verificacin/Calibracin. De acuerdo con el tipo de instrumento y las pruebas realizadas.

DTI de lazo. El DTI segmentado que contenga adicionalmente la filosofa de operacin plasmada segn norma ISA de instrumentacin de los elementos contiguos o de los lazos de control especfico.

Diagramas elctricos/Lgicos de lazo. Contendr la informacin de conexin de los lazos de control (Sensores, Controlador, Actuadores). Este diagrama contendr la Interaccin lgica y la descripcin de la intercomunicacin de datos en bus o seales de tipo analgico o digital.

Programa de PLC. Programa Documentado (Self Documented) segn la secuencia establecida y probada.

Arquitectura de Control. Diagrama que especifica como los controladores y elementos remotos interactan fsicamente.

Arquitectura de Bus y Red. Diagrama lgico con la topologa de los elementos que se comunican mediante Profibus, Ethernet o cualquier otro estndar (e.g. Buses Profibus,Anillo de F.O.).

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CARACTERIZACIN DEL REA

La planta Merrill Crowe se encuentra ubicada en la poblacin de San Francisco del Oro Chih., como parte de la empresa minera Frisco.

Est situada a la entrada de la poblacin, como referencia tenemos el panten municipal.

Dentro de la Planta 10,000 se encuentra despus del final del Proceso de lixiviacin.

Lixiviacin

Merrill Crowe

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MARCO TEORICO

Diagramas De Tubera E Instrumentacin

Un diagrama de tubera e instrumentacin (DTI) es la representacin grfica de la secuencia de equipos, tuberas y accesorios que conforman una seccin de una planta (batera de separacin, de compresin, rebombeo, centro operativo, centro de proceso, etc.).

Estos diagramas nos muestran en una primera instancia como est la planta de una forma general, as con ello se tiene un panorama ms amplio y claro para la comprensin del proceso.

Partiendo de estos diagramas, se reducen o se tienen otros diagramas que encierran etapas del proceso para tener un control especfico y separado de cada instrumento interconectado a otros.

Los DTIs se clasifican en los siguientes tipos:

1.- Diagrama de tubera e instrumentacin de proceso.

Representa los componentes de la planta que intervienen directamente en el proceso que se trate.

2.-Diagrama de tubera e instrumentos de servicios.

Representan los componentes necesarios para la generacin de servicios que se requiere para llevar a cabo un proceso determinado (agua, vapor, aire, etc.).

Estos diagramas muestran los sistemas de suministro de servicios tales como generacin de vapor, tratamiento de agua, aire de instrumentos, aire de planta, sistemas de refrigeracin etc.

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Tpicos De Instalacin

Un tpico de instalacin es una representacin grfica de un instrumento determinado (vlvulas, flujometro, manmetro, sensores, etc.)

Es importante tener una buena representacin de estos equipos, ya que en estos planos se encuentran plenamente identificados los detalles de conexin, montaje y funcionamiento del equipo. En algunos casos estos equipos pueden estar susceptibles a presentar algn tipo de riesgo, por el proceso en s que se est realizando, para ello la importancia de tener un respaldo, como lo es un tpico de instalacin, ya que si presenta alguna perturbacin o simplemente se daa, con facilidad se pueda remplazar dicho instrumento.

Soporteria

La soportara son las diferentes estructuras que fueron diseadas para el montaje de todos los instrumentos y equipos de Merril Crowe.

Esta soporteria va desde un simple estructura para una pajarera donde son colocadas las botoneras de control, hasta los soportes de los filtros clarificadores y filtros prensa.

En un plano se deben colocar todas las estructuras existentes de la planta, as como el material, las medidas y los detalles de la instalacin. En la soportera tambin se incluye la colocacin de charolas.

Diagramas De Lazos De Instrumentacin

Los diagramas de instrumentacin del proceso o diagramas de instrumentacin y tuberas, son la fuente de informacin incluyendo todas las variables del proceso en el sistema como tambin la informacin de cada uno de los instrumentos de lazo.

Cuando se necesita ms informacin especfica es necesario utilizar otro tipo de diagramas como lo es un diagrama de lazo de instrumento. El diagrama de lazo nos permite un mejor comprensin de cmo opera el lazo. Esta informacin nos permite identificar las conexiones entre los dispositivos, la accin de los componentes y las rutas de comunicacin.

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El contenido del diagrama de lazo est compuesto por la representacin de la informacin del lazo de los instrumentos. Este contiene toda la informacin de las conexiones elctricas y de tuberas asociadas.

Todas las interconexiones de punto a punto estn identificadas por medios de nmeros o cdigos de colores para identificar los conductores, multitubos neumticos, y los tubos neumticos e hidrulicos. Sumado a esto el diagrama nos puede indicar informacin de gran ayuda para identificar informacin especial como caractersticas especiales, funciones de apagado de seguridad y circuitos de seguridad.

Suministros de energa, fuentes de energa, suministro de aire, suministro de fluido hidrulico, tensin, presin o cualquier parmetro aplicable.

Por medio de un diagrama de lazo de instrumentacin se puede identificar el punto de ajuste y rango de operacin de los instrumentos.

Arquitectura de bus y red

La arquitectura de bus y red, es el modelo de una instalacin, el cual contiene diversos tipos de comunicacin mediante uno o varios estndares PROFIBUS, Ethernet etc.

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Topologa de comunicacin PROFIBUS

En la industria de procesos la transmisin convencional de seales entre los sensores/actuadores instalados en el campo y los mdulos de E/S del sistema de control se realiza mediante conexiones de cable de cobre punto a punto en paralelo. Por regla general las seales analgicas se transmiten con nivel de 4 a 20 mA. Las seales digitales, con 24 V DC 110/230 V AC.

Al contrario, los sistemas de bus de campo permiten establecer la comunicacin entre el sistema de automatizacin (controlador) y los dispositivos instalados en campo a travs de un nico cable con comunicacin serie.

Esta comunicacin se caracteriza por regla general por la transferencia cclica de datos de proceso y la transmisin a cclica de alarmas, parmetros y datos de diagnstico.

El PROFIBUS es un bus de campo abierto y universal que permite tanto la comunicacin rpida con los dispositivos descentralizados inteligentes (PROFIBUS DP) como la comunicacin y alimentacin simultnea de transmisores y actuadores (PROFIBUS PA). Su estructura es simple, robusta y fiable, Debido a su concepcin modular con tecnologas de transmisin complementarias, un protocolo de comunicacin unificado y mltiples perfiles especficos de aplicacin.

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DESCRIPCION DEL PROCESO DE MERRIL CROWE

La operacin que aqu se presenta describe un sistema de precipitacin de zinc, tambin conocido como Merril-Crowe. La planta se disea para recuperar plata y oro de soluciones cianuradas que provienen del proyecto de lixiviacin.

1.-Clarificacion de la solucin.

En el proceso Merril-Crowe, primero se disminuye el total de slidos suspendidos (TSS) contenidos en la solucin rica proveniente del proceso de lixiviacin. Esto se lleva a cabo mediante los filtros clarificadores 700-FC (01, 02, 03, 04,05). Al final de los filtros clarificadores se debe tener una solucin con un TSS de 10ppm o menos segn requerimiento puntual del sitio.

Se propone tanto para la medicin, monitoreo y eficiencia del filtro, as como para el registro operativo un sensor de turbidez (700TD01-AIT) Ubicado en la descarga de solucin del clarificador y opcionalmente uno ms en la entrada de la solucin rica como medicin de la eficiencia del filtro. Dicho sensor es un indicador del TSS.

El filtro se auxilia de tierra diatomcea como medio filtrante. Dicha solucin debe ser preparada en el tanque precapa.

2.-La solucin rica clarificada es conducida a la torre desoxigenadora 700-TD-01, solucin entra a travs de un puerto pulverizador en la parte superior de la torre, la solucin pulverizada desprender el oxgeno disuelto que por medio de la bomba de vaco se liberara a la atmosfera. La concentracin de oxgeno disuelto deber ser menor que 1ppm idealmente teniendo a 0.5ppm.

El oxgeno disuelto se mide mediante un electrodo en lnea 700TD01-AE localizado en la tubera de salida de la torre desoxigenadora. La medicin se tomara en forma continua, existiendo la necesidad de calibrar el sensor regularmente.

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3.-Precipitacion

Una vez que la solucin ha sido clarificada y desoxigenada, est lista para la precipitacin de oro mediante la cimentacin del Zn.

La precipitacin del oro en soluciones cianuradas se presenta en la siguiente ecuacin qumica.

Au (CN)+ ZN + 4CN Au + 2CN + ZN (CN) ,

Donde las reacciones intermedias andicas son:

+2e Zn y + 4CN ZN (CN) ,

Y las reacciones intermedias catdicas son:

La precipitacin de la plata desde el Ag(CN) es similar a la del oro.

La cantidad de zinc requerida para la precipitacin se incrementa con la concentracin de oro.

El cianuro necesario para la reaccin depende de los requerimientos del zinc y tambin es una reaccin de primer orden.

El zinc se introduce a la solucin rica clarificada y desoxigenada mediante el tanque dosificador 700-TA-12. La reaccin en la precipitacin de zinc es:

2Zn + + 8CN + 2O 2Zn(CN) + 4OH.

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4.-Filtrado Prensa

La solucin precipitada producto de la cimentacin del Zinc se dirige a los filtros prensa 700-FP-01[A, B, C, D]. Despus del filtrado, la solucin pobre se regresa al proceso de lixiviacin o al tanque de solucin pobre.

5.-Fundicion

La torta obtenida de los filtros prensa se dirige a la fundicin para obtener el Dore

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ALIMENTACIN A FILTROS CLARIFICADORES

La Alimentacin a los filtros clarificadores se lleva a cabo mediante las bombas 700-P-01[A, B] que se encuentran en paralelo para funcionar un ala vez, dichas bombas tienen sus requerimientos y control mediante variador.

DTI DE LAZO CONTROL PID BOMBAS 700-P01-PIC

El DTI de lazo siguiente describe mediante las reglas de la Norma ISA 5.1, el funcionamiento del control PID de las bombas, as como la manera en las cuales se comunican o interactan los instrumentos de este control, tambin determina la ubicacin de dichos controles, instrumentos, y su modo de operacin

Se describir los elementos del PID:

Parmetro Descripcin PV La variable del proceso en este caso es un

transmisor indicador de presin FOXBORO IGP10 Con el TAG 700P01-PIT.

SP El SetPoint ser introducido desde el sistema SCADA , segn la presin que se desee manejar en el control

MV La variable a manipular en este caso son los variadores de frecuencia de cada bomba, con numero de TAG 700P01A-VFD y 700P01B-VFD

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El instrumento 700P01-PIT al igual que todos los sensores que se emplearon en la planta, manejan 4 alarmas programadas y controladas mediante el PLC ,700P01-PAL, 700P01-PALL, 700P01-PAH, 700P01PAHH: Alarma Presin Baja, Alarma Presin Baja Baja, Alarma Presin Alta Y Alarma Presin Alta Alta respectivamente. El Smbolo Indica que est montado en Campo.

El control est representado mediante 700-P01-PIC, su simbologa indica que es un control digital, y est en una ubicacin primaria; con primaria se refiere a la ubicacin primaria del control en este caso el gabinete del PLC Principal, aunque no se indica especficamente el lugar, por cuestin de reglamentos, se sabe que es el lugar del PLC principal.

La conexin entre 700P01-PIT y 700-P01-PIC, es una conexin elctrica de 4-20ma, indicado por nota y por simbologa.

El SetPoint es introducido mediante el sistema SCADA, dependiendo de los requerimientos y desempeo, que el personal de operacin decida, la conexin entre sistema SCADA y PLC es mediante TCP/IP (Ethernet Industrial), Viajando a travs del anillo de Fibra ptica, al ser una seal Con un Protocolo de Comunicacin, no se considera seal elctrica, si no de computo, de ah su simbologa

Por Ultimo La variable a manipular en el control, son los variadores de frecuencia de las bombas 700P01A-VFD y 700P01B-VFD, dichos variadores estn conectados mediante PROFIBUS, al sistema de control del PLC, la simbologa una vez ms es idntica a la de TCP/IP, ya que es un protocolo de comunicacin solo que en este caso PROFIBUS.

El DTI de Lazo es un detalle ms a fondo dentro de un DTI ordinario, El mismo Lazo se encuentra en un DTI donde engloba algunos controles,

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DIAGRAMA DE LAZO CONTROL PID BOMBAS 700-P01-PIC

Un Diagrama de Lazo podra considerarse una fusin entre un diagrama elctrico y un DTI de Lazo, la importancia de este radica en que para el personal de mantenimiento es ms til saber tanto relaciones fsicas (Bornes de Conexin, Tipo de Cable Etc.) Como Ubicaciones bien definidas (Gabinetes, CCMs, Etc.) y tambin Direcciones Utilizadas por el PLC que no tienen un control tangible, sino ms bien de Software que pudiera en cierto momento ser el causante de alguna anomala.

En caso de tener Problemas con alguna parte del control, se puede recurrir a l, y ser identificado que tipo de problema es, y solucionarlo ms rpidamente.

Los Diagramas de Lazos son regidos por la Norma ISA 5.4 en conjunto con su Norma Madre ISA5.1.

Describiremos el Diagrama de lazo empezando de izquierda a derecha:

La Leyenda de CCM Destruccin de Cianuro indica la localizacin de los variadores de frecuencia, y se indican como en el DTI de Lazo los variadores con su respectivo TAG, vuelve a aparecer la simbologa del tipo de seal que se est utilizando, solo a que ahora se especifica qu tipo de cable es, (PROFIBUS DP 2 hilos) e indica que red PROFIBUS est conectado el o los variadores (PB-06)

En la parte central se especifica el Sistema del PLC, El PLC se encuentra localizado en el CCM de Merrill Crowe, nos centraremos primero en la parte que conecta los variadores con el PLC.

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El cable PROFIBUS que conecta los variadores de frecuencia sale de un gabinete nombrado S7-MC-06; En este gabinete hay varios Y-LINKs del cual derivan diferentes redes PROFIBUS, una de ellas la del Y-LINK 06 a la cual est conectado los variadores de frecuencia, fsicamente seria todo lo que encontraramos, sin embargo podemos encontrar el detalle de las salidas perifricas que utilizan los variadores, y una descripcin breve de la funcin que realizan. Ejemplo:

PAW3400.- manda la indicacin u orden de arrancar el variador.

PAW3402.- Determina la velocidad del variador, en Hz.

Por Otro lado tendramos el gabinete S7-MC-04, que servir de conexin con 700P01-PIT, los bornes de conexin son los especificados para su conexin, En el diagrama de interconexin elctrico se detallara mas esta parte.

Al lado izquierdo tenemos que en campo es donde est instalado el 700P01-PIT, al igual que en el DTI de lazo, tenemos que la seal transmitida es elctrica de 4-20ma por una cable de 2x18, se indica adems como debe conectarse el instrumento.

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DIAGRAMA DE INTERCONEXIN

Este Diagrama est integrado en este caso en el diagrama de lazo, pero como no todos los instrumentos tienen una funcin de control de lazo, se debe especificar la conexin elctrica de todos y cada uno de los instrumentos; en este ejemplo de diagrama de interconexin adems del instrumento del cual estamos hablando (700P01-PIT), viene la conexin de otros PITs.

La Conexin del instrumento con seal analgica (AI), En este caso es un Control a 2 hilos Activo:

En la Clema con Numeracin 10 tendremos +24 VCD, que ira conectado al instrumento en su conexin indicada como +.

De la Clema 27 tendremos el AI+, que ira conectado al instrumento en su conexin indicada como -.

Dela Clema 127 y 11, se crea un puente para poder realizar la conexin tpica de 2 hilos activo.

En la conexin de 2 hilos activos parte de la energa de la variable a medir en energa elctrica para la salida del sensor.

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TPICO DE INSTALACIN

Otro documento Importante Es el Tpico de Instalacin, El diagrama elctrico bien se podra determinar del manual propio del instrumento, aunque solo sabramos donde conectar el +24, -24, AI+, AI -. Y no tendramos informacin de donde conectarlo en caso de reemplazo, en una instalacin tan grande , sera fcil perderse en caso de no tener un orden de conexin , pasa algo similar con el tpico de instalacin, aunque este se refiere a la parte digamos Mecnica o de Instalacin Fsica.

En este Diagrama tenemos una vista que no es sacada de ningn manual, es la vista que nos permite representar los detalles que queremos dejar al descubierto, dicha vista hay que disearla, como en este caso del Transmisor indicador de presin.

Las Vistas no solo incluyen informacin del instrumento sino de otras conexiones mecnicas que se hicieron, detallando materiales, tamaos y tipos de piezas en este caso de tubera, que es algo comn en la instrumentacin. Adems se cre una tabla de materiales necesarios para cada instrumento instalado.

Cul es la Funcin de un tpico de instalacin?

Sencillo, Tener Un diagrama que nos explique cmo y con que debe instalarse el instrumento, entre ms rpida es la identificacin de material, menores sern los tiempo de remplazo del mismo.

Aqu el Tpico de instalacin del 700P01-PIT (FOXBORO IGP10):

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HOJA DE DATOS

Una hoja de datos de instrumentos es el documento ms detallado sobre un instrumento, en l se contemplan caractersticas tanto de funcionamiento como de funcin especfica de un instrumento, su ubicacin, y las condiciones de trabajo, el tipo de seal que manejan, modelo marca y nmero de serie, condiciones a las que trabaja, el tipo de conexin mecnica, detalles elctricos de voltajes a los que trabaja, peso del instrumento, y una lista grande de caractersticas que no siempre se utilizan en su totalidad.

Para qu nos sirve las hojas de datos?

Bsicamente para la compra de instrumentos, que bien podran ser iguales, o un remplazo alterno con caractersticas similares.

Aqu la Hoja de datos del 700P01-PIT (FOXBORO IGP10):

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RESUMEN GENERAL DE INSTRUMENTOS

Cada Instrumento utilizado debe llevar este tipo de documentos, El total de instrumentos de Merril Crowe es de aproximadamente 400 instrumentos de alrededor de 22 tipos diferentes:

- Sensores de Turbidez (AIT) Rosemount Analytical

- Vlvulas de Control de Flujo (FCV) Bray Controls

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- Transmisores Indicadores de Flujo (FIT) Rosemount

- Transmisores Indicadores de Nivel (LIT) Multiranger 100, Siemens

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- Elemento Primario de Nivel (LE) XPS15, Siemens

- Transmisor Indicador de Presin (PIT) IGP10, Foxboro

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- Unidad de mantenimiento de aire (PSV) Satea

- Valvulas ON-OFF (XV) Bray Controls

- Sensor de Oxigeno (AIT) Endress-Hauser -

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- Solenoides (PY) SMC

- Transmisor Indicador de Temperatura (TIT) Endress-Hauser - Variadores de Frecuencia (VFD) ACS 2000, ABB

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- Sensor de PH (AIT) Rosemount Analytical

- Sensores de Posicin High y Low para Valvulas ON-OFF (ZSH,ZSL) 2N1, Bray

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- Indicador de Presin (PI) Adccom

- Indicador de Presin (PI) Metron

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La norma ISA a pesar de que es muy completa, no es lo suficientemente efectiva en todos los casos para nombrar de determinada manera a cada instrumento, as como en apariencia un instrumento que nosotros vemos como un elemento, en realidad se compone de varios instrumentos, Ejemplo:

Transmisores indicadores de Flujo (FIT) Rosemount, Modelo 8705TSA160C1WONAB3

A primera Vista Podramos nombrarlo de esta manera ya que es un solo elemento, Pero En realidad se Compone de 3 Elementos:

- Elemento Primario de Flujo (FE) Elemento que censa, pero no interpreta nada. - Indicador de Flujo (FI) El Encargado de Visualizar los valores tomados,

Localmente. - Transmisor indicador de Flujo (FIT) Encargado de Transmitir la Informacin,

al PLC. -

Estos elementos tienen su nmero de parte, y se pueden remplazar, este criterio hay que tomar a la hora de designar Etiquetas a instrumentos.

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ARQUITECTURA DE BUS Y RED

Iniciaremos describiendo el elemento principal del control, el controlador S7-400 de la marca SIEMENS en modo redundante. Para la instalacin de un sistema redundante en realidad se necesitan 2 PLCs uno que actuara como controlador maestro y otro que actuara como controlador de reserva, en este caso se utiliz 2 Controladores S7-400.

Un sistema redundante tiene el propsito de en caso de tener averas tanto en el controlador como en cables fsicos de comunicacin , tener una conmutacin de segundos entre el Controlador maestro y el controlador de reserva o esclavo, evitando paradas de produccin o durante trabajo de mantenimiento.

El enlace redundante fue implementado mediante el protocolo PROFIBUS DP a diferentes dispositivos del sistema,

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Sistema de periferia descentralizada ET 200M

El ET 200M es un dispositivo de periferia modular con capacidad de conexin de Mdulos Perifricos I/O de la familia S7-300 , mediante el mdulo IM-153-2 permite la conexin al sistema redundante directamente; cabe aclarar que un dispositivo que permite una conexin PROFIBUS no necesariamente puede conectarse a un sistema redundante, hay dispositivos con conexin PROFIBUS sin capacidad de redundancia .

Fsicamente un dispositivo con capacidad de redundancia cuenta con 2 conexiones PROFIBUS

Conector PROFIBUS DP

Puerta Frontal IM 153-2

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Y-Link Siemens

El Dispositivo Y-Link de siemens, es utilizado para integrar los dispositivos que no estn preparados para un sistema redundante DP, como anteriormente se mencion.

Su nombre se debe a que consta de 3 terminales PROFIBUS, 2 de ellas para el sistema redundante, y la sobrante para acoplar el dispositivo que deseamos al sistema.

Cabe mencionar que la redundancia est dada de los conectores Y-Link hasta los PLCs, la conexin al instrumento que se integrara al sistema redundante no poseer obviamente redundancia, por lo tanto: UN CONECTOR Y-LINK NO HARA UN INSTRUMENTO REDUNDADNTE, SOLO LO INTEGRARA A UN SISTEMA REDUNDADNTE.

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ARQUITECTURA DE COMUNICACIN, TOPOLOGA DE COMUNICACIN PROFIBUS EN MERRILL CROWE.

Vamos a Explicar cmo est constituida la arquitectura de Comunicacin de Merrill Crowe, y despus se agregara el plano respectivo.

Como ya se mencion el control depende de 2 S7-400 en modo redundante, ambos PLCs se encuentran en el gabinete S7-MC-01; el sistema redundante est constituido por 2 PLCs, Tres ET200M y siete Y-Links. Los 3 Primeros Y-Links se encuentran en el gabinete S7-MC-01 junto con los 2 PLCs, los cuatro sobrantes se encuentran en el S7-MC-06, y los ET200M se encuentran en S7-MC-02, S7-MC-04, S7-MC-05.

(S7-MC-01)

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(S7-MC-06)

(S7-MC-02)

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(S7-MC-05)

Las Redes que Forman el Sistema Redundante son las siguientes

1. - S7-MC-DP-MTR

2. - S7-MC-DP-SLA

Los Y-Links 1, 2 y 3, Tienen las subredes PB-02, PB-03 y PB-04 respectivamente, Estas redes tienen como finalidad conectar los arrancadores de motores de la planta, varios de estos arrancadores no cuentan con conexin PROFIBUS, si no con una conexin MODBUS, se utiliz una serie de GATEWAYS para poderlos integrar a la red PROFIBUS, ms adelante se detallara esta conexin.

Los Y-Links, 4 y 5, Tienen las subredes PB-05 y PB-01 respectivamente; la subred PB-05 Conectara las Botoneras Ubicadas en el rea de filtros Clarificadores, Cada Botonera cuenta en su Interior con un PLC S7-1200, y su respectivo arreglo de clemas, la funcin de las botoneras es controlar las Valvulas en campo, cuentan con un PLC, ya que en cierto momento pueden operar con permiso del PLC principal independientemente del sistema. En total son 5 botoneras para los 5 filtros clarificadores existentes.

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Entradas Digitales (DI)

Salidas Digitales (DO)

PROFIBUS

La subred PB-01, al igual que la red PB-05 tiene la funcin de integrar 4 botoneras del rea de filtros prensa.

Los Y-Links, 6 y 7, Tienen las subredes PB-06 y PB-08 respectivamente; La subred PB-06 Ira Hasta el Power House de Destruccin de Cianuro, donde se encuentran 4 variadores de frecuencia ACS 2000.

Por Ultimo La Subred PB-08 conecta la instrumentacin existente en la Torre Desoxigenadora, Dicha torre tiene sus propios instrumentos incluidos en la torre, en este caso la conexin no es PROFIBUS DP, Si no PROFIBUS PA.

En Los Tres ET 200M Tendremos Dispositivos I/O de 4 Tipos:

1.-Entradas Digitales (DI)

2.-Salidas Digitales (DO)

3.- Entradas Analgicas (AI)

4.-Salidas Analgicas (AO)

Dichos Dispositivos sern conectados a actuadores y/o sensores en campo, tambin como un nivel de seguridad hay comunicacin bilateral entre PLCS de Campo y PLC Principal Mediante Digitales.

Ejemplo:

S7-400 S7-1200

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RESUMEN DE LA ARQUITECTURA DE MERRILL CROWE

1.- 2 PLC S7-400 Modo Redundante

2.- 7 Y-Links Siemens

3.- 3 ET200M

4.- 9 PLC S7-1200

5.- Comunicacin PROFIBUS DP, PROFIBUS PA, MODBUS

Aqu el Diagrama Elaborado Para su mejor entendimiento.

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CONEXIN DE REDES PROFIBUS EN SILLETAS DE MERRILL CROWE

Para Los Y-Links 1,2 y 3 en este plano no se especifica claramente el detalle de las silletas, como estn las redes PROFIBUS conectadas, Se realiz un detalle de la conexin de las silletas para esas 3 redes, y un detalle general de las 3 redes; se especifica la ubicacin fsica de la silleta, a que enlace pertenece, a que instrumento est conectado en campo (en este caso motores), la direccin PROFIBUS, y tambin el detalle de conexin de la red MODBUS:

En este Caso se utiliz para la red del Y-Link3, 3 Gateway de MODBUS a PROFIBUS LUFP7 de la marca Schneider Electric, Cada Gateway Tiene la capacidad de un mximo de 8 esclavos MODBUS, solo se us el 50% de su capacidad en el caso de ms esclavos,

Se Hizo tambin un detalle de los conectores y el tipo de cable utilizado en la red tanto PROFIBUS como MODBUS.

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