Propuesta de nueva configuración de Software del PLC

Fue necesario no solo reajustar el hardware del autómata de caldera, sino que también, realizar una modificación del software del mismo, para que fuera consistente con el nuevo reajuste del hardware, así como la incorporación de los nuevos bloques de regulación de cada lazo de control. Con la nueva propuesta de configuración de software del PLC de la CEF Santa Clara 110 kV, el control de la caldera de vapor se puede realizar de forma local

o remota. Cuando se operan de forma local los controladores asumen la gestión del manejo de los valores de ajuste para cada lazo de forma manual e independiente. Asimismo, una vez seleccionado el control desde el SCADA (de forma remota), se activa el bloque de regulación implementado para cada lazo de control, el cual emite una salida equivalente al rango de apertura del elemento final de control.

 Selección de los bloques funcionales para el control de la caldera

Para la programación de cada controlador se realizó un análisis de los diferentes bloques funcionales que se pueden configurar en el PLC SIMATIC S7 300, donde se seleccionó el bloque de regulación continua de la serie FB 41 “CONT_C”, ya que sirve para la regulación de procesos industriales con magnitudes de entrada y salida continuas. Mediante su parametrización es posible conectar o desconectar las funciones parciales del regulador PID, adaptándolo así al proceso regulado (AG, 2008).

El regulador puede aplicarse como regulador PID de consigna fija, autónomo o también en regulaciones de varios lazos como regulador en cascada, de mezcla o relación. Su modo de trabajo se basa en el algoritmo de regulación PID del regulador muestreado con señal de salida analógica, complementada dado el caso por una etapa de formación de impulsos para la creación de señales de salida con modulación de ancho de impulsos para regulaciones de dos o tres puntos con actuadores proporcionales. Para este proyecto, se seleccionó el regulador PID de consigna fija, basado en que los parámetros para el control de cada lazo de regulación están dados por el fabricante de la caldera de vapor de la CEF.

Parámetros de entrada del FB 41 “CONT_C”

 COM_RST: Reinicio completo.  MAN_ON: Conectar modo manual.

 PVPER_ON: Conectar valor real de la periferia.  P_SEL: Conectar acción Proporcional.

 I_SEL: Conectar acción Integral.  INT_HOLD: Congelar acción Integral.  I_ITL_ON: Inicializar acción Integral.  D_SEL: Conectar acción Derivativa.

 CYCLE: Tiempo de muestreo.  SP_INT: Set Point interno.  PV_IN: Entrada de valor real.  PV_PER: Valor real de periferia.  MAN: Valor manual.

 GAIN: Ganancia Proporcional.  TI: Tiempo de Integral.

 TD: Tiempo de Derivación.

 TM_LAG: Tiempo de retardo de la acción derivativa.  DEADB_W: Ancho de zona muerta.

 LMN_HLM: Límite superior del valor manipulado.  LMN_LLM: Límite inferior del valor manipulado.  PV_FAC: Factor de valor real.

 PV_OFF: Offset del valor real.

 LMN_FAC: Factor del valor manipulado.  LMN_OFF: Offset del valor manipulado.

 I_ITLVAL: Valor de inicialización de la acción Integral.  DISV: Magnitud perturbadora.

Parámetros de salida del FB 41 “CONT_C”

 LMN: Valor manipulado.

 LMN_PER: Valor manipulado de periferia.

 QLMN_HLM: Alcanzado el límite superior del valor manipulado.  QLMN_LLM: Alcanzado el límite inferior del valor manipulado.  LMN_P: Componente Proporcional.

 LMN_I: Componente Integral.  LMN_D: Componente Derivativa.  PV: Valor real.

 Selección de los parámetros de ajuste para los bloques de control

Dentro de todos los parámetros de entrada y salida del bloque FB 41 “CONT_C”, se realizó una selección de los mismos, los cuales se relacionan con la configuración de cada controlador SDC 36 empleado por el fabricante para cada uno de los lazos de regulación existente en la caldera de vapor de la CEF Santa Clara 110 kV. En la figura 2.10, enmarcados por un recuadro de color rojo, se puede observar la configuración de los parámetros seleccionados en el bloque FB 41 “CONT_C” (DB110), el cual se corresponde con el controlador de nivel en el domo.

De igual forma fueron configurados los parámetros de ajuste para los demás bloques de control (DB111) y(DB112), los cuales se corresponden respectivamente con los lazos de regulación de presión en el domo y nivel en el tanque de agua caliente.

2.4 Conclusiones Parciales

La nueva propuesta de control mediante la utilización del PLC de la caldera de vapor, hace necesario modificar tanto el software como el hardware del mismo. Dado que los lazos de regulación implicados en el control de la caldera de vapor son procesos continuos, es de gran utilidad implementar el bloque funcional de regulación continua FB 41”CONT_C” que ofrece el PLC SIMATIC S7 300, ya que se pueden ajustar sus parámetros al conectar o desconectar funciones del regulador PID. Además, la utilización de este bloque funcional como solución para el control de cada lazo de regulación de la caldera de vapor de la CEF, hace que este proyecto sea económicamente viable ya que solamente es necesario incorporar un solo módulo de salida analógico. La nueva propuesta de control de la caldera de vapor hace necesario que se realicen mejoras en el SCADA para el manejo de los diferentes bloques de control.

CAPÍTULO 3.

SISTEMA SUPERVISORIO PARA EL CONTROL DE