Resultados Obtenidos en la Selección de Dispositivos e Implementación de

Como resultado de la selección de dispositivos se instaló una plataforma de control CompactLogix 1769-L35E de Allen Bradley para la integración de los dispositivos de campo a través de las redes EtherNet/IP y DeviceNet.

El CompactLogix cuenta con un puerto integrado EtherNet/IP por donde opera esta red y un módulo escáner 1769-SDN DeviceNet, el cual mantiene la conectividad con los dispositivos de campo, cuenta también con un módulo de entradas digitales 1769-IQ16 24 VDC de tipo drenador/surtidor, un módulo de salidas digitales 1769-OB16 24 VDC tipo surtidor y una fuente de alimentación eléctrica de 5 y 24 VDC con rango de 2 a 4 A, para el suministro de la CPU y módulos de expansión.

Una característica principal del proyecto, es el manejo de entradas y salidas distribuidas, donde el Controlador 1769-L35E está diseñado para este tipo de control a través de las redes de comunicación industrial DeviceNet y EtherNet/IP.

Se seleccionaron e instalaron dispositivos de E/S analógicas y digitales distribuidas, Allen Bradley CompactBlock LDX: AB CompactBlock LDX 1790D- TN4V0 que cuenta con 4 entradas analógicas de 0 a 10 VCD, AB CompactBlock LDX 1790D-TN0V2 con 2 salidas analógicas de 0 a 10 VDC y AB CompactBlock LDX 1790D-T8BV8V con 8 entradas y 8 salidas digitales de 24 VCD. Donde Las E/S analógicas son utilizadas como Set Point dentro del sistema de automatización.

Las fuentes para el suministro eléctrico para los dispositivos de entradas y salidas y la red DeviceNet son: AB 1606-XLE80E, AB 1606-XLE120EN, HENGFU HF70W-SF-24 de 24 VDC con rango de 3 y 5 A y un bloque de alimentación de 127 VAC a 60 Hz Weidmuller.

Para la seguridad del proceso se utilizaron interruptores termomagnéticos y relevadores de control, destinados a la protección de los conductores que conforman la instalación eléctrica de todos los dispositivos para tener el arranque y paro del proceso de forma controlada, además de una columna luminosa de señalización para indicar el estado del sistema.

Para conectar la fuente de alimentación eléctrica de 24 VDC a la línea troncal de la red DeviceNet utilizamos un PowerTap AB 148ST-P2T5-T5 serie C, y en la interconexión entre los elementos de la red EtherNet/IP se utiliza un conmutador TRENDNet TE 100-S8.

Se seleccionó un servo drive Parker CompaxFluid para controlar el movimiento de los dispositivos del lazo de control de tipo hidráulico.

Como dispositivos finales para la generación de oleaje se utilizan: un sensor de distancia tipo transformador diferencial de variación lineal (LVDT) Temposonics EP, una servo válvula MOOG 631 que funciona como accionador de tipo hidráulico, una unidad hidráulica de potencia para darle suministro a los

actuadores hidráulicos, y dispositivos mecánicos llamados “paletas” los cuales

son desplazados por el actuador que se encuentra montado en su estructura. Para la conexión física de los dispositivos se realizaron diagramas eléctricos para cada tablero de control.

En la red EtherNet/IP utilizamos la topología estrella, a través de un medio físico de cable par trenzado sin blindaje categoría 5 conector RJ-45. Los componentes físicos de esta red son la PC de campo, el CompactLogix y la PC-HMI. La topología utilizada en la red DeviceNet es línea troncal sin derivaciones a través de un medio físico de cable redondo grueso de conectores abiertos 5 pin plug lineal.

La red DeviceNet está conformada por 7 nodos, estableciendo el CompactLogix como nodo 1 dispositivo maestro y los módulos AB CompactBlock LDX nodos 2 - 7 esclavos.

Los nodos 2, 4, 6 los conforman los módulos AB CompactBlock LDX de salidas analógicas respectivamente, los nodos 3 y 5 los conforman AB CompactBlock LDX de entradas analógicas y el nodo 7 está conformado por un módulo AB CompactBlock LDX de entradas y salidas digitales de 24 VDC.

Para la integración de todos los elementos que componen el proceso de automatización se obtuvieron instalados físicamente:

El tablero de control 1 como principal, los tableros de control 2,3,5 utilizados en el tanque, los tableros de control 4 y 7 utilizados en el canal y el tablero de control 6, que no existe físicamente y se contempla su instalación a futuro, este último tendría la misma función que el tablero de control 5.

El tablero de control 1 está integrado por el Controlador 1769-L35E, como se muestra en la figura 5.1. Una fuente de alimentación eléctrica 1606-XLE120EN 24 VCD externa de suministro a las salidas digitales del AB CompactLogix que controlan el arranque y paro de las bombas de la unidad hidráulica y de la torre luminosa a través de relevadores de conmutación ABB, también contiene una fuente de alimentación AB 1606-XLE120EN conectada a la toma PowerTap, de donde sale la línea troncal hacia el escáner y los dispositivos DeviceNet de los tableros 2, 3 y 4. Y finalmente el Conmutador y el bloque de alimentación de corriente alterna. Y sobre este tablero se encuentra la columna luminosa de señalización mostrada en la figura 5.2.

Los tableros de control 2 y 3 los conforman a cada uno: una fuente de alimentación AB 1606-XLE80E, conectada al bloque de alimentación eléctrica de 127 VAC, que suministra con 24 VDC a los AB CompactBlock LDX 1790D- TN4V0 de entradas analógicas y AB CompactBlock LDX 1790D-TN0V2 salidas analógicas mostrados en la figura 5.3 y 5.4.

El tablero de control 4 lo integran, una fuente de alimentación 1606-XLE80E, que suministra a los AB CompactBlock LDX 1790D-TN0V2 de entradas analógicas y AB CompactBlock LDX 1790D-T8BV8V de entradas y salidas digitales mostrado en la figura 5.5.

El tablero de control 5 está integrado por una fuente de alimentación HENGFU, que suministra energía al servo drive y sus bloques de entradas analógicas, sensor LVDT, que se encuentra en el actuador hidráulico.

En el tablero de control 7 se encuentra instalado un variador de velocidad, que controla el motor del dispositivo electromecánico generador de oleaje en el canal como se muestra en la figura 5.6.

Figura 5.2 Tablero de Control 1; Columna Luminosa de Señalización

Figura 5.6 Tablero de Control 7

Dispositivos físicos finales para la generación de olas en el tanque de pruebas. La figura 5.7 muestra las conexiones físicas de los componentes del actuador hidráulico.

Figura 5.7 Conexión Física de los Componentes del Actuador Hidráulico: (a) Servo Válvula; (b) Sensor LVDT

La figura 5.8 muestra la conexión física de la unidad hidráulica de potencia.

Figura 5.8 Conexión Física de la Unidad Hidráulica

En la figura 5.9 se muestra el actuador hidráulico montado sobre el dispositivo mecánico generador de olas.

Figura 5.9 Montaje del Actuador Hidráulico sobre el Dispositivo Mecánico La figura 5.10 muestra los tableros de control instalados y los dispositivos de campo en el tanque de pruebas.

Figura 5.10 Conexion Fisica de los Elementos Finales para la Generacion de Oleaje

5.2 Colocación y Distribución de los Tableros de Control Sobre el Tanque