REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DR. RAFAEL BELLOSO CHACÍN
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE ELECTRÓNICA
ADECUACION DE LOS EQUIPOS DE CONTROL BRISTOL EN LAS ESTACIONES DE FLUJO MOTATAN I, II, III Y BARUA V.
CASO: PDVSA.
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OBTAR AL TITULO DE INGENIERO EN ELECTRÓNICA
PRESENTADO POR:
BR. ZERLIN B. IBRAHIM.
Asesores:
Dra. Hermelinda Camacho.
Ing. Francisco Parra Ing. Leiniz Zerpa
MARACAIBO. FEBRERO 2002
ADECUACION DE LOS EQUIPOS DE CONTROL BRISTOL EN LAS ESTACIONES DE FLUJO MOTATAN I, II, III Y BARUA V.
CASO: PDVSA.
iii
A mis Padres, Rafael y Carelys por su apoyo Incondicional en todo momento, y porque me Han dado el mejor ejemplo a seguir, A mi Novia Dayana por ser mi inspiración y motivo para seguir adelante, A mis Hermanos Kelly e Ivan por nada, Solo porque los aprecio mucho.
Ibrahim Zerlin Bezara
v
ÍNDICE GENERAL
Pág.
VEREDICTO………..………..…. II DEDICATORIA……….. III INDICE GENERAL………... IV INDICE DE TABLAS……….... VII INDICE DE FIGURAS……….. VIII RESUMEN………... XI ABSTRACT……….... XII
INTRODUCCIÓN……….. 1
CAPITULO I: EL PROBLEMA A. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA……….. 5
B. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN………. 8
1. OBJETIVO GENERAL………...……….. 8
2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS……….………. 8
C. JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACIÓN………. 9
D. DELIMITACION DE LA INVESTIGACIÓN………... 10
CAPITULO II: MARCO TEÓRICO A. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN………...……… 12
B. BASES TEORICAS………. 14
UNIDADES TERMINALES REMOTAS………...……… 14
RTU DPC-3330……….. 15
MODULO CPU 186………... 16
MODULO CPU 386……….. 20
TARJETAS DE COMUNICACIONES PARA DPC-3330…………... 23
RTU DPC-3335……….. 26
MODULO CPU 186……….. 27
MODULO CPU 386……….. 28
TARJETAS DE COMUNICACIONES PARA DPC-3335…………... 30
RIO DPC-3331……… 32
MODULO CPU 186 PARA RIO 3331……… 34
MODULOS DE ENTRADAS ANALOGAS DE CUATRO PUNTOS…... 35
MODULOS DE ENTRADAS ANALOGAS DE OCHO PUNTOS…….... 39
MODULOS DE SALIDAS ANALOGAS DE DOS PUNTOS……...….... 40
MODULOS DE ENTRADAS DISCRETAS…....…..……….. 41
MODULOS DE SALIDAS DISCRETAS……….…..……….. 43
PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN HART………...……….. 44
MODO DE OPERACIÓN……….. 45
CONEXIÓN PUNTO A PUNTO………... 46
CONEXIÓN MULTI-DROP……...……… 46
TARJETA HID………...………. 46
CARACTERÍSTICAS DEL PROTOCOLO HART………. 46
ACCOL……… 47
PROGRAMADORES PARA CONTROLADORES BRISTOL……… 48
SENAL ACCOL………. 49
TAREAS ACCOL……….. 49
MODULO ACCOL………. 52
SISTEMA SCADA……….. 55
EQUIPOS DE INSTRUMENTACIÓN……….... 56
CANAL DE COMUNICACIONES………... 57
LA MAESTRA (MTU)………... 57
LOS PERIFÉRICOS………. 58
ESTACIONES DE FLUJO……… 58
MÚLTIPLE DE RECOLECCIÓN……… 60
MÚLTIPLE DE EXTENDIDOS……… 61
SEPARADORES DE PRODUCCIÓN………..…. 61
SEPARADOR DE PRUEBA……… 62
SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DE CRUDO……… 63
SISTEMA DE BOMBEO……….. 64
vii
MULTIPLE DE GAS LIFT……… 65
C. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS………. 65
D. SISTEMA DE VARIABLES……… 67
CAPITULO III: MARCO METODOLÓGICO A. TÉCNICAS E INTRUMENTOS PARA LA RECOLECCIÓN DE DATOS... 71
B. TIPO DE INVESTIGACIÓN……….... 72
C. ETAPAS O FASES A DESARROLLAR………... 74
D. MATERIALES Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS……….. 76
CAPITULO IV: RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN A. RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN………... 79
1. RECOLECCIÓN DE DATOS……….. 79
2. ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL……...………... 99
3. PROPUESTA DE CAMBIOS AL SISTEMA………. 100
4. EJECUCIÓN DE PRUEBAS……….. 101
5. IMPLANTACIÓN DE CAMBIOS PROPUESTOS………...……… 104
B. DISCUSIÓN DE RESULTADOS………...……… 107
CONCLUSIONES………. 110
RECOMENDACIONES………...……… 113
REFERÉNCIAS BIBLIOGRÁFICAS……….. 115
ANEXOS………...………. 118
ÍNDICE DE TABLAS
ÍNDICE DE FIGURAS
# TABLA Pág.
1 CONFIGURACIÓN SWITCH SW1 CPU 186………...……… 18 2 CONFIGURACIÓN DE COLD DOWNLOAD RATE……… 19 3 VALORES BINARIOS DE LOS BITS DEL SWITCH SW2…………..……... 20 4 CONFIGURACIÓN SWITCH SW1 CPU 386………...……… 22 5 CONFIGURACIÓN DE PUERTOS COMO INTERFAZ RS -485…...………. 25 6 CONFIGURACIÓN DE PUERTOS COMO INTERFAZ RS -232…...………. 26 7 CONFIGURACIÓN DE PUERTOS COMO INTERFAZ RS -485…...………. 32 8 CONFIGURACIÓN DE PUERTOS COMO INTERFAZ RS -232…...………. 33 9 CONFIGURACIÓN RIO 3331 PARA REESTABLECIMIENTO DE VALORES DE
SEÑALES DE SALIDA………....
35 10 TARJETAS O MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICAS DE CUTRO
PUNTOS………...………
36 11 ASIGNACION DE SENALES PARA EL TERMINAL TIPO J1……… 38 12 TARJATAS O MODULOS DE ENTRADAS ANALOGICAS DE OCHO
PUNTOS………
39 13 TARJATAS O MODULOS DE SALIDAS ANALOGICAS DE DOS
PUNTOS………...………
40 14 TARJETAS O MODULOS DE ENTRADAS DISCRETAS……….. 42 15 CRONOGRAMA DE CAMBIOS………..…….………. 105
ix
# FIGURA Pág.
1 UNIDAD TERMINAL REMOTA DPC3330…….………...……... 16 2 TARJETA CPU BASADA EN EL PROCESADOR 80C186 PARA RTU BRISTOL
DPC3330……….
17 3 TARJETA CPU BASADA EN EL PROCESADOR INTEL 386EX CON PUERTO
ETHERNET PARA RTU BRISTOL DPC3330……….…………..
21 4 TARJETA DE COMUNICACIÓN DE CUATRO PUERTOS DPC3330…… 24 5 TARJETA DE COMUNICACIÓN DE DOS PUERTOS DPC3330………… 25 6 UNIDAD TERMINAL REMOTA DPC3335…….………...…...……… 26 7 TARJETA CPU BASADA EN EL PROCESADOR 80C186XL PARA RTU BRISTOL
DPC3335……….
27 8 TARJETA DE MEMORIA Y PERIFERICOS, Y TARJETA CPU CON EL PROCESADOR
INTEL 386EX Y PUERTO ETHERNET PARA DPC3335
29 9 MODULO CPU CON PROCESADOR INTEL 386EX Y PUERTO ETHERNET PARA
DPC3335……….
30 10 TARJETAS DE COMUNICACIÓN PARA DPC3335………...…... 31 11 RIO 3331 (REMOTE I/O UNT)……….. 34 12 ASIGNACIÓN DE SENALES DEL TERMINAL TIPO TB1………. 36 13 TARJETAS O MODULOS DE CUATRO ENTRADAS ANALOGICAS…… 37 14 TERMINAL TIPO J1………. 37
15 JUMPER W5………. 38
16 ASIGNACIÓN DE SENALES DEL TERMINAL TIPO TB1………. 40 17 TARJETAS O MODULOS DE SALIDAS ANALOGICAS DE DOS
PUNTOS………....
41 18 ASIGNACIÓN DE SENALES DEL TERMINAL TIPO TB1………. 43 19 CONEXIÓN DE PUNTO DE TARJETA DISCRETA DE SALIDA…………. 43 20 ESTACIÓN DE FLUJO……… 60 21 SEPARADORES DE PRODUCCIÓN Y MEDIDA……….. 62 22 ARQUITECTURA GE NERAL DE AUTOMATIZACIÓN………. 81 23 MEDICIÓN, CÁLCULO Y CONTROL DEL FLUJO DE GAS INYECTADO A CADA
POZO………
82
24 TOPOLOGÍA DE EQUIPOS DE CONTROL DE LA ESTACIÓN DE FLUJO MOTATAN I………...………..
83 25 CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN DE LA RTUA DE LA ESTACIÓN DE FLUJO
MOTATAN I……….
84 26 CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN DE LA RTUB DE LA ESTACIÓN DE FLUJO
MOTATAN I……….
85 27 CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN DE LA RTUC DE LA ESTACIÓN DE FLUJO
MOTATAN I……….
86 28 CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN DE LA RTUD DE LA ESTACIÓN DE FLUJO
MOTATAN I……….
87 29 TOPOLOGÍA DE EQUIPOS DE CONTROL DE LA ESTACIÓN DE FLUJO MOTATAN
II………...……….
87 30 CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN DE LA RTUA DE LA ESTACIÓN DE FLUJO
MOTATAN II.……….………..
88 31 CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN DE LA RTUB DE LA ESTACIÓN DE FLUJO
MOTATAN II.……….………..
89 32 CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN DE LA RTUC DE LA ESTACIÓN DE FLUJO
MOTATAN II..……… ………..
90 33 CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN DE LA RTUG DE LA ESTACIÓN DE FLUJO
MOTATAN II...……….
91 34 TOPOLOGÍA DE EQUIPOS DE CONTROL DE LA ESTACIÓN DE FLUJO MOTATAN
III………...……….
91 35 CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN DE LA RTUA DE LA ESTACIÓN DE FLUJO
MOTATAN III……….………..
92 36 CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN DE LA RTUB DE LA ESTACIÓN DE FLUJO
MOTATAN III……….……..
93 37 CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN DE LA RTUC DE LA ESTACIÓN DE FLUJO
MOTATAN III..……… ……….
93 38 CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN DE LA RTUG DE LA ESTACIÓN DE FLUJO
MOTATAN III..……….
94 39 TOPOLOGÍA DE EQUIPOS DE CONTROL DE LA ESTACIÓN DE FLUJO BARUA
V……….…..….……….
95
xi
40 CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN DE LA RTUA DE LA ESTACIÓN DE FLUJO BARUA V……….……….….……..
95 41 CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN DE LA RTUB DE LA ESTACIÓN DE FLUJO
BARUA V……….……….….……..
96 42 CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN DE LA RTUC DE LA ESTACIÓN DE FLUJO
BARUA V……….……….….……..
97 43 CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN DE LA RTUD DE LA ESTACIÓN DE FLUJO
BARUA V……….……….….……..
97 44 CONFIGURACIÓN DE COMUNICACIÓN DE LA RTUG DE LA ESTACIÓN DE FLUJO
BARUA V……….……….….……..
98 45 ARQUITECTURA DE PRUEBAS DE LABORATORIO……….. 102 46 RESUMEN DE COMUNICACIÓN DE REMOTAS DE LA UNIDAD DE EXPLOTACIÓN
TIERRA ESTE LIVIANO………
108
Zerlin Bezara, Ibrahim. ADECUACION DE LOS EQUIPOS DE CONTROL BRISTOL EN LAS ESTACIONES DE FLUJO MOTATAN I, II, III Y BARUA V. CASO: PDVSA. Trabajo Especial de Grado. Universidad Dr. Rafael Belloso Chacín, Facultad de Ingeniería, Escuela de Electrónica. Maracaibo, Febrero 2002.
RESUMEN
El objetivo principal de la investigación es adecuar los equipos de control Bristol utilizados en las estaciones de flujo Motatan I, II, III y Barua V. Caso:
PDVSA. Con el fin de optimizar su funcionamiento. La investigación se clasifico del tipo Aplicada, de Campo y descriptiva. En cuanto a la metodología utilizada, esta se basó en las normativas de PDVSA (1994) adaptadas por el investigador según los requerimientos de la investigación, tuvo como fase inicial la recolección de datos para determinar los requerimientos del sistema y el estudio del funcionamiento y los elementos que componen el sistema de control. Como segunda fase, el análisis de la situación actual, donde se estudian y analizan las condiciones y características que presentan los equipos Bristol para identificar los problemas y deficiencias de los mismos. Seguidamente en la tercera fase, se determinan las acciones a seguir y se definen que cambios deben llevarse a cabo. La cuarta fase, consistió en la ejecución de pruebas, para determinar la configuración más adecuada y favorable y para detectar posibles anomalías.
En la Quinta y ultima fase se implantan los cambios propuestos para optimizar el funcionamiento de los equipos Bristol. Como resultado se creo una base de datos de módulos y señales de campo de cada uno de los equipos, se reemplazaron los módulos CPU de un total de 17 remotas Bristol para aumentar su velocidad de procesamiento y capacidad de memoria, se aumento la velocidad de comunicación entre remotas que se encuentran en un mismo lugar y se resolvió el problema de comunicación de las remotas G’s de las estaciones de flujo Motatan II y Barua V independizándolas del resto, subiéndolas al nodo principal de remotas maestras, y de esta forma cumpliendo con los objetivos propuestos en esta investigación.
Palabras claves: Estaciones, Equipos, Optimizar, Funcionamiento, Remotas.
xiii
Zerlin Bezara, Ibrahim. ADAPTATION OF THE CONTROL EQUIPMENTS BRISTOL IN THE FLOW STATIONS MOTATAN I, II, III AND BARUA V. CASE: PDVSA. Degree special report. University Dr. Rafael Belloso Chacín, Engineering faculty, Electronic School.
Maracaibo, February 2002.
ABSTRACT
The main objective of the investigation is to adapt the control equipments Bristol used in the flow stations Motatan I, II, III and Barua V. Case: PDVSA.
With the purpose of optimizing their operation. The investigation was classify
ass the Applied, Field and descriptive type. As for the used methodology, it
was based on the PDVSA normative(1994) adapted by the investigator
according to the requirements of the investigation, the initial was the
gathering of data to determine the requirements of the system and the study
of the operation and the elements that form the control system. As second
phase, the analysis of the current situation, where it's studied and analyzed
the conditions and characteristic that present the Bristol equipments to
identify the problems and deficiencies of these. Subsequently in the third
phase, the actions to follow are determined and these define the changes that
should be done. The fourth phase, consisted on the execution of tests, to
determine the most appropriate and favorable configuration and to detect
possible anomalies. In the Fifth and last phase the proposed changes are
implanted to optimize the operation of the Bristol equipments. As a result, a
database of modules and field signals was make equipment, 17 modules
CPU were replaced in the Bristol Remotes to increase the processing speed and memory capability, the communication speed was increase among remotes that are in the same place and the problem of communication of the remotes G's of the flow stations Motatan II and Barua V was solved, segregating them of the rest, connecting them to the main node of main remotes , and this way fulfilling the objectives proposed in this investigation.
Key words: stations, equipments, Optimize, Operation, Remotes.
