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PROYECTO DE AUTOMATIZACIÓN, CONTROL Y SUPERVISIÓN DE LA PLANTA DE GAS-COOLED POR CONCENTRADORES SOLARES DEL CIEMAT EN LA PSA DE ALMERÍA

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Academic year: 2021

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PROYECTO DE AUTOMATIZACIÓN, CONTROL Y

SUPERVISIÓN DE LA PLANTA DE GAS-COOLED POR

CONCENTRADORES SOLARES DEL CIEMAT EN LA PSA

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BREVE DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO:

El objeto del presente proyecto, es realizar toda la gestión de la planta de Gas-Cooled por concentradores solares en la PSA de Almería. La planta está diseñada, para calentar un gas que circula por un tubo, por medio de la concentración de los rayos solares, a través de una serie de cristales cóncavos, que elevan la temperatura de este gas cerca de los 300ºC. Para luego mediante un proceso de

intercambio de calor, proceder al aprovechamiento de la energía, bien para su transformación en energía eléctrica directamente o su almacenamiento, para posterior aprovechamiento.

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La gestión de dicha planta se compone de:

- Automatización y control de los procesos de presurización, temperatura y caudal del gas circulante, por medio de la soplante.

- Automatización y control de todos los elementos auxiliares del proceso de circulación del gas. Valvulería, enfriadora, sondas, etc.

- Control y gestión de los concentradores solares. Comunicación con el sistema de seguimiento, gestión de la radiación.

- Supervisión en sistema centralizado de los procesos de la planta, para gestión de operario. - Sistema de captura de datos, para información y estudio estadístico.

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- Automatización y control del proceso de

calentamiento del gas que circula por el tubo

concentrador

- Gestión de la soplante. Lazos de regulación PID, alarmas, variador de velocidad.

- Gestión del control de válvulas de caudal. Lazos de regulación, alarmas.

- Gestión de la enfriadora, lazos de regulación, alarmas. - Gestión de las sondas de:

- Temperatura. - Presión - Presión diferencial - Caudal - Radiación solar - Humedad

- Intensidad y dirección del viento - Radiación difusa

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TE 001b TE 001a PT 008 TE 012a DPT 001 TE015 a-g CCs YS001 S,D,TSLC-1 YS002 S,D,TSLC-2 TE 013a Gas Filling System Air Cooler Blower Test filter Future IHX TE 006b TE 006a TE 007b TE 007a TE 004b TE 004a PT 004 FT 002 TE 005b TE 005a PT 005 FT 003 TSH 002 TE 009c TE 009b TE 009a PT 007 RA 002 RA 001 ZT 001 ZT 002 RS485 RS485 TE 008c TE 008b 006PT TSH 001 TE 008a TE 010a TE 010b TE 011a DPT 002 PT 003 TE 002a TE 003a FT 001 PT 001 PT 002 TT 002 MV01 MV 02 SV02 CV 02 MV 04 MV03 CV01 MV06 MV05 MV07 MV08 MV09 MV 10 MV11 MV 12 MV 13 MV1 4b MV 15 MV 16 TE016 a-c TE 017b TE 017a SV01 SV03 SV04 TE 014a MCC XA 001-4 XS 003,4 XL 001-4 NY001O,RNY002O,R YY001S,D YY002S,D SC001 SC002 FCV002 FCV001 TE

018a Control Building TT

010 RA 010 Strainer MV14a VT 001 XA005 XX001 a,b NY003O NY004O XA006 a,b TT 001 JT 001-2 PI 001 Diagrama sondas

.

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- Control y comunicación con las tarjetas controladoras de los concentradores solares, para gestión del seguimiento solar, radiación, posicionamiento, y regulación del sistema de caudal del gas circulante.

- Supervisión e intercambio de información, mediante creación de software para la gestión del protocolo específico de las tarjetas controladoras.

- Gestión automática y manual del posicionamiento de los colectores, para enfoque, desenfoque y posiciones de seguridad.

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Sistema centralizado de supervisión de la planta, formado por dos PC´s, con conexión en tiempo real, conectados en una red Ethernet con conexión directa al PLC, encargado del control de la planta.

- Visualización de todos los elementos y parámetros de la planta en tiempo real, con interface de operario, para comunicación en dos sentidos, tanto para

accionamiento por conjunto de entradas-salidas del PLC, como por comunicación mediante RS485 y protocolo especifico de tarjetas especiales de campo.

- Sistema de adquisición de datos, para tratamiento estadístico.

- Captura selectiva de parámetros cada 1,3 o 5 seg y almacenamiento. - Pantallas de gráficos para gestión de producción en tiempo real.

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Composición y descripción del sistema de control

El sistema está enteramente realizado con material de Phoenix Contact, tanto para el sistema de PLC, tarjetas de adquisición de señales, bus de comunicaciones, como para los convertidores de señales, relés

protecciones eléctricas y sistemas de interconexión.

Está formado por dos PC´s, un PLC, y conjunto de 7 cuadros eléctricos para control de elementos de campo, unidos con el PLC, mediante bus de comunicaciones de Phoenix INTERBUS, que contienen todas las tarjetas de adquisición de señales y salidas para control de elementos, tanto para lógicas analógicas como digitales y de comunicaciones.

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Referencias Phoenix Contact usadas:

Cable de Bus apantallado (cobre) IBS RBC METER-T

Descargador a Tierra sobreintensidad VAL-CP-S-350/O

Modulo convertidor programable señal 0-15mV MCR-T-UI-E-NC

Borna UKK5

Relé auxiliar PLC-RSC-24DC/21

Fuente de alimentación 230Vca/24Vcc TRIO-PS-1AC/24DC/2,5

Tarjeta cabecera bus INTERBUS PLC IBS IL 24 RB-T-PAC

Tarjeta 8 entradas de temperatura termopar IB IL TEMP 4/8-UTH-PAC

Tarjeta 16 entradas digitales IB IL 24 DI 16-PAC

Tarjeta alta densidad 32 entradas digitales IB IL 24 DI 32-HD-PAC

Cabecera comunicaciones bus INTERBUS IBS IL 24 BK-T/U-PAC

Tarjeta comunicaciones RS485 IB IL RS 485/422-PAC

Tarjeta 2 entradas analógicas 4-20mA protocol. HART IB IL AI 2-HART-PAC

Tarjeta 2 salidas analogicas 4-20mA IB IL AO 2/SF-PAC

Tarjeta de 2 entradas de temperatura Pt100 IB IL TEMP 2 RTD-PAC

Tarjeta de 2 entradas de temperatura termopares IB IL TEMP 2 UTH-PAC

Tarjeta de 8 entradas analógicas 4-20mA IB IL AI 8/SF-PAC

Tarjeta de 2 entradas analógicas 4-20mA IB IL AI2/SF-ME

Tarjeta de 4 salidas digitales IB IL 24 DO 4-ME

Tarjeta de 4 entradas digitales IB IL 24 DI 4-ME

Memoria Compact Flash IBS CF FLASH 32 MB

PLC, con conjunto de entradas, salidas digitales ILC 350 ETH

Descripción Referencia

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Elementos de protección: Magnetotérmico Descargador a tierra Fusible, (continua). Fuente de alimentación 220Vc.a./24Vc.c. Elementos de refrigeración cuadro y anticondensación: Termostato Extractor Resistencia calefactora Módulo Cabecera, conexión INTERBUS Módulos de conjuntos de entradas y salidas

analógicas y digitales Tarjeta de comunicación RS485, para control de

paneles concentradores Módulo convertidor de señal 0-15mV/4-20mA Captación de radiación solar Relés auxiliares y bornas.

Módulos de la periferia, ejemplo.

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Pantallas Scada interface operario. Ejemplo

Pantalla llenado circuito gas/ control del bus y periferia

Pantalla Trend. Archivo Históricos Pantalla control de colectores

Pantalla control soplante

Parámetros PID soplante

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Referencias

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