Para el proceso de secado se ha seleccionado que la unidad de control sea un controlador lógico programable o PLC y luego de realizar un análisis técnico económico se ha decidido
TWDLMDA20DRT el cual const
entradas digitales, 6 salidas vía a relé de 2 Amperios y 2 salidas vía a transistor de 0.3 amperios. La tensión de alimentación es de 24 voltios de corriente continua.
Las principales consideraciones que se to
equipo son que consta con 14 bloques PID, los cuales van a ser implementados para el control de la temperatura dentro de las cámaras de secado. Además se tom
Los equipos que son encargados de comandar, tanto a las válvulas para la entrada de vapor como para los cilindros neumáticos que abren o cierran la son electroválvulas 5/2 vías servo-pilotadas y con retorno por muelle. Estas electroválvulas están en unos pequeños tableros ubicados cerca
secado y están conectadas a las salidas digitales del controlador (PLC) que es el encargado de comandar las acciones de los actuadores. Las electroválvulas están pilotadas con una tensión de 220 Vac.
Figura 4-19 Electroválvulas
Fuente: Probalsa - 2010
Responsable: Andrés Onofre / 2010
Unidad de Control (PLC)
Para el proceso de secado se ha seleccionado que la unidad de control sea un controlador lógico programable o PLC y luego de realizar un análisis técnico
decidido que el PLC a utilizarse en el proceso sea el Twido DLMDA20DRT el cual consta de una base modular que posee un rack de 12 entradas digitales, 6 salidas vía a relé de 2 Amperios y 2 salidas vía a transistor de 0.3
. La tensión de alimentación es de 24 voltios de corriente continua.
Las principales consideraciones que se tomaron en cuenta para la selección de este equipo son que consta con 14 bloques PID, los cuales van a ser implementados para el control de la temperatura dentro de las cámaras de secado. Además se tom
113 tanto a las válvulas para la entrada de vapor como para los cilindros neumáticos que abren o cierran la pilotadas y con retorno por muelle. Estas de las cámaras de secado y están conectadas a las salidas digitales del controlador (PLC) que es el Las electroválvulas están
Para el proceso de secado se ha seleccionado que la unidad de control sea un controlador lógico programable o PLC y luego de realizar un análisis técnico-
que el PLC a utilizarse en el proceso sea el Twido que posee un rack de 12 entradas digitales, 6 salidas vía a relé de 2 Amperios y 2 salidas vía a transistor de 0.3
. La tensión de alimentación es de 24 voltios de corriente continua.
maron en cuenta para la selección de este equipo son que consta con 14 bloques PID, los cuales van a ser implementados para el control de la temperatura dentro de las cámaras de secado. Además se tomó en cuenta
114 que el costo de este PLC es relativamente bajo en comparación a otros controladores que existen en el mercado, considerando también que Schneider-Electric es una empresa con un gran renombre en el mundo, por lo tanto la calidad de sus productos es garantizada.
Debido a que la automatización se va a implementar en 6 cámaras de secado las salidas digitales que se tienen el la base modular 20DRT del PLC se ha determinado acoplar un módulo de aplicación de 16 salidas digitales vía relé de 2 amperios cuyo terminal es extraíble de tornillo, el código de este módulo es TWDDRA16RT. Las salidas digitales de la unidad de control van a comandar las electroválvulas que a su vez van a pilotar neumáticamente a los cilindros y a las válvulas de paso de caudal, es importante mencionar que se utilizan 3 electroválvulas (salidas digitales PLC) por cada cámara de secado, por lo tanto se utilizan 18 salidas digitales del PLC.
Todas la salidas digitales están conectadas a relés para que estos dispositivos estén comandando directamente a las electroválvulas, esta medida se ha tomado para tener una protección de los contactos de las salidas del PLC, existen dos relés de 24 voltios de corriente continua y el resto de los dispositivos son de 220 voltios de corriente alterna, todos los relés están ubicados en el tablero de control donde se encuentra además el PLC y demás equipos eléctricos de control. Los diagramas de la descripción total del tablero de control y del circuito eléctrico armado en el mismo esta adjuntado a este documento en el ANEXO Nº2 DIAGRAMAS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS Y NEUMÁTICOS.
Para que el controlador reciba las señales analógicas de los sensores de temperatura (RTD´s) se ha visto en la necesidad de acoplar 3 módulos analógicos del tipo TM2AMI4LT que son módulos de 4 entradas analógicas que se pueden utilizar de 0 a 10 voltios de corriente continua o de 4 a 20 mili-amperios, además tienen la característica de soportar la conexión con RTD´s ya sean PT100, PT1000, NI100 o NI1000 todos estos sensores con característica de conexión a tres hilos. Una vez más se menciona que las conexiones de todos los sensores de temperatura con los módulos de entradas analógicas se presentan en los diagramas adjuntados en el (ANEXO Nº2)
115 Luego de realizar un análisis técnico-económico para la determinación de cual va a ser el tipo de comunicación que se implementara entre el PLC y el computador donde estará creado la pantalla HMI y la base de datos, se ha resuelto que dicha comunicación será por MBNET el cual maneja el protocolo MODBUS bajo conexiones de red de Ethernet, para que el controlador TWIDO sea capas de establecer la comunicación bajo dichas condiciones es necesario la implementación de un módulo de comunicación denominado Interface Ethernet que es característico para este tipo de PLC.
Una vez que se ha presentado una breve descripción de cómo esta compuesta de la unidad de control, es necesario detallar cuales son las características de la programación que se ha cargado al PLC para realizar el control del proceso de secado de madera de balsa.
Descripción del funcionamiento de programación en PLC:
• En primer lugar es importante mencionar que el control del proceso de secado de cada cámara de secado es totalmente independiente uno del otro, por lo tanto se va a describir el funcionamiento solo del secador número 1 y el proceso es exactamente el mismo para los otros 5 secadores.
• Antes de que el operador de inicio al programa de secado es indispensable que se escoja el espesor de la madera que se ha cargado dentro de la cámara de sacado, para esto se ha implementado en la programación del PLC bloques de comparación atados a la palabra de memoria %MW0 la cual podrá tomar valores diferentes que van desde el 1 hasta el 6, cada uno representa un espesor diferente, esta selección se la realiza desde la pantalla HMI de la cual se hablará en el siguiente aparatado de este capítulo.
• Una vez seleccionado el espesor se puede dar inicio al proceso de secado dentro de la cámara número 1, para esto se tiene el bit de memoria %M5 el cual es activado por el operador desde la pantalla HMI.
• Dependiendo de cual sea el espesor seleccionado para la cámara de secado se activa una bobina correspondiente a ese espesor, posteriormente dichas bobinas darán paso a la activación de una fórmula que esta establecida para cada tamaño de la madera.
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• Como ya se había mencionado el programa de secado de madera de balsa esta condicionado a seguir los parámetros de las tablas de programación del secado (desde Tabla 4-1 hasta Tabla 4-6), las cuales se han analizando y se ha determinado que las gráficas del comportamiento de las temperaturas en función del tiempo se aproximan a ser una línea recta por lo tanto se ha decidido establecer la fórmula de una línea para realizar el control del proceso de secado, para esto se calculó la pendiente de cada una de las gráficas ya que esa es la única diferencia entre ellas y este parámetro dará la diferenciación entre un grosor de madera y otro.
• Para obtener el resultado de la fórmula es importante tener el parámetro del tiempo, para esto se ha implementado una temporizador para que genere un pulso cada hora de proceso y este pulso esta atado a un contador cuyo valor se ha utilizado en la fórmula.
• El resultado de la fórmula seria el valor ideal que las temperaturas deben seguir en el transcurso del tiempo de secado, por eso este resultado es tomado como el SET POINT de uno de los controladores PID con los que cuenta el TWIDO 20DRT.
• En el caso de la temperatura de bulbo seco el controlador PID controlara en su salida la válvula de entrada de vapor y censará en su entrada la señal de la RTD de temperatura de bulbo seco, haciendo que este valor se mantenga lo más apegado posible al resultado obtenido en la fórmula del programa.
• Para controlar la temperatura del bulbo húmedo se sigue es mismo procedimiento que para el bulbo seco, con pequeñas diferencias como que la pendiente de su gráfica es negativa, es decir que la temperatura debe ir descendiendo con el transcurso del tiempo y que el controlador PID esta controlando los pistones que abren las ventilas de salida de humedad de la cámara.
• El sistema de rociado del Spray también es de forma automática cuando las horas de proceso están en un valor alto (más de 120 horas de proceso), es decir cuando la madera esta más de 5 días dentro de la secadora el sistema activará el Spray una vez al día durante un minuto, este control se lo ha realizado con la ayuda de dos temporizadores, uno para generar un pulso cada 24 hora y el otro
117 para mantener activado el Spray durante un minuto. El Spray es para que la madera se seque de forma uniforme y no solo en la superficie mientras que en el interior sigue húmeda.
• Todos los parámetros que son censados y que son controlados están atados a memorias internas del PLC para que puedan ser entrelazados con la pantalla HMI, entre estos parámetros mencionamos: las temperaturas de bulbo seco y húmedo, las horas de proceso, las bobinas de selección del espesor de madera, las salidas digitales que controlan las electroválvulas, etc.
• Finalmente se ha creado un bit de reseteo total el cual resetea todo el proceso y un bit que solo resetea el espesor de la madera. Dichos bits también son controlados por el operador desde la pantalla.
Programación del PLC
Dentro del ANEXO Nº3 “CIRCUITO DE PROGRAMACIÓN DEL PLC” se presenta todo el circuito en lenguaje Ladder de la programación del PLC para el control del proceso de secado de madera de balsa, cabe destacar que solo se ha adjuntado la programación del control de la cámara de secado número 1 puesto que el programa se repite exactamente para el resto de secadoras.