CONTROL DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO …deeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/778pub.pdf · P.F.C. CONTROL DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO MEDIANTE EL PLC S7-200 Y EL SCADA WINCC DE SIEMENS

P.F.C.

CONTROL DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO MEDIANTE EL PLC S7-200 Y EL SCADA WINCC DE SIEMENS

Titulación: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrial

Autor: Sergi Ciurana Nicolau Ponente: José Ramón López López Convocatoria: Septiembre 2005

IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTO: CODIGO: 837406 TITULO:

CONTROL DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO MEDIANTE EL PLC S7-200

Y EL SCADA WINCC DE SIEMENS

DOCUMENTACIÓN APORTADA:

- Memoria Descriptiva. - Memoria de cálculo. - Planos. - Presupuesto. - Pliego de Condiciones. - Manual de Usuario. - Bibliografia.

PETICIONARIO: Comunitat de Regants del Pantano de Riudecanyes, C.I.F G-23546234 Cooperativa Agricola de Riudecanyes C/ Major, 15 Riudecanyes. LOCALIZACIÓN: Estación de Bombeo de la Comunitat de Regants del Pantano de Riudecanyes. C/ Divendres, 14 Riudecanyes. REALIZADO POR: Sergi Ciurana Nicolau, D.N.I. 39.678.543 Avda. de Reus, 56 Vilanova d’Escornalbou

CONTROL DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO MEDIANTE UN SCADA INDICE

INDICE:

MEMORIA DESCRIPTIVA.

1. Introducción...........................................................................................1

2. Titular y destinatario.............................................................................1

3. Situación y emplazamiento....................................................................2

4. Antecedentes................................................................................... ……2

5. Objetivo...................................................................................................4

6. Especificaciones......................................................................................5

7. Breve descripción del proceso...............................................................6

7.1. Partes que componen el proceso....................................................7

7.1.1. El depósito................................................................................8

7.1.2. Sala de bombas.........................................................................9

7.1.3. Arqueta de distribución...........................................................10

7.1.4. Sala de quadros electricos y de control...................................11

7.1.5. Sala de control........................................................................12

8. Breve descripción de los equipos existentes.......................................12

9. Motivos que justifican el cambio de sistema......................................13

10. Posibles soluciones y solución adoptada.............................................13

11. Descripción del PLC.............................................................................15

11.1. Características generales del PLC escogido................................16

11.2. Características del PLC S7-200 CPU221....................................18

11.2.1. Dimensiones............................................................................................18

11.2.2. Características principales de la CPU...................................................18

11.2.3. Comunicaciones existentes.....................................................................19

11.2.4. Alimentación...........................................................................................20

11.2.5. Entradas del PLC...................................................................................21

11.2.6. Salidas del PLC......................................................................................22


11.3. Equipos necesarios.......................................................................23

11.4. Principales componentes de un PLC S7-200...............................24

11.4.1. CPU S7-200.............................................................................................24

11.4.2. Modulos de ampliación...........................................................................25

12. Alimentación de corriente...................................................................26

12.1. Cálculo de los requisitos de alimentación....................................27

13. Instalación.............................................................................................28

13.1. Preparar montaje..........................................................................28

13.2. Espacio necesario para montar el automata.................................29

13.3. Montaje en un raíl DIN................................................................30

13.4. Dimensiones del armario eléctrico...............................................30

13.5. Montaje/Desmontaje del PLC o Módulo de ampliación………..30

13.5.1. Montaje en armario eléctrico..................................................................30

13.5.2. Montaje en un perfil soporte...................................................................32

13.5.3. Desmontaje.............................................................................................32

13.6. Instalación del cableado de campo..............................................33

13.6.1. Reglas de puesta a tierra para circuitos aislados...................................34

13.6.2. Bloque de terminales extraíble................................................................36

14. Módulos de apliación de entradas digitales EM221..........................37

14.1. Dimensiones.................................................................................37

14.2. Características..............................................................................38

14.3. Conexionado................................................................................39

15. Módulos de apliación de salidas digitales EM222.............................40

15.1. Dimensiones.................................................................................40


15.3. Conexionado................................................................................41

16. Cable del módulo de ampliación.........................................................42


16.2. Instalación del cable.....................................................................42

17. Cartuchos opcionales...........................................................................42


17.1. Cartucho de programa de usuario................................................43

17.2. Cartucho de reloj de tiempo real..................................................43

17.3. Cartucho de pila...........................................................................43

17.4. Dimensiones de los cartuchos......................................................43


18. Cable PC/PPI........................................................................................44

18.1. Dimensiones del cable PC/PPI.....................................................44

18.2. Velocidades de transferencia.......................................................45

18.3. Utilización de módems................................................................45

18.4. Asignación de pines del cable PC/PPI.........................................45

19. Fuente de alimentación........................................................................46

19.1. Reglas para la instalación con corriente continua........................46

19.2. Fuente de alimentación SITOP 5A..............................................47

19.3. Dimensiones.................................................................................48

20. Estructura de WinCC..........................................................................49


20.2. Estructura de programa................................................................50

20.3. Estructura de proyecto.................................................................52

20.4. Control Center..............................................................................53

20.5. Editores de WinCC......................................................................54

20.6. Requisitos del PC.........................................................................55

20.7. Tarjeta de comunicaciones...........................................................55

21. Programación de los trabajos a ejecutar...........................................56

22. Orden de prioridad de la alimentación..............................................56


MEMORIA DE CÁLCULO

1. Comunicación entre PC y PLC............................................................57

1.1 Proceso de establecimiento de la comunicación.........................57

1.1.1. Instalación del driver de comunicaciones.....................................57

1.1.2. Adición de la nueva conexión........................................................59

2. Diseño del armario de control..............................................................61

2.1 Suministro...............................................................................61

2.2 Potencia...................................................................................61

2.3 Control.....................................................................................62

2.4 Conexiones con el exterior, entradas y salidas........................62

3. Intercambio de datos con el PC............................................................63

3.1 Variables internes del programa.........................................63

3.2 Licencia necesaria para el volumen de tags uti..................64

4. Evolución del encendido y parado de las cinco bombas....................65

5. Variables del proceso............................................................................67

5.1 Entradas digitales..................................................................67

5.2 Entradas analogicas..............................................................68

5.3 Salidas digitales.....................................................................68

5.4 Marcas, contadores y temporizadores del automata….....69

6. Organigrama principal y principales acciones

del programa del PLC..............................................................................72

6.1. Posicionamiento de la próxima bomba a parar o arrancar…..73

6.2. Arrancar bomba correspondiente dentro de

la rotación establecida......................................................................74

6.3. Parar bomba correspondiente dentro de

La rotación establecida......................................................................75

6.4. Arrancar bomba 1....................................................................76

6.5. Control de nivel.......................................................................77


6.6. Contador de bombas en funcionamiento.................................78

6.7. Contador de horas de funcionamiento.....................................79

6.8. Reset del contator de horas de funcionamiento.......................80

7. Principales acciones del programa del PLC (nivel 3)...................81

7.1 Posicionamiento de la próxima bomba a parar o arrancar…..81

7.2 Arrancar bomba correspondiente dentro de

La rotación establecida......................................................................82

7.3 Parar bomba correspondiente dentro de

la rotación establecida.......................................................................83

7.4 Arrancar bomba 1....................................................................84

7.5 Control de nivel.......................................................................85

7.6 Contador de bombas en funcionamiento….............................85

7.7 Contador de horas de funcionamiento.....................................86

7.8 Reset del contator de horas de funcionamiento…...................87

8. Descripción Detallada de la programación del Software del PC.....88

8.1 Estructura de Pantallas............................................................88 8.2 Pantalla de acceso...................................................................89

8.2.1. Control de usuarios y contraseñas...............................................90

8.3. Pantalla inicial.........................................................................91 8.3.1 Entrada de agua...........................................................................91 8.3.2 Salida de agua. ...........................................................................91 8.3.3 Deposito de agua. .......................................................................91 8.3.4 Estado de las bombas..................................................................92 8.3.5 Barra de desplazamiento de pantallas........................................92 8.3.6 Programa de gestión de la pantalla del deposito i bombas........93

8.4. Pantalla de control de bombas.................................................95 8.4.1 Diferentes estados en los que podemos encontrar

las diferentes bombas. .................................................................96 8.4.2 Programa de gestión del panel de la bomba 1........................................96

8.5. Control de nivel y históricos...................................................98 8.5.1. Gráfica de nivel............................................................................98

8.5.1.1. Barra de herramientas.....................................................98 8.5.1.2. Parametrización de las ventanas de curvas...................101

8.5.1.2.1.1 Propiedades de la curva de valores......................101 8.5.1.2.1.2 Propiedades de la variable del proceso................103 8.5.1.2.1.3 Propiedades del eje X...........................................103


8.5.1.2.1.4 Propiedades del eje Y............................................105 8.5.1.2.1.5 Propiedades de color y límites..............................107

8.5.2. Tabla de valores.........................................................................108 8.5.2.1 Propiedades de la tabla de valores................................108 8.5.2.2 Propiedades de la variable del proceso.........................109

8.6 Históricos de los motores......................................................111 8.6.1. Parametrización de las diferentes curvas de

8.6.2. las cinco bombas........................................................................112 8.7 Pantalla de Alarmas....................................................................114

8.7.1. Introducción...............................................................................114 8.7.2. El editor de alarmas...................................................................114 8.7.3. El Wizard del Alarm Logging....................................................115 8.7.4. Configuración de Alarm Logging..............................................116 8.7.5. Línea de mensajes de alarmas...................................................120 8.7.6. Ventanas de alarmas..................................................................121 8.7.7. Visualización de la pantalla de alarmas....................................126

8.6 User Administrator................................................................127 8.8.1. Introducción...............................................................................127 8.8.2. Creación de un nuevo grupo de usuarios..................................128 8.8.3. Cómo asignar una capacidad a un nuevo usuario.....................128 8.8.4. Crear una nueva capacidad.......................................................129 8.8.5. Borrar una nueva capacidad.....................................................129 8.8.6. Cambiar el password de un usuario..........................................129 8.8.7. Cambiar el login de un usuario.................................................130 8.8.8. Desactivación automática de un usuario...................................130 8.8.9. Asignar un nivel de password a una acción...............................131


PLANOS

1. Situación y Emplazamiento..................................................................133

2. Planta distribución................................................................................134

3. Localización de cuadros eléctricos.......................................................135

4. Componentes cuadro de control...........................................................136

5. Embarrado y equipos de cuadro...........................................................137

6. Potencia y maniobra bomba 1..............................................................138





11. Alimentación PLC y módulos ampliación...........................................143

12. Entradas PLC(1)...................................................................................144

13. Entradas PLC(2)...................................................................................145

14. Salidas PLC..........................................................................................146


PRESUPUESTO

1. Medidas................................................................................................147

2. Cuadro de precios.................................................................................149

3. Presupuesto...........................................................................................151

4. Resumen del presupuesto.....................................................................153


PLIEGO DE CONDICIONES

1. Condiciones generales...................................................................154

1.1. Reglamentos y normas..........................................................154 1.2. Materiales..............................................................................154 1.3. Reconocimientos y Ensayos..................................................154 1.4. Personal.................................................................................154 1.5. Ejecución de las obras...........................................................155

1.5.1 Plazo de ejecución.....................................................................155 1.5.2. Libros de ordenes......................................................................155

1.6. Interpretación y desarroyo del proyecto................................155 1.7. Obras complementárias.........................................................156 1.8. Modificaciones......................................................................156 1.9. Obra defectuosa.....................................................................156 1.10. Medios auxiliares..................................................................157 1.11. Conservación de las obras.....................................................157 1.12. Recepcion de las obras..........................................................157

1.5.2 Recepción provisional...............................................................157 1.5.3 Plazo de garantía......................................................................157 1.5.4 Recepción definitiva..................................................................157

2. Condiciones facultativas................................................................158 2.1. Contrato.................................................................................158 2.2 Responsabilidades.................................................................158 2.3. Rescición del contrato...........................................................159 2.4. Liquidación en caso de rescisión de contrato........................159

3. Condiciones economicas................................................................160 3.1. Fianza....................................................................................160 3.2. Abono de la Obra..................................................................160 3.3. Precios..................................................................................160 3.4. Revisión de precios...............................................................160 3.5. Penalizaciones.......................................................................161

4. Condiciones técnicas......................................................................162 4.1. Generalidades........................................................................162 4.2. Utilización.............................................................................162 4.3. Cableado................................................................................162 4.4. Alimentaciones Eléctricas.....................................................162 4.5. Armario de control................................................................163 4.6. Módulos de Entrada y Salida................................................165

5. Materiales eléctricos......................................................................166 6. Conclusiones..................................................................................166


MANUAL DE USUARIO

1. Manual de uso del Funcionamiento del Software del PC……..167

1.1 Estructura de Pantallas.....................................................167 1.2 Pantalla de acceso.............................................................168

1.2.1. Control de usuarios y contraseñas.......................................169 1.3. Pantalla inicial....................................................................170

1.3.1. Entrada de agua....................................................................170 1.3.2. Salida de agua........................................................................170 1.3.3. Deposito de agua...................................................................171 1.3.4. Estado de las bombas.............................................................171 1.3.5. Barra de desplazamiento de pantallas.....................................172

1.4. Pantalla de control de bombas.................................................173 1.4.1 Diferentes estados en los que podemos

encontrar las diferentes bombas..........................................................174 1.5 Control de nivel y históricos.....................................................175

1.5.1. Gráfica de nivel........................................................................175 1.5.1.1. Barra de herramientas..................................................175

1.5.2. Tabla de valores.......................................................................178 1.5.2.1. Propiedades de la tabla de valores...............................179 1.5.2.2. Propiedades de la variable del proceso........................180

1.6. Históricos de los motores................................................................182 1.6.1. Parametrización de las diferentes curvas

de las cinco bombas...............................................................................182 1.7. Visualización de la pantalla de alarmas..........................................186


BIBLIOGRAFIA

1. Bibliografía…………………………………………………………189

P.F.C.

1.- MEMORIA DESCRIPTIVA


CONTROL DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO MEDIANTE EL PLC S7-200 Y EL SCADA WINCC DE SIEMENS ÍNDICE

- 1 -

1. Introducción :

El sistema de control que se quiere implantar en esta estación de bombeo

se denomina SCADA, como ya se refleja en el título del proyecto.

SCADA viene de las siglas de "Supervisory Control And Data Adquisition", es

decir: adquisición de datos y control de supervisión. Se trata de una aplicación software

especialmente diseñada para funcionar sobre ordenadores en el control de producción,

proporcionando comunicación con los dispositivos de campo (controladores autónomos,

autómatas programables, etc.) y controlando el proceso de forma automática desde la

pantalla del ordenador. Además, provee de toda la información que se genera en el

proceso productivo a diversos usuarios, tanto del mismo nivel como de otros

supervisores dentro de la empresa: control de calidad, supervisión, mantenimiento, etc.

En este tipo de sistemas usualmente existe un ordenador, que efectúa tareas de

supervisión y gestión de alarmas, así como tratamiento de datos y control de procesos.

La comunicación se realiza mediante buses especiales o redes LAN. Todo esto se

ejecuta normalmente en tiempo real, y están diseñados para dar al operador de planta la

posibilidad de supervisar y controlar dichos procesos.

Los programas necesarios, y en su caso el hardware adicional que se necesite, se

denomina en general sistema SCADA.

2. Titular y destinatario :

El presente proyecto ha sido solicitado por “la comunitat de regants del pantà de

Riudecanyes” con domicilio social en la cooperativa agricola de Riudecanyes calle

Divendres y número 14 de Riudecanyes.


- 2 -

3. Situación y emplazamineto.

La esstación de bombeo a controlar esta ubicada en unos terrenos propiedad de la

Cooperativa Agricola de Riudecanyes justo por debajo del pantano de Riudecanyes. Los

terminos minicipales a los que da servicio la red de riego que da sunministro esta

estacion de bombeo son los siguientes: Riudecaanyes, Vilanova d’Escornalbou, Mont-

Roig del Camp, Montbrió del Camp y Botarell, todos ellos dentro de la comarca del

Baix Camp.

4. Antecedentes:

Un paquete SCADA debe estar en disposición de ofrecer las siguientes prestaciones:

- Posibilidad de crear paneles de alarma, que exigen la presencia

del operador para reconocer una parada o situación de alarma, con

registro de incidencias.

- Generación de históricos de señal de planta, que pueden ser

volcados para su proceso sobre una hoja de cálculo.

- Ejecución de programas, que modifican la ley de control, o

incluso anular o modificar las tareas asociadas al autómata, bajo ciertas

condiciones.

- Posibilidad de programación numérica, que permite realizar

cálculos aritméticos de elevada resolución sobre la CPU del ordenador.

Con ellas, se pueden desarrollar aplicaciones para ordenadores (tipo PC, por

ejemplo), con captura de datos, análisis de señales, presentaciones en pantalla, envío de

resultados a disco e impresora, etc.

Además, todas estas acciones se llevan a cabo mediante un paquete de funciones

que incluye zonas de programación en un lenguaje de uso general (como C, Pascal, o


- 3 -

Basic), lo cual confiere una potencia muy elevada y una gran versatilidad. Algunos

SCADA ofrecen librerías de funciones para lenguajes de uso general que permiten

personalizar de manera muy amplia la aplicación que desee realizarse con dicho

SCADA.

Requisitos:

Un SCADA debe cumplir varios objetivos para que su instalación sea perfectamente

aprovechada:

- Deben ser sistemas de arquitectura abierta, capaces de crecer o

adaptarse según las necesidades cambiantes de la empresa.

- Deben comunicarse con total facilidad y de forma transparente

al usuario con el equipo de planta y con el resto de la empresa (redes

locales y de gestión).

- Deben ser programas sencillos de instalar, sin excesivas

exigencias de hardware, y fáciles de utilizar, con interfaces amigables

con el usuario.

Módulos de un SCADA.

Los módulos o bloques software que permiten las actividades de adquisición,

supervisión y control son los siguientes:

- Configuración: permite al usuario definir el entorno de trabajo

de su SCADA, adaptándolo a la aplicación particular que se desea

desarrollar.

- Interfaz gráfico del operador: proporciona al operador las

funciones de control y supervisión de la planta. El proceso se representa

mediante sinópticos gráficos almacenados en el ordenador de proceso y


- 4 -

generados desde el editor incorporado en el SCADA o importados desde

otra aplicación durante la configuración del paquete.

- Módulo de proceso: ejecuta las acciones de mando

preprogramadas a partir de los valores actuales de variables leídas.

- Gestión y archivo de datos: se encarga del almacenamiento y

procesado ordenado de los datos, de forma que otra aplicación o

dispositivo pueda tener acceso a ellos.

- Comunicaciones: se encarga de la transferencia de información

entre la planta y la arquitectura hardware que soporta el SCADA, y entre

ésta y el resto de elementos informáticos de gestión.

5. Objetivo:

Nuestro objetivo consiste en tener supervisión y control sobre una estación de

bombeo de agua para regadío proveniente de un pantano.

Esta estación de bombeo está funcionando de forma manual y sin presencia

permanente en esta, con el correspondiente inconveniente de que es una estación aislada

e incomunicada, lo que supone que si ocurre cualquier cosa en el funcionamiento normal

de esta, no tendremos conocimiento.

El problema radica en dotar esta estación de un sistema de control y supervisión,

para conseguir tener en tiempo real, conocimiento de todo lo que ocurra en esta, y a su

vez, poder obtener históricos, archivos de datos, alertas o alarmas, y actuar sobre esta sin

necesidad de estar in situ.

Para conseguir estas prestaciones hemos optado por una automatización con un

automata programable(PLC) y por un paquete SCADA, que nos facilite todas estas

opciones y una comunicación PPI, lo que nos obliga a tener una amplificación de senyal

en la estación de bombeo y otra en el lugar donde queramos colocar la estación remota,

para salvar la distacia relativamente corta, unos escasos 150 metros.


- 5 -

6. Especificaciones :

Las especificaciones que se deberan cumplir son las siguientes:

Software SCADA :

§ Generación de históricos: del nivel del depósito y de las bombas.

§ Visualización y gestión del proceso en tiempo real.

§ Visualización del histórico de alarmas.

§ Seguridad y control de usuarios por contraseña.

§ Control de los mantenimientos de las bombas según las horas de

funcionamiento.

§ Información al operario de planta del protocolo a seguir para cada alarma

activada.

§ Cominicación con el PLC.

Software PLC :

§ Programación extructurada para facilitar posibles modificaciones o

ampliaciones.

§ Lectura de los sensores de campo.

§ Memoria para guardar el programa en el propio PLC.

§ Control sobre los actuadores y elementos de campo.

§ Cominicación con el PC.


- 6 -

7. Breve Descripción del Proceso:

Tenemos un deposito de 100.000 litros de capacidad, al cual le llega el agua por

gravedad desde el pantano para ser bombeada. La cantidad de agua que suministra el

pantano no es exacta, vienen a ser unos 50.000l/h. En la estación bombeadora, contamos

con cinco bombas, con capacidad para bombear 15.000l/h cada una, o sea que siempre

como máximo funcionaran cuatro bombas a la vez, mientras que como mínimo habrá

una en reposo, que podremos decidir desde el SCADA cual será. De esta forma

podremos aprovechar para hacer los mantenimientos correspondientes o si fuera

necesario reparar cada bomba sin afectar para nada al funcionamiento normal del

sistema.

El control está basado en mantener el nivel del deposito en un ciclo de esteresis.

Cuando esten funcionando tres bombas a la vez(60.000l/h) el deposito se llenará a razón

de 10.000l/h. Por el contrario si estan funcionando cuatro bombas el deposito el deposito

se vaciará a razón de 10.000 l/h.

Cuando el deposito llegué al máximo de su capacidad se pondran en

funcionamiento cuatro bombas y el deposito se vaciará lentamente debido a que el agua

bombeada será superior a la suministrada y cuando se llegue al mínimo se parará una

bomba quedando tres en funcionamiento lo que producirá el efecto contrario y el

deposito se irá llenando lentamente.


- 7 -

7.1.- Partes que componen el proceso.

En el proceso se pueden distinguir cuatro partes diferenciadas:

- El deposito:

La capacidad del deposito es de 120m3 lo equivale a 120.000 litros de agua, suficiente

para hacer de regulación entre el agua que entra que no es variable y el agua que

bombeamos.

- Sala de bombas:

En esta sala hay ubicadas 5 bombas de 18.500 W cada una con capacidad de bombeo de

20.000 l/h. Desde esta sala se bombea el agua a una arqueta de distribución situada en un

punto alto de la zona de la zona de regadío.

- Arqueta de distribución:

A esta arqueta va a parar todo el agua que se bombea y desde esta se distribuye a 8

salidas de diferentes sectores de regadío.

- Cuadros eléctricos y de control:

En esta sala esta la cometida de electricidad y se ubican los cuadros eléctricos de las

diferentes bombas y el cuadro donde esta el autómata con sus correspondientes módulos.

- Sala de control:

En esta sala se sitúa el PC con el SCADA instalado, desde la cual se controla y supervisa

todo el proceso. Esta sala esta ubicada en las oficinas de la cooperativa.


- 8 -

7.1.1.- El deposito.

El deposito esta construido con hormigón armado y está cerrado totalmente menos por

una trampilla para poder acceder a su interior.

El deposito esta equipado con diferentes componentes:

Entrada de agua:

La entrada de agua al deposito es proveniente del pantano de Riudecanyes y no se puede

conocer la cantidad exacta de esta. Esta no es bombeada sino que cae por su propia

gravedad, esto nos supone, que puede variar por muchos factores ya sea la presión

atmosférica, al nivel del pantano...

Salida de agua:

Cuando la entrada del agua es mucho mayor a la capacidad bombeadora de la estación o

esta se haya parado por alguna razón, el deposito tiene un sumidero hacia el barranco

para que el agua pueda rebosar cuando se llegue al nivel máximo de este.

Sensores de nivel máximo y nivel mínimo:

Estos sensores nos dan información en todo momento de si estamos perdiendo agua

porque el deposito se ha desbordado o en el caso contrario impedir que las bombas sigan

funcionando si por alguna razón no han dejado de hacerlo, para impedir que se quemen.

Detector de nivel:

Con este sensor podremos saber en todo momento donde se sitúa el nivel del deposito.

Además este sensor nos servirá para marcar los límites del funcionamiento de la

histéresis que se producirá con la oscilación del nivel del deposito.

Válvula de vaciado manual:

El deposito se podrá vaciar mediante el bombeo de las diferentes bombas o

manualmente con una válvula que dejará completamente vacío el deposito.

Salida a la canalización de bombeo:

Esta salida irá conectada a la canalización de bombeo mediante un filtro para evitar que

entre algún elemento que pueda dañar alguna bomba.


- 9 -

7.1.2.-Sala de bombas

La sala de bombas está compuesta por cinco bombas conectadas en paralelo a la

canalización central de tal forma que cada una por separado aportará agua a la

canalización central que se irá desplazando hasta la arqueta de distribución.

A la salida de cada bomba habrá colocada una válvula antiretroceso para que la presión

provocada por el peso del agua del interior de la canalización central pueda perjudicar el

buen funcionamiento de las bombas y superar perfectamente el par de arranque de estas.

Cada bomba puede bombear 20.000l/h. de agua. Si tenemos contratados 70.000l/h

podemos ver que siempre estarán funcionando tres o cuatro bombas y como mínimo una

siempre descansará.

Entrada de agua Nº de bombas

funcionando

Agua

bombeada balance Deposito

70.000 l/h. 3 60.000 l/h. +10.000l/h. Llenándose

70.000 l/h. 4 80.000 l/h. -10.000l/h. Vaciándose

En esta tabla se puede apreciar claramente que cuando solo funcionan tres bombas no es

suficiente y el deposito se va llenando hasta llegar al límite máximo de oscilación es en

este punto cuando se activa la cuarta bomba la cual hace que se bombee más agua de la

que entra y el deposito se vaya vaciando hasta llegar al límite mínimo de oscilación y

entonces se parará una.


- 10 -

7.1.3.-Arqueta de distribución.

Aquí es donde llega todo el agua bombeada superando un desnivel de 125 m desde la

estación de bombeo.

El agua se vierte en el deposito del centro de esta arqueta y desde este mediante

compuertas se distribuye a los 8 diferentes sectores de regadío.

Fig. 1 - Vista en planta de la arqueta de distribución.

Entrada de agua

DEPOSITO CENTRAL

salidas de agua

salidas de agua


- 11 -

7.1.4.-Sala de cuadros eléctricos y de control.

En esta sala estas ubicados los cuadros eléctricos que alimentan todo el sistema: 1

cuadro eléctrico general, 5 cuadros eléctricos uno para cada bomba y el cuadro de

control.

Cuadro eléctrico general:

A este cuadro llega la acometida de la E.T. ubicada a 50 m. En este cuadro hay el

interruptor general derivando en las 6 líneas diferentes una para cada cuadro(5 cuadros

para las bombas y 1 para el cuadro de control).

Cuadro eléctrico de las bombas:

Este cuadro eléctrico recibe el suministro del cuadro general y este lo distribuye hacia la

bomba. En este cuadro también se protege la línea mediante un magnetotérmico y

diferencial. Este cuadro cuenta también con un contactor, un arrancador para motores y

una protección térmica. El contactor es activado desde el cuadro de control a través del

automata. Estos cuadros en la puerta tienen un selector de automático o manual, sus

respectivos pulsadores de paro y marcha y un paro emergencia.

Cuadro de control:

Todo el sistema de control era necesario aislarlo de los cuadros de potencia, aunque los

automatas estén preparados para soportar interferencias siempre es mejor que no se

tengan que someter a posibles radiaciones electromagnéticas. En este cuadro también

están protegidas las líneas mediante magnetotérmico y diferenciales. La alimentación

del automata es proporcionada a través de una fuente de alimentación de 5 A y 24 V. De

salida, que a su vez también alimenta los módulos de ampliación. Entre este cuadro y el

PC de la sala de control se establece la comunicación entre la estación y la sala de

control.


- 12 -

7.1.5.-Sala de control.

La sala de control no es una sala especifica para tener el control de la planta sino que

comparte espació con las oficinas de la cooperativa de Riudecanyes encargada de la

gestión de comunidad de regantes.

En estas oficinas se deberá colocar un PC especifico y que se utilice exclusivamente

para controlar el SCADA y deberá estar provisto de un SAI para evitar que cualquier

defecto en el suministro eléctrico no interrumpa el funcionamiento de este.

El PC en cuestión deberá estar conectado a unos enchufes de una línea independiente del

resto de la oficina provista de un magnetotérmico y diferencial exclusivo para esta, de tal

forma que si hay algún problema en el resto de líneas de la oficina no nos afecte a

nuestro sistema.

8. Breve descripción de los Equipos Existentes :

En la actualidad, la estación de bombeo consta de cinco bombas con sus

correspondientes contactores que son accionados manualmente mediante unos pequeños

interruptores. A la salida de estas, hay instaladas unas válvulas para ajustar,

extrangulando la salida, la cantidad de bombeo de cada bomba para intertar que el agua

que se bombea sea la misma que la que se está suministrando.

En el deposito hay instalada una sonda para que en caso que se quede el deposito

sin agua, se paren todas las bombas y, evitar así, que se queden las bombas sin carga y se

puedan averiar.


- 13 -

9. Motivos que justfican el cambio de sistema.

La sociedad está influenciada fuertemente por la productividad, eficiencia y bajo

coste de todas las operaciones. Estos son los motivos de la realización de este proyecto

en una estación de bombeo que hasta ahora a funcionado bien pero con un elevado coste

en personal, energético y ademas generando muchas mermas de agua por una falta de

optimización de los recursos mediante un un control automàtico.

Otro de los aspectos ha tener en cuenta son los errores humanos. Cada vez mas se

piden servicios mas seguros y sin fallos, y si los hay, se exigen responsabilidades y

fuertes imdemnizaciones.

Si tenemos todos los datos guardados en una base de datos de un programa de

control y supervisión de procesos(SCADA) tambien podremos depurar responsbilidades

y saber que ha fallado en caso de error.

10. Posibles soluciones y solución adoptada.

Para cumplir con el objetivo se ha optado por un automata programable Siemens

S7-200 y un SCADA WinCC.

La gama de PLC’s S7-200 comprende diversos sistemas de autoamtización

pequeños que se pueden utilizar en numerosas tareas.

Gracias a su diseño compacto, su capacidad de ampliación, su bajo costo y su

amplio juego de operaciones, los PLC’s S7-200 son especialmente apropiados para

solucionar tareas de automatización no muy complicadas. Además, los diversos tamaños

y fuentes de alimentacion de las CPUs ofrecen la flexibilidad necesaaria para

solucionar las tares de automatización.

El paquete de software WinCC constituye el entorno de Siemens en el marco de

los scadas para visualización y control de procesos industriales. Hemos optado por este

software para obtener la máxima compatibilidad con el automata que queremos


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instalar(siemens s7), porque nos proporciona todas las opciones que necesitamos y

porque es un sistema de control distribuido abierto, importante para futuras

ampliaciones.

Sus características más importantes se pueden resumir en:

-Arquitectura de desarrollo abierta (programación en C)

-Soporte de tecnologías ActiveX.

-?Comunicación con otras aplicaciones vía ODBC, OLE 2.0 y DDE.

-Comunicación sencilla mediante drivers implementados.

-Programación Online: no es necesaria detener la runtime del desarrollo para

poder actualizar las modificaciones en el mismo.


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11. Descripción del PLC.

La gama S7-200 comprende diversos sistemas de automatización pequeños

(Micro-PLCs) que se pueden utilizar para numerosas tareas. La figura 2 muestra un

Micro-PLC S7-200. Gracias a su diseño compacto, su capacidad de ampliación, su bajo

costo y su amplio juego de operaciones, los Micro-PLCs S7-200 son especialmente

apropiados para solucionar tareas de automatización sencillas. Además, los diversos

tamaños y fuentes de alimentación de las CPUs ofrecen la flexibilidad necesaria para

solucionar las tareas de automatización.

Fig. 2 - Micro-PLC S7-200


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11.1. Características generales del PLC escogido:

De las siguientes características podemos deducir que es un elemento para la

automatización para ambientes hostiles como puede ser en nuestro caso una sala de

bombas con cinco bombas de 5000 W de potencia cada una. Por eso necesitamos un

automata como este que tiene alta immunidad a las interferencias producidas por estos

motores, que pudiera trabajar en condiciones ambientales adversas, tal como son altas

temperaturas y humedad y que tuviera una protección de aislamiento a subidas de

tensión.

Condiciones ambientales – Transporte y almacenamiento

IEC 68-2-2, ensayo Bb, calor seco y IEC –40° C a +70° C 68-2-1, ensayo Ab, Frío

IEC 68-2-30, ensayo Dd, calor húmedo 25° C a 55° C, 95% humedad

IEC 68-2-31, vuelco 100 mm, 4 gotas, desembalado

IEC 68-2-32, caída libre 1m, 5 veces, embalado para embarque

Condiciones ambientales – Funcionamiento

Condiciones ambientales 0° C a 55° C montaje horizontal (aire de entrada 25 mm debajo de la 0° C a 45° C montaje vertical unidad) 95% humedad no condensante

IEC 68-2-14 Ensayo Nb 5° C a 55° C, 3° C/minuto

IEC 68-2-27 Choque mecánico 15 G, 11 ms impulso, 6 choques en c/u de 3 ejes

IEC 68-2-6 Vibración sinusoidal 0,30 mm pico a pico 10 a 57 Hz; 2G montaje en armario eléctrico, 1G

montaje en perfil soporte, 57 a 150 Hz; 10 barridos por eje, 1 octava/minuto

EN 60529, IP20 Protección mecánica Protege los dedos contra el contacto con alto voltaje, según pruebas realizadas con sondas estándar. Se requiere protección externa contra polvo, impurezas, agua y objetos extraños.

Compatibilidad electromagnética — Inmunidad1 según EN50082-21

EN 61000-4-2 (IEC 801-2) 8 kV descarga en el aire a todas las superficies y al interface de comunicación Descargas electrostáticas

EN 50140 (IEC 801-3) 80 MHz a 1 GHz 10 V/m, 80% modulación con señal de 1 kHz Campos electromagnéticos radiados

EN 50141 0,15 MHz a 80 GHz 10 V/m, 80% modulación con señal de 1 kHz Perturbaciones conducidas

EN 50204 900 MHz +± 5 MHz, 10 V/m, 50% ciclo de trabajo, frecuencia de repetición 200 Hz Inmunidad a radioteléfonos digitales 2 kV, 5 kHz con red de unión a la alimentación AC y DC

EN 61000-4-4 (IEC 801-4) 2 kV, 5 kHz con red de unión a la alimentación AC y DC Transitorios eléctricos rápidos 2 kV, 5 kHz con abrazadera de unión a las E/S digitales y a la comunicación

EN 61000-4-5 (IEC 801-5) 2 kV asimétrico, 1 kV simétrico Inmunidad a ondas de choque 5 impulsos positivos/5 impulsos negativos 0°, +90°, –90° decalaje de fase


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Compatibilidad electromagnética — Emisiones conducidas y radiadas según EN50081 -1 2 y -2

EN 55011, clase A, grupo 1, conducida1

0,15 a 0,5 MHz < 79 dB (µV) casi cresta; < 66 dB (µV) promedio

0,15 a 5 MHz < 73 dB (µV) casi cresta; < 60 dB (µV) promedio

5 MHz a 30 MHz < 73 dB (µV) casi cresta; < 60 dB (µV) promedio

EN 55011, clase A, grupo 1, radiada1

30 MHz a 230 kHz 30 dB (µV/m) casi cresta; medido a 30 m

230 MHz a 1 GHz 37 dB (µV/m) casi cresta; medido a 30 m

EN 55011, clase B, grupo 1, conducida2

0,15 a 0,5 MHz < 66 dB (µV) decremento casi cresta con frecuencia logarítmica a 56 dB (µV) < 56 dB (µV) decremento promedio con frecuencia logarítmica a 46 dB (µV)

0.5 MHz a 5 MHz < 56 dB (µV) casi cresta; < 46 dB (µV) promedio

5 MHz a 30 MHz < 60 dB (µV) casi cresta; < 50 dB (µV) promedio

EN 55011, clase B, grupo 1, radiada2

30 MHz a 230 kHz 30 dB (µV/m) casi cresta; medido a 10 m

230 MHz a 1 GHz 37 dB (µV/m) casi cresta; medido a 10 m

Prueba de aislamiento a hipervoltajes

24 V/5 V circuitos nominales AC 500 V (límites de aislamiento óptico)

115/230 V circuitos a tierra AC 1,500 V

115/230 V circuitos hasta 115/230 V circuitos AC 1,500 V

230 V circuitos hasta 24 V/5V circuitos AC 1,500 V

115 V circuitos hasta 24 V/5V circuitos AC 1,500 V


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11.2. Caracteristicas del PLC S7-200 CPU221.

Dentro de la gama de plc’s S7-200 se ha optado por la CPU 221 por tener ya lo

necesario para lo que pretendemos en nuestro proyecto, y es lo siguiente:

11.2.1. Dimensiones :

Tamaño físico

Dimensiones (l x a x p) 90 mm x 80 mm x 62 mm

Peso 270 g

Pérdida de corriente (disipación) 4 W

11.2.2. Características principales de la CPU221:

Podemos destacar de esta CPU que tiene un tamaño de almacenaje de programa

de 2048 palabras, 256 bits de marcas internas, 256 contadores, 256 temporizadores y una

velocidad de operación boleana de 34 µs por operación.

Características de la CPU

Entradas digitales integradas 6 entradas

Salidas digitales integradas 4 salidas

Contadores rápidos (valor de 32 bits)

Total 4 contadores rápidos

Nº de contadores de fase simple 4, con una frecuencia de reloj de

20 kHz c/u

Nº de contadores de dos fases 2, con una frecuencia de reloj de 20 kHz c/u

Salidas de impulsos 2 a una frecuencia de impulsos de 20 kHz

Potenciómetros analógicos 1 con resolución de 8 bits

Interrupciones temporizadas 2 con resolución de 1 ms

Interrupciones de flanco 4 flancos positivos y/o 4 flancos negativos

Tiempos de filtración de entradas 7 márgenes de 0,2 ms a 12,8 ms

Captura de impulsos 6 entradas de captura de impulsos


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Tamaño del programa (almacenado permanente- 2048 palabras mente) 1024 palabras

Tamaño del bloque de datos: 1024 palabras Almacenamientopermanente 1024 palabras

Respaldo por condensador de alto rendimiento 10 E/S o pila

E/S de ampliación digitales (máx.)

Marcas internas 256 bits

Almacenamiento permanente al apagar 112 bits Respaldo por condensador de alto rendimiento 256 bits o pila

Temporizadores (total) 256 temporizadores

Respaldo por condensador de alto rendimiento 64 temporizadores o pila 4 temporizadores 1 ms 16 temporizadores 10 ms 236 temporizadores 100 ms

Contadores (total) 256 contadores

Respaldo por condensador de alto rendimiento 256 contadores o pila 0,37 µs por operación

Velocidad de ejecución booleana 34 µs por operación Velocidad de ejecución de Transferir palabra 50 µs a 64 µs por operación Velocidad de ejecución de temporizadores/ con- Tadores 46 µs por operación Velocidad de ejecución de aritmética de precisión Simple

100 µs a 400 µs por operación

Velocidad de ejecución de aritmética en coma típ. 50 h, mín. 8 h a 40° C Flotante

11.2.3. Comunicaciones existentes:

Tenemos un puerto de comunicaciones integrado, que con una comunicación PPI/MPI

podemos transmitir a unas velocidades de 9,6 hasta 187,5 kbit/s y una distancia máxima

de 1000 m..

Comunicación

Comunicación integrada

Nº de puertos 1 puerto

Interface eléctrico RS-485

Aislamiento (señal externa a circuito lógico) Sin aislamiento

Velocidades de transferencia PPI/MPI 9,6, 19,2 y 187,5 kbit/s


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Velocidades de transferencia Freeport 0,3, 0,6, 1,2, 2,4, 4,8, 9,6, 19,2 y 38,4 kbit/s

Longitud máx. del cable por segmento hasta 38,4 kbit/s 1200 m 187,5 kbit/s 1000 m

Nº máximo de estaciones Por segmento 32 estaciones Por red 126 estaciones

Nº máximo de maestros 32 maestros

Modo maestro PPI (NETR/NETW) Sí

Enlaces MPI 4 en total; 2 reservados: 1 para PG y 1 OP

Cartuchos opcionales

Cartucho de memoria (almacenamiento perma- Programa, datos y configuración nente) típ. 200 días Cartucho de pila (tiempo de respaldo de datos) 2 minutos por mes a 25° C Cartucho de reloj (precisión del reloj) 7 minutos por mes 0° C a 55° C

11.2.4. Alimentación:

La alimentación del PLC tiene que ser de 24 V DC, con variaciones admisibles de 20,4 a

28,8 V y la corriente máxima de entrada no puede exceder de 600 mA. La corriente

máxima destineada para la alimentación de sensores es de 180 mA. Lo cual nos dice que

deberemos utilizar una fuente de alimentación auxiliar.

Alimentación

Alimentación PLC

Tensión de línea (margen admisible) DC 20,4 a 28,8 V

Corriente de entrada (sólo CPU) / carga máx. 70/600 mA a DC 24 V

Extra-corriente de serie (máx.) 10 A a DC 28,8 V

Aislamiento (corriente de entrada a lógica) Sin aislamiento

Tiempo de retardo (desde la pérdida de corriente de entrada) mín. 10 ms de DC 24 V

Fusible interno (no reemplazable por el usuario) 2 A, 250 V, de acción lenta

Alimentación para sensores DC 24 V

Margen de tensión DC 15,4 a 28,8 V

Corriente máxima 180 mA

Rizado corriente parásita Igual que línea de entrada

Corriente límite 600 mA

Aislamiento (alimentación de sensores a circuito Sin aislamiento lógico)


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11.2.5. Entradas del PLC:

Características de las entradas

Nº de entradas integradas 6 entradas

Tipo de entrada Sumidero de corriente/fuente (tipo 1 IEC con sumidero de corriente)

Tensión de entrada

Tensión máx. continua admisible DC 30 V

Sobretensión transitoria DC 35 V, 0,5 s

Valor nominal DC 24 V a 4 mA, nominal

Señal 1 lógica (mín.) mín. DC 15 V a 2,5 mA

Señal 0 lógica (máx.) máx. DC 5 V a 1 mA

Aislamiento (campo a circuito lógico)

Separación galvánica AC 500 V, 1 minuto

Grupos de aislamiento de 4 entradas/2 entradas

Tiempos de retardo de las entradas

Entradas filtradas y entradas de interrupción 0,2 a 12,8 ms, seleccionable por el usuario

Entradas de reloj de los contadores rápidos

Fase simple

Nivel 1 lógico = DC 15 V a DC 30 V 20 kHz Nivel 1 lógico = DC 15 V a DC 26 V 30 kHz

Contadores A/B

Nivel 1 lógico = DC 15 V a DC 30 V 10 kHz Nivel 1 lógico = DC 15 V a DC 26 V 20 kHz

Conexión de sensor de proximidad de 2 hilos (Bero)

Corriente de fuga admisible máx. 1 mA

Longitud del cable

No apantallado (no HSC) 300 m

Apantallado 500 m

Entradas HSC, apantalladas 50 m

Nº de entradas ON simultáneamente

40 ° C 6

55 ° C 6


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11.2.6. Salidas del PLC:

Características de las salidas

Nº de salidas integradas 4 salidas

Tipo de salida Estado sólido-MOSFET

Tensión de salida

Margen admisible DC 20,4 a 28,8 V

Valor nominal DC 24 V

Señal 1 lógica a corriente máxima mín. DC 20 V

Señal 0 lógica a 10 K ? de carga máx. DC 0,1 V Corriente de salida

Señal 1 lógica 0,75 A

Nº de grupos de salidas 1

Nº de salidas ON (máx.) 4

Por grupo – montaje horizontal (máx.) 4

Por grupo – montaje vertical (máx.) 4

Corriente máx. por común/grupo 3.0 A

Carga LEDs 5.0 W

Resistencia estado ON (resistencia contactos) 0,3Ω

Corriente de derivación por salida máx. 10 µA Sobrecorrientemomentánea máx. 8 A, 100 ms

Protección contra sobrecargas no

Aislamiento


En grupos de 4 salidas

Retardo de las salidas

OFF a ON (Q0.0 y Q0.1) máx. 2 µs

ON a OFF (Q0.0 y Q0.1) máx. 10 µs

OFF a ON (Q0.2 y Q0.3) máx. 15 µs

ON a OFF (Q0.2 y Q0.3) máx. 100 µs

Frecuencia de conmutación (salida de impulsos)

Q0.0 y Q0.1 máx. 20 kHz

Longitud del cable

No apantallado 150 m

Apantallado 500 m


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11.3. Equipos necesarios.

Los componentes básicos de un sistema Micro-PLC S7-200, incluyendo una

CPU S7-200, un PC, el software de programación STEP 7-Micro/WIN 32 (versión 3.0)

y un cable de comunicación.

El PC, debe disponer de los siguientes equipos adicionales:

Un cable PC/PPI.

Un procesador de comunicaciones (CP) y un cable de interface multipunto (MPI)

Una tarjeta de interface multipunto (MPI). El cable de comunicación se

suministra junto con la tarjeta MPI.

Fig. 3 - Componentes de un Micro-PLC S7-200

STEP 7-Micro/WIN 32

Cable PC/PPI

PC

CPU S7-200


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Capacidad de las CPUs S7-200

La gama S7-200 comprende diversas CPUs. Por lo tanto, se dispone de una gran

variedad de funciones que permiten diseñar soluciones de automatización a un precio

razonable. 11.4. Principales componentes de un PLC S7-200.

Un Micro-PLC S7-200 puede comprender una CPU S7-200 sola o conectada a

diversos módulos de ampliación opcionales.

11.4.1. CPU S7-200:

La CPU S7-200 es un equipo autónomo compacto que incorpora una unidad

central de procesamiento (CPU), una fuente de alimentación, así como entradas y salidas

digitales.

La CPU ejecuta el programa y almacena los datos para la tarea de automatización

o el proceso.

Utilizando módulos de ampliación se pueden agregar entradas y salidas (E/S)

adicionales a la CPU.

La fuente de alimentación suministra corriente a la unidad central y a los

módulos de ampliación conectados.

El sistema se controla mediante entradas y salidas (E/S). Las entradas vigilan las

señales de los dispositivos de campo (p.ej. sensores e interruptores), mientras que las

salidas supervisan las bombas, motores u otros aparatos del proceso.

El puerto de comunicación permite conectar la CPU a una unidad de

programación o a otros dispositivos que intervengan en el proceso.

Los diodos luminosos indican el modo de operación de la CPU (RUN o STOP),

el estado de las entradas y salidas integradas, así como los posibles fallos del sistema

que se hayan detectado.


- 25 -

Algunas CPUs tienen un reloj de tiempo real incorporado, en tanto que otras

necesitan un cartucho de reloj de tiempo real.

Un cartucho enchufable EEPROM en serie permite almacenar programas de la

CPU y transferir programas de una CPU a otra.

Un cartucho enchufable de pila permite prolongar el respaldo de los datos en la

RAM.

Fig. 4 - Muestra una CPU S7-200.

11.4.2. Módulos de ampliación:

La CPU S7-200 dispone de un número determinado de entradas y salidas

integradas. Conectando un módulo de ampliación se dispondrá de más entradas y

salidas.

Fig. 5 - CPU con un módulo de ampliación

Tapa superior Terminal de alimentación

LEDs de estado Terminal de salidas

Cartucho Tapa frontal Selector RUN / STOP Potenciómetros Conexión a módulos de ampliación

Puerto de Tapa inferior

comunicación Terminal de entradas Alimentación de sensores


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12. Alimentación de corriente.

Los módulos base del S7-200 tienen integrada una fuente de alimentación capaz

de abastecer el módulo base, los módulos de ampliación y otras cargas que precisen DC

24 V. Utilice la información siguiente como guía para determinar cuánta energía (o

corriente) puede suministrar el módulo central a la configuración deseada.

Requisitos de alimentación

Cada CPU S7-200 ofrece alimentación tanto en DC 5 V como DC 24 V:

Cada CPU dispone de una fuente de alimentación para sensores de DC 24 V que

puede suministrar esta tensión para las entradas locales o para las bobinas de relés en los

mó- dulos de ampliación. Si el consumo de DC 24 V supera la corriente que es capaz de

aportar el módulo CPU, entonces puede añadirse una fuente de alimentación externa de

DC 24 V para abastecer con DC 24 V los módulos de ampliación. La alimentación de

DC 24 V se debe conectar manualmente a dichas entradas o bobinas de relé.

La CPU alimenta también con DC 5 V los módulos de ampliación cuando se

conectan al módulo base. Si el consumo de DC 5 V de los módulos de ampliación supera

la corriente aportable por la CPU, entonces es necesario desconectar tantos módulos de

ampliación como sean necesarios para no superar la corriente aportable por la CPU.

Las hojas de datos técnicos que se incluyen en el Anexo A informan sobre las

corrientes suministrables por las CPUs y sobre el consumo de los módulos de

ampliación.


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12.1. Cálculo de los requisitos de alimentación.

La tabla siguiente muestra el cálculo de los requisitos de alimentación de un

Micro- PLC S7-200 compuesto de los módulos siguientes:

CPU 221 DC/DC/DC

1 módulos de ampliación EM 222, 8 salidas de relé

2 módulo de ampliación EM 221, 8 entradas DC

Corriente max. CPU

CPU 221 DC/DC/DC 180mA

Consumo del sistema

CPU 221, 10 entradas 10 * 4 mA = 40 mA 1 EM 222, 8 salidas 8 * 4 mA =32 mA 2 EM 221, 8 entradas 16 * 4 mA =64 mA Consumo total 136 mA

Balance de corriente

Balance total de corriente 44 mA

Fig. 6 – Balance de Corriente.

La CPU suministra suficiente corriente (DC 5 V) para los módulos de

ampliación. Las E/S requieren 136 mA, y la CPU puede suministrar 180 mA.


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13. Instalación.

Los sistemas de automatización S7-200 (Micro-PLCs) son fáciles de instalar. Se

pueden montar bien sea en un armario eléctrico, utilizando los orificios de sujeción

previstos a tal efecto, o bien en un raíl normalizado (DIN) usando ganchos de retención.

Sus pequeñas dimensiones permiten ahorrar espacio.

13.1. Preparar el montaje.

Disposición

Los sistemas de automatización S7-200 se pueden disponer en un armario

eléctrico o en un raíl DIN. Es posible montarlos de forma horizontal o vertical. Un

sistema de automatización S7-200 se puede conectar a un módulo de ampliación

utilizando uno de los métodos siguientes:

Un cable plano con el correspondiente conector está incorporado en el módulo de

ampliación para poder conectarlo fácilmente a la CPU o a otro módulo de ampliación.

Con objeto de flexibilizar aún más el montaje, se ofrecen también cables de

conexión para los módulos de ampliación.

Muestra dos ejemplos típicos de disposición.

Fig. 7 – Montaje en armario eléctrico o carril DIN.

E/S E/S E/S E/S

E/S E/S

Montaje en un armario eléctrico Montaje en un raíl DIN


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13.2. Espacio necesario para montar un PLC S7-200.

Al planificar la disposición de los módulos en el bastidor se deberán respetar las

siguientes reglas:

Para las CPUs S7-200 y los módulos de ampliación se ha previsto la ventilación

por convección natural. Por lo tanto, se deberá dejar un margen mínimo de 25 mm por

encima y por debajo de las unidades para garantizar su ventilación. El funcionamiento

continuo a una temperatura ambiente máxima y con una carga muy elevada reduce la

vida útil de cualquier dispositivo electrónico.

Para el montaje vertical, la temperatura ambiente máxima se reduce en 10º C. La

CPU se debe montar debajo de los módulos de ampliación. Si el montaje se efectúa en

un raíl DIN vertical es preciso utilizar un tope.

Para el montaje horizontal o vertical en un armario eléctrico, se deben prever 75

mm.

Al planificar la disposición de los módulos, se ha de preveer suficiente espacio

para el cableado de las entradas y salidas, así como para las conexiones de los cables de

comunicación.

ÂÂÂÂÂÂÂ

ÂÂÂÂÂÂÂ

Fig. 8 – Dimensiones.

25 mm

25 mm

75 mm

Vista frontal Vista lateral

Espacio de ventilación Placa frontal

Superficie de montaje E/S


- 30 -

13.3. Montaje en un raíl DIN.

Las CPUs S7-200 y los módulos de ampliación se pueden montar en un raíl DIN

estándar

Fig. 9 – Dimensiones carril DIN. 13.4. Dimensiones del armario eléctrico.

Las CPUs S7-200 y los módulos de ampliación disponen de orificios para

facilitar su montaje en armarios eléctricos. En la figura 10 se indican las dimensiones

necesarias para montar las diversas CPUs S7-200 y los módulos de ampliación.

Fig. 10 – Dimensiones CPU 221.

7,5 mm

1,0 mm 35 mm

90 mm

4 mm 82 mm 4 mm

96 mm

88 mm

80 mm

4 mm

Orificios de montaje (M4 ó nº 8)

CPU 221 CPU 222


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13.5. Montar y desmontar un Micro-PLC S7-200 o un módulo de

ampliación.

13.5.1. Montar un Micro-PLC S7-200 o un módulo de ampliación en

un armario eléctrico.

Para montar una CPU S7-200 en un armario eléctrico, siga los siguientes pasos:

1. Posicione y taladre los orificios de sujeción para los tornillos de tamaño DIN

M4 (estándar americano nº 8). En el apartado 2.1 se indican las dimensiones de montaje

y otros datos importantes al respecto.

2. Atornille la CPU S7-200 al armario eléctrico, utilizando tornillos de tamaño

DIN M4 (estándar americano nº 8).

Para montar un módulo de ampliación en un armario eléctrico, siga los siguientes pasos:

1. Posicione y taladre los orificios de sujeción para los tornillos de tamaño DIN

M4 (están- dar americano nº 8). En el apartado 2.1 se indican las dimensiones de

montaje y otros datos importantes al respecto.

2. Coloque el módulo de ampliación cerca de la CPU o del módulo de

ampliación y fíjelo correctamente.

3. Enchufe el cable de cinta flexible del módulo de ampliación en el conector de

la CPU ubicado debajo de la tapa frontal. El cable muestra la orientación correcta.

4. Así se finaliza el montaje.


- 32 -

13.5.2. Montar un Micro-PLC S7-200 o un módulo de ampliación en

un perfil soporte.

Para montar una CPU S7-200 en un raíl DIN, siga los siguientes pasos:

1. Atornille el raíl DIN al armario eléctrico dejando un espacio de 75 mm entre

tornillo y tornillo.

2. Abra el gancho de retención (ubicado en el lado inferior de la CPU S7-200) y

enganche la parte posterior de la CPU al raíl DIN.

3. Cierre el gancho de retención y verifique que la CPU S7-200 haya

enganchado correctamente en el raíl.

Para montar un módulo de ampliación en un raíl DIN, siga los siguientes pasos:

1. Abra el gancho de retención y enganche la parte posterior del módulo en el

raíl próximo a la CPU o al módulo de ampliación.

2. Cierre el gancho de retención para fijar el módulo de ampliación al raíl.

Asegúrese de que el módulo se haya enganchado correctamente en el raíl.

3. Enchufe el cable de cinta flexible del módulo de ampliación en el conector de

la CPU ubicado debajo de la tapa frontal. El cable muestra la orientación correcta.

4. Así se finaliza el montaje.

13.5.3. Desmontar un Micro-PLC o un módulo de ampliación S7-

200.

Para desmontar una CPU o un módulo de ampliación S7-200, siga los siguientes

pasos:

1. Desconecte todos los cables enchufados al módulo que desee desmontar.

Algunas CPUs y algunos módulos de ampliación disponen de conectores extraíbles.

2. Abra la tapa de acceso frontal y desconecte el cable de cinta flexible de los

módulos adyacentes.


- 33 -

3. Desatornille los tornillos de montaje o abra el gancho de retención y desmonte

el módulo.

Fig. 11 – Montaje-Desmontaje de los módulos.

13.6. Instalar el cableado de campo.

Reglas de carácter general

Los puntos siguientes constituyen reglas de carácter general para la instalación y

el cableado de los Micro-PLCs S7-200:

Al cablear un Micro-PLC S7-200 es necesario respetar todos los reglamentos,

códigos y normas eléctricas vinculantes. Instale y utilice el equipo conforme a todas las

normas nacionales y locales vigentes. Diríjase a las autoridades locales para informarse

acerca de qué reglamentos, códigos o normas rigen en el lugar de instalación.

Utilice siempre cables con una sección adecuada para la intensidad. Los S7-200s

aceptan cables con sección de 1,50 mm2 a 0,50 mm2 (14 AWG a 22 AWG).

No apriete excesivamente los bornes de tornillo, pues podrían pasarse de rosca.

El par máximo de apriete es de 0.56 N-m.

Utilice siempre un cable lo más corto posible (apantallado o blindado, como

máximo 500 metros, sin pantalla o blindaje, 300 metros). El cableado deberá efectuarse

Desconecte el cable aquí

Para desmontar este módulo


- 34 -

por pares; con el cable de neutro o común combinado con un cable de fase o uno de

señal.

Separe el cableado de corriente alterna y el cableado de corriente continua de alta

tensión y rápida conmutación de los cables de señal de baja tensión.

Identifique y disponga adecuadamente el cableado hacia los S7-200s. De ser

necesario, prevea un alivio de tracción.

Instale dispositivos de supresión de sobretensiones apropiados en el cableado

susceptible de recibir sobretensiones causadas por rayos.

Ninguna alimentación externa deberá aplicarse a una carga de salida en paralelo

con una salida de corriente continua (DC). En caso contrario puede circular corriente

inversa a través de la salida a menos que se instale un diodo u otra barrera.

13.6.1. Reglas de puesta a tierra de referencia de potencial para

circuitos aislados.

Seguidamente se indican las reglas de puesta a tierra para circuitos aislados:

Deberá identificarse el punto de referencia (referencia de tensión 0) para cada

circuito de la instalación así como los puntos donde puedan interconectarse circuitos con

referencias de potencial diferentes. Tal tipo de conexiones puede causar circulaciones

parásitas de corriente con consecuencias indeseadas, tales como errores lógicos o

circuitos deteriorados. Una causa muy común de diferentes potenciales de referencia son

tomas de tierra que están separadas físicamente por una gran distancia. Cuando se

interconectan dispositivos con tierras muy separadas a través de un cable de

comunicación o de sensor, por el circuito creado por el cable y tierra pueden circular

corrientes inesperadas.

Las corrientes de carga de maquinaria pesada pueden causar, incluso con

distancias reducidas, diferencias de potencial de tierra o generar corrientes indeseadas

por fenómenos de inducción electromagnética. Las fuentes de alimentación que no


- 35 -

tengan coordinada su referencia de potencial 0 pueden causar corrientes dañinas al

circular entre sus circuitos asociados.

Si una CPU con potencial de tierra diferente se conecta a una misma red PPI, es

preciso utilizar un repetidor RS 485 aislado.

Los productos S7-200 incluyen aislamientos en ciertos puntos para prevenir la

circulación de corrientes indeseadas en la instalación. Al planear la instalación, se

deberá considerar dónde existen tales elementos de aislamiento y dónde no. También se

deberán considerar los puntos de aislamiento en fuentes de alimentación asociadas y

otros equipos, así como los puntos que utilizan como referencia las fuentes de

alimentación asociadas.

Los puntos de referencia de tierra y los aislamientos que ofrece el equipo deberán

elegirse de forma que se interrumpan bucles de circuito innecesarios que pueden causar

la circulación de corrientes indeseadas. No olvide considerar aquellas conexiones

temporales que pueden introducir cambios en el potencial de referencia de los circuitos.

Al definir físicamente las tierras es necesario considerar los requisitos de puesta a

tierra de protección y el correcto funcionamiento de los aparatos de protección por corte.

Para obtener el mayor nivel posible de inmunidad a interferencias en la mayoría

de las instalaciones, la conexión M de la fuente de alimentación de sensores se deberá

conectar a tierra.

Las descripciones siguientes constituyen una introducción a las características de

aislamiento generales de la gama S7-200. Sin embargo, algunas prestaciones pueden

diferir en determinados productos. Los aislamientos con valores nominales inferiores a

AC 1.500 V han sido diseñados únicamente como aislamiento funcional y no deberán

tomarse para definir barreras de seguridad.

El potencial de referencia de la lógica de circuito es el mismo que el de la

conexión M de la fuente de alimentación DC de sensores.

El potencial de referencia de la lógica de circuito es el mismo que el punto M de

la alimentación de entrada en el caso de una CPU con alimentación en corriente

continua.


- 36 -

Los puertos de comunicación de la CPU tienen el mismo potencial de referencia

que la lógica de circuito.

Las entradas y salidas (E/S) analógicas no están aisladas con respecto a la lógica

de circuito. Las entradas analógicas son de tipo diferencial, es decir tienen una baja

razón de rechazo en modo común.

§ La lógica de circuito está aislada de la tierra hasta AC 500 V.

§ Las E/S digitales en DC están aisladas de la lógica de la CPU hasta AC 500 V.

§ Los grupos de E/S digitales en DC están aislados unos de otros hasta AC 500 V.

§ Las salidas de relé están aisladas de la lógica de la CPU hasta AC 1.500 V.

§ Los grupos de salida están aislados unos de otros hasta AC 1.500 V.

§ La fase y el neutro de la alimentación en alterna están aislados de tierra, la lógica

de la CPU y todas las E/S hasta AC 1.500 V.

13.6.2. Bloque de terminales extraíble.

El bloque de terminales extraíble para el cableado de campo (v. fig. 12) tiene la

ventaja de que las conexiones permanecen fijas aun al desmontar o montar la CPU S7-

200 y los módulos de ampliación.

Para soltar el bloque de terminales de la CPU o del módulo de ampliación, siga

los siguientes pasos:

1. Levante la tapa de acceso superior de la CPU o del módulo de ampliación.

2. En la mitad del bloque de terminales, inserte un destornillador en la ranura

como muestra la figura 12.

3. Empuje hacia abajo y haga palanca para soltar el bloque de terminales como

se muestra abajo.

Para enganchar nuevamente un bloque de terminales en una CPU o en un módulo

de ampliación, siga los siguientes pasos:

1. Levante la tapa de acceso superior de la CPU o del módulo de ampliación.


- 37 -

2. Verifique que el nuevo bloque de terminales esté alineado correctamente con

los pines de la CPU o del módulo de ampliación.

3. Empuje el bloque de terminales hacia abajo hasta que enganche

correctamente en la CPU o en el módulo de ampliación.

Fig. 12 – Montaje-Desmontaje de los terminales extraibles.

14. Modulos de ampliacion de entradas digitales EM221.

14.1. Dimensiones.

Tamaño físico

Dimensiones (l x a x p) 46 x 80 x 62 mm

Peso 150 g



- 38 -

14.2. Características.

Características de las entradas

Nº de entradas integradas 8 entradas

Tipo de entrada Sumidero de corriente/fuente (tipo 1 IEC con sumidero de corriente)

Tensión de entrada

Tensión máx. continua admisible DC 30 V

Sobretensión transitoria DC 35 V, 0,5 s

Valor nominal DC 24 V a 4 mA, nominal

Señal 1 lógica (mín.) mín. DC 15 V a 2,5 mA

Señal 0 lógica (máx.) máx. DC 5 V a 1 mA

Aislamiento


Grupos de aislamiento de 4 entradas

Tiempos de retardo de las entradas

Máximo 4.5 ms

Conexión de sensor de proximidad de 2 hilos (Bero) máx. 1 mA Corriente de fuga admisible

Longitud del cable


Apantallado 500 m

Nº de entradas ON simultáneamente

40 ° C 8

55 ° C 8

Consumo de corriente

De +DC 5 V (del bus de ampliación) 30 mA


- 39 -

14.3. Conexionado.

Fig. 13 – Identificación de terminales de conexión para el EM221, 8 entradas digitales x DC 24 V

Común DC24 V y terminales de entrada DC 24 V


2M .4 .5 .6 .7

1M .0 .1 .2 .3

1K Ω 5,6K Ω


- 40 -

15. Modulos de apliación de salidas digitales EM222.

15.1. Dimensiones.

Tamaño físico

Dimensiones (l x a x p) 46 x 80 x 62 mm

Peso 150 g


15.2. Características.

Características de las salidas

Nº de salidas 8 salidas

Tipo de salida Estado sólido-MOSFET Tensión de salida

Margen admisible DC 20,4 a 28,8 V

Valor nominal DC 24 V

Señal 1 lógica a corriente máxima mín. DC 20 V

Señal lógica 0 con 10 K Ω de carga máx. DC 0,1 V

Corriente de salida

Señal 1 lógica 0,75 A

Nº de grupos de salidas 2

Nº de salidas ON (máx.) 8

Por grupo – montaje horizontal (máx.) 4

Por grupo – montaje vertical (máx.) 4

Corriente máx. por común/grupo 3 A

Carga LEDs 5 W

Resistencia estado ON (resistencia conta.) 0,3Ω

Corriente de derivación por salida máx. 10 µA Sobrecorrientemomentánea máx. 8 A, 100 ms

Protección contra sobrecargas no

Aislamiento


Resistencia de aislamiento –


- 41 -

Aislamiento bobina a contacto –

Aislamiento entre contactos abiertos –

En grupos de 4 salidas

Carga inductiva, apriete

Repetición disipación de energía 1 W, en todos los canales < 0.5 LI2 x frecuencia de conmutación

Límites tensión de bloqueo L+ menos 48 V Retardo de las salidas

OFF a ON máx. 50 µs

ON a OFF máx. 200 µs

Longitud del cable


Apantallado 500 m Consumo de corriente

De +DC 5 V (del bus de ampliación) 50 mA

De L+ –

15.3. Conexionado.

Fig. 14 – Identificación de terminales de conexión para el EM222, 8 salidas digitales x DC 24 V


1M 1L+ .0 .1 .2 .3


36 V

2M 2L+ .4 .5 .6 .7


- 42 -

16. Cable de módulo de ampliación. 16.1. caracteristicas.

Caracteristicas generales

Longitud del cable 0,8 m Peso 25 g Tipo de conector Cinta de 10 pines

16.2. Instalación.

En la siguiente figura podemos observar como se conectan los cables entre

módulos de ampliación y el PLC.

Fig. 15 – Instalación típica del cable de conexión de E/S de ampliación

17. Cartuchos opcionales.

Color Función del cartucho Gris Programa de usuario Azul Reloj de tiempo real con pila

Naranja Cartucho de pila

Conector hembra

Conector macho


- 43 -

17.1. Cartucho de programa de usuario(gris).

Necesitamos un cartucho para grabar el programa de usuario. Esto nos facilitará

mucho el trabajo a la hora de tener que volver a instalar el programa en la memoria de la

CPU así como cuando querramos consultar el codigo de programa. 17.2. Cartucho de reloj de tiempo real(azul).

Necesitamos un cartucho para tener, en todo momento, la hora en tiempo real,

pase lo que le pase al PLC. 17.3. Cartucho de pila(naranja).

Necesitamos un cartucho para que, en caso de bajada de tensión, recupere todos

los dadtos, así como, el estado del PLC.


Almacenamiento en el cartucho de memoria Programa, datos y configuración Cartucho de pila (tiempo de respaldo de datos) típ. 200 días Precisión del cartucho de reloj 2 minutos por mes @ 25ºC

17.4. Dimensiones de los cartuchos.

18 mm

18 mm 10 mm

Peso del cartucho 3 g.


- 44 -

17.5. caracteristicas.


Pila 3 V, 30 mA hora, Renata CR 1025

Tamaño 9.9 x 2.5 mm

Tipo de entrada Litio < 0.6 g

Vida útil de almacenaje 10 años

18. Cable PC/PPI. Nº de referencia 6ES7 901-3BF20-0XA0

18.1. Dimensiones del cable PC/PPI.

Fig. 16 – Dimensiones del cable PC/PPI

RS-232 COMM RS-485 COMM

Cable PC/PPI aislado PPI Vel. de PC transf. 123 SWITCH 4 1 = 10 BIT

1 38.4K 000 0 = 11 BIT 19.2K 001 0 9.6K 010 SWITCH 5 1 = DTE 1 2 3 4 5 2.4K 100 0 = DCE 1.2K 101

40 mm

0,3 m 0,1 m

4,6 m


- 45 -

18.2. Posición de los interruptores DIP en el cable PC/PPI para seleccionar

la velocidad de transferencia.

En la siguiente tabla podemos ver como hemos de colocar los microrruptores de

DIP para conseguir las diferentes velocidas que nos ofrece la comunicación PPI a traves

del cable PC/PPI.

Velocidad de transferencia Interruptor DIP (1 = arriba) 38400 000 19200 001

9600 010

4800 011

2400 100 1200 101 600 110

18.3. Utilización de módems con el cable PC/PPI.

Tipo de módem Interruptor DIP (1 = arriba) Módem de 11 bits 0 Módem de 10 bits 1

18.4. Asignación de pines del cable PC/PPI.

Asignación de pines Interruptor DIP (1 = arriba) DCE 0 DTE 1


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19. Fuente de alimentación. 19.1. Reglas para la instalación con corriente continua.

Seguidamente se indican reglas de carácter general para instalaciones con

corriente continua aisladas (v. fig. 15).

§ [a] Instale un interruptor unipolar para cortar la alimentación de la CPU, todos

los circuitos de entrada y todos los circuitos de salida (de carga).

§ [b] Prevea dispositivos de sobrecorriente para proteger la alimentación de la

CPU, [c] las salidas y [d] las entradas. Para mayor protección es posible instalar un

fusible en cada salida. No se precisa protección de sobrecorriente externa para las

entradas si se utiliza la fuente de alimentación de DC 24 V para sensores integrada

en el Micro-PLC. Esta última fuente de alimentación dispone de una función de

limitación interna de corriente.

§ [e] Verifique que la fuente de alimentación DC tenga suficiente capacidad

para mantener la tensión en caso de que se produzcan cambios bruscos de carga.

De no ser así, prevea condensadores externos adecuados.

§ [f] Para obtener el mayor nivel posible de inmunidad a interferencias en la

mayoría de las instalaciones, es recomendable conectar a tierra todas las fuentes de

alimentación DC. Equipe las fuentes de alimentación DC no puestas a tierra con

una resistencia y un condensador en paralelo [g] conectado entre el común de la

alimentación y el conductor de protección. Dicha resistencia ofrece una vía de

fuga para prevenir acumulaciones de carga estática; el condensador permite

derivar las interferencias de alta frecuencia.

§ [h] Conecte todos los terminales de tierra del S7-200 por el camino más corto

a tierra para obtener el mayor nivel posible de inmunidad a interferencias. Es


- 47 -

recomendable conectar todos los terminales de masa a un solo punto eléctrico.

Para establecer esta conexión, utilice un conductor con un sección de 14 AWG ó

1,5 mm2.

Para alimentar circuitos de DC 24 V, utilice siempre una fuente que ofrezca

separación eléctrica segura de la red de AC 120/230 V y fuentes de peligro similares.

Fig. 15 –Instalación en una red de corriente continua aislada 19.2. Fuente de alimentación SITOP 5A.

Datos técnicos

Fuente de alimentación, Entrada Tensión nominal Rango de tensión Resistencia a sobretensiones Puenteo de fallos de red con Is nom Frecuencia nominal de red; Intensidad nominal Ie nom Limitación de intensidad de conexión (+25 °C)

tipo 5 A Referencia 6EP1 333-3BA00 mono o bifásica AC Ue nom 120/230-500 V AC ajuste por conmutador integrado 85-132/176-550 V AC 1300 Vpico, 1,3 ms 25 ms con Ue = 120/230 V rango 50/60 Hz; 47 a 63 2,2/1,2 - 0,61 A

< 35 A

[a] Sin puesta a tierra - flotante [f] o con puesta a tierra [g] L1 N PE

AC

[g] [h] DC

[f] [e]

[b]

[c]

DA PS DA DA

DE S7-200 EM 222 EM 221 DC/DC/DC M DC DC

[d]

DC 24 V L+ M


- 48 -

Fusible de entrada incorporado Tensión nominal Us nom Tolerancia total • Compensación estática de red aprox. • Compensación estática de carga aprox. Rango de ajuste Indicador de funcionamiento Retardo de arranque/subida de tensión Intensidad nominal Is nom Rango de intensidad • hasta +45 °C • hasta +60 °C U/I din. en caso de • arranque contra cortocircuito Intensidad constante, • cortocircuito en funcionamiento típ. Posibilidad de conexión en paralelo para incrementar la potencia

3,15 A, lento (no accesible) 24 V DC ± 3 % 0,1 % 0,1 % 24 a 28,8 V (máx. 120 W) LED verde para 24 V O.K. < 1 s/< 50 ms 5 A 0 a 5 A 0 a 5 A aprox. 5,5 A 15 A durante 25 ms típ. sí, 2 fuentes (característica conmutable)

19.3. Dimensiones.


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20. Estructura de WinCC.

20.1. Caracteristicas.

Un paquete SCADA debe estar en disposición de ofrecer las siguientes prestaciones:

- Posibilidad de crear paneles de alarma, que exigen la presencia

del operador para reconocer una parada o situación de alarma, con

registro de incidencias.

- Generación de históricos de señal de planta, que pueden ser

volcados para su proceso sobre una hoja de cálculo.

- Ejecución de programas, que modifican la ley de control, o

incluso anular o modificar las tareas asociadas al autómata, bajo ciertas

condiciones.

- Posibilidad de programación numérica, que permite realizar

cálculos aritméticos de elevada resolución sobre la CPU del ordenador.

Con ellas, se pueden desarrollar aplicaciones para ordenadores (tipo PC, por

ejemplo), con captura de datos, análisis de señales, presentaciones en pantalla, envío de

resultados a disco e impresora, etc.

Además, todas estas acciones se llevan a cabo mediante un paquete de funciones

que incluye zonas de programación en un lenguaje de uso general (como C, Pascal, o

Basic), lo cual confiere una potencia muy elevada y una gran versatilidad. Algunos

SCADA ofrecen librerías de funciones para lenguajes de uso general que permiten

personalizar de manera muy amplia la aplicación que desee realizarse con dicho

SCADA.


- 50 -

20.2. Estructura del programa

Una vez instalado WinCC se nos genera en el disco duro la siguiente estructura

de directorios:

Veamos los archivos más importantes y su utilidad:

?Diagnose: en este subdirectorio se encuentran archivos de texto generador por

WinCC para poder analizar los problemas que puedan surgir en la ejecución del

programa.

License.log: licencias de los paquetes instalados y violaciones cometidas

(rebasamiento de límite de variables, etc..).

License.bak: el archivo license.log del anterior arranque de WinCC.

WinCC_Op_01.log: mensajes de operador generados por WinCC durante el

runtime.

WinCC_Sstart_01.log: mensajes de error generador por WinCC en el arranque

de la runtime.

WinCC_Sys_01.log: mensajes de error generador por WinCC durante la

runtime.

S7chn01.log: mensajes de error generados por el canal de comunicaciones S7.

Apdiag.exe: programa de diagnosis del funcionamiento de la aplicación runtime,

en el que podemos estudiar los procesos internos que se van realizando en el código de

la runtime. Si activa la runtime de un proyecto, puede arrancar a su vez este programa,

que permite observar los mensajes del sistema, la ejecución de eventos y exportar esta

información a un fichero de texto. Incluso es posible que muestre mensajes

automáticamente en la pantalla cuando detecte un error interno en la ejecución del

WinCC.

Apitest.exe: este programa nos permite manejar todos los objetos de un proyecto

desde una sola ventana, modificando sus propiedades y enlaces.

Para poder visualizar los objetos tendremos que introducir el path de nuestro

proyecto y el mcp del mismo.


- 51 -

CCAuthorInformation.EXE: Este programa nos permite conocer las

autorizaciones que poseemos actualmente instaladas y la cantidad de variables que se

utilizan en el proyecto que actualmente se está desarrollando.

CCConvert.exe: programa de conversión de la base de datos de un proyecto

realizado con una versión anterior a la 4.0 de WinCC. Anteriormente la base de datos

runtime y de desarrollo se encontraban unificadas. Este programa separa dicha

información para poder ser tratada en esta nueva versión.

CcMetaViewRt.exe: Este programa nos permite visualizar la documentación a

imprimir desde WinCC en modo runtime.

CCProjectDuplicator.exe: Duplicación de proyectos. En sistemas redundantes,

es necesario disponer de una copia del proyecto en el ordenador que va a trabajare en

stand-by. Mediante esta utilidad podemos disponer automáticamente del proyecto

duplicado.

DynWizEdit.exe: Editor de Wizards. Mediante este programa podemos no solo

editar los wizards que acompañan al graphic designer, sino generar nuestros propios

asistentes.

Los asistentes generados se guardan como ficheros wnf en el subdirectorio

wincc\wscripts\wscripts.enu (los del idioma inglés). Podemos basándonos en los

mismos, editarlos y generar los scripts en español.

Wunload.exe: programa de compactación de la base de datos del proyecto. A

medida que se van generando estructuras en WinCC (objetos, curvas, etc..) y se van

borrando del proyecto, quedan páginas en blanco dentro de la base de datos. Estas zonas

de memoria vacías pueden ser eliminadas con lo que se reduce el tamaño de la base de

datos db.

La nueva base de datos generada se almacena en un subdirectorio que genera el

programa automáticamente denominado Wunload. Deberemos posteriormente copiar

esta base de datos compactada en el subdirectorio de nuestro proyecto, realizando

previamente una copia de seguridad de la misma.


- 52 -

20.3. Estructura del proyecto

Vamos a estudiar la estructura que nos genera WinCC en el disco duro al crear

un nuevo proyecto.

Archivos del sistema:

Directorio raíz:

Db -> la base de datos con los parámetros de configuración del proyecto.

Rtdb -> la base de datos con los valores de runtime, tendencias y mensajes.

Mcp -> fichero principal del proyecto. Este archivo es el que abre el proyecto.

Directorio GraCS:

Pdl -> las imágenes del proyecto.

Sav -> ficheros backup de las imágenes. Si se realiza una modificación errónea

en una picture y se salva se puede recuperar renombrando el fichero sav como

pdl.

Bmp, wmf, emf: ficheros de imágenes.

Act -> acciones C. Un código C se puede almacenar en uno de estos ficheros

para luego ser importado desde otro proyecto sin disponer del proyecto original

en donde residía el código.

Pdd -> parámetros por defecto del graphic designer.

Directorio Library:

H -> declaración de funciones C.

Pxl -> librería de símbolos.

Fct -> project functions (funciones de proyecto definidas por nosotros).

Directorio Pas:

Pas -> acciones de proyecto que son disparadas por un trigger y corren en


- 53 -

background con respecto al runtime del proyecto.

Directorio Prt:

rpl -> layouts para realizar reports a impresora. Los definidos por el sistema

comienzan con el carácter @.

Rp1 -> line layouts. Definiciones de líneas a impresora para impresión de

eventos en tiempo real.

Archivos opcionales:

Directorio raíz:

Ini -> archivo de inicialización del simulador de variables.

Sim -> variables internas a simular por el simulador de variables.

Csv -> textos exportados separados por comas.

Txt -> mensajes exportados separados por comas.

Emf -> report a impresora exportado a un fichero.

Log -> ficheros de diagnosis de la ejecución del WinCC.

20.4. Control Center.

Introducción.

Control Center representa el acceso a todas las opciones del WinCC como

sistema de desarrollo para visualización de procesos industriales. Desde el Control

Center podemos disponer de todos los módulos software para la creación de ventanas

gráficas, archivos de procesos, ventanas de alarmas, y generación de documentos a

impresora.

Además de esto, la filosofía abierta del WinCC posibilita la interconexión desde

aquí del sistema con otras aplicaciones, ya sea a través de OLE, DDE o ODBC.


- 54 -

Al arrancar el WinCC, existen tres posibilidades:

a) Que anteriormente no hubiera ningún proyecto abierto, con lo que se nos abre

automáticamente una caja de diálogo en la que se nos permite crear un nuevo proyecto o

abrir uno existente.

b) Que ya hubiera un proyecto abierto anteriormente, con lo que no nos aparece

esta caja de diálogo, sino el proyecto en cuestión.

c) Que el proyecto ya estuviera abierto y en runtime cuando lo abandonamos la

última vez, con lo que arranca automáticamente la runtime del WinCC.

Si no desea que arranque la runtime automáticamente al entrar a un proyecto,,

cuando esté arrancando el mismo mantenga presionadas las teclas control + mayúsculas..

20.5. Editores de WinCC.

Dentro de este apartado nos encontramos con:

Graphics Designer: Editor gráfico que nos permite dibujar las pantallas que

componen el WinCC.

Alarm Logging: Editor de alarmas que nos permite configurar las ventanas y

tratamiento de alarmas del proceso.

Tag Logging: Editor de archivos y gráficas que e encarga de configurar el

almacenamiento de datos y su posterior visualización en forma de curvas o de tablas.

Report Designer: Editor de informes a impresora. Se encarga de configurar todo

lo referente al envío a impresora de informes.

Global Script: Compilador en C que nos permite programar nuestras propias

acciones y ejecutarlas de manera periódica o mediante eventos de cambio de variables.

Text Library: Editor de texto que nos permite asignar diferentes

configuraciones de textos según el idioma seleccionado en el WinCC.


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User Administrator: Administrador de usuarios que nos permite activar o

desactivar usuarios mediante activación de passwords.

20.6. Requisitos del PC.

El Software Scada WinCC debe funcionar bajo un sistema operativo fiable como puede

ser Windows 2000 o en todo caso tambien podria funcionar bajo el sistema operativo

Windows NT a partir de la versión 4.0. Los requisitos mínimos para el sofware WinCC

se pueda instalar en un PC y pueda funcionar sin problemas de velocidad y

almacenamiento són los siguientes:

Componente Mínimo exigido Aconsejable PC del proyecto Procesador Pentium II 400 MHz > Pentium II 400 MHz Pentium IV 3.0MHz

Memoria RAM 128 MB 256 MB 1024 MB

VGA SVGA 4 MB XGA 8 MB XGA 256 MB

Resolución 800 x 600 1024 x 768 1024 x 768

Disco Duro 3 GB 3 GB 120 GB

CD ROM Para Intalar Software Para Intalar Software Para Intalar Software

Disco 3’5 Para Intalar Licencias Para Intalar Licencias Para Intalar Licencias

El PC deberà tener espacio en los Slots PCI para poder insertar la tarjeta de

comunicaciones CP 5611 para poder comunicarse con el PLC.

20.7. Targeta de comunicaciones.

En nuestro proyecto hemos optado por la tarjeta de comunicaciones CP 5611 de Siemens

para puerto PCI que ja hemos previsto en el PC. Esta tarjeta nos permitirá la

interconexión entre el PC y el Automata mediante una comunicación PCI.


- 56 -

21. Programación de los trabajos a ejecutar.

El plazo de ejecución de este proyecto, está previsto que se realice en el plazo de 16

dias, siguiendo el orden que se muentra a continuación:

ACTIVIDAD TIEMPO(dias)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

1, Cableado.

2. Montage Cuadro de Control y sensores

3. Adaptación de los cuadros existentes

4.Instalación de PLC y software.

5. Instalación de PC y software.

6.Ensayos y Puesta en Marcha.

Fig. 16 – Diagrama de Gantt.

22. Orden de prioridat de la documentación.

El orden de prioridad de la documentación por importancia en este proyecto es el

siguiente:

1.- Memória de cálculo.

2.- Planos.

3.- Memória descriptiva.

4.- Manual de Usuario.

5.- Pliego de Condiciones.

6.- Bibliografia.

7.- Presupuesto.

P.F.C.

2.- MEMORIA DE CÁLCULO


CONTROL DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO MEDIANTE EL PLC S7-200 Y EL SCADA WINCC MEMORIA DE CÁLCULO

- 57 -

1. Comunicación entre PC y PLC

1.1 Proceso de establecimiento de la comunicación.

En el siguiente paso vamos a comunicar nuestro proyecto desde el PC con un PLC a

través de MPI. Se supone que disponemos de un PLC S7 200 y de un cable de conexión

MPI ya configurado previamente.

Lo siguiente que debemos hacer es añadir el canal de comunicaciones necesario para

comunicar nuestro proyecto con el proceso.

1.1.1. Instalación del driver de comunicaciones.

Un driver de comunicaciones es una dll, con la extensión *.CHN que posibilita al

WinCC comunicarse con un determinado protocolo con un tipo determinado de PLC

industrial. Si deseamos conectar el WinCC a un autómata S7 200 para obtener información de él,

primeramente se ha de añadir el driver de comunicaciones adecuado. Para ello,

seleccionando con el botón derecho tag management, aparece un menú contextual cuya

primera opción es añadir nuevo driver. Seleccionando esta opción nos aparecen todos

aquellos drivers de que dispone el WinCC.

Fig. 17-Adición de un nuevo driver. Seleccionamos Simatic S7 protocol Suite . Un driver de comunicaciones en realidad va

a ser nuestra interface desde el scada para comunicar con todos los equipos que posean

un determinado protocolo. Dentro de Simatic S7 seleccionaremos la comunicación MPI


- 58 -

Fig. 18-Diferentes drivers que nos ofrece WinCC. Dentro de Simatic S7 seleccionaremos la comunicación MPI

Fig. 19-Escojeremos una comunicación MPI.


- 59 -

1.1.2. Adición de la nueva conexión.

Si volvemos a colocarnos sobre el driver MPI y presionamos el botón derecho, una de

las opciones es new driver connection.

Fig. 20-Escojeremos un nuevo driver para comunicación MPI.

Seleccionándola podemos configurar la dirección MPI y el nombre simbólico que le

queremos dar a nuestro enlace MPI (nuestro caso Sala-Control <--> Estación-bombeo).

Fig. 21-Comfiguración de la comunicación MPI.


- 60 -

En la solapa connection podemos definir la dirección MPI del equipo al que vamos a

conectarnos. Los autómatas S7 disponen de un número identificativo comprendido entre

2 y 126 que les identifica dentro de una red MPI. También podemos activar la opción de

envío y recepción de raw datas. Como veremos más adelante, los raw datas son bloques

de datos que no reciben tratamiento a nivel de protocolo ni por parte del PLC ni por

parte de WinCC. Es el sistema ideal para el envío de estructuras de información o

telegramas completos, en lugar de variables sueltas de comunicaciones.

Fig. 22-Direccionamiento de la comunicación MPI.

Con esto se ha definido el enlace con un PLC S7 200 en la dirección MPI 2. Todas las

variables que se definan a partir de este enlace obtendrán su valor de las

comunicaciones con dicho PLC de manera automática.


- 61 -

2. Diseño del armario de control

El armario se ha diseñado de tal forma que los elementos que disipan más calor y

provocan a su vez más interferencias se coloquen en la parte superior del armario para

no aportar mas calor a elementos que puedan tener encima ya que elementos de control

suelen ser sensibles a temperaturas altas y radiaciones magnéticas.

El armario tiene que estar homologado con una IP65, que tenga un buen aislamiento

ante humedad, polvo y radiaciones magnéticas provocadas por el ambiente hostil que se

encontrará.

El armario estará dividido en cuatro partes: suministro, potencia, control, conexiones

con el exterior o borneo para sensores y actuadores.

2.1 Suministro:

El suministro será de 240 V y procederá del cuadro general en el cual esta acometida ya

estará protegida ante subidas de intensidad y también derivaciones a tierra en dicho

cuadro.

2.2. Potencia:

La potencia en este cuadro estará protegida por un magneto térmico y un diferencial

generales, a partir de estos se dividirá el suministro eléctrico en diferentes líneas,

-una primera alimentará la fuente de alimentación Siemens SITOP 5A que a su

vez esta alimentará al automata y sus módulos de ampliación,

-otra nos ofrecerá unos enchufes para poder conectar en su día un PC portátil,

aparatos de medida y comprobación....

-y una tercera que estará destinada a la iluminación fija de propio cuadro.

Cada una de estas tres derivaciones estará protegida independientemente.


- 62 -

2.3. Control:

La parte destinada a elementos de control estará formada única y exclusivamente el

automata programable y sus módulos de ampliación :

- PLC S7 200.

- Módulo de salidas EM221,

- 2 Modulos de entradas EM222.

2.4. Conexiones con el exterior, entradas y salidas.

La parte inferior del cuadro eléctrico se ha destinado para colocar todos los borneos

necesarios dejando siempre un margen de ampliación en el futuro.

Se han previsto dos regleteros de 24 conexiones, uno para salidas y otro para entradas.

En el armario eléctrico ya se prevé que las conexiones se realicen por la parte inferior,

solo es necesario eliminar un tapa situada en esa zona.


- 63 -

3. Intercambio de datos con el PC.

3.1. Variables internas del programa.

El programa maneja unas variables que a la vez que son internas también se pueden

asociar a variables del PLC. Tenemos un total de 44 tags.

Fig. 23 –Variables internas del programa.


- 64 -

3.2. Licencia necesaria para el volumen de tags utilizados.

El plc se intercambiará datos con el PC para que desde el puesto de supervisión de la

instalación se conozca perfectamente la evolución segundo a segundo de la instalación.

Fig. 24 –Instalación de la licencia para 128 variables de intercambio de información entre el PC y el PLC.


- 65 -

4. Evolución del encendido y parado de las cinco bombas.

En este proceso se puede apreciar que el arranque consiste en poner en funcionamiento

cuatro de las cinco bombas por que el agua a llegado al limite superior de oscilación.

Como se puede apreciar se han puesto en funcionamiento una a una las tres primeras

bombas y ha sido al llegar a la cuarta que estaba en mantenimiento cuando se la ha

saltado y ha puesto en funcionamiento la quinta. Al tener en funcionamiento cuatro

bombas, se bombea mas agua que la que entra al deposito y al cabo de un tiempo el

nivel de este llegará al límite inferior, entonces será cuando se tendrá que parar una

bomba, que en este caso, será la primera que se puso en funcionamiento.

Fig. 25 –Secuencia del encendido y apagado de las bombas.

Proceso de arranque, num. bombas =4 num. bombas mant.=1

Proceso de llenado, num. bombas =3







Proceso de vaciado, num. bombas =4






BOMBA1 BOMBA2 BOMBA3 BOMBA4 BOMBA5


- 66 -

EN FUNCIONAMIENTO PARADA EN MANTENIMIENTO

El programa irá trabajando así consecutivamente, poniendo en funcionamiento las

bombas que hace más tiempo que están paradas y parando las que hace más tiempo que

están en funcionamiento, eso si, saltándose las bombas que hayan entrado en

mantenimiento


- 67 -

5. Variables del proceso.

5.1. Entradas digitales.

ENTRADAS DIGITALES

ENT. SÍMBOLO DESCRIPCIÓN

I 0.0 NIVELL 1 NIVEL MÍNIMO DEL DEPOSITO

I 0.1 NIVELL 2 NIVEL MÍNIMO DEL CICLO DE HISTERESIS

I 0.2 NIVELL 3 NIVEL MÁXIMO DEL CICLO DE HISTERESIS

I 0.3 NIVELL 4 NIVEL MÁXIMO DEL DEPOSITO

I 0.4 BOMBA 1 ESTADO BOMBA 1(FUNCIONANDO O PARADA)





I 1.1 MANTENIMENT 1 BOMBA 1 EN ESTADO DE MANTENIMIENTO





I 1.6 RELE_TÉRMIC 1 AVISADOR DE TÉRMICO BOMBA 1





I 2.3 EMERGÈNCIA 1 AVISADOR PARO EMERGENCIA 1






- 68 -

5.2. Entradas analógicas.

ENTRADAS ANALÓGICAS

ENT. SÍMBOLO DESCRIPCIÓN

IW 0 NIVELL NIVEL EXACTO DEL DEPOSITO

5.3. Salidas digitales.

SALIDAS DIGITALES

SAL. SÍMBOLO DESCRIPCIÓN

Q 0.0 MARXA B1 PARO-MARCHA BOMBA 1





Q 0.5 AUTOMATIC1 AUTOMATICO O MANUAL DE BOMBA 1






- 69 -

5.4. Marcas, contadores y temporizadores del autómata.

VARIABLES INTERNAS DEL AUTÓMATA

MARCAS SÍMBOLO DESCRIPCIÓN

M 20.0 ARRANCAR BOM ORDEN DE ARRANCAR UNA BOMBA

M 20.5 PARAR BOM ORDEN DE PARAR UNA BOMBA

M 24.1 CONTA_HORES1 ACTIVAR EL CONT. DE HORAS BOMBA 1





M 25.1 RESET 1 INICIALIZAR CONT. HORAS BOMBA 1





M 20.6 SUMABOMBA ACTIVA CONTADOR BOMBAS

M 20.7 RESTABOMBA ACTIVA DESCONTADOR BOMBAS

M 26.1 MARXA B1 PARO-MARCHA BOMBA 1





M 28.1 AUTOMATIC1 AUTOMATICO O MANUAL DE BOMBA 1





M 20.1 NIVELL 1 NIVEL MÍNIMO DEL DEPOSITO

M 20.2 NIVELL 2 NIVEL MÍNIMO DEL CICLO DE HISTERESIS

M 20.3 NIVELL 3 NIVEL MÁXIMO DEL CICLO DE HISTERESIS

M 20.4 NIVELL 4 NIVEL MÁXIMO DEL DEPOSITO

M 22.1 BOMBA 1 ESTADO BOMBA 1(FUNCIONANDO O PARADA)


- 70 -





M 23.1 MANTENIMENT 1 BOMBA 1 EN ESTADO DE MANTENIMIENTO





M 26.1 RELE_TÉRMIC 1 AVISADOR DE TÉRMICO BOMBA 1





M 27.1 EMERGÈNCIA 1 AVISADOR PARO EMERGENCIA 1





MB 0 NUM. BOMBAS NUMERO DE BOMBAS A ARRANCAR

MB 1 TOTAL BOMBAS NUM. DE BOMBAS YA EN FUNCIONAMIENTO

CONTA-

DORES SÍMBOLO DESCRIPCIÓN

C1 PROXIMA ARRA PUNTERO DE LA BOMBA A ARRANCAR

C2 PROXIMA PARA PUNTERO DE LA BOMBA A PARAR

C3 SEGONS1 CONTADOR DE SEGUNDOS BOMBA1

C4 MINUTS1 CONTADOR DE MINUTOS BOMBA1

C5 HORES1 CONTADOR DE HORAS BOMBA1







- 71 -








TEMPO-

RIZADO SÍMBOLO DESCRIPCIÓN

T 37 RETARD_BOM. RETARDO ENTRE ARRANCAR DOS BOMBAS

T 38 TEMP 1 SEGUND TIEMPO 1 S. PARA CONTADORES HORAS


- 72 -

6. Organigrama general y principales acciones del programa del PLC.

Fig. 26 –Diagrama de bloques del programa del PLC.

ESTAD INICIAL

ARRANCAR BOMBA

CONTROL NIVELL

PROXIMA A PARAR

PARAR BOMBA CORRESPONENT

PARO CONT1 PARO

B1

PARO CONT2 PARO

B2

PARO CONT3 PARO

B3

PARO CONT4 PARO

B4

PARO CONT5 PARO

B5

CONTADOR BOMBES

PROXIMA ARRANCAR

ARRANCAR BOMBA CORRESPONENT

MARXA B1 MARXA

CONT1

MARXA B2 MARXA

CONT2

MARXA B3 MARXA

CONT3

MARXA B4 MARXA

CONT4

MARXA B5 MARXA

CONT5

PARRAR BOMBA

RETARD 10 S RETARD 10 S

RESTABOMBA SUMABOMBA


- 73 -

6.1. Posicionamiento de la próxima bomba a parar o arrancar.

Mediante este grafset se puede comprobar el comportamiento del programa del

automata que se encarga de posicionar el puntero que señala a la próxima bomba que

tiene que arrancar o la próxima bomba que tiene que pararse.

Al final de este grafset se puede apreciar que hay un retardo de 10 s. para que de tiempo

a la bomba en cuestión a completar periodo de arranque y no coincidan mas bombas al

mismo tiempo que podría ocasionar unas elevadas intensidades de arranque y también

un aumento brusco de las presiones existentes en las canalizaciones de agua.

0

Arrancarbomba=1

1 Proxima_arrancar ++

Retard 10s.

Pararbomba=1

2 Proxima_parar ++


- 74 -

6.2. Arrancar bomba correspondiente dentro de la rotación establecida.

Mediante este grafset se puede comprobar el comportamiento del programa del automata que se encarga del control de los turnos de

funcionamiento del las cinco bombas.

Este programa trata de establecer los turnos de arranque de cada bomba que no están funcionando las mismas bombas sino que hay rotaciones,

para que las bombas descansen, tengan todas las mismas horas de funcionamiento y por si hay alguna bomba en estado de mantenimiento se la

salte y no se tenga que parar el funcionamiento.

0

Arrancarbomba=1

1 Bomba1=1

Manteniment1=0

Bomba1=0

Proxima_arrancar=1

Arrancarbomba=1

2 Bomba2=1

Manteniment2=0

Bomba2=0

Proxima_arrancar=2

Arrancarbomba=1

3 Bomba3=1

Manteniment3=0

Bomba3=0

Proxima_arrancar=3

Arrancarbomba=1

4 Bomba4=1

Manteniment4=0

Bomba4=0

Proxima_arrancar=4

Arrancarbomba=1

5 Bomba5=1

Manteniment5=0

Bomba5=0

Proxima_arrancar=5

Arrancarbomba=1


- 75 -

6.3. Parar bomba correspondiente dentro de la rotación establecida.

Mediante este grafset se puede comprobar el comportamiento del programa del automata que se encarga del control de los turnos de

funcionamiento del las cinco bombas.

Este programa trata de establecer los turnos de paro de cada bomba que no están funcionando las mismas bombas sino que hay rotaciones, para

que las bombas descansen, tengan todas las mismas horas de funcionamiento.

0

1 Bomba1=1

Bomba1=0

Proxima_parar=1

2 Bomba2=1

Bomba2=0

Proxima_parar=2

3 Bomba3=1

Bomba3=0

Proxima_parar=3

4 Bomba4=1

Bomba4=0

Proxima_parar=4

5 Bomba5=1

Bomba5=0

Proxima_parar=5

Bomba1,2,3,4,5=1


- 76 -

6.4. Arrancar bomba 1 :

Mediante este grafset se puede comprobar el comportamiento del programa del automata que se encarga del control del nivel del deposito.

Cuando se quiere arrancar la bomba1 el automata tiene que comprobar que hay esa orden y comprobar que el relé térmico no ha saltado, que la

bomba no está en ese momento en mantenimiento, que la bomba está parada, que no esta activado el nivel mínimo ni tampoco el paro de

emegencia de esa bomba.

Teniendo en cuenta todas estas consideraciones la bomba1 en este caso se pondrá en funcionamiento.

0

2 MarchaB1=0

Relé_Tèrmic1=1

3

Mantenimient1=1

4

Bomba1=0

5

Nivell1=1

6

Paro_emergència1=1

1 Conta_hores1=1

Sumabombes=1

7

MarchaB1=0 MarchaB1=0 MarchaB1=0 MarchaB1=0

Bomba1=1

MarchaB1=1

Conta_hores1=0

Restabombes=1

Restabombes=1


- 77 -

6.5. Control de nivel:


automata que se encarga del control del nivel del deposito.

El deposito tiene cuatro sensores que delimitan cuatro zonas:

-Dos delimitan el nivel máximo y el mínimo del deposito, de los cuales no se puede

sobrepasar.(nivell1 y nivell4)

-Dos delimitan el rango donde tiene que oscilar el deposito.(nivell2 y nivell3)

Como podemos ver en el grafset cuando se supere el nivel3 del deposito se deberán

poner en funcionamiento cuatro bombas y se da la orden de arrancar bombas. El

automata activar bombas hasta llegar al numero de 4 en total y posteriormente

anulará la orden de arrancar bombas. Estará en esta situación hasta que el nivel del

deposito llegue al nivel mínimo del rango de oscilación. Cuando llegue a este punto

será necesario parar una de las bombas y se ejecutará de la misma forma que en el

caso contrario. Este estado se mantendrá hasta que el nivel llegue al a cubrir el

“nivell3”.

Num.bombas=4

0

1

Nivell3=1

2 Arrancabomba=0

Arrancabomba=1

Num. bomdas=sumabombes

Nivell2=0

Num.bombas=3 3

Nivell2=0

4 pararbomba=0

pararbomba=1

Num. bomdas=sumabombes

Nivell3=1


- 78 -

6.6. Contador de bombas en funcionamiento.


autómata que se encarga de contar el numero de bombas que están funcionando en

cada momento.

Este programa nos servirá para saber cuantas bombas en funcionamiento nos faltan

para tener las exigidas en cada momento.

0

Sumabomba=1

1 Totalbombes ++

Restabomba=1

2

Totalbombes ≤ 5 Totalbombes ≥ 0

Sumabomba=0

Totalbombes - -

Restabomba=0

Somabomba=0 o Resta bomba=0


- 79 -

6.7. Contador de horas de funcionamiento.


automata que se encarga de contar el numero de horas de funcionamiento de cada

bomba.

Este programa nos servirá para saber cada cuando tenemos que hacer, por ejemplo en

mantenimiento de la cada bomba.

0

2

Segons1=60

1 Segons1 ++

3

Conta_hores1=1

Minuts1=0

Hores1 ++

Minuts1=60

Conta_hores1=0

Segons1=0

Minuts1 ++

Retard 1s.


- 80 -

6.8. Reset del contator de horas de funcionamiento.

Mediante este grafset se puede comprobar el comportamiento del programa del automata que se encarga de resetear los contadores de horas de

las diferentes bombas.

Este programa nos servirá para poder poner a cero el contador de la bomba que se le haya hecho el mantenimiento o por ejemplo si cambiamos

un bomba por otra nueva.

0

1 Segons1=0

Reset1=1

2 3 4 5 Minuts1=0

Hores1=0

Segons2=0

Reset2=1

Minuts2=0

Hores2=0

Segons3=0

Reset3=1

Minuts3=0

Hores3=0

Segons4=0

Reset4=1

Minuts4=0

Hores4=0

Segons5=0

Reset5=1

Minuts5=0

Hores5=0

Hores1,2,3,4,5=0


- 81 -

7. Principales acciones del programa del PLC(nivel 3).

7.1. Posicionamiento de la próxima bomba a parar o arrancar.

0

M 20.0

1 C1 ++

T37 = 100

M 20.5

2 C2 ++


- 82 -

7.2. Arrancar bomba correspondiente dentro de la rotación establecida.

0

M 20.0

1 M 26.1

M 23.1

M 22.1

C1 = 1

M 20.0

2 M 26.2

M 23.2

M 22.2

C1 = 2

M 20.0

3 M 26.3

M 23.3

M 22.3

C1 = 3

M 20.0

4 M 26.4

M 23.4

M 22.4

C1 = 4

M 20.0

5 M 26.5

M 23.5

M 22.5

C1 = 5

M 20.0=1


- 83 -

7.3. Parar bomba correspondiente dentro de la rotación establecida.

0

1 M 22.1

M 22.1

C2 = 1

2 M 22.2

M 22.2

C2 = 2

3 M 22.3

M 22.3

C2 = 3

4 M 22.4

M 22.4

C2 = 4

5 M 22.5

M 22.5

C2 = 5

M 22.1,2,3,4,5=1


- 84 -

7.4. Arrancar bomba 1 :

0

2 M 26.1

M 26.1

3

M 23.1

4

M 22.1

5

M 20.1

6

M 27.1

1 M 24.1

M 20.6

7

M 26.1 M 26.1 M 26.1 M 26.1

M 22.1

M 26.1

M 24.1

M 20.6

M 20.6=1


- 85 -

7.5. Control de nivel:

7.6. Contador de bombas en funcionamiento.

MB0 = 4

0

1

M 20.3

2 M 20.0

M 20.0

MB 0 = MB 1

M 20.2

MB0 = 3 3

M 20.2

4 M 20.5

M 20.5

MB 0 = MB 1

M 20.3

0

M 20.6

1 MB 1 ++

M 20.7

2

MB 1 <=5 MB 1 >=0

M 20.6

MB 1 --

M 20.7

M20.6=0 or M 20.7=0


- 86 -

7.7. Contador de horas de funcionamiento.

0

2

C3 = 60

1 C3 ++

3

M 24.1

C4 = 0

C5 ++

C4 = 60

M 24.1

C3 = 0

C4 ++

T38 = 10


- 87 -

7.8. Reset del contador de horas de funcionamiento.

0

1 C3=0

M 25.1

2 3 4 5 C4=0

C5=0

C6=0

M 25.2

C7=0

C8=0

C9=0

M 25.3

C10=0

C11=0

C12=0

M 25.4

C13=0

C14=0

C15=0

M 25.5

C16=0

C17=0

M 25.1,2,3,4,5=0


- 88 -

8. Descripción Detallada de la programación del Software

del PC: 8.1. Estructura de Pantallas: El programa está estructurado por una primera pantalla de acceso mediante la cual después de insertar login y un password podemos acceder a una pantalla inicial, desde la cual se puede acceder a otras cuatro que a su vez son todas bidireccionales entre ellas. Desde las pantallas de históricos de los motores y nivel del deposito se puede acceder a otra pantalla de configuración de las bases de datos y gráficas.

Fig. 27 –Estructura de pantallas.

Pantalla Acceso

Pantalla bombas

Pant.histórico bombas

Pantalla inicial

Pant.histórico nivel

Pantalla alarmas

Pant.configura- ción histórico

bombas


nivel


- 89 -

8.2. Pantalla de acceso: Desde la pantalla de acceso se podrá legar a la pantalla de inicio, y desde esta acceder a todas las demás. Para acceder a las distintas zonas de las pantallas dependerá de cómo se entre en el programa, dependiendo de si se entra como administrador o como un operario se tendrá unos privilegios o otros. Para salir del programa la persona que esté en ese momento tendrá que pulsar el boton de salir del programa. Si el usuario olvida deshabilitar la contraseña el programa lo hará automáticamente al cabo de 3 minutos.

Fig. 28 –Pantalla de acceso. Cuando se intente acceder a una zona del programa restringida por contraseña sin haberla introducida anteriormente, aparecerá una ventana indicando que no se tiene suficiente permiso para acceder e imposibilitará la entrada a cualquier usuario no permitido.


- 90 -

8.2.1. Control de usuarios y contraseñas. La gestión de usuarios y contraseñas será llevada a cabo por la persona denominada administrador de programa asignada a tal efecto y tendrá asignada una contraseña suministrada con el software con la cual podrá acceder al editor ”Administrador de Usuarios” con el cual podrá dar de alta y baja usuarios, crear grupos y modificar contraseñas. Para acceder al programa, primero se tendrá que activarse como usuario pulsando en el botón denominado “activació usuari” y despues de introducir el login y el pasword correcto te permitirá mediante el botón “entrar” acceder a la pantalla inicial.

Fig. 29 –Solicitud del login y password. Si intentamos acceder pulsando el botón “entrar” sin estar activado como usuario nos aparecerá el siguiente mensaje de no permisión:

Fig. 30 –No se permite entrar en el programa. En la parte inferior de la pantalla hay un símbolo con una puerta de salida que sirve para salir del programa en ejecución para ir al programa de programación WinCC. Para salir del programa mediante este boton deberemos tener los privilegios del administrador.


- 91 -

8.3. Pantalla inicial:

Fig. 31 –Pantalla inicial. Visión rápida de la instalación. A partir de esta pantala podemos tener una visión rapida y clara de lo más imprescidible de la instalación. Esta pantalla se divide en cinco partes : 8.3.1 Entrada de agua.

En la parte superior izquierda tenemos una casilla que nos infoma de la cantidad de agua que está entrando en el deposito por minuto.

8.3.2 Salida de agua.

En la parte superior derecha tenemos una casilla que nos infoma de la cantidad de agua que se está bomdeando por minuto hacia la red de distribución del riego de todo el sector.

8.3.3 Deposito de agua.

En el deposito de agua podemos ver el nivel de este y el estado de su cuatro sensores de nivel. Los sensores de los estremos son de seguridad ya sea porque el deposito se


- 92 -

haya quedado sin agua y se produzca un peligro evidente para la bombas o porque el deposito, por la razón que sea, se desborda aunque no se tema por una afección a la instalación pero si por unas perdidas economicas al evacuar el agua al barranco.

8.3.4 Estado de las bombas. En esta pantalla podemos apreciar que la instalación está dotada de cinco bombas, las cuales pueden estar en funcionamiento, paradas o en mantenimiento. El estado de las bombas se refleja en la pantalla mediante unos colores que tienen al lado de cada una, y que tienen el siguiente significado:

EN FUNCIONAMIENTO

Cuando aparece la luz verde, la bomba está funcinando normalmente

PARADA Cuando aparece la luz roja, la bomba en ese momento esta parada

EN MANTENIMIENTO

Cuando aparecen los colores rojo y amarillo a la vez, la bomba esta parada porque esta en estado de mantenimiento

PARADA DE EMERGENCIA

Cuando la bomba empieza a parpadear entre rojo y amarillo, sabremos que se ha activado la parada de emergencia de esta bomba.

8.3.5 Barra de desplazamiento de pantallas.

Mediante esta barra de desplazamiento podemos acceder a las cinco pantallas principales del proyecto. En este recuadro también tenemos un circulo que avisa de si se ha acivado una alarma en la instalación. Si está de color verde todo funciona correctamente y si esta parpadeando en rojo nos advierte de que se ha activado una alarma.


- 93 -

8.3.6 Programa de gestión de la pantalla del deposito y bombas.

#include "apdefap.h" long _main(char* lpszPictureName, char* lpszObjectName, char* lpszPropertyName) WORD nivell, entrada, sortida,alarmas16,n_bombas,bombas,torn; BOOL bomba1,bomba2,bomba3,bomba4,bomba5; BOOL emer1,emer2,emer3,emer4,emer5,nivell_alt,nivell_baix; nivell=GetTagWord("NIVELL"); entrada=GetTagWord("ENTRADA_AIGUA"); bomba1=GetTagBit("BOMBA1"); bomba2=GetTagBit("BOMBA2"); bomba3=GetTagBit("BOMBA3"); bomba4=GetTagBit("BOMBA4"); bomba5=GetTagBit("BOMBA5"); torn=GetTagWord("TORN"); n_bombas=GetTagWord("N_BOMBAS"); bombas=GetTagWord("BOMBAS"); sortida=0; if (bomba1==1) sortida++; if (bomba2==1) sortida++; if (bomba3==1) sortida++; if (bomba4==1) sortida++; if (bomba5==1) sortida++; nivell=nivell+entrada; nivell=nivell-sortida; if (nivell>90) nivell_alt=1; n_bombas=3; bombas++; torn++; if (torn>6) torn=1; else (nivell_alt=0); if (nivell<10) nivell_baix=1; n_bombas=2; bombas--; torn--; if (torn<1) torn=5; else (nivell_baix=0); if ((bombas<n_bombas) & (torn==1))


- 94 -

bomba1=1; if ((bombas<n_bombas) & (torn==2)) bomba2=1; if ((bombas<n_bombas) & (torn==3)) bomba3=1; if ((bombas<n_bombas) & (torn==4)) bomba4=1; if ((bombas<n_bombas) & (torn==5)) bomba5=1; SetTagBit("nivell_max",nivell_alt); SetTagBit("nivell_min",nivell_baix); SetTagWord("NIVELL",nivell); SetTagWord("SORTIDA_AIGUA",sortida); return(600);


- 95 -

8.4. Pantalla de control de bombas:

Desde esta pantalla podemos controlar las cinco bombas que componen la estación de bombeo.

Fig. 32 –Control de los diferentes cuadros de bombas. Está pantalla esta compuesta de cinco cuadros que controlan cada una de las cinco bombas. Desde cada cuadro podemos controlar lo siguiente de cada bomba: § En el cuadro tenemos en la parte izquierda de este, un selector que nos permite

seleccionar el modo de funcionamiento de la bomba ya sea en manual, o sea, será el operario el que decidirá cuando la bomba se tiene que poner en funcionamiento, parar o ponerla en mantenimiento o en automático si el selector se coloca en automatico, entoces será el automata el que decidirá, siguiendo el ciclo de programa, el funcionamiento de esta.

§ En el centro de cada cuadro tenemos la parada de emergencia, para parar y

desconectar la bomba en caso de emergencia de forma rápida y segura. § El la parte derecha se encuentran tres botones para poner la bomba en marcha,

pararla o ponerla en mantenimiento si fuera necesario. Estos botones solo funcionaran en el caso de que la bomba este puesta en manual.


- 96 -

§ Y en la parte derecha-inferior tenemos un contador de horas, para saber cuando es necesario un mantenimiento de la bomba, saber la vida de esta y cuando seria necesario cambiarla, etc… En la parte derecha de este contador se encuentra un botón de reset muy adecuado para contar las horas para siguientes mantenimientos o actualizar el contador a cero en el caso de que se sustituya la bomba por una de nueva.

8.4.1 Diferentes estados en los que podemos encontrar las diferentes bombas.

El el recuadro domde está el nombre de la bomba cambiará de color dependiendo del estado de esta de la siguiente manera:

EN FUNCIONAMIENTO

PARADA

EN MANTENIMIENTO


8.4.2 Programa de gestión del panel control de la bomba 1. #include "apdefap.h" long _main(char* lpszPictureName, char* lpszObjectName, char* lpszPropertyName) #include "apdefap.h" long _main(char* lpszPictureName, char* lpszObjectName, char* lpszPropertyName); BOOL reset,marxa1,manteniment,emergencia; WORD segons,minuts,hores; reset=GetTagBit("reset1"); marxa1=GetTagBit("BOMBA1"); emergencia=GetTagBit("emergencia1"); manteniment=GetTagBit("MANTE_BOM1"); segons=GetTagWord("SEGONS1"); minuts=GetTagWord("MINUTS1"); hores=GetTagWord("HORES1"); if (marxa1==1) segons++; if (segons==60) segons=0;


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minuts++; if (minuts==60) minuts=0; hores++; if (manteniment==1) SetTagBit("BOMBA1",0); if (emergencia==1) SetTagBit("BOMBA1",0); if (reset==1) segons=0; minuts=0; hores=0; SetTagWord("HORES1",hores); SetTagWord("MINUTS1",minuts); SetTagWord("SEGONS1",segons); return(40);


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8.5. Control de nivel y históricos.

Como podemos observar en esta pantalla tenemos una gráfica donde podemos comprobar la evolución del nivel del deposito a lo largo del tiempo y a la izquierda una tabla donde se van guardando todos estos valores.

Fig. 33 –Pantalla de curva de nivel y tabla de valores de “nivell”.

8.5.1. Gráfica de nivel.

En la gráfica del nivel podemos observar las variaciones del nivel del deposito durante un intervalo de una hora.

8.5.1.1. Barra de herramientas:

En la parte superior tenemos de la grafica tenemos una barra de herramientas con una serie de botones que nos posibilitan las siguientes opciones:

Online help system: ayuda en pantalla sobre las opciones más importantes para poder configurar la ventana de curvas.


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Set parameters: Esta ventana posibilita que un usuario de WinCC parametrice sus ventanas de curvas a su gusto, después de haber configurado el programador la instalación. Las modificaciones que se realicen, pueden ser de

tres tipos:

Ø Volátiles: que se pierden en cuanto se sale de la ventana actual. Esta situación se produce si en la ventana Persistence no se selecciona nada.

Ø Persistentes en el runtime: seleccionando esta opción las modificaciones que realice el usuario se mantendrán siempre que no desactive el WinCC. Cuando desactive la runtime del WinCC, o apague el ordenador y lo encienda de nuevo, restablecerá la configuración original.

Ø Persistentes en el runtime y el CS: seleccionando esta opción las modificaciones que realice el usuario serán permanentes.

Primera pantalla: si la gráfica está detenida, se desplaza a la primera pantalla del archivo.

Pantalla anterior: muestra la pantalla anterior del archivo, hasta llegar a la primera.

Pantalla siguiente: muestra la pantalla siguiente del archivo hasta llegar a la última. Ultima pantalla: se posiciona en la última pantalla del archivo. Regla: muestra la regla de referencia y la ventana de valores. Lupa: realiza una ampliación de una zona que determinemos de la gráfica. Restablecer tamaño: restablece el tamaño de la gráfica después de haber hecho un zoom. Modificación de la variable de archivo seleccionada: mediante esta opción podemos modificar en el runtime la variable de archivo que asignamos a una

determinada curva. La ventana de diálogo es la siguiente:


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Mostrar curvas: mediante esta opción podemos seleccionar que curvas deseamos observar en la ventana La ventana de diálogo aparece abajo

indicada. En nuestro caso será la curva del nivel del deposito.

Seleccionar el rango de tiempos: con esta opción se puede seleccionar el rango de tiempos para cada una de las curvas de la ventana.En nuestro caso 1

hora.

Curva previa al frente: esta opción trae la curva que tengamos en segundo plano al primero y viceversa. Deshacer Curva previa al frente: Esta opción deshace la acción anterior.


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Start/Stop: arranque/parada de la actualización de los datos en la ventana. Destacar que la parada no significa que se deje de guardar los valores en la

base de datos. Estos continúan siendo almacenados de igual manera.

8.5.1.2. Parametrización de las ventanas de curvas. 8.5.1.2.1 Propiedades de la curva de valores. Dentro de una ventana de tendencias podemos tener una o más curvas, cada una con un color identificativo, y que asociaremos a variables de archivo que formarán parte de un archivo generado anteriormente, como ya vimos.

Fig. 34 –Pantalla de parametrización de la curva de nivel(Trend).

Las propiedades de Trend template son: § Trend Name: nombre descriptivo de la curva en nuestro caso es curva_nivell. § Display: Show Trend: Muestra o no la curva o tendencia definida. Share X axis: Si en la primera de las tendencias se selecciona esta casilla, todos los ejes X de las tendencias serán comunes. Es decir todos los valores representados en


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un punto del eje X fueron o están siendo generados en el mismo instante de tiempo. Si no se selecciona, cada tendencia muestra su propio eje de tiempos, por lo que no se tiene que producir necesariamente una correspondencia temporal entre dos curvas mostradas en la pantalla a una misma altura del eje X. Shared Y Axis: Ejecuta la misma acción que antes, pero para el eje Y. Esto es interesante cuando los valores del proceso a mostrar no presentan una correspondencia en unidades (una es presión y otra es temperatura), pero sí en temporalidad (las dos variables es interesante mostrarlas a la vez en la misma pantalla para compararlas en el tiempo). Ruler visible while opening the picture: La opción regla visible al abrir la ventana nos presenta en pantalla automáticamente una ventana auxiliar en la que se van visualizando los valores instantáneos de las tendencias sobre las que se encuentra la regla que aparece en la ventana de curvas. Esta regla la podemos desplazar para observar los valores de las curvas en un determinado instante de tiempo. Display trends staggered: Muestra las tendencias en gráficas separadas. Esta opción es interesante en ciertas situaciones en las que los valores de dos o más tendencias van parejos en el tiempo, por lo que se están solapando, y deseamos observarlos o plasmarlos de manera individual. Display trends vertically: Muestra la gráfica de manera vertical en lugar de horizontal, como lo haría un registrador de líneas. Se puede elegir si los valores son añadidos a la gráfica por arriba o por abajo. Color: podemos definir el color de la tendencia para poder identificarla con respecto a las demás curvas.


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8.5.1.2.2 Propiedades de la variable del proceso. Con respecto a la solapa tag, aquí se puede definir la variable de proceso con la cual estamos conectados o almacenando dicho valor. En tiempo de ejecución podemos desde esta ventana modificar dicha variable, con lo cual es posible realizar la operación de cambiar de señal de proceso a representar sin modificar el desarrollo de visualización, siempre y cuando se haya tenido la precaución de almacenar el valor reserva de proceso en un archivo de valores.

Fig. 35 –Pantalla de parametrización de la curva de nivel(Tag). 8.5.1.2.3 Propiedades del eje X. En la solapa X Axis podemos definir todas las propiedades que tiene que ver con dicho eje. Para que estas propiedades sean modificables deberemos encontrarnos en la primera de las tendencias de nuestra ventana, si hubiera más de una. ♦ Label: etiqueta de texto que identifica el eje X (generalmente la unidad de

tiempo). ♦ Update: Actualizar o no la ventana de curvas. ♦ Autorange: Realiza un escalado del eje x, mostrando los último n valores en

dicho eje. El número n es el valor que estipulemos nosotros en el apartado measured.


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Si no seleccionamos autorange, entonces se nos pide una fecha a partir de la cual se quiere presentar los datos almacenados. Si no seleccionamos la casilla time period, entonces tenemos que introducir una fecha final, y nos muestra todos los datos en ese intervalo de tiempo. Si por el contrario seleccionamos la casilla time period, se nos pide el tamaño del periodo de tiempo. Las opciones posibles son:

500 ms. 1 segundo. 1 minuto. 1 hora. 1 día.

Fig. 36 –Pantalla de parametrización de la curva de nivel(X Axis).

Resumiendo, tenemos tres formas de presentar los datos: § De la fecha x a la fecha y. § Los últimos n valores § Desde la fecha x, presentar un día o una hora, o un minuto.


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8.5.1.2.4 Propiedades del eje Y.

Fig. 37 –Pantalla de parametrización de la curva de nivel(Y Axis).

En la solapa Y definimos las propiedades de dicho eje. Display Coarse Grid: muestra una línea de división en el eje y cada x valores del eje. El valor de x se puede introducir por el campo que aparece a la derecha de dicha opción. Fine grid: muestra una línea de subdivisión al igual que la línea coarse, pero con la diferencia de que esta es más estrecha, y no presenta número de escala. Display grid lines: Muestra unas líneas de referencia en pantalla quye parten de las líneas de división coarse. Estas líneas sirven como rejilla de referencia. Precision: Cantidad de decimales que deben poseer los número de la escala Y. El valor 0 indica sin decimales. Selection: Selección del rango del eje Y a mostrar en pantalla. Existen dos posibilidades: Intervalo: Muestra un intervalo del eje Y, comenzando en Begin y acabando en End. Esta opción es la interesante si se conoce cual va a ser el fondo de escala de nuestro valor de proceso. Autorange: Muestra un escalado cuyo fondo de escala está en función del valor máximo a representar. Esta opción es interesante cuando los valores de proceso varía de un valor muy bajo a uno muy alto, ya que si dejamos la escala en fondo de escala, cuando estemos intentando representar sólo los valores de bajo rango nos aparecerá una línea superpuesta al eje X, como si estuvieran todos a cero.


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Trend display: La unión de los puntos de la variable de archivo se puede realizar de varias maneras en la pantalla: Stepped trend: mediante escalones cuadrados que unen nuestros puntos. Show only dots: une los puntos con líneas discontinuas. Connect dots linearly: Conecta los puntos mediante líneas(nuestro caso). Fill area interpolated trend: muestra los puntos como un área que rellena del color de la tendencia. Este tipo impide que otras tendencias se puedan apreciar. Fill area stepped trend: Igual que el anterior pero la unión se realiza mediante cuadrados y no de manera lineal.


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8.5.1.2.5 Propiedades de color y límites. En esta ventana podemos definir el color que debe adoptar la tendencia cuando baje o sobrepase unos límites que nosotros estipulemos.

Fig. 38 –Pantalla de parametrización de la curva de nivel(Colors/Limits).

Límite inferior: Cuando el valor de la tendencia baje de 10, el color de la misma cambiará a rojo. Límite superior: Cuando el valor de la curva sobrepase 90 cambiará a rojo. Remplacement Values: Cuando uno de los límites que se ha marcado como máximo o mínimo para la adquisición de datos por parte del archivo se activa, los valores substitutivos, que no provienen del proceso propiamente quedan marcados con el color verde.


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8.5.2. Tabla de valores. En la parte superior-izquierda de la pantalla inicial podemos observar que se encuentra una tabla de valores: Estas tablas de valores permiten representar los datos de los archivos en forma de tablas, para poder comparar los valores numéricos, además de poder editar dichos valores directamente desde las mismas, lo que posibilita la modificación de los datos de proceso con posterioridad al desarrollo de los mismos.

Fig. 39 –Tabla de Valores.

8.5.2.1. Propiedades de la tabla de valores.

Fig. 40 –Pantalla de parametrización de la tabla de valores(column).


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Column Title: Título de la columna que estamos editando Display:

Hide column: oculta la columna actual en la tabla de datos. Column can be edited: La columna puede ser editada, es decir, se permite modificarlos datos de esta columna en el archivo de proceso. Share column: Compartir una misma base de tiempos. Los datos de las columnas pueden haber sido adquiridos en un mismo instante de tiempo o no. Mediante esta opción se separan o comparten los tiempos de las columnas que componen la tabla.

Selection: disponemos de dos formas de visualizar los datos del archivo: A partir de una fecha cada x tiempo actualizándose o desde una fecha hasta una fecha, mostrar ese intervalo de tiempo.

8.5.2.2. Propiedades de la variable del proceso. En la solapa tag podemos definir la variable de archivo asociada a cada columna.

Fig. 41 –Pantalla de parametrización de la tabla de valores(Tag). Con respecto a la barra de herramientas, sus posibilidades y parametrización son similares a las de las curvas, salvo por las siguientes nuevas opciones:


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Set parameters: Esta ventana posibilita que un usuario de WinCC parametrice sus ventanas de curvas a su gusto, después de haber configurado

el programador la instalación. Las modificaciones que se realicen, pueden ser de tres tipos:


Pantalla siguiente: muestra la pantalla siguiente del archivo hasta llegar a la última.

Editar una columna: Presionando este botón y seleccionando una celda de una columna, si dicha columna tiene activada la opción Can be edited, será

posible modificarla. Insertar fila: en los archivos de usuario, es posible insertar una fila. Borrar fila: en los archivos de usuario, es posible borrar una fila.

Start/Stop: arranque/parada de la actualización de los datos en la ventana. Destacar que la parada no significa que se deje de guardar los valores en la

base de datos. Estos continúan siendo almacenados de igual manera.


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8.6. Históricos de los motores. Esta es otra de las pantallas que forman parte de nuestro proyecto la cual sé creyo oportuna introducir, porque de esta manera se tenia una visión rapida de las bombas que estaban funcionando en cada momento. La diferencia de esta pantalla de curvas con la pantalla del nivel del deposito es que esn esta pantalla tenemos las cinco curvas en una misma grafica y pantalla y así nos evitamos tener que saltar a diferentes para ver cada curva de motor.

Fig. 42 –Pantalla de históricos de las bombas.. Podemos comprobar que tenemos las mismas opciones de programación que el la grafica de la curva de nivel, por eso solo comentaremos los cambios que hemos realizado respecto a la anterior, debido que ya se ha explicado las opciones que teniamos en estas pantallas.


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8.6.1. Parametrización de las diferentes curvas de las cinco bombas. En la siquiente pantalla podemos observar que hemos seleccionado la casilla Shared X Axis(compatir eje X) porque queremos que el eje x sea común a todas la curvas para poder observar el comportamiento de todas las curvas a la vez con una misma referencia en el tiempo.

Fig. 43 –Pantalla de parametrización de la curva de motores(Trend). Sin embargo no seleccionaremos la casilla del eje Y común(Shared Y Axis) porque se solaparian las diferentes curvas y no se podria ver perfectamente la evolución de cada una. Tambien seleccionaremos la casilla Display trends staggered que nos muestrará las tendencias en gráficas separadas porque deseamos observarlos o plasmarlos de manera individual.


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Fig. 44 –Pantalla de parametrización de la curva de motores(Tag). A continuación modificaremos el periodo de tiempo a un minuto, así de este modo tenemos una visión exacta de los cambios que se producen en el tiempo ya que son los momentos críticos de esta estación de bombeo.

Fig. 45 –Pantalla de parametrización de la curva de motores(X Axis). Y también modificaremos el rango de las gráficas de 0 a 1 porque solo nos importa cuando la bomba está funcionando(1) o no(0).


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Fig. 46 –Pantalla de parametrización de la curva de motores(Y Axis). En trend display hemos seleccionado Fill area interpolated trend. Con esta opción se consigue lo que hemos visto en la curva de las diferentes bombas, y no es nada más que las curvas esten rellenas del mismo color que hemos selecionado de la curva. Por eso se ha selecionado que las curvas tuviesen el mismo eje Y pero que las curvas estuviesen separadas con sus propias escalas.

8.7. Pantalla de Alarmas

8.7.1. Alarm Logging. Alarm Logging es la parte del WinCC que de se encarga del tratamiento de los mensajes de alarma de la instalación, así como del tratamiento del histórico de alarmas y la generación de alarmas a partir de comparaciones con valores de comunicaciones. El tratamiento de alarmas de WinCC proporciona: · Información sobre el error que se ha producido en la instalación. · Detecta situaciones críticas del sistema. · Reduce los tiempos de parada de la instalación. El editor se ejecuta presionando con el botón derecho sobre Alarm Logging del Control Center y seleccionando Open

8.7.2. El editor de alarmas El editor de alarmas nos permite configurar los mensajes de alarmas, así como la estructura de la ventana en la que representaremos dichos mensajes.


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Lo primero que sorprende al entrar al editor es la ventana de mensaje que aparece denominada Add Ins. Un Add Ins es una opción que podemos incorporar o no a nuestro editor. En el caso de las alarmas solo hay uno, y es las alarmas software, denominadas Analog Alarm. Una alarma software es la generación de una alarma a partir de una comparación de un valor de comunicaciones con una consigna o límite que nosotros determinemos. Generalmente este tipo de alarmas se creaban realizando la comparación en el PLC, activando si era el caso un bit que era el responsable del ulterior mensaje de alarmas. Mediante esta opción esto no es necesario, siempre y cuando la alarma no tenga ninguna repercusión en el proceso, descargando de esta tarea al PLC y permitiendo realizar modificaciones de este estilo sin modificar el PLC.

Fig. 47 –Ventana de Alarm Loggin. Como se puede observar, esta dividida entres partes. La primera es un árbol en que se representan las diferentes partes en que se divide la construcción de una ventana de alarmas. La segunda, son los objetos que contiene la parte seleccionada a la izquierda. Por último, la ventana inferior, es donde se representan todas los mensajes de alarma que pueden existir en nuestro proyecto, con su bit de comunicaciones asignado.

8.7.3. El Wizard del Alarm Logging Estructura de un mensaje de alarmas Un mensaje de alarmas puede componerse de hasta tres tipos de bloques: · System Blocks: Bloques de sistema, que contienen datos que son asignados por el sistema, tales como hora de aparición de la alarma, fecha, etc...


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· Process value blocks: Bloques que contienen información acerca el valor actual del proceso (p. Ej. una alarma de temperatura puede tener un bloque de proceso en el que aparezca el valor de dicha temperatura). · User text blocks: Bloques de usuario son los que nos dan la información sobre que es esa alarma (el texto de la alarma), donde se produjo (lugar), etc... Estos bloques se organizan en una línea, y esta línea ya configurada con los bloques se coloca como base de una ventana de alarmas. Una vez configurada la ventana de alarmas, su emplazamiento en una o varias pantallas del runtime no se realiza desde este editor, sino desde el graphic designer.

8.7.4. Configuración de Alarm Logging Message blocks

Configuración los diferentes apartados del alarm logging. Lo primero que vamos a parametrizar serán los bloques de mensajes que necesitemos. Nos colocamos sobre Message Blocks, y con el botón derecho seleccionamos la opción del menú Message Blocks.

Fig. 48 –Configuración de los bloques de mensaje.

Si presionamos en esta ventana Add aparecerán todos los bloques de sistema disponibles, pudiendo añadir o retirar de nuestra configuración aquellos que deseemos. Vamos a ver la aplicación y características de cada uno de ellos. Los bloques de sistema disponibles son:


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Fecha de alarma La fecha de la alarma, ya sea en la aparición, en el acuse o en la desaparición. Podemos cambiar el texto de date a fecha, en castellano.

· Flashing On: si se activa, el bloque parpadeará en la pantalla. · Podemos seleccionar la fecha con dos dígitos en el año, o con los cuatro correspondientes. · El formato de la fecha puede aparecer en inglés (mes, día, año) o europeo (día, mes, año).


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Hora de alarma

La hora del día en que aparece/desaparece/se acusa la alarma.

· Se puede seleccionar hasta milisegundos de resolución, y formato de hora de 12 horas o de 24 horas. Duración de la alarma La duración de la alarma es un bloque muy útil, que nos indica:

Cuando aparece la alarma: aparece vacío. Cuando desaparece la alarma: el tiempo que ha tardado en solucionarse la alarma. Cuando es acusada: el tiempo que el controlador del proceso ha tardado en enterarse del problema.


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Estado de la alarma El estado de la alarma es un carácter o texto que nos identifica el estado actual de la misma (aparece, desaparece, es acusada). Por defecto, en el WinCC la simbología es la siguiente: · Aparece: + · Desaparece: - · Es acusada: +/-

En cualquier caso, estos textos pueden modificarse desde el text library a posteriori para que sean más descriptivos. Número de la alarma El número de la alarma identifica a la alarma dentro de todas las posibles, y es unívoco.

La opción With leading zeros rellena de ceros los campos definidos en number of que no queden rellenos por número de alarma, comenzando por la izquierda.


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Texto de la alarma El primero de los bloques de usuario. Este bloque es el más importante, ya que define el texto que identifica a la alarma (p.Ej: “Nivell maxim”). Podemos definir la cantidad de caracteres máxima que tendrá nuestro mensaje de alarmas. Por defecto son 10, pero es demasiado escaso para los mensajes corrientes.

8.7.5. Línea de mensajes de alarmas Desde message line format podemos definir los tipos de líneas de alarmas que deseemos.

En una línea de alarmas podemos definir: · El texto que la identifica (p. Ej: Línea para mensaje principal, línea para histórico de alarmas, etc...). · Los bloques que la componen y en qué orden deben encontrarse.


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Fig. 49 –Linea de mensajes de alarma.

8.7.6. Ventanas de alarmas En la ventana de alarmas podemos definir como debe de configurarse para representar las alarmas en pantalla

Disponemos aquí también de un pequeño Wizard.

Fig. 50 –Ventana de alarmas.


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Las opciones a configurar en general information de la ventana de alarmas son: · Window: Nombre de la ventana identificativo. Por este nombre se llamará después desde el Graphics designer a la misma. · Window Title: Título que puede aparecer arriba de la ventana. · Font: Fuente de los textos de la ventana de alarmas. · Window Type: Tipo de ventana de alarmas.

Existen tres tipos:

Message Window: se utiliza para mostrar la última alarma que se ha producido en la instalación. Suele colocarse una pequeña ventana en la pantalla principal que nos indica que alarma acaba de saltar, con un botón que accede a la ventana en la que ya se encuentra la ventana de alarmas con el histórico de alarmas. Short Term Archive Window: Ventana que almacena las alarmas en un histórico para que posteriormente podamos observarlas. El tambor de alarmas puede ser configurado. Sequence Archive Window: Archivo secuencial de alarmas. Las alarmas se van almacenando en él sin límite de almacenamiento.

· El botón selection nos permite seleccionar que bloques son los que se deben almacenar en el histórico, independientemente de los que estemos representando en pantalla al aparecer la alarma.

Fig. 51 –Selección de la linea a mostrar en la ventana de alarmas.


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Message Line: En esta ventana seleccionamos la línea de alarmas que debe aparecer en esta ventana de alarmas.

Parameters: · Líneas de separación: horizontales y/o verticales.

Title line: Título de la línea. · Selection: Tipo de selección de la alarma dentro de la ventana. Podemos decidir si la selección es por celda, o por línea. · Column title: Coloca encima de cada columna un título descriptivo de la misma. · Change column Width: Poder cambiar el ancho de las columnas desde el runtime. Si se realiza click sobre la línea de separación de una columna en el runtime, la columna se autoajusta al ancho de la misma. · Shortem Title: Si el título de la columna no se puede representar entero en la columna debido a que no cabe, seleccionando esta opción se añaden unos puntos suspensivos, para indicarnos que existe texto oculto. · Shortem cell content: Si el texto de una celda de un bloque de la línea de alarmas no se puede representar entero debido a que no cabe, seleccionando esta opción se añaden unos puntos suspensivos, para indicarnos que existe texto oculto. · Auto Scrolling: Cuando esta opción está activada, al entrar a la ventana de alarmas, si la cantidad de alarmas es superior a la que cabe en la ventana de alarmas, salta automáticamente al final de la pila de alarmas. En caso contrario (opción no seleccionada), nos muestra desde la primera alarma en pantalla. Status bar: · Display status bar: Muestra en la parte inferior de la ventana de alarmas una línea de status que podemos configurar en la ventana Elements of the status bar. Las opciones a configurar en la línea de status son:

Date: muestra la fecha actual.


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Time: muestra la hora actual. Number of the messages in the list: muestra el número de alarmas actuales en la ventana. Number of messages in the window: muestra el número de alarmas actuales en la ventana, independientemente de que se repitan. Number of messages not yet acknowledged: cantidad de alarmas no acusadas aún, y que deben serlo. Lock: Algún tipo de alarmas está siendo bloqueado actualmente, por lo que puede producirse y no ser representado en la pantalla. Selection: Se está aplicando una selección o filtrado al histórico de alarmas, de talmanera que las que se están representando actualmente no son todas las que hay.

Fig. 52 –Barra de estado de la ventana de alarmas.

· Alignement: Donde deseamos la línea de status (arriba de la ventana o abajo). Toolbar: · Display toolbar: muestra la barra de herramientas en la ventana de alarmas. · Alignement: posición de la barra de herramientas (izquierda, derecha, arriba, abajo). Keyboard: botones de la barra de herramientas. Las opciones posibles son:

Display process message window: Muestra la ventana en la que se representan las alarmas actuales (la ventana de alarmas propiamente dicha). Display short term archive: Muestra la ventana en la que se representa el histórico de alarmas de tipo shot term o de tambor.


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Fig. 53 –Barra de herraminetas de la ventana de alarmas. Single acknowledgement: Acuse de la alarma actualmente seleccionada. Group acknowledgement: Acuse del grupo de alarmas al que pertenece la alarma actualmente seleccionada. Auto-Scroll On/Off: Activa el auto-scroll en la pantalla, para poder desplazarnos por la ventana de alarmas cuando la cantidad de alarmas es superior a las que se pueden representar en pantalla. Beginning of the list: Ponerse al principio de la lista de alarmas. End of the list: ponerse al final de la lista. Next Message: Pasar a la siguiente alarma. Previous message: pasar a la alarma anterior. Infotext: Visualizar el texto de información de una determinada alarma.

Fig. 54 –Ventana de infotext.


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Loop in alarm: permite saltar a una pantalla relacionada con la alarma que actualmente se está seleccionando.

Todos los botones de la barra de herramientas poseen una serie de opciones a las que se accede seleccionando el texto del botón y posteriormente el botón que hay sobre la ventana, denominado properties.

8.7.7. Visualización de la pantalla de alarmas. La última característica que nos queda por ver de la ventana de alarmas es que podemos visualizar como va a quedar nuestra ventana si pulsamos sobre el icono de la ventana que aparece en la ventana principal del alarm logging. La primera de las opciones es Window Preview. La representación se puede apreciar en la imagen inferior.

Fig. 55 –Pantalla de alarmas.


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8.8. User Administrator 8.8.1. Introducción

El apartado de WinCC denominado User Administrator se encarga de la administración de los usuarios que van a trabajar en el runtime del sistema WinCC. La principal diferencia que hay que observar en la filosofía de usuarios del WinCC con respecto al típico control de privilegios por niveles es que en el WinCC el disponer de privilegio o nivel para realizar algo que los demás no esten autorizados no implica que se permita acceder a todo lo que los demás usuarios son capaces de realizar.

Fig. 56 –Ventana de User Administrador. En los sistemas de privilegios por nivel, si un usuario dispone de nivel 3, podrá realizar todo lo que pueden realizar los de nivel 2, más aquello que se permite solo a los de nivel 3. Cuando se bloquea una acción para nivel de password 3, significa que todos los que dispongan de nivel igual o superior a 3 podrán realizarla. En WinCC esto no es así, definiéndose en lugar de niveles, capacidades de realizar cosas (cambiar valores en archivos, entrar a determinadas pantallas, resetear alarmas, etc..). Dichas capacidades pueden ser o no compartidas por usuarios. Estos usuarios se pueden agrupar en grupos, sólo para una más fácil identificación, ya que no es imprescindible que compartan las mismas capacidades dos usuarios de un mismo grupo.


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8.8.2. Creación de un nuevo grupo de usuarios.

Vamos a crear un grupo de usuarios que se llame operadores. Para ello, presionando sobre el grupo de administración el botón derecho, seleccionaremos add group. Introducimos el nombre del grupo y presionando de nuevo sobre el grupo creado, le añadimos dos usuarios. La caja de diálogo que configura un nuevo usuario nos pide:

Fig. 57 –Creación de un nuevo usuario.

· Login: Nombre identificativo del usuario en cuestión (sólo puede ser una palabra, p. Ej. José_Ramon). · Password: Cadena de texto de un mínimo de 6 caracteres, que puede incluir espacios y números y letras indistintamente. · Verify password: La misma cadena del password debemos de repetirla para confirmar que no hemos introducido ninguna letra por equivocación. · Copy group settings also: Se puede preestablecer una configuración para todos los nuevos usuarios que se generen dentro de un grupo. Con esta casilla se activa el hecho de que un nuevo usuario copia las características predefinidas de su grupo.

8.8.3. Cómo asignar una capacidad a un nuevo usuario.

Las capacidades que dispone un usuario aparecen con un piloto rojo indicativo seleccionadas. Para añadir una capacidad a un usuario, simplemente hay que hacer doble click en el lugar donde debe aparecer el piloto rojo de la capacidad. Para deshacer dicha operación es necesario realizar de nuevo doble click en el mismo lugar.


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8.8.4. Crear una nueva capacidad.

Lógicamente, lo primero que debemos realizar, será estudiar los diferentes bloqueos o límites que requerimos en nuestro desarrollo para posteriormente asignárselos a los usuarios creados. Un bloqueo es una acción cuya capacidad de realización diferencia a unos usuarios de otros. Normalmente se suele bloquear el acceso a determinadas pantallas, la impresión de determinadas gráficas, la activación de determinados elementos de campo (p. Ej. pasarlos a manual y que no realicen su actividad en automático) y sobretodo la modificación de los valores de proceso, ya sea en producción (bloqueo de cajas), como a de manera posterior (modificación de archivos de proceso). Para crear un nuevo bloqueo o límite que permita definir una capacidad a un usuario, debemos seleccionar en el menú Table-> Add New Authorization Level. Nos indica un número de nivel de autorización, que debemos aceptar como bueno, ya que no podemos duplicar dicho número indicado. Esta acción nos lleva a disponer de una línea nueva con el número de orden indicado, pero que no dispone de ningún texto descriptivo, por lo que será de difícil asignación dicho nivel si posteriormente olvidamos a que correspondía este bloqueo. Para añadir un texto descriptivo debemos realizar doble click en la casilla del texto, e introducir un comentario que nos resulte intuitivo para el bloqueo que realiza dicho nivel. La asignación del privilegio del bloqueo a los usuarios se realiza como vimos anteriormente.

8.8.5. Borrar una nueva capacidad.

Para borrar una capacidad o bloqueo ya existente simplemente seleccione primeramente el nivel de bloqueo que desea borrar realizando un click sobre él. Seleccione del menú Table- >Delete Authorization Level, y confirme el borrado del mismo. Los niveles de autorización son comunes para todos los usuarios y grupos, por lo que el borrar un nivel en un grupo lo borra de los demás.

8.8.6. Cambiar el password de un usuario.

Si un determinado usuario desea cambiar el password que ya dispone, no es necesario borrarlo y volver a generarlo. Presionando el botón derecho sobre el usuario, y seleccionando del menú Change password podemos cambiar su password, siempre uy cuando conociésemos de antemano el password a cambiar.


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Fig. 58 –Cambio de Password.

Si no conocemos su password, deberemos necesariamente darlo de baja.

8.8.7. Cambiar el login de un usuario.

Para cambiar el login o nombre identificativo solo es necesario realizar un solo click sobre dicho nombre y se podrá curiosamente cambiar, sin necesidad de ningún tipo de clave, por lo que un superusuario puede modificarlo a su entera voluntad sin ninguna autorización por parte de los mismos usuarios.

8.8.8. Desactivación automática de un usuario.

Una vez se ha activado un usuario, el sistema dispone de los privilegios derivados del nivel de dicho usuario. Hasta que dicho usuario no se da de baja en el sistema, los privilegios continúan activos, por lo que si un usuario deja el sistema activado con su login, un par de horas después puede utilizar el sistema WinCC cualquier usuario sin necesidad de darse de alta en el mismo y utilizando todos los accesos habilitados en función del nivel del anterior usuario aún en activo. Como el olvido de dejar activado el password es muy frecuente con el tiempo, resulta inservible un sistema de passwords que siempre se encuentra habilitado. Para evitar este punto, todo usuario dispone de una casilla de desconexión automática en base de minutos.

Fig. 59 –Tiempo para la desconexión automática.

Si la casilla es distinta de cero, pasados dichos minutos automáticamente el sistema desconecta al usuario, por lo que si quiere utilizar de nuevo el sistema WinCC con sus privilegios deberá de volver a darse de alta en el mismo.


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8.8.9. Asignar un nivel de password a una acción.

Las acciones a realizar que requieren un password determinado siempre van asociadas a un objeto. Todos los objetos disponen de una propiedad en miscelaneous que se llama User Level. Si realizamos doble click sobre ella, nos aparece una ventana en la que se muestran los diferentes niveles generados anteriormente con el user administrator. Podemos seleccionar uno, en cuyo caso todos los usuarios que deseen realizar las acciones asociadas a dicho objeto, deberán disponer previamente del nivel requerido.

P.F.C.

3.- PLANOS


P.F.C.

4.- PRESUPUESTO


CONTROL DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO MEDIANTE EL PLC S7-200 Y EL SCADA WINCC PRESUPUESTO

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1. MEDIDAS : Capitulo 1 : Software y Hardware del PC. Nº Descripción Cantidad

1 Desarrollo de software de programación y control bajo Siemens WinCC 1

2 Pack Simatic WinCC : PC + Licencia 128 ‘Power Tags’ 1

3 Tarjeta de comunicaciones Siemens Simatic CP 5611 PCI 1

Capitulo 2 : Software PLC. Nº Descripción Cantidad

4 Desarrollo de software de programación del PLC 1

Capitulo 3 : Armarios. Nº Descripción Cantidad

5 Diseño y montaje del armario del PLC 1

6 Recablear todos lo armarios existentes de cada bomba con el PLC. 1


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Capitulo 4 : Materiales. Nº Descripción Cantidad

7 Bastidor Siemens Simatic S7 3

8 CPU Siemens Simatic S7-200 CPU 221 1

9 Cartucho de pila para CPU Siemens Simatic S7 1

10 Cartucho de reloj para CPU Siemens Simatic S7 1

11 Cartucho de programa de usuario para CPU Siemens Simatic S7 1

12 Bloque de terminales extraible 3

13 Modulo ampliación salidas Siemens EM 222 2

14 Modulo ampliación entradas Siemens EM 221 1

15 Cable de modulo de ampliación 2

16 Fuente de alimentación Siemens SITOP 5A 1

17 Conector MPI Siemens 1

18 Cable de 7 hilos apantallado 100

19 Cable eléctrico 1x0.75 mm 200

20 Cuadro eléctrico 50x50 1

21 Magneto-térmico 3A 1

22 Diferencial 3A, 300ms 1


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2. CUADRO DE PRECIOS : Capitulo 1 : Software y Hardware del PC. Nº Descripción Precio

1 Desarrollo de software de programación y control bajo Siemens WinCC 20,00€/hora

2 Pack Simatic WinCC : PC + Licencia 128 ‘Power Tags’ 4350,00€/unidad 3 Tarjeta de comunicaciones Siemens Simatic CP 5611 PCI 590,00€/unidad

Capitulo 2 : Software PLC. Nº Descripción Precio

4 Desarrollo de software de programación del PLC 20,00€/hora

Capitulo 3 : Armarios. Nº Descripción Precio

5 Diseño y montaje del armario del PLC 20,00€/hora

6 Recablear todos lo armarios existentes de cada bomba con el PLC. 20,00€/hora


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Capitulo 4 : Materiales. Nº Descripción Precio

7 Bastidor Siemens Simatic S7 52,00€/unidad

8 CPU Siemens Simatic S7-200 CPU 221 1250,00€/unida

9 Cartucho de pila para CPU Siemens Simatic S7 21,00€/unidad

10 Cartucho de reloj para CPU Siemens Simatic S7 62,00€/unidad

11 Cartucho de programa de usuario para CPU Siemens Simatic S7 74,00€/unidad

12 Bloque de terminales extraible 9,00€/unidad

13 Modulo ampliación salidas Siemens EM 222 260,00€/unidad

14 Modulo ampliación entradas Siemens EM 221 250,00€/unidad

15 Cable de modulo de ampliación 24,00€/unidad

16 Fuente de alimentación Siemens SITOP 5A 155,00€/unidad

17 Conector MPI Siemens 65,00€/unidad

18 Cable de 7 hilos apantallado 5,50€/unidad

19 Cable eléctrico 1x0.75 mm 0,45€/unidad

20 Cuadro eléctrico 50x50 195,00€/unidad

21 Magneto-térmico 3A 86,00€/unidad

22 Diferencial 3A, 300ms 98,00€/unidad


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3. PRESUPUESTO : Capitulo 1 : Software y Hardware del PC. Nº Descripción Cantidad Precio Importe

1 Desarrollo de software de programación y control bajo Siemens WinCC

430 20,00€/h 8600,00€

2 Pack Simatic WinCC : PC + Licencia 128 ‘Power Tags’

1 4350,00€/ud 4350,00€

3 Tarjeta de comunicaciones Siemens Simatic CP 5611 PCI

1 590,00€/ud 590,00€

TOTAL CAPITULO 1: Software y Hardware del PC 13.540,00€

Capitulo 2 : Software PLC. Nº Descripción Cantidad Precio Importe

4 Desarrollo de software de programación del PLC

120 20,00€/h 2.400,00€

TOTAL CAPITULO 2: Software PLC 2.400,00€

Capitulo 3 : Armarios. Nº Descripción Cantidad Precio Importe

5 Diseño y montaje del armario del PLC 32 20,00€/h 640,00€

6 Recablear todos lo armarios existentes de cada bomba con el PLC.

8 20,00€/h 160,00€

TOTAL CAPITULO 3: Armario 800,00€


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Capitulo 4 : Materiales. Nº Descripción Cantidad Precio Importe

7 Bastidor Siemens Simatic S7 3 52,00€/ud 156,00€

8 CPU Siemens Simatic S7-200 CPU 221 1 1250,00€/ud 1.250,00€

9 Cartucho de pila para CPU Siemens Simatic S7 1 21,00€/ud 21,00€

10 Cartucho de reloj para CPU Siemens Simatic S7 1 62,00€/ud 62,00€

11 Cartucho de programa de usuario para CPU Siemens Simatic S7

1 74,00€/ud 74,00€

12 Bloque de terminales extraible 3 9,00€/ud 27,00€

13 Modulo ampliación salidas Siemens EM 222 2 260,00€/ud 520,00€

14 Modulo ampliación entradas Siemens EM 221 1 250,00€/ud 250,00€

15 Cable de modulo de ampliación 2 24,00€/ud 48,00€

16 Fuente de alimentación Siemens SITOP 5A 1 155,00€/ud 155,00€

17 Conector MPI Siemens 1 65,00€/ud 65,00€

18 Cable de 7 hilos apantallado 100 5,50€/ud 550,00€

19 Cable eléctrico 1x0.75 mm 200 0,45€/ud 90,00€

20 Cuadro eléctrico 50x50 1 195,00€/ud 195,00€

21 Magneto-térmico 3A 1 86,00€/ud 86,00€

22 Diferencial 3A, 300ms 1 98,00€/ud 98,00€

TOTAL CAPITULO 4: Materiales 3.387,00€


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4. RESUMEN DEL PRESUPUESTO :

CAPITULO 1: SOFTWARE Y HARDWARE DEL PC 13.540,00 €

CAPITULO 2: SOFTWARE DEL PlC 2.400,00 €

CAPITULO 3: ARMARIO 800,00 €

CAPITULO 4: MATERIALES 3.387,00 € +____________

PRESUPUESTO DE EJECUCIÓN MATERIAL 20.127,00 €

GASTOS GENERALES(3%) 603,81 €

BENEFICIO INDUSTRIAL(10%) 2.012,70 € +____________

PRESUPUESTO DE EJECUCIÓN DE CONTRATO 22.743,51 €

IVA(16%) 3.628,96 € +____________

PRESUPUESTO POR LICITACIÓN 26.382,47 € El presupuesto de licitación del presente contrato asciende a la suma de veintiséis mil trescientos ochenta y dos euros con cuarenta y siete céntimos (26.382,47 €).

El Ingeniero Técnico Industrial:

Fdo. Sergi Ciurana Nicolau

Tarragona, Septiembre de 2005

P.F.C.

5.- PLIEGO DE CONDICIONES


CONTROL DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO MEDIANTE EL PLC S7-200 Y EL SCADA WINCC PLIEGO DE CONDICIONES

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Objeto: Este pliego de condiciones tiene por objeto establecer las condiciones generales, facultativas, técnicas, económicas, administrativas, etc…; por las cuales se regirán tanto el Director Técnico de la Obra, la Empresa Contratista y la propiedad donde se realizará este proyecto. 1.Condiciones generales: 1.1. Reglamentos y normas: Todas las unidades de obra se ejecutaran cumpliendo las prescripciones indicadas en los reglamentos de seguridad y normas técnicas de obligado cumplimiento para este tipo de instalaciones, tanto de ámbito nacional, autonómico, o municipal como todas las otras que se establezcan como obligatorias para este proyecto y que se especificarán en capítulo NORMAS. 1.2. Materiales: Todos los materiales serán de primera calidad. Cumplirán las especificaciones y tendrán las características técnicas indicadas en el proyecto, cumpliendo las normas vigentes. Tosa especificación o característica de materiales que figure en uno sólo de los documentos del proyecto, aún sin figurar en los otros es igualmente obligatorio. En el caso de existir contradicción u omisión en los documentos del proyecto el contratista tendrá la obligación de ponerlo de manifiesto al Director Técnico del Montaje, quién decidirá sobre el particular. En ningún caso podrá decidir directamente, sin la autorización expresa. Unas vez adjudicada la obra definitivamente y antes de iniciarse esta, el contratista presentara al Director Técnico de los catálogos , cartas muestra, certificados de garantía o de homologación de materiales que vayan a emplearse. No podrán utilizarse materiales no hayan sido aceptados por el Director Técnico del montaje. 1.3. Reconocimientos y Ensayos: Cuando lo estime oportuno el Director Técnico del montaje, podrá encargar u ordenar el análisis, ensayo, o comprobación de los materiales, elementos o instalaciones, bien sea en la fabrica de origen, laboratorios oficiales o en el mismo montaje, según crea conveniente, aunque estos no estén indicados en el pliego. Los gastos ocasionados por estas pruebas o comprobaciones serán por cuenta del contratista. 1.4. Personal: El Contratista tendrá al frente del montaje a un encargado con autoridad sobre los demás operarios y con conocimientos acreditados y suficientes para la ejecución del montaje.


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El encargado recibirá , cumplirá y transmitirá las instrucciones y ordenes del Técnico Director. El contratista tendrá en obra el numero y clase operarios que haga falta para el volumen y naturaleza de los trabajos que se realicen, los cuales serán de reconocida aptitud y experimentados en el oficio. El Contratista estará obligado a separar de la obra, aquel personal que a juicio del Director Técnico no cumpla con sus obligaciones, realice el trabajo defectuosamente, bien por falta de conocimientos, o por obrar de mala fe. El contratista nombrara entre su personal un responsable de seguridad que velará, en todo momento, del cumplimiento de las normas de seguridad. 1.5. Ejecución de las obras: El contratista dará comienzo a la obra en el plazo que figure en el contrato establecido por la propiedad, o en su defecto a los quince días de la adjudicación definitiva o de la firma del contrato. El Contratista está obligado a notificar por escrito o personalmente en forma directa al director del contrato la fecha de comienzo de los trabajos. 1.5.1 Plazo de ejecución: La obra se ejecutara en el plazo que se estipule en el contrato suscrito con la propiedad o en su defecto en el que figure el las condiciones de éste pliego. Cuando el contratista, de acuerdo con alguno de los extremos contenidos en el presente pliego o bien en el contrato establecido con la propiedad, solicite alguna inspección para poder realizar algún trabajo ulterior que esté condicionado por la misma, está obligado a tener preparado para dicha inspección , una cantidad de obra que corresponda a un ritmo normal de trabajo. Cuando el ritmo de trabajo establecido por el contratista no sea el normal, o bien a petición de una de las partes, se podrá convenir una programación de inspecciones obligatorias de acuerdo con el plan de la obra. 1.5.2. Libros de ordenes: El contratista dispondrá en la obra de un libro de órdenes en el que se escribirán las que el Director Técnico estime darles a través del Encargado o persona responsable, sin perjuicio de las que de por oficio estime oportuno al Encargado, que tendrá la obligación de firmar el enterado. 1.6. Interpretación y desarrollo del proyecto: La interpretación técnica de los documentos del proyecto corresponde al director técnico. El contratista está obligado a someter a éste cualquier duda, aclaración o contradicción que surja durante la ejecución de la obra por causas del proyecto, o


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circunstancias ajenas, siempre con suficiente antelación en función de la importancia del asunto. El contratista se hace responsable de cualquier error de la ejecución motivado por la omisión de esta obligación y consecuentemente deberá rehacer a su costa los trabajos que correspondan a la correcta ejecución del proyecto. El contratista está obligado a realizar todo cuanto sea necesario para la buena ejecución de la obra aún cuando no se halle explícitamente expresado en pliego de condiciones o en los documentos del proyecto. El contratista notificará por escrito o personalmente en forma directa al director técnico y con la suficiente antelación las fechas en que quedarán preparadas para inspección cada una de las partes de la obra para las que se han indicado loa necesidad o conveniencia de las mismas o para aquellas que, total o parcialmente queden posteriormente ocultas. De las unidades de obra que deban quedar ocultas, se tomará antes de ello los datos precisos para su mención, a los efectos de liquidación y serán suscritos por el director técnico de hallados correctos. De no cumplirse este requisito, la liquidación se hará sobre la base de los datos o criterios de medición aportados por éste. 1.7. Obras complementarias: El contratista tiene la obligación de realizar todas obras complementarias que sean indispensables para ejecutar cualquiera de las unidades de obra especificadas en cualquiera de los documentos del proyecto, aunque en él , no figure explícitamente mencionadas dichas obras complementarias. Todo ello sin variación del importe contratado. 1.8. Modificaciones: El contratista está obligado a realizar las obras que se le encarguen resultantes de modificaciones del proyecto, tanto en aumento como disminución o simplemente variación, siempre y cuando el importe de las mismas no altere en más 20% del valor contratado. La valoración de las mismas se hará de acuerdo con los valores establecidos en el presupuesto entregado al contratista y que ha sido tomado como base del contrato. El técnico director está facultado para introducir las modificaciones de acuerdo con su criterio en cualquier unidad de obra durante la construcción siempre que se cumplan las condiciones técnicas referidas en el Proyecto y de modo que ello no varíe el importe total de la obra. 1.9. Obra defectuosa: Cuando el contratista halle cualquier unidad de obra que no se ajuste a lo especificado en el proyecto o en este pliego, El director técnico podrá aceptarlo o rechazarlo; en el


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primer caso éste fijará el precio que crea justo con el arreglo a las diferencias que hubiera estando obligado el contratista a aceptar dicha opción. En el otro caso se reconstruirá a expensas del contratista la parte mal ejecutada sin que ello sea motivo de reclamación económica o de ampliación de plazo de ejecución. 1.10. Medios auxiliares: Sean de cuenta del contratista todos los medios y máquinas auxiliares que sean precisos para la ejecución de la obra. Será por cuenta del cliente el suministro de energía eléctrica para equipos auxiliares durante el montaje y las pruebas. 1.11. conservación de las obras: Es obligación del contratista la conservación en perfecto estado de las unidades de obra realizadas hasta la fecha de la recepción definitiva por la propiedad y corren a su cargo todo los gastos de ello. 1.12. Recepción de las obras: 1.12.1. Recepción provisional: Una vez terminadas las obras, tendrá lugar la recepción provisional y para ello se practicara en ellas un detenido reconocimiento por el técnico director y la propiedad en presencia del contratista, levantando acta y empezando a correr desde este día el plazo de garantía si se hallan en estado de ser admitidas. De no ser admitidas se hará constar en el acta y se darán instrucciones al contratista para subsanar los defectos observados, fijándose un plazo para ello, expirado el cual se procederá a un nuevo reconocimiento a fin de proceder a la recepción provisional. 1.12.2. Plazo de garantía: El plazo de garantía será como mínimo de un año, contado desde la fecha de la recepción provisional, o bien el que establezca en el contrato también contado desde la misma fecha. Durante este periodo queda a cargo del contratista la observación de las obras. 1.12.3. Recepción definitiva: Se realizará después de transcurrido el plazo de garantía de4 igual forma que la provisional. A partir de esta fecha cesará la obligación del contratista la obligación de conservar y reparar a su cargo las obras si bien subsistirán las responsabilidades que pudiera tener por defectos ocultos o deficiencia de causa dudosa.


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2. CONDICIONES FACULTATIVAS: 2.1. Contrato: El contrato se formalizará mediante documento privado, que podrá elevarse a público a petición de cualquiera de las partes. Comprenderá la adquisición de todos los materiales, transporte, mano de obra y medios auxiliares para la ejecución de la obra proyectada para el plazo estipulado, así como la reconstrucción de las unidades defectuosas, la realización de las obras complementarias y las derivadas de las modificaciones que se introduzcan durante la ejecución, estas últimas en los términos previstos. La totalidad de los documentos que componen el documento técnico de la obra serán incorporados al contrato y tanto el contratista como la propiedad deberán firmados en testimonio de que los conocen y aceptan. 2.2 Responsabilidades : El contratista es el responsable de la ejecución de las obras en las condiciones establecidas en el proyecto y en el contrato. Como consecuencia de ello vendrá obligado a suprimir lo mal ejecutado y a su reconstrucción correcta sin que sirva de excusa el que el Director Técnico haya examinado o reconocido las obras. El contratista es el único responsable de todas las contravenciones que él o su personal cometan durante la ejecución de las obras u operaciones relacionadas con las mismas. También será responsable de los accidentes o daños que por errores, inexperiencia o empleo de métodos inadecuados se produzcan a la propiedad o a los vecinos o a terceros en general. El Contratista es el único responsable del incumplimiento de las disposiciones vigentes en material de seguridad e higiene en el trabajo respecto de su personal y por tanto de los accidentes que puedan sobrevenir y de los derechos que puedan derivarse de ellos.


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2.3. Rescisión del contrato : Se considerarán causas suficientes para la rescisión del contrato las siguientes : - Muerte o incapacitación del contratista. – Quiebra de la empresa Contratista. - Modificación del proyecto cuando produzca una modificación de + 25% del

valor contratado. - Modificación de la obra en más de un 40 %. - El no cumplimento de los datos de ejecución por parte del Contratista. - La suspensión durante seis meses de las obras ya comenzadas. - Abandono de la obra sin causa justificada. - La no iniciación de la obra en el plazo indicado cuando sea por causas ajenas a

la propiedad. - Terminación del plazo de ejecución de la obra sin haberse llegado a completar

ésta. - Actuación de mala fe en la ejecución de los trabajos. - Destajar o subcontratar la totalidad o parte de la obra a terceros sin la

autorización del Director Técnico y la Propiedad. 2.4. Liquidación en caso de rescisión de contrato : Siempre que se rescinda el contrato por las causas anteriores o bien por acuerdo de ambas partes, se abonará al contratista las unidades de obra ejecutadas y los materiales acopiados a pié de obra que reúnan las condiciones y sean necesarios para la misma. Cuando se rescinda el contrato llevará implícito la retención de la fianza para obtener los posibles gastos de conservación, el periodo de garantía y los derivados del mantenimiento hasta la fecha de la nueva adjudicación.


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3. CONDICIONES ECONOMICAS 3.1. Fianza : En el contrato se establecerá la fianza que el Contratista deberá depositar en garantía del cumplimento del mismo, o se convendrá una retención sobre los pagos efectuados a cuenta de la obra ejecutada. De no estipularse fianza en el contrato se entiende que se adopta como garantía una retención del 5% sobre los pagos a cuenta citados. En el caso que el Contratista se negase ha hacer por su cuenta los trabajos para ultimar la obra en las condiciones contratadas, o a atender la garantía, la Propiedad podrá ordenar ejecutar las obras a un tercero, abonando su importe con cargo a la retención o fianza, sin perjuicio de las acciones legales a que tenga derecho la propiedad si el importe de la fianza no bastase. La fianza retenida se abonará al Contratista en un plazo no superior a treinta días una vez firmada el acta de recepción definitiva de la obra. 3.2. Abono de la Obra : En el contrato se fijará detalladamente la forma y plazos en que se abonarán las obras. Las liquidaciones parciales que puedan establecerse tendrán carácter de documentos provisionales a buena cuenta, sujetos a las certificaciones que resulten de la liquidación final, no suponiendo dichas liquidaciones aprobación ni recepción de las obras que comprenden. Terminada la obra se procederá a la liquidación final que se efectuará de acuerdo con los criterios establecidos en el contrato. 3.3. Precios : El contratista presentará, al formalizarse el contrato, relación de los precios de las unidades de obra que integran el proyecto, los cuales de ser aceptados, tendrán valor contractual y se aplicarán a las posibles variaciones que puedan haber. Estos precios unitarios, se entiende que comprenden la ejecución total de la unidad de obra, incluyendo todos los trabajos aún los complementados y los materiales así como la parte proporcional de imposición fiscal, las cargas laborales y otros gastos repercutibles. En caso de tener que realizarse unidades de obras no previstas en el proyecto, se fijarán su precio entre el Técnico Director y el Contratista antes de iniciar la obra y se presentará a la Propiedad para su aceptación. 3.4. Revisión de precios : En el contrato se establecerá si el Contratista tiene derecho a revisión de precios y la fórmula a aplicar para calculados. En defecto de esta última, se aplicará a juicio del Técnico Director alguno de los criterios oficiales aceptados.


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3.5. Penalizaciones : Por retrasos en los plazos de entrega de las obras, se podrán establecer tablas de penalizaciones cuyas cuantías y demoras se fijarán en el contrato.


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4. CONDICIONES TÉCNICAS : 4.1. Generalidades : Las características técnicas serán, mediante mutuo acuerdo, rectificadas en caso de necesidad imperiosa. De no ser así, cumplirán las condiciones eléctricas y de parámetros señalados en este documento así como también las condiciones de seguridad señaladas. 4.2. Utilización : Si una vez determinada operación no consta en el cuadro de características del equipo electrónico debe darse una especial atención al diseño del circuito para evitar toda sobrecarga de la misma, debido a condiciones desfavorables de funcionamiento. No deben emplearse dispositivos electrónicos en circunstancias que puedan dar características de los mismos no controladas por el fabricante. 4.3. Cableado : Deberán existir canalizaciones distintas para el cableado de la parte de potencia y de la parte de señales para evitar así interferencias entre ellos. La conexión de los cables en cada punto de unión será mediante terminales adecuados a la sección del cable en lo que refiere a conductores de potencia, siendo su sección no superior a 2,5 mm2 de sección útil y con aislamiento PVC especialmente de color negro, marrón o gris. 4.4. Alimentaciones Eléctricas : Todos los equipos de control se alimentarán a través de interruptores magneto térmicos, que tendrán un contacto auxiliar para alarma. Una de las características fundamentales es que tengan una potencia de cortocircuito mayor de 6 KA.


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4.5 Armario de control : El armario que contenga los equipos de control deberá instalarse en una zona que esté bien iluminada, con fácil acceso y exenta de vibraciones. Los conductores de alimentación irán conducidos sobre bandejas y su introducción en el armado se hará a través de prensaestopas de diámetro acorde con la sección exterior de la manguera de conductores. Las secciones de los cables de alimentación y cables de salida, deben ser tales que por condiciones de corriente no se produzca un calentamiento de los mismos y que por condiciones de caída de tensión, se garantice una disminución como máximo del 3% de la tensión nominal. Fundamentos para la realización de instalaciones que satisfacen las reglas de la EMC: Introducción por “compatibilidad electromagnética” (EMCICEM) se entiende la aptitud de un aparato eléctrico para funcionar correctamente en un entorno electromagnético sin ser influido por dicho entorno y sin influenciar de manera intolerable su entorno. Si bien el S7-200 y sus componentes se han desarrollado para funcionar en un entorno industrial rudo y satisfacen los requisitos de las reglas de compatibilidad electromagnética, antes de instalar cualquier sistema electrónico de automatización conviene realizar un estudio de EMC a fin de detectar posibles fuentes de perturbaciones. Perturbaciones electromagnéticas : Las perturbaciones electromagnéticas pueden afectar a los sistemas de automatización por diferentes vías: § Campos electromagnéticos que influencian directamente el sistema. § Perturbaciones conducidas, introducidas por el bus. § Perturbaciones conducidas, introducidas por el cableado del proceso. § Perturbaciones conducidas, introducidas por la alimentación y/o el enlace a tierra de

protección. Cinco reglas básicas para evitar la EMC : En muchos casos se puede garantizar la compatibilidad electromagnética (EMO) observando las cinco reglas siguientes.


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Regla 1 Al montar el sistema de automatización, vigilar que las piezas metálicas inactivas están puestas a masa a lo largo de una gran superficie de contacto. § Unir todas las partes metálicas inactivas por medio de enlaces de gran superficie y

baja impedancia. § Utilizar arandelas de contacto especiales o eliminar las capas aislantes antes de

realizar uniones atornilladas en piezas metálicas pintadas o anodizadas. § No utilizar elementos de aluminio. El aluminio se oxida fácilmente, por lo que no es

adecuado para enlaces de puesta a masa. § Establecer un enlace central entre la masa y el sistema de puesta a tierra al

conductor de protección. Regla 2 Al realizar el cableado, respetar las reglas de tendido de cables: § Repartir los cables en grupos : cables de corrientes fuertes, cables de alimentación,

cables de señales, cables de datos. § Tender los cables de corrientes fuertes y los cables de señales o de datos por

bandejas distintas o por mazos de cables distintos. § Tender los cables de señales y de datos lo más cerca posible de superficies

conectadas a masa (P Ej., montantes de armario, barras metálicas, paneles de armario).

Regla 3 Velar por una fijación perfecta de la pantalla de los cables : § Los cables de transferencia de datos deben ser apantallados. La pantalla debe

conectarse por los extremos por medio de una gran superficie de contacto. § Los cables de señales analógicas deben ser apantallados. La conexión de la pantalla

en un solo extremo puede ser ventajosa para la transferencia de señales de baja amplitud.

§ Contactar la pantalla de los cables a la barra de pantallas del conductor de protección inmediatamente tras la entrada del cable en el armario. Fijar la pantalla por medio de abrazaderas de cable. Prolongar la pantalla hasta la tarjeta módulo, pero no conectarla en dicho punto de destino.

§ El enlace entre la barra de pantallas del conductor de protección y el armario deberá realizarse con baja impedancia.

§ Los conectores para los cables apantallados de transferencia de datos deben ser metálicos o metalizados.


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Regla 4 En casos particulares, aplicar las medidas de compatibilidad electromagnética especiales: § Conectar elementos supresores a todas las inductancias no mandadas por los

módulos S7-200. § Para iluminar armarios, utilizar lámparas incandescentes; evitar el uso de lámparas

fluorescentes. Regla 5 Realizar un potencial de referencia común y conectar, si es posible, todos los materiales eléctricos a tierra : § En caso de diferencia de potencial entre los elementos de la instalación y los

armarios, tender conductores o líneas equipotenciales de sección suficiente. § Las medidas de puesta a tierra deben aplicarse de forma puntual. La puesta a tierra

del sistema de automatización se utiliza para fines de protección y funcionales. § Conectar los elementos de la instalación y los armarios que contienen los bastidores

base y de ampliación (configuraciones centralizada y descentralizada) en estrella con el sistema de puesta a tierra (conductor de protección). De esta forma se evita la formación de bucles de tierra.

4.6. Módulos de Entrada y Salida : Se verificarán éstas condiciones conforme a las siguientes comprobaciones : - Medida de valores de entradas y salidas. - Medida de los parámetros de trabajo. Mediante un montaje de prueba, se comprobarán las tensiones, corrientes y potencias que cada módulo tiene en cada momento y como valores límite especificados por el fabricante, disponiendo de aparatos de medida de tensiones e intensidades y del programador, para visualizar la señal. Si durante alguna de las pruebas realizadas, resultase algún módulo dañado sin haber sobrepasado algún parámetro máximo, se probará con otro módulo de la misma clase y familia y si se volviera a producirse la avería en el mismo módulo, se mirarían los módulos de bus y también el autómata en conjunto.


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5. Materiales Eléctricos : Todos los materiales se instalarán con las características y calidades indicadas en el Proyecto Técnico y en las normas de aplicación a esta instalación cuanto en ellas se especifique. Cualquier equipo o dispositivo deberá ser sometido a la aprobación del Técnico Director, para lo cual se le presentará una muestra del mismo o bien en catálogo en el que se indiquen las características y calidad del mismo. 6. Conclusiones : Las partes interesadas manifiestan que conocen los términos de este Pliego de Condiciones y del Proyecto Técnico que acompañan.

P.F.C.

6.- MANUAL DE USUARIO


CONTROL DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO MEDIANTE EL PLC S7-200 Y EL SCADA WINCC MANUAL DE USUARIO

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1. Manual de uso y funcionamiento del Software del PC: 1.1 Estructura de Pantallas: El programa está estructurado por una primera pantalla de acceso mediante la cual después de insertar un código de acceso podemos acceder a una pantalla inicial, desde la cual se puede acceder a otras cuatro que a su vez son todas bidireccionales entre ellas. Desde las pantallas de históricos de los motores y nivel del deposito se puede acceder a otra pantalla de configuración de las bases de datos y gráficas.

Pantalla Acceso

Pantalla bombas

Pant.histórico bombas

Pantalla inicial

Pant.histórico nivel

Pantalla alarmas


bombas


nivel


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1.2 Pantalla de acceso: Desde la pantalla de acceso se podrá legar a la pantalla de inicio, y desde esta acceder a todas las demás. Para acceder a las distintas zonas de las pantallas dependerá de cómo se entre en el programa, dependiendo de si se entra como administrador o como un operario se tendrá unos privilegios o otros. Para salir del programa la persona que este en ese momento tendrá que pulsar el botón de salir del programa. Si el usuario olvida deshabilitar la contraseña el programa lo hará automáticamente al cabo de 2 minutos.

Cuando se intente acceder a una zona del programa restringida por contraseña sin haberla introducida anteriormente, aparecerá una ventana indicando que no se tiene suficiente permiso para acceder e imposibilitará la entrada a cualquier usuario no permitido.


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1.2.1. Control de usuarios y contraseñas. La gestión de usuarios y contraseñas será llevada a cabo por la persona denominada administrador de programa asignada a tal efecto y tendrá asignada una contraseña suministrada con el software con la cual podrá acceder al editor ”Administrador de Usuarios” con el cual podrá dar de alta y baja usuarios, crear grupos y modificar contraseñas. Para acceder al programa, primero se tendrá que activarse como usuario pulsando en el botón denominado “activació usuari” y después de introducir el login y el pasword correcto te permitirá mediante el botón “entrar” acceder a la pantalla inicial.

Si intentamos acceder pulsando el botón “entrar” sin estar activado como usuario nos aparecerá el siguiente mensaje de no permisión:

En la parte inferior de la pantalla hay un símbolo con una puerta de salida que sirve para salir del programa en ejecución para ir al programa de programación WinCC. Para salir del programa mediante este botón deberemos tener los privilegios del administrador.


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1.3. Pantalla inicial:

A partir de esta pantalla podemos tener una visión rápida y clara de lo más imprescindible de la instalación. Esta pantalla se divide en cinco partes : 1.3.1. Entrada de agua.

En la parte superior izquierda tenemos una casilla que nos informa de la cantidad de agua que está entrando en el deposito por minuto.

1.3.2. Salida de agua.

En la parte superior derecha tenemos una casilla que nos informa de la cantidad de agua que se está bombeando por minuto hacia la red de distribución del riego de todo el sector.


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1.3.3. Deposito de agua.

En el deposito de agua podemos ver el nivel de este y el estado de su cuatro sensores de nivel. Los sensores de los extremos son de seguridad ya sea porque el deposito se haya quedado sin agua y se produzca un peligro evidente para la bombas o porque el deposito, por la razón que sea, se desborda aunque no se tema por una afección a la instalación pero si por unas perdidas económicas al evacuar el agua al barranco.

1.3.4. Estado de las bombas. En esta pantalla podemos apreciar que la instalación está dotada de cinco bombas, las cuales pueden estar en funcionamiento, paradas o en mantenimiento. El estado de las bombas se refleja en la pantalla mediante unos colores que tienen al lado de cada una, y que tienen el siguiente significado:

EN FUNCIONAMIENTO

Cuando aparece la luz verde, la bomba está funcionando normalmente

PARADA Cuando aparece la luz roja, la bomba en ese momento esta parada

EN MANTENIMIENTO

Cuando aparecen los colores rojo y amarillo a la vez, la bomba esta parada porque esta en estado de mantenimiento


Cuando la bomba empieza a parpadear entre rojo y amarillo, sabremos que se ha activado la parada de emergencia de esta bomba.


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1.3.5. Barra de desplazamiento de pantallas.

Mediante esta barra de desplazamiento podemos acceder a las cinco pantallas principales del proyecto. En este recuadro también tenemos un circulo que avisa de si se ha activado una alarma en la instalación. Si está de color verde todo funciona correctamente y si esta parpadeando en rojo nos advierte de que se ha activado una alarma.


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1.4. Pantalla de control de bombas:

Desde esta pantalla podemos controlar las cinco bombas que componen la estación de bombeo.

Está pantalla esta compuesta de cinco cuadros que controlan cada una de las cinco bombas. Desde cada cuadro podemos controlar lo siguiente de cada bomba:

§ En el cuadro tenemos en la parte izquierda de este, un selector que nos

permite seleccionar el modo de funcionamiento de la bomba ya sea en manual, o sea, será el operario el que decidirá cuando la bomba se tiene que poner en funcionamiento, parar o ponerla en mantenimiento o en automático si el selector se coloca en automático, entonces será el autómata el que decidirá, siguiendo el ciclo de programa, el funcionamiento de esta.

§ En el centro de cada cuadro tenemos la parada de emergencia, para parar

y desconectar la bomba en caso de emergencia de forma rápida y segura. § El la parte derecha se encuentran tres botones para poner la bomba en

marcha, pararla o ponerla en mantenimiento si fuera necesario. Estos


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botones solo funcionaran en el caso de que la bomba este puesta en manual.

§ Y en la parte derecha-inferior tenemos un contador de horas, para saber

cuando es necesario un mantenimiento de la bomba, saber la vida de esta y cuando seria necesario cambiarla, etc… En la parte derecha de este contador se encuentra un botón de reset muy adecuado para contar las horas para siguientes mantenimientos o actualizar el contador a cero en el caso de que se sustituya la bomba por una de nueva.

1.4.1 Diferentes estados en los que podemos encontrar las diferentes bombas. El recuadro donde está el nombre de la bomba cambiará de color dependiendo del estado de esta de la siguiente manera:

EN FUNCIONAMIENTO

PARADA

EN MANTENIMIENTO



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1.5. Control de nivel y históricos.

Como podemos observar en esta pantalla tenemos una gráfica donde podemos observar la evolución del nivel del deposito a lo largo del tiempo y a la izquierda una tabla donde se van guardando todos estos valores.

1.5.1. Gráfica de nivel.

En la gráfica del nivel podemos observar las variaciones del nivel del deposito durante un intervalo de una hora.

1.5.1.1. Barra de herramientas:

En la parte superior tenemos de la gráfica tenemos una barra de herramientas con una serie de botones que nos posibilitan las siguientes opciones:


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Online help system: ayuda en pantalla sobre las opciones más importantes para poder configurar la ventana de curvas.

Set parameters: Esta ventana posibilita que un usuario de WinCC parametrice sus ventanas de curvas a su gusto, después de haber

configurado el programador la instalación. Las modificaciones que se realicen, pueden ser de tres tipos:

Ø Volátiles: que se pierden en cuanto se sale de la ventana actual. Esta situación se produce si en la ventana Persistence no se selecciona nada.

Ø Persistentes en el runtime: seleccionando esta opción las modificaciones que realice el usuario se mantendrán siempre que no desactive el WinCC. Cuando desactive la runtime del WinCC, o apague el ordenador y lo encienda de nuevo, restablecerá la configuración original.

Ø Persistentes en el runtime y el CS: seleccionando esta opción las modificaciones que realice el usuario serán permanentes.

Primera pantalla: si la gráfica está detenida, se desplaza a la primera pantalla del archivo.


Pantalla siguiente: muestra la pantalla siguiente del archivo hasta llegar a la última. Ultima pantalla: se posiciona en la última pantalla del archivo. Regla: muestra la regla de referencia y la ventana de valores. Lupa: realiza una ampliación de una zona que determinemos de la gráfica. Restablecer tamaño: restablece el tamaño de la gráfica después de haber hecho un zoom.


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Modificación de la variable de archivo seleccionada: mediante esta opción podemos modificar en el runtime la variable de archivo que asignamos a

na determinada curva. La ventana de diálogo es la siguiente:

Mostrar curvas: mediante esta opción podemos seleccionar que curvas deseamos observar en la ventana La ventana de diálogo aparece abajo

indicada.

Seleccionar el rango de tiempos: con esta opción se puede seleccionar el rango de tiempos para cada una de las curvas de la ventana.


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Curva previa al frente: esta opción trae la curva que tengamos en segundo plano al primero y viceversa. Deshacer Curva previa al frente: Esta opción deshace la acción anterior. Start/Stop: arranque/parada de la actualización de los datos en la ventana. Destacar que la parada no significa que se deje de guardar los

valores en la base de datos. Estos continúan siendo almacenados de igual manera.

1.5.2. Tabla de valores. En la parte superior-izquierda de la pantalla inicial podemos observar que se encuentra una tabla de valores: Estas tablas de valores permiten representar los datos de los archivos en forma de tablas, para poder comparar los valores numéricos, además de poder editar dichos valores directamente desde las mismas, lo que posibilita la modificación de los datos de proceso con posterioridad al desarrollo de los mismos.


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1.5.2.1. Propiedades de la tabla de valores.

Propiedades General Information:

Column heading: Título de la columna que estamos editando Display:

Hide column: oculta la columna actual en la tabla de datos. Column can be edited: La columna puede ser editada, es decir, se permite modificarlos datos de esta columna en el archivo de proceso. Share column: Compartir una misma base de tiempos. Los datos de las columnas pueden haber sido adquiridos en un mismo instante de tiempo o no. Mediante esta opción se separan o comparten los tiempos de las columnas que componen la tabla.

Selection: disponemos de dos formas de visualizar los datos del archivo: A partir de una fecha cada x tiempo actualizándose o desde una fecha hasta una fecha, mostrar ese intervalo de tiempo.


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1.5.2.2. Propiedades de la variable del proceso.

En la solapa tag podemos definir la variable de archivo asociada a cada columna.

Con respecto a la barra de herramientas, sus posibilidades y parametrización son similares a las de las curvas, salvo por las siguientes nuevas opciones:

Set parameters: Esta ventana posibilita que un usuario de WinCC

parametrice sus ventanas de curvas a su gusto, después de haber configurado el programador la instalación. Las modificaciones que se realicen, pueden ser de tres tipos:

Pantalla anterior: muestra la pantalla anterior del archivo, hasta llegar a la primera. Pantalla siguiente: muestra la pantalla siguiente del archivo hasta llegar a la última.

Editar una columna: Presionando este botón y seleccionando una celda de una columna, si dicha columna tiene activada la opción Can be edited,

será posible modificarla. Insertar fila: en los archivos de usuario, es posible insertar una fila.


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Borrar fila: en los archivos de usuario, es posible borrar una fila. Start/Stop: arranque/parada de la actualización de los datos en la ventana. Destacar que la parada no significa que se deje de guardar los

valores en la base de datos. Estos continúan siendo almacenados de igual manera.


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1.6. Históricos de los motores. Esta es otra de las pantallas que forman parte de nuestro proyecto la cual sé creyó oportuna introducir, porque nos de esta manera se tenia una visión rápida de las bombas que estaban funcionando en cada momento. La diferencia de esta pantalla de curvas con la pantalla del nivel del deposito es que en esta pantalla tenemos las cinco curvas en una misma gráfica y pantalla y así nos evitamos tener que saltar a diferentes para ver cada curva de motor.

Podemos comprobar que tenemos las mismas opciones de programación que el la gráfica de la curva de nivel, por eso solo comentaremos los cambios que hemos realizado respecto a la anterior, debido que ya se ha explicado las opciones que teníamos en estas pantallas.

1.6.1. Parametrización de las diferentes curvas de las cinco bombas. En la siguiente pantalla podemos observar que hemos seleccionado la casilla Shared X Axis(compatir eje X) porque queremos que el eje x sea común a


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todas la curvas para poder observar el comportamiento de todas las curvas a la vez con una misma referencia en el tiempo.

Sin embargo no seleccionaremos la casilla del eje Y común(Shared Y Axis) porque se solaparían las diferentes curvas y no se podría ver perfectamente la evolución de cada una. También seleccionaremos la casilla Display trends staggered que nos mostrará las tendencias en gráficas separadas porque deseamos observarlos o plasmarlos de manera individual.


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A continuación modificaremos el periodo de tiempo a un minuto, así de este modo tenemos una visión exacta de los cambios que se producen en el tiempo ya que son los momentos críticos de esta estación de bombeo.

Y también modificaremos el rango de las gráficas de 0 a 1 porque solo nos importa cuando la bomba está funcionando(1) o no(0).


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En trend display hemos seleccionado Fill area interpolated trend. Con esta opción se consigue lo que hemos visto en la curva de las diferentes bombas, y no es nada más que las curvas estén rellenas del mismo color que hemos seleccionado de la curva. Por eso se ha seleccionado que las curvas tuviesen el mismo eje Y pero que las curvas estuviesen separadas con sus propias escalas.


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1.7. Visualización de la pantalla de alarmas. La última pantalla que nos queda por ver de la ventana de alarmas es que podemos visualizar como va a quedar nuestra ventana si pulsamos sobre el icono de la ventana que aparece en la ventana principal del alarm logging. Preview. La representación se puede apreciar en la imagen inferior.

Color Estado Alarma activada Alarma reconocida por el operador(aún activada) Alarma desactivada

Cada línea de alarma nos informa del numero de alarma que ha saltado, la fecha y la hora en la que se a producido, la duración que esta ha estado activada y una breve descripción de la alarma para localizarla.


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Display process message window: Muestra la ventana en la que se representan las alarmas actuales (la ventana de alarmas propiamente dicha). Display short term archive: Muestra la ventana en la que se representa el histórico de alarmas de tipo shot term o de tambor. Single acknowledgement: Acuse de la alarma actualmente seleccionada. Group acknowledgement: Acuse del grupo de alarmas al que pertenece la alarma actualmente seleccionada. Auto-Scroll On/Off: Activa el auto-scroll en la pantalla, para poder desplazarnos por la ventana de alarmas cuando la cantidad de alarmas es superior a las que se pueden representar en pantalla. Beginning of the list: Ponerse al principio de la lista de alarmas. End of the list: ponerse al final de la lista. Next Message: Pasar a la siguiente alarma. Previous message: pasar a la alarma anterior. Infotext: Visualizar el texto de información de una determinada alarma.


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Loop in alarm: permite saltar a una pantalla relacionada con la alarma que actualmente se está seleccionando.

P.F.C.

7.- BIBLIOGRAFIA


CONTROL DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO MEDIANTE EL PLC S7-200 Y EL SCADA WINCC BIBLIOGRAFÍA

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1.- Bibliografía : A continuación se mostrará un listado de la bibliografía utilizada para la realización de este proyecto. Como podrá observarse la mayoria de la documentación se encuentra en formato electrónico y es posible encontrarla en Internet. Hardware S7-200: Título : Autómata Programable S7-200, Configuración, instalación y Datos de las

CPU. Formato: Electrónico (PDF). Referencia: 6ES7 398-8AA03-8DA0 Autor: Siemens Fecha: 10/1998. Documentación Step S7-200: Título : Manual de Programación. Software de Sistema para S7 200. Diseño de

programas. Formato: Electrónico (PDF). Referencia: C79000-G7078-C506-01 Autor: Siemens Fecha: 12/2000. Título : Configurar el Hardware y la Comunicación con Step 7 v.5.0. Formato: Electrónico (PDF). Referencia: 6ES7 810-4CA04-8DA0 Autor: Siemens Fecha: 12/2000. Título : Programar con Step 7 S7-200 v.5.0. Formato: Electrónico (PDF). Referencia: 6ES7 810-4CA04-8DA0 Autor: Siemens Fecha: 12/2000. Título : Manual de Referencia. Lista de Instrucciones AWL para S7-200. Formato: Electrónico (PDF). Referencia: 6ES7 810-4CA04-8DA0 Autor: Siemens Fecha: 12/2000.

CONTROL DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO MEDIANTE EL PLC S7-200 Y EL SCADA WINCC BIBLIOGRAFÍA

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Software SCADA Siemens WinCC: Título : WinCC. Manual de Configuración(Volumen 1). Formato: Electrónico (PDF). Referencia: 6AV6392-1CA05-0AB0 Autor: Siemens Fecha: 3/2000. Título : WinCC. Manual de Configuración(Volumen 2). Formato: Electrónico (PDF). Referencia: 6AV6392-1CA05-0AB0 Autor: Siemens Fecha: 3/2000. Título : WinCC. Manual de Configuración(Volumen 3). Formato: Electrónico (PDF). Referencia: 6AV6392-1CA05-0AB0 Autor: Siemens Fecha: 3/2000. Título : Programación en C++. Formato: Libro de Texto. Editorial: Paraninfo. Autor: Enrique Hernandez Orallo, José Hernandez Orallo. Fecha: Segunda Edición 1995.

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