LO ULTIMO

En este apartado veremos diversas formulas eléctricas que nos ayudaran a calcular diversos parametros sobre motores electricos, al igual que el articulo anterior con las formulas de tipo mecanicas. En las principales parámetros tenemos la ley de ohm, formula básica de la electricidad, potencia en circuitos de corriente continua, potencia en circuitos de corriente alterna, factor de potencia, asi mismo una lista de las unidades involucradas como su respectiva equivalencia en unidades similares.

 

La Ley de Ohm .....


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En general, la mayoría de aplicaciones caen dentro de las siguientes categorías:

 

A. Torque constante.

B. Potencia constante.

C. Torque variable.

 

A. Torque constante.-

 

Alrededor del 90% de las máquinas industriales de aplicación general (diferentes a la bombas) son sistemas de torque constante. Los requerimientos de torque de la máquina son independientes de su velocidad. Si la velocidad de la máquina se duplica, entonces la potencia es también duplicada. Ver figura 24.

 

La carga requiere la misma cantidad de torque tanto a baja como alta velocidad. El torque permanece constante a través de todo el rango de velocidad, y la potencia aumenta o disminuye en proporción directa a la velocidad.

 

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Son  dos  los  parámetros  básicos,  torque  y  potencia,  que  deben  ser completamente entendidos para aplicar apropiadamente los variadores.

 

TORQUE (T)

 

Es una fuerza aplicada que tiende a producir rotación. Torque (fuerza de torsión) sin rotación es llamada torque estático, pues no se produce movimiento.

 

El torque es medido en lb-in o lb-ft. Es el producto de una fuerza en libras (lb) por la distancia en pulgadas (in) o pies (ft) desde el centro del punto de rotación. La figura siguiente muestra 120 lb-in (12 pulgadas x 10 libras) o 10 lb-ft de torque.

 

Debido a que la mayor parte de transmisión de potencia se basa en elementos rotativos, el torque es importante como una medida del esfuerzo requerido para producir trabajo.

 

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Para poder estudiar y comprender las características de funcionamiento del motor de inducción de jaula de ardilla, es necesario tener una representación matemática que refleje fielmente lo que sucede en su interior. Suponiendo que el motor trabaja con voltaje y corriente balanceados, en la figura 20 se muestra un circuito equivalente por fase del motor de inducción, válido para el régimen permanente.

 

 

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Los dos principales grupos de motores AC son los del tipo inducción y síncrono. Los motores tipo inducción incluyen los monofásicos, trifásicos y rotor bobinado. Los motores tipo síncrono incluyen los auto-excitados y DC excitados.

 

De los tipos de motores AC nombrados, el más usado es el motor de inducción de jaula de ardilla. En la figura 17 podemos ver el motor jaula de ardilla, en el cual distinguimos que el estator presenta un bobinado trifásico simétricamente distribuido entre sus ranuras formando un ángulo de 120° mecánicos.

 

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La figura 15 muestra el esquema de un motor DC shunt de excitación independiente y su respectivo circuito equivalente. Para facilitar la comprensión de los conceptos básicos de control de motor DC, el modelo matemático será tomado de forma idealizada....

 

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La Válvula

 

Cada válvula de control debe diseñarse y seleccionarse para proveer una operación y control confiable a las condiciones de operación y diseño especificadas.

 

Es muy extenso hablar sobre válvulas y más aún de sus controles y automatización.

 

ALMACENAMIENTO DE DATOS

 

La estación maestra (MTU) es uno de los componentes más importantes en un sistema de control Scada, en tal sentido se debe tener claro las funciones que cumple este equipo dentro del sistema y cuáles son los criterios de selección del mismo.

 

La unidad maestra MTU envía información a cada RTU utilizando un medio común de comunicación y un protocolo común. Ambos, la estación maestra y el RTU, básicamente tienen los mismos equipos de comunicación. La diferencia radica en que la estación maestra MTU es la única que puede iniciar la conversación. Esta comunicación es iniciada por un programa dentro del MTU que puede ser disparado por una instrucción manual dada por el operador o por el mismo programa del MTU. El 99% de los mensajes son iniciados automáticamente por el MTU como parte de sus rutinas de control.

 

Muchos MTU usan protocolos propietarios dependiendo del proveedor del equipo. Este protocolo deberá ser compatible con todas las estaciones a conectar en la red. A este tipo de tecnología se le conoce como una arquitectura cerrada, la cual se caracteriza por tener que utilizar sólo los equipos de un proveedor.

 


Fig. 1

 

Ejemplo de un módulo de comunicación para una estación maestra:

 

Cuando se trabaja con equipos de tecnología abierta, se considera que puede trabajar con distintos proveedores al momento del diseño del sistema. Esto básicamente porque se comparte un estándar entre los proveedores.

 

 

CONFIGURANDO UNA PANTALLA DE UN PROCESO

 

Para visualizar una información adecuada del estado de las estaciones remotas, es necesario que todos los elementos de campo necesarios se encuentren conectados a las RTU. De esa manera el MTU podrá obtener este tipo de información.

 


Fig. 2

 

 

A continuación se muestra un ejemplo que consiste de un proceso simple para el control de una línea de alimentación de combustibles.

 


Fig. 3

 

El RTU 1 monitorea el estado de la bomba, el cual puede estar prendido o apagado. También se puede controlar el encendido y apagado de la bomba. Del mismo modo se puede abrir y cerrar la válvula e identificar el estado de la válvula. Adicionalmente se tiene el dato de la totalización del flujo a través de la tubería y de la alarma por presión bajo en la línea.

 

En el RTU 2 se tiene sólo un bloque de control de la válvula. Se controla la apertura y cierre de la válvula y se monitorea el estado de la misma. Al igual que el caso del RTU1 se monitorea el estado de la presión mínima en la línea del proceso.

 

El RTU3 tiene la misma función que el RTU1 sólo que no se tiene una bomba a controlar.

 

Se tiene un sistema simple para el monitoreo del sistema Scada. Se busca evitar las fugas en la línea de alimentación del proceso. La detección puede ser realizada por la diferencia entre el totalizador a la entrada y el totalizador a la salida. Además se tiene un monitoreo continuo de la pérdida de presión en la línea en caso de una fuga de combustible. Cuando alguna de estas condiciones se presenta, en la tabla de datos de la estación maestra se activaría una señal de alarma que tome acción directa sobre el proceso. En esta caso se enviaría una señal para cerrar las válvulas del proceso en forma secuencial. Si es que no se recibe una confirmación que las válvulas se han cerrado, el MTU vuelve a enviar la señal de cierre. Si el problema persiste, se dará una señal de alarma al operador para que tome acción directa sobre el proceso.

 

El MTU en caso de falla y pierda comunicación con los RTU´s deberá recuperar la comunicación en forma automática. Si la comunicación no se llega a establecer se puede activar una rutina que mande detener el proceso. Esto es que los RTU?s manden cerrar sus válvulas y cortar el flujo.

 

La visualización del estado del proceso se hace desde una estación de supervisión que consiste de una PC con un software de supervisión que permita ver el estado de los equipos en forma gráfica.

 


Fig. 4

 

A continuación se muestra los códigos que son enviados al RTU1 para el control del proceso.

 

 

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