“MONITOREO Y CONTROL DE UNA ESTACIÓN DE SERVICIO”

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1 “MONITOREO Y CONTROL DE UNA ESTACIÓN DE SERVICIO”
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIERÍA EN ELECTRICIDAD Y COMPUTACIÓN “MONITOREO Y CONTROL DE UNA ESTACIÓN DE SERVICIO” Mercedes Dueñas Llanos Juan Pablo Palacios Andrade

2 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007
Objetivos Desarrollar el Sistema de Control para la manipulación de combustible. Realizar la automatización de los sistemas existentes en la Estación de Servicio. Facilitar la detección de posibles pérdidas durante la comercialización de combustible. Realizar adquisición de datos de ventas de combustible. 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

3 Estaciones de Servicio
Se pueden definir como lugares destinados para ofrecer los siguientes servicios: Venta de combustibles y lubricantes Lavado, engrase de vehículos Provisión de agua, aire, servicios sanitarios Venta de productos de consumo masivo (Minimarket) 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

4 Estación de Servicio “JENMER”
Km. 5 ½ Vía Manta – Montecristi (Prov. Manabí) 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

5 Componentes Básicos de una Estación de Servicio
Tanque de Almacenamiento Islas de despacho de combustible Minimarket Tipo atmosférico en Acero ASTM 36 de 6mm de espesor Tres islas de despacho, cada una con un dispensador: 2 dispensadores con 6 mangueras para venta de 3 productos y 1 dispensador con 4 mangueras para venta de 2 productos Servicio a clientes en la venta de snacks, bebidas refrescantes y de moderación, etc 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

6 Procesos que se realizan en la Estación de Servicio
Recepción de Combustible Expendio de Combustible Transferencia de carga desde el suministro de la empresa eléctrica a generación de emergencia. Procedimientos en casos de emergencia Actos Vandálicos Incendio PELIGRO Fugas de combustible Otros 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

7 Procesos a ser monitoreados y controlados por el sistema
Nivel en los tanques de almacenamiento de combustible. Descarga de combustibles a los tanques de almacenamiento. Proceso de transferencia de carga Monitoreo de las ventas de combustible 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

8 Monitoreo del nivel de producto en los tanques de almacenamiento
Se realiza manualmente mediante varillas escaladas con una pasta especial en el extremo inferior para detectar el nivel de agua presente en el tanque. Se toma esta medición al inicio y al final del día. El nivel de combustible nunca debe ser inferior a 15 cm desde el fondo. El operario debe tener un cuidado especial con el nivel de los tanques de Diesel, ya que la bomba de succión del Tanque de Diesel 2 debe activarse y pasar combustible hacia el tanque de Diesel 1 cuando el nivel en este último se aproxime al mínimo permitido. 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

9 Monitoreo y control del nivel de los tanques de almacenamiento
El nivel de producto en cada tanque es monitoreado continuamente por medio de sensores, los cuales enviarán la información al PLC y posteriormente se visualiza en la pantalla de una PC. Cuando el nivel de los tanques sea inferior a 24.5 cm (10”) el sistema generará una alarma visual de “PRODUCTO BAJO”. Cuando el nivel alcanza los 15.2 cm (6”) aparecerá una alarma que indicará “PRODUCTO INSUFICIENTE” y se inhibirá el accionamiento de la bomba sumergible del respectivo tanque. De igual manera el sistema controlará la transferencia de Diesel desde el tanque 2 al tanque 1. El PLC realizará la corrección del volumen real de combutisble en los tanques de acuerdo a la temperatura sensada en cada tanque. 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

10 Descarga de combustible a los tanques de almacenamiento
Antes de proceder a la descarga, el operario debe medir con la varilla, el nivel de combustible presente en el tanque. Luego se asegura que el autotanque esté correctamente aterrizado. Cumplido lo anterior, se procede a abrir las válvulas para iniciar la descarga de combustible. 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

11 Descarga de combustible a los tanques de almacenamiento
El sistema verificará el aterrizamiento del autotanque antes de iniciar este proceso. En caso de no constatarlo, la válvula de ingreso al tanque no se abrirá. El sistema permitirá al operador observar el nivel del tanque antes de la descarga y monitorear constantemente el nivel durante la misma. Si durante la descarga, el nivel del tanque llega al 90% de su capacidad, el sistema generará una alarma visual. 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

12 Monitoreo de las ventas de combustible por producto
Se toman las lecturas de lo que indica el contador mecánico de cada dispensador y se las resta de las lecturas del día anterior. Luego se multiplica esta cantidad por el costo por galón del respectivo producto. La generación de reportes de venta se ingresa manualmente a los libros de contabilidad y estadística. 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

13 Monitoreo de las ventas de combustible por producto
Por medio de sensores de flujo ubicados en cada manguera de despacho, el PLC obtendrá la cantidad de combustible entregado en cada venta. Luego, el PLC realizará la totalización de la ventas por cada producto. A través del programa XLReporter, se tomarán estos datos desde Intouch y los convertirá a un formato en hoja de cálculo de Excel. 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

14 Transferencia de Carga
En el momento en que el suministro de energía por parte de la Empresa Eléctrica falla, un operador se hace cargo de encender el generador; cuando este alcanza el nivel de voltaje adecuado, el operador realiza la secuencia de transferencia. Cuando el suministro de energía retorna, se realiza el proceso inverso. 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

15 Control de la Transferencia Automática de Carga
Un supervisor de tensión verificará la existencia o no de tensión en la alimentación por parte de la Empresa Eléctrica. En caso de no detectar tensión, el PLC enviará una señal para el encendido del generador. Una vez que se detecte la tensión adecuada, el PLC enviará otra señal para abrir el breaker de la Empresa Eléctrica. Una vez abierto, se enviará otra señal para cerrar el breaker de la alimentación por el generador. 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

16 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007
Ventajas de la Automatización de los procesos de la Estación de Servicio Detección de pérdidas en los tanques de almacenamiento. Evitar daños en equipos. Verificar el cumplimiento de especificaciones de seguridad en los procesos. Minimizar tiempos de parada por falta de suministro eléctrico. Manejo de stocks mínimos y estadísticas de venta por producto. Visualización constante de los procesos de la estación por medio de software. Recepción de informes de alerta. 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

17 Clasificación de las Áreas Peligrosas de la Estación
ÁREAS CONSIDERADAS COMO EXPLOSIVAS Área de tanques de almacenamiento de combustible Área de bombas sumergibles Área de islas de dispensadores 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

18 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007
Clasificación de las Áreas Peligrosas de la Estación, en el área de dispensadores 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

19 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007
Características generales de los equipos que existen en la Estación de Servicio Generador (Kohler) modelo 40ROZJ, 50KVA, 120/240V Alimentación monofásica con un transformador autoprotegido, sumergido en aceite (Westinghouse) alimentado del lado de alta con 7,621 kV y en el lado de baja suministra 120/240 V 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

20 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007
Características generales de los equipos que existen en la Estación de Servicio Bombas sumergibles: existen 4 bombas sumergibles (1 por cada tanque de almacenamiento), marca Red Jacket, modelo X3, 1.5HP, 1F-220V. Dispensadores: existen 2 dispensadores Tokheim, mod. H-426-B con 6 mangueras para 3 combustibles; y 1 dispensador de la misma marca, mod. H-324-B con 4 mangueras para 2 productos. 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

21 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007
Características generales de los equipos que existen en la Estación de Servicio Tanques de almacenamiento: atmosféricos, de acero de 6mm de espesor. La gasolina Súper y el reservorio de Diesel se encuentran en el mismo tanque que posee una división. Cant. Prod. Vol. (gal) Diám. (m) Long. (m) 1 Súper 5531 2.80 3.40 Extra 11062 6.80 Diesel 1 Diesel 2 V SD V ED FCT 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

22 Características de los equipos utilizados
Sensores de nivel en Tanques de almacenamiento: Sensor ultrasónico SITRANS Probe LU, salida analógica de 4-20 mA ONDA DE RETORNO SUPERFICIE DEL MATERIAL ONDA EMITIDA SENSOR FÓRMULA: 2 x d = V x t d = V x t 2 d = Distancia V = Velocidad t = Tiempo d 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

23 Características de los equipos utilizados
Medidor de interfase de producto en Tanques de Almacenamiento: Sensor capacitivo, mide interfase agua-combustible, SITRANS LC500, -200 a 450ºC, 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

24 Características de los equipos utilizados
Sensor de temperatura en Tanque de Almacenamiento: sensor tipo PT100, Flange-type resistance thermometer -50 a 600ºC, transmisor SITRANS TK-L que convierte la señal de la PT100 a una señal entre 4 – 20 mA 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

25 Características de los equipos utilizados
Medidor de caudal en manguera de expendio de producto: sensor tipo turbina, emite 380 pulsos por galón, SITRANS F R 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

26 Características de los equipos utilizados
Válvula de ingreso de combustible a Tanques de Almacenamiento: Válvula neumática tipo globo 4” (Bürkert), piloteada por electroválvula (FESTO) ubicada en cuarto de control 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

27 Descripción de PLC utilizado
Para la realización de este proyecto se escogió un PLC de la línea GE-Fanuc de General Electric: Versamax. La línea VersaMax proporciona un direccionamiento automático que permite eliminar la configuración tradicional y la necesidad de dispositivos manuales. Las múltiples opciones de terminales de cableado de campo posibilitan la conexión de dispositivos de dos, tres y cuatro conductores. 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

28 Descripción de PLC utilizado
IC200CPUE05 - CPU con dos puertos serie, interfaz ethernet integrada y 64k de memoria configurable Fuente de alimentación 120/240VAC - IC200PWR101 IC200MDL240 – 4 Módulos de entrada discretas 16 puntos (2 grupos de 8) 120VAC IC200MDL330 – 1 Módulo de salidas discretas de 16 puntos aislados 0,5A por punto 120VAC IC200ALG Módulos de entradas analógicas, 8 canales tensión/intensidad, 12 bits IC200MDD841 – 4 Módulos Mixtos, 24VDC, lógica positiva, 20 puntos entrada/12 puntos salida/(4) puntos configurables como contadores rápidos, PWM o tren de impulsos 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

29 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007
IC200CPUE05 - CPU con dos puertos serie, interfaz ethernet integrada y 64k de memoria configurable 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

30 Fuente de alimentación 120/240VAC - IC200PWR101
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31 IC200MDL240 - Módulo de entrada 16 puntos (2 grupos de 8) 120VAC
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32 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007
IC200MDL330 - Módulo de salida de 16 puntos aislados 0,5A por punto 120VAC 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

33 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007
IC200ALG Módulo de entradas analógicas, 8 canales tensión/intensidad, 12 bits 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

34 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007
IC200MDD841 Mixto, 24VDC, lógica positiva, 20 puntos entrada/12 puntos salida/(4) puntos configurables como contadores rápidos, PWM o tren de impulsos 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

35 Visualización del proceso por medio del software INTOUCH
CARACTERÍSTICAS Gráficos orientados a objetos Animación de objetos Active X Gráficos de Tendencia Históricos y en tiempo real Alarmas Lenguaje de programación InTouch® es un software diseñado para funcionar sobre computadores en el control de producción, proporcionando comunicación con los dispositivos de campo (PLCs, medidores, etc.) y controlando el proceso de forma automática desde la pantalla del computador 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

36 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007
Cálculo de Volumen en Tanques de Súper y Diesel 2, en función del nivel de combustible 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

37 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007
Cálculo de Volumen en Tanques de Extra y Diesel 1, en función del nivel de combustible 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007

38 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007
Factor de corrección del Volumen en los tanques de combustible de acuerdo a la temperatura FC = * temperatura Por lo tanto el volumen corregido a una temperatura ambiente T sería: FC = * T Volumen (corregido) = [ * T ] * Volumen observado 24/04/2017 1:03 Monitoreo y Control de una Estación de Servicio, 2007