Configuracion del Controlador Sipart DR20

CONTROL DE PROCESOS

LABORATORIO 14

CONFIGURACION DEL CONTROLADOR SIPART DR20

Integrantes:

GUARACHE CARHUAMACA, Diego

ZELADA CRISOSTOMO, Jayro

HUAMN ALFARO, Anthony

VILCHEZ FABIN, Wilmer

Profesor: Godinez De la Cruz, Ernesto

Seccin: C14 - 6 B

Fecha de realizacin: 27 de abril

Fecha de entrega: 04 de mayo

2015 I

PFR LABORATORIO DE CONTROL DE PROCESOS

1 CONFIGURACIN DEL CONTROLADOR SIPART DR20

CONFIGURACION DEL CONTROLADOR SIPART DR20

1) OBJETIVOS

Configurar las estructuras y parmetros del controlador Sipart DR-20 y analizar

sus efectos.

Configurar las estructuras y parmetros del controlador DR 22.

Control de nivel utilizando el mtodo de ganancia limite.

2) INTRODUCCIN TERICA

CONTROLADOR SIPART DR20.

Se trata de un controlador industrial muy verstil y flexible, preparado para un

amplio rango de aplicaciones. El dispositivo bsico dispone de dos entradas de

corriente configurables en el rango 0(4)/20 mA (denominadas AE1 y AE2) y una

salida de corriente del mismo tipo (Iy). Las entradas corresponden a cargas de 249

no flotantes, que se clasifican como un lazo de corriente de 3 hilos, totalmente

compatible con las salidas analgicas de nuestra tarjeta desarrollada.

El controlador se puede ampliar con mdulos auxiliares que aumentan la

funcionalidad del mismo (entradas analgicas de tensin, entrada para termopar...)

pero que no disponemos y que no nos sern de utilidad. Tambin dispone de una

entrada y salida digital y un mdulo de comunicacin serie, para ser usados cuando

el controlador se encuentra conectado a un sistema de control de mayor nivel.

El funcionamiento del controlador se basa en un microcontrolador, que implementa

las funciones de control. Mediante los pulsadores y displays de la pantalla principal

se realiza la configuracin del mismo y se ajustan los parmetros de control, sin

necesidad de realizar ningn tipo de programacin. El controlador dispone adems

de otras funciones como filtrado, linealizacin de las seales de entrada.

CONTROLADOR DE NIVEL.

Los controles de nivel del agua en los canales tienen la finalidad de garantizar la correcta operacin de los mismos. En general los controles de nivel se colocan en puntos claves del canal, como son:

Secciones de derivacin, para canales de menor orden, y para tomas de campo;

y,

En correspondencia con estructuras de seguridad.

Bsicamente existen dos tipos de controles de nivel, considerando el nivel que deben controlar:



Controles que aseguran la permanencia del nivel, dentro de mrgenes

preestablecidos, aguas arriba de la estructura de control;

Controles de nivel que garantizan el nivel, en el mbito de una variacin mxima

pre establecido, aguas abajo de la seccin de control. Estos sistemas tambin

se denominan operando a la demanda.

Desde el punto de vista de los mecanismos que operan el control del nivel, se pueden distinguir dos tipos:

Controles del nivel aguas arriba mediante un vertedero de gran longitud;

Controles de nivel que operan mediante el movimiento automtico de una

compuerta mecnica accionada por un flotador. Dependiendo de la posicin del

flotador el control ser comandado por el nivel aguas arriba o aguas abajo.

3) EQUIPOS Y MATERIALES

PC

SIPART DR-

20

EQUIPO PARA

EL CONTROL DE

NIVEL



SOFTWARE LOOKOUT DIRECT

4) PROCEDIMIENTOS:

Identificamos los elementos y funciones del panel frontal mostrado en la siguiente

figura:

Figura 1. Panel Frontal del Controlador SIPART DR20



1. Conmutador para servicio interno/externo.

2. Diodo luminoso (verde)

Luz ja: valor prescrito interno.

Luz intermitente: determinados estados de servicio DDC.

2.1 Pulsador para aumentar el valor prescrito interno o los valores de las

variables de parametrizacin y estructuracin.

2.2 Pulsador para reducir el valor prescrito interno o los valores de las variables

de parametrizacin y estructuracin.

3. Diodo luminoso (amarillo)

Luz ja: servicio manual.

Luz intermitente: manipulacin externa.

5. Conmutador para servicio manual/automtico.

6.1. Diodo luminoso (verde), luce cuando el indicador (11) reeja la referencia w.

6.2. Diodo luminoso (rojo), luce cuando el indicador (11) reeja la magnitud

regulada x.

7. Conmutador para el indicador de cuatro dcadas (11) y para activar

los niveles de parametrizacin y estructuracin.

8.1. Pulsador para modicacin de la magnitud de ajuste hacia la indicacin 100

% y para la seleccin de la variable a la que afecta la parametrizacin o

estructuracin.

8.2. Pulsador para modicar la magnitud de ajuste hacia 0 % y para la seleccin

de la variable a la que afecta la parametrizacin o estructuracin.

9.1. El punto luce en reguladores S.

9.2. El punto luce en reguladores S.

10. Indicador digital con dos dcadas para magnitud de ajuste y as

como para parmetros e interruptores de estructuracin seleccionados.

11. Indicador digital con cuatro dcadas para valor actual x, prescrito

w, lmites A1 y A2, en caso dado valor prescrito de seguridad SH, as

como para valores de parametrizacin y de interruptores de

estructuracin.

12.1. Diodo luminoso (rojo) avisa el rebase por encima y por debajo del valor

lmite A1.

12.2. Diodo luminoso (rojo) avisa el rebase por encima y por debajo del valor

lmite A2.



13. Indicador para diferencia y desviacin de regulacin.

14. Rtulo intercambiable.

1. Configuracin de la seal de 4 a 20 mA

Estructura #3 = 1

Estructura #4 = 1

Otras estructuras iguales a cero.

Parmetro LA = 0

Parmetro LE = 100

Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un miliampermetro

y el terminal negativo de este a la entrada anloga AE1 del controlador. Poner

la estructura #37 en 1 y al controlador en modo manual, luego con los

botones 5.1 y 5.2 variar la corriente de 4 a 20mA y observar la indicacin en

el display 4. Anotar los resultados en la tabla 1. Calcular el error como PV(%)-

Display(%)

PV(mA) 4 8 12 16 20

PV(%)terico 0 25 50 75 100

Display(%) -0.4 24.2 48.8 73.5 98.8

Error 0.4 0.8 1.2 1.5 1.2 Tabla 1. Datos Obtenido de la Seal 4 -20 mA

2. Configuracin de seal de entrada de 0 a 20mA

Estructura #3 = 1

Estructura #4 = 0


Parmetro LA = 0

Parmetro LE = 100






Display(%)



PV(mA) 0 4 8 12 16 20

PV(%)terico 0 20 40 60 80 100

Display(%) 0 19.4 39.4 59.1 78.8 98.6

Error 0 0.6 0.6 0.9 1.2 1.4

Tabla 2. Datos Obtenido de la entrada 4 -20 mA

3. Configuracin de seal de salida de 4 a 20mA

Estructura #3 = 1

Estructura #37 = 1


Parmetro Ya = 0

Parmetro Ye = 100



al controlador en modo manual, luego con los botones 5.1 y 5.2 variar la

salida de 0% a 100%, ver display 6. Anotar los resultados en la tabla 3.

Calcular el error como I(mA) terico-I(mA)medido

Tabla 3. Datos Obtenido de la Salida 4 -20 mA

4. Configuracin de seal de salida de 0 a 20mA

Estructura #3 = 1

Estructura #37 = 0


Parmetro Ya = 0

Parmetro Ye = 100

Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un miliampermetro y

el terminal negativo de este a la entrada anloga AE1 del controlador. Poner el

controlador en modo manual, luego con los botones 5.1 y 5.2 variar la salida de

0% a 100%, ver display 6. Anotar los resultados en la tabla 4. Calcular el error

como I(mA) terico-I(mA)medido

Display(%) 0 25 50 75 100

I(mA) terico 4 8 12 16 20

I(mA) medido 3.91 7.91 11.95 15.91 19.92

Error 0.09 0.09 0.05 0.09 0.08



T

a

b

l

a

Tabla 4. Datos Obtenido de la Salida 0 -20 mA

5. Cambio del setpoint

a) En forma local:

El led 9.1 debe estar activado

El led 14 debe estar activado

Con los botones 12.1 y 12.2 puede cambiar el setpoint y el valor

se visualiza en el display 4. Considerar setpoint = 40

Estructura #3 = 1

Estructura #4 = 1

Estructura #37=1

Otras estructuras iguales a cero

Parmetros LA = 0, LE = 100, SA = 0 y SE =100

Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un

miliampermetro y el terminal negativo de este a la entrada anloga

AE1 del controlador. Poner al controlador en modo manual, luego con

los botones 5.1 y 5.2 poner la corriente de salida del controlador a

10mA y observar la indicacin en el display 4, con 9.2 activado, y

anotar el error

Error (%) = SP PV = 40 36.5 = 3.5

b) En forma remota:

El led 9.1 debe estar activado

El led 14 debe estar apagado o parpadeando

Estructura #1 = 4

Estructura #3 = 1

Estructura #4 = 1

Display(%) 0 20 40 60 80 100

I(mA) terico 0 4 8 12 16 20

I(mA) medido 0.01 3.91 7.89 11.89 15.90 19.88

Error -0.01 0.09 0.11 0.11 0.10 0.12



Estructura #5= 1

Estructura #10 = -1


Parmetros LA = 0, LE = 100, SA = 0 y SE =100

Conectar la salida Y del controlador al terminal positivo de un

miliampermetro y el terminal negativo de este a la entrada anloga AE2

del controlador. Poner al controlador en modo manual, luego con los

botones 5.1 y 5.2 variar la corriente de salida del controlador y observar

la indicacin en el display 4, con 9.1 activado Anotar los resultados en la

tabla 5, el error se calcula como SP(%)-Display(%)

Tabla 5. Datos Obtenidos del cambio de Setpoint en forma local.

6. Linealizacin

Estructura #3 = 1

Estructura #4 = 1

Estructura #14=1


Parmetros: LA = 0, L1=12.5, L2=25, L3=37.5, L4=50, L5=62.5, L6=75,

L7=87.5 y LE=100






Display(%)

PV(mA) 4 6 8 10 12 14 16 18 20

PV(%)terico 0 12.5 25 37.5 50 62.5 75 87.5 100

Display(%) -0.4 11.9 24.2 36.5 48.8 61.3 73.5 85.9 98.2

Error 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.2 1.5 1.6 1.8 Tabla 6. Datos Obtenidos de la Linealizacin

I(mA) 4 8 12 16 20

SP(%) 0 25 50 75 100

Display(%) 0 22.2 45.8 69.4 93.1

Error 0 2.8 4.2 5.6 6.9



7. Raz cuadrada

Caso 1:

Estructura #3 = 1

Estructura #4 = 1

Estructura #12=1

Estructura #14=0

Estructura #37=1

Parmetros: LA = 0 y LE=100





el display 4. Anotar los resultados en la tabla 7. Calcular el error como

Display(terico)-Display(medido)

PV(mA) 4 6 8 10 12 14 16 18 20

PV(%)terico 0 12.5 25 37.5 50 62.5 75 87.5 100

(%)

100 100

0 35.36 50 61.24 70.71 79.06 89.60 93.54 100

Display(terico) 0 35.36 50 61.24 70.71 79.06 86.60 93.54 100

Display(medido) 0 34.5 49.2 60.4 69.9 78.2 85.7 92.7 99.1

Error 0 0.86 0.8 0.84 0.81 0.86 0.9 0.84 0.9 Tabla 7. Datos Obtenidos de la Raz Cuadrada.

Caso 2:

Estructura #3 = 1

Estructura #4 = 1

Estructura #12=1

Estructura #14=0

Estructura #37=1

Parmetros: LA = 100 y LE=200







el display 4. Anotar los resultados en la tabla 8. Calcular el error como

Display(terico)-Display(medido)

Tabla 8. Datos Obtenidos de la Raz Cuadrada.

8. Configuracin de la computadora para realizar la comunicacin

Este laboratorio sobre configuracin del controlador SIPART DR20, de ese

laboratorio se procedi a comunicar el computador con equipo DR20. Realizando

antes la configuracin del software:

8.1. Para realizar la comunicacin se abre el programa del controlador

DR20 , SIEMENS SIPART DDE server, luego:

Se presiona omitir

Ingresar a configuracin

Configuramos los parmetros de configuracin presionando save y done

Ingresamos a configure/ topic definicin

Seleccionamos DR20, luego modify

Se realiza la configuracin y aceptamos con ok, luego le damos clic a Donde,

no cerrar la ventana del SIPART solo minimizarla

PV(mA) 4 8 12 16 20

PV(%) 0 25 50 75 100

100 +(%)

100 100

0 50 70.71 89.60 100

Display(terico) 100 150 170.71 186.60 200

Display(medido) 100 149.2 169.9 185.7 199.1

Error 0 0.8 0.81 0.9 0.9



8.2. Ingresamos: Inicio/Programas/DirectSOFT32/LookoutDirect.

Luego aceptar presionando OK.

Seleccionamos File/New.

Seleccionamos el color del panel frontal.

Aceptamos presionando OK, luego obtenemos el siguiente panel

Ingresamos a Insert/Text/plate/insert.

Escribimos PV, elegimos el color del texto y de fondo, luego aceptamos con

OK.

Repetimos los pasos para SP y OUT

Luego seleccionamos Networking/DdeLink, haciendo click en OK.



Completamos cuadro y presionamos en OK.

Tag DR20 DR22

PV X XY

SP W WY

OUT Y Y

Para la siguiente ventana dar clic en Paste, luego clic en OK.

Seleccionamos colores de texto y fondo; tambin y el nmero de decimales y

aceptamos haciendo click en OK.



Repetimos lo anterior para SP y PV

Obtenemos lo siguiente.

Ingresamos al men Object/Create, luego seleccionamos Display/HyperTrend

y clic en ok.

Obtenemos la siguiente ventana en Trend width, ingresamos el ancho de la

carta en minutos y segundos (0:00)

En la barra de amarillo escribimos PV, luego clic en Accept y Next



En la barra de amarillo escribimos SP, luego clic en Accept y Next

En la barra de amarillo escribimos OUT, luego clic en Accept y Next

Seleccionamos el color de fondo de la grfica y de las lneas.



Obtenemos lo siguiente

Ingresamos Insert/Scale

Seleccionamos una escala y el respectivo rango, luego clic en ok.



Obtenemos lo siguiente.

Guardamos los cambios, y salimos del modo edicin presionando Ctrl + barra

espaciadora.

Y se observa el siguiente grfico:

Donde se puede concluir que se encuentra respondiendo favorablemente la

comunicacin entre equipo y pc.



OBSERVACIONES

Con el software podemos visualizar el comportamiento del PV y OUT, frente a

una variacin del SP.

Los datos que obtenidos con el software lookout direct, son los datos obtenidos

por el controlador SIPART DR20, al realizar el proceso de control de nivel.

Observamos que en la parte frontal del display, nos muestra el porcentaje de

error, o dicho en otras palabras que tan diferente es el valor de PC con respecto

al SP.

Se observ que el controlador posee en su cara frontal un display que nos

muestra en porcentaje el error o diferencia entre el setpoint y la variable del

proceso.

CONCLUSIONES

Logramos configurar el software Lookout direct, para que nos trabaje

conjuntamente con el controlador Sipart DR20, introduciendo los valores de

estructuras y parmetros que estn indicados en el laboratorio de control de

nivel.

Se logr visualizar el control que hace el Sipart DR20, del control que hizo a la

variacin de nivel obtenida por el impulso de la bomba.

Se observaron cmo los parmetros PV, eran controlado segn el tipo de sintona

que se hizo al proceso; el valor que obtenamos era de error cero del PV con

respecto al SP

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Configuracion del Controlador Sipart DR20