LABORATORIO N°5PROGRAMACIÓN DE LOS CONTROLADORES DIGITALES UNIVERSALES UDC 2000 - E5CK y N3000 1. OBJETIVOS Programar y verificar el funcionamiento del controlador digital universal UDC 2000 DC200E-2-000-10000-0 Mini-Pro de la Honeywell. Programar y verificar el funcionamiento del controlador digital universal E5CK-AA1-500 de la OMRON. Programar y verificar el funcionamiento del controlador digital universal N3000 – 485 de NOVUS. Aplicar los controladores digitales, en el control de temperatura ON/OFF de un horno mufla. 2. FUNDAMENTO TEORICO El controlador digital universal UDC 2000 Mini-Pro es uno de los controladores de la familia Honeywell. Puede monitorear y controlar temperatura y otro tipo de variables en aplicaciones de máquinas de procesamiento de plásticos, hornos, maquinaria de empacamiento, fabricación de alimentos y otros. El Mini-Pro puede ser usado para controlar variables tales como temperatura, presión, flujo, nivel y rotación. Sus principales características y beneficios son: - Fácil configuración. - Entradas universales: acepta 10 tipos de termocuplas, RTDs, mA, mV o entradas de voltaje mediante simple configuración. - Alta inmunidad al ruido. - Doble Setpoints (puntos de ajuste). - Alta seguridad - Algoritmos de control: El controlador puede ser configurado para: ON/OFF, PID-A, PD+MR o algoritmo de control de posición de tres pasos, y otros. - Configuración por defecto del display. - Set point Remoto: entrada disponible de 4 a 20 mA o 1 a 5V para señal de set point remota . - Selección de alarmas El manual del UDC 2000 consiste de 10 secciones numeradas del 1 al 10, de la siguiente manera: - Sección 1: Overview, descripción del Mini-Pro. - Sección 2: Instalación, instalación del Mini-Pro. - Sección 3: Configuración, configuración del Mini-Pro. - Sección 4: Operación, operación y procedimientos. - Sección 5: Calibración, calibración del Mini-Pro. - Sección 6: Servicio, localización de averías y servicio. - Sección 7: Lista de partes, orden de reemplazo de partes. - Sección 8: Apéndice A, definición de los prompts de configuración. - Sección 9: Apéndice B, puesta a punto manual del controlador. - Sección 10: Apéndice C, eliminación del ruido eléctrico. El diagrama del cableado de la alimentación. se aprecia en la siguiente figura: . entradas y salidas. puede realizar el control PID y fuzzy. como se aprecia en el siguiente data sheet: Sus bornes de conexión son: . El controlador universal E5CK de OMRON tiene muchas facilidades de control. presión.Mayor información obtener de www. mA. velocidad. desplazamiento y rotación. nivel. Puede ser usado para controlar variables tales como temperatura.honeywell. Acepta entradas universales: 12 tipos de termocuplas. mV. RTDs. flujo.com. la selección del tipo de entrada y de salida. sin cualquier alteración en el circuito.La conexión de los diferentes sensores y el ajuste del dip switch es: La programación: Mayor información se obtiene en la página web: www.omron247. son todas alcanzadas y programadas vía teclado frontal. y proporciona todos los tipos de salidas necesarios a la actuación en los diversos procesos.com/Industrial-utomation/Store El N3000-485 de NOVUS es un controlador características universales. Toda la configuración del controlador es hecha a través del teclado. . de la forma de actuación de las alarmas. acepta en un único modelo la mayoría de los sensores y señales utilizados en la industria. además de otras funciones especiales. Así. o Salidas de control del tipo relé. interconectables. o Temporización para dos alarmas. o Comunicación serial RS-485. o Protección para sensor abierto en cualquier condición. protocolo MODBUS RTU. o Alimentación bi-volt. o Retransmisión de PV o SP en 0-20 mA o 4-20 mA. diferencial (desvío) sensor abierto y seguimiento. o Cuatro salidas de alarma. o Soft-start programable. o Función automática / manual con transferencia “bumpless”. o Auto sintonía de los parámetros PID.Características principales: o Entrada multi-sensor universal sin el cambio del hardware. con funciones de mínimo. o Entrada digital con 5 funciones. El tipo de entrada a ser utilizado por el controlador debe ser programado por el usuario en el parámetro type vía teclado de acuerdo con la siguiente tabla: . 4 -20 mA y pulso todas disponibles. o Entrada para setpoint remoto. o Señal para protección del teclado. o Rampas y mesetas con siete programas de siete segmentos. máximo. La disposición de las señales en el panel trasero del controlador se muestra en la siguiente figura: .El circuito interno del controlador puede ser removido sin deshacer las conexiones en el panel trasero. Mayor información se obtiene en la página web: www. Verifique la jerarquía de los prompts y menús de programación de los tres controladores. Entonces se procederá a explicar la programación del controlador E5CK . En el presente laboratorio se realizó por grupos conformados por tres alumnos. modelo DC200E-2-000-10000-0 y E5CK-AA1-500. en el caso del Controlador E5CK y para este análisis de uso un termopar de tipo T es: (Para termistores) Entonces por lo cual se procedió luego al montaje del controlador y su respectivo encendido por los bornes respectivos de alimentación (E5CK5 y 4) y de entrada de señal (E5CK 6 y 7) que es para nuestro termopar tipo T que se utilizará en el análisis del presente laboratorio. y N3000-485 considerando sus condiciones técnicas de alimentación. DESARROLLO 1. Realice la instalación del UDC 2000. 3. en el cual se realizó el montaje del Controlador E5CK. .com. 2. se tiene las siguientes consideraciones: Nivel 0 Nivel 1 Nivel 2 Setup (configuración de entrada) Modo de expansión Modo de opción Modo de calibración Y PrGn La programación solo se lo realiza con las consideraciones que se mencionaron antes. Para el montaje de este controlador se ha verificado en primer lugar la posición de la conexión del dip switch para el tipo de señal de entrada. porque fue el controlador que se utilizó en el presente laboratorio.novusautomation. Se tiene entonces del catálogo el siguiente menú y set de navegación: El menú que se tiene en el Catálogo. A continuación se muestra la forma de programación de catálogo: 3. se designa el tipo de modo de nivel (lev 0) una vez salido del menú el controlador recibe la señal e indica la temperatura. Realice la configuración para medir calores de entrada en milivoltios y RTD’s. y se navega . a set para elegir el tipo de señal de entrada (de 0 a 21 designado) con ayuda del catalogo para termistor tipo T es el N° 6. La designación de nuestro Termopar se lo saca de catálogo del siguiente: . Para el E5CK se navega por las opciones de menú manteniendo apretado por 1s el botón . la entrada del sensor de temperatura puede ser en milivoltios (termocuplas) o RTD’s (Pt100). la temperatura máxima de 105ºC y la temperatura mínima de 95ºC. En el presente laboratorio como se trabajo en grupos conformados por tres personas. Para la instalación del circuito se utiliza el E5CK. Diseñe un circuito de control ON/OFF de temperatura de un horno mufla. los tipos de alarma que presenta son los siguientes: On Alarma 1 Off Alarma 1y2 On Alarma 2 20° C 30°C Figura 1 . para el control de la temperatura mínima y máxima utilizar las salidas a relé del controlador. cuya temperatura de consigna (trabajo) sea 100ºC. 4. se realizo el análisis solo con el Termopar y la temperatura entre 20 °C a 30°C el cual se realizaría sin calentamiento de un horno. solo por calentamiento manual. FIGURA 2 4. CUESTIONARIO 1. Investigue las aplicaciones de los controladores digitales Universales en los procesos industriales (por lo menos 3 aplicaciones). Fabricación de Fideos. como por ejemplo en la Fabricación de Refrescos. Las Aplicaciones Industriales que se tienen son: Medidores de Calidad de Agua se realiza en Procesos Químicos. y otros mas. . Medidor de Viscosidad se utilizan para medir la Viscosidad en los procesos de fluidos y sea determinante medir la Viscosidad del Fluido que se va a mover en las Cámaras de fluidos químicos. Controlador de alarma de procesos para ver que el proceso este en funcionamiento o el mismo no esta funcionando: Controlador de alarma de proceso . Imprima de internet los datos técnicos de los controladores digitales universales de COEL y otro fabricante COEL .USOS: Médico Control de proceso Ósmosis reversa Tratamiento inútil Conductivity/TDS Resistencia pH/ORP 2. Inyección .Cuadros eléctricos .Extrusoras .Máquinas de corte. soldadura .Prensas Caucho y baquelita .Máquinas de embalaje .Vacío que forma las máquinas .Moldes Precaliente . en general.Aplicaciones .Túnel de retracción .Hornos que.Máquinas para el calzado .Secadores y calentadores .Los sistemas de calefacción . .Equipamiento para la industria alimenticia .Selladores . la selección del tipo de entrada y de la salida. Acepta en un único modelo la mayoría de los sensores y señales utilizados en la industria y proporciona todos los tipos de salida necesarios para la actuación en los diversos procesos.Sopladores .Autoclaves . o Salidas: pulso para relay de estado sólido.Prensas térmicas ..Tratamiento térmico .Productos químicos puros . . Toda la configuración del controlador es hecha a través del teclado.Industria Cerámica .Vidrio .Esterilización de los instrumentos quirúrgicos . son todas accesadas y programadas vía teclado frontal. del modo de actuación de las alarmas. o Entrada universal multisensor sin cualquiera alteración de hardware o recalibración. 4-20 mA y 2 relays SPST. sin cualquiera alteración en el circuito.Industria del cemento . Su algoritmo de control PID autoadaptativo monitora constantemente el desempeño del proceso y ayusta los parámetros PID de forma a obtener siempre la mejor respuesta posible para el control. Así.Fundición .Vulcanizadoras El N1200 es un avanzado controlador de procesos. o Autosintonía de los parámetros PID. o Control PID con autoadaptativo.Laboratorio . 1 relay SPDT (opcional). además de otras funciones.Los procesos químicos . o Peso aproximado: 150 g ..Selección de control automático/manual.- Enciende/Apaga salidas. o Resolución en la medición: 12. o Detección de resistencia de calentamiento abierta (opcional). B. 50/60 Hz (opcional 24 Vca/cc). o Hasta 4 alarmas temporizadas de 0 a 6500 segundos. o Número de serie electrónico indeleble con 8 dígitos accesible por el display. caja IP20 ABS + PC UL94 V-0. o Menú consistente se adapta a los opcionales. protocolo Modbus RTU Slave. S. diferencial. diferencial mínimo. carga máxima de 550 ohms.5 x 45.000 niveles de resolución. o Consumo máximo: 9 VA. o Función automático/manual “bumpless”. . o Actualización de la salida del control: hasta 20 ms. o Grado de protección: frontal IP65. 115. evento e inoperante. Muestreo: 55 medidas por segundo. o Funciones de alarma: mínimo. R. o Doble display a LED: superior para PV rojo con 10 mm de altura. o Las salidas poseen 3 funciones programables: control. o Entrada del setpoint remoto 4-20 mA. resultando en un programa de hasta 180 segmentos. o Homologado CE y UL. o Rampas y Mesetas: 20 programas de 9 segmentos y posibilidad de concatenar los programas entre sí. K. o Extracción de la raíz cuadrada de la entrada 4-20 mA. sensor abierto. o Dimensiones: 48 x 48 x 110 mm. N.767 (15 bits). ESPECIFICACIONES: o Acepta termocupla J. máximo. 0-20 mA. o Soft-start programable (0 a 9999 segundos). o Alimentación: 100 a 240 Vca/cc ± 10%. o Ambiente de operación: 5 a 50 °C. o Protección de los parámetros por contraseña. E termorresistencia Pt100. 50 mV. o Resolución interna: 32. 5 mm. o Opcionalmente posee comunicación serial RS-485. o Detecta cualquier condición de rompimiento del sensor.Salida 4-20 mA aislada con 31.5A / 240 Vca/cc y 1 relay SPDT (opcional) 3 A/250 Vca/cc. inferior para SV verde con 8 mm. 0-5 Vcc y 0-10 Vcc.Selección de setpoint remoto.200 bps. 2 relays SPST 1. o Recorte para fijación en el panel: 45. 4-20 mA.000 niveles. diferencial máximo. o Circuito extraíble por el frontal sin deshacer la calibración. o Teclas en silicone.Interrumpe ejecución del programa de Rampas y Mesetas. o Permite red de hasta 247 controladores esclavos. 30 a 80% UR. T. o Retransmisión de la PV o del setpoint en 0-20 / 4-20 mA. o Entrada digital con funciones de:. alarma y retransmisión de PV y SP (0-20 mA y 4-20 mA). PC UL94 V-2. 3. hornos. Qué otro tipo de aplicaciones se podría realizar con el controlador UDC 2000 Mini-Pro y el E5CK. Estos controladores son ideales para aplicaciones tales como procesos. E5CK o Hornos de tratamientos térmicos o Procesamiento de alimentos y bebidas o Autoclaves y esterilizadores o Automoción y semiconductores UDC 2000 o Maquinas de procesamiento de plasticos o Hornos o Maquinaria de empacamiento o Fabricación de alimentos . quemadores industriales pequeños y hornos cerámicos. I y D. La estructura PID ha mostrado empíricamente ofrecer suficiente flexibilidad para dar excelentes resultados en muchas aplicaciones. Los perfiles de tratamientos se componen de segmentos. y por paquetes de software para el estudio y optimización de circuitos de control asistidos por PC. El sistema de entrenamiento se ve complementado por láminas auxiliares que. serie o paralelo). se inicia su ejecución pulsando el boton "STRT/STP". Los controladores PID se usan ampliamente en control industrial. En general los algoritmos PID: Cuando se emplea en forma adecuada. que origina una actuación de control correctiva proporcional el error. sino también excelentes posibilidades de integración a nivel del control y la visualización de procesos gracias a sus interfaces y buses. Mejora los tiempos de levantamiento y asentamiento. Describa el funcionamiento del controlador PID que tienen el UDC 2000 y el E5CK. Desde una perspectiva moderna. Cada segmento es una recta desde una temperatura inicial a otra final en un tiempo dado en minutos. Programado el menú. . un controlador PID es simplemente un controlador de segundo orden con integración. sin embargo. El funcionamiento del Controlador E5CK es el siguiente: Al igual que en la práctica. el control lleva la temperatura a lo largo de la curva compuesta de segmentos. Históricamente. entonces a medida que transcurre el tiempo. Los controladores digitales no sólo ofrecen una mayor precisión y más fácil parametrización. Debe prestarse atención al particular tipo de estructura de PID disponible (por ejemplo. también en la enseñanza se están sustituyendo los controladores convencionales analógicos por controladores digitales. El controlador universal digital combina la funcionalidad de un controlador digital típico de la industria con las prestaciones de un sistema de entrenamiento perfeccionado en sistemas de control. Un tratamiento puede tener hasta 15 segmentos. estándar. En todo momento es posible detener y luego continuar el tratamiento. Operación El operador inicia un proceso simplemente seleccionando un tratamiento térmico almacenado y presionando el botón de arranque. limitan el espectro de funciones según la aplicación correspondiente. desde el punto de vista didáctico. los controladores PID se ajustaban en términos de sus componentes P. Estos tipos de circuitos se la aplicarán cuando el momento lo preciso y una de las aplicaciones a la que las podemos dar es en el ampo de sistemas de control pues esto es muy interesante en su diseño. puede incrementar el amortiguamiento del sistema. 4. El término básico en el controlador PID es el proporcional P. S. Acepta Termocuplas J. 0-50mV. 0-5Vcc Salidas: 2 relays SPDT. Para el UDC 2000 se tiene: Para el Controlador NOVUS: Controlador universal N 3000 Controlador de alta perfomance que cumple con los requisitos exigidos en los más críticos procesos industriales. 2 relays SPST. pulso para SSR y lineal de 4-20 mA 4 alarmas configurables por software Hasta 2 alarmas temporizadas (0 a 6500s). T. 4-20mA. N. R. Pt100. Entrada y salidas pueden ser configuradas con facilidad. Resolución de la medición: 12000 niveles Función Automático/Manual "bumpless" Fuente 24 Vcc para excitación de transmisores . K. protocolo MODBUS. BIBLIOGRAFÍA Antonio Creus INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL. 5.mx www.udc2000.) Rampas y Mesetas: 7 programas de 7 segmentos o 1 de hasta 49 segmentos. Se programado los controles ON/ OFF para el Controlador E5CK en los valores de temperatura que se podían conseguir calentando manualmente o por fricción para hacer calentar el termopar entre los grados de 20°C a 30°C.com. RS-485. www. séptima edición. setup y tipo de señal de entrada. nivel.Autosintonía de los parámetros PID retransmisión de PV ó SP en 4-20 mA Entrada de SetPoint Remoto (4 a 20mA) Soft start programable (0 a 9999 seg.coel.com. Alimentación 100-240Vca y 24 Vcc/ca (opcional) Dimensiones: 96mm x 96mm x 92mm. Xelier Tapia TEXTO ELT 3880 INSTRUMENTACION. Marcombo Alfaomega 2005. 6. cuyas funciones principales son menú. Auto sintonía de los parámetros PID. Finalmente se puede decir que se llego a programar el controlador de manera satisfactoria con una sola alarma que funcionaba para controlar las temperaturas.or . Para la señal de trabajo se verifica el pid switch manualmente antes de la instalación.ps. 19200 bps. www. CONCLUSIONES Se logro programar el controlador E5CK por el grupo conformado de tres personas y verificado el funcionamiento para la medición de temperatura con un termistor Tipo T.novus. Se tuvo algunas dificultades en la programación del respectico para realizar la medición de temperatura en este caso con un Termopar tipo T que se lo calentó en forma manual.