4.- Conclusiones
Contents
1. Folleto de Maestria en Automatizacion y Control Industrial a o 2008 2009 Dr Roger Misa Llorca Sistemas Discretos La Habana Cuba Marzo 2007 Eduardo F Camacho y Carlos Bordons CONTROL PREDICTIVO PASADO PRESENTE Y FUTURO Escuela Superior de Ingenieros Universidad de Sevilla Octubre 2004 Dagoberto Montero David B Barrantes y Jorge M Quir s Introducci n a los sistemas de control supervisor y de adquisici n de datos SCADA Monogarafia de Sistema de Control Universidad de Costa Rica a o 2004 National Instrument Labview PID Control Toolkit User Manual www ni com Junio 20082. The output voltage of the Drive will be capable of 0 100 of the input voltage applied at the input voltage terminals Ramp times shall be programmable from 0 05 3 600 seconds The output voltage may be switched on and off an unlimited amount of times The Drive shall be capable of a minimum of 100 rated current in continuous operation in accordance with the requirements of NEC Table 430 150 The Drive shall be capable of 150 overload current rating for one 1 minute Drive Keypad 6 0 1 6 0 2 The Drive shall be supplied with a backlit Liquid Crystal Display LCD Multi Function Keypad with Speed Potentiometer The Keypad shall be capable of programming monitoring and controlling the Drive The Drive shall have a Quick Menu feature that allows for quick access to the most commonly modified Drive Parameters for quick and easy setup 7 0 6 0 3 6 0 4 6 0 5 6 0 6 6 0 7 6 0 8 6 0 9 The Drive LCD Keypad Display shall have the following units available for display functions Hz A V kW HP s or RPM The Drive LCD Keypad Display shall have a Motor Direction Display that will show either clockwise or counter clockwise motor direction The Drive shall be capable of being operated in hand mode via the keypad to allow for local control of the motor at the Drive The Drive Keypad shall have three 3 Indication LED s as follows 6 0 6 1 Green The Drive is on 6 0 6 2 Yellow The
3. Although the 485SD9TB uses handshake lines to power the converter no handshaking is required to control the RS 485 driver The RS 485 driver is automatically enabled during each spacing state on the RS 232 side During the marking or idle state the RS 485 driver is disabled and the data lines are held in the marking state by the 4 7K ohm pull up and pull down resistors The value of these resistors may need to be changed to a different value when termination is used in order to maintain the proper DC bias during the idle state See B amp B Electronics RS 422 RS 485 Application Note for more information on termination and DC biasing of an RS 485 network The 485SD9TB has an internal connection to prevent data transmitted from the RS 232 port from being echoed back to the RS 232 port The 485SD9TB is used as a two wire half duplex RS 485 converter DEI LARA PUE OPS POD Ve E pim ap ete International Headquarters 707 Dayton Road P O Box 1040 Ottawa IL 61350 USA 815 433 5100 Fax 433 5104 www bb elec com orders bb elec com support bb elec com Westlink Commercial Park Oranmore Co Galway Ireland 353 91 792444 Fax 353 91 792445 www bb europe com orders bb elec com support bb europe com LEZGNI AN al x ano 30 ez az czr O JOAZ Gu Qu gu DEELER O e 2 AS Ti DJ INIVDIN YOLSISIA NOILYNINHAL WHO AY HUM Was Seu ni 10 70 r o and d er uy gezisa Loren yey OND D KEE uo de Lt
4. Ganancia Integral Ki Ganancia Derivativa Kd 4 Repetir el proceso desde el punto 1 al 3 con las diversas Funciones de Transferencia que se obtuvieron con la Identificaci n Param trica y llene la Tabla No 5 Tabla No 5 5 Proceda a anotar las conclusiones y recomendaciones Laboratorio No 04 Programaci n del Control Adaptativo de Ganancia Programada Objetivo Efectuar la programaci n del Control Adaptativo de Ganancia Programada para efectuar el control de la frecuencia de salida del sistema ante variaciones en la referencia Cerrar el lazo de control y verificar que la Planta est trabajando apropiadamente dentro del rango de operaci n establecido Tareas e Llenar la tabla de ganancias programadas obtenidas en el Laboratorio No 03 e Calcular las constantes de tiempo Ti y Td e Habilitar el control en lazo cerrado y seleccionar los diversos puntos de operaci n para el cual el control de Ganancia programada fue creado e Efectuar ajustes menores para mejorar el proceso Herramientas Pantallas de Labview 8 6 desarrolladas para el Sistema en Lazo Cerrado Seguridad Se recomienda extremar las precauciones de seguridad a partir de este punto se podr n en movimiento partes mec nicas que podr an causar serias lesiones 6 la muerte DESARROLLO 1 Active el interruptor de arranque Remoto y Arranque la planta en lazo abierto 3 Calcul
5. y la predicci n del error Las funciones de transferencia obtenidas son de tercer orden con un polo real y dos polos complejos conjugados adicionalmente el sistema posee un retardo de tiempo Con estos datos se puede proceder al dise o de cualquier estrategia de control Una vez que se obtuvieron los polos ceros y retardos de tiempo de la funci n de transferencia se procedi a sintonizar el control PID hasta obtener las ganancias Kp Ki y Kd que generaron un sobredisparo porcentual y un tiempo de asentamiento aceptable para sta Planta Sin embargo debe recordarse que stos valores son los primeros ajustes y que servir n de base para lograr una Optima sintonizaci n de la planta Se ingresar n los valores de Kp Ti y Td en la tabla de Ganancia Programada para los diversos punto de operaci n de la Planta cuando se activa esta t cnica de control avanzado del sistema en lazo cerrado y con la ayuda de una interfaz gr fica se puede observar las mejoras en la respuesta de la Planta ante las variaciones de la referencia 8 9 10 11 Al encender la planta y activar el lazo de control se prueba el sistema con el Control Adaptativo de Ganancia Programada pudi ndose observando a trav s de la interface gr fica el comportamiento del sistema y de la acci n de control para que la frecuencia de salida de la Planta siga a la referencia deseada El software Labview demostr ser una herramienta poderosa para el
6. 5 The Drive shall be able to withstand input voltage variation of 10 The Drive shall operate with an input voltage imbalance of 3 0 maximum between phases The displacement power factor of the Drive shall be greater than 0 98 lagging 5 0 6 0 4 0 6 4 0 7 4 0 8 4 0 9 4 0 10 The true real power factor of the Drive shall be equal to or greater than 0 4 nominal at rated load The Drive shall be capable of switching the input voltage on and off a maximum of two 2 times per minute Drive efficiency at rated load shall be 98 or higher depending on carrier frequency selection and load Line notching transients and harmonics on the incoming voltage supply shall not adversely affect Drive performance The Drive is suitable for use on circuits capable of delivering no more than 100 000 RMS symmetrical amps Output Power Section 5 0 1 5 0 2 5 0 3 5 0 4 5 0 5 5 0 6 5 0 7 The Drive shall be capable of Horsepower ratings from fractional through 10HP and Output Frequencies from 0 to 400Hz The Drive shall also have an energy saver feature with the capability of selecting a V Hz Automatic Control Function that will modify the V Hz curve based on load conditions that will minimize power used Drive output voltage shall vary with frequency to maintain a constant V Hz ratio up to base speed 60Hz output Constant or linear voltage output shall be supplied at frequencies greater than base speed 60Hz
7. Fede ral Law EPAct Energy Policy Act of 1992 for 60 Hz opera tion with CC number NEMA motors with minimum legal efficiencies in accor dance with the US Federal Legislation EPAct Energy Policy Act of 1992 US Federal Legislation NEMA motors with NEMA Premium efficiency in accordance with NEMA MG1 NEMA motors with Ultra NEMA Premium efficiency exceed the NEMA Premium efficiency recommended by NEMA The new 1LE1 motor generation employs the same frame for IE2 and El In addition to an excellent cost performance ratio and high operational reliability the ecobalance over the entire lifecycle is a further clear advantage of our motors Furthermore they fit into any drive concept and cover more than 90 of all imaginable application areas worldwide These qualities offer benefits for everyone mechanical engineers system operators and the environment Advantages Noticeable reduction of operating costs through efficiency optimization Especially compact motors from the 1LE1 series 1E1 and IE2 motors in the same short frame length High overload reserves in continuous operation SF 1 15 Inverter proof up to 460 V as a standard own version available up to 690 V Environmental protection through CO reduction Positive ecobalance of high efficiency motors Part of Totally Integrated Automation via inverters and PROFIBUS and PROFINET Can be easily modified using modular mounting kits Overview of low voltage motors
8. La Planta puede ser parada ya que no se requiere por ahora que est operando El siguiente paso es seleccionar la pesta a de la Identificaci n No Param trica 13 E eee ae gemeng A EC tititi Debemos seleccionar en la Fuente de datos Load from file adem s se debe indicar el n mero de muestras estimadas considerando que el programa removi la media y las tendencias de las muestras Tambi n debe tenerse en consideraci n que el tiempo de muestreo es de 60 milisegundos Una vez ajustados estos par metros pulsar el bot n Identificar la siguiente ventana aparecer seleccionar el tipo de archivo por All Files Losse apreadshect fila t cad Duat ere L 1 Patala Tare LJA la beaya Coston Potten I tet 14 Aparecer la siguiente pantalla con todos los archivos con los datos grabados para este ejemplo se tomar n los datos a 60 Hz y se pulsara OK Choss apreasdoheol tile be pod Barat arc L 1 Partadlas Tare y gt fae TEA Ly beara de deyts ii a Ata E ab Tee reacio dl ia et E Prti Tis E Porco ii aj al Control Purzp PO Fe ad Praba D asa w Eni Le EAT laa El Pur contral DI gmn at o E Aege Sei Tha Fgh Hasan S Lan Gier OU KE Ti eb len barton oz A las i Lace osado D Eee ada Z ara T ipah GE E Peer a AE D ZO Afs fra 15 Se obtendr n las siguientes respuestas del Sistema gt sh be dut Gute p pas pS A _ __nn K K lt gt gt
9. e Any setpoint condition can be set to control relays Metering The 3710 ACM provides high accuracy true RMS measurements of voltage current power and energy readings as well as minima maxima and status parameters All parameters are quickly accessible via the front panel display or through the communications port Voltage current power and energy readings are sensitive to beyond the 50th harmonic Four quadrant readings measure bidirectional import export energy flow useful in any cogeneration application Instantaneous Voltage I l l n per phase amp average Current per phase amp average Neutral Current Real Reactive amp Apparent Power total per phase available via communications Power Factor total Frequency Auxiliary Voltage Phase Reversal Energy Real amp reactive imported exported total and net kWh amp kVARh Apparent energy total kVAh Demand Sliding Window Demand calculated for average current and total real power or for total apparent power and total real power Minimums and Maximums Recorded for all base measurements amp Sliding Window Demand values Logging amp Recording The 3710 ACM provides three types of onboard data logging events min max levels and snapshot readings are all automatically time stamped and recorded in non volatile memory There is also a waveform capture feature All logging functions are continuous and concurrent Using Power Measurement s sof
10. z ED false OD ua vot vumm o imania Aparenin Tr MS Am on O O LO e J D 7 Seleccionar la pesta a SISTEMA EN LAZO ABIERTO para activar esta pantalla pulsar el bot n Habilitar SISTEMA EN ABIERTO 8 Incrementar la referencia hasta obtener la frecuencia de salida deseada de la Planta SISTEMA EN LAZO ABIERTO d Recuerde los puntos de inter s para este sistema est n ubicados a 50 52 54 56 58 y 60 Hz Finalmente solo se seleccionar n 6 Funciones de Transferencia que representaran el rango de frecuencia de inter s que se requiere controlar en este sistema Al efectuar la Identificaci n en un punto por ejemplo 56 Hz y puesto que el sistema ser excitado para generar variaciones de 1 Hz la Funci n de Transferencia que se obtendr servir para representar la din mica del sistema dentro del rango 56Hz 1Hz En este momento se ha fijado como punto de operaci n de la Planta 60 Hz si se desea otro punto de operaci n variar la referencia A partir de este punto podemos iniciar el proceso de excitaci n de la entrada con ruido blanco al mismo tiempo se comenzar a guardar datos para la Identificaci n m pa se nisi gor ts ioe pe 10 Despu s de 2 minutos guardar los datos tomados para la Identificaci n 11 Aparecer la siguiente pantalla donde se debe asignar un nombre y guardar los datos registrados Tia Lo write E A SL A D 12
11. 0 RPM para revoluciones menores deben ser pedidos como una orden de producci n especial con una entrega minima de 6 meses y con altos costos raz n por la que cual recomendamos tomar en consideraci n estos aspectos para reducir los costos y tiempo de construcci n Se pueden usar los mismos componentes de esta planta para implementar otros tipos de control tal como un control difuso red neuronal de tal manera que los estudiantes puedan comparar el desempe o del sistema ante diversos tipos de control En sta planta se ha dejado instalado un captador magn tico de tal manera que se pueda implementar la identificaci n del conjunto variador motor 5 6 incrementando la flexibilidad de la planta para la identificaci n de un nuevo sistema En el computador que controla la planta se puede programar y configurar para que el sistema pueda ser controlado y monitoreado en forma remota con lo cual los estudiantes puedan acceder en forma remota para las pr cticas de laboratorio El variador de voltaje est configurado para conectarse a una fuente trif sica de 230 voltios 60 Hz si no se dispone de la fuente trif sica en los laboratorios de la ESPOL el equipo puede ser conectado a una fuente monof sica de 220 voltios 60 Hz pero debe reprogramar el variador de frecuencia Todo el sistema esta dimensionado para que tenga el mismo rendimiento sin importar si la fuente a la que est conectado tiene cualquiera de l
12. 63M 225 0 61 293 Nm Temperature class 155 F utilized acc 155 F utilized acc Class B 1 0 SF Class B 1 0 SF to 130 8 155 F to 130 8 155 F Class F 1 15SF Class F 1 15SF Special insulation No No Below deck operation No No BV DNV GL LR RS On deck operation Loher motors Yes No Yes Pumps fans compres Pumps compres Chemical and sors conveyor technol sors fans conveyor rochemical ogy ship applications technology indus Industry mixers extruders in trial applications 7 SE the chemical and Printing petrochemical industry paper industry Anexo No 02 Datos t cnicos del variador de frecuencia AF 6 LP Micro Drive AC Adjustable Frequency Drive Guide Form Technical Specification Contents 1 0 General Information 2 0 Operating Conditions 3 0 Standards 4 0 Input Power Section 5 0 Output Power Section 6 0 Drive Keypad 7 0 Drive Features AF 60 LP is a trademark of the General Electric Company AF 60 LP Guide Form Specification 1 0 General Information 1 1 Purpose This specification shall establish minimum requirements for adjustable frequency drive equipment Drives that do not meet these requirements shall not be acceptable The adjustable frequency drive equipment shall be the AF 60 LP Micro as furnished by GE 1 2 Driven Equipment The Drive shall be capable of operating a NEMA design B squirrel cage induction motor with a full load current equal to or less than th
13. 65 40066 40067 40068 40071 40072 40073 40074 40075 40076 40077 40078 Worldwide Headquarters RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO RO KVAR Phase B KVAR rms kVAR Phase C kVAR rms kVAR Total kVAR rms Power Factor Phase A Power Factor Phase B Power Factor Phase C Power Factor Total kVA Phase A kVA kVA Phase B kVA kVA Phase C kVA kVA Total kVA Frequency on Va 0 01 Hz Phase Reversal Logical Real time polarity Bit mapped kWh Import kWh M GWh Import M GWh kWh Export kWh M GWh Export M GWh kWh Total kWh M GWh Total M GWh kWh Net kWh M GWh Net M GWh kVARh Import kVARh M GVARh Import M GVARh kVARh Export kVARh M GVARh Export M GVARh kVARh Total kVARh M GVARh Total M GVARh kVARh Net kVARh M GVARh Net M GVARh kVAh Import kVAh M GVAh Import M GVAh kVAh Export kVAh M GVAh Export M GVAh kVAh Total kVAh M GVAh Total M GVAh kVAh Net kVAh M GVAh Net M GVAh Power Measurement Ltd 2195 Keating Cross Road Saanichton British Columbia Canada V8M 2A5 Tel 1 250 652 7100 Fax 1 250 652 0411 Web www pml com Email sales pml com Anexo No 05 Datos t cnicos del Convertidor de Protocolo Model 485SD9TB Port Powered RS 485 Converter The 485SD9TB is a port powered two channel RS 232 to RS 485 converter It converts the TD and RD RS 232 lines to balanced half duplex RS 485 signals The unit is powe
14. CONCLUSIONES l 2 3 4 Un par metro de vital importancia en la Identificaci n de un sistema es el tiempo de muestreo Se revisaron muchos textos de ingenier a pero no se encontr una referencia del tiempo de muestro apropiado para ste tipo de sistema por tal motivo el tiempo de muestreo de esta Planta se lo obtuvo en forma experimental determin ndose que el tiempo de muestreo requerido para sta Planta es de 60 milisegundos Durante la Identificaci n No Param trica y la Identificaci n Param trica se comprob que la mejor se al para excitar un sistema con caracter stica No lineal similar a ste es una se al escalonada aleatoria con la cual se logr obtener las funciones de transferencia que representan de mejor manera la din mica de la Planta Fueron de extraordinaria ayuda los datos obtenido a trav s de la pantalla de la Identificaci n No Param trica en los cuales de una manera gr fica se observa la respuesta del sistema ante una entrada tipo escal n y una entrada tipo impulso obteni ndose una primera estimaci n del n mero de polos y ceros que deber a tener la funci n de transferencia de ste sistema Los primeros datos obtenidos en la Identificaci n No Param trica contribuy a reducir el modelo que se obtuvo a trav s de la Identificaci n Param trica 6 variando el n mero de polos ceros y retrasos de tiempo hasta obtener los mejores valores de la correlaci n cruzada
15. Drive has an alarm warning 6 0 6 3 Red The Drive has an alarm The Drive shall display operating data fault information and programming parameters The Drive LCD Keypad shall be remote mountable by using an option kit which will allow for mounting the LCD Keypad up to 10 from the Drive The Drive LCD Keypad shall be capable of copying the parameter set from one AF 6 LP Micro Drive to another AF 6 LP Micro Drive Drive Features 7 0 1 7 0 2 7 0 3 7 0 4 7 0 5 7 0 6 The Drive shall be capable of remote mounting with simple wiring connections or via an RS 485 serial communications port Upon a fault condition the Drive shall display drive parameters captured at the time the fault occurred to aid in trouble shooting of the fault The Drive will store the last ten 10 fault trips in a Fault Log Parameter The Drive shall operate as an open loop system requiring no motor fdbk device The Drive shall accept and follow a selectable external frequency reference of 0 10Vdc 0 20ma or 4 20mA The Drive will also follow an internal frequency set point off the up and down arrows on the LCD Keypad optional LCD Keypad Speed Potentiometer parameter preset speeds or serial communications speed set point via RS 485 The Drive shall maintain the output frequency to within 0 2 of reference when the reference is analog and to within 0 01 of reference when the reference is digital keypad contact closure or se
16. P AS rang Tra Amman SISTEMA ALADO Arte TIR KA ISR PAREMA A IEN Ca PRA AMERO DST HE ER elt EA LAO CPAD d ven m y V 3 d on ae as Ia vw i te ae wm VERTIGO DE PRUEBA on moi coroa MN ar a n o a gt d i mm e we sr O IO er wer mr A aw En base a los gr ficos obtenidos indicar PARA LA RESPUESTA A UNA ENTRADA ESPECIAL Cu l es el orden del modelo que representar a este sistema ante la entrada tipo escal n El sistema es Subamortiguado Criticamente amortiguado Sobreamortiguado Cu l es la ganancia en estado estacionario En qu tiempo aproximadamente el sistema alcanza el valor nominal Qu nos indica el espectro de potencia de la se al de entrada ANALISIS DE CORRELACION f Cu l es el comportamiento del sistema ante la se al impulso aplicada g Hay alg n retardo de tiempo h Con el nivel de autocorrelaci n que se obtuvo es suficiente para capturar la din mica del sistema ANALISIS ESPECTRAL i En base al gr fico de magnitud y fase de este sistema calcule el margen de ganancia y margen de fase j Seg n la respuesta de fase Cu l es el m nimo n mero de polos y ceros que representa este sistema 16 Proceda a anotar las conclusiones y recomendaciones En base a las conclusion
17. a siguiente pantalla Seleccionar All Files 5 En la siguiente ventana seleccionar el archivo donde guardo los datos de la Identificaci n para el punto de operaci n requerido Beeler Fanda e Ain tesa a a Hd a e Em GX n i Gre des a 0 va ri E Ab aS d we i C Midas Ter aper CH 6 Copiar la Funci n de Transferencia en la Tabla 4 tambi n debe copiarse el valor de la Autocorrelaci n la Correlaci n cruzada y el error Dentro de la columna de observaciones anotar si la funci n obtenida representa la din mica del sistema y si es posible disminuir el n mero de polos y ceros con los diversos modelos que est n en 7 Repetir el proceso desde el punto 3 al 6 este Identificador y llenar la Tabla 4 epeznu geg UOPE a1J0 FON VIAVL Use la siguiente convenci n ARX 221 equivalente a decir Modelo ARX con 2 polos 2 ceros y un retardo de tiempo BJ 321 equivalente a decir Modelo Box Jenskins con 3 polos 2 ceros y un retardo de tiempo 8 Una vez que tenga llena la tabla seleccione la funci n de transferencia que mejor representa la din mica del sistema para el punto de operaci n seleccionado Si se desea obtener la funci n de transferencia para otros puntos de operaci n se debe repetir el proceso 9 Anote las funciones de Transferencia obtenidas para los diversos puntos de operaci n Para 50 Hz Gl s P
18. age Range Maximum Voltage Range Accuracy Minimum Voltage Range Minimum Voltage Range Accuracy Update Rate 14 bits 48 kS s 48 kS s 10 V 10 V 10 V 138 mV 1V 1V 37 5 mV 12 bits 5V 0V 5V 7mV 0OV 5vV 7mV 150 S s Current Drive Single Current Drive All Digital I O Bidirectional Channels Input Only Channels Output Only Channels Number of Channels Timing Logic Levels Input Current Flow Output Current Flow Programmable Input Filters Supports Programmable Power Up States Current Drive Single Current Drive All Watchdog Timer Supports Handshaking 1 0 Supports Pattern 1 0 Maximum Input Range Maximum Output Range Counter Timers Counters Buffered Operations 5mA 10 mA 12 0 0 12 0 0 Software TTL Sinking Sourcing Sinking Sourcing No No 8 5 mA 102 mA Debouncing Glitch Removal GPS Synchronization Maximum Range Max Source Frequency Minimum Input Pulse Width Pulse Generation Resolution Timebase Stability Logic Levels Physical Specifications Length Width Height I O Connector Related Information e NIUSB Data Acquisition for OEM e Download NI Data Acquisition Drivers e NILabVIEW SignalExpress Interactive Data Logging Software O 2010 National Instruments Corporation All rights reserved For information regarding NI trademarks see ni com trademarks Other product and company names are trademarks or trade names of their respective companies Ex
19. ar las constantes de tiempo Ti y Td para los diversos puntos de operaci n seg n las siguientes formulas Ti Kp x Ts Ki Td Kd x Ts Kp Considere que Ts 0 060 segundos 4 Calcular y llenar la TABLA No 6 TABLA No 6 5 Llenar la tabla de Ganancias Programadas seg n los datos obtenidos en el Laboratorio No 03 2 Tie pa da E V tide do Ko Le a TM ES LS ss ZE EK SKS 6 Activar el control y cerrar el lazo pulsando el bot n de habilitar Tie AS We dn bai ke 7 Ajustar la referencia a un valor entre 50 y 60 Hz en la ventana F R usted podr apreciar como la frecuencia de salida sigue a la referencia En forma an loga seleccionar el comportamiento del sistema al variar dicha referencia in Ae ise al feats fia Tg ep KEE 8 Oscilar la referencia usando el bot n Aplicar variaci n el cual aplicara un paso escal n de 1 Hz A la referencia ne e e e dl 9 El sistema seguir la referencia y mostrara el siguiente comportamiento ee mea gett it nee pe Fi KpE Tie ppr da E a Rede Bobs ke meng WR z maps GZ mui FANIEN co DOG SGRI H S Ze en 10 Repetir el proceso desde el punto 7 hasta el punto 9 para otros puntos de referencia 11 Proceda a anotar las conclusiones y recomendaciones Bibliografia Msc H ctor Garcini Sistemas de Control en Tiempo Cont nuo
20. ara 52 Hz G2 s Para 54 Hz G3 s Para 56 Hz G4 s Para 58 Hz G5 s Para 60 Hz G6 s 10 Proceda a anotar las conclusiones y recomendaciones Laboratorio No 03 Dise o de Control para la Planta Identificada Objetivo Tareas Herramientas Literatura Sintonizar varios controladores PID que permitan efectuar el Control apropiado de la Planta para los diversos puntos de operaci n e Efectuar la sintonizaci n de la Planta de acuerdo al punto de operaci n asignado e Ajustar los limites de sobredisparo porcentual y tiempo de asentamiento deseado para este sistema Pantallas de Labview 8 6 desarrolladas para el Dise o de Control de la Planta Ingenier a de Control Moderna Por Katsuhiko Ogata DESARROLLO 1 Seleccionar la pesta a DISE O DE CONTROL 2 Ingresar los polos ceros ganancia y retardo obtenidos en la Identificaci n Param trica una vez efectuado esto activar el interruptor con lo que se inician los correspondientes ajustes ee ey 3 Como se puede apreciar se deben ajustar los valores de Kp Ki y Kd para que el sistema se comporte de tal manera que quede dentro de los par metros seleccionados de sobredisparo porcentual y tiempo de asentamiento deseado Copie los valores de las ganancias obtenidas para este punto de operaci n escogido Frecuencia de Operaci n Hz Ganancia proporcional Kp
21. as configuraciones anteriormente mencionado ANEXOS Anexo No 01 Datos t cnicos del motor el ctrico A seamless range of low voltage motors up to 1 250 kW Motors Answers for industry SIEMENS High efficiency motors reduced energy costs and environmental protection Energy costs account for 95 of a motor s lifecycle costs while procurement and installation merely add up to 5 Already today approx 1 5 billion Euro worldwide could be saved in energy costs every year through the application of high efficiency motors alone We offer motors in different efficiency classes both for the IEC and the NEMA markets In the NEMA market the Ultra NEMA Premium mo tors guarantee maximum efficiency while the IEC market is served with IE2 motors featuring top of the line efficiency as well as a compact design With our SinaSave software tool we offer help for the selection of an energy saving motor both for the IEC as well as the NEMA market www siemens com sinasave Type spectrum We are one of the few motor suppliers worldwide to offer a complete portfolio of energy saving motors For the IEC market High efficiency energy saving motors in the highest EU efficiency class IE2 High Efficiency Efficiency improved energy saving motors in EU efficiency class 1E1 Improved Efficiency Motors with increased output power in IE1 und IE2 For the NEMA market IEC energy saving motors in accordance with the US
22. at Fee ZA TA SEL a eved wm W 20078 Tun SAEY NOILISOd S r H AG A 5590 ZS sur wir bar our Bir Zur air EL Anexo No 06 LABORATORIOS Laboratorio No 01 Identificaci n de Sistemas por el M todo No Parametrico Laboratorio No 02 Identificaci n de Sistemas por el M todo Param trico Laboratorio No 03 Dise o de Control para la Planta Identificada Laboratorio No 04 Programaci n del Control Adaptativo de Ganancia Programada Laboratorio No 01 Identificaci n de Sistemas por el M todo No Objetivo Tareas Herramientas Seguridad Parametrico Capturar datos para efectuar la Identificaci n de un Sistema mediante el M todo No Param trico e Arrancar la planta en lazo abierto y llevarla cerca de la frecuencia de operaci n deseada e Habilitar el control para llevar a la planta al punto de operaci n deseado e Aplicar ruido blanco al sistema e iniciar la captura de datos e Interpretar los gr ficos obtenidos en la Identificaci n No Param trica Pantallas de Labview 8 6 desarrolladas para control en lazo abierto e Identificaci n de Sistemas por el M todo No Param trico Se recomienda extremar las precauciones de seguridad a partir de este punto se podr n en movimiento partes mec nicas que podr an causar lesiones serias 6 la muerte DESARROLLO 1 Energizar la Planta con una fuente de energ a trif sica 230 voltios 60 Hz y cerrar lo
23. cept as expressly set forth to the contrary below use of this content is subject to the terms of use for ni com National Instruments permits you to use and reproduce the content of this model 32 bits 50 ppm TTL 8 51 cm 8 18 cm 2 31 cm Screw terminals page in whole or in part provided however that a in no event may you 1 modify or otherwise alter the pricing or technical specifications contained herein 11 delete modify or otherwise alter any of the proprietary notices contained herein iii include any National Instruments logos on any reproduction or iv imply in any manner affiliation by NI with or sponsorship or endorsement by NI of you or your products or services or that the reproduction is an official NI document and b you include the following notice in each such reproduction This document work includes copyrighted content of National Instruments This content is provided AS IS and may contain out of date incomplete or otherwise inaccurate information For more detailed product and pricing information please visit ni com http www ni com niweek metc mtxrhy Anexo No 04 Datos t cnicos del Medidor de Energ a The 3710 ACM is an economical panel mounted 3 phase digital power monitoring instrument Well established and successful the 3710 ACM offers high accuracy reliability and exceptional ruggedness It is an affordable solution for power utilities and industrial or comme
24. desarrollo de las pantallas de control por ser una interfaz gr fica de f cil implementaci n y adem s facilit la tarea para la implementaci n del Control Adaptativo de Ganancia Programada propuesto Como un valor agregado de esta tesis las pantallas gr ficas para la Identificaci n Param trica No Param trica y ajuste del Control han sido desarrolladas de tal manera que puedan ser usadas con datos externos a esta planta y que permitir n la apropiada Identificaci n y ajuste de otras Plantas En el aprendizaje t cnico adem s de los contenidos te ricos es fundamental la realizaci n de pr cticas con equipos reales dichas pr cticas son muy dificil de efectuar en una planta industrial real por los costos y riesgos impl citos raz n por la cual esta Planta de Generaci n de Energ a contribuir a la asimilaci n de los conceptos te ricos l 2 4 RECOMENDACIONES Uno de los aspectos m s importante para el dise o y construcci n de esta Planta fue la seguridad de los usuarios raz n por lo cual se recomienda que proyectos similares sean de acoplamiento directo con lo que se evita el uso de bandas poleas pi ones para reducir al m ximo el riesgo de accidentes Durante el proceso de construcci n de la Planta se cotizaron motores de 2 HP 1800 RPM adicionalmente se cotizaron motores con velocidades de giro inferior y se encontr que los motores de m s bajas RPM disponibles en el mercado son de 90
25. e continuous output current rating of the Drive At base speed 60Hz and below the Drive shall operate in a constant V Hz mode or a constant voltage extended frequency mode 1 3 Drive Construction The AF 60 LP Adjustable Frequency Drive shall be a sinusoidal PWM type Drive with sensor less dynamic torque vector control DTVC capability The Drive shall be provided in an IP20 enclosure at all ratings IP21 amp NEMA 1 enclosure rating Option Kits shall be available to meet Drive enclosure integrity requirements The Drive shall be of modular construction for ease of access to control and power wiring as well as Maintenance requirements The Drive shall consist of the following general components 1 3 1 Full Wave Diode Rectifier Bridge to convert AC supply to a fixed DC voltage 1 3 2 DC link capacitors 1 3 3 Insulated Gate Bipolar Transistor IGBT inverter output section 1 3 4 The Drive shall be microprocessor based with an LCD display to program and monitor Drive parameters 1 3 5 The keypad shall be divided into four 4 functional groups Numeric Displays Menu Key Navigation Keys and Operation Keys and LED s 1 3 6 Separate control and power terminal boards shall be provided 1 3 7 The Drive shall provide an RS 485 serial communications port standard 1 3 8 The Drive control and power circuit boards shall be conformal coated for long life and clean connections 2 0 3 0 4 0 Operating Conditions 2 0 1 The Drive s o
26. es que ha obtenido efectuar la Identificaci n Param trica y obtener la ecuaci n que mejor representa este sistema Laboratorio No 02 Identificaci n de Sistemas por el M todo Objetivo Tareas Herramientas Literatura Param trico Efectuar la Identificaci n de un Sistema mediante el M todo Param trico usando los modelos ARX ARMAX Output Error Box Jenkins 6 General Lineal Efectuar la Identificaci n de la Planta usando los diversos modelos variando el n mero de polos y ceros de los polinomios caracter sticos tomando como base la informaci n obtenida en la Identificaci n No Param trica Analizar la Autocorrelaci n Correlaci n Cruzada y el Error obtenido con las diversas Identificaciones Escoger la funci n de transferencia que mejor represente el sistema Pantallas de Labview 8 6 desarrolladas para la Identificaci n Param trica Departamento de Autom tica y Computaci n ISPJAE Identificaci n de Sistemas por Msc Aristides Reyes Bacard DESARROLLO 1 Seleccionar la pesta a IDENTIFICACION PARAMETRICA 2 Seleccionar un modelo con el n mero de polos y ceros que se estimaron en la Identificaci n No Param trica ajustar el tiempo de muestreo a 60 milisegundos y seleccionar como fuente de datos Load From File 3 Pulsar el bot n Identificar con lo que aparecer la siguiente pantalla 4 Pulsar el bot n Identificar con lo que aparecer l
27. g the PHASE key e Common power functions are available using the FUNCTION key e Display the maximum and minimum values for each measured parameter using the MAX MIN keys e Programming and control is password protected Extensive I O Use the inputs to monitor utility KYZ initiators device cycles running hours etc Outputs can be used for equipment control alarms etc Status Inputs e Four optically isolated digital status inputs can monitor status count pulses or any other external dry contact Relays e3 on board relays controlled automatically by the internal setpoints or manually via a communications port e Programmable for kWh kVARh or kVAh output pulsing e Form C mechanical relays rated at 10 A AC or DC or single pole single throw solid state relays rated at 1 A AC only Auxiliary Output e Auxiliary analog current output provides 0 20mA or 4 20 mA proportional to any measured parameter Control The 3710 ACM setpoint system provides intelligent logging and control functions Programmable Setpoint Control Setpoints are defined by independent high and low trigger limits for operate release hysteresis and time delays on both operate release for the resulting function Multiple setpoints can be channelled to a single relay OR function for multi level setpoint protection functions All setpoint activity is recorded automatically in the on aboard Event Log e 17 setpoints one second typ response time
28. inuous 2500 V for 1 sec SES Option self excited 30 VDC differentialSCOM output to S1 S2 S3 or S4 input All Options Minimum Pulse Width 40 msec Power Supply Basic 85 to 132 VAC 47 to 440 Hz or 110 to 170 VDC 0 2 Amps e P24 48 Option 20 to 60 VDC 10W e P240 Option 85 to 264 VAC 47 to 440 Hz or 110 to 340 VDC 0 2 A Environmental Conditions Operating Temp 0oC to 500C 320F to 1220F ambient air XTEMP Option 200C to 700C 40F to 1580F Storage Temp 300C to 700C 220F to 1580F Humidity 5 to 95 non condensing TABLA DE REGISTROS REGISTRO TIPO DIRECCION UNIDAD 40002 RW Year year 1900 40003 RW Month 1 12 40004 RW Day 1 31 40005 RW Hour 0 23 40006 RW Minute 0 59 40007 RW Second 0 59 40008 RW UNIX Time seconds 40011 RO Van V rms 40012 RO Vbn V rms 40013 RO Ven V rms 40014 RO Vin average V rms 40015 RO Vab V rms 40016 RO Vbc V rms 40017 RO Vca V rms 40018 RO NI average V rms 40020 RO Vaux V rms 40021 RO la A rms 40022 RO Ib Arms 40023 RO Ic Arms 40024 RO I average Arms 40026 RO Neutral current 14 Arms 40028 RO Voltage imbalance 40029 RO Current imbalance 40031 RO kW Phase A kW rms 40032 RO kW Phase B kW rms 40033 RO kW Phase C kW rms 40034 RO kW Total kW rms 40035 RO kVAR Phase A kVAR rms 40036 40037 40038 40039 40040 40041 40042 40043 40044 40045 40046 40048 40049 40050 40051 40052 40053 40054 40055 40056 40057 40058 40061 40062 40063 40064 400
29. lly isolated transient protected port Data rates up to 19 200 bps RS 232 or RS 485 PML A B DF1 Modicon Modbus RTU or Alarm Dialer protocols The Alarm Dialer AD communication protocol enables the 3710 ACM to automatically contact a master display station on the occurrence of an alarm condition Input amp Output Ratings Voltage Inputs Basic 120 line to neutral 208 line to line nominal full scale input 277 Option 277 VAC nominal full scale input 347 Option 347 VAC nominal full scale input All options Overload withstand 1500 VAC continuous 2500 VAC for 1 second Input impedance for all options 2 MW Current Inputs Basic 5 0 Amps AC nominal full scale input 1AMP Option 1 0 Amp AC nominal full scale All options Overload withstand 15 Amps continuous 300 Amps for 1 second Input impedance 0 002W Burden 0 05 VA Aux Voltage Input VAC VDC nominal full scale input 1 25 VAC VDC max Overload withstand 120 VAC VDC continuous 1000 VAC VDC for 1 second Input impedance 10 kW Aux Current Output 0 to 20 mA into max 250W load Accuracy 2 Control Relays Basic Form C dry contact electromechanical relays max 277 VAC or 30 VDC 10 Amp resistive SSR Option SPST solid state relays 24 to 280 VAC 1 Amp AC resistive AC operation only Status Inputs Basic external excited S1 S2 S3 S4 gt 20 VAC VDC active lt 6 VAC VDC inactive Input impedance 49 2 kW Overload withstand 1500 V cont
30. perating ambient temperature range shall be 10 C to 50 C 2 0 2 The Drive s storage temperature shall be 25 to 65 C 2 0 3 The Drive s relative humidity range shall be 5 95 non condensing 2 0 4 The Drive shall be suitable for operation at altitudes up to 3 280 feet without de rating 2 0 5 The Drive shall be capable of sustaining a 1 0g vibration test 2 0 6 The Drive shall be capable of side by side installation mounting with 0 inches clearance required The top and bottom clearance shall be 3 4 inches minimum Standards 3 0 1 The Drive shall be UL and cUL listed and not require any external fusing The Drive shall also be CE labeled and comply with standards 61800 3 for EMC Compliance and EN 61800 2 for Low Voltage Compliance The Drive shall also be RoHs Compliant as well as WEEE Compliant 3 0 2 The Drive shall be designed in accordance with applicable NEMA Standards 3 0 3 The Drive shall be compatible with the installation requirements of interpretive Codes such as National Electric Code NEC and the Occupational Safety amp Health Act OSHA 3 0 4 The Drive with standard built in Al Bl1 Filter shall significantly reduce Radio Frequency Interference RFI Input Power Section 4 0 1 4 0 2 4 0 3 4 0 4 4 0 5 The Drive shall be designed to operate at either 200 240Vac Single Phase or Three Phase input voltage or 380 480Vac Three Phase input voltage System frequency shall be 50 or 60 Hertz
31. rcial power distribution systems The 3710 ACM can be used stand alone or as one element in a large energy management network The 3710 ACM is an economical panel mounted 3 phase digital power monitoring instrument Well established and successful the 3710 ACM offers high accuracy reliability and exceptional ruggedness It is an affordable solution for power utilities and industrial or commercial power distribution systems The 3710 ACM can be used stand alone or as one element in a large energy management network Cost Effective e Replaces dozens of separate meters e Simple installation Measurements e True RMS voltage current amp power Data Logging e Waveform Capture e Scheduled or event driven logging e Min Max logging e Sequence of events logging Extensive I O e digital counter inputs e 3 digital relay outputs Powerful Setpoint Control System e Setpoint on any parameter or condition Communications e Supports Modbus DNP and PLC AB Front Panel Display The front panel features an easy to read 20 character vacuum fluorescent display Voltage current and power functions can all be displayed together for the selected phase Voltage or current readings can be displayed for all three phases concurrently The 3710 ACM may also be ordered with no front panel display for use as a digital power transducer e Four sealed membrane switches for parameter selection and programming e Select voltage and current readings usin
32. red from the RS 232 data and handshake lines whether the lines are high or low An external power supply can be connected to two terminals on the RS 485 connector if no handshake lines are available The 485SD9TB has a DB 9 female connector on the RS 232 side and a terminal block connector on the RS 485 side RS 232 Side Connector DB 9 Female Signals Passes through pins 3 TD and 2 RD Pins 7 RTS and 8 CTS are tied together Pins 4 DTR 6 DSR and 1 CD are tied together RS 485 Side Connector Terminal Block Signals Half duplex two wire operation only Automatic control circuit enables driver only when transmitting Receiver is disabled when transmitting to prevent echo back to RS 232 device Can transmit up to 4000 feet at 115 2k baud Power Requirements No external power required if two RS 232 output handshake lines are available External 12VDC can be applied to pins on the RS 485 side between terminals 12VDC and GND if handshake lines are not available 35mA current draw maximum under normal operation when externally powered NOTE When using an external supply the supply should be connected only to specifically labeled power inputs power jack terminal block etc Connecting an external power supply to the handshake lines may damage the unit Contact technical support for more information on connecting an external power supply to the handshake lines Dimensions 3 50 x 1 34 x 67 in 8 9 x 3 4 x 1 7 cm
33. rial communications 7 0 7 7 0 8 7 0 9 The Drive shall maintain set point frequency regardless of load fluctuations The Drive shall be able to operate in three 3 modes Hand Off or Auto The Drive shall be password protected to protect against unintended change of sensitive parameters Anexo No 03 Datos t cnicos de la tarjeta de adquisici n de datos NI USB 6008 14 Bit 48 kS s Low Cost Multifunction DAQ e 8 analog inputs 14 bit 48 kS s emp e 2 analog outputs 12 bit 150 S s 12 digital I O 32 bit counter e Bus powered for high mobility built in signal connectivity i SE e OEM version available SS e Compatible with LabVIEW LabWindows CVI and Measurement Studio for Visual Studio NET e NI DAQm x driver software and NI LabVIEW SignalExpress LE interactive data logging software Specifications Summary General Product Name USB 6009 Product Family Multifunction Data Acquisition Form Factor USB Operating System Target Windows Linux Mac OS Pocket PC DAQ Product Family B Series Measurement Type Voltage RoHS Compliant Yes Analog Input Channels Single Ended Channels Differential Channels Resolution Sample Rate Throughput Max Voltage Maximum Voltage Range Maximum Voltage Range Accuracy Minimum Voltage Range Minimum Voltage Range Accuracy Number of Ranges Simultaneous Sampling On Board Memory Analog Output Channels Resolution Max Voltage Maximum Volt
34. s disyuntores de protecci n principal que est n dentro del tablero de control 2 Poner el variador de frecuencia en autom tico a partir de este punto el equipo puede ser arrancado desde el computador sin previo aviso por lo que se recomienda tener las precauciones del caso 3 Arrancar desde el computador el archivo TesisO1 que ha sido desarrollado para el control de la Planta con el software Labview 8 6 x fa Seet EE S SISTEMA EN LAZO ABIERTO Ruido Bianco META lar rotes mera Leg incremento Ze d em at SE Frecuencia Voltaje LL Referencia che meega Td e o Ee breng TN D 62 00 9 74 D Lage oi a E E E smee maai seie cman mamami a u E 3 renge de eme et les ke men meer E CS Ruido Pd ec deso eh E a de Cont Pd PRS Blanco ee AAA AA os ps 5 Arrancar la planta accionando el Interruptor de ARRANQUE REMOTO Desde esta pantalla se monitorear n varios par metros del variador de frecuencia RR gei ban m T Is reen A1 KEEN e e Matti iii m tt A il ets A oc iii SIMULADOR DE PLANTA DE GENERACION DE ENERGIA El E f 6 Al seleccionar la pesta a ALTERNADOR se puede monitorear los par metros del generador E p Fer ss Se P E A S can hidis 0 i Fei ie AAA aii Ri A ied di ALTERNADOR ATT VOLTA OL Postea Action IU page e WW a AN ess OTA oS VELAT Hi a Porcile ae a i E
35. tware you can display all logged data The software will automatically archive to disk all logged data retrieved from each device The data can be converted to file formats compatible with other software Min max values can also be viewed via the front panel Historical Logging Produce daily weekly monthly load profile graphs for important readings e Log up to 12 channels of time stamped data V avg I avg kW total kVAR total kW total Demand I avg Demand PF Vaux Frequency kWh import kWh export and kVARh total e Trigger at specified time intervals 1 second to 400 days for preset amp programmable logs Minimum Maximum Logging Records extreme values for system operations analysis troubleshooting and problem tracking e Records extreme values for all measured parameters e Minima maxima for each parameter are logged independently with a date and time stamp 1 second resolution Event Logging amp Alarming Records all setpoint alarm conditions relay operations setup changes and selfdiagnostic events e The 3710 ACM stores up to 50 date amp time stamped records e Time stamp resolution to 1 second e Sequence of event recording Communications The 3710 ACM can be integrated within energy monitoring networks and supports a variety of protocols Links between remote sites can use RS 485 or modems with telephone lines dedicated or dial up fiber optic and or radio links Optional Communications Port Single optica
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