Trabajo Especial de Grado
Especialidad
en Gerencia Mención: Redes y Telecomunicaciones
CAPITULO
IV
4.1.1
Diseño Preliminar.
4.1.1 Especificaciones Técnicas Generales de Instrumentos
4.3
Análisis de costos y Beneficios
4.1.1 Especificaciones Técnicas Generales de Instrumentos
Todo
el sistema de instrumentación será diseñado bajo los criterios de falla segura
y debe estar basado en tecnología Fielbus Foundation de última
versión.
Los
materiales de construcción de los instrumentos estarán definidos acorde al
servicio al cual estén destinados. Se
deberán estandarizar, en lo posible, las marcas y modelos de instrumentos a
utilizar. La instrumentación a ser instalada en las áreas constará
fundamentalmente de dos tipos:
- Instrumentación local, la cual permitirá al operador verificar en sitio, las variables del proceso y el estado o modo de operación de los equipos, entre estos tenemos:
- Indicadores de presión manométrica tipo Bourdon.
- Indicadores de temperatura local tipo bi-metálico.
- Instrumentación electrónica, la cual permite la supervisión y el control remoto de las variables del proceso y el estado o modo de operación de los equipos, entre estos tenemos:
- Transmisores electrónicos de nivel, por presión diferencial con indicación local, los cuales recibirán-enviarán una señal de comunicación en protocolo Fieldbus/ Digital serial al DCS-SCADA.
- Transmisores electrónicos de presión manométrica con indicación local, los cuales recibirán- enviarán una señal de comunicación en protocolo Fieldbus/ Digital serial al DCS-SCADA.
- Transmisores electrónicos de temperatura con indicación local, los cuales, recibirán-enviarán una señal de comunicación en protocolo Fieldbus/ Digital serial al DCS-SCADA.
- Transmisores electrónicos multivariables, los cuales recibirán-enviaran una señal de comunicación en Protocolo Hart/Digital serial al DCS-SCADA.
- Posicionadores electrónicos de las válvulas de control, los cuales recibirán-enviarán una señal de comunicación en protocolo Fieldbus/ Digital serial al DCS-SCADA.
- Actuadores para válvulas Motorizadas de control (on/off), los cuales recibirán-enviarán una señal de comunicación en protocolo Fieldbus/ Digital serial al DCS-SCADA.
- Transmisores electrónicos tipo ultrasonido, con indicación local, los cuales, recibirán-enviarán una señal de comunicación en protocolo Modbus / Digital serial al DCS-SCADA.
- Analizador en línea de corte de agua en crudo, con indicación local, los cuales, recibirán-enviarán una señal de comunicación en protocolo Modbus/ Digital serial al DCS-SCADA
- Computador de Flujo, con indicación local, los cuales, recibirán-enviarán una señal de comunicación en protocolo Modbus/ Digital serial al DCS-SCADA
Esquema del Sistema de
Control
La
instrumentación para indicación y control local, que no requiera modificaciones
y ajustes periódicos de sus puntos de operación será de tipo mecánico.
Los
instrumentos ubicados en campo serán especificados para permitir su montaje en
un soporte de tubo de acero de
La
conexión de proceso estándar en el instrumento será de ½” NPT.
Las
conexiones eléctricas estándares para la llegada a los transmisores
electrónicos serán como mínimo de ½” NPTF.
Todos
los instrumentos tendrán el número de identificación del equipo sobre una placa
de acero inoxidable 316 unido al instrumento de forma permanente.
Si
aplica, las placas de identificación también deben contener lo siguiente:
máxima presión, temperatura, presión diferencial, que soporta el equipo, rango
de operación, voltaje, frecuencia y material de construcción y clasificación de
área.
En
general, la instrumentación tales como transmisores–indicadores
deberán cumplir con los siguientes requerimientos de funcionamiento:
- El máximo error no debe superar el ± 0.5 % de la gama (SPAN).
- La histéresis no debe exceder el 0.5% de la gama (SPAN).
- La banda muerta no debe exceder el 0.25% de la gama (SPAN).
Esquema General del Sistema de Control
El
efecto de un cambio de
En
términos generales, todos los transmisores electrónicos serán del tipo
inteligente con autodiagnóstico y deben tener capacidad de comunicación basado en Protocolo Fielbus
Todas
las partes expuestas a la atmósfera, como las uniones, fuelles, resortes y
brazos de soportes serán resistentes a la corrosión.
Para
instrumentos de medición de variables de proceso, la graduación de escalas a
utilizar para indicación y/o registro serán:
|
Variable |
Tipo de Escala |
|
Flujo
(Ultrasonido) |
Lectura
directa; raíz cuadrada (0-10 Raiz2); 0-100% de Flujo. |
|
Nivel |
Lectura
directa; 0-100 lineal |
|
Presión |
Lectura
directa, 0 – 100 lineal |
|
Temperatura |
Lectura
directa, 0 – 10 Lineal |
Integración
Instrumentos de Presión
En
general, los manómetros serán de caja fenólica. El
elemento sensor será tipo Bourdon de acero inoxidable
316.
Los
manómetros serán generalmente de dial de 4 - ½”. La escala será indicada en negro sobre fondo
blanco.
Se
deberán incluir amortiguadores de pulsaciones a los instrumentos conectados a
servicios tales como equipos reciprocantes (bombas)
para reducir las vibraciones y
proporcionar una medida legible. Igualmente, en caso de requerirse, los
manómetros deberan ser suministrados llenos de
glicerina, silicona, etc. para reducir los efectos de la vibración.
En
general, la conexión a proceso será roscada, de ½” NPTM. Todos los
manómetros tendrán protección de sobre
rango de 1.2 veces la máxima presión a la cual se encuentran expuestos.
El
rango de indicación ó escala del
manómetro será seleccionado tal que la presión normal de operación se
encuentre entre un 40% y 60% de la escala, y la presión máxima no exceda el 80%
del tope de la escala.
Instrumentos
Transmisores de Presión
En
general los transmisores de presión serán de tipo diafragma en acero inoxidable
316, con un rango de presión estática de
0-800 Psig, y sobrepresión
de 2000 psi mínimo.
El
montaje requerido es para tubería de
La
alimentación eléctrica de estos transmisores será entre 9-26 Vdc, con señal de salida digital serial basado en Protocolo
de comunicación Fieldbus en su ultima versión,
aprobados y certificados
Los
transmisores de presión deberán incluir un indicador digital local (LCD) con
cinco (5) dígitos, así como protección contra transientes
Los
transmisores de presión deberán ser inmunes a efectos de Radio Frecuencia e
Interferencia Electromagnética.
Los
transmisores deberán tener la opción de ejecutar la acción de Link Master, en
caso que el LAS (Link Active Scheduler) falle.
Los
transmisores deberán tener los siguientes bloques de función para control
básico.
- Un bloque PID.
- Un bloque de AI.
Los
bloques de función PID deben ejecutarse en un tiempo de 150 ms.
Los
bloques de funcion AI deben ejecutarse en un tiempo
de 50 ms.
Los
transmisores deberán ser diseñados para soportar una sobre presión igual 1.5
veces la presión de operación y una sobre presión igual al rating
de la presión estática, sin afectar la calibración o los valores del cero.
Los
transmisores deben tener un ajuste de cero y span, y
este deben ser calibrados desde la sala de control, sin necesidad de sacar de
funcionamiento al instrumento.
Los
transmisores deben ser calibrado en fábrica para el rango especificado en la
hoja de datos.
Los
transmisores debe tener una precisión de ±
0.075% del span o mejor
Los
transmisores deben ser 100% compatible con los equipos de configuración usados
por otros instrumentos de otra marca.
Transmisores de Presión
Instrumentos de Nivel
Visores de Nivel
Para
indicación local de nivel serán utilizados visores de nivel, a menos que las condiciones
de proceso, dimensiones físicas o requerimientos de precisión requieran otro
tipo de instrumento.
Los
visores de nivel serán generalmente del tipo armored steel y del tipo transparente o reflex.
Cuando se use en conjunto con instrumentos de nivel, la porción visible del
visor de vidrio deberá cubrir el rango de operación asociado al instrumento de
nivel.
Los
visores del tipo Reflex serán utilizados en servicios
de líquidos limpios excepto en las interfaces de nivel de líquido.
Los
visores de nivel del tipo Transparente serán utilizados para los siguientes
servicios:
- Medición de interfaces líquido / líquido.
- Medición de líquidos opacos.
- Medición de líquidos muy viscosos (10 Cp).
- Medición de líquidos los cuales pueden corroer o erosionar el material del visor, en estos casos, los visores de nivel serán de tipo Mica-seal plate.
Los
visores de nivel serán suministrados con roscas y/o bridas para la conexión a
proceso. En el caso de bridas el rating mínimo será
de ANSI 300#, o la que aplique según la especificación de tuberías.
El
tamaño de la brida será de
Accesorios:
- Serán instaladas válvulas de presión en los visores de nivel, a menos que sean suministradas de otro tipo con el instrumento.
- Los visores de nivel serán suministrados con válvulas de drenaje del tipo bola y válvulas que posean un mecanismo de alivio de presión del tipo bola.
- El tamaño de la sección y el número máximo de secciones de un visor será de acuerdo a las normas PDVSA K-303.
-
Cuando dos (2) o más visores
sean requeridos para cubrir el rango de operación, estos se instalarán de forma
tal que la superposición mínima entre uno y otro no sea superior a
- Los indicadores de nivel tipo visor deben tener escala de medición en unidades de ingeniería (mm, metros).
Transmisores de nivel.
En
general los transmisores de nivel tipo presión diferencial serán de tipo
diafragma con protección de acero inoxidable 316, el fluido de relleno del
sensor es de silicona, el material de la carcaza debe
ser de aluminio con recubrimiento epóxico, con un
rango de presión de 0-250 H2O. Los
transmisores deben incluir sello remoto tipo bridado
de
El
montaje requerido es para tubería de
La
alimentación eléctrica de estos transmisores será entre 9-26 Vdc, con señal de salida digital serial basado en Protocolo
de comunicación Fieldbus en su ultima versión,
aprobados y certificados por
Los
transmisores de nivel tipo presión diferencial deberán incluir un indicador
digital local (LCD) con cinco (5) dígitos, así como protección contra transientes.
Los
transmisores de nivel deberán ser inmunes a efectos de Radio frecuencia e
interferencia electromagnética.
Los
transmisores de nivel deberán tener la opción de ejecutar la acción de “Link
Master”, en caso que el LAS (Link Active Scheduler)
falle.
Los
transmisores deberán tener los siguientes bloques de función para control
básico.
- Un bloque PID.
- Un bloque de AI.
Los
bloques de función PID deben ejecutarse en un tiempo de 150 ms.
Los
bloques de función AI deben ejecutarse en un tiempo de 50 ms.
Los
transmisores de nivel deberán ser diseñados para soportar una sobre presión
igual 1.5 veces la presión de operación y una sobre presión igual al rating de la presión estática, sin afectar la calibración o
los valores del cero.
Los
transmisores deben tener un ajuste de cero y span, y
estos deben ser calibrados desde la sala de control, sin necesidad de sacar de
funcionamiento al instrumento.
Los
transmisores deben ser calibrados en fábrica para el rango especificado en la
hoja de datos.
Los
transmisores deben tener una precisión de ±
0.075% del span o mejor
Los
transmisores deben ser 100% compatible con los equipos de configuración usados
por otros instrumentos de otra marca.
Los
transmisores deben estar en estricto acuerdo con las hojas de datos.
Instrumentos de Temperatura
La
medición de la temperatura para los lazos de control e indicación, deberá ser
realizada por medio de detectores de temperatura por resistencia (RTD). Dichos
sensores de temperatura deben ser de platino con resistencia de 100 ohm. (resistencia medida a 0º C) de tres (3) conductores,
con juntas no puestas a tierra.
Todos
los RTD´s y termopares deberán estar protegidos
contra daños mecánicos y contaminación, por medio de termopozos.
Los
cabezales de los RTD´s y termopares deberán ser a prueba de
explosión (NEMA 7) según sea requerido y estar provistos de terminales
conectores, y una cubierta roscada con cadena.
Cada
sensor de temperatura tipo RTD debe disponer de: cables de
Los
indicadores locales de temperatura (Termómetros) deberán ser roscados a sus tomas
de proceso mediante termopozos debidamente
dimensionados de acuerdo al diámetro de la línea o recipiente.
Todos
los indicadores locales de temperatura deberán poseer doble escala: Grados
Celsius (°C) y Grados Fahrenheit (°F).
Estos
transmisores tendrán como Limite de Temperatura de Proceso
El
montaje requerido es para tubería de
La
alimentación eléctrica de estos transmisores deberán estar entre 9-26 Vdc, con señal de salida digital serial basada en Protocolo
de comunicación Fieldbus ultima versión, aprobados y
certificados
Los
transmisores de temperatura deberán incluir un indicador digital local (LCD)
con cinco (5) dígitos, así como protección contra transientes.
El
material de la carcaza de los transmisores deberán ser de aluminio
con recubrimiento epóxico, Material del cuerpo acero
al carbono a prueba de explosión,
conexión a proceso: 1/2” NPTF.
Los
transmisores de temperatura deberán tener la opción de ejecutar la acción de
“Link Master”, en caso que el LAS (Link Active Scheduler)
falle.
El
transmisor deberá tener los siguientes bloques de función para control básico.
- Un bloque PID.
- Un bloque de AI.
Los
bloques de función PID deben ejecutarse en un tiempo de 150 ms.
Los
bloques de función AI deben ejecutarse en un tiempo de 50 ms.
El
transmisor de nivel deberán ser diseñados para soportar una sobre presión igual
1.5 veces la presión de operación y una sobre presión igual al rating de la presión estática, sin afectar la calibración o
los valores del cero.
Los
transmisores deben tener un ajuste de cero y span, y
estos deben ser calibrados desde la sala de control, sin necesidad de sacar de
funcionamiento al instrumento.
Los
transmisores deben ser calibrados en fábrica para el rango especificado en la
hoja de datos.
Los
transmisores deben tener una precisión de ±
0.075% del span o mejor
Los
transmisores deben ser 100% compatible con los equipos de configuración usados
por otros instrumentos de otra marca.
Los
transmisores deberán poseer un tiempo de ajuste del damping
integral de 2 segundos
Los
transmisores deben estar en estricto acuerdo con las hojas de datos.
Transmisores
de Temperatura
Instrumentos de Flujo
Medidores de Flujo.
Especificaciones Mecánicas:
El
medidor indicador de flujo tipo ultrasónico para medición de líquidos. Deberá cumplirá
con el efecto doppler de dos frecuencias
independientes, con rango de
El
transmisor deber tener compensación por temperatura, midiéndola con exactitud
de
El
transmisor debe ser apto para ser instalado en soporte metálico en áreas
abiertas, expuesto al medio ambiente, con conexiones de conduit
de 3/4” NPT-F. La temperatura de operación máxima del transmisor debe ser
de
El
tipo de transductor deberá ser electro-acústico, encapsulado en material 316
SS; la conexión será no intrusiva (CLAMP ON) (para
ser instalado en tuberías
Se
incluirán todos los accesorios necesarios para la completa instalación y
conexión a la tubería de proceso, también incluirá
Especificaciones Operacionales
El
transmisor debe ser encapsulado en caja NEMA 4X (IP65), apto para operar en
áreas clasificadas clase I, división II, grupo C,D.
con dos (2) compartimientos diferentes, uno para la electrónica y otro para las
conexiones para la configuración.
El
transmisor deberá incluir indicador integral tipo LCD para mostrar todas las
variables medidas y calculadas, a prueba de explosión. El indicador debe tener
la facilidad de ubicarse en varios ángulos, sin importar la posición del
transmisor. La alimentación 24 VDC,
salida de 4-20 mA proporcional a flujo medido,
con puerto de comunicación RS 485 y protocolo de comunicación Modbus.
El
transmisor debe ser 100% compatibles con los equipos de configuración usados
por otros instrumentos de otras marcas.
El
transmisor deberá ser diseñado para soportar una sobrepresión
igual a 1,5 veces la presión de operación y una sobrepresión
igual rating de la presión estática, sin afectar la
calibración o los valores del cero.
El
transmisor debe estar provisto de un ajuste de
cero y span.
El cero y el span podrán ser calibrados desde
un calibrador digital manual, sin necesidad de sacar de funcionamiento al
instrumento.
El
transmisor deberá ser calibrado en fábrica para el rango especificado en las
hojas de datos.
El
transmisor debe ser fácil de mantener con la mínima cantidad de accesorios a
desinstalar y fácil acceso.
El
instrumento deberá estar en estricto acuerdo con las hojas de datos
correspondientes.
Computador de flujo.
Especificaciones Operacionales
El
equipo de medición y cálculo de volumen de gas debe ser un conjunto integrado
en fábrica y compuesto por una unidad de cálculo del volumen (Computadora de
Flujo)
El
equipo debe ser diseñado, construido, programado y comercializado para cálculo de volumen de gas,
tanto en su hardware como en las rutinas de cálculo que utiliza.
Los
algoritmos de cálculo y procesamiento de almacenamiento deben estar contenidos
en memoria no volátil, protegido y no accesible para modificación e instalado
de forma permanente en el equipo.
Deberá
poseer ademas las siguientes facilidades:
- Capacidad de acceso y reposición
(reset) restringido mediante código de acceso (password).
- Batería de respaldo para memoria y
reloj de tiempo real, con una vida útil mínimo de un (1) año con el módulo desenergizado.
- Ecuación de cálculo (últimas
revisiones): AGA 3 ó ISO 5167-1, AGA 5, AGA 8 (método detallado).
- Datos de configuración, históricos,
eventos, auditorias y registros de la transacción en memoria no volátil, de
acuerdo a API 21.1.
- Capacidad de despliegue alfanumérico
para mostrar como mínimo el nombre de la
variable, su valor y la unidad de ingeniería, basado en pantalla de cristal
líquido, con caracteres de alta visibilidad bajo condición de pleno sol sobre
la pantalla, provisto con ventana de
alta resistencia a impacto y a la degradación por efecto de los rayos solares y
condiciones ambientales.
- Número de carreras de medición (meter run) por equipo 4.
Cada
transmisor deberá poder ser conectado a un puerto independiente al computador
de flujo a través de canal dedicado. Bajo ningún concepto se aceptará
conexiones tipo “daisy Chain”.
La
configuración y verificación de los transmisores (presión, presión diferencial
y temperatura) solo podrá ser realizada a través del computador de flujo, de manera
de garantizar los requerimientos de auditabilidad
establecidos en el proyecto.
Los
Transmisores y elementos de temperatura
(presión, presión diferencial, temperatura y RTD`s
) debe estar operacionalmente integrado al computador de flujo.
El
computador debe estar aprobado para áreas peligrosas Clase 1, División 2,
grupos c y d.
El
computador deberá tener entradas señal para gravedad específica y poder
calorífico. Los valores de gravedad específica y poder calorífico pueden
provenir de analizadores externos, pero también podrán ser configuradas en el
computador de flujo como valores constantes. Estas cantidades deben ser
calculadas por el computador basándose en la composición suministrada del gas.
El poder calorífico, en especial, debe ser calculado en base al reporte AGA 5 o
a los algoritmos desarrollados incluidos en GPA 2172.
Dentro
de las capacidades de conexión deberán incluir:
- Un (1) Puerto de conexión Ethernet para conexión a red bajo protocolo Modbus sobre TCP/IP. En caso de indisponibilidad de este
puerto, será potestad del proyecto la aceptación de un Puerto de comunicación Modbus RTU RS-485, configurable maestro/esclavo, o para
conexión con un sistema de supervisión y control.
- Puerto de comunicación RS-232 para
configuración y programación local.
- Resolución conversión A/D: 16 Bits
mínimo.
- Frecuencia de muestreo y cálculo
(valor integral según API 21.1) una vez por segundo.
- Supresores de transientes
eléctricos en todos los puertos de comunicación, para protección de los
circuitos eléctricos, electrónicos y de comunicaciones.
- Certificación de fábrica de que todos
los algoritmos de cálculos incluidos en el computador de flujo cumplen con los
reportes AGA 3, 5, 8 y API 21.1.
Los
equipos deberán tener troquelado “Propiedad de PDVSA” en el circuito impreso y carcaza.
El
equipo debe registrar y enviar alarma
por apertura del gabinete del computador de flujo y falla de alimentación.
El
cálculo del factor de supercompresibilidad dependerá
de los cambios en las condiciones de proceso y no debe exceder de dos, (2)
minutos.
Inmunidad RFI y EMI, regido según norma IEEE 518 “Guide for
the Installation of Electrical Equipment to Minimize Electrical Noise Inputs to
Controllers from External Sources”, IEEE 1110 “Recommended Practice for
Powering and Grounding Sensitive Electronic Equipment” y UL-1284
“Electromagnetic Interference Filter”.
Adicionalmente,
el software del equipo deberá cumplir con las siguientes especificaciones:
- Control de acceso para restringir la modificación
de los parámetros de cálculo, lo que sólo podrá ser realizado por personal
autorizado de acuerdo a API MPMS 21.1.
- Cada modificación deberá quedar
registrada en el equipo con los valores previos y finales de cada modificación,
además de la identificación del personal que realizó el cambio y la fecha y
hora del mismo de acuerdo a API MPMS 21.1.
- Para la operación del equipo no se
debe requerir ningún tipo de programación ni carga de programas. El programa pre-existente deberá ser el estándar del fabricante y
residente en Firmware.
- Manejo de las señales de proceso
asociadas a los sensores (presión estática, presión diferencial y RTD) y de los
datos provenientes de la composición, valor calorífico o
densidad del gas de proceso.
- Manejo de todas las señales de
entrada/salida - analógicas/discretas que sean requeridas.
- Acceso remoto vía comunicaciones de
todas las variables asociadas, estipulado en API 21.1.
- Medición y totalización del volumen de
gas manejado, compensado por presión,
temperatura y densidad de acuerdo
con los algoritmos de las revisiones más recientes de AGA 3 ó ISO 5167-1., AGA
5, AGA 8 (método detallado). Deberá realizar el cálculo para cada uno de los
medidores involucrados a cada computador de flujo y la data se deberá manejar en
forma independiente.
- Herramientas de
Mantenimiento/Diagnóstico/ Configuración sin limitación de numero de usuario
Alcance
La
finalidad del presente documento es dar a conocer
General
La estación principal de Jusepín esta conformada por siete módulos de producción de separación crudo-gas, adicionalmente se construirá un nuevo módulo (Módulo VIII) de procesamiento con el objeto de aumentar la capacidad de separación Gas-Líquido. El nuevo módulo de separación consta de los siguientes procesos: Separación, Depuración y Enfriamiento. El nuevo módulo de procesamiento recibirá la producción a través del múltiple de entrada al igual que los otros módulos.
Separación.
El
proceso de separación consta de dos etapas de separación de crudo-agua,
operando en serie con dos separadores: La primera etapa se ejecutara con
separador de media presión de 130 psig y una
temperatura de 180º F máximo, y la segunda etapa trabajará con un separador de
baja presión de 45 psig, y temperatura de
Enfriamiento.
El proceso incluye tres módulos de enfriamiento:
Módulo de enfriamiento de crudo.
Módulo de enfriamiento de gas de media presión.
Módulo de enfriamiento de gas de baja presión.
- El módulo de enfriamiento de crudo recibe el
crudo del separador de baja SG8-
- El módulo de enfriamiento de gas de media
presión, recibe el gas desde el separador SG8-
- El módulo de enfriamiento de gas de baja
recibe el gas proveniente del separador SG8-
Depuración.
Este proceso recibe el gas de los enfriadores de gas de media y baja
presión donde se depura el gas de la parte líquida (condensación) antes de ser
transferidos a
Diseño Lógico de Funcionamiento.
Los trabajos en el módulo VIII se encuentran regidos por las siguientes operaciones.
Operaciones de separación de crudo-gas.
Operaciones de enfriamiento de crudo-gas.
Operaciones de depuración de gas.
Múltiple de entrada.
Existe una serie de lógicas y lazos de control que hacen posible la operación automática para la separación del crudo-gas proveniente del múltiple de entrada del crudo. Entre las lógicas y lazos de control se encuentran:
En el Separador General de Producción SG8-2.
- Lazo de control de Nivel en Separador SG8-2.
El transmisor de nivel LIT-250110 controlara el nivel del líquido (crudo) en el separador a través de dos válvulas de control LV-250110 y LV-250120 con rango partido de 4-12 y 12-20 mA respectivamente. El control PID del lazo de control residirá, en el posicionador de cada válvula; y el transmisor ejecutara entonces un bloque de función básica AI. El sistema de control Fieldbus se encargara de comunicarse con el sistema SCADA en sala de control a través de la red de fibra óptica.
El transmisor de nivel LIT-250210 medirá el nivel de líquido en el separador SG8-2 enviando al sistema de control la indicación de nivel y a través de un bloque de función se configurarán las entradas de alarma de nivel LL, L, H y HH las cuales se visualizaran en el SCADA. En caso de que el sistema de control detecte una alarma por muy alto nivel en el separador, este ordenará el cierre de la válvula YV-250110 y la misma no abrirá hasta que el nivel en el separador se normalice. En caso de muy bajo nivel en el separador SG8-2 el sistema de control ordenará el cierre de las válvulas LV-250110 y LV-250120 a través de las válvulas solenoides SY-250110, SY-250120 y se restituirá el estado normal de las mismas cuando el nivel de líquido sea normal.
Las válvulas en caso de falla se cerraran en ambos separadores. El operador de la sala de control también puede cerrar las válvulas por medio de HS-250110 y HS-250120, en caso de una contingencia.
- Lazos de Presión.
Este lazo se realizara a través del transmisor PIT-250110, que a través de la red se comunica con el controlador Fieldbus y este a su vez con el SCADA.
- Lazo de Temperatura.
Este lazo es realizado a través del elemento de temperatura TE-250110 y el transmisor de temperatura TIT-250110, el cual reportara al controlador y al SCADA la indicación de temperatura en el separador.
En el Separador General de Producción SG8-3.
- Lazo de control de Nivel en Separador SG8-3.
El transmisor de nivel LIT-250210 controlará el nivel del líquido (crudo) en el separador a través de dos válvulas de control LV-250210 y LV-250220 con rango partido de 4-12 y 12-20 mA respectivamente. El control PID del lazo de control residirá, en el posicionador de cada válvula; y el transmisor ejecutara entonces un bloque de función básica AI. El sistema de control Fieldbus se encargara de comunicarse con el sistema SCADA en sala de control por medio de la red de fibra óptica.
El
transmisor de nivel LIT-250220 medirá el nivel de líquido en el separador SG8-2 enviando al sistema de
control la indicación de nivel y a través de un bloque de función se
configuraran las entradas de alarma de nivel LL, L, H y HH las cuales se
visualizaran en el SCADA. En caso de que el sistema de control detecte una
alarma por muy alto nivel en el separador, este ordenará el cierre de las
válvulas de control LV-250110 y LV-
Las válvulas en caso de falla se cerraran en ambos separadores. El operador de la sala de control también puede cerrar las válvulas por medio de HS-250210 y HS-250220, en caso de una contingencia.
- Lazos de Presión.
Es un lazo abierto de indicación de presión que se que se registra de forma visual en el SCADA a través del transmisor de presión PIT-250210 inteligente el cual envía la señal desde un bloque configurado AI al controlador Fieldbus y este a la sala de control por medio de la red de fibra óptica.
- Lazo de Temperatura.
Este lazo es realizado a través del elemento de temperatura TE-250210 y el transmisor de temperatura TIT-250210, el cual reportara al controlador Fieldbus por medio de un bloque de función configurado AI, con salida analógica y luego se visualizará la indicación de temperatura en el SCADA.
- Lazo de Flujo.
El lazo para medir flujo de crudo a la salida de líquido del depurador la realizara un medidor de flujo tipo ultrasónico FIT-250110 en forma directa enviando la señal de indicación y flujo totalizado al controlador Fieldbus y luego será visualizado en el SCADA a través de la red.
Lazos de control en el Sistema de Enfriadores.
- Los lazos en el sistema de enfriamiento por aire, del gas y crudo-agua son: Indicación de presión e indicación de temperatura. A la entrada y salida de cada enfriador existe un transmisor de presión, un elemento sensor y transmisor de temperatura, el cual le indica al operador cualquier variación de alguna de estas dos variables en el SCADA.
- El sistema de enfriamiento está conformado por celdas de enfriamiento y cada celda a su vez por dos ventiladores que son impulsados por dos motores eléctricos. Cada motor está provisto de un interruptor de alta vibración, que protege al motor de altas vibraciones en el eje. Este switche envía una señal al Centro de Control de Motores (CCM Inteligente) para detener el motor, esté ultimo envía la señal al sistema SCADA, ubicado en la sala de control. De igual manera el CCM envía y recibe señales de estatus y comandos de campo y sala de control, como son: STOP, STAR, LOCAL-REMOTO, ON-OFF, alarmas de alta vibración etc.
Lazos de control en el Sistema de Depuración DB-2.
- Lazo de Flujo.
El gas seco producido en el Depurador de Media es medido mediante un conjunto de instrumentos como lo son los transmisores de flujo multivariables (UT-110110) y el computador de flujo (FQI-110110) el cual se encargara de realizar los cálculos, totalización, indicación y enviarlos al SCADA como un reporte visual. La comunicación entre el computador y en controlador Fieldbus es Modbus y entre este último y el SCADA será Fast Ethernet.
- Lazo de Presión.
El lazo de indicación de presión es realizado por un transmisor (PIT-110110), por medio de un bloque de funciones AI que reside en el transmisor, donde este se comunica con el controlador Fieldbus y este con el SCADA a través de la red.
- Lazo de Temperatura.
Este lazo es realizado por el conjunto de elemento sensor (TE-110130) y el transmisor TIT-110130, por medio de un bloque de funciones AI que reside en el transmisor, donde este se comunica con el controlador Fieldbus y este con el SCADA a través de la red.
- Lazo de Control de Nivel.
El producto del fondo correspondiente al condensado es controlado por medio de un lazo de control conformado por un transmisor de nivel LIT-110110 y una válvula LV-110110, la indicación de señal se realizara en el bloque de función AI del transmisor, el cual lo enviara al posicionador de la válvula y en esta se ejecutara el control PID, en el bloque de función que reside en el posicionador. Estos dispositivos se comunicaran con el controlador Fieldbus y el SCADA a través de la red de fibra óptica.
Este
depurador contara con alarmas de bajo, muy bajo, alto y muy alto nivel, las
cuales son detectadas por medio de un trasmisor de nivel LIT-110120 donde se
comunicara por medio del bloque de función AI y se envía al controlador para
configurar las alarmas de nivel. Cuando exista alto nivel en el depurador, el
controlador a través de la lógica mandará a cerrar la válvula de control
PV-110120 desenergizando la válvula solenoide
SY-110120, y con muy bajo nivel de líquido cerrara la válvula de nivel
LV-110110, desenergizando la válvula solenoide
SY-110110, con la alarma de alto nivel se evita el paso de líquido hacia
- Lazos de control de Presión.
El proceso de separación de gas de media presión estará controlado mediante un lazo de control formado por un transmisor de presión PIT-110120 y la válvula de control PV-110120, que mantendrá constante la presión de separación. Esto se logra midiendo con el transmisor de presión a la salida del separador y enviándola al posicionador de la válvula por medio de un bloque de función AI y en el posicionador se realizara el control configurando un bloque PID y otro AO, luego a través de la red se comunicara con el controlador Fieldbus y este a su vez con el SCADA para permitir la visualización en la consola del operador.
A la salida del depurador se dispondrá de una línea de venteo donde se encuentra instalado un transmisor de presión PIT-110130, una válvula de control PV-110130 que actuara en caso de una sobrepresión y de manera controlada venteara el gas hacia el Mechurrio existente (Flare M-02), cuando la presión de venteo este por encima de 130 psig. Esto se logra midiendo la presión de salida del separador y enviándola al posicionador de la válvula por medio de un bloque de función AI y en el posicionador se realizara el control, configurando un bloque de función PID y otro AO, luego a través de la red se comunicará con el controlador Fieldbus y este a su vez con el SCADA para permitir la visualización en la consola del operador. Adicionalmente el separador cuenta con dos válvulas de alivio (PSV-11011 A/B) para la protección del recipiente
El gas de venteo será medido de la siguiente manera: Se medirá el gas producido en el depurador y el gas enviado a la planta compresora y el producto de la diferencia de estas dos mediciones corresponde al gas venteado. Esto se realiza por medio de dos lazos de medición formados por dos transmisores de flujo multivariables UT-110110 y UT-110120 los cuales envían las señales al computador de flujo FQI-110110 el cual realizara sus cálculos de medición de flujo y los transmitirá a través de la red al SCADA, que se encuentra ubicado en la sala de control donde se podrá visualizar la indicación de flujo y la totalización del mismo.
Lazos de control en el Sistema de Depuración DB-3.
- Lazo de Flujo.
El gas seco producido en el Depurador de Baja es medido mediante un conjunto de instrumentos como lo son los transmisores de flujo multivariables (UT-110230) y el computador de flujo (FQI-110110) el cual se encargara de realizar los cálculos, totalización, indicación y enviarlos al SCADA como un reporte visual. La comunicación entre el computador y en controlador Fieldbus es Modbus y entre este último y el SCADA será Fast Ethernet.
- Lazo de Presión.
El lazo de indicación de presión es realizado por un transmisor (PIT-110230), por medio de un bloque de funciones AI que reside en el transmisor, donde este se comunica por medio del controlador Fieldbus con el SCADA.
- Lazo de Temperatura.
Este lazo es realizado por el conjunto de elemento sensor (TE-110230) y el transmisor TIT-110230, por medio de un bloque de funciones AI que reside en el transmisor y este se comunicara por medio del controlador Fieldbus con el SCADA a través de la red.
- Lazo de Control de Nivel.
El producto del fondo correspondiente al condensado es controlado por medio de un lazo de control conformado por un transmisor de nivel LIT-110210 y una válvula LV-110210, la indicación de señal se realizara en el bloque de función AI del transmisor, el cual lo enviara al posicionador de la válvula y se ejecutara el control PID en el bloque de función que reside en el posicionador. Estos dispositivos se comunicaran con el controlador Fieldbus y el SCADA a través de la red de fibra óptica.
Este
depurador contara con alarmas de bajo, muy bajo, alto y muy alto nivel, las
cuales son detectadas por medio de un trasmisor de nivel LIT-110220 donde se
configurara el bloque de función AI y se envía al controlador para configurar
las alarmas de nivel. Cuando exista alto nivel en el depurador, el controlador
a través de la lógica mandara a cerrar la válvula de control PV-110220 desenergizando la válvula solenoide SY-110220, y con muy
bajo nivel de líquido cerrara la válvula de nivel LV-110210, desenergizando la válvula solenoide SY-110210; con la
alarma de lato nivel se evita el paso de líquido hacia
- Lazos de control de Presión.
El proceso de separación de gas de Baja presión estará controlado mediante un lazo de control formado por un transmisor de presión PIT-110220 y la válvula de control PV-110220, que mantendrá constante la presión de separación. Esto se logra midiendo con el transmisor de presión a la salida del separador y enviándola al posicionador de la válvula por medio de un bloque de función AI y en el posicionador se realizará el control, configurando un bloque PID y otro AO, luego a través de la red se comunicara con el controlador Fieldbus y este a su vez con el SCADA para permitir la visualización en la consola del operador.
A la salida del depurador se dispondrá de una lista de venteo donde se encuentra instalado un transmisor de presión PIT-110230, una válvula de control PV-110230 que actuara en caso de una sobrepresión y de manera controlada venteara el gas hacia el Mechurrio existente (Flare M-02) cuando la presión de venteo este por encima de 40 psig. Esto se logra midiendo la presión de salida del separador y enviándola al posicionador de la válvula por medio de un bloque de función AI y en el posicionador se realizara el control, configurando un bloque de función PID y otro AO, luego a través de la red se comunicará con el controlador Fieldbus y este a su vez con el SCADA para permitir la visualización en la consola del operador. Adicionalmente el separador cuenta con dos válvulas de alivio de presión (PSV-11021 A/B) para la protección del recipiente
El gas de venteo será medido de la siguiente manera: Se medirá el gas producido en el depurador y el gas enviado a la planta y el producto de la diferencia de estas dos mediciones corresponde al gas venteado. Esto se realiza por medio de dos lazos de medición formados por dos transmisores de flujo multivariable UT-110210 y UT-110220 los cuales envían las señales al computador de flujo FQI-110210 el cual realizará sus cálculos de medición de flujo y los transmitirá al SCADA que se encuentra ubicados en la sala de control donde se podrá visualizar la indicación de flujo y la totalización del mismo.
Lazos de medición y control de porcentaje de Agua en Crudo.
Una vez enfriado el fluido (crudo + agua) será medido con un analizador de corte de agua en crudo (AIT-192210) de manera de tener registros del porcentaje de agua en crudo con el cual sale el crudo del módulo VIII y es transferido a los Tanques. El elemento analizador enviará la señal al controlador fieldbus y este al SCADA vía protocolo Modbus RS232 a través de la red de fibra óptica.
4.2 Factibilidad Técnica
La
selección del sistema de control de procesos fue la tecnología Foundation Fieldbus (FFP05 y
FFP12), que permite
El desarrollo de esta
alternativa resulta técnicamente factible, debido a:
La instalación de
Jusepín cuenta con los equipos de computación y sistema de control (DSC)
necesarios para la implantación del control de procesos con la tecnología Foundation Fieldbus (FFP05 y
FFP12). Y su instalación estará a cargo del administrador de la red y el
custodio de planta.
La plataforma de
control existente como es el sistema SCADA, es compatible con la propuesta,
debido a que las aplicaciones a desarrollar trabajan bajo ambiente Windows.
Se cuenta con el personal
necesario para implantar dicho sistema, quien actualmente esta integrado Por un
Ing. encargado de la administración de la red, y dos Ingenieros de procesos
encargados de la supervisión del SCADA y los operadores que son la parte de
mantenimiento.
4.3 Análisis de costos y Beneficios
La existencia de la
tecnología Foundation Fieldbus
(FFP05 y FFP12) es manejada por muchas empresas en el mercado y cada uno es
propietaria de su software y con un alto costo. Lo mas importante son los
beneficios y ahorros que se tendrán a largo plazo.
Lo mas costoso se hará en el momento de la inversión
inicial hasta finalizada la instalación, todo lo demás que se quiera integrar
de podrá hacer sin generar muchos gastos a la corporación..
|
Descripción |
Costo |
|
Instalación de
equipos de instrumentación y red de comunicación tecnología Foundation Fieldbus (FFP05 y
FFP12 |
1.000.000.000
BS |
|
Equipos de
Instrumentación |
3.500.000.000
Bs. |
|
Instalación |
Este será
implantado por una Empresa externa a PDVSA bajo la supervisión de Ingenieros
de PDVSA. |
|
Desarrollo de
aplicaciones, despliegues e integración con el SCADA OASYS . |
Esfuerzo
propio (personal de AIT PDVSA) |
Ultima Actualización:
19/06/2006
Copyright 2004 NJC. Todos
los Derechos Reservados
Dirección:
Urbanización Prados del Norte Primera Etapa
Casa # 48 Conjunto
Residencial Palma Real.
Maturín – Monagas.
Venezuela
Tele/Fax: 0291-
6404394, - 0291-6519354, -0416 - 6924240
Email: [email protected], [email protected], [email protected].