Proyecto de automatización del canal
El proyecto consiste en la realización de las obras necesarias para la regulación automática, telecontrol y telemando de los grupos de compuertas y tomas laterales de canal. El objetivo es gestionar todo el canal desde un centro de control mediante telecontrol y telemando situado en Acedera, en el punto kilométrico PK16+500 del canal.
Para ello, la Confederación Hidrográfica del Guadiana, decidió implementar una arquitectura de automatización basada en PLCs AC500 de ABB.
En el centro de control en Acedera se decide instalar un autómata principal de ABB para gestionar las comunicaciones con los autómatas del canal y un sistema SCADA. Los 27 grupos de compuertas que sectorizan el canal y la toma de presa de cabecera conforman los puntos de control principales del canal, controlados por 28 PLCs de ABB. Además, el canal tiene 154 tomas laterales que forman los puntos secundarios de control del canal, controlados también por 104 PLCs de ABB.
El sistema de comunicaciones del canal es una red Ethernet con dos niveles de jerarquía. El protocolo de datos utilizado es ModBus TCP.
Automatismo local
El automatismo local consiste en controlar los elementos de regulación de agua. Estos elementos son las compuertas de sector, compuertas de toma, válvulas de alivio, módulos de máscara y cualquier otro elemento de corte. Existen dos modos de funcionamiento (disponibles tanto en local como remoto):
- El mando manual consiste en las actuaciones de apertura y cierre de los elementos de regulación mediante pulsadores, pantalla HMI del punto de control o sistema SCADA del centro de control. En todo caso, el PLC local es el que ejecuta la orden.
- El mando automático también lo ejecuta el PLC local. Se realiza en base al funcionamiento que indique la propiedad. Puede ser regulación por nivel entre tramos del canal, caudal suministrado por una toma, etc. Los operarios introducen las consignas de funcionamiento y el PLC realiza las maniobras oportunas sobre los elementos de regulación.
Telecontrol y telemando
El telecontrol y telemando se realiza desde el centro de control. Éste dispone de un PLC de gran capacidad para gestionar las comunicaciones y adquirir todos los datos de lectura y escritura de todos los autómatas del canal.
Como interfaz de usuario hay un sistema SCADA que permite conocer el estado de todo el canal y, en caso de funcionamiento remoto, telemandar tanto en manual como en automático.
Por otro lado, los puntos de control principales funcionan como pequeños centros de control de los puntos secundarios conectados a él. Por tanto, el PLC de estos puntos, además de realizar su automatismo local, tiene capacidad para gestionar las comunicaciones con los puntos secundarios. Desde la pantalla HMI de los puntos principales se puede realizar el telecontrol y telemando de los puntos secundarios.
Justificación de los autómatas seleccionados
Por la configuración del sistema se necesitan 3 tipos de CPUs con capacidades diferentes:
- Los autómatas de los puntos secundarios tienen que realizar el automatismo local.
- Los autómatas de los puntos principales tienen que realizar el automatismo local y el telecontrol y telemando de los puntos secundarios conectados a ellos. Por tanto, debe tener capacidad para gestionar las comunicaciones y las tablas de intercambio de datos.
- El autómata del centro de control es el encargado de gestionar todas las comunicaciones y debe tener una velocidad de proceso alta y gran capacidad de memoria.
Solución de ABB
La gama de productos seleccionada es la plataforma de automatización flexible y escalable AC500 de ABB y las CPUs elegidas son las siguientes:
- CPU PM571 para los puntos de control secundarios (tomas laterales).
- CPU PM581 para los puntos de control principales (toma de presa y grupos de compuertas).
- CPU PM591 para el centro de control.
Ventajas
- Mismo software de programación para toda la gama. Permite disminuir los costes de tiempo de programación y problemas por incompatibilidades.
- Utilización del menor número de tarjetas de entrada y salida diferentes para disminuir los costes en repuestos. Los módulos de E/S son compatibles con todas las CPU AC500.
- Puerto Ethernet con protocolo Modbus TCP. Indispensable para el sistema de comunicaciones.
- Puerto Modbus integrado para la conexión de la instrumentación.
- Gran capacidad de ampliación.