Sistemas de Control Distribuido (DCS), en este artículo, abordamos los sistemas de bombeo, equipos de alto consumo energético que impactan directamente en la rentabilidad de diversas industrias. En esta ocasión, nos enfocamos en cómo los sistemas de control distribuido (DCS) pueden optimizar la eficiencia de las instalaciones de bombeo.
Beneficios de la Automatización con Sistemas DCS en el Bombeo de Agua
La automatización mediante sistemas de control distribuido (DCS) modernos ofrece capacidades que hace unos años hubieran sido impensables. Entre sus principales características destacan:
- Entornos de ingeniería gráfica integrados.
- Controles de secuencia simplificados.
- Interfaces hombre-máquina (HMI) mejoradas.
Estos avances hacen que los niveles más altos de automatización sean más fáciles de implementar, mantener y utilizar, lo que resulta clave en la productividad y eficiencia energética de las plantas industriales.
Automatización del Suministro de Agua en una Planta de Ciclo Combinado
A continuación, describimos un ejemplo de cómo un sistema de suministro de agua en una planta de generación de ciclo combinado puede beneficiarse de la automatización mediante DCS. En este caso, el sistema DCS heredado era confiable, pero no contaba con secuencias de operaciones automatizadas, lo que implicaba un alto grado de intervención manual.
Optimización con Control Distribuido (DCS)
Este ejemplo incluye la implementación de estrategias de automatización del control y técnicas de HMI que mejoraron la usabilidad y aumentaron el nivel de automatización. Esto permitió que los operadores y el personal de mantenimiento pudieran manejar el sistema de forma más eficiente.
(Nota: Los ejemplos de DCS se desarrollaron utilizando la plataforma Siemens SPPA-T3000 DCS).
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Disposición Hipotética de la Planta
La planta hipotética descrita está compuesta por dos turbinas de combustión de ciclo combinado, cada una equipada con un generador de vapor de recuperación de calor (HRSG). Ambas unidades están conectadas a una turbina de vapor con un sistema de agua caliente provisto de un condensador y un pozo caliente.
Tren de Agua de Alimentación
Cada HRSG cuenta con un tren de agua de alimentación que incluye dos bombas de agua de alimentación. Estas bombas transfieren el agua a través de tres tambores de presión: baja presión (LP), intermedia (IP) y alta presión (HP).
Las bombas de agua de alimentación mantienen un caudal mínimo mediante una línea de recirculación con una válvula moduladora.
Ambas bombas están conectadas a las líneas de suministro de los tambores IP y HP y están equipadas con variadores de frecuencia para el control de velocidad.
Control del Nivel de los Tambores IP y HP
El control del nivel de agua en los tambores IP y HP se realiza mediante un sistema de control de tres elementos:
El sistema modula las válvulas de alimentación a cada tambor según el nivel de agua.
Utiliza el flujo de vapor del tambor como señal de avance, ajustando el punto de referencia del flujo de agua de alimentación para mantener el nivel adecuado.
Conclusión
La automatización del bombeo de agua utilizando sistemas de control distribuido (DCS) permite mejorar considerablemente la eficiencia energética y reducir la necesidad de intervención manual. La integración de controles avanzados y HMI simplifica las operaciones y el mantenimiento, lo que resulta esencial en entornos industriales donde la precisión y la confiabilidad son cruciales.
