sistema de monitoreo de temperaturas y presiones para el area de

SISTEMA DE MONITOREO DE TEMPERATURAS Y PRESIONES PARA EL
AREA DE GENERACIÓN DE FRÍO DE LA PLANTA PROCESADORA DE
COLANTA EN SAN PEDRO DE LOS MILAGROS
OLGA LUCÍA BUSTAMANTE ARCILA
ASESOR:
JAIRO JOSÉ ESPINOSA OVIEDO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE MINAS
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA
MEDELLÍN
2008
SISTEMA DE MONITOREO DE TEMPERATURAS Y PRESIONES PARA EL
AREA DE GENERACIÓN DE FRÍO DE LA PLANTA PROCESADORA DE
COLANTA EN SAN PEDRO DE LOS MILAGROS
OLGA LUCÍA BUSTAMANTE ARCILA
ASESOR:
LUIS ALBEIRO SANCHEZ GUZMÁN
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE MINAS
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA
MEDELLÍN
2008
AGRADECIMIENTOS
Sincero Agradecimiento a toda la Cooperativa Colanta, especialmente al personal
de Montajes y Mantenimiento de la Planta de Derivados Lácteos en San Pedro de
los Milagros, por la oportunidad de realizar el semestre de Industria, con su
colaboración, la estadía en Colanta como Practicante fue una experiencia
productiva.
A los profesores de la Universidad Nacional que con sus enseñanzas a nivel
académico y Humano, ayudaron a formar mi perfil profesional.
A mi familia que ha sido un apoyo incondicional y con sus valores Éticos y
Religiosos han contribuido a mi desarrollo integral.
TABLA CONTENIDO
1. GLOSARIO ----------------------------------------------------------------------------------------- 9
2. RESUMEN ---------------------------------------------------------------------------------------- 10
3. INTRODUCCIÓN -------------------------------------------------------------------------------- 11
4. OBJETIVOS -------------------------------------------------------------------------------------- 12
4.1 OBJETIVO GENERAL ----------------------------------------------------------------------- 12
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ------------------------------------------------------------- 12
5. MARCO REFERENCIAL ---------------------------------------------------------------------- 13
5.1 COOPERATIVA LECHERA DE ANTIOQUIA “COLANTA” --------------------- 13
5.1.1 HISTORIA DE COLANTA LTDA -------------------------------------------------- 13
5.1.2 VISIÓN------------------------------------------------------------------------------------ 14
5.1.3 MISIÓN ----------------------------------------------------------------------------------- 14
5.1.4 PROPÓSITO CORPORATIVO ---------------------------------------------------- 15
5.1.5 POLITICA DE CALIDAD ------------------------------------------------------------ 15
5.2 AREA DE SERVICIOS--------------------------------------------------------------------- 15
6. MARCO TEORICO ----------------------------------------------------------------------------- 17
6.1 CAMBIOS DE LA MATERIA ------------------------------------------------------------- 17
6.2 TONELADA DE REFRIGERACIÓN --------------------------------------------------- 17
6.3 CICLO DE REFRIGERACIÓN ----------------------------------------------------------- 17
6.4 COMPRESORES --------------------------------------------------------------------------- 19
6.5 CONDENSADORES ----------------------------------------------------------------------- 20
6.5.1 Condensadores Enfriados Por Aire. ---------------------------------------- 20
6.5.2 Condensadores enfriados Por Agua. -------------------------------------- 20
6.5.3 Condensadores Evaporativos. ----------------------------------------------- 21
6.6 EVAPORADORES ------------------------------------------------------------------------- 21
6.7 DISPOSITIVOS DE EXPANSIÓN ------------------------------------------------------ 22
6.8 REFRIGERANTES ------------------------------------------------------------------------- 24
7. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ---------------------------------------------------- 27
8. DESARROLLO DEL PROYECTO---------------------------------------------------------- 28
8.1 INSTRUMENTACIÓN---------------------------------------------------------------------- 28
8.2 PLC, HARDWARE Y SOFTWARE ----------------------------------------------------- 30
8.2.1 Familia SLC 500----------------------------------------------------------------------- 30
8.2.2 Módulos de E/S de la serie 1746 ------------------------------------------------ 31
8.2.3 Módulos Analógicos ---------------------------------------------------------------- 31
8.3 SOFTWARE DE DISEÑO Y PROGRAMACIÓN ------------------------------------ 31
8.3.1 SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN RSLogix 500 -------------------------- 32
8.3.1.1 Para Las Cavas ------------------------------------------------------------------ 33
8.3.1.2 Para los Compresores -------------------------------------------------------- 35
8.3.1.3 Temperatura ---------------------------------------------------------------------- 36
8.3.1.4 Uso de Matlab ------------------------------------------------------------------- 37
8.3.2 SOFTWARE DE DISEÑO RSView 32 ------------------------------------------- 44
8.3.2.1 Plantilla ----------------------------------------------------------------------------- 46
8.3.2.2 Temperatura de Cavas -------------------------------------------------------- 48
8.3.2.3 Cava Queso Mozarella -------------------------------------------------------- 50
8.3.2.4 Cava Queso Holandés -------------------------------------------------------- 51
8.3.2.5 Cavas de Proceso y Empaque de Queso Blanco -------------------- 52
8.3.2.7 Histórico Compresor ---------------------------------------------------------- 54
8.3.2.8 Generación de Vapor ---------------------------------------------------------- 55
8.3.3 Montaje e Instalación de Equipos ---------------------------------------------- 56
8.3.4 Rslinx ------------------------------------------------------------------------------------- 58
9. CONCLUSIONES ------------------------------------------------------------------------------- 59
10. ANEXOS ----------------------------------------------------------------------------------------- 61
LISTA DE TABLAS
Tabla 6.1 Temperatura de ebullición de refrigerantes…. ….
….
….
25
Tabla 6.2 Temperatura de congelación de refrigerantes….
….
….
26
Tabla 8.1 Representación decimal de acuerdo con los limites de
Voltaje o corriente para el modulo 1746NI4…. ….
….
….
35
6
LISTA DE FIGURAS
Figura 5.1
Figura 6.1
Figura 6.2
Figura 6.3
Figura 6.4
Figura 6.5
Figura 6.6
Figura 8.1
Figura 8.2
Figura 8.3
Figura 8.4
Figura 8.5
Figura 8.6
Figura 8.7
Figura 8.8
Figura 8.9
Figura 8.10
Figura 8.11
Figura 8.12
Figura 8.13
Figura 8.14
Figura 8.15
Figura 8.16
Figura 8:17
Figura 8.18
Figura 8.19
Figura 8.20
Figura 8.21
Figura 8.22
Figura 8.23
Figura 8.24
Figura 8.25
Figura 8.26
Logotipo de Colanta…. ….
….
….
….
….
….
Ciclo de Refrigeración….
….
….
….
….
….
Condensador Evaporativo…. ….
….
….
….
….
Evaporador de circulación Forzada….
….
….
….
Dispositivo de expansión…. ….
….
….
….
….
Válvula de expansión…. ….
….
….
….
….
….
Refrigerantes según su función…. ….
….
….
….
Transmisor de Presión. Danfoss AKS 33…. ….
….
….
PT- 100 utilizada en el montaje….
….
….
….
….
Transmisor de 4 a 20 mA….
….
….
….
….
….
Pantalla del software RSLogix 500…. ….
….
….
….
Programa en ladder del proyecto cava de Queso Holandés….
Programa en ladder succión del compresor Carrier…. ….
Gráfico de Matlab para el Segundo tramo Amoniaco…. ….
Gráfico de Matlab para el Tercer tramo Amoniaco….
….
Gráfico de Matlab para el Cuarto tramo Amoniaco….
….
Gráfico de Matlab para el Quinto tramo Amoniaco….
….
Programa en Ladder para el calculo de la temperatura
de acuerdo con la presión…. ….
….
….
….
….
Menú del software RsView32….
….
….
….
….
Plantilla para todas las ventanas…. ….
….
….
….
Pantalla Principal de la Interfaz….
….
….
….
….
Pantalla Inicial para manejo de refrigeración…. ….
….
Pantalla del registro de históricos para la cava 3….
….
Diagrama de refrigeración de la cava de Queso Mozarella….
Diagrama de Refrigeración de la cava de Queso Holandés….
Diagrama de refrigeración para las cavas de proceso y
Empaque de Queso Blanco…. ….
….
….
….
….
Diagrama de Refrigeración de las cavas de despacho y
Maduración….
….
….
….
….
….
….
….
Pantalla de históricos para el compresor Vilter…. ….
….
Pantalla principal del área de Generación de vapor…. ….
Diseño en Autocad del montaje físico de los Transmisores
De Presión….
….
….
….
….
….
….
….
Imagen del Montaje final del transmisor de Presión
En la tubería de Succión….
….
….
….
….
….
Imagen del Montaje final del transmisor de Presión
En la tubería de Descarga y Aceite…. ….
….
….
….
Pantalla del software de comunicación Rslinx….
….
14
18
21
22
23
23
24
29
29
30
32
34
36
38
39
40
40
43
45
46
47
48
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50
51
52
53
54
55
56
57
57
58
7
LISTA DE ANEXOS
ANEXO 1 Hoja de datos Transmisor AKS 33 Danfoss.... ….
….
….
63
….
….
65
ANEXO 3. Tabla de la relación de Temperaturas y Presiones para e
Amoniaco....
….
….
….
….
....
….
….
66
ANEXO 2 La norma EN 60204-1….
….
….
....
….
ANEXO 4 Tabla de la Relación de Temperatura y Presión del Freón-22…. 68
8
1. GLOSARIO
Sistemas de Refrigeración: consiste en ciclos termodinámicos mediante los
cuales es posible tomar un flujo de calor de una fuente de baja temperatura y
trabajo u otra fuente de energía para transmitir calor a un sumidero de mayor
temperatura. El ciclo termodinámico se realiza utilizando una sustancia de trabajo
que se denomina refrigerante, la cual cambia de estado durante el ciclo,
permitiendo la transferencia de calor mencionada.
Cadena de Frio: Está constituida por cada uno de los pasos que conforma el
proceso de refrigeración necesario para que los alimentos perecederos lleguen de
forma segura al consumidor. Se denomina “cadena” debido a que está compuesta
por pasos y es tan fuerte como su eslabón más débil. Si alguno de los puntos de la
cadena de frío llegara a verse comprometido se debilitaría toda y se afectará de
forma considerable la calidad de los productos.
Transmisores: Son instrumentos que captan la variable en proceso y la
transmiten a distancia a un instrumento indicador o controlador, la función
primordial de este dispositivo es tomar cualquier señal para convertirla en una
señal estándar adecuada para el instrumento receptor, un transmisor es un
transductor más no un transductor puede ser un transmisor; las señales estándar
pueden ser neumáticas cuyos valores están entre 3 y 15 Psi, las electrónicas que
son de 4 a 20 mA o de 0 a 5 voltios
Lenguaje Ladder: EL LADDER, también denominado lenguaje de contactos o en
escalera, es un lenguaje de programación gráfico muy popular dentro de los
autómatas programables debido a que está basado en los esquemas eléctricos de
control clásicos. De este modo, con los conocimientos que todo técnico eléctrico
posee, es muy fácil adaptarse a la programación en este tipo de lenguaje, pueden
programarse todo tipo de elementos tales como Bobinas, contactores,
temporizadores, contadores.
SCADA: SCADA viene de las siglas de "Supervisory Control And Data
Adquisition", es decir: adquisición de datos y control de supervisión. En este tipo
de sistemas usualmente existe un ordenador, que efectúa tareas de supervisión y
gestión de alarmas, así como tratamiento de datos y control de procesos. La
comunicación se realiza mediante buses especiales o redes LAN. Todo esto se
ejecuta normalmente en tiempo real, y están diseñados para dar al operador de
planta la posibilidad de supervisar y controlar dichos procesos.
9
2. RESUMEN
La cooperativa COLANTA es líder en el sector agroindustrial, especialmente en la
Pasteurización de leche y en el procesamiento de derivados lácteos. Entre sus
diferentes sedes en toda Colombia, se encuentra en San Pedro de los Milagros la
más grande procesadora de derivados lácteos y leche en polvo.
A nivel interno se encuentran diferentes áreas, encargadas del correcto
funcionamiento de la maquinaria y de la calidad de los productos. Una de estas
áreas fundamentales es la de Montajes y Mantenimiento, dentro de la cual se
encuentra el área de servicios que se encarga de todo lo relacionado con
generación de vapor, distribución de aire comprimido y garantiza las temperaturas
de enfriamiento.
Es importante que continuamente se supervise el funcionamiento de la maquinaria
empleada, tales como elementos sensores, válvulas de accionamiento automático,
y los diferentes tipos de control usados, por este motivo se busca implementar un
sistema de supervisión completo, en el cual se pueda visualizar en todo momento
desde una estación de trabajo, los valores de las variables mas importantes, llevar
un registro de las mismas y las variación que sufren durante el día.
Este proyecto implementa una solución para el monitoreo de temperatura y
presión de los compresores usados para la generación de frio, que determinan la
temperatura en cavas de maduración y almacenamiento basándose en el
desarrollo de un sistema SCADA con un PLC SLC5/03 de la familia Allen Bradley
y los software RSlogix500 y RSview32.
10
3. INTRODUCCIÓN
En el presente trabajo se pretende documentar la labor realizada en la
Cooperativa Colanta, específicamente en la planta de lácteos de San Pedro de los
Milagros en el semestre de práctica en la industria , que se realizó con el fin de
optar el titulo de Ingeniera de Control de la Universidad Nacional.
El Proyecto consiste fundamentalmente en un sistema de monitoreo del área de
Servicios de la Planta, esta Área consta de:
Generación de Frio con cada uno de los sistemas de refrigeración utilizados y las
cavas de almacenamiento de Producto.
Generación de vapor, a partir de las calderas
Generación de aire comprimido a partir de los compresores.
Primero se presentará la Cooperativa Colanta, su misión, visión y política de
calidad, se relatará algo de la historia de Colanta y de la planta de derivados
lácteos de San Pedro, a continuación se hablará de la importancia del área de
servicios para esta planta.
En la segunda Parte se presenta el problema o proyecto a resolver y las
soluciones que se dieron con el sistema de monitoreo y la instrumentación
utilizada.
Finalmente los resultados obtenidos, y la explicación del desarrollo de los mismos,
se documentan junto con las conclusiones y futuras mejoras para el proyecto.
Además los anexos, imágenes y tablas complementan el trabajo que cumple con
los objetivos propuestos y queda abierto para futuras mejoras e implementaciones
por parte del personal de la Cooperativa.
11
4. OBJETIVOS
4.1 OBJETIVO GENERAL
Diseñar e
implementar un sistema de supervisión para el monitoreo de
Temperatura y Presión del área de Generación de Frio que incluya un registro
continuo de las variables mencionadas y sus variaciones durante el día, con el fin
de asegurar la calidad de los productos y la maquinaria.
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Analizar el funcionamiento actual del ciclo de refrigeración para cada una de
las cavas de Almacenamiento y Maduración.
Estudiar el funcionamiento del PLC SLC 5/03 y de los software RSLogix 500,
Rsview32 y Rslinx.
Escoger la instrumentación adecuada para implementar en el proyecto,
teniendo en cuenta las condiciones de operación.
Desarrollar el sistema SCADA y el montaje de la instrumentación elegida.
12
5. MARCO REFERENCIAL
5.1 COOPERATIVA LECHERA DE ANTIOQUIA “COLANTA”
5.1.1 HISTORIA DE COLANTA LTDA
En 1964 un grupo de 65 campesinos sembraron la base de la cooperativa
COLANTA. En Medellín existía un oligopolio que adoptó la práctica desleal de
rebajar de forma unilateral el precio de la leche que recibían del campesino,
situación ésta que sirvió para la naciente cooperativa que en sus inicios se llamó
Coolechera. En casi una década de existencia quebró tres veces, hasta que en
1973 llegó a la gerencia el M.V.Z. Jenaro Pérez Gutiérrez. COLANTA es el
esfuerzo de 3.800 asociados trabajadores y 12.000 productores que hoy dan fe de
las bondades del sistema cooperativo, como alternativa y redención del agro
colombiano. La Cooperativa tiene más futuro que historia, valora su pasado
porque hace parte de su presente, de su futuro y de lo que hoy es: un sueño
hecho realidad de campesinos y trabajadores.
En el año 1984 se vendió el litro de leche número 500 millones, cuando apenas
había transcurrido siete años desde el 25 de julio de 1976 fecha en la que se
recibió y vendió la primera botella de leche. Así, era evidente la aprobación y
preferencia de la leche COLANTA entre los consumidores en la década de los
años ochenta.
En respuesta a la aceptación, posicionamiento y demanda de los consumidores, el
portafolio de productos COLANTA se diversificó y creció. Por eso, apareció la
línea de derivados lácteos, que comenzaría producción en la planta de San Pedro,
previo certificado de marca expedido por la Superintendencia de Industria y
Comercio. Con este aval COLANTA comenzó a elaborar productos lácteos como
quesos, mantequilla, bebidas lácteas, refrescos, leches azucaradas, dips,
arequipes, entre otros. Los estrictos controles de calidad, desde el ordeño de la
vaca, hasta las plantas de producción, han sido la razón del éxito de los derivados
lácteos COLANTA desde sus comienzos.
La industria láctea ha padecido históricamente las épocas de “enlechadas” que
consisten en el exceso de producción de leche en periodos de invierno, que
tradicionalmente ha venido ocurriendo entre los meses de abril, mayo y junio de
cada año. Ante esta problemática, y para garantizar la captación de leche de
asociados y productores, COLANTA decidió construir su primera planta
13
Pulverizadora, en planeta Rica (Córdoba) en 1996 y en 1999, la de San Pedro de
los Milagros donde posteriormente se montó una tercera planta. 1
Figura 5.1 Logotipo Colanta Tomada de Cooperativa COLANTA Ltda. Balance
2003. Medellín: COLANTA., 2004
5.1.2 VISIÓN
Somos una cooperativa líder del sector agroindustrial que posibilita el desarrollo y
bienestar de los asociados productores y trabajadores, a través de una oferta
integral y oportuna de productos y servicios, como la mejor opción en la relación
calidad-precio, para satisfacer las necesidades de los clientes en el contexto
nacional, con proyección internacional. Para ello contamos con la tecnología
apropiada y un talento humano visionario, comprometido con los valores
corporativos, la preservación del medio ambiente y la construcción de un mejor
país.2
5.1.3 MISIÓN
"Seremos una cooperativa altamente comprometida con la internacionalización de
la producción del sector agroindustrial y de las actividades complementarias para
el desarrollo social y económico de los asociados y las regiones donde realizamos
gestión con procesos innovadores, cumpliendo los más estrictos estándares de
calidad y productividad para satisfacer las necesidades de nuestros clientes en los
mercados de América.”
1
Cooperativa COLANTA Ltda. Balance 2003. Medellín: COLANTA., 2004. 164 p.
Colanta, Intranet
http://1.0.0.32/sabemas.net/sabemas.htm
2
14
5.1.4 PROPÓSITO CORPORATIVO
Garantizar la comercialización de la producción Agroindustrial del asociado, al
mejor precio acorde con los mercados.
5.1.5 POLITICA DE CALIDAD
Generar una cultura orientada al mejoramiento continuo de los procesos y a la
prevención de eventos que puedan afectar la salud y seguridad de las personas, la
calidad e inocuidad del producto y el medio ambiente, con capacitación y
entrenamiento permanente, nos esforzamos por adquirir conocimiento y
habilidades para Satisfacer y brindar confianza a los clientes, asociados
productores, asociados trabajadores y a la comunidad a través de los procesos,
productos y servicios que cumplen con las normas internas y legales vigentes
5.2 AREA DE SERVICIOS
En la Planta de Derivados Lácteos de la cooperativa Colanta, ubicada en San
Pedro de los Milagros, se procesan diferentes productos, tales como, ques os,
yogur, gelatina, arequipe, leche en polvo, entre otros, cada uno de estos productos
requieren de un tiempo de preparación adecuado, de acuerdo con los lineamientos
de la Cooperativa y de características especiales para su almacenamiento, ya sea
para terminar su preparación, como en el caso de los quesos madurados o para
ser despachados y empacados sin perder la cadena de frio. Es por esto que se
necesitan los sistemas de generación de frío para las cavas de conservación y
almacenamiento y para enfriar agua para los procesos, adicionalmente se requiere
la generación de vapor, que es indispensable para la producción especialmente de
leche en polvo.
Debido a esto se crea el área de servicios que hace parte de la sección de
montajes y mantenimiento que es la encargada de garantizar el correcto
funcionamiento de la maquinaria empleada y prevenir posibles paros realizando un
mantenimiento preventivo, correctivo y programado en todas las secciones de la
planta.
El área de servicios específicamente se encarga de equipos tales como
compresores, condensadores, evaporadores, calderas con todos los elementos
que los componen, además de las cavas de almacenamiento de producto, las
redes de vapor, redes de refrigeración y de aire comprimido.
Continuamente se deben verificar que los equipos funcionen correctamente, en
caso de presentarse algún problema con estos, se debe evaluar y corregir el daño,
además semanalmente salen diferentes ordenes de trabajo para realizar
mantenimiento a un grupo de elementos de acuerdo con la programación previa,
esto con el fin que los equipos no fallen, sin embargo debido a diferentes factores
15
siempre ocurren daños y por lo delicados que son los equipos en esta área y con
el fin de evitar paros indeseados en la planta se debe realizar un ágil
mantenimiento correctivo.
16
6. MARCO TEORICO
6.1 CAMBIOS DE LA MATERIA
Si se agrega calor a un solido este aumentara su temperatura hasta alcanzar el
punto de saturación momento en el cual empieza a transformarse en liquido
(fusión) si se continua agregando calor hasta alcanzar la temperatura de
saturación se convertirá en gas (ebullición).
Para que un gas vuelva nuevamente al estado liquido es necesario retirarle la
misma cantidad de calor latente que lo llevo al estado gaseoso (condensación); lo
mismo sucede con un liquido, para que llegue nuevamente al estado solido se le
debe extraer el calor latente que lo llevo al estado liquido (solidificación).
6.2 TONELADA DE REFRIGERACIÓN
Es una unidad de capacidad de enfriamiento. Una tonelada de refrigeración
representa la capacidad de enfriamiento producido cuando 2000 libras de hielo se
derriten en 24 horas el hielo se supone solido a 32 °F (0°C). La energía absorbida
por el hielo en ese periodo de tiempo es el calor latente del hielo, se define como
12000 BTU/h o 3023 Kcal/h 3
6.3 CICLO DE REFRIGERACIÓN
Las tres leyes básicas de refrigeración son:
1° todos los líquidos al evaporarse absorben calor de cuanto se los rodea
2° la temperatura a que hierve o se evapora depende de la presión que se ejerce
sobre dicho líquido
3° todo vapor puede volver a condensarse, convirtiéndose en líquido, si se
comprime y enfría debidamente.
Basados en estas tres leyes, se comprende el ciclo de refrigeración por
compresión4
.
3
4
Díaz, Ortiz Jonathan. Refrigeración Domestica y Comercial.2001
http://www.fisicanet.com.ar/fisica/termodinamica/ap07_ciclos_termicos.php
17
Figura 6.1Ciclo de Refrigeración de Internet www.fisicanet.com.ar
La refrigeración mecánica se usa para remover calor de un medio más frío y
expulsarlo a un medio más cálido usando las propiedades de calor latente del
refrigerante. El sistema de refrigeración debe proporcionar una temperatura de
refrigerante inferior a la temperatura del medio que se va a enfriar y elevar la
temperatura del refrigerante a un nivel superior a la temperatura del medio que se
utiliza para la expulsión.
Los elementos básicos que se requieren para la refrigeración mecánica son: el
compresor, el evaporador, el condensador, y la válvula de expansión termostática.
Si el líquido refrigerante absorbe calor a presión constante, comenzará a ebullir.
La evaporación tiene lugar sin que haya cambios de temperatura. A medida que
se añade calor, la entalpía aumenta y entra en un estado de mezcla de vapor y
líquido. La mezcla se convierte en vapor saturado, cualquier cantidad de calor que
se le aplique a presión constante hace que el refrigerante entre en la región
sobrecalentada
En la evaporación, el refrigerante entra en el evaporador como una mezcla de
vapor y líquido dosificándose a través de la válvula de expansión termostática, que
disminuye su presión y por consiguiente su temperatura. Al absorber calor en el
evaporador el refrigerante empieza a ebullir hasta estar completamente vapor; sin
embargo, se le aplica calor adicional esto es con el fin de evitar la condensación
18
de líquido en la línea de gas para evitar daños en el compresor. Además, la
válvula de expansión requiere de este calor adicional para funcionar
adecuadamente.
Después que el refrigerante se encuentra como vapor sobrecalentado entra en el
compresor para comprimirse y aumentar su presión, durante este proceso el
refrigerante absorbe calor hasta lograr la entalpía y presión. El gas en estas
condiciones pasa por el condensador donde se le retira el calor absorbido en la
etapa de compresión y es expulsado al medio ambiente (o agua). La
condensación ocurre a temperatura constante es condensado en líquido
totalmente y permanece a presión constante. Y de allí continua el líquido a través
de la tubería hasta la válvula de expansión nuevamente para iniciar el ciclo.
Hay otros elementos adicionales que puede tener el sistema y se instalan en
sistemas de aire acondicionado y refrigeración sólo con el fin de tener mayor
control como lo es el filtro secador que es el encargado de retener la humedad que
pueda contener el sistema. La mirilla o visor de líquido nos da la indicación de
presencia de humedad en el sistema y se puede ver si la cantidad de refrigerante
en el sistema es el adecuado. Otro elemento adicional es el tanque acumulador de
líquido que por lo general se instala en los sistemas de refrigeración con el fin de
garantizar y tener una cantidad de refrigerante remanente o de reserva en el
sistema.
6.4 COMPRESORES
Es un dispositivo mecánico para bombear refrigerante de un área de baja presión
(el evaporador) a un área de alta presión (el condensador). Dado que están
relacionados entre si presión, temperatura y volumen, de un cambio en la presión
de baja a alta genera un aumento de temperatura y una reducción en volumen, es
decir una comprensión.
Los tipos principales de compresores son:
Reciprocante (de pistón)
Rotativo
Centrifugo
De tornillo
De caracol
Los compresores reciben su nombre de sus partes mecánicas en el caso del
compresor reciprocante un pistón recorre de un extremo al otro del cilindro
El rotativo tiene una paleta que gira dentro de un cilindro, el compresor centrífugo
tiene un impulsor de muy alta velocidad con muchas aspas. El compresor gira
dentro de una carcasa. El compresor de tornillo utiliza un tornillo o gusano giratorio
en una carcasa ahusada. El compresor caracol tiene un caracol estacionario y otro
giratorio que se mueve dentro del estacionario
19
6.5 CONDENSADORES
Es un intercambiador de calor en donde el calor absorbido por el refrigerante
durante el proceso de evaporación es cedido al medio de condensación. El calor
cedido por el condensador es siempre mayor que el calor absorbido durante el
proceso de evaporación debido al calor de la compresión.
Conforme el calor es cedido por el vapor de elevada presión y temperatura, su
temperatura desciende al punto de saturación y el vapor se condensa
convirtiéndose en líquido, de aquí el nombre de condensador.
6.5.1 Condensadores Enfriados Por Aire.
El condensador típico es el tubo con aletas en su exterior, las cuales disipan el
calor al medio ambiente. La transferencia se logra forzando grandes cantidades de
aire fresco a través del serpentín mediante el uso de un ventilador, por lo general
de tipo axial. El aire al ser forzado a través del condensador absorbe calor y eleva
su temperatura. Los condensadores pueden fabricarse con una sola hilera de
tubería y se construyen con un área frontal relativamente pequeñas y varias
hileras superpuestas a lo ancho
6.5.2 Condensadores enfriados Por Agua.
El agua de condensación se utiliza por su bajo costo y por manejar presiones de
condensación más bajas y porque además se puede tener mejor control de la
presión de descarga. Por lo general se utiliza una torre de enfriamiento para bajar
la temperatura del agua hasta una temperatura cercana a la temperatura de bulbo
húmedo, permitiendo un flujo continuo y disminuir costos en el consumo de agua.
Estos condensadores tienen un diseño compacto por las excelentes condiciones
de transferencia de calor que ofrece el agua. Se usan diseños de carcasa y
serpentín, carcasa y tubo, tubo – tubo.
Debido a este tipo de diseño se debe tener en cuenta la velocidad del agua a
través del condensador - = 2.13 m/s - , problemas de cavitación que se pueden
generar por las condiciones variables de presión y de temperatura, mantener una
presión positiva en el condensador. La corrosión, la incrustación y la congelación
son los principales problemas que se deben controlar en las actividades de
mantenimiento.
20
6.5.3 Condensadores Evaporativos.
Se utilizan cuando se desean temperaturas de condensación menores a las que
se obtienen en los casos anteriores. El vapor del refrigerante caliente fluye a
través de las tuberías dentro de una cámara con rociadores de agua en donde es
enfriado mediante la evaporación del agua que entra en contacto con los tubos del
refrigerante.
Figura 6.2 Condensador Evaporativo Tomada del Tutorial para el Uso
Racional de la Energía e-URE. Universidad Pontificia Bolivariana,
COLCIENCIAS y la Universidad Nacional de Colombia. Capítulo 6
6.6 EVAPORADORES
En el evaporador el refrigerante líquido hierve o se evapora, absorbiendo el calor a
través de las paredes del tubo a medida que se convierte en vapor. Es alimentado
a través de un dispositivo de control como la válvula de expansión o tubo capilar,
en donde el refrigerante también disminuye su presión causando reducción en la
presión de succión, aumentando el volumen específico del gas devuelto al
compresor y disminuye el peso del refrigerante bombeado.
Los evaporadores se fabrican en gran variedad de formas y estilos dependiendo
del tipo de aplicación.
21
El más común es el evaporador de serpentín ventilador o de convección forzada
en el que el refrigerante se evapora dentro de los tubos con aletas, extrayendo el
calor del aire que pasa a través del serpentín mediante el ventilador.
Los factores que afectan la capacidad del evaporador son similares a los del
condensador: temperatura ambiente, tamaño, velocidad del refrigerante, caudal y
velocidad del aire, materiales, transferencia de calor, congelamiento, y
temperaturas de saturación.
Figura 6.3 Evaporador de circulación Forzada Tomada del Tutorial para el
Uso Racional de la Energía e-URE. Universidad Pontificia Bolivariana,
COLCIENCIAS y la Universidad Nacional de Colombia. Capítulo 6
6.7 DISPOSITIVOS DE EXPANSIÓN
Estos dispositivos son los encargados de disminuir la presión del líquido y
controlar el flujo de refrigerante hacia el evaporador. El tubo capilar es el más
usado para sistemas de refrigeración de potencia menor de un caballo de vapor,
para sistemas de tamaño medio, lo más frecuente es el uso de válvulas de
expansión termostáticas.
Para los evaporadores inundados se utilizan las válvulas de flotador
Para la mayoría de los sistemas de refrigeración utilizados en la Planta de
Lácteos de Colanta, la válvula de expansión termostáticas es el dispositivo
adecuado, a continuación, en la Figura 6.5, se presenta su composición interna.
22
Figura 6.4 Dispositivo de expansión Tomada del Tutorial para el Uso
Racional de la Energía e-URE. Universidad Pontificia Bolivariana,
COLCIENCIAS y la Universidad Nacional de Colombia. Capítulo 6
Figura 6.5 Válvula de expansión Tomada del Tutorial para el Uso Racional de
la Energía e-URE. Universidad Pontificia Bolivariana, COLCIENCIAS y la
Universidad Nacional de Colombia. Capítulo 6
23
6.8 REFRIGERANTES
Los refrigerantes son todos aquellos fluidos que se utilizan para transmitir el calor
en un sistema frigorífico que absorben calor a bajas temperaturas y presiones, y lo
ceden a temperaturas y presiones más elevadas, generalmente con cambios de
estado del fluido. Son cualquier sustancia que absorbe calor de un cuerpo o
sustancia enfriándolo. 5
La clasificación de los refrigerantes puede hacerse según el grado de seguridad,
según su función, según su composición química.
Según su función los refrigerantes se pueden clasificar en primarios y secundarios
los primarios son aquellos que absorben calor al evaporarse a baja temperatura y
lo ceden al condensarse a alta temperatura y presión, mientras que los
secundarios, son aquellos que son enfriados por otro refrigerante y circulan como
fluidos que transportan el calor.
Figura 6.6 Refrigerantes según su función Tomada del Tutorial para el Uso
Racional de la Energía e-URE. Universidad Pontificia Bolivariana,
COLCIENCIAS y la Universidad Nacional de Colombia. Capítulo 6
5
Tutorial para el Uso Racional de la Energía e-URE. Universidad Pontificia Bolivariana,
COLCIENCIAS y la Universidad Nacional de Colombia Capítulo 6.
24
En los diferentes sistemas de refrigeración utilizados en la planta se usan
principalmente 2 refrigerantes que son: Refrigerante -22 o freón 22 y el Amoniaco
o Refrigerante R-717
Refrigerante R-22
Conocido con el nombre de freón 22, tiene un punto de ebullición a la presión
atmosférica de 40,8°C las temperaturas en el evaporador son tan bajas como
87°C resulta una gran ventaja el calor relativamente pequeño del desplazamiento
del compresor. La temperatura en la descarga con el refrigerante R22 es alta, la
temperatura sobrecalentada en la succión debe conservarse en su valor mínimo
sobre todo cuando se usan unidades herméticas motor-compresor.
Este refrigerante es muy usado para unidades pequeñas de acondicionamiento de
aire y sistemas industriales de baja temperatura.
El amoniaco tiene afinidad con el agua y por lo tanto es capaz de absorber
humedad en grandes cantidades, sus características principales son: baja
temperatura de ebullición -33 °C, tiene alta capacidad térmica, es decir que
absorbe mayor cantidad de calor lo que lo hace ideal para los sistemas de
refrigeración a nivel industrial, químicamente estable, a fin de tolerar años de
repetidos cambios de estado, no altera la acción del lubricante, entre otras.
En la tabla mostrada a continuación, se observa la temperatura de ebullición
normal para algunos refrigerantes, entre ellos el amoniaco y el Freón 22
Tabla 6.1 Temperatura de ebullición de refrigerantes. Tomada del Tutorial
para el Uso Racional de la Energía e-URE. Universidad Pontificia Bolivariana,
COLCIENCIAS y la Universidad Nacional de Colombia. Capítulo 6
25
Para evitar taponamientos en el sistema de refrigeración, la temperatura de
congelación normal del refrigerante debe estar por debajo de todas las
temperaturas de dicho sistema.
Tabla 6.2 Temperatura de congelación de refrigerantes. Tomada del Tutorial
para el Uso Racional de la Energía e-URE. Universidad Pontificia Bolivariana,
COLCIENCIAS y la Universidad Nacional de Colombia. Capítulo 6
26
7. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El área de servicios de la planta de derivados lácteos de Colanta en San Pedro de
los Milagros. Tiene gran importancia como se relato anteriormente, las variables
fundamentales de los diferentes procesos son temperatura, presión, nivel,
Lo ideal seria poder monitorear cada una de estas variables especialmente la
Presión y la temperatura en cada una de las diferentes etapas de los ciclos de
generación de vapor y generación de frio. Sin embargo, actualmente solo se
cuenta con una visualización local en algunos equipos como los compresores, con
manómetros tipo bourdon, así mismo para las calderas y las cavas, se cuenta con
manómetros y termómetros. Con el fin de instalar un modo de visualización
remota, que permita supervisar continuamente las variables y adicionalmente
llevar un registro semanal de los cambios ocurridos y de las alarmas que se
presentan debido a altas o bajas temperaturas y/o presiones; se llevo a cabo el
proyecto de SISTEMA DE MONITOREO DE TEMPERATURAS Y PRESIONES
PARA EL AREA DE GENERACIÓN DE FRIO.
Con el desarrollo del proyecto se busca integrar el área de generación de Frio en
un sistema de monitoreo, que permita supervisar continuamente las variables
fundamentales de este proceso:
Temperatura de las cavas,
Presión y temperatura de succión, descarga y aceite de los compresores que
gobiernan los sistemas de refrigeración de las cavas de despacho, maduración,
Queso Mozarella, Empaque y Proceso de Queso Blanco.
Y llevar un registro con históricos del comportamiento de las variables y de los
rangos alcanzados en diferentes horas del día. Con el fin de evitar fallas que
pueden ocasionar paros indeseados.
27
8. DESARROLLO DEL PROYECTO
Este Proyecto se integra con el sistema actual de supervisión de temperatura de
las cavas, de esta forma se complementa todo el sistema de generación de frio.
Las variables que se supervisan de los compresores son:
Presión de Succión, presión de descarga, Presión de aceite, Temperatura de
Succión, Temperatura de Descarga, Temperatura de Aceite.
Inicialmente se realiza un estudio del funcionamiento del sistema de Frio que se
encuentra actualmente implementado para las diferentes cavas, cada uno de los
equipos que conforman el diagrama de generación de frio, tales como el
compresor, el condensador, la trampa de succión, la válvula de expansión, los
difusores y las diferentes válvulas usadas.
8.1 INSTRUMENTACIÓN
Para llevar a cabo dicho proyecto, fue necesario escoger la instrumentación que
mejor se acomodara a las características de los equipos que se usan, estas son:
Para los compresores
Un transmisor de presión que soporte refrigerantes como el amoniaco, que es
altamente corrosivo
Un transmisor de presión que sea muy robusto y de alta precisión
Un transmisor de presión que convierta la señal de presión, en una señal de
voltaje o corriente, preferiblemente corriente para evitar las señales de modo
común que afectan la medida, debido a la larga distancia que se debe recorrer
Para las cavas
Elementos sensores que soporten valores de temperaturas a menos 0°C
Transmisores de temperatura que conviertan la señal de temperatura en corriente
y puedan ser llevados a un PLC
Elementos sensores que den una buena precisión cuando miden ambiente
De acuerdo a lo anterior se escogieron, para medir las variables de los
compresores, un transmisor de Presión Danfoss AKS 33 que cumple con las
características deseadas: con un rango de -1 a 34 bar, que proporcionan una
señal de salida de 4 a 20 mA de acuerdo con el valor máximo y mínimo de
presión. Soportan todo tipo de refrigerantes incluyendo el amoniaco, además no
necesitan ajuste ni calibración por su alto desarrollo tecnológico y el sello del
Medidor principal, su precisión es mantenida independiente de las variaciones en
la temperatura ambiente y la presión atmosférica, esto es muy importante para
asegurar la presión de evaporación, control en aire acondicionado y aplicaciones
de refrigeración como es el caso actual.
28
Figura 8.1 Transmisor de Presión. Danfoss AKS 33
Para sensar la temperatura de cada una de las cavas se escogieron Termo
resistencias PT-100 que son las mas adecuadas para bajas temperaturas y
poseen un transmisor de presión que convierte la señal de temperatura en una
señal de corriente de 4 a 20 ma.
Figura 8.2 PT- 100 utilizada en el montaje
29
Figura 8.3 Transmisor de 4 a 20 mA
8.2 PLC, HARDWARE Y SOFTWARE
El proyecto se implemento con sistemas Allen-Bradley los cuales tienen diversas
soluciones para los sistemas de control con PLC`s como los siguientes:
• Familia Micrologix 1000
• Familia SLC 500
8.2.1 Familia SLC 500
La familia SLC 500 es ideal para aplicaciones de control dedicado. Esta línea
ofrece un amplio rango de elecciones en memoria, capacidad de E/S, conjunto de
instrucciones, puertos de comunicación para diseñar un sistema de control y para
requerimientos exigentes.
La Familia SLC 500 tiene dos tipos de PLC:
• PLC’s compactos SLC 500
• PLC’s modulares SLC 500
Los PLC`s compactos SLC 500 OFRECEN 20, 30 o 40 E/S digitales fijas en 24
diferentes versiones para soportar entradas de 24V dc o 120/240V ac y salidas
tipo relay, triac o transistor.
Los PLC’s modulares ofrecen flexibilidad en las E/S digitales en diferentes
configuraciones para soportar entradas de 24V dc o 120/240V ac y salidas tipo
relay, triac o transistor.
Éste último fue el tipo de PLC utilizado en la elaboración del proyecto al igual que
el chasis, la fuente y los módulos 1746 que serán mencionados a continuación:
Los procesadores SLC 5/03, que son los que se utilizaron en el proyecto, tienen
una memoria de programa de 8K ó 16K palabras.
30
Soportan hasta 1024 entradas, más de 104 salidas y un tiempo de ejecución de bit
de 0.44us.
8.2.2 Módulos de E/S de la serie 1746
Los módulos de E/S 1746 presentan las siguientes características generales:
• Plataforma de hardware compartida que hace conveniente la utilización de
diversos módulos y permitir la expansión futura.
• Combinación de entradas y salidas en el mismo modulo digital y analógico
provee capacidad de expansión sin sacrificar espacio o incrementar el costo.
• No es necesario desconectar el cableado para reemplazar módulos de 16 o más
E/S.
• Los leds indicadores visualizan el estado de E/S para facilitar la detección de
fallas.
• Los módulos E/S 1746 incluyen acoplamiento óptico y circuitos filtros para la
reducción de la señal de ruido.
• Los módulos son utilizados en diferentes densidades (máximo de 32 E/S por
modulo), para mayor flexibilidad y resguardar los costos.
• Variedad de rangos de interfaces de señal para sensores/actuadores en ac y dc
para una amplia variedad de aplicaciones.
8.2.3 Módulos Analógicos
Una E/S analógica es un circuito en el que la señal puede variar continuamente
entre límites especificados. El modulo convierte señales analógicas de entrada en
valores binarios de 16 bits que se almacenan en la tabla de imagen de entrada del
procesador SLC. El rango decimal, el número de bits significativos y la resolución
del convertidor dependen del rango de entrada que utilice para el canal.
Los módulos analógicos utilizados en el proyecto son 1746NI16 y el modulo
1746NI4
8.3 SOFTWARE DE DISEÑO Y PROGRAMACIÓN
El software a utilizar en la parte de diseño, programación y comunicación
pertenece en conjunto a una misma familia, Rockwell Automation (Rockwell
Software), que es la empresa encargada de comercializar los equipos de marca
Allen Bradley al igual que el software requerido para su funcionamiento.
Gracias a esto fue más fácil establecer enlaces entre ellos, configurarlos y lograr
una óptima comunicación de unos con otros ya que todos comparten un mismo
lenguaje.
31
8.3.1 SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN RSLogix 500
El software RSLogix 500 se utilizó para programar el controlador SLC 500
El software carga totalmente la lógica del programa, inclusive los nombres de tags,
directamente de un controlador. Esto simplifica el mantenimiento porque siempre
se puede obtener la fuente original directamente del controlador.
La Programación en el software se realiza en formato ladder (lógica de escalera)
La pantalla principal del software se muestra a continuación
Figura 8.4 pantalla del software RSLogix 500
El árbol del proyecto contiene los archivos y carpetas creados en el proyecto y las
diferentes rutina de ladder programadas.
El panel de resultados muestra los errores de programación que se han cometido
cuando se valida el proyecto.
La barra de menús y la barra de iconos permiten realizar funciones propias del
programa como guardar, cerrar, ayuda.
32
La barra de estado del procesador es la usada para verificar el estado del Plc, y
además cargar y descargar el programa especifico.
En la barra de instrucciones se encuentran las instrucciones más habituales de la
programación en Ladder.
De acuerdo con las anteriores aclaraciones, el programa desarrollado para el
proyecto consiste en 10 rutinas de programación tipo Ladder.
LAD
LAD
LAD
LAD
LAD
LAD
LAD
LAD
LAD
LAD
2 INICIO
3 TEMPERATURA DE CAVAS
4 VILTER CAVA DE DESPACHOS
5 AUXILIAR 1
6 MYCOM CAVA DESPACHOS
7 AUXILIAR 2
8 VILTER QUESO BLANCO
9 AUXILIAR 3
10 CARRIER QUESO MOZARELLA
11 AUXILIAR 4
8.3.1.1 Para Las Cavas
En LAD 2 INICIO se inicializan todas las otras rutinas y con la instrucción JSR, se
indica el salto a la rutina específica
En las siguientes rutinas se realiza la lectura de la variable y la escalizacion
correspondiente, de esta forma; para la temperatura de cavas, se tienen cinco
bloques para cada valor, los 4 primeros comparan la variable de entrada, y si esta
es menor de 4000 (4 ma); LESS, o mas grande de 20000 (20 ma); GRT, se
mueve la variable tipo entero al valor correspondiente,
En el quinto bloque se realiza la escalizacion con el SCP, en donde Input min=
4000, input max=20000, escaled min= 0, escaled max=100 y se almacena el valor
en una variable tipo flotante como puede verse a continuación
33
Figura 8.5 programa en ladder del proyecto para la cava de Queso Holandés
El bloque SCP funciona de la siguiente manera para calcular la relación lineal:
Valor escalado= (valor entrada x pendiente)+offset
Pendiente= (escalado max-escalado min) / (entrada max-entrada min)
Offset=escalado min-(entrada min x pendiente)
Las entradas analógicas convierten señales de corriente y voltaje en valores
binarios de complemento a dos de 16 bits.
La siguiente tabla identifica los límites de entrada de corriente y voltaje para los
canales de entrada, el número de bits significativos para la aplicación usando
límites de entrada menores que la escala completa, y su resolución.
34
Tabla 8.1 Representación decimal de acuerdo con los limites de voltaje o
corriente para el modulo 1746NI4
Como puede observarse para un valor de corriente de 4 a 20 ma la representación
decimal es de 3277 a 16384, con estos datos se puede realizar la conversión
correspondiente entre el valor de entrada y el valor de corriente en ma.
8.3.1.2 Para los Compresores
Para los compresores se realiza una programación similar teniendo en cuenta los
valores de entrada en representación decimal y los valores de trabajo del
transmisor de Presión Danfoss elegido, teniendo en cuenta que este tipo de
transmisores no se ve afectado por la presión atmosférica ni el ambiente de
trabajo. El rango de presión es de -1 a 34 bares que corresponden a una señal de
corriente de 4 a 20 ma respectivamente.
Se pretende realizar mediciones en el rango de 0 a 300 psi, que es el rango de los
manómetros originales.
Realizando la relación de trabajo del transmisor, se obtiene la ecuación
= 0,031 (psi) + 4,457
A partir de esta ecuación se obtiene para un valor de 0 psi un valor en ma
equivalente a 4,457 ma y para un valor de 300 psi un valor de corriente
equivalente a 13,757 ma. Con estos 2 valores hallados se realiza la escalizacion
en el modulo del PLC.
35
Figura 8.6 Programa en ladder del proyecto para la Presión de succión del
compresor Carrier de la cava de Queso Mozarella
Los 5 bloques para cada una de las entradas análogas de los compresores son
similares a los mencionados anteriormente, pero en este caso los valores de
entrada mínimo son 4457 que equivale a 0 psi y el valor de entrada máxima es
13757 que equivale 300 psi.
8.3.1.3 Temperatura
Para reducir costos del proyecto, no se compraron transmisores de temperatura,
sino que a partir de la relación que existe entre la presión y la temperatura propia
36
de cada refrigerante se encontró una función que con la medida de presión indique
el valor de temperatura correspondiente.
Los datos que relacionan la temperatura y Presión del Amoniaco y del R-22 se
encuentran en tablas, debido a que no existe una relación lineal, por lo tanto se
hizo necesario la ayuda del software Matlab y sus funciones polyfit y polyval
8.3.1.4 uso de Matlab
La función p=Polyfit(x,y,n) encuentra los coeficientes de un polinomio p(x) de
grado n, que se ajusta a los datos p(x(i)) a y(i), en el sentido de mínimos
cuadrados. El resultado p es un vector fila de longitud n+1 que contiene los
coeficientes del polinomio en orden descendente.
La función z=polival(p,x) retorna el valor de un polinomio de grado n evaluado en
x, el argumento de entrada p es un vector de longitud n+1 cuyos elementos son
los coeficientes en orden descendente del polinomio a ser evaluado, x puede ser
una matriz o un vector, en cualquier caso, polyval evalúa en p
cada uno de los elementos de x.
Usando estas funciones descritas se realiza la programación que arroja el
polinomio característico para la tabla que relación Presión y Temperatura del
amoniaco (ANEXO)
figure (2)
z=polyfit(c,d,3)
x2= 0:.1:15.7;
y2 = polyval(z,x2);
plot(c,d,'*',x2,y2)
grid on
Donde el vector c es la presión desde 0 psi a 15,7 psi, y el vector d es la
temperatura correspondiente desde -28 ° C a 0 °C.
Dividiendo la tabla en tramos se logra encontrar el polinomio característico que es
el que se usa para la programación en el PLC
los resultados que arrojan el programa comparados con los valores reales son
muy similares, como puede verse a continuación en cada una de las graficas
realizadas por tramos, de Presión(psi) contra Temperatura (°F)
El primer tramo es de 18,6 psi a 0,8 psi con una temperatura de -60° F a -29 °F
respectivamente.
El segundo tramo es de 0 psi a 15,7 psi con una temperatura de -28° F a 0 °F
37
El tercer tramo es de 15,7 psi a 47,6 psi con una temperatura de 0°F a 32 °F
El cuarto tramo es de 47,6 psi a 118,7 psi con una temperatura de 32°F a 72 °F
El quinto tramo es de 118,7psi a 271,7 psi con una temperatura de 72°F a 120 °F
Para efecto de la implementación en el proyecto solo se trabaja con los últimos 4
tramos, desde 0 psi a 271,7 psi
Se comparan las graficas del rango real y del polinomio calculado. Y el resultado
es el siguiente
Para el Segundo tramo.
Amoniaco Tramo 2
0
-5
Temperatura(°F)
-10
-15
-20
-25
-30
0
2
4
6
8
10
Presion (psi)
12
14
16
Figura 8.7 Grafico de Matlab para el Segundo tramo del polinomio calculado
de la relación Presión-Temperatura del Amoniaco
La grafica representada por * son los valores de la tabla en el rango anteriormente
especificado, y la grafica de color verde es el polinomio calculado con las
funciones polyfit y polival ya mencionadas
Como se observa el error es mínimo entre una y otra,
Esto permite concluir que se puede usar
El polinomio hallado para indicar la temperatura en todo momento de las
diferentes etapas del compresor.
38
Amoniaco Tramo 3
35
30
Temperatura(°F)
25
20
15
10
5
0
-5
15
20
25
30
35
Presion (psi)
40
45
50
Figura 8.8 Grafico de Matlab para el Tercer tramo del polinomio calculado de
la relación Presión-Temperatura del Amoniaco
Para los siguientes tramos se observa una relación similar de compatibilidad de
los datos tomados de las tablas con el polinomio hallado a partir de las funciones
de Matlab.
La idea fundamental de dividir en tramos la curva representada es lograr disminuir
el error, y tomar tramos que sea aproximadamente lineales.
De esta manera el polinomio se ajusta mejor a lo deseado¸ como se aprecia en las
figuras que representan los tramos 4 y 5, anteriormente especificado
39
Amoniaco Tramo 4
75
70
65
Temperatura(°F)
60
55
50
45
40
35
30
40
50
60
70
80
90
Presion (psi)
100
110
120
Figura 8.9 Grafico de Matlab para el Cuarto tramo del polinomio calculado de
la relación Presión-Temperatura del Amoniaco
Amoniaco Tramo 5
120
115
110
Temperatura(°F)
105
100
95
90
85
80
75
70
100
120
140
160
180
200
Presion (psi)
220
240
260
280
Figura 8.10 Grafico de Matlab para el Quinto tramo del polinomio calculado
de la relación Presión-Temperatura del Amoniaco
40
como puede observarse a continuación, en cada una de las rutinas auxiliares LAD
5, LAD 7, LAD 9, LAD 1.
Inicialmente se divide en los mismos tramos en los cuales se realizó el análisis en
Matlab, el programa pregunta en cual de estos rangos esta el valor de Presión,
con los bloques de GRT, LESS Y EQU que limitan los rangos y a cada uno de
estos tramos se le asigna una salida local B3:0/1, B3:0/2, B3:0/3, B3:0/4 de
acuerdo con estas salidas se activa un bloque de.
El bloque de cómputo del software RSLogix 500 consiste en un bloque en el cual
se pueden realizar operaciones matemáticas, con una capacidad de 255
caracteres, es este caso se usa para implementar el polinomio hallado con la
regresión lineal en Matlab, cuyo argumento es el valor de presión almacenado en
una variable de tipo flotante, y el resultado que arroja se almacena en otra variable
tipo flotante, en el caso del ejemplo en F14:0,
Para el refrigerante R-22 que es el refrigerante utilizado para el compresor Carrier
del ciclo de refrigeración de la cava de Mozarella, el procedimiento utilizado es el
mismo para el amoniaco, pero para este se realiza con vectores diferentes de
acuerdo a la tabla que relaciona la Presión y la temperatura para el Freón 22
(ANEXO )
41
l
42
Figura 8.11 Programa en Ladder para el calculo de la temperatura de acuerdo con la presión obtenida por el
transmisor
43
8.3.2 SOFTWARE DE DISEÑO RSView 32
La arquitectura abierta basada en componentes del RSView32 ha permitido
evolucionar rápidamente desde el tradicional software HMI hasta convertirse en
una solución de “interfaz de empresa”. RSView32 ofrece las siguientes
posibilidades:
Interactuar con otros productos de Rockwell Software. Permite beneficiarse de la
interoperabilidad al usar los productos de Rockwell Software para programación,
comunicaciones y control ActiveX.
Disfrutar de una compatibilidad preferente con los productos de Rockwell
Automation. RSView32 y Rslinx ofrecen la mejor combinación para capturar
controlar y transmitir datos del taller de fabricación.
Compartir información con los productos Microsoft. El diseño abierto de RSView32
hace más fácil compartir información con los productos Microsoft.
Ampliar y personalizar RSView32 con VBA. RSView32 incluye Visual Basic para
Aplicaciones (VBA) de Microsoft, que le proporciona una flexibilidad casi ilimitada
para ampliar y personalizar RSView32.
Mejorar sus proyectos con la tecnología ActiveX. Es posible usar RSView32 para
diseñar proyectos que se ajusten a sus necesidades concretas con la potencia de
la tecnología ActiveX de Microsoft.
Con todas estas posibilidades se realiza el SCADA del proyecto que es el HMI del
Proyecto por medio del cual los operadores de Refrigeración de la Planta y El
supervisor encargado, podrá tener un monitoreo continuo de las variables mas
importantes, temperatura y presión, de los diferentes compresores que gobiernan
los sistemas de refrigeración para las cavas de maduración y almacenamiento de
producto.
Una interfaz Hombre - Máquina o HMI ("Human Machine Interface") es el aparato
que presenta los datos a un operador (humano) y a través del cual éste controla el
proceso. Los sistemas HMI podemos pensarlos como una "ventana de un proceso.
Esta ventana puede estar en dispositivos especiales como paneles de operador o
en un ordenador. Los sistemas HMI en ordenadores se los conoce también como
software HMI o de monitoreo y control de supervisión 6
La industria de HMI nació esencialmente de la necesidad de estandarizar la
manera de monitorear y de controlar múltiples sistemas remotos, PLCs y otros
mecanismos de control. Aunque un PLC realiza automáticamente un control preprogramado sobre un proceso, normalmente se distribuyen a lo largo de toda la
planta, haciendo difícil recoger los datos de manera manual, los sistemas SCADA
6
http://es.wikipedia.org/wiki/SCADA
44
lo hacen de manera automática. Históricamente los PLC no tienen una manera
estándar de presentar la información al operador. La obtención de los datos por el
sistema SCADA parte desde el PLC o desde otros controladores y se realiza por
medio de algún tipo de red, posteriormente esta información es combinada y
formateada. Un HMI puede tener también vínculos con una base de datos para
proporcionar las tendencias, los datos de diagnóstico y manejo de la información
así como un cronograma de procedimientos de mantenimiento, información
logística, esquemas detallados para un sensor o máquina en particular, incluso
sistemas expertos con guía de resolución de problemas.
El SCADA del proyecto se realizo teniendo en cuenta que “En la función de
diálogo hombre-máquina, el operador desempeña un papel importante. En base a
los datos de los que dispone, debe realizar acciones que condicionan el buen
funcionamiento de las máquinas y las instalaciones sin comprometer la seguridad
ni la disponibilidad. Es, por tanto, indispensable que la calidad de diseño de los
interfaces y de la función de diálogo garantice al operador la posibilidad de actuar
con seguridad en todo momento.”7
A partir de esta afirmación y teniendo en cuenta la norma EN 60204-(ver anexos),
se realiza el HMI del proyecto.
El software Rsview 32 consta de un menú como se ve a continuación por el cual
se puede navegar y configurar cada una de las pantallas del HMI.
Figura 8.12 Menú del software RsView32
7
http://es.wikipedia.org/wiki/SCADA
45
Se configurar todas las ventanas del proyecto, inicialmente se crea una plantilla, a
partir de la cual se realizaran todas las otras ventanas que contienen información
especifica para los operarios, se crean los tags, que son las variables relacionadas
con la programación en RSLogix 500, como se detalló anteriormente, para lograr
una visualización completa.
8.3.2.1 Plantilla
En esta plantilla se encuentra la parte superior que es la del titulo, con un tag
asociado llamado “titulo” que tiene capacidad para 60 caracteres, y en la parte
inferior, se encuentra el menú de navegación por cada una de las pantallas, que
son:
MENU PRINCIPAL
TEMPERATURA DE CAVAS
ALARMAS
EQUIPO CAVA 1 QUESO MOZARELLA
EQUIPO CAVA 2 QUESO HOLANDÉS
EQUIPO CAVA 3 YOGUR
EQUIPO CAVA 4 QUESO CREMA
EQUIPO CAVA 5 Y 6 PROCESO Y EMPAQUE DE QUESO BLANCO
EQUIPO CAVA7 Y 8 DESPACHO Y MADURACION
EQUIPO CAVA 9 EXPORTACION
EQUIPO AGUA FRIA
CUENTAS DE USUARIO
FECHA Y HORA
Figura 8.13 Plantilla para todas las ventanas
46
Figura 8.14 Pantalla Principal de la Interfaz realizada en el proyecto
47
8.3.2.2 Temperatura de Cavas
El menú de la pantalla Principal da 2 opciones, ingresar a Generación de Vapor,
que es el área de las 4 calderas existentes en la planta 3 de 600 BHP y una de
400 BHP y la otra opción es ingresar a Manejo de Refrigeración, que es el área
encargada de todos los sistemas de refrigeración existentes para cada una de las
cavas, comenzando por el menú de Manejo de refrigeración se tiene, que al
ingresar a este Menú, se abre la ventana de Temperatura de Cavas
Figura 8.15 Pantalla inicial para manejo de refrigeración Temperatura de
cavas
Como puede verse, la primera y segunda columna indica la cava especifica, la
tercera columna indica el rango de operación, es decir la temperatura en que
debe mantenerse la cava, en la cuarta columna se indica el valor real de la
temperatura con un muestreo cada segundo, este es el dato transmitido por la PT100, instalada dentro de la cava, en la quinta columna se encuentran los botones
que dan entrada a los históricos de temperatura de cada una de las cavas. Así por
ejemplo para la cava 3, la cava de Yogur, puede observarse la grafica de
48
temperatura con las variaciones respectivas, con un muestreo de 5 seg a 86400
seg (Un día), como puede verse a continuación.
Figura 8.16 Pantalla del registro de históricos para la cava 3, cava de Yogur
Y en la ultima columna se encuentra las alarmas, cada vez que el valor real
sobrepasa el rango de operación se genera una alarma que indica tal error, de
esta forma se puede llevar un registro de las variaciones de temperatura, de las
veces que sobrepasa los limites para asociar tales variaciones con sucesos
normales como almacenamiento de producto muy caliente, limpieza de cava o en
otro caso relacionarlo con problema con el sistema de refrigeración
En el menú inferior se encuentra cada uno de las cavas existentes, al ingresar a
cada menú, se encuentra el equipo de refrigeración relacionado con cada cava,
así por ejemplo al ingresar al Equipo de Cava 1 Queso Mozarella, se abre la
ventana que se muestra a continuación.
49
8.3.2.3 Cava Queso Mozarella
Figura 8.17 Diagrama de refrigeración de la cava de Queso Mozarella con
indicación de Presión y temperatura de succión y descarga
Un compresor carrier de 15 HP que se alimenta a 220 v ac, es el que gobierna el
sistema de refrigeración de la cava de Queso Mozarella, como se observa en el
diagrama se tiene la medida de la presión (psi) y temperatura (°C) tanto de la
succión como de la descarga, como se explico anteriormente el ciclo de
refrigeración esta compuesto por el compresor, que aumenta la presión y la
temperatura del refrigerante R-22 por esto se observa que la tubería es roja, a
continuación se encuentra el condensador, que condensa el gas a alta presión y lo
convierte en liquido a alta presión con temperatura constante, por esto la tubería
es azul, el ciclo continua con un tanque de liquido que en este caso cumple la
función de almacenar refrigerante liquido, con el fin que nunca se queden los
evaporadores sin refrigerante, el filtro secador, el visor de liquido y la válvula
solenoide hacen parte de los elementos adicionales que optimizan el ciclo de
refrigeración, finalmente se encuentra la válvula de expansión, cuya función es
disminuir la presión, que actualmente tiene el refrigerante liquido, antes de
ingresar a los evaporadores, que también son los difusores que son los que dan
directamente el frio para las cavas, después de pasar por los evaporadores, el
50
refrigerante pasa a ser gas a baja presión, por esto se observa que la tubería es
verde, con esto se completa el ciclo de refrigeración, que con alguna variaciones
es el mismo para todos los procesos.
Se observa además el valor de la temperatura actual de la cava
8.3.2.4 Cava Queso Holandés
La cava de Queso Holandés esta gobernada por 2 unidades condensadoras
copeland, son llamadas unidades condensadoras, porque el compresor esta unido
al condensador, los evaporadores están ubicados en la cava, cada uno con 6
ventiladores
Figura 8.18 Diagrama de Refrigeración de la cava de Queso Holandés
51
8.3.2.5 Cavas de Proceso y Empaque de Queso Blanco
En la cava de Proceso y Empaque de Queso Blanco
Figura 8.19 diagrama de refrigeración para las cavas de proceso y empaque
de Queso Blanco con indicación de Presión y temperatura de Succión,
descarga y aceite del compresor
8.3.2.6 Cavas de Despacho y Maduración
Los equipo de la cavas de Despachos y Maduración son 2 sistemas similares con
2 compresores, un compresor marca Vilter, modelo 452 XL y un compresor marca
Mycom modelo N6WA, el diagrama es similar al explicado anteriormente para la
cava de Mozarella, se conserva la convención de los colores.
Rojo para las tuberías de gas refrigerante a alta presión
Azul para las tuberías de amoniaco liquido a alta presión
Verde para las tuberías de gas refrigerante a baja presión
52
Los valores de las presiones (psi) y temperaturas (°C) para la succión, descarga y
aceite de cada uno de los compresores, son los datos transmitidos por el
transmisor de Presión instalados y llevados al PLC para ser escalizados y
mostrados en pantalla, como se explico anteriormente, la ventana que se activa
cal oprimir el botón de Equipo de Cavas 7 y 8 es la siguiente
Figura 8.20 Diagrama de Refrigeración de las cavas de despacho y
maduración con 2 compresores Mycom y Vilter este con indicación de
Presión de Temperatura y Presión para la succión, descarga y aceite
53
8.3.2.7 Histórico Compresor
Bajo cada compresor se encuentra un botón con el nombre del compresor, este
botón también abre una nueva ventana, en la que se puede observar una foto del
compresor, y un “trend” o una grafica de históricos de la presión, de succión,
descarga, y aceite con un muestreo cada 5 segundos mínimo o máximo cada
86400 seg (un día), en el ejemplo siguiente el muestreo es cada 60 segundos (1
minuto)
Figura 8.21 Pantalla de históricos para el compresor Vilter que gobierna el
sistema de refrigeración de la cava de Despachos
54
8.3.2.8 Generación de Vapor
En el menú Principal también se encuentra el botón que abre la ventana de
Generación de Vapor, en esta se encuentra un display para observar la
temperatura de los gases, en la chimenea, la Presión de Vapor que genera cada
caldera y la eficiencia de cada una de estas caldera, esto con el fin de saber si la
caldera esta trabajando de acuerdo a lo esperado o si es necesario realizar un
mantenimiento para evitar perdidas de vapor.
Actualmente se tienen indicadores locales de estas variables, el proyecto queda
abierto para complementarlo con los transmisores de Presión y temperatura
adecuados que den una señal de 4 a 20 ma y puedan llevarse al PLC
Figura 8.22 Pantalla principal del área de Generación de vapor
55
8.3.3 Montaje e Instalación de Equipos
La instalación de los transmisores de Presión, se realizo de acuerdo con el
diagrama realizado en Autocad 2008 que se muestra a continuación, el cableado
de cada uno de los transmisores de Presión en los tres compresores y la señal
llevada a cada uno de los módulos de entradas análogas del PLC, teniendo en
cuenta que cada transmisor cuenta con 3 hilos, uno para alimentación a 24 V dc,
tierra, que debe ser la misma de la fuente de 24 V, y el otro hilo (el negativo) debe
ser llevado al positivo de la entrada análoga del modulo correspondiente
Figura 8.23 Diseño en Autocad del montaje físico de los Transmisores de
Presión
La indicación local (manómetros) que existen actualmente en cada compresor, se
dejaron con el fin de tener redundancia de señales y evitar que por fallas eléctricas
se pierda la visualización, sin embargo se realizo una calibración a cada uno de
ellos y se hizo el reemplazo de los que estaban en mal estado
56
Figura 8.24 Imagen del montaje final del transmisor de Presión en la tubería
de Succión
Figura 8.25 Imagen del montaje final del transmisor de Presión en la tubería
Descarga y aceite
57
8.3.4 Rslinx
RSLinx es el software que se encarga de regular las comunicaciones entre los
diferentes dispositivos utilizando el Microsoft NT de Windows. Proporciona el
acceso de os controladores Allen-Bradley a una gran variedad de aplicaciones de
Rockwell Software, tales como RSLogix 500.
RSLinx es el software que permitió configurar y supervisar la red de comunicación
en la que se encuentra conectado el autómata o PLC.
Este servicio (servidor – cliente) es el que utiliza el software RSLogix 500 para
comunicarse con el PLC a través del puerto RS232.
La siguiente figura muestra cómo se selecciona el tipo de comunicación a utilizar,
de igual forma muestra cómo el software reconoce al PLC según las
características especificadas en la configuración:
Figura 8.26 Pantalla del software de comunicación RSlinx
58
9. CONCLUSIONES
El desarrollo del semestre de práctica en la cooperativa Colanta fue de gran
importancia para el ejercicio de tareas propias de la Profesión como Ingeniera
de Control por el conocimiento adquirido y las actividades desarrolladas en las
cuales se aporto todo el conocimiento.
Con la instalación de los transmisores de Presión en los compresores, se logra
tener una mejor instrumentación y un sistema redundante que evite, en caso
de fallas, que los operarios se queden sin indicación local o remota.
El sistema de Monitoreo instalado en una estación de trabajo, permite tener
control en todo momento del valor de las temperaturas de las cavas y de las
presiones y temperaturas de los compresores que gobiernan los ciclos de
refrigeración de las cavas cuyas temperaturas son mas criticas.
Con la documentación del trabajo realizado, se hace posible que el proyecto
siga en pie, con las ilustraciones y explicaciones realizados en el presente, los
empleados de la cooperativa podrán continuar complementando el sistema de
supervisión para toda el área de servicios.
La elección de la instrumentación para el desarrollo del proyecto se realizó
teniendo en cuenta las características de cada uno de los sistemas con los
cuales se trabajó y con la asesoría de los operarios y de los Proveedores, de
esta forma se garantiza que son los elementos adecuados para el sensado y la
transmisión de señales y adicionalmente son instrumentos que garantizan la
medida correcta con una alta precisión y no requieren mantenimiento ni
calibración constante.
El desarrollo del proyecto desde el estudio de los sistemas de refrigeración, la
elección de la instrumentación adecuada y la programación realizada en el
software Rslogix 500 y RsView32 ha contribuido a complementar de manera
eficiente el área de servicios de la planta de Lácteos de Colanta Gracias al uso
de un sistema de monitoreo que permite llevar un registro continuo de las
variables mas importantes de cada uno de los compresores y cavas de
almacenamiento.
59
BIBLIOGRAFÍA
Cooperativa COLANTA Ltda. Balance 2003. Medellín: COLANTA., 2004. 164 p.
Colanta, Intranet: http://1.0.0.32/sabemas.net/sabemas.htm
Díaz, Ortiz Jonathan. Refrigeración Domestica y Comercial.2001
http://www.fisicanet.com.ar/fisica/termodinamica/ap07_ciclos_termicos.php
http://es.wikipedia.org/wiki/SCADA
http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/public/documents/webassets/br
owse_category.hcst
TUTORIAL PARA EL USO RACIONAL DE LA ENERGÍA E-URE. Universidad
Pontificia Bolivariana, Colciencias, Universidad Nacional De Colombia.
60
10. ANEXOS
ANEXO 1. Hoja de datos Transmisor AKS 33 Danfoss
61
62
ANEXO 2. La norma EN 60204-1
Establece el código de colores para los visualizadores y los pilotos, por ejemplo:
piloto rojo: Emergencia – condición peligrosa que requiere una acción
inmediata (presión fuera de los límites de seguridad, sobrerrecorrido, rotura de
acoplamiento…),
piloto amarillo: Anormal – condición anormal que puede llevar a una situación
peligrosa (presión fuera de los límites normales, activación de un dispositivo de
protección…),
piloto blanco: Neutro – información general (presencia de tensión de red…),
pulsador rojo: Emergencia – acción en caso de peligro (paro de emergencia...),
pulsador amarillo: Anormal – acción en caso de condiciones anormales
(intervención para poner nuevamente en marcha un ciclo automático
interrumpido...).
63
ANEXO 3. Tabla de la relación de Temperaturas y Presiones para el Amoniaco
Temperatura Presión
Temperatura Presión
Temperatura Presión
Temperatura Presión
°F
PSIA PSIG
°F
PSIA PSIG
°F
PSIA PSIG
°F
PSIA PSIG
-60
5.6
18.6
-14
21.4 6.7
31
61.0
46.3
76
143.0 128.3
-58
5.9
17.8
-13
22.0 7.3
32
62.3
47.6
77
145.4 130.7
-57
6.1
17.4
-12
22.6 7.9
33
63.6
48.9
78
147.9 133.2
-56
6.3
17.0
-11
23.2 8.4
34
64.9
50.2
79
150.5 135.8
-55
6.5
16.6
-10
23.7 9.0
35
66.3
51.6
80
153.0 138.3
-54
6.8
16.2
-9
24.4 9.6
36
67.6
52.9
81
155.6 140.9
-53
7.0
15.7
-8
25.0 10.3
37
69.0
54.3
82
158.3 143.6
-52
7.2
15.3
-7
25.6 10.9
38
70.4
55.7
83
161.0 146.3
-51
7.4
14.8
-6
26.3 11.6
39
71.9
57.2
84
163.7 149.0
-50
7.7
14.3
-5
26.9 12.2
40
73.3
58.6
85
166.4 151.7
-49
7.9
13.8
-4
27.6 12.9
41
74.8
60.1
86
169.2 154.5
-48
8.2
13.3
-3
42
76.3
61.6
87
172.0 157.3
-47
8.4
12.8
-2
28.3 13.6
29.0 14.3
43
77.8
63.1
88
174.8 160.1
-46
8.7
12.2
-1
29.7 15.0
44
79.4
64.7
89
177.7 163.0
-45
9.0
11.7
0
30.4 15.7
45
81.0
66.3
90
180.6 165.9
-44
9.2
11.1
1
31.2 16.5
46
82.6
67.8
91
183.6 168.9
-43
9.5
10.6
2
31.9 17.2
47
84.2
69.5
92
186.6 171.9
-42
9.8
10.0
3
32.7 18.0
48
85.8
71.1
93
189.6 174.9
64
4
33.5 18.8
49
87.5
72.8
94
192.7 178.0
-40
10.1 9.3
10.4 8.7
5
34.3 19.6
50
89.2
74.5
95
195.8 181.1
-39
10.7 8.1
6
35.1 20.4
51
90.9
76.2
96
198.9 184.2
-38
11.0 7.4
7
35.9 21.2
52
92.7
78.0
97
202.1 187.4
-37
11.4 6.8
8
36.8 22.1
53
94.4
79.7
98
205.3 190.6
-36
11.7 6.1
9
37.6 22.9
54
96.2
81.5
99
208.6 193.9
-35
10
38.5 23.8
55
98.1
83.4
100
211.9 197.2
-34
12.1 5.4
12.4 4.7
11
39.4 24.7
56
99.9
85.2
101
215.2 200.5
-33
12.8 3.9
12
40.3 25.6
57
101.8 87.1
102
218.6 203.9
-32
13.1 3.2
13
41.2 26.5
58
103.7 89.0
103
222.0 207.3
-31
13.5 2.4
14
42.2 27.5
59
105.6 90.9
104
225.4 210.7
-30
13.9 1.6
15
43.1 28.4
60
107.6 92.9
105
228.9 214.2
-29
14.3 0.8
16
44.1 29.4
61
109.6 94.9
106
232.5 217.8
-28
14.7 0.0
17
45.1 30.4
62
111.6 96.9
107
236.0 221.3
-27
15.1 0.4
18
46.1 31.4
63
113.6 98.9
108
239.7 225.0
-26
15.6 0.8
19
47.2 32.5
64
115.7 101.0
109
243.3 228.6
-25
16.0 1.3
20
48.2 33.5
65
117.8 103.1
110
247.0 232.3
-24
16.4 1.7
21
49.3 34.6
66
120.0 105.3
111
250.8 236.1
-23
16.9 2.2
22
50.4 35.7
67
122.1 107.4
112
254.5 239.8
-22
17.3 2.6
23
51.5 36.8
68
124.3 109.6
113
258.4 243.7
-21
17.8 3.1
24
52.6 37.9
69
126.5 111.8
114
262.2 247.5
-20
18.3 3.6
25
53.7 39.0
70
128.8 114.1
115
266.2 251.5
-19
18.8 4.1
26
54.9 40.2
71
131.1 116.4
116
270.1 255.4
-18
19.3 4.6
27
56.1 41.4
72
133.4 118.7
117
274.1 259.4
-41
65
-17
19.8 5.1
28
57.3 42.6
73
135.7 121.0
118
278.2 263.5
-16
20.3 5.6
29
58.5 43.8
74
138.1 123.4
119
282.3 267.6
-15
20.9 6.2
30
59.7 45.0
75
140.5 125.8
120
286.4 271.7
ANEXO 4. Tabla de la Relación de Temperatura y Presión del Freón-22
Temperatura
°F
-50
-48
-46
-44
-42
-40
-38
-36
-34
-32
-30
-28
-26
-24
-22
-20
Presión
(psig)
6,1
4,8
3,4
2,7
2
0,5
1,3
2,2
3
3,9
4,8
5,8
6,9
7,9
9
10,1
Temperatura
°F
-18
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Presión
(psig)
11,3
12,6
13,8
15,1
16,4
17,9
19,4
20,9
22,4
23,9
25,6
27,4
29,1
30,9
32,7
34,7
36,8
Temperatura
°F
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
Presión
(psig)
38,8
40,9
43
45,3
47,7
50
52,4
54,8
57,5
60,2
63
65,7
68,5
71,6
74,7
77,8
80,9
66
50
52
54
56
58
60
62
64
66
68
70
72
74
76
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
84
87,5
91
94,5
98
101,6
105,5
109,5
113,4
117,4
121,4
125,8
130,2
134,7
139,1
143,6
148,5
153,5
158,4
163,4
168,4
173,9
179,4
184,9
190,4
195,9
201,9
104
106
108
110
112
114
116
118
120
122
124
126
128
130
132
134
136
138
140
142
144
146
148
150
208
214,1
220,2
226,3
233
239,7
246,4
253,1
259,9
267,2
274,6
282
289,4
296,8
304,8
312,9
321
329,1
337,2
346
354,9
363,7
372,6
381,5
67