IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA SCADA PARA EL CONTROL Y MANEJO DE LA LINEA DEL POLIDUCTO SANTA CRUZ - CAMIRI

DEDICATORIA I AGRADECIMIENTOS II RESUMEN III ÍNDICE DE CONTENIDO IV ÍNDICE DE FIGURAS VIII ÍNDICE DE TABLAS IX CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN 1 1.1 ANTECEDENTES 1 1.1.1 Planteamiento del Problema 2 1.2 OBJETIVOS 3 1.2.1 Objetivo General 3 1.2.2 Objetivos Específicos 3 1.3 JUSTIFICACIÓN 3 1.3.1 Justificación Práctica 3 1.3.2 Justificación Teórica 3 1.4 METODOLOGÍA 4 1.4.1 Técnicas de Investigación 4 1.4.2 Instrumentos de Investigación 4 2 CAPÍTULO II: DESARROLLO 5 2.1 MARCO TEÓRICO (CONCEPTUAL Y CONTEXTUAL) 5 2.1.1 Marco Conceptual 5 2.1.1.1 Poliducto 5 2.1.1.1.1 Tipos de Poliductos 5 2.1.1.1.2 Estaciones de Bombeo 6 2.1.1.1.3 Factores principales que causan la perdida de presión 7 2.1.1.1.4 Variables de Operación en el Poliducto 7 2.1.1.2 Sistemas de automatización 8 2.1.1.3 Niveles De Automatización 8 2.1.1.3.1 Nivel 1 elemental proceso o producción 9 2.1.1.3.2 Nivel 2 controlador Lógico Programable (PLC) 9 2.1.1.3.3 Nivel 3 Intermedio Supervisión 10 2.1.1.3.4 Nivel 4 Superior Planificación 12 2.1.1.3.5 Nivel 5 (CIM) Manufactura y Gestión Empresarial 13 2.1.1.3.6 Metas de la Automatización Industrial 18 2.1.1.3.7 Sistemas de Comunicación Industrial 18 2.1.1.3.8 Supervisión de Procesos Industriales 19 2.1.1.4 Sistema SCADA 20 2.1.1.4.1 Tipos de Sistemas SCADA 20 2.1.1.4.2 Componentes de un Sistema SCADA 21 2.1.1.4.3 Prestaciones del Sistema SCADA 22 2.1.2 Marco Contextual 24 2.1.2.1 Descripción del Poliducto Santa Cruz – Camiri PCSZ-1 24 2.1.2.2 Descripción y Ubicación de la Estación Cabecera 25 2.1.2.3 Estaciones de bombeo en el PCSZ-1 26 2.1.2.3.1 Estación Terminal Chorety 26 2.1.2.4 Datos de Construcción 27 2.1.2.5 Dimensiones 27 2.1.2.6 Material 27 2.1.2.7 Presión de Diseño y Operación 28 2.1.2.8 Accesorios Instalados en el Poliducto 29 2.1.2.9 Productos transportados 31 2.1.2.10 Descripción y Operación de Equipos Principales 31 2.1.2.11 Operación De Medición, Regulación Y Control 32 2.1.2.12 Las instalaciones de la Estación Bombeo Santa Cruz 33 2.2 INFORMACIÓN Y DATOS OBTENIDOS 34 2.2.1 Selección de un Sistema SCADA 34 2.2.2 Implementación del Sistema SCADA 36 2.2.2.1 Implementación e Instalación de SKID de Medición en el PCSZ-1 37 2.2.2.2 Sistema SCADA para Control del PCSZ-1 Arquitectura de Comunicación 38 2.2.3 Aplicaciones con la Implementación del Sistema SCADA 40 2.2.4 Impacto de las Operaciones con el Sistema SCADA 40 2.2.5 Rapidez en el Cambio de la Demanda 41 2.2.6 Trabajar con los Recursos Óptimos 41 2.2.7 Determinación de nuevas Maquinarias y Equipos 42 2.2.8 Toma de Decisiones en Tiempo Real 42 2.2.9 Herramientas Para la Toma de Decisiones 42 2.3 ANALISIS Y DISCUSION 44 2.3.1 Analizar la inversión Necesaria para la Implementación del Sistema SCADA 44 2.3.1.1 Costo de materiales 44 2.3.1.2 Costo de Ingeniería 45 2.3.1.3 Costo Total del Proyecto 46 2.3.1.4 Costo Total Del Sistema SCADA Con MES Integrado 47 2.3.2 Manejo de la información SCADA 47 2.3.3 Alarmas 48 2.3.4 Las características más importantes del sistema SCADA 48 CAPÍTULO III: CONCLUSIONES 49 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 50 ANEXOS 52 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Tendido de la Línea PCSZ-1 5 Figura 2: Bombas en la Estación de Bombeo 7 Figura 3: Pirámide de la Automatización Industrial 8 Figura 4: Interruptor Mecánico De Seguridad 9 Figura 5: Secuenciador siemens (PLC) 9 Figura 6: Pantallas HMI 10 Figura 7: Controlador Lógico Programable MODULAR 11 Figura 8: Controlador Lógico Programable COMPACTO 11 Figura 9: computadora con sistema HMI/SCADA 12 Figura 10: control automático programable (PAC) 13 Figura 11: Jerarquía De Control En Un Ambiente De (CIM) 14 Figura 12: Visualización de software SCADA 19 Figura 13: Tipos de Sistemas SCADA 20 Figura 14: componentes de un sistema SCADA 21 Figura 15: Ubicación y Vista PCSZ-1 24 Figura 16: Ubicación de la Estación Santa Cruz 25 Figura 17: Vista Preliminar Estación Chorety 26 Figura 18: Esquema Básico del sistema de medición SCADA 38 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Jerarquía de Niveles con Manufactura Integrada por Computadora (CIM ). 17 Tabla 2: Tipos de Sistemas SCADA más conocidos 21 Tabla 3: Dimensiones del PCSZ-1 27 Tabla 4: Características Técnicas de Construcción. 28 Tabla 5: Presión de Diseño y Operación del poliducto PCSZ-1 28 Tabla 6: Tipo y Ubicación de Válvulas en el PCSZ-1 29 Tabla 7: Propiedades de los Productos Transportados 31 Tabla 8: Características y Especificaciones Técnicas de las Unidades de Bombeo 31 Tabla 9: Las instalaciones de la Estación Bombeo Santa Cruz 33 Tabla 10: Tabla Comparativa entre Sistemas SCADA. 35 Tabla 11: Características Técnicas del Caudalímetro “Coriolis” 38 Tabla 12: Costo de los Materiales a utilizar 44 Tabla 13: Costos de Ingeniería 46 Tabla 14: Costo Total Implementación SCADA 46 Tabla 15: Implementación de Sistema SCADA con MES 47

El Poliducto Santa Cruz - Camiri, PCSZ-1, tiene por finalidad abastecer de combustibles a la ciudad de Camiri, así mismo se constituye en ducto en tránsito ya que alimenta a los poliductos del PCS, PSP y PVT, para el suministro de combustibles a ciudades importantes de la Región Sur de Bolivia: Sucre, Potosí y Tarija. La tecnología de las unidades de bombeo existentes, las cuales han sido diseñados para el transporte de petróleo, no reúne las condiciones mínimas de seguridad por los productos que hoy en día se transportan: el sistema actual de control no puede detectar cualquier fuga de inmediato, ya que el gas licuado de petróleo genera una atmosfera explosiva, atentando con la seguridad e integridad de las personas, operadores, comunarios, medio ambiente e imagen de corporativa de YPFB transporte S.A. El presente trabajo se enfoca en la importancia de los sistemas de supervisión, control y adquisición de datos, conocidos como SCADA, con un aspecto fundamental de la automatización de los procesos en la industria actual. Se destacan aspectos técnicos y funcionales de la implementación de sistemas SCADA, que le permiten al ser humano interactuar con los procesos en los diferentes tipos de industrias sin necesidad de asumir riesgos en la planta, ya que facilitan el control y toma de decisiones de manera remota desde una cabina de mando. Este tipo de software constituye un avance de gran impacto en la automatización industrial, ya que permite ilustrar gráficamente los procesos operativos en pantalla y crear alarmas y advertencias en tiempo real, para el manejo confiado y pleno del proceso que se desea controlar. Es por eso que el presente trabajo ve como una estrategia óptima la implementación del sistema SCADA, de acorde a las necesidades de la línea de poliducto.