INTRODUCCION Demanda mundial de Energía
OBJETIVO PRINCIPAL *Desarrollar los componentes básicos de
la instrumentación virtual, (hardware y software necesario
para mostrar los datos por computador). Monitoreando el
comportamiento en condiciones de trabajo de varias variables
utilizadas en las torres de perforación petroleras.
OBJETIVOS SECUNDARIOS .Acoplar los diferentes sensores que
estarían en el taladro petrolero, bien sea a nivel
óptico, mecánico o eléctrico. *Optimizar los
diseños de los diferentes bloques del prototipo en cuanto
a minimizar la cantidad de componentes, soporte y calidad para su
correcto trabajo en condiciones resistentes e independientes a
factores climáticos. OBJETIVOS
.Implementar los diferentes tipos y protocolos de
comunicación entre microcontroladores (I2C, USB) bien sea
para la comunicación y transmisión de datos entre
ellos o hacia el ordenador; creando una red de dispositivos
configurable y administrable *Desarrollar el software necesario
para recibir datos de la tarjeta y así lograr la
instrumentación virtual. .Documentar el proyecto con miras
de ser soporte para el grupo de investigación INTEGRA en
desarrollo de instrumentos virtuales de este tipo.
OBJETIVOS
*Falta de innovación tecnológica para
Instrumentación Petrolera. .Extremados costos para estos
dispositivos (Petron Importados) *Cantidad superior de taladros
antiguos y déficit de sistemas de control y monitoreo de
datos para ellos.(ECOPETROL Carta Petrolera) .Poca disponibilidad
de instrumentación virtual para este fin. *Riesgo
Industrial por errores humanos o de instrumentos obsoletos.
JUSTIFICACIÓN
Inducción: De lo Particular a lo General WELL LOG – MUD
LOGGING – MWD* (Up) – LWD (Down) FUENTES:
API(2005),SCHUMBERGER(2006),ROBERTS(1989),PERSON(1982)
INSTRUMENTACION PETROLERA(DOWNHOLE LOGS)
COMUNICACION 4 – 20—- LAZOS DE CORRIENTE
OPTOACOPLADORES Aislamiento Sensores Análogos / Digitales
Se utiliza tanto para proteger las Entradas análogas como
digitales, debido a que los instrumentos industriales normalmente
se alimentan con voltajes de 12 a 24V. Necesario ya que hay
aparatos que utilizan el lazo de corriente, que son inductivos
que al encenderse pueden causar una especie de corto circuito que
puede perjudicar al sistema en general.
PSOC ¿Se nota la diferencia? Nuevo paradigma de
programación Microcontroladores de señal mixta
Programación Tradicional (en C) + Bloques
Gráficos
COMUNICACIONES I2C
INSTRUMENTACIÓN… TRADICIONAL vs VIRTUAL Fuente:
Calderón J. (1998) Instrumentación Virtual.
Universidad de los Andes INSTRUMENTACION VIRTUAL
“Todos para uno y uno para todos”…
¿Todo para todo? FUENTES: NATIONAL INSTRUMENTS
INSTRUMENTACION VIRTUAL (LABVIEW)
DIAGRAMA DE BLOQUES PC PC LABVIEW USB MAESTRO Esclavo 1 Esclavo 1
Esclavo 1 Esclavo 1 I2C Esclavo N: 4 Lazos de Corriente 2
Tacometros 2 Contadores Up/Down
Resolución: 19,53 mV/Bit TACOMETRO
Circunferencia=¶*diámetro=C Encoding arc=
((360º)*(Dist. Encoding))/C No. Pulsos-Vuelta=
360º/Encoding arc RPM= (Pulsos/No. Pulsos-Vuelta)*60
CONTADOR UP / DOWN SENSORES DIGITALES TIMER 16 CNT 8
Resolución: 19,53 mV/Bit… Aumentar la
resolución hasta 0,305mV/Bit… TACOMETRO CONTADOR UP
/ DOWN Glitches… Vibración del taladro Norma ISO
2041. Error Solucionado: Se soluciona con Conteo de Pulsos
Ascendentes y descendentes, Diferente de la AN 2234…
Captura mediante “clock” contador (Solo Pulsos
ascendentes…) ERRORES EN SENSORES DIGITALES Error
Solucionado: Ventana de 10 Seg…. Medir periodo del
pulso
SENSORES ANALOGOS A fin de que las entradas al PSoC estuvieran
opto acopladas se realizaron las siguientes etapas en el circuito
receptor: Amp. de transrresistencia Sumador Opto acoplador
LABVIEW + PSOC Flexibilidad “Ilimitada” ¡Todo
para todo!
ACOPLAMIENTO MECANICO
INTERCOMUNICACION.. Lazo de Corriente (4 – 20 mA) I2C (400
Kb) RS 232(38,4Kb) USB CDC (38,4K- 1,2Mb)
DOCUMENTACION DEL PROYECTO
http://www.instrumentaciongz.wikispaces.com
OPTIMIZACION / TEMPERATURA
SOFTWARE Requisitos del Computador: Sistema Operativo Windows XP
Service Pack 3 Antivirus Actualizado (Avira Antivirus) Memoria
RAM: 512Mb Procesador: Pentium IV 2,4 Ghz. V.1.0 V.2.0 Petrocom
GZ
Se puede competir en un futuro en Instrumentos MWD/LWD. El
microcontrolador PsoC es excelente para adquirir los datos (2 o
mas contadores, múltiples comunicaciones, etc). No es
necesario realizar comunicación USB de tipo BULK ya que es
mas fácil hacer full duplex con una comunicación
USB CDC. Las torres de perforación petrolera son
excelentes para modelar diferentes datos con una sola
aplicación Combinación PsoC + Labview mas flexible
barata y facil de actualizar que instrumentación
tradicional. CONCLUSIONES
Este fue un primer paso hacia el nuevo paradigma de
instrumentación virtual dinámica, barata y de
innovación para taladros petroleros…
Vinculación REAL universidad – empresa
Implementación no solo de datos MWD sino además
Mudlogging y LWD. Aplicación en una torre petrolera real.
Exportar datos en HTML. Control y Automatización de Torre
Petrolera, Geotérmica o similar TRABAJO FUTURO
NORMAS ISO/TC 67/SC 6: Materiales, Equipamiento y Estructuras
para Empresas petroleras. Equipo de Sistemas y Procesamiento
NORMA NTC – OHSA 18001, NTC 2041, NTC 8094 INFOGRAFIA [1]
AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE (API), “Specification for
Rotary Drilling Equipment (SPEC 7)”.Washington D.C. EEUU
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Creus Sole, Antonio, “Instrumentación
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Plaza Prada, Ricardo; “Instrumentación Industrial:
Sistema de Medición y Control Automático, curso
general”; México, 1990. REFERENCIAS