Diseno-del-sistema-digital-de-paro-por-emergencia-en-el-Centro-de-Procesos-Akal-C

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE 
MÉXICO 
 
FACULTADO DE ESTUDIOS SUPERIORES 
 ARAGÓN 
i 
 
 
DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO 
POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE 
PROCESOS AKAL-C 
 
T E S I S 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: 
INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA 
P R E S E N T A N: 
AURORA ANGÉLICA ZAMUDIO DELGADO 
ULISES CORONA ESPINOZA 
 
 
ASESOR: 
ING. ELEAZAR MARGARITO PINEDA DÍAZ 
 
 
 
 
MÉXICO 2013 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
 
 
ii 
 
 
 
 
 
 
JURADO ASIGNADO: 
 PRESIDENTE: ING. ELEAZAR MARGARITO PINEDA DÍAZ 
 VOCAL: ING. MARTÍN MELÉNDEZ ÁLVAREZ 
 SECRETARIO: ING ESTEBAN ARELLANO RIVERA 
 SUPLENTE: ING. RAMÓN PATIÑO RODRÍGUEZ 
 SUPLENTE: DR. ISMAEL DÍAZ RANGEL 
 
 
 
iii 
AGRADECIMIENTOS: 
Gracias a Dios que por amor me dio la vida y dejar que lo encontrara en este 
plano en cada una de las cosas que el creo. 
Dedico esta tesis a los hombres de mi vida: A mi padre Leodegario Zamudio, 
que aunque tuvo poca fe en mi nunca perdió la esperanza. A mi esposo 
Ulises Corona que siempre ha creído en mi. A mis hijos Osmar Corona que 
espero ser el punto de partida para que el vuele más alto. A Gustavo y 
Norberto Solano para que no pierdan el rumbo. Y en especial a esa estrella 
que Dios me mandó para que alumbre mi camino Ulisitos. A mi hija que es el 
tesoro más grande que Dios me dio, mi nena Isis Corona. 
Y gracias mamá porque por ti soy lo que soy. 
Aurora Angélica Zamudio 
 
Primeramente a Dios por darme la vida y salud en mi vida e iluminar mi 
entendimiento. A mis padres, Francisco Corona y María de Jesús Espinosa, 
por su cariño y apoyo incondicional en toda mi vida. A mis hermanos, Julio 
César Corona y Arturo Corona, por compartir la vida y alegría conmigo. A mi 
esposa, Angélica Zamudio, y mis hijos, Osmar Naim Corona, Isis Abigail 
Corona y Ulises Corona, por estar a mi lado y sustentar mis sueños con su 
amor. A todos muchas gracias. 
Ulises Corona Espinoza. 
 
 
 
 
 
 
iv 
 
ÍNDICE 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA E N EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
INTRODUCCIÓN. ........................................................................................................................................................... 1 
OBJETIVO...................................................................................................................................................................... 2 
RESUMEN CAPÍTULO 1. GENERALIDADES .................................................................................................................................. 2 
RESUMEN CAPÍTULO 2. DESCRIPCIÓN DE COMPONENTES (HARDWARE Y SOFTWARE) DEL SISTEMA .................................................... 2 
RESUMEN CAPÍTULO 3. DESARROLLO DEL SISTEMA DIGITAL (INGENIERÍA) ........................................................................................ 2 
1GENERALIDADES ......................................................................................................................................................... 3 
1.1 SISTEMA DE CONTROL DISTRIBUIDO ................................................................................................................................... 3 
1.2 CONTROL LÓGICO PROGRAMABLE (PLC) ............................................................................................................................. 4 
1.3 IHM (INTERFAZ HUMANO MÁQUINA) ............................................................................................................................... 5 
1.4 REQUERIMIENTOS Y ALCANCES DEL SISTEMA. ...................................................................................................................... 5 
1.4.1 Ubicación física del lugar de instalación ............................................................................................................................ 5 
1.4.2 Requerimientos del sistema .............................................................................................................................................. 8 
1.4.2.1 Introducción ................................................................................................................................................................ 8 
1.4.2.2 Necesidades del Usuario. ............................................................................................................................................. 9 
1.5 VÁLVULAS DE CORTE (SDV) ........................................................................................................................................... 27 
1.6 TRANSMISORES ........................................................................................................................................................... 30 
1.6.1 Transmisores de Presión .................................................................................................................................................. 30 
1.6.2 Transmisores de Nivel ..................................................................................................................................................... 30 
1.7 INTERRUPTORES DE ALTA / BAJA PRESIÓN .......................................................................................................................... 31 
1.8 TABLEROS DE CONTROL LOCAL ........................................................................................................................................ 32 
1.9 ESTACIONES MANUALES DE PARO (CIRCUITOS SUPERVISADOS) ............................................................................................... 33 
2 DESCRIPCIÓN DE COMPONENTES (HARDWARE Y SOFTWARE) DEL SISTEMA ......................................................... 35 
2.1 HARDWARE. ............................................................................................................................................................... 35 
2.1.1 Controlador ..................................................................................................................................................................... 35 
2.1.1.3 Características del sistema TRICON ........................................................................................................................... 36 
2.1.1.4 Especificaciones ambientales .................................................................................................................................... 39 
2.1.1.5 Principio de operación ............................................................................................................................................... 40 
2.1.1.6 Chasis ......................................................................................................................................................................... 41 
2.1.1.7 Módulos de energía ................................................................................................................................................... 41 
2.1.1.8 Procesadores principales ........................................................................................................................................... 42 
2.1.1.9 Módulos de entrada y salida......................................................................................................................................43 
2.1.1.10 Módulos de entradas ........................................................................................................................................... 44 
2.1.1.11 Salidas digitales .................................................................................................................................................... 45 
2.1.1.12 Salidas de relevador ............................................................................................................................................. 46 
2.1.1.13 Módulos de entradas analógicas .......................................................................................................................... 47 
2.1.1.14 Módulos de comunicaciones ................................................................................................................................ 48 
2.1.2 Sistemas de fuerza ininterrumpible (UPS) ....................................................................................................................... 48 
2.2 SOFTWARE. ................................................................................................................................................................ 49 
2.2.1 El programa TRISTATION 1131™ ..................................................................................................................................... 49 
2.2.2 EL PROGRAMA INTOUCH ................................................................................................................................................. 50 
3 DESARROLLO DEL SISTEMA DIGITAL (INGENIERÍA) ................................................................................................ 53 
3.1 INGENIERÍA BÁSICA ...................................................................................................................................................... 53 
3.1.1 Esquema básico del Sistema ............................................................................................................................................ 53 
3.1.2 Diagramas de conexión de los cables .............................................................................................................................. 58 
3.1.2.15 Generales ............................................................................................................................................................. 59 
3.1.2.16 Particulares .......................................................................................................................................................... 62 
3.1.3 Componentes a controlar para el paro de emergencia ................................................................................................... 63 
3.1.3.17 Componentes en el nivel 15.850 .......................................................................................................................... 65 
 
 
 
 
 
 
v 
 
ÍNDICE 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA E N EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
3.1.3.18 Componentes en el nivel 33.493 y 35.766 ........................................................................................................... 66 
3.1.3.19 Componentes en el nivel 24.063 .......................................................................................................................... 67 
3.1.4 Cargas para UPS .............................................................................................................................................................. 68 
3.1.5 Gabinetes ........................................................................................................................................................................ 70 
3.1.6 Cableado de alimentación en los gabinetes .................................................................................................................... 78 
3.2 INGENIERÍA DE DETALLE ................................................................................................................................................ 85 
3.2.1 Comunicaciones del complejo AKAL-C ............................................................................................................................. 85 
3.2.2 Base de datos .................................................................................................................................................................. 86 
3.2.3 Filosofía de Operación ................................................................................................................................................... 129 
3.2.3.1 Objetivo ................................................................................................................................................................... 129 
3.2.3.2 Criterios de Operación para el Sistema de Paro Por Emergencia (PPE) ................................................................... 129 
3.2.3.3 Definiciones Aplicables a la Filosofía de Operación ................................................................................................. 130 
3.2.3.4 Elementos del Sistema de Paro Por Emergencia CA-AC-1 ....................................................................................... 130 
3.2.4 Secuencia automática de paro por emergencia ............................................................................................................ 133 
3.2.4.1 Paro total. ................................................................................................................................................................ 133 
3.2.4.2 Operación independiente de válvulas en líneas de proceso .................................................................................... 136 
3.2.4.2.1 Restablecimiento del sistema de paro por emergencia de la plataforma de compresión CA-AC-1. ............. 136 
3.2.4.3 Operación Manual de las Válvulas de Corte (SDV) del Sistema de PPE ................................................................... 138 
3.2.4.4 Pruebas Parciales a las Válvulas de Corte del Sistema de PPE ................................................................................. 138 
3.2.4.5 Deshabilitar las válvulas de corte y de desfogue del sistema PPE. .......................................................................... 141 
3.2.4.6 Deshabilitar los transmisores del sistema PPE ......................................................................................................... 141 
3.2.4.6.1 Des habilitación de los transmisores por medio de la IHM........................................................................... 141 
3.2.4.6.2 Des habilitación de los transmisores por medio de los selectores ............................................................... 142 
3.2.4.7 Deshabilitar los botones del sistema paro por emergencia ..................................................................................... 142 
3.2.4.7.1 Des habilitación de los botones de paro por emergencia por medio de la IHM ........................................... 142 
3.2.4.7.2 Des habilitación de los botones de paro por emergencia por medio de los selectores ................................ 143 
3.2.5 Escenarios de producción .............................................................................................................................................. 143 
3.2.5.1 Escenario de producción No 1 (Todos los equipos en operación). .......................................................................... 143 
3.2.5.2 Escenario de producción No 2 (Baterías de aceite ligero y pesado operando, primera etapa fuera de operación) 146 
3.2.5.3 Escenario de producción No 3 (Batería de ligero operando, pesado fuera de operación y llegada de Akal-DB como 
aceite separado) .......................................................................................................................................................................148 
3.2.6 Diagramas de conexión para las componentes de campo (Diagramas de lazo) ............................................................ 150 
3.2.6.1 Válvula con trasmisores ........................................................................................................................................... 150 
3.2.6.2 Válvula sin transmisores .......................................................................................................................................... 153 
3.2.6.3 PLC Turbinas ............................................................................................................................................................ 155 
3.2.6.4 Botón de paro por emergencia ................................................................................................................................ 157 
3.2.6.5 Señal Sistema Contra incendio ................................................................................................................................ 159 
3.2.7 Programación del TRICON (Diagramas Lógicos) ............................................................................................................ 161 
3.2.7.6 Diagrama lógico para control de válvulas ................................................................................................................ 161 
3.2.7.7 Diagrama de lógico botones de paro de emergencia .............................................................................................. 162 
3.2.7.8 Diagrama de lógico de secuencia de paro entre plataformas. ................................................................................. 165 
3.2.7.9 Diagrama de lógico de diagnostico de falla en válvulas ........................................................................................... 166 
3.2.7.10 Diagrama de lógico de diagnostico de falla en TRICON ...................................................................................... 167 
3.2.7.11 Diagrama de lógico comparación de lectura de presión .................................................................................... 167 
3.2.7.12 Diagrama lógico de secuencia de paro por escenario de producción ................................................................ 176 
3.2.8 Desplegados Gráficos .................................................................................................................................................... 179 
3.2.8.13 Pantallas generales para la plataforma CAAC1 .................................................................................................. 180 
3.2.8.14 Desplegado de detalle de Válvula ...................................................................................................................... 183 
3.2.8.15 Desplegado de mantenimiento de válvula ......................................................................................................... 184 
3.2.8.16 Desplegado de prueba parcial. ........................................................................................................................... 184 
 
 
 
 
 
 
vi 
 
ÍNDICE 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA E N EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
3.2.8.17 Desplegado de prueba de tablero de control local ............................................................................................ 185 
3.2.8.18 Desplegado de alarmas configuradas para transmisores ................................................................................... 186 
3.2.8.19 Desplegado de Tendencia real ........................................................................................................................... 187 
3.2.8.20 Desplegado para cambio de escenario............................................................................................................... 187 
3.2.8.21 Desplegado de botones de paro de emergencia ................................................................................................ 188 
3.2.8.22 Desplegado de tendencias históricas ................................................................................................................. 189 
3.2.8.23 Desplegado Diagnostico del TRICON .................................................................................................................. 190 
CONCLUSIONES ........................................................................................................................................................ 192 
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................................................... 195 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 
INTRODUCCIÓN 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL -C”. 
INTRODUCCIÓN. 
La industria moderna ha debido atravesar un proceso de crecimiento que siempre ha estado acompañado del 
aprendizaje de los errores, debido a la necesidad humana de crear nuevos procesos y alternativas de 
desarrollo adecuadas. Dentro de este proceso de desarrollo, uno de los principales ejes ha sido la 
modernización de los controles de variables básicas con el fin de crear sistemas confiables que garanticen el 
bienestar de las propiedades y la vida de los trabajadores. 
De esta forma, la ISA (Sociedad de Instrumentistas de América), desarrolló la norma ISA-S84.01, en la que 
define un sistema instrumentado de seguridad, el ciclo de vida de la seguridad y algunos parámetros de 
diseño; por otro lado, la IEC (Comisión Electrotécnica Internacional), creó el estándar IEC-61508, en el cual 
define parámetros funcionales de seguridad de sistemas eléctricos y electrónicos, ambos estándares aún 
cuando presentan diferencias de forma y de fondo, tienen un fin común, establecer un parámetro sobre la 
confiabilidad de los sistemas de seguridad para plantas de proceso. 
Existen importantes razones por las cuales es necesario implementar dentro de las industrias con procesos de 
alto riesgo, sistemas instrumentados de seguridad (SIS) para protección de vidas, instalaciones y ambiente, sin 
que estos sistemas tengan que afectar al proceso de producción bajo condiciones normales de operación. 
Un Sistema Instrumentado de Seguridad es un sistema de control que consta de sensores para monitoreo 
continuo de las variables un proceso industrial , uno o más controladores (o solucionadores de lógica) 
diseñado para aplicaciones de seguridad y elementos finales de control que serán los equipos o elementos de 
proceso en que se reflejará la acción del sistema de seguridad, y que funcionan en conjunto para detectar y 
prevenir óptimamente los efectos de un evento peligroso o una perturbación predeterminada; o bien para 
mitigar las consecuencias de que dicho evento ocurriese. 
Los Sistemas Instrumentados de Seguridad son muy importantes en la administración de riesgos debido a que 
reducen o evitan las consecuencias de los peligros al personal, al ambiente e instalaciones. Los riesgos deben 
prevenirse como un objetivo inicial del diseño y deben ser mitigados para reducir el riesgo al personal. Por lo 
tanto, los Sistemas Instrumentados de Seguridad cumplen una función primordial evitando los eventos de 
riesgo o minimizando la severidad de las consecuencias al personal, medio ambiente e instalaciones. 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
INTRODUCCIÓN 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL -C”. 
OBJETIVO 
Con el desarrollo del presente trabajo se pretende compartir el conocimiento y la experiencia adquirida 
durante el proceso de desarrollo de todos y cada uno de los documentos, planos y especificaciones necesarios 
(ingeniería) para el diseño de un sistema de control encaminado a la seguridad y protección del personaly el 
proceso de una planta industrial de alto riesgo. Pretendiendo así no atiborrar de información, que a simple 
vista pueda resultar confusa, sino sentar un precedente que pueda ser un punto más de referencia de las 
tantas opciones que existen para la aplicación de los conocimientos adquiridos durante el tiempo que se 
cursa las asignaturas correspondientes a la carrera de Ingeniería Mecánica Eléctrica. 
RESUMEN CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 
Este capítulo contiene la información necesaria que el lector deberá conocer para lograr una comprensión 
más amplia del capítulo 2 y 3. Así mismo también se incluye información general sobre el lugar donde se hará 
el diseño del sistema, los requisitos y características mínimas solicitadas, así como una descripción de los 
componentes y elementos empleados como parte externa del sistema. 
RESUMEN CAPÍTULO 2. DESCRIPCIÓN DE COMPONENTES (HARDWARE Y SOFTWARE) DEL SISTEMA 
En el caso específico del presente trabajo, la elección del equipo que se empleó para el diseño del sistema se 
debió a la alianza comercial que se tenía con la compañía Invensys, dueña de dicho equipo (hardware y 
software), por lo que en este capítulo se realiza una descripción general de las funciones que desempeña cada 
componente, iniciando con la explicación del controlador como un dispositivo global indicando la forma en 
que opera y el tipo de tecnología que emplea. Posteriormente se presenta una descripción más a detalle así 
como principios de operación y características primordiales de cada uno de los módulos que componen al 
controlador. Finalmente se incluye una breve explicación del software que se emplea, tanto para configurar y 
programar el controlador, como para generar los gráficos para interpretación de los datos del controlador. 
RESUMEN CAPÍTULO 3. DESARROLLO DEL SISTEMA DIGITAL (INGENIERÍA) 
Todo buen desarrollo de un sistema se debe de generar con una base. En este capítulo se presenta el 
desarrollo de la ingeniería necesaria para sustentar el diseño final del sistema. Se muestran los documentos 
requeridos, paso a paso, desde el concepto general (arquitectura) hasta los puntos de detalle que se 
requieren en el sistema (diagramas de lazo, etc.). Así mismo se incluye la filosofía de control, que es la medula 
indicativa de lo que el sistema debe realizar, y en lo que se basa la configuración y programación del sistema. 
Los gráficos que integraron al sistema para facilitar la operación, también son incluidos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
GENERALIDADES 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
1 GENERALIDADES 
1.1 Sistema de control distribuido 
Para la operación de la plataforma de compresión de gas, CA-AC-1, el personal operativo cuenta con el 
“Sistema de Control Distribuido”, mediante el cual pueden realizar sus actividades de: Monitoreo de variables 
de proceso, revisión de estado de válvulas de control, etc. Por medio de este sistema, los operadores tienen 
dos opciones para trabajar: En forma automática y en forma manual. La forma de operación automática, 
permite al sistema operar mediante los parámetros de producción establecidos en forma predeterminada. En 
este modo de operación, la acción que el operador realiza es solo de monitoreo, es decir, que solo realiza una 
inspección rutinaria de los valores para verificar que todos los valores de proceso se encuentran dentro de 
condiciones de producción normales, y que no existe algún evento que requiera una acción de prevención. En 
el segundo modo, operación manual, el operador indica puntualmente los valores de proceso en los cuales el 
Sistema de Control Distribuido debe trabajar, incluso, y en caso de ser necesario, el operador puede ir 
directamente a las válvulas de control, instaladas en las líneas de proceso, y manipularlas según sea 
necesario. 
Aunque de los dos anteriores modos de operación que su Sistema de Control Distribuido les permite, el 
primer modo, modo automático, no está instalado en todas las líneas de proceso, caso contrario con respecto 
al modo de operación manual. 
En la figura 1.1, se muestran a manera de bloques, los elementos principales que conforman los SIS así como 
los elementos alternativos con que se involucra el SIS (Interfaz Humano máquina y Sistema básico de control 
de proceso). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura1.1 Elementos de un SIS. 
De acuerdo a lo anterior, la preservación de estos rangos de operación quedara a cargo del personal de 
operación y el Sistema de Control Distribuido, mientras que las acciones correspondientes para llevar la 
EL SIGUIENTE DIAGRAMA DELIMITA LOS COMPONENTES BÁSICOS DE UN 
SISTEMA INSTRUMENTADO DE SEGURIDAD: 
 
 
 
SOLUCIONADOR 
LÓGICO 
SENSORES 
ELEMENTOS 
FINALES 
LÓGICA 
INTERFAZ DEL 
USUARIO 
SISTEMA DE CONTROL 
DISTRIBUIDO 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
GENERALIDADES 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
plataforma a un estado seguro, si algún valor fuera de rangos tolerables por el equipo se presenta, son tarea 
de un Sistema Instrumentado de Seguridad. 
Entre las características de un sistema instrumentado de seguridad hay que tener presente que estos 
sistemas: 
No mejoran la producción del proceso 
No incrementan la eficiencia del proceso 
Abaten costos al reducir las pérdidas de producción. 
Su función está enfocada a Seguridad. 
1.2 Control lógico programable (PLC) 
“Un controlador lógico programable (PLC) es una máquina electrónica programable diseñada para ser 
utilizada en un entorno industrial (hostil), que utiliza una memoria programable para el almacenamiento 
interno de instrucciones orientadas al usuario, para implantar soluciones específicas tales como funciones 
lógicas, secuencias, temporizaciones, recuentos y funciones aritméticas, con el fin de controlar mediante 
entradas y salidas, digitales y analógicas diversos tipos de máquinas o procesos.” 
Hasta no hace mucho tiempo el control de procesos industriales se venía haciendo de forma cableada por 
medio de contactores y relés. Al operario que se encontraba a cargo de este tipo de instalaciones, se le exigía 
tener altos conocimientos técnicos para poder realizarlas y posteriormente mantenerlas. Además cualquier 
variación en el proceso suponía modificar físicamente gran parte de las conexiones de los montajes, siendo 
necesario para ello un gran esfuerzo técnico y un mayor desembolso económico. 
Mediante un PLC se pueden desarrollar secuencias de control, e implementar las siguientes funciones: 
retardos de tiempo, contadores, comparaciones, operaciones aritméticas, etc. 
La estructura básica de cualquier PLC es la siguiente: 
• Fuente de alimentación 
• CPU 
• Módulo de entrada 
• Módulo de salida 
• Terminal de programación 
• Periféricos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
GENERALIDADES 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
 
Figura 1.2 Estructura externa de un PLC 
Respecto a su disposición externa, los autómatas pueden contener varias de estas secciones en un mismo 
módulo o cada una de ellas separadas por diferentes módulos. 
1.3 IHM (Interfaz Humano Máquina) 
Es el equipo que se emplea para visualizar mediante desplegados gráficos en un monitor, el estado de las 
señales que recibe el controlador electrónico /lógico /programable desde campo (entradas/salidas) en 
tiempo real. Establece una comunicación sencilla entre el usuario y el sistema. Permite a ingenieros, 
supervisores, administradores y operadores visualizar e interactuar con el desarrollo de toda una aplicación a 
través de representaciones gráficas de sus procesos de producción. En sistemas productivos se cuida la forma 
de presentar al operador las órdenes obtenidas del sistema experto, debidoa que información excesiva o 
confusa dificulta la actuación en tiempo real. 
1.4 Requerimientos y Alcances del Sistema. 
1.4.1 Ubicación física del lugar de instalación 
Es en el Golfo de México, en el sureste de la república mexicana, donde se encuentran los principales pozos 
para la extracción de petróleo con que cuenta el país, en el lugar conocido como la Sonda de Campeche y 
considerado como los 2 mil 600 kilómetros cuadrados más valiosos de México por los pozos que en conjunto 
componen el campo Cantarell, cuya producción es de suma importancia económica para el país siendo, desde 
finales de los 70 a la actualidad, una zona estratégica de extracción de petróleo y gas. Además que es el 
campo petrolero más grande del país y el sexto en importancia en el mundo. 
El complejo Cantarell está constituido por los campos Nohoch, Chac, Akal, Kutz, Ixtoc, y Sihil, de los cuales 
Akal es el mayor. Cantarell fue descubierto en 1976, y desde 1979 hasta el cierre de noviembre de 2006 ha 
producido 11,492 millones de barriles de aceite y 4.691 millones de millones de pies cúbicos de gas natural. 
Módulo 
De 
Energía 
Módulo 
Entradas 
Digitales 
Módulo 
Salidas 
Digitale
s 
Módulo 
E/S 
Analógicas 
Módulo 
CPU 
220-
230 
V CA 
24V CD 
5V 
CD 
Actuadores Digitales 
(Válvulas neumáticas, 
Lámparas indicadoras.) 
Sensores analógicos 
(Termopares, potenciómetros) 
Actuadores analógicos 
(Variadores de velocidad) 
Módulos 
Especiales 
(Contaje, 
Comunicación 
PID) 
Conexión a otros controladores 
o con E/S remotas 
Conectores 
Al bus para 
Módulos 
Adicionales 
de E/S 
Unidad de 
Programación 
Portátil 
Bus 
Chasis 
Sensores Digitales 
(Interruptores, 
Sensores de prox.) 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
GENERALIDADES 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
Asimismo, un diseño de mantenimiento de presión aprobado en 1997 que incluye la inyección de 1,200 
millones de pies cúbicos diarios de nitrógeno y la perforación hasta ahora de 190 pozos, ha permitido 
incrementar su producción de aceite de 1.082 millones de barriles por día en 1996 a 2.032 millones en 2005. 
Su reserva remanente probada al 1 de enero de 2005 asciende a 6,976 millones de barriles de petróleo crudo 
equivalente, reservas que han venido siendo certificadas desde 1997. Su inversión acumulada desde el 1 de 
enero de 1997 al cierre de este año, alcanzará 180,320 de millones de pesos, habiendo obtenido una 
producción para el mismo periodo de 5,510 millones de barriles de aceite y 2.093 millones de millones de pies 
cúbicos de gas. 
En la figura 1.3 se muestra la ubicación del campo Cantarell dentro del Golfo de México. 
 
Figura 1.3 Ubicación del campo Cantarell 
Junto con Nohoch, Chac y Kutz, el yacimiento petrolífero Akal fue de los primeros que se descubrieron en la 
Sonda de Campeche. Sobresale por su mayor tamaño, pero también por concentrarse en él segmentos con 
hidrocarburos más grandes que en el resto de los yacimientos. 
Dentro de ese yacimiento se localiza Akal-C, considerado el centro de proceso más extenso del mundo situado 
costa afuera. Mide un kilómetro de largo, longitud equivalente a la suma de 10 canchas de fútbol y es el único 
en su tipo en el ámbito petrolero internacional que cuenta con una unidad de procesamiento de gas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
GENERALIDADES 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
El centro de proceso inició operaciones en 1979 y se compone por 12 plataformas: tres baterías de 
separación, una de enlace, una de perforación, una de telecomunicaciones, tres de compresión y una de 
procesamiento de gas, así como dos habitacionales, las cuales disponen de 500 camas, servicio de 
alimentación, oficinas, servicio médico y sala de recreación, además de dos helipuertos. 
Dentro de los procesos operativos, las baterías de separación se encargan de apartar el gas del petróleo 
crudo, el cual posteriormente se envía hacia la Terminal Marítima de Dos Bocas para su almacenamiento y/o 
a la de exportación de crudo de Cayo Arcas, a través de un sistema de bombeo. 
En la plataforma de enlace se reciben los hidrocarburos de las diferentes plataformas periféricas y es el punto 
de salida del petróleo crudo hacia Dos Bocas, Tabasco, y/o a la Terminal Marítima de Exportación de Crudo de 
Cayo Arcas, vía el Centro de Proceso Akal-J perteneciente al Activo Integral Cantarell. 
En la de perforación, aclara, actualmente se localizan equipos de compresión de gas así como de transporte 
de aceite crudo de exportación. El proceso inicia con una primera etapa de separación de gas del aceite 
proveniente de los pozos y a través de oleoductos y gasoductos submarinos llega a Akal-C, distribuyéndose a 
las tres baterías de producción en las cuales se realiza la segunda etapa de separación. 
El gas separado en las dos etapas es enviado a las plataformas donde se encuentran instalados los 
compresores de baja presión de succión donde se comprime y se manda, junto con el que llega de otros 
centros de proceso como Nohoch-A y Akal-B, pertenecientes al Activo Integral Cantarell, al cabezal de succión 
de los módulos de alta presión localizados en las plataformas Akal-C4, Akal-C6 y Akal-C7. El gas recibido y/o 
procesado en estas plataformas es enviado a Akal-C8 para endulza miento y a Akal-C-Perforación donde se 
tienen dos turbo compresores para inyección de gas al yacimiento. 
Producto de la compresión y enfriamiento del gas se generan condensados (gasolina natural) y agua. Los 
condensados se bombean hacia las baterías de separación, mientras que el agua amarga se trata y descarga 
en el mar, cuidando al máximo los parámetros indicados en la normatividad correspondiente. 
En la figura 1.4 se muestra una imagen del Centro de Procesos Akal-C: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
GENERALIDADES 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
 
 Figura 1.4 Vista del complejo Akal-C 
Si bien se ha descrito, el Centro de Procesos Akal-C se conforma de varias plataformas, para desarrollo del 
presente trabajo, se tomará solo una de estas plataformas donde se instalaron los sistemas de seguridad, 
siendo el caso de la plataforma de compresión de gas denominada CA-AC-1, también conocida como C4. 
1.4.2 Requerimientos del sistema 
1.4.2.1 Introducción 
Una fase muy importante dentro de la ejecución del diseño, posiblemente la más importante, es la revisión de 
los requerimientos y necesidades por parte del usuario final. Esto es debido a que una revisión lo más 
completa y detallada que sea posible, permite tener un desarrollo del diseño lo más apegado al programa de 
trabajo inicial, es decir se minimiza la necesidad de hacer ajustes y cambios durante las siguientes fases del 
diseño. Lo anterior no se limita solamente al aspecto de los equipos y componentes del sistema (hardware) 
donde una falla durante la revisión resulta en una incorrecta especificación de algún equipo, en una omisión 
de especificación de algún componente o equipo, o lo que es peor, en la especificación innecesaria de un 
equipo que no es requerido. Sino también al aspecto de configuración, dado que una interpretación errónea 
puede generar retrasos en las actividades de programación de los equipos que finalmente tiene su impacto 
más grave en el tiempo de ejecución del diseño. 
Para realizar la ya comentada revisión de las necesidades del usuario, existen, o son provistos, varios 
documentos que se emplean como base de desarrollo del diseño. De entre estos el más importante, 
técnicamente hablando, para nuestro sistema es el denominado “Anexo B-1”. Dentro de este documento 
encontraremos las especificaciones tanto generarles como particulares de las cuales se debe partirpara 
realizar el desarrollo del diseño entero. 
A continuación se presenta un extracto del Anexo B-1 que fue entregado para realizar la revisión del diseño 
que nos ocupa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
GENERALIDADES 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
1.4.2.2 Necesidades del Usuario. 
o Plataforma CA-AC-1 
o Sistema de paro de emergencia (ESD) 
o Sistema electrónico programable (PES) 
Se debe especificar, suministrar, instalar, programar/configurar, probar y poner en servicio un PES con 
arquitectura TMR en esta plataforma para el monitoreo de los elementos primarios del ESD, ejecutar la 
lógica de aplicación, actuar las válvulas de corte (SDV’s), recibir/enviar señales de/hacia los tableros 
de control de las UCP’s de los paquetes de compresión de alta presión (MTGB-733A/B/C/D) y los 
paquetes de deshidratación de gas y regeneración de trietilenglicol (TEG) y comunicarse con el DCS 
suministrado por terceros, así como con el Sistema de Gas y Fuego (F&G). El PES debe contar como 
mínimo, con los canales de E/S listados a continuación (se debe proporcionar 30% de cada tipo de 
entradas/salidas para reserva): 
• 127 canales de entradas discretas a 24 VCD con arquitectura TMR (2oo3) 
• 66 canales de entradas discretas simples a 24 VCD 
• 50 canales de salidas discretas a 24 VCD con arquitectura TMR (2oo3) 
• 130 canales de salidas discretas simples a 24 VCD 
• 46 canales de entrada analógica de 4-20 mA a 24 VCD con arquitectura TMR (2oo3) 
El PES del ESD (TMR, gabinete, chasis, fuente de alimentación, etc.) suministrado deberá cumplir las 
especificaciones indicadas en este Anexo y se instalará en el cuarto de control de la plataforma. 
Se debe informar a PEP la filosofía de la operación del Sistema de Paro de Emergencia aplicada a 
esta plataforma y realizar la matriz lógica de paro, de acuerdo con los DTI´s de proceso de la 
plataforma y el plano general 
Instrumentación de campo 
Se debe desarrollar la ingeniería, instalar, probar y poner en servicio para el sistema de ESD, así como 
suministrar la instrumentación listada en esta sección, a menos que se indique que es existente; 
además debe completar la instalación de las válvulas de corte suministradas por terceros (en esta 
sección se lista toda la instrumentación del ESD con propósitos de información y para el 
dimensionamiento del Sistema ESD). Los alcances del suministro incluyen: la ingeniería, suministro de 
materiales y accesorios necesarios para el montaje, conexión a proceso e instalación eléctrica, 
configuración y programación en el sistema, pruebas y puesta en servicio de toda la instrumentación 
que conformará el Sistema de Paro de Emergencia, así mismo, Se deberá proporcionar las partes de 
repuesto recomendadas para el arranque y dos años de operación: 
• Seis Estaciones Manuales (PB) para accionar manualmente el Paro de Emergencia General 
localizados en accesos, escaleras y embarcadero 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), una 
Válvula de Corte de 3” (SDV) con actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por 
resorte, falla segura, así como interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un 
interruptor manual (HS) y una válvula solenoide de tres vías, a instalar en la línea de gas combustible 
a turbina del compresor GB-4201A. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), una 
Válvula de Corte de 3” (SDV) con actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
GENERALIDADES 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
resorte, falla segura, así como interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un 
interruptor manual (HS) y una válvula solenoide de tres vías, a instalar en la línea de gas combustible 
a turbina del compresor GB-4201B. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), una 
Válvula de Corte de 3” (SDV) con actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por 
resorte, falla segura, así como interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un 
interruptor manual (HS) y una válvula solenoide de tres vías, a instalar en la línea de gas combustible 
a turbina del compresor GB-4201C. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), un 
actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla segura, así como 
interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS) y una 
válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 3” (SDV existente, esta válvula no aparece 
en el DTI, sin embargo será responsabilidad verificar la existencia de la misma e integrarla al sistema 
ESD), a instalar en la línea de gas combustible a turbina del compresor MTGB-73/742A. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), un 
actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla segura, así como 
interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS) y una 
válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 3” (SDV existente, esta válvula no aparece 
en el DTI, sin embargo será responsabilidad del proveedor verificar la existencia de la misma e 
integrarla al sistema ESD), a instalar en la línea de gas combustible a turbina del compresor MTGB-
73/742B. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), un 
actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla segura, así como 
interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS) y una 
válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 3” (SDV existente, esta válvula no aparece 
en el DTI, sin embargo será responsabilidad del proveedor verificar la existencia de la misma e 
integrarla al sistema ESD), a instalar en la línea de gas combustible a turbina del compresor MTGB-
73/742C. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), un 
actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla segura, así como 
interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS) y una 
válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 3” (SDV existente, esta válvula no aparece 
en el DTI, sin embargo será responsabilidad del proveedor verificar la existencia de la misma e 
integrarla al sistema ESD), a instalar en la línea de gas combustible a turbina del compresor MTGB-
73/742D. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), una 
Válvula de Corte de 2” (SDV, esta válvula no aparece en el DTI, sin embargo será responsabilidad 
del proveedor verificar la existencia de la misma e integrarla al sistema ESD), con actuador 
neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla segura, así como interruptores de 
límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS) y una válvula solenoide de 
tres vías, a instalar en la línea de gas combustible al horno BA-4701. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), una 
Válvula de Corte de 2” (SDV) con actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por 
resorte, falla segura, así como interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un 
interruptor manual (HS) y una válvula solenoide de tres vías, a instalar en la línea de gas combustible 
al horno BA-4711. 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
GENERALIDADES 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIAEN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), un 
actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla segura, así como 
interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS) y una 
válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 3” (SDV existente, esta válvula no aparece 
en el DTI, sin embargo será responsabilidad del proveedor verificar la existencia de la misma e 
integrarla al sistema ESD), a instalar en la línea de gas combustible al turbo generador TG-1. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), un 
actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla segura, así como 
interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS) y una 
válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 3” (SDV existente, esta válvula no aparece 
en el DTI, sin embargo será responsabilidad del proveedor verificar la existencia de la misma e 
integrarla al sistema ESD), a instalar en la línea de gas combustible al turbo generador TG-2. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), un 
actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla segura, así como 
interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS) y una 
válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 3” (SDV existente, esta válvula no aparece 
en el DTI, sin embargo será responsabilidad del proveedor verificar la existencia de la misma e 
integrarla al sistema ESD), a instalar en la línea de gas combustible al turbo generador TG-3. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), un 
actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla segura, así como 
interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS) y una 
válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 3” (SDV) existente, a instalar en la línea de 
salida de Glicol de la torre DA-4452. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), un 
actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla segura, así como 
interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS) y una 
válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 16” (SDV) existente, a instalar en la línea 
de entrada a la torre contactora DA-4452. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), un 
actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla segura, así como 
interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS) y una 
válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 24” (SDV) existente, a instalar en la línea 
de salida del enfriador de Glicol pobre EA-4453. 
• La integración de señales al controlador TMR de una válvula de corte de 3” (SDV) con actuador 
(existentes tanto la válvula como el actuador), a instalar en la línea de despresurización al tanque de 
desfogue FA-4102. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), una válvula 
de corte de 30” (SDV) con actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla 
segura, así como interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor 
manual (HS) y una válvula solenoide de tres vías, a instalar en la línea de gas residual del cabezal 
de succión de compresores de inyección. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), una válvula 
de corte de 36” (SDV) con actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla 
segura, así como interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
GENERALIDADES 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
manual (HS) y una válvula solenoide de tres vías, a instalar en la línea del cabezal de gas amargo de 
alta presión de Akal-B. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), una válvula 
de corte de 20” (SDV) con actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla 
segura, así como interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor 
manual (HS) y una válvula solenoide de tres vías, a instalar en la línea a/de cabezal de la entrada de 
refrigeración. 
• Un Transmisor Indicador de Presión (PIT), un indicador de presión local, manómetro (PI), una válvula 
de corte de 20” (SDV) con actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla 
segura, así como interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor 
manual (HS) y una válvula solenoide de tres vías, a instalar en la línea del cabezal de salida de 
MDEA. 
• La integración de señales al controlador TMR de un Transmisor Indicador de Presión (PIT) existente 
y de una válvula de corte de 4” (SDV) con actuador neumático de retorno por resorte (existentes 
tanto la válvula como el actuador), proporcionar dos indicadores luminosos de posición, un 
interruptor manual (HS), a instalar en la línea del cabezal de aceite del sistema de condensados en 
CA-AC-2. 
• La integración de señales al controlador TMR de un Transmisor Indicador de Presión (PIT) existente 
y de una válvula de corte de 4” (SDV) con actuador neumático de retorno por resorte (existentes 
tanto la válvula como el actuador), proporcionar dos indicadores luminosos de posición, un 
interruptor manual (HS), a instalar en la línea del tanque de desfogue FA-3006. 
• Integrar las señales de un interruptor por baja presión (PSL) y un interruptor por alta presión (PSH) 
existentes, al controlador TMR, un actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por 
resorte, falla segura, así como interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un 
interruptor manual (HS) y una válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 36” (SDV) 
existente, a instalar en el cabezal de gas de alta presión de PB-AC-3. 
• Integrar las señales de un interruptor por baja presión (PSL) y un interruptor por alta presión (PSH) 
existentes, al controlador TMR, un actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por 
resorte, falla segura, así como interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un 
interruptor manual (HS) y una válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 20” (SDV) 
existente, a instalar en la línea de gas de baja presión de PB-AC-3. 
• Tres Transmisores Indicadores de Presión (PIT’s), un indicador de presión local, manómetro (PI), la 
integración de señales al controlador TMR de una válvula de corte de 16” (SDV) con actuador 
neumático tipo pistón, de doble acción (existentes tanto la válvula como el actuador), proporcionar 
dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS), un tablero para pruebas parciales 
en línea a instalar en la línea de llegada del cabezal de gas de Akal-G. 
• Tres Transmisores Indicadores de Presión (PIT’s), un indicador de presión local, manómetro (PI), la 
integración de señales al controlador TMR de una válvula de corte de 30” (SDV) con actuador 
neumático tipo pistón, de doble acción (existentes tanto la válvula como el actuador), proporcionar 
dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS), un tablero para pruebas parciales 
en línea, a instalar en la línea de llegada del cabezal de gas amargo de Akal-B. 
• Tres Transmisores Indicadores de Presión (PIT’s), un indicador de presión local, manómetro (PI), un 
actuador neumáticotipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla segura, así como 
interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS) y una 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
GENERALIDADES 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 30” (SDV) existente, un tablero para 
pruebas parciales en línea, a instalar en la línea de llegada de gas amargo de Akal-H. 
• Tres Transmisores Indicadores de Presión (PIT’s), un indicador de presión local, manómetro (PI), un 
actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla segura, así como 
interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS) y una 
válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 8” (SDV) existente, un tablero para 
pruebas parciales en línea, a instalar en la línea del cabezal de gas de BN al cabezal de gas 
combustible. 
• Tres Transmisores Indicadores de Presión (PIT’s), un indicador de presión local, manómetro (PI), un 
actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla segura, así como 
interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS) y una 
válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 8” (SDV) existente, un tablero para 
pruebas parciales en línea, a instalar en la línea de salida del recibidor de diablos de gas combustible 
a Akal-G (HR-4421). 
• Tres Transmisores Indicadores de Presión (PIT’s), un indicador de presión local, manómetro (PI), un 
actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla segura, así como 
interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS) y una 
válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 24” (SDV) existente, un tablero para 
pruebas parciales en línea, a instalar en la línea de condensados a plataforma de enlace de Nohoch-
A. 
• Tres Transmisores Indicadores de Presión (PIT’s), un indicador de presión local, manómetro (PI), la 
integración de señales al controlador TMR de una válvula de corte de 36” (SDV) con actuador 
neumático tipo pistón, de doble acción (existentes tanto la válvula como el actuador), proporcionar 
dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS), a instalar en la línea de gas 
amargo a compresores Booster. 
• Un actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla segura, así como 
interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS) y una 
válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 6” (SDV) existente, a instalar en la línea de 
gas al DA-4400. 
• Un actuador neumático tipo pistón, de acción simple, retorno por resorte, falla segura, así como 
interruptores de límite, dos indicadores luminosos de posición, un interruptor manual (HS) y una 
válvula solenoide de tres vías, para la válvula de corte de 4” (SDV) existente, a instalar en la línea de 
salida de gas del FA-4490. 
• Unidad de programación portátil 
• Se suministrará una unidad de programación portátil para la programación/configuración del PES del 
Sistema de ESD de la plataforma. La unidad suministrada deberá cumplir con la especificación 
indicada en este Anexo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
GENERALIDADES 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
o Sistema Electrónico Programable de Paro de Emergencia 
� Alcance 
Esta especificación establece los requerimientos técnicos mínimos para la ingeniería, documentación, 
selección de equipos, adquisición, configuración, programación y funcionalidad de los Sistemas 
Electrónicos Programables (PES por sus siglas en inglés) que serán parte de los Sistemas de Paro de 
Emergencia (ESD) de las Plataformas incluidas en los alcances de este Diseño. Además, define los 
materiales y accesorios para la instalación y montaje de los equipos que lo conforman. Los 
requerimientos técnicos mínimos para las pruebas, capacitación, embarque, transportación, 
instalación, comisiona miento, puesta en servicio, operación inicial, documentación a entregar, 
garantías, refacciona miento, asistencia técnica y demás servicios solicitados en este Anexo, en la 
sección de los Sistemas de Seguridad. 
Mediante el PES se realizará el monitoreo de los transmisores de presión y nivel, la botonera de paro 
de emergencia y de la instrumentación asociada a los actuadores de las válvulas de corte (SDV) del 
ESD, se procesará la información y en caso de detectarse altas o bajas presiones y/o altos niveles en 
las líneas o equipos se actuarán las SDV’s en las líneas de alimentación a equipos y en los límites de 
batería. 
Adicionalmente, cada PES recibirá una señal de 24 VCD enviada por el PES de F&G de la plataforma 
respectiva, para que el Sistema de ESD inicie su secuencia de Paro de Emergencia y lleve al proceso 
a un estado seguro en caso que el Sistema de F&G detecte fuego y/o una mezcla de gas explosiva (en 
ambos casos dependerá de la magnitud y localización del evento). 
El PES debe intercambiar información (comunicación solo lectura) a través de canales seriales 
redundantes (RS-485) mediante protocolo modbus, con el Sistema de Control Distribuido (DCS) que 
será suministrado por terceros. 
Se debe suministrar todo el material, equipo, accesorios, gabinetes, alambrado, software, 
programación, etc., así como la capacitación y servicios necesarios para el funcionamiento completo y 
satisfactorio de los Sistemas ESD, de acuerdo a lo solicitado en esta especificación. 
� Generalidades 
Todos los equipos suministrados y la configuración de los mismos, así como los trabajos, accesorios y 
materiales necesarios deben apegarse a esta especificación y a los documentos incluidos en estas 
Bases de Concurso, de manera que al realizarse la configuración, programación, instalación, pruebas 
de aceptación y puesta en servicio, se desempeñen correctamente y de acuerdo a la especificación en 
todas las alternativas de composición, arreglo y distribución. 
Todas las propuestas sin excepción y como requerimiento indispensable deben soportarse con la 
documentación técnica y memorias de cálculo en versión original (por ejemplo: confiabilidad y 
disponibilidad requerida), así como las fuentes donde se tomaron los datos y tasas de falla según 
aplique. Esta información será necesaria para respaldar su oferta y realizar una evaluación 
satisfactoria. 
Para facilitar la evaluación de propuestas, Se debe estructurar su propuesta de manera similar a esta 
especificación. 
Se debe desarrollar la ingeniería para la instalación y puesta en servicio del Sistema ESD a 
satisfacción completa de PEP, por lo que debe recopilar y verificar todos los requisitos de diseño 
necesarios. 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
GENERALIDADES 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
El proveedor de los equipos debe tener debidamente establecida una oficina y un representante de la 
empresa en territorio mexicano y ser reconocido ampliamente en México. Debe ser capaz de prestar 
servicios técnicos en un plazo no mayor de 48 horas. 
El personal responsable para los trabajos relacionados con los PES de los Sistemas ESD debe estar 
calificado en su área de especialidad con al menos cinco años de experiencia en la puesta en marcha 
de sistemas similares. 
� Experiencia 
Se debe documentar en la cotización, su experiencia en el diseño de sistemas para instalaciones 
petroleras y en particular de Sistemas de Paro de Emergencia para instalaciones costa afuera y años 
que los sistemas han estado en operación, indicando lugar y fecha. En caso que realice una 
subcontratación debe documentar la experiencia del Subcontratista paralos sistemas ESD. 
� Comunicación con otros sistemas 
Todos los PES TMR suministrados para los Sistemas de ESD de las plataformas incluidas en este 
IPC, deben interconectarse al Sistema de Control Distribuido (DCS), el cual será proporcionado por 
terceros. 
La interconexión con el DCS se realizará mediante comunicación serial a un concentrador, la cual será 
suministrada por terceros y estará localizada en el cuarto de control de cada plataforma. 
La comunicación serial con el DCS será redundante (dos canales), para lo cual el TMR debe contar 
con dos puertos RS-485 para comunicación mediante protocolo Modbus RTU. Debe suministrarse un 
módulo de comunicación por cada canal, no se aceptarán los dos canales en un mismo módulo. 
El proveedor de este sistema será responsable de proporcionar los puertos seriales redundantes del 
TMR, coordinarse con el proveedor del SCD y proporcionar la asistencia técnica especial para el 
comisiona miento y puesta en servicio de este enlace de comunicación. El proveedor del SCD 
(GIASA/Honeywell) será quien proporcione el cableado para el enlace serial. 
Esta comunicación podrá ser sustituida previa autorización por escrito de PEP, por una comunicación 
directa con la red Ethernet del DCS de Honeywell (IPC-05) siempre que el TMR cuente con la interfaz 
apropiada y el fabricante del mismo cuente con una certificación para este tipo de enlace. 
� Alcance del suministro 
Se debe considerar en el precio unitario de cada sistema el suministro del siguiente hardware, 
software y servicios para cada sistema ESD como mínimo: 
• Fabricación, ensamble y pruebas del sistema, incluyendo hardware, software, programación, 
configuración, gabinetes, alambrado, accesorios y materiales para que el sistema cumpla con la 
funcionalidad requerida en estas Bases, estén o no incluidos en esta especificación. 
• Todos los cables de interconexión entre componentes del sistema (tarjetas de terminación de campo 
con módulos de E/S, fuentes de alimentación con tarjetas de terminación de campo, etc.) y todos los 
cables requeridos para la interconexión entre gabinete del PES (tipo marshalling) con la caja de 
interconexiones tipo EJB (donde se ubicaran las tablillas y localizada en campo). 
• Interfaces redundantes para comunicación en modbus con el DCS y para red Ethernet 
• Software para desarrollo del programa de aplicación y controlador para emular el hardware y 
software 
� Materiales prohibidos 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
GENERALIDADES 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
Se prohíbe estrictamente el uso de asbestos en cualquiera de sus formas. Esta prohibición incluye 
materiales tales como cables, conectores, cintas para sujeción, empaques, rellenos, embalajes, etc., 
aun cuando el material este encapsulado o las fibras de asbesto estén impregnadas con otro material. 
También se prohíben productos que contengan XLPE como son cubiertas de cable y aislamiento, a 
menos que su uso sea restringido al interior de los gabinetes para los casos en que no haya disponible 
un sustituto, para lo cual se debe contar con autorización previa por escrito por parte de personal 
autorizado de PEP. 
La utilización de compuestos Difeniles Policlorados en cualquier presentación está estrictamente 
prohibida. 
� Arquitectura 
Los sistemas de ESD que serán suministrados deben cumplir con la arquitectura solicitada. Donde 
cada Sistema ESD será completamente independiente de cualquier otro sistema en hardware, 
software e instrumentación de campo. 
Los ejecutores lógicos de ESD (uno por plataforma) o Sistemas Electrónicos Programables (PES) 
deben tener un diseño Triple Modular Redundante (arquitectura TMR o 2oo3), tolerantes a falla con 
degradación 3, 2, 0. La instrumentación de campo será conectada punto a punto a sus módulos de 
E/S. 
Cada TMR debe comunicase (solo lectura) con el DCS a través de puertos seriales (RS-485) 
redundantes mediante protocolo modbus RTU. Adicionalmente, cada TMR debe contar con canales 
redundantes para comunicación en red Ethernet (a futuro). 
El TMR de ESD (por plataforma) debe contar con canales de E/S para recepción/envío de señales de 
24 VCD de/hacia los paneles de control de sistemas relacionados. En caso de detección de fuego y/o 
de una mezcla explosiva por fuga de gas el TMR de F&G debe enviar una señal al PES del ESD para 
que este inicie su secuencia de Paro de Emergencia por detección de fuego y/o fuga de hidrocarburo. 
Es responsabilidad determinar mediante la revisión del HAZOP (análisis de peligros y operaciones) y/o 
del análisis de riesgo en qué casos será enviada esta señal al TMR de ESD, de acuerdo a la magnitud 
y localización del fuego o mezcla explosiva detectada (cuantos y cuales detectores están activados). 
Adicionalmente, el TMR de ESD enviará a través de un canal de salida una señal de 24 VCD a la 
Consola de Control de Pozos, para indicarle que la secuencia de Paro de Emergencia se ha iniciado. 
El intercambio de información mediante un protocolo de comunicación o el envío/recepción de señales 
discretas con otros sistemas no debe comprometer la integridad, confiabilidad y seguridad de los 
sistemas de ESD suministrados. 
Los elementos primarios en los límites de batería (llegadas/salidas) tendrán un arreglo 2oo3 y en los 
tanques, líneas de alimentación a los diferentes, equipos y/o sistemas (línea de alimentación al 
separador de producción, líneas de inyección de Gas de Bombeo Neumático a pozos, etc.), etc. 
tendrán una arquitectura 1oo1. Todos los elementos finales (SDV’s) tendrán un arreglo 1oo1. 
Las SDV’s en límites de baterías deben suministrarse con un panel para pruebas parciales 
(configurables de 5 a 50% de apertura/cierre) automáticas y/o manuales; el proveedor será 
responsable de realizar los cálculos para determinar los intervalos (en tiempo) de las pruebas parciales 
automáticas, que permitan alcanzar por lo menos un SIL-2 para los elementos finales en límites de 
baterías, los cuales debe incluir en la programación configuración del sistema. 
El Sistema ESD suministrado (por plataforma) debe cumplir con los conceptos de portabilidad, 
interoperabilidad y arquitectura abierta según el Modelo para Open Systems de la International 
Standards Organization/Open System Interconnection (ISO/OSI). Esto es, la información manejada y 
 
 
 
 
 
 
 
 
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GENERALIDADES 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
la operación de cada sistema deben estar disponibles para aplicaciones externas, permitiendo al 
sistema acoplarse a futuro a otros equipos según las necesidades de PEP. 
El sistema debe aceptar ampliaciones futuras con cambios mínimos en sus componentes (hardware) y 
configuración (software). El sistema debe suministrarse con una reserva instalada del 20% (spare) y 
tener una capacidad de crecimiento adicional en módulos de E/S de un 10% (reserva no instalada). 
El Sistema suministrado (por plataforma) debe contar con luces piloto, botones de restablecimiento e 
interruptores de bypass (derivación) montados en el gabinete del PES, los cuales servirán como 
herramientas para el monitoreo y operación del sistema, ya que no se contará con estación de 
operación en la plataforma. Sin embargo, las funciones críticas de seguridad del sistema no 
dependerán de estos dispositivos, ya que serán únicamente dispositivos auxiliares para la operación 
del mismo. 
� Disponibilidad y Probabilidad de Falla Bajo Demanda 
Debido a sus funciones el PES del ESD debe tener un Nivel de Integridad de Seguridad 3 (SIL 3) de 
acuerdo a ISA-S84.01-1996 e IEC-1508 en sus últimas versiones, proporcionando una disponibilidad 
de 99.9% A 99.99%, o superior y una probabilidad de falla bajo demanda (PFDavg) de 1x10-3 a 1x10-
4 o superior en el modo de falla peligrosa, donde la probabilidad de falla bajo demandase define 
como: 
PFD = 1 – Disponibilidad de Seguridad (Safety Availability) 
Se debe presentar la memoria de cálculo de la PFDavg, tomando en cuenta las imperfecciones del 
auto diagnóstico, incorporando la reducción de fallas de causa común, auto pruebas, y suponiendo un 
tiempo medio para reparaciones (MTTR –mean time to failure-) de ocho horas. 
El factor de Cobertura de Diagnósticos (Diagnostic Coverage –DC o DCF-) asumido para los cálculos 
debe indicarse claramente, así como el factor de fallas de causa común. Donde el DCF está definido 
como: DC=Idd/It. Donde Idd es la probabilidad de detectar fallas peligrosas (Probability of detected 
dangerous failures) e It (Probability of total dangerous failures) es la probabilidad total de fallas 
peligrosas 
Se deben establecer intervalos de pruebas manuales (Test Interval –TI-) para detectar las fallas que 
no puedan ser detectadas en línea. Se debe presentar cálculos de disponibilidad para intervalos de 
pruebas manuales de 1, 3, 6, 12, 24 y 36 meses. 
En las líneas en límites de batería, los elementos primarios deben cumplir con un SIL-3 y los 
elementos finales deben cumplir por lo menos con un SIL-2; en tanques y líneas de alimentación los 
elementos primarios y finales deben cumplir con un SIL-1. 
Se debe entregar en su cotización la memoria de cálculo de la disponibilidad, indicando claramente los 
métodos de cálculo, consideraciones tomadas, tiempo medio entre fallas (MTBF –mean time between 
failures-), MTTR, etc., tanto del TMR como de los dispositivos de campo. 
Los datos sobre tasas de fallas deben obtenerse del MIL HDBK 217 o del Oreda Offshore Reliability 
Data cuando sea posible. 
� Requerimientos de Hardware 
Para supervisar y accionar en tiempo real los dispositivos del Sistema de Paro de Emergencia se 
suministrará un Sistema Electrónico Programable (PES) con arquitectura Triple Modular Redundante, 
el cual será instalado en un gabinete en el Cuarto de Control de cada plataforma incluida en el alcance 
de este Diseño. La instrumentación será alambrada punto a punto a las tarjetas de terminación de 
campo, localizadas en el mismo gabinete. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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GENERALIDADES 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
La programación/configuración y cambio de parámetros se realizarán mediante una computadora 
portátil (lap top) o unidad de programación portátil, la cual compartirá con el TMR de F&G. El 
monitoreo de los parámetros se realizará a través de las estaciones de operación del DCS 
suministrado por el IPC-05, las cuales estarán ubicadas en los Complejos de Producción y/o en el 
Centro de Operaciones de Ciudad del Carmen, Campeche. El PES por plataforma se conformará 
básicamente por: 
• Un Ejecutor de Lógica con arquitectura Triple Modular Redundante con votación 2oo3 
• Una unidad de programación portátil (compartida con el TMR de F&G) 
• Interruptores de bypass 
• Luz de ocurrencia de una acción de protección (Paro de Emergencia) 
• Luces de estado de las válvulas en la parte frontal del gabinete 
• Botón de restablecimiento (parte frontal del gabinete) 
• Botones de Paro de Emergencia (un centro de carga) 
Las características indicadas a continuación para el hardware del PES (por plataforma) deben ser 
tomadas como mínimas y aplican para todas las partes listadas en esta sección. 
Se garantizará que todos los elementos del sistema cuenten con un 10% de capacidad no instalada 
(como mínimo) además del 20% de reserva instalada (spare) para crecimiento futuro (30% de reserva 
total). 
Los equipos electrónicos son generalmente sensibles al ruido eléctrico, por lo tanto se debe considerar 
blindaje, prácticas de buen cableado y puesta a tierra apropiada en todos los equipos que conformen 
los sistemas ESD incluyendo la instrumentación de campo. Todo el cableado de y entre gabinete del 
TMR (tipo marshalling) y la caja de interconexiones tipo EJB (donde se ubicaran las tablillas y 
localizada en campo) será responsabilidad del proveedor. 
Se debe garantizar que todo el equipo eléctrico y electrónico que suministre, opere satisfactoriamente 
tanto en forma independiente como en conjunto con cualquier otro equipo que sea situado en las 
proximidades. Esto requiere que la operación del equipo no se vea afectada en forma negativa por las 
emisiones electromagnéticas (EMI) y de radiofrecuencia (RFI) producidas por fuentes externas; 
también se requiere que el equipo no sea en sí mismo una fuente de interferencias, la cual pueda 
afectar la operación de otros equipos. Cada equipo suministrado debe contar con esta garantía. 
Los PES deben tener la capacidad de funcionar con mantenimiento mínimo y este debe efectuarse en 
línea. 
Será responsabilidad todo el cableado adicional a lo considerado en la ingeniería de y entre gabinetes, 
tarjetas de terminación de campo y módulos de E/S e instrumentación del ESD. De manera que se 
asegure la funcionalidad requerida en esta especificación y en las normas listadas anteriormente. 
� Ejecutor de lógica con arquitectura triple modular redundante 
En esta sección se establecen los requerimientos técnicos mínimos para el ejecutor de lógica (logic 
solver) o PES que será parte del Sistema de Paro de Emergencia (por plataforma), el cual debe ser de 
arquitectura triple modular redundante (TMR) con esquema de votación 2oo3, tolerante a fallas y 
degradación 3, 2, 0. 
El ejecutor de lógica TMR debe estar certificado por la Technischer Überwachungs Verein (TÜV) para 
ser utilizado en aplicaciones críticas de seguridad clases AK5 y/o AK6 (SIL-3), del tipo des energizado 
 
 
 
 
 
 
 
 
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GENERALIDADES 
"DISEÑO DEL SISTEMA DIGITAL DE PARO POR EMERGENCIA EN EL CENTRO DE PROCESOS AKAL-C”. 
para actuar (estado seguro es el des energizado), que requieren un alto grado de disponibilidad, 
confiabilidad y servicio continuo sin interrupciones los 365 días del año. La configuración final debe 
cumplir con los requerimientos de ISA-S84.01-1996 e IEC-1508, en sus últimas versiones. 
El TMR realizará el monitoreo de la instrumentación de campo y los dispositivos de accionamiento 
manual ubicados localmente y accionará las válvulas de corte en límites de batería y en líneas de 
alimentación a equipos y/o servicios auxiliares. 
El PES debe ser de características industriales y utilizar todas las ventajas que ofrece la tecnología de 
punta (“estado del arte”) con actualizaciones continuas. No se aceptarán módulos cuyos componentes 
hayan salido del mercado (no se fabriquen actualmente) y no puedan ser reemplazados con 
componentes equivalentes de otros fabricantes, con la finalidad de no tener problemas de 
obsolescencia, disponibilidad de partes y refacciona miento a futuro. 
La electrónica de los procesadores, módulos de entrada/salida (E/S) y fuentes de alimentación debe 
estar físicamente separada, para aislar propagación de fallas y evitar puntos de falla común que 
afecten la operación del sistema. El alambrado interno del PES debe ser fijo. Las funciones lógicas 
que ejecutará para la aplicación, deben ser programadas en su memoria. 
Los procesadores principales, módulos de E/S, memoria, fuentes de poder, módulos de comunicación, 
tarjetas de terminación de campo y todos los cables de interfaz necesarios para funcionar de acuerdo 
con esta especificación, deben ser parte integral del ejecutor de lógica. 
El PES debe ser un sistema de control tolerante a fallas y de corrida continua sin interrupción, ante la 
falla de alguno de sus elementos debe continuar su operación sin interrumpir el procesamiento de las 
funciones de seguridad y comprometer la integridad del sistema; además, el elemento en falla debe 
ser detectado e identificado automáticamente por el sistema; localmente a través de luces indicadoras, 
diodos emisores de luz (led) o algún medio de indicación equivalente en la parte frontal