Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

TESIS FINAL

No description
by

Robert Proaño

on 22 October 2012

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of TESIS FINAL

DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

CARRERA DE INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA, AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL

PROYECTO DE GRADO AUTORES:

ROBERTO FELIPE PROAÑO GUEVARA


CHRISTIAN PAUL LUGMAÑA RAIMUNDO


DIRECTOR:
ING. HUGO ORTIZ

CO-DIRECTOR:
ING. XAVIER SEGOVIA DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE UN CALDERO INDUSTRIAL DE VAPOR SATURADO PARA CONSTRUCCIONES MECÁNICAS S.A. DESCRIPCIÓN DEL CALDERO IMPLEMENTACION DISEÑO DE HARDWARE DESARROLLO DE SOFTWARE DISEÑO DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE UN CALDERO INDUSTRIAL DE VAPOR SATURADO PARA CONSTRUCCIONES MECÁNICAS S.A. INTRODUCCIÓN
DESCRIPCIÓN DEL CALDERO
DISEÑO DE HARDWARE
DESARROLLO DE SOFTWARE
IMPLEMENTACIÓN
PRUEBAS Y RESULTADOS
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES INTRODUCCIÓN ANTECEDENTES Recepción y traslado del Bio-Reactor a las instalaciones del CITVAS en la ciudad de la Joya de los Sachas. Obra civil del laboratorio de Bio-aumentación Bio-reactor biológico marca Solaris Entrada de Vapor Alta presión Entrada de Vapor Baja presión Entrada de Aire Alta presión Entrada de Aire Baja presión cable de alimentación eléctrica Entrada de Agua Entrada Producto Salida del Producto Panel de Control OBJETIVOS: GENERAL:
El proyecto tiene como objetivo principal el diseño e implementación de un sistema de automatización y control de un caldero eléctrico de vapor saturado, con un panel táctil que permita el monitoreo del proceso.

ESPECIFICOS:
•Procurar que la mayor parte de la energía calórica generada se transfiera al medio líquido, logrando así una eficiencia energética que satisfaga la inversión técnica y económica del proyecto.
•Generar vapor a alta presión bajo normas de seguridad para un proceso biológico industrial.
•Implementar un sistema de monitoreo y control remoto de fácil acceso y de muy intuitivo manejo para el operador. Que es un Caldero?? La definición de caldera industrial señala que son dispositivos empleados para calentar agua o generar vapor a una presión muy superior a la atmosférica, las calderas industriales cuentan con un compartimiento en donde el combustible se consume, mientras que en otro compartimiento se coloca el agua que luego se convertirá en vapor. Máquina de vapor de babor del Titanic Principio de funcionamiento de la propulsión a vapor. SISTEMA DE ABLANDAMIENTO DEL AGUA 1.- Quitar las materias solubles y en suspensión.
2.- Eliminación de los gases.
3.- Reducir los niveles de “dureza” de minerales, calcio, hierro y cal.
4.- Evitar la formación de incrustaciones sobre las superficies de calentamiento del agua.
5.- Proteger contra la corrosión los metales de las calderas Según su movilidad:
• Fija o estacionaria.
• Móvil o portátil.

Según la presión de trabajo:
• Baja presión. 0 a 2,5 kg/cm
• Media presión. 2,5 a 10 kg/cm
• Alta presión. 10 a 220 kg/cm
• Supercríticas. Más de 200 kg/cm

Según su generación:
• De agua caliente.
• De vapor saturado o recalentado.

Según el ingreso de agua a la caldera:
• Circulación natural: el agua se mueve por efecto térmico.
• Circulación forzada: el agua circular mediante el impulso de una bomba.

Según la circulación del agua y de los gases en la zona de tubos:
• Piro tubulares o de tubos de humo.
• Acuotubulares o de tubos de agua. Calderos eléctricos industriales marca Fulton Calderas industriales piro tubulares CLASIFICACIÓN DE LOS CALDEROS DE VAPOR Potencia: 5 hp
Presión nominal de trabajo: 70 psi
Presión Máxima de Trabajo: 90 psi
Presión mínima de Trabajo: 60 psi
Presión de alivio de seguridad: 90 psi
Capacidad de almacenamiento del tanque: 160 libras/hora
Tipo de Control: automático mediante PLC
Tipo de generación: vapor saturado
Nivel Máximo del liquido: 80% del volumen total del tanque
Nivel mínimo del liquido: 70 % del volumen total del tanque
Nivel crítico del liquido: 60% del volumen total del tanque Especificaciones requeridas del caldero Modelamiento tridimensional del Caldero Arquitectura del Proyecto SENSOR DE TEMPERATURA PT100 Control de la temperatura con lazo de histéresis PT100 Diagrama de bloques del controlador de temperatura Controlador Lógico Programable ELEMENTO CALEFACTOR Para el dimensionamiento de nuestro sistema hay que considerar que siendo un caldero de 5HP (1HP = 746 Watts) transformando la potencia queda aproximadamente a 3735Watts = 3,74Kw de tal forma la potencia de la resistencias de cobre a dimensionar para el caldero deberán ser de un mínimo de 3KW (watts). Controlador de presión. Los presostatos tienen puntos definidos para conectar y desconectar, están ajustados para iniciar su acción cuando la presión se reduce a un valor mínimo preestablecido en el control y termina su acción cuando la presión aumenta hasta un valor máximo determinado. La diferencia de valores de conexión y desconexión se lo conoce como diferencial y depende en cada caso de caldera. Sensor de Nivel Accionamiento Mecánico: Este tipo de control de nivel de agua permite el cambio de la posición de dos interruptores Bomba de agua DIAGRAMA DE FLUJO Esquema de Red PROFINET PLC-TOUCH PANEL -PC TIA Portal V11 es la nueva plataforma de Siemens para programar en un sólo ambiente los PLCs de las gamas S7-1200, S7-300 y S7-400, además de forma integrada las pantallas táctiles, administración de dispositivos y comunicaciones industriales. TIA Portal V11 Seleccionar el tipo de PLC Seleccionar el tipo de HMI Configuración de Red Programación del PLC Programación del HMI Configuración de TAGs Transferir el Programa al PLC y HMI Pruebas HMI Manometro del Caldero Manómetros de Regulación CONCLUSIONES
•Se logro realizar un sistema remoto de monitorización y control del suministro de vapor saturado para el normal funcionamiento de un Bio-fermentador industrial bajo los requerimientos deseados, además del accionamiento de un compresor y de un chiller (sistema de frio).

•Se evaluó el desempeño del sistema y se logro realizar en línea (sin parar el proceso) los cambios de programación requeridos para la óptima operación del Bio-Fermentador.

•Se logro realizar una secuencia de activación de las resistencias del caldero que hacen que la mayor parte de la energía calórica se transfiera al medio líquido, logrando así una eficiencia energética que satisface la inversión técnica y económica del proyecto. RECOMENDACIONES

•Se recomienda que el dimensionamiento de los dispositivos de protección deben ser un 20% más a lo habitual, según la corriente nominal y de igual forma calcular los relés térmicos de los contactores de acuerdo a las cargas que van a manejar.

•Se recomienda tener mucha precaución al momento de realizar las pruebas del caldero ya que se manejan temperaturas y corrientes altas, lo cual tiene su alto grado de riesgo de accidentes involuntarios.

•Se recomienda realizar las respectivas pruebas de potencia con la finalidad de confirmar la respuesta de los elementos de seguridad.

•Es necesario tener en cuenta que al trabajar en un sistema trifásico y al activar mediante distintas condiciones y secuencias de tiempo distintos tipos de cargas ya sea resistivas (elementos calefactores como resistencias eléctricas) y cada una de distintas potencias, de igual forma elementos inductivos como motores, bombas, etc. es indispensable realizar un balance de carga en las líneas del sistema para evitar bruscas variaciones e alteraciones en el normal desempeño del sistema al verse alteradas por picos de corriente y voltaje generados por estos factores. GRACIAS Temperatura vs Tiempo Temperatura y presión final
Full transcript