Browsing by Author "Siles Nates, Fernando David"
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Item Diseño e Implementación de un módulo de caudal controlado por PLC y supervisión de proceso mediante SCADA(Universidad Católica de Santa María, 2012-02-07) Chacca Cuti, Edgar; Siles Nates, Fernando DavidEl presente trabajo de investigación tiene como finalidad proporcionar al Centro de Automatización del Programa Profesional de Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica (CAIME) un Módulo Didáctico de Control de Flujo de tal manera que sea funcional y utilicen el aprendizaje de quienes realizan Prácticas de Control y Procesos de Automatización. El Diseño del Módulo fue desarrollado tomando en cuenta los aspectos de Automatización y Control, en este caso existen tres componentes fundamentales los que forman un Sistema en Lazo Cerrado, El Controlador Lógico Programable (PLC) cuya función es la de controlar el Proceso, El Variador de Velocidad el cual cumple la función de Accionador y la Pantalla HMI que cumple la función de Visualización del proceso. El funcionamiento del Proceso consiste en generar un valor deseado (SET POINT) que será ingresado en el PLC, conjuntamente a ello se tendrá un valor medido proveniente del sensor de caudal, ambos valores tienen que experimentar un proceso de regulación de tal forma que el Valor Medido sea similar o casi aproximado al Valor Deseado , ante ello el PLC enviará una señal hacia el Variador de Velocidad el cual realiza el preaccionamiento de la Electrobomba la cual entrega la cantidad de fluido necesario en el sistema. El sistema utilizará un Controlador Proporcional Integral Derivativo – PID el cual será programado en el PLC, para fines del Control de Flujo. Para garantizar el correcto funcionamiento del sistema se requiere que los parámetros del Controlador PID que son las constantes Kp (Constante Proporcional) y Ti (Constante Integral) tengan los valores óptimos y de esta forma hacer que el sistema funcione acorde a las condiciones de trabajo. Para garantizar el correcto funcionamiento de la Electrobomba esta requiere tener líquido en la succión por lo que se ha utilizado un Sensor de Proximidad PNP que permita garantizar en nivel de agua a la entrada de la Electrobomba. El Módulo ha sido desarrollado considerando la Didáctica que será empleada para su Uso, Seguridad, Ergonomía y la Interacción Máquina – Operador. Teniendo en cuenta estas consideraciones el presente trabajo de investigación se divide de la siguiente manera: CAPÍTULO I “PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA” : El Capítulo inicia con la identificación del problema, cuyas interrogantes deberán ser respondidas en el proceso de la investigación, precisando con claridad del caso las variables del estudio para facilitar la desarrollo de las mismas, siendo en este caso el diseño de un Módulo Didáctico de control de CAUDAL como variable dependiente y los factores estimados de medición y control de Caudal en base al PLC como variable independiente, para luego precisar los objetivos del estudio y la hipótesis correspondiente que será contrastada con los resultados del trabajo de investigación. CAPÍTULO II “MARCO TEÓRICO”: Se ha considerado un Marco Teórico el cual está relacionado fundamentalmente a tres factores; la automatización, manejo de los controladores Lógicos programables y el control de CAUDAL. CAPÍTULO III “DISEÑO DEL MÓDULO”: En cuanto a lo referente al Diseño del Módulo se considerará el proceso de construcción del mismo y la selección y descripción de uso de los componentes que integran el diseño. CAPÍTULO IV “DISEÑO EN EL SOFTWARE Y CONFIGURACIÓN DE DISPOSITIVOS’’ Referente al diseño del programa se implementará el programa y la configuración de todo el proceso a desarrollar tanto para el PLC, El Variador de Velocidad y la Supervisión y Monitoreo mediante un Software SCADA, en este Capítulo cabe resaltar que se elaborará una guía de uso para que el proceso pueda ser controlado en circunstancias futuras y permita al usuario tener un panorama más amplio del control mediante PLC. CAPÍTULO V “PRUEBAS Y RESULTADOS”: El Capítulo V contiene un compendio de pruebas y resultados que han sido realizadas y obtenidos en el espacio de tiempo, de acuerdo al progreso de la implementación del Módulo de Control de Caudal.Item Diseño e implementación de un sistema de control basado en Arduino para la automatización de invernaderos orientados a la agricultura familiar(Universidad Católica de Santa María, 2024-07-12) Reyes Luján Ghersi, Bryan AnthonyLos invernaderos son un método de cultivo en el que se aprovecha al máximo el espacio y rendimiento de un cultivo. Para las personas que basan su economía en la agricultura familiar, un invernadero supone una fuente extra de ingresos, pero en la mayoría de los casos el manejo de estos es enteramente manual, por lo que no se aprovecha al máximo las ventajas de este tipo de cultivo. Cuando un agricultor familiar quiere automatizar su cultivo se encuentra que los costos de implementar un sistema de control son muy altos, debido principalmente por el controlador y la red de sensores. Este proyecto tuvo como objetivo diseñar e implementar un controlador basado en la placa Arduino que imite el comportamiento de las entradas y salidas digitales discretas un PLC industrial para pilotar una red de control con elementos económicos y de fácil acceso al mercado local. La implementación de este sistema de control basado en Arduino demostró que, mediante el refuerzo de la placa con elementos de protección, es posible controlar el cultivo en un invernadero orientado a la agricultura familiar. Se identifico, además, una reducción considerable del tiempo que se debe dedicar al cultivo, por otro lado, la inversión económica para este sistema fue de S/. 1354.10 que comparado con un sistema industrial básico que tiene un costo base de S/. 4019 supone un ahorro considerable por lo que se concluye que es viable implementar este sistema de control y es una alternativa a un PLC industrial. En el Capítulo I, se detalla la problemática de la investigación, la cual consiste en el planteamiento del problema, objetivos, interrogantes, justificación, alcances, limitaciones, antecedentes, hipótesis y variables de investigación. En el Capítulo II, se describe el marco teórico con todos los conocimientos requeridos para el desarrollo de la investigación como definiciones de agricultura familiar, cultivos en invernadero, parámetros de control de cultivo, elementos de un sistema de control, etc. En el Capítulo III, se presenta el desarrollo del diseño e implementación del sistema de control, el cual consiste en la selección de la estrategia de control, selección del núcleo del controlador, diseño del controlador con todos los circuitos de protección, selección de vi los sensores de humedad ambiental, temperatura ambiental y humedad de suelo; integración de la red de sensores y actuadores al controlador con sus respectivos diagramas de circuitos de control y fuerza, implementación de la estrategia de control mediante programación del controlador y puesta en marcha del sistema en el invernadero. En el Capítulo IV, se presentan los resultados de la investigación en los que se describe el funcionamiento del sistema implementado, el comportamiento del cultivo con la automatización de invernadero, se presenta la medición del tiempo y esfuerzo que se ahorra con el sistema de control y el costo total de la implementación haciendo una comparativa con lo que costaría un sistema industrial. Finalmente se presentan las conclusiones de la investigación en las que comprueba el cumplimiento de los objetivos de la tesis y por ultimo las recomendaciones para trabajos futuros en base a esta investigación.Item Diseño e implementación de un sistema de control y supervición de nivel de un prototipo de silo para el almacenamiento de cemento a granel para una empresa de agregados de Arequipa(Universidad Católica de Santa María, 2021-02-19) Infantas Segovia, Josué EdgardoEn la actualidad todas las industrias son automatizadas y las pocas que no lo son, quedan obsoletas, el almacén de la materia prima de las empresas de producción y su medición es indispensable, tanto para contabilidad como para la producción propiamente dicha. La presente investigación está enfocada en la optimizando del almacenaje y el proceso final. El almacenamiento de cemento a granel para su luego uso en el proceso de mezclado con otros elementos y agregados, es la parte crucial y critica de la empresa a trabajar. El almacenaje se realiza en silos contenedores de 120 toneladas y 15 metros de altura, transportando el material desde un contenedor segundario, bombona. Se emplea el transporte neumático positivo con una presión de 15 psi y disponiendo de una manguera de transporte de material de 4 pulgadas. Todo el proceso antes mencionado carece de un sistema automatizado, esto origina rebalses en el silo en el instante del llenado. La presente investigación de tesis busca solucionar lo antes descrito con la selección adecuada de componentes, sensores y actuadores, ya que el ambiente a automatizar es bastante hostil. De esa misma forma minimizar los rebalses, perdida de material y contaminación ambiental en forma de polución. Para realizar las experiencias sin modificar los contenedores principales (silos), se desarrolló un prototipo, probando los mismos los principios y objetivos de uno real. Al inicio de la investigación se planteó el problema, buscando antecedentes relacionados con el tema propuesto, de esa manera se pudo definir los objetivos y alcances del proyecto a desarrollar. v Para el desarrollo de forma correcta el proceso de investigación se obtuvo la bibliografía requerida y necesaria logrando el objetivo. Una vez conocida la información necesaria se procedió a realizar el diseño conceptual del sistema, con la selección idónea de los componentes necesarios para el control y supervisión, definidos los componentes a usar, procedimos a implementar el sistema físico y así poder obtener los datos necesarios para la función de transferencia (FT) y hacer el diseño de control general. Por último, se comprobó los resultados obtenidos, desarrollando el sistema de supervisión y control y listo para ser instalado en un sistema real, salvo algunas obviedades.Item Diseño y construcción de un prototipo robótico teleoperado four wheel drive para la detección de gases para minería subterránea en La Joya Arequipa 2023(Universidad Católica de Santa María, 2023-12-04) Coaguila Herrera, Henry JoanEl propósito principal del presente trabajo es diseñar y construir un prototipo robótico 4WD, pensado en la gran importancia que tiene la seguridad en los trabajadores de la minería ubicada en La Joya. Con el objetivo de realizar la detección de gases en ambientes a tajo cerrado de gran peligrosidad para los trabajadores y cuyo terreno presenta varias irregularidades como piedras y desniveles. Se diseñará el robot utilizando la metodología de Diseño de la Norma VDI2221 y la realización de pruebas. El robot está compuesto por un circuito de control capaz de procesar y transmitir de manera remota hasta seis (06) datos de gases tóxicos que se pueden presentar en los espacios confinados. Se contará con un cámara wifi en tiempo real, donde el operador manipula y visualiza su recorrido, pudiendo actuar en caso se presenten obstáculos por el camino. Cada detección de gas será monitoreado y visualizado en la computadora mediante su interfaz para ser examinado y determinar el nivel de riesgo en el ambiente. Al inicio de la investigación hacemos el planteamiento del problema, las justificaciones y/o los objetivos necesarios para esta investigación. Revisamos los antecedentes a la robótica móvil y los diferentes sistemas utilizados en la exploración de ambientes mineros, haciendo particular énfasis en los robots móviles con ruedas necesarios para lograr el objetivo de este estudio. Una vez conocida la información necesaria se procede a desarrollar el diseño conceptual, construcción y ensamblaje del robot, de la placa de control, pruebas de materiales, el acondicionamiento de los sensores y el hardware del microcontrolador. La creación del control del robot mediante comunicación serial. IV Por último, se realizó las pruebas de control al robot y comprobación de los datos obtenidos.Item Evaluación de factores del entorno en Ingeniería del mantenimiento de activos físicos, propuesta de modelo estratégico(Universidad Católica de Santa María, 2019-11-13) Siles Nates, Fernando DavidEl mantenimiento constituye un proceso de gestión integral dentro de una organización, en cuya función principal se encuentra conservar el buen estado de los activos en el tiempo. Es considerado una ciencia ya que mediante la cual se pueden adquirir nuevos conocimientos por medio de la observancia, estudio, experimentación y el razonamiento; de tal forma que sean útiles y realizables. No obstante, la observancia del acontecer real permite verificar que las teorías, filosofías, estrategias y metodologías que rigen el mantenimiento en su mayoría aún se encuentran basadas en los modelos tradicionales, los cuales están enfocados únicamente en el contexto interno, el cual admite las condiciones operativas sustentadas en factores como la mantenibilidad, confiabilidad, disponibilidad, factores humanos, de infraestructura y sistemas de gestión. Si bien es cierto cada teoría aporta una perspectiva propia respecto a la gestión del mantenimiento, es necesario tener un enfoque holístico, el cual basado en el contexto actual muestra un crecimiento exponencial en lo que respecta al nivel de competitividad a las que las organizaciones se encuentran sometidas, por ello se recurre al uso de estrategias las cuales permitan verificar el estado actual de la organización y en función de ello tomar decisiones futuras. Un medio eficiente para lograr este propósito es la evaluación de los factores de contexto externo e interno de la organización donde operan los activos físicos, ello con la finalidad de precisar las fuerzas y debilidades internas sumadas a las oportunidades y amenazas que otorga el ámbito externo. Ello constituye la base para identificar los factores críticos claves con respuestas procesables, donde a partir de la evaluación de los factores se puedan establecer los lineamientos estratégicos. La presente tesis doctoral se encuentra estructurada en cinco capítulos: El capítulo primero, se da el análisis del problema de investigación considerando para ello el enunciado de la investigación, las interrogantes del problema, la descripción del problema, las variables de la investigación y su operacionalización, la justificación del problema, los objetivos y las hipótesis respectivamente. El capítulo segundo revisa y profundiza los principales aportes y enfoques teóricos de mantenimiento, el propósito es de disponer de una visión general sobre la evolución de las filosofías de mantenimiento de tal manera que nos permita contrastar e identificar las principales necesidades con el modelo teórico propuesto. Seguidamente se procede a realizar una revisión sobre las teorías relacionadas al contexto externo de mantenimiento como son: La teoría de la empresa, de la dependencia, del costo, valor, competitividad, dirección estratégica y la auditoria. Dicha revisión permite la identificación de las variables el entorno tanto directo e indirecto; así como las condiciones operativas del interno divididas en mecanismos y controles. El capítulo tercero se resume en la metodología de la investigación empírica, la cual considera como técnica de verificación a la observación. Así mismo para el proceso de recabar información incluye una investigación de carácter cualitativo, mediante el uso de un cuestionario aplicado a los directivos, supervisores y especialistas en el campo del mantenimiento de varias empresas. Se describe en el presente capitulo la estructura del cuestionario y el trabajo de campo. El capítulo cuarto recoge el análisis y discusión de los resultados de las hipótesis propuestas. El capítulo inicia con la discusión sobre las condiciones políticas externas del entorno directo e indirecto, las condiciones operativas internas de controles, las condiciones operativas internas de mecanismos. Se efectúa la discusión sobre los resultados mediadores y el análisis de la propuesta de modelo integrador estratégico. A continuación, se efectúa el proceso de verificación de la confiabilidad del constructo, el análisis descriptivo univariado para datos generales, el análisis descriptivo bivariado de las variables del modelo, análisis multivariado factorial y la propuesta del modelo estratégico integrador para la ingeniería de mantenimiento. El capítulo quinto contiene las conclusiones y recomendaciones finales de la tesis doctoral, dentro del mismo están señaladas las conclusiones referidas a la revisión de las investigaciones y literatura sobre la evaluación de los factores del entorno en la ingeniería de mantenimiento de activos físicos. Así mismo se detallan las conclusiones referidas a la investigación empírica y finalmente sobre las relaciones de los factores del entorno y las condiciones operativas planteadas en el modelo teórico. Se incluyen la bibliografía incluidas en la presente tesis doctoral. Finalmente, los anexos donde se detalla el modelo del cuestionario aplicado en las empresas consideradas en la investigación. Palabras Clave: Mantenimiento, Estrategia, Entorno de Mantenimiento, Gestión de Mantenimiento, confiabilidad, disponibilidad, mantenibilidad, auditoria, entorno directo, entorno indirecto, bivariado, multivariado, ingeniería de mantenimiento.Item Implementación del Mantenimiento Basado en el Riesgo a las Grúas Telescópicas en la Construcción de la Planta Concentradora Quellaveco- Moquegua(Universidad Católica de Santa María, 2024-03-04) Quevedo Abarca, Fabricio OrlandoLa construcción de la Planta concentrator del Proyecto Minero Qualco Moquegua - Perú, es la inversión minera más grande del Perú. Actualmente se encuentra en construcción, ubicada en la región de Moquegua, con el objetivo de comenzar la fase de producción en 2022. Son diferentes fases de construcción de este enorme trabajo realizado por el bien de la seguridad y el respeto por la comunidad, el cobre y el medio ambiente. En todo su entorno de construcción de este tipo de proyectos, donde el uso de equipos para realizar izaje juega un papel esencial para desarrollar actividades en diferentes frentes de trabajos, para la construcción, montaje y movilización de estructuras ensambladas, primando el uso óptimo de estos equipos. Por lo tanto, están considerados como activos importantes detrás de la línea de la construcción de la planta minera. Debido a las altas demanda de disponibilidad mecánica versus la paralización de equipos por fallas, inspecciones o reparaciones, la falta de programación de mantenimiento vista en diferentes ángulos, ocasiona problemas en los tiempos y por lo tanto atrasos en el avance del proyecto, montaje o movilización de estructuras, es por ello que se determinó que la implementación de los mantenimientos basado en riesgo mejorará significativamente para esta problemática. La metodología de mantenimiento basada en riesgos proporciona una herramienta para la planificación y decisión de mantenimiento haciendo reducir la probabilidad de falla del equipo y las consecuencias de la falla. En esta investigación, las gruas telescopicas en el ambito de la construccion muestra una baja confiabilidad menor an 80%, debido a la elevada disponibilidad que tiene en todas las areas de construccion, donde se desea implementar un mantenimiento basado en riesgos , para brindar una nueva trayectoria a las flota de los equipos por CUMBRA.