Ingeniería Electrónica
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Item Diseño de una Plataforma IOT para la Industria 4.0 en Motores de Inducción Eléctricos con Tiempos de Muestreo Menores a 50ms(Universidad Católica de Santa María, 2024-08-14) Espinoza Lima, Luis FernandoLos motores de inducción eléctricos son usados ampliamente en el sector industrial, principalmente por su capacidad de funcionamiento por largos periodos de tiempo; sin embargo, según fabricantes, centros de reparación y estudios académicos indican que el 45% aproximadamente de las fallas por desgaste, se dan en los rodamientos; así mismo es preciso mencionar, que los análisis de vibraciones son los más usados para detectar dichas fallas. Como una alternativa de mejora a los planes de mantenimientos predictivos de fallas en los motores de inducción eléctricos; este estudio presenta el diseño e implementación de un sistema electrónico de medición de voltaje, corriente, temperatura, vibraciones y RPMbasadas en Internet of Trings (IOT); con tiempos de muestreo de 1.15ms que hace posible visualizar dichas mediciones en graficas chart, en cualquier navegador web, con respecto al tiempo, en forma continua y en tiempo real. Cuenta con una tarjeta de desarrollo electrónico ESP32 para la captura, procesamiento, encaminado de mediciones a la nube, entre otros; además, cuenta con sensores de alta complejidad y precisión como el MPU6050, formando parte de los dispositivos que hacen la medición y captura de las magnitudes físicas propias de los motores de inducción eléctricos. De la misma manera, cuenta con un Dashboards propio desarrollado en JavaScript en base a una librería de gráficos de uso libre no comercial, cuyo código está alojado en la memoria flash del ESP32; por último, la comunicación utiliza el protocolo webSocket que es base para una medición con baja latencia de muestreo y sin necesidad de refresh.Item Implementación de un Sistema de Detección de Equipos de Protección Personal Mediante Visión Artificial para Trabajadores del Sector Industrial(Universidad Católica de Santa María, 2024-05-24) Oviedo Agramonte, Danny ArnaldoLa investigación se presenta con el objetivo de implementar un sistema de detección de equipos de protección personal (EPP) mediante visión artificial y aprendizaje de máquina para supervisar a los trabajadores del sector industrial. La metodología de investigación incluyó una investigación bibliográfica y hemerográfica para obtener información relevante sobre el tema, así como técnicas e instrumentos para el desarrollo experimental. La investigación abordó la importancia de la implementación de sistemas de seguridad en el lugar de trabajo y la legislación relacionada con el uso de EPP. El estudio se llevó a cabo en una habitación simulada que representaba un área de trabajo industrial, utilizando tecnologías y métodos actuales de visión artificial para la detección de EPP en tiempo real. Se emplearon técnicas de análisis y respuesta del algoritmo de aprendizaje de máquina a la toma de fotografías o video por las cámaras, y se evaluaron las pruebas con el cumplimiento de uso de los EPP en los trabajadores. Las conclusiones, destacaron la importancia de implementar sistemas de detección de EPP para reducir los accidentes laborales, ya que el incumplimiento del uso de EPP suele ser una de las causas de inestabilidad laboral, pérdidas económicas y desconfianza en la contratación de nuevos empleados. Se mencionó que la tecnología de visión artificial y aprendizaje de máquina tiene el potencial de mejorar significativamente la seguridad laboral y la conformidad con las normativas de seguridad, contribuyendo a la disminución de posibles accidentes, incidentes y lesiones en el lugar de trabajoItem Diseño e implementación de una planta piloto para la etapa de maceración en la elaboración de cerveza artesanal para la cervecería artesano Beer(Universidad Católica de Santa María, 2024-03-22) Salinas Najar, Adalid JonathanLa presente tesis es concerniente a la implementación de una planta piloto de maceración para la cervecería artesanal Artesano Beer. Desde la ingeniería básica, que consta de la selección de la instrumentación, diseño mecánico y eléctrico, hasta la puesta en marcha, pruebas y funcionamiento en producción de la planta piloto de maceración. En el Capítulo 3 se realiza una revisión actual del proceso de maceración en la elaboración de cerveza artesanal describiendo la importancia de controlar las dos variables de proceso importantes, la temperatura y el pH. En el Capítulo 4 se desarrolla lo referente a la implementación física de la planta piloto de maceración, como es evaluación de la instrumentación y armado eléctrico del tablero de control. Así también se realizó el diseño de los controladores de temperatura y pH. Para controlador de temperatura se implementó un controlador PID, ya que la temperatura es una variable que se monitorea constantemente durante toda la maceración. Por otro lado, para el control del pH se basó en un modelo experimental, ya que requiere el control únicamente al iniciar la maceración. Dicho modelo experimental determina el tiempo de apertura del dispensador de malta ácida en base a parámetros conocidos como el peso de la malta base. Toda la lógica de control se encuentra en el PLC y el monitoreo de la etapa fue implementado en un HMI, el cual muestra todos parámetros de interés al maestro cervecero. Finalmente se realizó el funcionamiento de la planta piloto poniéndola a prueba en un entorno de producción real, elaborando la cerveza Belgian Blonde Ale. Al finalizar la maceración se realizó una prueba de yodo para verificar presencia de almidones en el mosto, observándose que no hubo reacción entre el mosto y el yodo. De esta manera se validó que la planta piloto de maceración realizó un macerado exitoso, preparando el mosto para las siguientes etapas.Item Diseño e implementación de un prototipo de un sistema IOT para la identificación de actos delictivos y ejecución de acciones disuasorias mediante el uso de la tarjeta ESP32-CAM, servidor web y algoritmos de aprendizaje automático(Universidad Católica de Santa María, 2024-04-04) Diaz Lima, Renee EdmundoLa presente tesis se centra en abordar la problemática de las elevadas tasas de delincuencia existentes en el Perú, especialmente en las áreas urbanas; atribuidas a factores sociales y a la afluencia migratoria. En este contexto, se propone el diseño de un sistema que ofrezca asistencia tanto a la ciudadanía como a las fuerzas policiales y centros de vigilancia ciudadana. Este sistema se basará en la aplicación de inteligencia artificial, para la detección de actividades delictivas; con el propósito de notificar a los operadores de los sistemas de videovigilancia ciudadana. Esta notificación y las medidas disuasorias se plantean como una medida activa destinada a prevenir o disuadir la comisión de delitos, en consecuencia; se espera que este sistema contribuya a aumentar la eficiencia de la vigilancia ciudadana. El enfoque principal de este trabajo se concentra en los delitos de robo y asalto, que presentan un alto número de denuncias. Con el objetivo de mejorar la seguridad ciudadana, se plantea el desarrollo e implementación de un prototipo de sistema de Internet de las cosas (IoT); diseñado para la identificación de actividades delictivas y la ejecución de acciones disuasorias. Este prototipo empleará la tarjeta ESP32-CAM, servidores web y algoritmos de aprendizaje automático. Para la identificación de actividades delictivas, se utilizará el modelo MoViNet basado en redes convolucionales 3D; debido a su mayor eficacia en comparación con otros modelos evaluados. La interfaz de control y clasificación permitirá la conexión a las cámaras IP para procesar y clasificar las imágenes captadas, esta clasificación se llevará a cabo en el lado del cliente mediante Tensorflow JS y en el servidor a través del modelo publicado en Tensorflow Serving; situación que permitirá la ejecución y clasificación en tiempo real de las imágenes. Se utilizarán medidas disuasorias de tipo lumínico y sonoro para truncar el acto delictivo y/o advertir y salvaguardar al resto de ciudadanos; mediante el módulo disuasorio ESP32-CAMItem Diseño e implementación de sistema de control para la producción de matices(Universidad Católica de Santa María, 2024-04-04) Huamani Barreda, Javier RodolfoLa presente tesis está enfocada en el proceso de automatización de sistemas industriales. En la actualidad es posible transformar un proceso artesano y empírico en un proceso automático mediante las diversas técnicas de análisis y desarrollo del control automático. Las ventajas de la automatización en la pequeña, mediana y gran industria, demuestran lo conveniente que resulta automatizar procesos, por ejemplo, una pequeña empresa que matiza pintura de forma artesanal tiene mucha demanda y no logra cumplir con sus pedidos. En esta tesis se implementa una planta prototipo de producción de matiz de forma automática y se utiliza el algoritmo PI con la finalidad de controlar dos variables en cascada que son el eje del sistema, para esto, se representa el sistema con un modelo matemático mediante ecuaciones diferenciales que describen el comportamiento del sistema en el dominio del tiempo, este modelo permite calcular los parámetros que controlan y mantienen el sistema dentro de los resultados deseados con estabilidad. El cálculo de dichos parámetros se realiza a través del método de Asignación de Polos, por ello se trabajará en el dominio de la frecuencia aplicando la transformada de Laplace. Se realizarán pruebas simulando el sistema con el software SIMULINK de Matlab para posteriormente implementar el prototipo real; se utilizará un microcontrolador como unidad de control y un sistema de censado y actuadores para medir y modular el proceso. Un detalle interesante de esta tesis es que, al variar el matiz, se modifica la proporción entre las cantidades a mezclar y esto cambia las características del sistema; por lo tanto, se desarrollará un algoritmo de sintonización dinámica que proporcione los parámetros PI para cada tipo de matizItem Diseño e implementación de un sistema robótico biomédico para controlar los movimientos de una prótesis mioeléctrica transhumeral(Universidad Católica de Santa María, 2023-12-29) Talavera Ormeño, Kevin Wilver; Taco Medina, OscarEn tiempos remotos, la tecnología no era algo innovador para las personas que de alguna u otra manera habían sufrido accidentes graves, y por diagnósticos tenían que ser amputadas de los miembros superiores (brazos), debido a ello, no se tenía mayores avances de las prótesis para mejorar la calidad de vida de estas personas, debido a la ausencia de alguno de sus extremidades; actualmente, con los avances de la tecnología se ha ampliado los requerimientos de los usuarios, permitiendo desarrollar prótesis mio-eléctricas y biónicas mejorando las versiones mecánicas y funcionales, a pesar de estos avances los usuarios han sumado la preocupación del manejo de las mismas, por lo que, han terminado presentando dificultades para poder controlarlas, debido a que las prótesis Mio-eléctricas son mayormente manejadas por los sensores de fuerzas utilizados, que no generan una retroalimentación háptica para mejorar la acción de fuerza y así poder adaptarse. De acuerdo con este problema, se presenta esta investigación que tiene como objetivo el diseño e implementación de un sistema robótico biomédico para una prótesis mio-eléctrica transhumeral logrando un factible manejo de sus movimientos. En esta investigación se explica todo lo relacionado con el diseño electrónico y mecatrónica de la prótesis, con la finalidad de describir las como las redes neuronales transmiten sensaciones de fuerza, para el movimiento de la misma, cabe destacar que, el diseño robótico biomédico es para una prótesis de un miembro superior (brazo), con tres grados de libertad. Esta investigación cuenta con una metodología de tipo exploratoria, con un diseño descriptivo y experimental, que se podrá aplicar a una población representada por las personas que tienen amputación de la extremidad superior. Pudiendo concluir, que una vez elaborado el diseño de la prótesis mio-eléctrica se espera mejorar la calidad de vida de las personas que puedan tener acceso al uso de las mismas.Item Diseño, simulación e implementación de control PI del nivel en un tanque de agua osmonizada para el tratamiento de hemodiálisis(Universidad Católica de Santa María, 2023-07-14) Castillo Amado, Edgar RaúlEn ㅤla presente tesis ㅤde investigación se realiza el modelamiento ㅤmatemático y el ㅤcontrol de nivel de agua osmonizada de un tanque de 1600 litros mediante ㅤ algoritmo PI ㅤ(proporcionalintegral) ㅤbasado en las reglas de ㅤ sintonización de ㅤ Ziegler ㅤ– Nichols. En el ㅤmodelamiento matemático de un tanque de agua para el tratamiento de hemodiálisis, se aplica la transformada de Laplace. El nivel de ㅤ líquido de un tanque de agua ㅤse mide con un transmisor de nivel, la ㅤcual se compara ㅤ con el nivel deseado (set-point), esta ㅤ diferencia de error, es ㅤ necesaria para que el controlador ㅤ PI ajuste el nivel a la salida. Todo ㅤ el sistema de ㅤ control es de lazo ㅤ cerrado. Previamente ㅤ el controlador PI, se implementó en un PLC, se sintonizó con sus respectivos parámetros Kp, Ti y Td mediante el método de la última ganancia de Ziegler-Nichols. Simultáneamente, se realizó la ㅤsimulación de los parámetros mediante la sintonización utilizando Matlab. Para ㅤlograr esto, se implementó el sistema en una planta de tratamiento de agua para el tratamiento de hemodiálisis en una clínica especializada en pacientes nefrológicos, el sistema contiene el sensor ㅤde nivel, la válvula ㅤmotorizada de acción ㅤproporcional, el ajuste del set-point y todo el circuito eléctrico necesario para comunicarse con el PLC. El ㅤ trabajo se desarrolla usando un ㅤmodelo matemático ㅤanalítico de primer ㅤorden valido ㅤpara un ㅤtanque de agua y el análisis de sistema ㅤlineal en tiempo ㅤcontinuo.Item Diseño de un sistema automatizado para el control en tiempo real de compuertas en canales de regadio en puntos de control, Chili zona regulada, usando un sistema de alimentación con energía fotovoltaica(Universidad Católica de Santa María, 2023-05-29) Diaz Velarde, FrankEl sistema de riego con el que cuenta la junta de usuarios en los respectivos puntos de control, presenta un mal monitoreo del caudal de agua correspondiente debido al estado de las compuertas de regulación, ya que se encuentran dañadas o en algunos casos no cuentan con una existente, por lo que se plantea diseñar un sistema automatizado para la apertura y cierre en tiempo real de compuertas en los canales de regadío, usando un sistema de alimentación fotovoltaica. Para desarrollar el diseño del sistema se usaron principios de selección de compuertas de canales de regadío, como el tipo y material para tener una correcta apertura. El diseño del sistema de izaje se basa en el uso de actuadores multivariables los cuales trabajan en base a las características principales de cada compuerta; el diseño del sistema de transmisión y control consta del manejo, análisis y funcionamiento de las compuertas mediante el monitoreo desde la central, con instrumentos para medir el nivel de agua, comunicación de datos, controladores y la protección de los equipos. El diseño del sistema de alimentación fotovoltaica propuesto se basa en la energía consumida por cada punto de control, además de la incidencia solar se considera un excedente en caso se presente épocas de lluvia en las cuales escasea la presencia de luz solar. Finalmente, se logró desarrollar el diseño de un sistema automatizado para el control en tiempo real de compuertas en los canales de regadío, usando un sistema de alimentación fotovoltaica en base a los datos y cálculos realizados en cada punto de control.Item Instalación, supervición, mantenimiento preventivos y correctivos de terminales de autoservicio (ATM'S) y sistemas electrónicos de seguridad para el sistema bancario(Universidad Católica de Santa María, 2023-05-08) Goyzueta Muchica, Jhorst EdsonEn este trabajo, que es un informe de experiencia profesional, primero se realizó una pequeña descripción de los equipos con los que continuamente laboro (terminales autoservicios), ATMs, los cuales la empresa donde laboro vende, instala y realiza mantenimiento. Se realizó una breve reseña de los componentes, incluyendo hardware y software además de los procesos por lo que se pasa para la instalación, y mantenimientos de estos; cabe indicar que todos los datos técnicos brindados en este informe son de carácter confidencial y patentados por la empresa Diebold Nixdorf S.A, debido a que los sistemas y equipos descritos trabajan directamente con el sistema financiero (tanto de las entidades bancarias y de los clientes de estas), por lo que exige severa seguridad de esta información; es por este motivo que no se cuenta con mucha información bibliográfica. Durante el desarrollo del proyecto nos enfocaremos en los ATMs de la familia Opteva que son los que actualmente se encuentran en mayor producción dentro de nuestro sistema financiero, pero cabe indicar que los cajeros automáticos o terminales auto servicio se encuentran en constante evolución electrónica y mecánica.Item Instrumentación supervisión y control del sistema de recepción, almacenamiento de minerales TISUR con DCS Sytem 800xA-ABB(Universidad Católica de Santa María, 2023-03-24) Mamani Belizario WilfredoLa importancia del sector industrial, se basa en la evolución y avance tecnológico aplicado en diferentes procesos industriales; la automatización y control de procesos desarrolla e involucra diversas técnicas de control y medición de nos ayuden a establecer un adecuado sistema de control automatizado. La automatización de procesos es el principio de evolución tecnológica, que nos brinda todas las herramientas para un eficaz control de proceso. La aplicación de la instrumentación industrial y control de procesos nos permiten establecer procedimientos y estándares que nos ayudan desarrollar un adecuado control de proceso. Dentro de la evolución tecnológica nos presenta el sistema de control distribuido, que nos permite recoger toda la información de las diferentes etapas y/o área de producción que forman parte de un proceso industrial. La información recogida por DCS, proporciona la información necesaria a los operadores del proceso, área de mantenimiento e ingeniería a tomar las mejores decisiones en bien de la producción.Item Proyecto de control y monitoreo para un sistema de limpieza de gases de hornos afinos mediante tecnología de la marca Rockwell Automation(Universidad Católica de Santa María, 2022-11-15) Castillo Quenaya, Luis MiguelEl presente informe por experiencia profesional describe el diseño e implementación de un sistema de monitoreo y automatización para una la planta de tratamiento de gases, donde el objetivo principal se basa en controlar y monitorear un sistema de limpieza de gases que se encargará de reducir las emisiones de gases contaminantes y lograr que la unidad minera SPCC-Fundición se encuentre en los niveles máximos permisibles (LMP) de emisión de gases, logrando así una mejora en el impacto ambiental. El presente proyecto constará de la programación de PLC de la marca Allen Bradley desarrollado en el software Rslogix5000 e implementación del interfaz SCADA en el software FactoryTalk View Site Edition, en donde la lógica de control implementado en el PLC tendrá la función de regular de manera automática cada etapa del proceso de planta, de tal forma que se garantice el funcionamiento de la planta, asimismo el cuál facilitará al personal de mantenimiento realizar el mantenimiento correctivo de manera más rápida y sencilla. El desarrollo incluye desde el suministro del gabinete de control que implica la elaboración de planos hasta comisionar la planta para la integración de señales de presión, nivel, temperatura, caudal, vibración entre otros, así como equipos integrados a la red industrial DeviceNet para su control desde el Sistema SCADA.Item Implementación de Relé de protección SEL-751A para la detección de arco eléctrico y sobre corriente en perforadora P&H 320 XPC(Universidad Católica de Santa María, 2022-07-26) Fernández Málaga Freddy AlonsoCon el presente Informe de Experiencia Profesional, se muestra la forma como se implementan sistemas de protección eléctrico en los equipos de gran minería, vemos la necesidad de implementar sistemas que nos permitan proteger a nuestro personal y equipo ante cualquier eventualidad, función que realizará el relé SEL 751A implementado en la perforadora 320XPC P&H. El primer capítulo, describe la problemática en las cual nos basaremos para la búsqueda de una solución ante un peligro inminente para el personal que realizar el mantenimiento a las Perforadoras 320XPC P&H. El segundo capítulo, describe la empresa. El tercer capítulo, detalla los conceptos de seguridad para la operación de la perforadora 320 XPCP& H, así como explica los diferentes sistemas con los que cuenta este equipo. El cuarto capítulo, explica los conceptos relacionados a este equipo de gran minería. El quinto capítulo, describe la implementación del proyecto, la descripción de los equipos utilizados y la configuración del relé SEL 751AItem Diseño y análisis comparativo de un sistema de péndulo invertido aplicando tecnicas de control lineal cuadratico Gaussiano(Universidad Católica de Santa María, 2022-09-28) Rosas Ramos, Hansem JulianEn la presente investigación se realizó el diseño y análisis comparativo del desempeño que ofrecen los controladores estocásticos modernos como son el control lineal cuadrático gaussiano (LQG) y el control por ubicación de polos con filtro de Kalman a un sistema sub-actuado como es el péndulo invertido, demostrando la hipótesis y resultados mediante simulación de software 3D. Para ello se realizó el modelo matemático en el espacio de estados de tiempo continuo y discreto del sistema péndulo invertido sobre un carro, después se realizó el diseño y modelamiento 3D del prototipo en el software Solidworks©, adaptando cada uno de los parámetros físicos del modelo matemático al modelo físico 3D. Luego se exportó el modelo al software Simulink© de MATLAB© y se configuró de acuerdo a los parámetros físicos del prototipo en Solidworks©. Una vez configurado el modelo en Simulink©, se procedió al diseño de los servocontroladores lineal cuadrático gaussiano y por ubicación de polos con filtro de Kalman en la interfaz de Maltab, luego se realizaron las pruebas de funcionamiento y análisis comparativo de cada servo-controlador para evaluar el desempeño que aporta cada uno de estos al sistema péndulo invertido sobre un carro. Obteniendo como resultado que el servo-controlador lineal cuadrático gaussiano (LQG) ofrece un mejor desempeño que el servo-controlador por ubicación de polos con filtro de Kalman, en cuanto a respuesta temporal, optimización de energía, rechazo de perturbaciones y señales estocásticas.Item Diseño e Implementación de un Microinversor para Sistemas Fotovoltaicos Domiciliarios(Universidad Católica de Santa María, 2022-08-29) Argandoña Flores, Gustavo FredyEn este trabajo se presenta el diseño e implementación de un microinversor que trabaja con un sistema fotovoltaico, diseñado a base de un microcontrolador para aplicaciones de control de potencia. Este diseño presenta un microinversor con tecnológica MPPT que nos permite extraer la mayor eficiencia de energía de los paneles solares y una entrega eficiente de energía a la salida de este. Se tomó en cuenta que el diseño presenta un importante aislamiento entre sus etapas de potencia y control lo que nos permite tener una robustez a la hora de descargas eléctricas por parte de la etapa de potencia. También se implementó diferentes sensores de corriente y voltaje en la entrada y salida de energía para así tener un monitoreo completo de todas las variables eléctricas que maneja el microinversor en sus tarjetas. Este diseño cuenta con una pantalla que nos permite visualizar la cantidad de KW que está generando del panel solar y la cantidad de KW que se entrega a la carga. También se puede visualizar la cantidad de corriente y voltaje que entrega el panel solar, la corriente y tensión del voltaje alterno de salida. Se mantiene un monitoreo de temperatura del módulo inversor de voltaje, como también un control de bloqueo de este mismo modulo en caso ocurra alguna falla.Item Diseño e Implementación de un Robot Móvil Prototipo, en Base a Tarjeta Raspberry Pi, para Reemplazar las labores de un Enfermero Asistente en Tiempos de Pandemia Covid-19, Arequipa 2020 - 2022(Universidad Católica de Santa María, 2022-03-11) Benavente Salas, Luis Manuel; Chávez Aragón, Frank EdwardEn este estudio se diseñó e implemento un prototipo de un robot móvil en base a tarjeta RASPBERRY PI 4, para reemplazar las labores de un enfermero asistente en tiempos de pandemia Covid-19, Arequipa 2020 - 2022, dentro de instituciones del sector salud. Este prototipo cumple la función de medir presión arterial, oxigenación, ritmo cardíaco y temperatura, así como llevar material médico de un ambiente a otro; pero siendo monitoreado a distancia través de sensores que le permitían recoger información tanto del paciente como del entorno y transmitirla a los operadores, evitando exposiciones al contagio. Además, realiza un cuestionario de síntomas Covid-19, el cual, es respondido mediante 2 botones para afirmación o negación. En cuanto al desplazamiento, dispone de una cámara en la parte inferior que detecta una guía de color azul, que toma como referencia para llegar a su destino. Por otro lado, tiene una cámara adicional en la parte superior para detectar al paciente, mediante reconocimiento facial. Este robot enfermero es activado remotamente por personal de salud, que recibe información del estado de salud de los pacientes, brindada por el prototipo.Item Diseño e implementación de un prototipo de " Digital Twin" aplicado a una planta PSA generadora de oxígeno, con el uso de internet de las cosas(Universidad Católica de Santa María, 2022-08-08) Núñez Melgar Obregón, Jorge LuisEl presente trabajo de investigación trata sobre el diseño e implementación de un “Digital Twin”.Empezando con el diseño del activo físico, desde la integración de sensores previamente instaladosen el lugar, pasando por la programación usada en todos los controladores. Posteriormente se diseña el activo digital, escogiendo el procesador teniendo en cuenta su mínimocosto y consumo de energía, pasando por la selección de servicios y la arquitectura que estos usaron, para finalmente interconectarlos. Luego se generaron dashboards para poder observar con claridad la información recogida por lossensores y enviadas previamente, como muestra de esto también se implementa un sistema SCADA, reforzando la facilidad de integración que trae el “Digital Twin”. También como parte de la investigación se desarrolla un modelo de Machine Learning como retroalimentación del “Digital Twin” hacia el activo físico, mejorando con esto la automatizacióndel proceso de generación de oxígeno, regulando el flujo para poder mantener la pureza de oxígenoItem Diseño de un sistema automatizado para el reingreso de material rechazado en un molino de carbón mediante lógica difusa(Universidad Católica de Santa María, 2022-06-20) Pacheco Zúñiga, Sergio ManuelEl presente proyecto describe el desarrollo y simulación de un sistema scada para el control y monitoreo del proceso de reingreso de carbón al molino de carbón en una cementera típica. Actualmente el proceso de reingreso de material es del modo “manual”, el operador de campo tiene que retirar el material con ayuda de palas y carretillas, para cargarlo a una “big bag” y con ayuda de un montacarga llevarlo hasta la zona de canchas de acopio, que se encuentran a 500 metros del área de molienda de carbón. El objetivo general del proyecto es diseñar un sistema que permita el reingreso de material rechazado del molino de carbón mediante un elevador de cangilones, así como implementar un sistema de monitoreo SCADA. El Capítulo I hablará acerca de las necesidades actuales y por qué se propone la automatización del proceso de reingreso de carbón, mientras que en el Capítulo II, hablaremos acerca de todo lo que compete al proceso de molienda de carbón, así mismo, del tipo de control que usaremos para la presente automatización. El Capítulo III detallará la ejecución del proyecto incluyendo la ingeniería básica e ingeniería de detalle involucrada en el proceso, por último, el Capítulo IV mostrará las pruebas de operación del prototipo a pequeña escala a elaborar, incluyendo el sistema SCADA final.Item Diseño e implementación de 2 equipos medidores de energía eléctrica basados en IOT para la gestión de consumo energético(Universidad Católica de Santa María, 2022-06-13) Pinto Guillen, Vanessa JimenaEn el presente trabajo de investigación se muestra el diseño y la aplicación de un equipo medidor de energía eléctrica basados en Iot para gestión de consumo energético. Este diseño cuenta con una medición exacta y precisa de la señal de voltaje, corriente y frecuencia. También se aplican algoritmos de Procesamiento Digital de Señales para el cálculo del ángulo de fase entre el voltaje y la corriente, cálculo de potencia activa y aparente, todos estos cálculos se encuentran programados en un procesador CORTEX – ARM de la familia Texas Instrumets. El equipo también cuenta con un módulo de comunicación WIFI que le permite transmitir las mediciones en tiempo real por medio de mensajería MQTT, siendo el software Node Red instalado en una laptop o servidor el administrador de mensajería y el que se encarga de llenar los datos en la base de datos. El equipo desarrolla las siguientes tareas: • Lectura real del consumo energético en las viviendas. • Conexión a la red WIFI de las viviendas para su próxima lectura. • Visualización de los valores medidos en una pantalla LCD mediante la red WIFI de las viviendas. • Visualización de dashboards creados en Node Red en un celular por el usuario. Además, el equipo también cuenta con una memoria interna donde se almacenará toda la información en una base de datos de un servidor (Laptop); este, permitirá al usuario comunicar el equipo por medio de la red WIFI para tener conocimiento de su consumo energético en su vivienda visualizando dicho consumo en su celular, el circuito fue diseñado utilizando el software EAGLE Cadsoft.Item Diseño e implementación de un módulo educativo para el control de temperatura, empleando controladores PI, PID y Predictor de SMITH(Universidad Católica de Santa María, 2022-04-05) Alviz Blanco, Edgar RaymundoEl desarrollo de la presente tesis está orientada a demostrar y resolver problemas que se encuentran en el control de procesos de industriales. Actualmente se requiere la optimización de los sistemas de control, es por ello que se requiere profesionales que tengan aptitudes relacionadas al dominio de la instrumentación, automatización y control de procesos, las cuales están relacionadas a la ingeniería electrónica. Debido a la necesidad de obtener módulos educativos de control que complementen la formación profesional del estudiante, se propone desarrollar e implementar un sistema de control de temperatura de un tanque de agua. Para obtener la correcta regulación de temperatura del fluido, es necesario también la implementación de un sistema de control de nivel, ya que el modelamiento matemático, el sistema de temperatura dependerá de la masa existente de agua dentro del tanque. Dicho módulo permitirá conectarse a programas de control avanzado, en el cual se podrá implementar diferentes técnicas de control, y dar un análisis diferencial entre algunos tipos de controladores, como es el caso del control PI (Proporcional – Integrador), PID (Proporcional – Integrador - Derivador) y el controlador PI dentro de la estructura del PS (Predictor de Smith). El controlador PI dentro de la estructura de un PS es usado comúnmente en sistemas que cuentan con retardos de tipo dominante. Actualmente en el mercado local existe equipos sofisticados que cumplen los requisitos para formar parte de un módulo educativo, sin embargo, estos tienen un elevado precio. Es por ello que en el presente trabajo se considera el factor económico para la elección del sistema de instrumentación. La programación del sistema de control se realizó utilizando Simulink, a través de la comunicación Modbus TCP/IP. Adicionalmente se desarrolló una interfaz de usuario, la cual permite visualizar los parámetros importantes y el comportamiento de la variable proceso, así como el control de otros factores que involucran a la respuesta del sistema de control.Item Diseño, análisis e implementación de una fuente Switching Buck Multifase con un capacitor conmutado(Universidad Católica de Santa María, 2022-03-17) Polleri Granda, Ángel AlejandroEl presente documento muestra el diseño e implementación de una fuente de alimentación conmutada capaz de proveer voltajes en el rango de 0.8Vcd a 2Vdc bajo cargas de hasta 40 amperios a partir de una fuente de 12Vdc. Para poder alcanzar una alta eficiencia y ocupar poco espacio en una tarjeta PCB es que se desarrolla una topología de tres fases a altas frecuencias de conmutación, en donde se tiene un capacitor en serie que reduce el voltaje de entrada para la conmutación de las tres fases y, de esta manera no solo se reduce las pérdidas de conmutación, sino que también ya no se requiere de un bajo ciclo de trabajo para obtener voltajes que son hasta diez veces menos que el voltaje de entrada inicial. La tesis primero establece las ecuaciones de diseño necesarias para analizar principalmente el balance de corriente de las tres fases y el efecto del cambio de ciclo de trabajo en la disminución de la amplitud del rizo de corriente y voltaje de salida, y a partir de este análisis se escoge el valor de capacitores e inductores que conforman la fuente. En este análisis se observa que para mantener la amplitud del rizado de corriente equitativa en el modo de operación de alta carga (las tres fases a la vez) es necesario mantener la primera fase trabajando al doble de frecuencia que la fase 2 y 3, lo que significa que el inductor de la fase 1 debe tener una inductancia cercana a la mitad del inductor de la fase 2 y 3. Posteriormente se diseña el compensador, para lo cual se obtiene el modelo promedio de los conmutadores de cada fase. Y, con el modelo promedio se calcula la función de transferencia del sistema de control, se grafican los diagramas de bode y se compensa la fuente mediante un compensador de tipo III. Finalmente, se fabrica el prototipo y se valida la topología propuesta.