Fase 2- Marco Referencial.docx

FASE 2 – MARCO REFERENCIAL

PROYECTO DE GRADO

SISTEMA DE CONTROL AUTOMÁTICO PARA EL LLENADO Y EL VACIADO DE TANQUES DE RESERVA DE AGUA

OMAR GOMEZ VASQUEZ 1101682891

ELBER FERNANDO CAMELO DIRECTOR

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CARTAGENA 2019

INDICE

Pág. 1. Introducción.

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2. Definición del problema.

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3. Justificación.

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4. Marco conceptual

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5. Estado del arte

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6. Objetivos

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7. Posibles soluciones

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8. Solución seleccionada - justificación

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9. Cronograma

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10. Recursos

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11. Conclusiones.

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12. Referencias.

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1. INTRODUCCIÓN

El control automático hoy en día es una aplicación bastante regular. Se hace necesario el manejo de una variable con el fin de mantener resultados deseados. En nuestro caso, se pretende aplicar el concepto de control sobre un sistema de llenado de tanques de reserva de agua. Para esto, necesitamos controlar específicamente la variable de nivel del RT.

En el transcurso del presente trabajo se pretende, aprender y aplicar conceptos básicos sobre programación de microcontroladores, control automático, programación gráfica y manejo de herramientas de simulación previa a la implementación del prototipo. Se manejarán herramientas informáticas como PIC-C, ISISS PROTEUS, NI LABVIEW, entre otros.

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2. DEFINICION DEL PROBLEMA Esta propuesta surge de la necesidad de llevar un control y registro en tiempo real sobre los equipos de maquinaria pesada que tengo a cargo en mi puesto de trabajo, de los cuales debo estar pendiente del consumo de combustible, averías que presenten y el tiempo de operación de todos estos, ya que se dificulta debido a que los equipos cuando están en operación en los patios de carbón se genera mucha polución, además de correr riesgo al entrar en áreas donde se mueven estos equipos pesados. También se busca mejorar el programa de mantenimiento que tienen estos equipos. El sistema a implementaría en los equipos de maquinaria pesada, realizara la recolección de variables y datos como: nivel de combustible, nivel de aceite en el motor, nivel de aceite hidráulico, temperatura del motor, presión en la línea hidráulica, además de todas las alarmas e indicaciones que se encuentran en el tablero de control de la maquinaria, permitiéndome llevar una base datos con la información suministrada y monitorear cada equipo que este en operación en tiempo real desde la oficina sin la necesidad de exponernos a la contaminación y riesgo de atropellamiento. Para la transmisión inalámbrica de la información podriríamos implementar cualquiera de las dos clases de comunicación inalámbrica que son: la transmisión por radio o la transmisión vía microondas, pero por viabilidad podríamos usar la transmisión por radio, aprovechando los servicios de operadores móviles de telefonía que se encuentran en la zona, se realizara él envió de paquetes de datos con la información obtenida en los equipos a un receptor para poder procesar todas las variables y así visualizarla desde cualquier computador o dispositivo con acceso a internet.

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3. JUSTIFICACIÓN

Con la implementación de este sistema en cualquier empresa con gran número de maquinaria ayudara significativamente en prevenir daños mayores a los diferentes componentes, así como evitar tiempo perdido en las operaciones, daños al medio ambiente por derrames de aceites y combustibles y accidentes laborales. Además de lo anteriormente mencionado también se pueden incluir sensores que avisen al centro de control cuando un operador muestre síntomas de sueño. Para implementar este sistema se requiere una gran inversión, pero traerá tantos beneficios a la empresa que permitirá ahorro en mantenimiento y mantener una operación sin contratiempos.

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4. MARCO CONCEPTUAL

Sistemas de telemetría inalámbrica. La telemetría permite medir y rastrear remotamente magnitudes físicas para enviar información y datos al operador del sistema inalámbricamente. La primera forma de transmisión de información era por cable, pero en la actualidad las ondas de radio y la comunicación satelital hacen posible la telemetría moderna. La telemetría también es llamada telemedición, y es usada en diferentes industrias. Algunos ejemplos de sus uso es en la monitoreo de los niveles de agua en represas, la calidad de aire; también permite el análisis de suelos, tratamiento de gases, flujos y exploración sísmica en la perforación de los pozos petroleros. Esta tecnología es usada frecuentemente para rastrear objetos como llaves o teléfonos celulares y en el desarrollo de sistemas de automatización de hogares inteligentes.

Transmisión por radio. En la actualidad, son muy comunes los sistemas fundamentados en la transmisión por ondas radioeléctricas: la telefonía celular, los sistemas satelitales, las conocidas estaciones radiales, los sistemas radares y el propio Wi-Fi hacen uso de dichas ondas para la transmisión de información. De allí que, las radiocomunicaciones se definen de acuerdo a la normativa UIT-R V. 573-5, como telecomunicaciones realizadas a través de ondas radioeléctricas, las cuales a su vez son definidas como las ondas electromagnéticas que se propaga en el espacio sin guía artificial, en el límite de los 3 GHz. Estas pueden hacer uso de elementos situados en el espacio y de elementos en tierra, lo que define si los mismos son espaciales o terrenales, y su técnica se fundamenta en la modulación, que consiste a su vez en la superposición de la información que se desea transmitir en una onda electromagnética de soporte (portadora), generando una señal modulada que contiene frecuencias en relación a la portadora.

Transmisión vía microondas. Básicamente un enlace vía microondas consiste en tres componentes fundamentales: el transmisor, el receptor y el canal aéreo. El transmisor es el responsable de modular una señal digital a la frecuencia utilizada para transmitir, el canal aéreo representa un camino abierto entre el transmisor y el receptor, y como es de esperarse el receptor es el encargado de capturar la señal transmitida y llevarla de nuevo a señal digital. El factor limitante de la propagación de la señal en enlaces microondas es la distancia que se debe cubrir entre el transmisor y el receptor, además esta distancia debe ser libre de obstáculos. Otro aspecto que se debe señalar es que en estos enlaces, el camino entre el receptor y el transmisor debe tener una altura mínima sobre los obstáculos en la vía, para compensar este efecto se utilizan torres para ajustar dichas alturas. 5

Medición y transmisión de variables. Son los elementos que detectan o sensan cambios en el valor de la variable controlada. A menudo se denominan elementos primarios y en algunos casos forman parte de un bloque con el llamado transmisor o aquel que recibe la salida del sensor y adapta esta señal con fines de transmitirla; a este conjunto se la denomina transductor. En general, la respuesta de un sensor determina cuan bien se va efectuar la medición, el registro o control de una variable; y su selección es el resultado de conocer bien las características de un proceso. Algunas de las características más importantes de un sensor o transductor que definen la calidad de los mismos son la exactitud, linealidad, resolución, etc. Otro aspecto importante es el denominado tiempo de respuesta o tiempo necesario para que el dispositivo entregue la información final. En la medida que este retardo se pueda minimizar, se tendrá un mejor control del proceso

Red GPRS Las siglas GPRS son hoy en día muy conocidas por todos aquellos usuarios de servicios de telefonía móvil. Vienen de las palabras inglesas General Packet Radio Service (en castellano Servicio General de Paquetes vía Radio). En su día (años 80) fueron una gran novedad, y aunque hoy ya han sido substituidos (o al menos lo estan siendo), por los sistemas 3G y 4G, todavía son de gran uso en zonas en donde la cobertura de tercera y cuarta generación no es aún completa. El GPRS se basa en el sistema GSM de transmisión de voz, que fué de por si una revolución mundial, al permitir comunicarse vía satélite, sin necesidad de cables ni conexión física a dos terminales móviles (el GSM fué diseñado para la llamada segunda generación de móviles) Básicamente esta tecnología que comparte el rango de frecuencias de la red GSM utilizando una transmisión de datos por medio de 'paquetes'. La conmutación de paquetes es un procedimiento más adecuado para transmitir datos, hasta ahora los datos se habían transmitido mediante conmutación de circuitos, procedimiento más adecuado para la transmisión de voz.

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5. ESTADO DEL ARTE

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6. OBJETIVOS Objetivo General

Diseñar un proyecto mediante el uso de ayudas tecnológicas que permita dar solución a la problemática que tienen algunas empresas con el mantenimiento y monitoreo de su maquinaria, este proyecto no solo beneficia a la empresa si no también a sus empleados ya que les permitirá medir y trasmitir diferentes variables lo cual ayudara en reducción de costo y mayor seguridad para los operadores.

Objetivos Específicos:

 Trasmitir datos en tiempo real sobre el estado y funcionamiento de los diferentes componentes de un equipo.  Realizara la recolección de variables y datos como: nivel de combustible, nivel de aceite en el motor, nivel de aceite hidráulico, temperatura del motor, presión en la línea hidráulica, además de todas las alarmas e indicaciones que se encuentran en el tablero de control de la maquinaria.  Monitorear cada equipo que este en operación en tiempo real desde la oficina sin la necesidad de exponernos a la contaminación y riesgo de atropellamiento.

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7. POSIBLES SOLUCIONES

Para dar una solución eficaz a este problema podemos usar un dispositivo de monitoreo que se encuentra en el mercado con entradas análogas y digitales además utiliza la red GPRS, y conectar del panel de fisibles todas las señales que deseamos monitorear desde una terminal remota. El estándar GPRS (General Packet Radio Service) es una evolución del estándar GSM y es por eso que en algunos casos se denomina GSM++ (o GMS 2+). Dado que es un estándar de telefonía de segunda generación que permite una transición hacia la tercera generación (3G), el estándar GPRS por lo general se clasifica como 2.5G. GPRS admite características nuevas que no están disponibles en el estándar GSM y que se pueden clasificar en los siguientes tipos de servicios: Servicio de punto a punto (PTP): es la capacidad de conectarse en modo cliente-servidor a un equipo en una red IP. Servicio de punto a multipunto (PTMP): constituye la capacidad de enviar paquetes a un grupo de destinatarios (Multidifusión). Dispositivo para Monitoreo y Control, con comunicación Celular / Satelital y Lógica Programable GRD. Los productos la familia GRD, permiten controlar y supervisar a distancia, a cualquier tipo de máquina, sistema de control o proceso, facilitando la implementación de sistemas de Telemetría Remota. Adicionalmente incorpora la posibilidad de cargar un script de texto para realizar operaciones de lógica interna.

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8. SOLUCIÓN SELECCIONADA

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9. CRONOGRAMA

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10. RECURSOS

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11. CONCLUSIONES  La tecnología o la innovación puede mejorar la calidad de vida de los seres humanos lo cual se viene realizando desde el inicio de los tiempos y es la razón por la cual hemos logrado tener y disfrutar los avances y mejoras en nuestro vivir cotidiano.  A partir del diseño del árbol de problemas se puede diseñar el árbol de objetivos, y cumplimiento de metas.  La Ingeniería Electrónica debe asumir la importancia de contribuir a la solución de problemas  Es vital identificar las causas del problema, y sus efectos, para planear metas y objetivos en relación al origen del problema, y su relación con las alternativas de solución.  La definición de un problema es la parte más fundamental del inicio de un proyecto, sea tecnológico o de cualquier índole. En esta fase se conoce la necesidad o la problemática a la cual se le quiere dar solución.  Usar la tecnología o la innovación para mejorar la calidad de vida de los seres humanos es una actividad que se viene realizando desde el inicio de los tiempos y es la razón por la cual hemos logrado tener y disfrutar los avances y mejoras en nuestro vivir cotidiano.

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BIBLIOGRAFÍA

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Bohorquez Valderrama, Karol. Fonseca Sanabria, Diego. Gutiérrez Puertas, Santiago. Sistema Didáctico Para El Control De Nivel Con Tanques Acoplados. Bogotá 2017. [En Línea].

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National Instruments, ¿Qué es LabVIEW? 2019.[ En Línea]

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