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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIDAD DE INVESTIGACIÓN REGISTRO NACIONAL DE TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN Y PROYECTOS FORMATO Nº 1 CERTIFICACIÓN DE APROBACIÓN DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN CÓDIGO ………………… FECHA ………………… COTEJO EN LA BASE DE DATOS DE LA SUNEDU

1. Escuela Profesional: Ingeniería Electrónica 2. Apellidos y Nombres: Vasquez Cornejo Oscar Adino 3. Título del Proyecto: Diseño de un sistema de monitoreo a distancia para la detección de fallas en la maquinaria de la empresa FERREYROS SAA. 4. Asesor: Segura Altamirano Segundo Francisco 5. Problema Científico: ¿De qué manera el diseño de un sistema de monitoreo a distancia contribuirá a la mejora de la detección de fallas en la maquinaria pesada de FERREYROS SAA? 6. Objetivo General: Diseñar un sistema de monitoreo a distancia para la detección de fallas en la maquinaria pesada de la empresa FERREYROS SAA 7. Hipótesis: Si diseñamos un sistema de monitoreo a distancia entonces se contribuirá a la detección de fallas en la maquinaria pesada de FERREYROS SAA. 8. Diseño de Contrastación de la Hipótesis: Usando los conceptos de transmisión de señales a través de la comunicación inalámbrica se podrá mejorar el proceso de la detección de fallas de la maquinaria pesada de FERREYROS SAA, esto se realizará mediante la adquisición de información del módulo de control electrónico de la máquina, mediante un software en específico.

Vasquez Cornejo Oscar Adino Celular: 980867995

Segura Altamirano Segundo Francisco Celular: 987765687 Dr. Camilo Quintos Chuquicahua Jefe de la Unidad de Investigación

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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

PERFIL DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

DISEÑO DE UN SISTEMA DE MONITOREO A DISTANCIA PARA LA DETECCIÓN DE FALLAS EN LA MAQUINARIA DE LA EMPRESA FERREYROS SAA

ELABORADO POR:

OSCAR ADINO VASQUEZ CORNEJO

LAMBAYEQUE – PERU 2019

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1. INFORMACIÓN GENERAL

1.1 Título DISEÑO DE UN SISTEMA DE MONITOREO A DISTANCIA PARA LA DETECCIÓN DE FALLAS EN LA MAQUINARIA DE LA EMPRESA FERREYROS SAA 1.2 Autor Oscar Adino Vasquez Cornejo 1.3 Asesor de Especialidad Segundo Francisco Segura Altamirano 1.4 Área de Investigación Ingeniería Electrónica – Procesamiento y Análisis de Señales 1.5 Lugar de Ejecución Maquinaria FERREYROS SAA 1.6 Duración Estimada 06 meses

2. PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN 2.1 Síntesis de la Situación Problemática En la actualidad toda maquinaria pesada presenta unidades de control electrónico los cuales son las computadoras (cerebros electrónicos) encargadas de recibir todas las señales que provengan de los sensores de la máquina, ya sean: Sensor de presión, sensor de temperatura, sensor de nivel de agua, medidor de velocidad, entre otros. Los ECM dependiendo de la información que reciba de los sensores, controlará varias unidades importantes del automóvil. (Mundo Motor, 2019) La problemática de estas está en cómo obtener la información del módulo de control electrónico y evaluarla, pero de manera satelital detectando así las fallas de la maquina con el menor tiempo posible, con la mayor precisión y sin la necesidad de que algún operario esté presente físicamente para evaluar la máquina. Una de las empresas más reconocidas a nivel internacional es Caterpillar que ha lanzado al mercado “Cat® Product Link™: Redefine la eficacia de la administración de la flota. Su interfaz fácil de usar, denominada VisionLink™, permite obtener informes personalizados sobre el estado y la 3

utilización, además de capacidades de diagramas y flota mixta. Y Product Link transmite la información mediante celular y satélite. Product Link conecta a los clientes con nuestra red de distribuidores de clase mundial. Product Link obtiene información precisa, oportuna y útil acerca de la ubicación, el uso y la condición del equipo; la clase de información que puede marcar una gran diferencia en la eficiencia y los costos de toda su operación” (Caterpillar, 2019) A nivel nacional la compañía Komatsu-Mitsui Maquinarias Perú S.A. presenta, “KOMTRAX, es el Sistema de Monitoreo Satelital del equipo y la flota Komatsu, mediante tecnología inalámbrica, basada en la Internet, provee a los usuarios información crítica en cualquier momento y lugar.” (Komatsu, 2019) A nivel local la evaluación de maquinaria se hace mediante un escáner que puede tener comunicación inalámbrica vía bluetooth. Adaptador Caterpillar 3 “El Adaptador 3 de Caterpillar, controlado por el software CAT ET, no solo permite modificar los modos o grupos de modos del motor, sino también configurar el ECM/ actualizar el firmware del ECM. También se puede usar con el software Perkins EST, que permite las operaciones de diagnóstico de los motores Perkins por parte del distribuidor.” (Craftwork Team, 2019) 2.2 Formulación del problema de investigación ¿De qué manera el diseño de un sistema de monitoreo a distancia contribuirá a la mejora de la detección de fallas en la maquinaria pesada de FERREYROS SAA? 2.3 Hipótesis / Solución del Problema Si diseñamos un sistema de monitoreo a distancia entonces se contribuirá a la detección de fallas en la maquinaria pesada de FERREYROS SAA. 2.4 Objetivos 2.4.1 Objetivo General Diseñar un sistema de monitoreo a distancia para la detección de fallas en la maquinaria pesada de la empresa FERREYROS SAA 2.4.2 Objetivos Específicos 1 Conocer la problemática actual en la detección de fallas de maquinaria pesada para orientar la investigación. 2 Obtener información detallada del funcionamiento del módulo de control electrónico y de los diferentes tipos de comunicación inalámbrica para realizar el análisis respectivo. 3 Diseñar el sistema para la transmisión de datos inalámbrica de la maquinaria de FERREYROS SAA. 4 Realizar las pruebas correspondientes al sistema de monitoreo a distancia de acuerdo a las necesidades requeridas.

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5 Validar la solución a través de la confirmación y opinión de especialistas en el mantenimiento de maquinaria pesada.

3. DISEÑO TEÓRICO 3.1 Antecedentes 1 Brno-Republica Checa, 2013. Universidad de Tecnología, Facultad de Ingeniería y Eléctrica y Comunicación, Departamento de Radio Electrónica “Wireless Data Collection from Engine Controll Units” Proyecto realizado por Miroslav Prochazka para la obtención del grado de diplomado. Esta tesis implementó una interfaz inalámbrica para un módulo que proporciona comunicación entre la computadora y la unidad de control electrónico de un automóvil. La tesis sugiere la selección del módulo WLAN más apropiado, la prueba de las características del módulo y la implementación del módulo WLAN. (Prochazka, 2013) 2 Cajamarca,2016. Universidad Privada del Norte, Facultad de Ingeniería, Ingeniería Industrial “Implementación del sistema MineCare para la mejora en la disponibilidad de la flota de acarreo KOMATSU 930E de la Cía. Minera Antamina” Proyecto realizado por Max Enrique Echevarría Huamán y Enrique Feliciano Echevarría Huamán para la obtención del título profesional de Ingeniero Industrial. Esta tesis demostró que mediante la implementación del sistema MineCare mejora todas las áreas del proceso de gestión del mantenimiento, proporcionando toda la información y las herramientas necesarias para responder, rastrear, documentar, investigar, resolver y predecir temas relacionados al estado del equipamiento móvil. Con este sistema se identifica en tiempo real, las causas que originarían una detención imprevista a causa de una falla mecánica en el equipo. Este proyecto se aplica a la flota de camiones KOMATSU 930E en el área de acarreo de la Cía. Minera Antamina con la finalidad de una mejora en el plan de mantenimiento para disminuir el número de paradas no programadas (Echevarría Huaman & Echevarría Huaman, 2016) 3 Lima,2016. Universidad Tecnológica del Perú, Facultad de Ingeniería de Sistemas y Electrónica, Ingeniería Mecatrónica “Diseño y desarrollo de un sistema electrónico para monitoreo remoto del estado y control de velocidad de un montacargas” Proyecto realizado por Giovanni Leonel Bravo Guillén para la obtención del título profesional de Ingeniero Mecatrónico.

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Esta investigación trató sobre la implementación de un sistema electrónico para el monitoreo del estado de vehículos industriales con el fin de realizar un mantenimiento preventivo y correctivo. Para ello se necesita adquirir la información de la Unidad de Control del Motor (ECU) del vehículo para poder procesarlos para enviarlos a una interfaz de salida remota. (Bravo Guillén, 2016) 4 Trujillo,2017. Universidad Nacional de Trujillo, Facultad de Ingeniería, Ingeniería de Energía y Minas. “Implementación de la Performance en el Control de Pesos de los Camiones Caterpillar 777F Aplicando Software VIMS. En la Unidad Minera La Arena S.A.” Proyecto realizado por Frank Robert Gamboa Rodríguez para la obtención del título profesional de Ingeniero de Minas. Esta tesis se basó en la implementación del software VIMS (Sistema de Administración de Información Vital) el cual proporciona informes personalizados de producción y mantenimiento de la flota de camiones mineros de la unidad minera La Arena con la finalidad de obtener una información más confiable en el control de pesos de dichos camiones. (Gamboa Rodríguez, 2017)

3.2 Bases Teóricas Este estudio se llevará a cabo utilizando las siguientes áreas. 3.2.1 Telecomunicaciones:    

Moya, J. M. H., & Huidobro, J. M. (2006). Redes y servicios de telecomunicaciones. Editorial Paraninfo. Huidobro, J. M., & Moya, J. M. H. (2005). Sistemas telemáticos. Editorial Paraninfo. Pérez, E. H. (1998). Introducción a las telecomunicaciones modernas. Editorial Limusa. Pérez, E. H. (2003). Tecnologías y redes de transmisión de datos. Editorial Limusa.

3.2.2 Monitoreo a Distancia:  

Kuo, B. C. (1996). Sistemas de control automático. Pearson Educación. Bahón, C. A., & Giner, C. R. (2004). Tecnología de sistemas de control (Vol. 163). Univ. Politèc. de Catalunya.

3.2.3 Detección de fallas en maquinaria pesada:   

Concha, D. R. (2014). Control Electrónico de Equipo Pesado. Caterpillar Correa, C. E. (2013). Códigos de diagnostico para el control electrónico. Caterpillar Torres, J. D. (2014). Arquitectura del ECU. Universidad Politécnica Salesiana

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3.3 Definición y Operacionalización de variables Variable de calibración

Indicadores

Valor final

Tipo

Diseño de un sistema de monitoreo a distancia para maquinaria pesada.

Transmisión de información Control de parámetros

bBm

Numérica Continua Nominal Politómica

Variable evaluativa

Sistema de protección Indicadores

Codificación del módulo de control electrónico Si, No Valor final

Nominal Dicotómica Tipo

Mejorar en la detección de fallas de la maquinaria.

Confirmación del docente

Si, No

Nominal Dicotómica

Tabla 1: Cuadro de operacionalización de variables

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DISEÑO METODOLÓGICO

4.1 Diseño y Contrastación de la Hipótesis Usando los conceptos de transmisión de señales a través de la comunicación inalámbrica se podrá mejorar el proceso de la detección de fallas de la maquinaria pesada de FERREYROS SAA, esto se realizará mediante la adquisición de información del módulo de control electrónico de la máquina, mediante un software en específico. 4.2 Población y Muestra de Estudio 4.2.1 Población Personal operativo de FERREYROS SAA. 4.2.2 Muestra Personal del área de mantenimiento de FERREYROS SAA. 4.3 Técnicas, instrumentos, equipos y materiales Técnicas e Instrumentos a) Entrevista al personal de mantenimiento de la maquinaria de FERREYROS SAA. b) Evaluación del funcionamiento del sistema de monitoreo a distancia c) Informe final del jefe de planta validando el correcto funcionamiento del sistema

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Equipos y materiales a) b) c) d)

Variable de calibración

Software Transmisor de señales Maquinaria pesada Módulo de Control Electrónico (ECM)

Conceptualización

Dimensión

Indicadores

Transmisión de información Procesamiento y Análisis de Señales

Diseño de un sistema de monitoreo a distancia para maquinaria pesada.

Control de parámetros

Sistema diseñado para mejorar el proceso de la detección de fallas de la maquinaria pesada de FERREYROS SAA, mediante la adquisición de información del módulo de control electrónico.

Sistema de protección

Software de programación

Software

Interfaz de Usuario

Tabla 2: Variable independiente

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Sub indicadores

Técnicas e instrumentación

Permite el funcionamiento y monitoreo de manera remota.

Antena de radiofrecuencia Tarjeta electrónica para la transmisión

Mantiene el valor de la variable dentro del valor programado. Asegura la protección tanto del sistema como del usuario Recepciona entradas, procesa y activa salidas para mantener el valor de las variables dentro del valor programado Permite la correcta manipulación del sistema.

Tarjeta electrónica para la recepción ECM

Tarjeta electrónica

Kess OBD Tool Galletto 12-60

Kess OBD Tool Galleto 12-60

Variable de calibración

Mejorar en la detección de fallas de la maquinaria.

Conceptualización

Dimensión

Diseñado específicamente para transmitir información y controlar parámetros del módulo de control electrónico con la capacidad de ser monitoreado de manera remota con una interfaz amigable.

Contribuye a la mejoría en la detección de fallas

Indicadores

Técnicas e instrumentación

Diagnóstico de deficiencias

Entrevista

Diseño del sistema

Evaluación

Validación de la solución

Informe

Tabla 3: Variable dependiente

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ACTIVIDADES Y RECURSOS

5.1 Cronograma MES ACTIVIDAD

1er mes

2do mes

3er mes

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1

4to mes 2

1. Revisión bibliográfica 2. Diseño del proyecto 3, Elaboración del sistema 4. Comprobación con la teoría 5. Presentación del proyecto Tabla 4: Cronograma de actividades

5.2 Presupuesto 9

3

5to mes 4 1

6to mes

2 3 4 1 2 3 4

1 2 3 4 5 6

ACTIVIDAD Bibliografía Pasajes Horas hombre 300 horas hombre en 6 meses Materiales Servicios Imprevistos Total Tabla 5: Presupuesto

MONTO (Nuevos Soles) 50 50 120 200 100 50 570

5.3 Financiamiento Alumno

Aportante

Monto (S/.)

Porcentaje

1

Oscar Adino Vasquez Cornejo

570

100%

Tabla 6: Financiamiento

5.4 Productos y difusión de Resultados Productos a) Construcción del sistema de monitoreo a distancia para maquinaria pesada mediante la obtención de información y control de parámetros del módulo de control electrónico. b) Detectar las posibles fallas de maquinaria pesada. Difusión de resultados a) b) c) d)

Exposiciones y aplicación al personal técnico de FERREYROS SAA. Informe del proyecto de investigación. Sustentación ante los jurados Publicar en una revista los resultados mediante artículo científico.

Anexos 10

Figura 2: Troubleshooting de Caterpillar

Bibliografía 11

1. Boquera, M. C. (2003). Servicios avanzados de telecomunicación. Díaz de Santos. 2. Bravo Guillén, G. L. (2016). Diseño y desarrollo de un sistema electrónico para monitoreo remoto del estado y control de velocidad de un montacargas. Lima. 3. Echevarría Huaman, M. E., & Echevarría Huaman, E. F. (2016). Implementación del sistema MineCare para la mejora en la disponibilidad de la flota de acarreo KOMATSU 930E de la Cía. Minera Antamina (Tesis de Pregrado). Universidad Privada del Norte, Cajamarca. 4. Gamboa Rodríguez, F. R. (2017). Implementación de la Performance en el Control de Pesos de los Camiones Caterpillar 777F Aplicando Software VIMS. En la Unidad Minera La Arena S.A. Trujillo. 5. Komatsu. (03 de Marzo de 2019). Komtrax. Obtenido de Komatsu: http://komatsu.pe/index.php/monitoreo-komtrax 6. Kuo, B. (1996). Sistemas de control automático. Pearson Education. 7. Moya, J. M. (2005). Sistemas telemáticos. Parainfo. 8. Moya, J. M. (2006). Redes y servicios de telecomunicaciones. Parainfo. 9. Mundo Motor. (19 de Marzo de 2019). Mundo Motor. Obtenido de https://www.mundodelmotor.net/ecm-modulo-de-controlelectronico/#como_reemplazar_un_ecm 10. Pérez, E. H. (1998). Introducción a las telecomunicaciones modernas. Limusa. 11. Pérez, E. H. (2003). Tecnologías y redes de transmisión de datos. Limusa. 12. Prochazka, M. (2013). Control a traves de conexion inalámbrica de las unidades de control del motor. Brno.

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