Ingeniería de Ejecución en Control e Instrumentación Industrial

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  • Publication
    Estudio de factibilidad para el rediseño del sistema de paletizado en planta conservas Camanchaca Coronel
    (2022)
    Maricahuin Torres, Ariel
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    Cruz Cea, Sebastián Ignacio
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    Vera González, Ricardo Ignacio (Profesor Guía)
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    Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Electrónica e Informática
    El presente documento evalúa si es posible rediseñar el sistema paletizador de latas de conservas en la planta Camanchaca Coronel, permaneciendo sin cambios desde su instalación en el año 2007. El motivo, son los diversos problemas de funcionamiento que ocasionan pérdidas monetarias a la empresa. Para investigar los problemas, se realiza un análisis de las fallas, mantenciones y detalles técnicos del sistema concluyendo que la causa proviene de una lógica de control deficiente y principalmente la baja confiabilidad de los electroimanes usados para sujetar las latas de conservas al sistema que las desplaza. El análisis da cuenta de la falta de seguridad y visualización en la operación. Luego de concluir el análisis, se investigan distintos sistemas de paletizado que ofrece el mercado desde brazos robóticos con ventosas hasta sistemas similares al actual. Considerando costos y requerimientos se opta por conservar la estructura actual y reemplazar los electroimanes por imanes permanentes. Los problemas en la seguridad, control y visualización se resuelven integrando un sistema HMI en conjunto con un controlador más robusto y barreras de seguridad. Finalmente se analizan los beneficios monetarios para la empresa evidenciando las ventajas del rediseño.
  • Publication
    Principio de funcionamiento de los índices kappa y brillo en el proceso de producción de celulosa
    (2023)
    Cartes Santibañez, Nicolas Ignacio
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    Vera González, Ricardo Ignacio (Profesor(a) Guía
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    Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Electrónica e Informática
    Esta investigación se centra en el principio de funcionamiento de los índices Kappa y Brillo en el proceso de obtención de celulosa a partir de chip de madera, utilizando el analizador Valmet KAPPA QC. El objetivo principal es detallar el análisis de estos índices en las etapas intermedias del proceso, desde el digestor hasta el secado. La investigación busca mejorar la calidad del producto final, optimizar el proceso de producción y reducir costos. Se recopilan datos y se utilizan técnicas e instrumentación adecuadas para la medición de los índices Kappa y Brillo en cada etapa. Los resultados obtenidos se analizan, revelando la influencia de estos índices en la calidad del producto y su relación con los resultados de producción. Se destaca la importancia de la medición precisa de los índices Kappa y Brillo para la toma de decisiones informadas y la optimización del proceso de obtención de celulosa. Además, se mencionan las perspectivas futuras, incluyendo el desarrollo tecnológico y la integración de datos para una optimización continua del proceso. En resumen, esta investigación aborda la importancia y el significado de los índices Kappa y Brillo en el proceso de obtención de celulosa, utilizando el analizador Valmet KAPPA QC. Se busca mejorar la calidad del producto, optimizar el proceso y reducir costos, mediante la medición precisa y el análisis de estos índices en cada etapa del proceso.
  • Publication
    Sistema de control y monitoreo de bombas en calderas de pesquera Orizon
    (2022)
    Valderrama Cartes Pablo Andrés
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    Gatica Cid, Jhonson Rodrigo
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    Muñoz Quezada, Luis Gabriel (Profesor(a) Guía)
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    Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Electricidad
    El presente trabajo de título de Sistema de Control y Monitoreo de Bombas en Calderas de Pesquera Orizon, tiene como finalidad mejorar y optimizar el Control y Monitoreo actual de la planta incluyendo al SCADA existente de la Sala de Control, la implementación de un Sistema de Control y Monitoreo de las bombas de agua y petróleo de Calderas de la Pesquera, se escogió el software Tía Portal V16 para la programación de control y Wincc Advanced para la visualización de las bombas. Para esto se deberá agregar tarjetas de entrada y salidas digitales para tener el control de las bombas a través del SCADA, el controlador a utilizar será un PLC S7-1500, también, se emplea el uso de dos ET 200SP, que es un sistema de periferia escalable y muy flexible, que conecta las señales del proceso a el controlador S7-1500 mediante una comunicación rápida a través de Profinet. Esta mejora pretende aumentar la productividad de la planta dado que el proceso se podrá controlar y monitorear de manera más rápida y lograr una eficiencia en el proceso, dado que cualquier variabilidad o interrupción en el proceso podrá ser corregida rápidamente. Además, se identificó el hardware correspondiente para el accionamiento y status de las bombas, y así, facilitar el trabajo y mejorar el desempeño de la planta. TIA PORTAL (Totally Integrated Automation Portal) es la plataforma de ingeniería de Siemens que ofrece soluciones de automatización en todos los sectores industriales del mundo, integrando todas las tareas de automatización de un proceso industrial. Se trata de una aplicación modular a la que se le pueden ir añadiendo nuevas funcionalidades según las necesidades concretas de cada sector. Simatic Wincc es un sistema de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA) e interfaz hombre – máquina (HMI) de Siemens. Los sistemas SCADA se utilizan para monitorear y controlar procesos físicos involucrados en la industria y la infraestructura a gran escala y en largas distancias. Simatic Wincc se puede utilizar en combinación con controladores Siemens y está escrito para el sistema operativo Microsoft Windows. A grandes rasgos las Calderas generan vapor para alimentar las líneas de las diferentes etapas de la pesquera (cocedores, secadores, ya sea para planta PHP o Conserva) cada una de estas calderas cuenta con una bomba de agua, en total, se tiene 5 bombas de agua, más 2 bombas de agua auxiliares, en caso de problemas con alguna bomba, se activará una de las bombas auxiliares para solucionar el problema. Estas calderas funcionan actualmente a gas y en caso de emergencia se pueden activar las 3 bombas de petróleo que alimentaran las calderas. Cabe destacar que el estanque diario de petróleo tiene una bomba de llenado que el alimenta este estanque. Actualmente la activación de cualquiera de estas bombas se debe hacer de manera manual en el tablero de control activando el selector correspondiente a la bomba que se desea energizar. Se quiere incluir el control y monitoreo de las bombas al SCADA existente para optimizar el trabajo realizado por el operario, y así él pueda controlar y monitorear todo el sistema de calderas, junto a las variables involucradas desde la sala de control. Las calderas de la pesquera Orizon son 4 del tipo pirotubulares y una es acuotubular, denominada caldera de vapor rápido o de serpentín, que gracias al pequeño volumen de agua permiten obtener vapor en muy poco tiempo. Específicamente esta caldera corresponde a la N°4 de las calderas que hay en planta, las otras 4 son pirotubulares. En la caldera acuotubular el fluido a calentar se desplaza por el interior de los tubos y los gases de combustión circulan por el exterior de los mismos. Se emplean cuando se requieren presiones de trabajo elevadas, para calentar volúmenes pequeños de agua. Dado que el agua alcanza velocidades considerables, la transmisión de calor es eficiente y la capacidad de producir vapor elevada. Exigen ser alimentadas con agua de gran pureza para evitar incrustaciones en el interior de los tubos y rotura de los mismos. Su coste es más elevado y, debido al pequeño volumen de agua, se ajustan peor a las grandes variaciones del consumo de vapor. En cambio, en las calderas pirotubulares los vapores de la combustión pasan por dentro de los tubos rodeados por agua, el agua absorbe el calor de los gases de combustión para calentarse, y de esta manera, obtener vapor que es utilizado para los procesos industriales de secadores y cocedores en la planta. La comunicación industrial entre los controladores de cada caldera, de las etapas o líneas de proceso y dispositivos de automatización ubicados en terreno como, por ejemplo, válvulas, sensores, transmisores, quemadores entre otros, se realizará a través de Profinet, que es un estándar de Ethernet industrial. La red PROFINET es una red diseñada para trabajar en área local, la cual dispone de un sistema estándar totalmente abierto que depende de la asociación PI (PROFIBUS & PROFINET International) utilizando como medio de transmisión la tecnología Ethernet TCP/IP. Las modificaciones de PROFINET a la Ethernet estándar aseguran una transmisión de datos adecuada y rápida incluso en aplicaciones difíciles. Ethernet Industrial es un estándar de red de comunicación capaz de manejar grandes cantidades de datos a velocidades de 10 Mbps o 100 Mbps, y hasta 1500 bytes por paquete. El sistema SCADA es una herramienta de automatización y control industrial utilizada en los procesos productivos para controlar, supervisar, recopilar datos, analizar datos y generar informes a distancia mediante una aplicación informática. Su principal función es la de evaluar los datos con el propósito de subsanar posibles errores.
  • Publication
    Programa de mantencion para ensacadora automatica de pellet
    (2023)
    NÚÑEZ CASTRO, CARLOS ALFREDO
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    Vera González, Ricardo Ignacio (Profesor(a) Guía)
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    Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Electrónica e Informática
    El objetivo del trabajo es diseñar un programa que sirva como protocolo de mantención para la máquina ensacadora automática, ya sea diario, mensual o anual, de esta manera, obtendremos mayor rendimiento de los recursos y energía asociados. Para lograr dicho objetivo, es necesario entender la raíz del problema, es decir, analizar cada falla del sistema y por qué se produce, por lo tanto, se estudiará el proceso, el funcionamiento de cada equipo, controles, elementos de ajuste, elementos de medición, parámetros y producto.