DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN HORNO AUTOMÁTICO DE SECADO Y ENVEJECIDO DE ARROZ PARA LA PROCESADORA DE PROYELEC INGENIERIAS. FASE 1.

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1 DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN HORNO AUTOMÁTICO DE SECADO Y ENVEJECIDO DE ARROZ PARA LA PROCESADORA DE PROYELEC INGENIERIAS. FASE 1

2 Juan Fernando Aguirre Cueva
Realizado Por: Juan Fernando Aguirre Cueva

3 CONTENIDO INTRODUCCION ARQUITECTURA DEL HORNO ARQUITECTURA DE CONTROL
SOLUCIÓN DE HARDWARE SOLUCÍON DE SOFTWARE DISEÑO DE LOS CONTROLADORES SIMULACIONES CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

4 INTRODUCCIÓN

5 PROCESADORA DE ARROZ PROCESADORA DE ARROZ 2910 msnm, Sur de Quito
Reductora Tanques Islas PQAR

6 ARROZ MUESTREO MADUREZ FISIOLÓGICA VARIEDADES

7 PROCESO DE SECADO HORNO VENTILADOR Secado Natural Secado Artificial

8 PROCESO DE ENVEJECIDO EnvejecidoNatural Envejecido Artificial
VENTILADOR QUEMADOR EnvejecidoNatural Envejecido Artificial

9 HUMEDAD DEL ARROZ

10 ARQUITECTURA DEL HORNO

11 ARQUITECTURA DEL HORNO
Después de inspección de campo Caja del horno Base del horno Contenedor de bandejas Bandejas

12 ARQUITECTURA DEL HORNO

13 DEMANDAS DEL PROCESO

14 DEMANDAS DEL PROCESO Controlar la temperatura en el interior del horno
Controlar la humedad del grano Visualizar el proceso en un HMI Después de inspección de campo

15 ARQUITECTURA DE CONTROL

16 ARQUITECTURA BÁSICA DEL SISTEMA DE CONTROL

17 SOLUCIÓN DE HARDWARE

18 SOLUCIÓN DE HARDWARE CONTROLADOR

19 SOLUCIÓN DE HARDWARE CONTROLADOR

20 SOLUCIÓN DE HARDWARE SENSOR DE TEMPERATURA SENSORES SENSOR DE HUMEDAD

21 SOLUCIÓN DE HARDWARE ACTUADORES

22 SOLUCIÓN DE HARDWARE Factores Cuantitativos Factores Cualitativos
PREACTUADORES

23 SOLUCIÓN DE HARDWARE RELES ELEMENTOS MAGNÉTICOS CONTACTOR
Voltaje de activación RELES Corriente en los contactos ELEMENTOS MAGNÉTICOS Voltaje de activación CONTACTOR Corriente en los contactos

24 SOLUCIÓN DE HARDWARE INTERRUPTOR APARATOS DE MANIOBRA PULSADOR

25 SOLUCIÓN DE HARDWARE BALIZA SEÑALIZACIÓN LUMINOSA LUCES PILOTO

26 SOLUCIÓN DE HARDWARE FUSIBLES ELEMENTOS DE PROTECCIÓN RELE
20% de la corriente FUSIBLES Protección contra cortocircuito ELEMENTOS DE PROTECCIÓN 15% de la corriente RELE TERMOMAGNETICO Protección contra sobrecarga

27 SOLUCIÓN DE HARDWARE ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES

28 SOLUCIÓN DE HARDWARE ELEMENTOS EXTRAS FUENTE DE 24VDC BORNERAS
RIELES DIN ARMARIO

29 SOLUCIÓN FINAL DEL ARMARIO
EXTERIOR

30 SOLUCIÓN FINAL DEL ARMARIO
INTERIOR

31 SOLUCIÓN DE HARDWARE Se realizó el diseño en base a normas:
Instalaciones Eléctricas (NEC). Diagramas (IEC 1082 e ISA).

32 SOLUCIÓN DE SOFTWARE El cambio total de la implementación necesita programación completa de sus dispositivos

33 SOLUCIÓN DE SOFTWARE LÓGICA DEL PROGRAMA PROCESO DE SECADO

34 PROGRAMACIÓN HMI PC

35 PROGRAMACIÓN HMI PC INICIO INFORMACÍON

36 PROGRAMACIÓN HMI PC CLAVE DE ACCESO PRINCIPAL

37 PROGRAMACIÓN HMI PC PROCESO CONFIGURACIÓN

38 PROGRAMACIÓN HMI PC PROCESO EN MARCHA

39 PROGRAMACIÓN HMI PC INGENIERÍA HISTÓRICOS

40 PROGRAMACIÓN HMI PC ALARMAS

41 DISEÑO DE LOS CONTROLADORES
El cambio total de la implementación necesita programación completa de sus dispositivos

42 PLANTA Ingresa una entrada de voltaje Sale una temperatura

43 IDENTIFICACIÓN PRIMER PASO SEGUNDO PASO TERCER PASO

44 FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA
Determinar el mejor controlador

45 Diseño del sistema de control de humedad del grano

46 Diseño del sistema de control de temperatura del horno

47 Diseño del controlador por el método de Ziegler Nichols

48 Diseño del controlador por el método de Ziegler Nichols
FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA

49 SIMULACIONES El cambio total de la implementación necesita programación completa de sus dispositivos

50 CONTROL ON-OFF DE HUMEDAD

51 CONTROL PID DE TEMPERATURA

52 DIAGRAMA ELÉCTRICO

53 CONCLUSIONES El cambio total de la implementación necesita programación completa de sus dispositivos

54 CONCLUSIONES En las pruebas realizadas verificadas en el laboratorio se determinó que la temperatura máxima que puede alcanzar el horno es de 107 ºC, razón por la cual el proceso de envejecido se debe realizar a esta temperatura. La arquitectura del horno facilitó el diseño de ubicación de los sensores de humedad y de temperatura, y en el futuro garantizara el control que se necesita para alcanzar la temperatura deseada y mantenerla controlada asegurando la correcta cocción del producto.

55 CONCLUSIONES El desarrollo de este proyecto ha sido realizado paso a paso para que las personas interesadas puedan entender la manera en que el controlador automático de temperatura y humedad va a funcionar, además sirve de guía para realizar las conexiones de todos los elementos que intervienen en este sistema. El presente diseño involucra un detalle de los elementos necesarios, así como elementos extras que requiere cada equipo para facilitar la selección e implementación del sistema. Se realizó una investigación de normas técnicas aplicables para el rediseño e implementación del sistema de control del grupo eléctrico de bombeo. De esta manera se asegura el óptimo funcionamiento del sistema, garantizando la disponibilidad de los equipos y brindando seguridad al personal de la planta. Entre las normas empleadas se pueden citar: NEC500, API610, API682, IEC y la normativa interna de EP Petroecuador (recopilación de normas internacionales). Mencionar la SHI de EP-Petroecuador ya que es recopilación de varias normas. Con el fin de conocer el proceso, requerimientos de la planta y equipos disponibles, fue importante iniciar el proyecto con el levantamiento de información de campo. De esta manera se pudo observar que era necesario cumplir con ciertas normas de instalación de cableado no consideradas, un cambio completo de la infraestructura del sistema de control, mejoramiento del sistema de enfriamiento de sellos, programación de una nueva interfaz gráfica HMI y nueva lógica de control en el PLC.

56 CONCLUSIONES Para facilidad del administrador, el HMI ha sido diseñado con Recetas para que sean cambiadas de forma fácil. El diseño planteado de la HMI es de arquitectura abierta y flexible con la posibilidad de expansiones o modificaciones. La Arquitectura RIO es adecuada para la estación de bombeo “El Beaterio”, ya que permitió minimizar costos y tiempo de implementación mediante el uso de equipos existentes en el terminal. Además se consiguió optimizar el espacio en el panel de conexiones del cuarto de control, disminuyendo la cantidad de cables de señales en un 85% y redistribuyendo los módulos existentes para uso en futuras instalaciones. Para asegurar la comunicación entre el PLC principal y su derivación se utilizó cable coaxial, que por construcción es apropiado para transmisión a largas distancias y atenúa el ruido externo del ambiente industrial. El nuevo sistema de control implementado, independiza al grupo eléctrico de bombeo del resto de equipos del proceso, ya que la red MODBUS y la alimentación de los equipos de control son exclusivas y la derivación RIO contiene solo los elementos del grupo eléctrico de bombeo. De esta manera, es posible realizar tareas de mantenimiento en el grupo eléctrico sin detener el proceso e interferir con los grupos de bombeo Diesel.

57 CONCLUSIONES Matlab permite obtener y observar el comportamiento de la planta así como permite determinar las constantes para la sintonización del controlador.

58 RECOMENDACIONES El cambio total de la implementación necesita programación completa de sus dispositivos

59 RECOMENDACIONES Se recomienda utilizar los componentes sugeridos ya que cumplen con las características del proceso. Se debería respetar el esquema establecido en el diseño, puesto que este se consideró como una opción sencilla.

60 GRACIAS El cambio total de la implementación necesita programación completa de sus dispositivos