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

Juan Fernando Aguirre Cueva Realizado Por: Juan Fernando Aguirre Cueva

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

INTRODUCCIÓN

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

ARROZ MUESTREO MADUREZ FISIOLÓGICA VARIEDADES

PROCESO DE SECADO HORNO VENTILADOR Secado Natural Secado Artificial

PROCESO DE ENVEJECIDO EnvejecidoNatural Envejecido Artificial VENTILADOR QUEMADOR EnvejecidoNatural Envejecido Artificial

HUMEDAD DEL ARROZ

ARQUITECTURA DEL HORNO

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

ARQUITECTURA DEL HORNO

DEMANDAS DEL PROCESO

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

ARQUITECTURA DE CONTROL

ARQUITECTURA BÁSICA DEL SISTEMA DE CONTROL

SOLUCIÓN DE HARDWARE

SOLUCIÓN DE HARDWARE CONTROLADOR

SOLUCIÓN DE HARDWARE CONTROLADOR

SOLUCIÓN DE HARDWARE SENSOR DE TEMPERATURA SENSORES SENSOR DE HUMEDAD

SOLUCIÓN DE HARDWARE ACTUADORES

SOLUCIÓN DE HARDWARE Factores Cuantitativos Factores Cualitativos PREACTUADORES

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

SOLUCIÓN DE HARDWARE INTERRUPTOR APARATOS DE MANIOBRA PULSADOR

SOLUCIÓN DE HARDWARE BALIZA SEÑALIZACIÓN LUMINOSA LUCES PILOTO

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

SOLUCIÓN DE HARDWARE ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES

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

SOLUCIÓN FINAL DEL ARMARIO EXTERIOR

SOLUCIÓN FINAL DEL ARMARIO INTERIOR

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

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

SOLUCIÓN DE SOFTWARE LÓGICA DEL PROGRAMA PROCESO DE SECADO

PROGRAMACIÓN HMI PC

PROGRAMACIÓN HMI PC INICIO INFORMACÍON

PROGRAMACIÓN HMI PC CLAVE DE ACCESO PRINCIPAL

PROGRAMACIÓN HMI PC PROCESO CONFIGURACIÓN

PROGRAMACIÓN HMI PC PROCESO EN MARCHA

PROGRAMACIÓN HMI PC INGENIERÍA HISTÓRICOS

PROGRAMACIÓN HMI PC ALARMAS

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

PLANTA Ingresa una entrada de voltaje Sale una temperatura

IDENTIFICACIÓN PRIMER PASO SEGUNDO PASO TERCER PASO

FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA Determinar el mejor controlador

Diseño del sistema de control de humedad del grano

Diseño del sistema de control de temperatura del horno

Diseño del controlador por el método de Ziegler Nichols

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

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

CONTROL ON-OFF DE HUMEDAD

CONTROL PID DE TEMPERATURA

DIAGRAMA ELÉCTRICO

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

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.

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 60204-1 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.

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.

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

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

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.

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