Proyecto sección Automatismo y control del laboratorio técnico elaborado por el grupo "SIE7EC", de la carrera de Ingeniero Tecnológico en Electrotecnia, para la escuela técnica Superior de Rivera-Uruguay.

1. LABORATORIOTÉCNICO
SIE7EC
Integrantes: Bruno Javier CuadroVieira
Gabriel De Souza Leal Figueira
Luis Alberto Márquez Aquino
Cesar Eduardo Méndez Borrea
Jonathan Fabricio Moraes Acosta
Victor Martin Rodríguez
Carlos Daniel Santos Barbosa
PROYECTO DE FIN DE CURSO
7ºTA 2017
CTT – INGENIEROTECNOLÓGICO EN ELECTROTECNIA
ESCUELATÉCNICA SUPERIOR DE RIVERA

2. AUTOMATISMOY
CONTROL
• Instalación de red de datos
• Implementación de equipos de control
• Programación de equipos

3. OBJETIVOS:
• Implementar proceso de automación industrial
• Brindar herramientas a las demás secciones para la realización de ensayos
• Elaborar un plan de gestión energética automatizado

4. Disposición de equipos
• Nivel superior: Dispositivos de medida y protección.
• Nivel intermedio: Equipos de control.
• Nivel inferior: Equipos de potencia.

5. Funcionamiento de
equipos
Analizadores de red
• Función: Ofrecen funciones de medida de alto rendimiento para
redes de distribución de BT y MT
• Parámetros de medida; tensión, corriente, potencia, factor de
potencia, energía,THD.
• Conexionado de sensores: S1 y S2 de trasformadores de corriente.
• THD: Factor de Distorsión ArmónicoTotal (por sus siglas en inglés).
Para la detección de los armónicos, el Power Meter puede ofrecer desde
una simple lectura de la tasa de distorsión armónica en tensión y en
intensidad, hasta su señalización por una alarma y posterior registro en
una base de datos.

6. Distorsiones Armónicas
• Teorema de Fourier:Todas las funciones periódicas no
sinusoidales pueden ser representadas como la suma
de los términos de la frecuencia fundamental, sus
armónicos y una componente de DC.
• Causas:Cargas no lineales conectadas (aceptación de
clientes perturbadores UTE).
• Efectos: Sobrecarga en conductores neutros,
envejecimiento prematuro de condensadores y
máquinas (reducción de vida útil).
• Pérdidas de potencia: circuitos resonantes.

7. Funcionamiento de
equipos
Router
• Función: Añade la posibilidad de cargar programas
víaWiFi. Funciona como switch y acces point.
Switch
• Función: Punto de centralización y distribución de
datos en la red.
Cableado UTP
• Función:Transmisión de datos.

8. Arquitectura de
Red
Capas de red:

9. Funcionamiento de
equipos
PLC
• Función: por medio de software gestionar cargas
poniéndolas en servicio y retirándolas según lo
programado (sistema de Eficiencia Energética).
Logo 8!
• Controles y panel de mando y display retro
iluminado
• Interfaz para módulos de ampliación
• Interfaz para una tarjeta micro SD
• Interfaz Ethernet, web server y modulo celular
• 24 entradas digitales, 20 salidas digitales, 8
entradas analógicas y 8 salidas analógicas!

10. Lenguaje Leader

11. Funcionamiento de
equipos
HMI (Interfaz Humano Máquina, por sus siglas en
inglés)
• Función:Trabaja conjuntamente con el CLP para
facilitar la interacción del operario o técnico con el
mismo, optimizando la simplicidad en la operativa
en los procedimientos de control, aumentando así
la eficiencia.
• Programación: Entorno de programaciónTIA
(Automatización IntegradaTotal por sus siglas en
inglés). Es un entorno de desarrollo de interfaces
visuales.
• Comunicación vía Ethernet: comunicación con
PLC mediante variables de red y marcas digitales.

12. Funcionamiento de equipos
Variadores de frecuencia
Sistema de mando para motores que atreves de su electrónica
programable permite maniobrar desde su estado de parada, puesta
en marcha controlada, inversión de giro optimizando el consumo de
energía eléctrica, corrigiendo el factor de potencia , manipulando los
parámetros de frecuencia y tensión inyectada a su carga.

13. Variadores de frecuencia
Principio de operación de SCR (Rectificador Controlado de silicio,
por sus siglas en inglés)
Durante el medio ciclo positivo del voltaje de entrada, el ánodo del
tiristor es positivo con respecto al cátodo, por lo que se dice que el
tiristor tiene polarización directa. Cuando el tiristorT1 se dispara
conduce, apareciendo a través de la carga el voltaje de
entrada. Cuando el voltaje de entrada empieza a hacerse
negativo, el ánodo del tiristor es negativo con respecto al cátodo y se
dice que el tiristorT1 tiene polarización inversa, por lo que se
desactiva.

14. Sistemas de simulación Industrial
Embotelladora Con tres velocidades y regulador PI
El sistema automatiza a través de un CLP un proceso industrial de envasado, en el cual habrán tres
ritmos de trabajo establecidos por el cliente ,( rapido, intermedio y lento) para lograr estos ritmos
emplearemos conversosres de frequencia para manejar a nivel de maquienaria tres veloccidades y
valvualas de control electro neumaticas para manejar el flujo del fluido que se envasarà.
Siguiendo coordiandamente la implementacion del sistema de gestiòn energetica.
KFSJS 2
Donde: U es la señal de salida del controlador
E es la señal de error proveniente del sensor
Kp es la ganancia del controlador
Ti es el tiempo del integrador (seg)
U ( s)
E( s)
= k p(1+
1
T i s
)
J :I nhercia
F: f riccion+ atrito+ ventil acion
K:Const anted el amaquina
Donde,

15. Sistemas de simulación Industrial
Sensor de efecto hall tacómetro
El numero de revoluciones se calcula mediante del intervalo de tiempo entre las señales del sensor. La
señal de este sensor es una de las magnitudes mas importantes del control electrónico del motor.
Estructura y funcionamiento:
El sensor esta directamente puesta frente al eje en el cual se instalo un imán, contiene un núcleo de
hierro dulce (espiga polar), rodeado por un devanado. En el momento el cual el imán pasa frente a la
espiga polar que concentra el flujo de dispersión del imán. Se produce una intensificación de flujo útil
a través de la bobina. Por el contrario, en el momento de la rotación del eje cuando el imán no se
encuentra frente a la espiga polar se debilita el flujo magnético. Estos cambios en el flujo magnético
inducen en la bobina una tensión sinusoidal de salida que es proporcional a velocidad de las
variaciones y , por lo tanto, al numero de revoluciones. La amplitud de la tensión alterna crece
intensamente a medida que aumenta el numero de revoluciones. Existe una amplitud suficiente a partir
de un numero mínimo de 30 r.p.m.

16. Sistemas de simulación Industrial
Embotelladora Con tres velocidades y regulador PI
Para la selección de velocidades (marca M7) de los motores alimentados por variador de
frecuencia, desde el hmi táctil se selecciona la velocidad:
•M1 Para accionar/quitar de servicio el sistema
•M3 ,velocidad lenta , acciona generador de pulsos asíncronos de 2 seg; comado
3
•M4, velocidad intermedia, acciona generador de pulsos asíncronos 1,5 seg;
comando 4
•M5, velocidad rápida, acciona generador de pulsos asíncronos 1 seg; coamndo 5
Desde los generadores de pulsos asíncronos se conecta a un contador conectado
a los retardos de conexión/desconexión que cumplen la función de sincronizar la
simulación de llenado de envases del hmi táctil con el tiempo de funcionamiento
de los motores, y desde ahí van al multiplexor analógico, el cual tiene varias
entradas analógicas y digitales en las cuales se puede seleccionar cual entrada
analógica va a salir, de las mismas (digitales) están conectadas con las marcas
M3, M4 y M5.

17. Sistemas de simulación Industrial
Embotelladora Con tres velocidades y regulador PI
M1 accionamiento/parada del sistema
D- grafica escalonada de la señal de control de velocidad
E- grafica interpolada de la señal de control de velocidad
F- Tabla de variables
D
E
F
Ya sea el Ingeniero que evalue el proyecto, el
operario de la industria o el tecnico responsable
por el mantenimiento del sistema, deben contar
con una herramienta de diagnóstico sencilla,
fiable y precisa; esta es la simulación que se
encuentra coordinada con el funcionamiento del
sistema, pero la simulación si bien es válida
desde el punto de vista práctico, técnicamente
carece de parámetros de importancia para el
análisis, por ese motivo se desarrolló un interfaz
gráfico de diagnóstico del proceso de
automación industrial

18. Sistemas de simulación Industrial
Embotelladora Con tres velocidades y regulador PI
A- plataforma de
desarrollo de
interfaz
B-Tabla de
variables
C-configuración de
dispositivos
D-conexiones

19. Sistemas de simulación Industrial
Embotelladora Con tres velocidades y regulador PI
• Al accionar el control del PI hmi táctil marca M6,
• El comando de reset del PI marca M2
• La entrada analógica AI1 salida de señal del sensor de velocidad
(tacómetro) efecto hall conectada a pv de retroalimentación del
regulador PI, (0…10V).
• De esta forma la salida depende de la velocidad
de giro en rpm en la entrada de retroalimentación pv;
Esta salida se regula según los parámetros internos
del regulador PI.
Los parámetros internos son ganancia 10
El parámetro Ti: tiempo del integrador,
está configurado a 5 minutos 30 segundos.
dirección de la configuramos para +.
El parámetro Sp: es la tensión a al cual queremos
comparar la entrada de retroalimentación
para regular la salida en nuestro caso hasta una tensión de 5v que
equivale en frecuencia a 25hz t una velocidad de 750 r.p.m.
Tipos de sensores presentes en la industria: 0..20mA y

20. Sistemas de simulación Industrial
EN ESTE CASO EL PROGRAMA SIMULA UN SILO
INDUSTRIAL, EN EL CUAL SE MUEVE SUSASPAS A
TRAVÉS DE UN MOTOR; EL SISTEMA DE INVERSIÓN DE
GIRO SE APLICA CON LA FINALIDAD DE DESBLOQUEAR
LA SALIDA DEL SILO CUANDO ESTE SE ATORA,
HACIENDOCON QUE LAS ASPAS GIREN EN SENTIDO
CONTRARIO.
Silo Industrial con sistema de inversión de giro

21. Sistemas de simulación Industrial
EL CIRCUITO INTERNO “INVERTER” FUNCIONA DE FORMA
TRANSISTORIZADA ES POR MEDIO DETRANSISTORES QUE CUMPLEN LA
FUNCIÓN DE LLAVESQUE DEJAN PASAR LA SEÑAL A LAS ALIMENTACIÓN
DE LAS FASES EN UN SENTIDO U OTRO PARA CAUSAR EL MISMO EFECTO
DE LA INVERSIÓN DE POLARIDADES EN LOS BOBINADOS DE LOS POLOS
DEL MOTOR.
• Silo Industrial con sistema de inversión de giro
ELVARIADORVARIA LA FRECUENCIA DE SALIDA FRENTE A LA SEÑAL ANALÓGICA DE ENTRADA SEGÚN LA SIGUIENTE
SERIE DE FOURIER: