AUTORIZACIÓN PARA LA PUBLICACIÓN DE ESTOS EN EL REPOSITORIO INSTITUCIONAL DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Es copia fiel del folio no. 0l 79 del libro Registro de Apoyo a Tesis de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica - UNAC.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
- Descripción de la realidad problemática
- Formulación del problema
- Objetivos
- Justificación
- Limitantes de la investigación
- Delimitación de la investigación
¿Cómo mejorará el diseño automático con PLC el suministro de agua potable en las viviendas de Casuarinas-Carabayllo, 2020? ¿Cómo proponer una estrategia de control adecuada para mejorar el suministro de agua potable en las viviendas de Casuarinas-Carabayllo?
MARCO TEORICO
Antecedentes: Internacional y nacionales
En su trabajo de tesis titulado: “Diseño de un sistema de automatización para un grupo de agua monitoreado remotamente en el área de. De lo expuesto por el autor es importante destacar el análisis del sistema de control que utiliza en su metodología de investigación, el cual es un sistema de circuito cerrado. Este hecho me permite tener una referencia para el estudio de mi variable: "Sistema automático con PLC".
Bases teóricas
16 -Sistema de control de lazo abierto (LCLA): Es aquel en el que la señal de salida no afecta la acción de control. En estos sistemas se retroalimenta la señal de salida o variable a controlar con la señal de referencia de manera que, dependiendo de estas diferencias entre ellas, el controlador cambiará la acción de control sobre los variadores de la planta o sistema.
Sistemas de Control
La forma en que el controlador automático produce la señal de dirección se llama acción de dirección. La Figura 3 muestra los conceptos básicos de un sistema de control digital directo, que se utiliza en procesos continuos.
Generalidades sobre el abastecimiento de agua potable
Son conductos que conectan los puntos de producción de agua con la red de distribución y por tanto no forman parte de ella. La función de la toma de vivienda es suministrar agua desde la red de distribución para transportarla hasta la instalación hidráulica interior.
Generalidades sobre evaluación financiera de proyectos de inversión
𝐵(𝑖) > 1; 𝐵(𝑖) = 1; 𝐵(𝑖) < 1 Cuando su valor es mayor que la unidad, significa que el VAN de los ingresos es mayor que el VAN de los gastos, es decir, el VAN de todo el proyecto es positivo y por tanto el proyecto es atractivo. Cuando la relación B/C es igual a 1, el valor presente neto de los ingresos es igual a los gastos; Cuando esto sucede, el valor actual neto de todo el proyecto es cero.
Teorías relacionadas con el tema
Finalmente, cuando el valor de este ratio es negativo, tenemos un proyecto donde el VAN de los ingresos es menor que el VAN de los gastos, lo que indica que el VAN de todo el proyecto es negativo, es decir, el proyecto no pinta bien. Según lo informado por los autores, el presente trabajo de investigación consiste en diseñar un sistema automatizado con PLC para el suministro de agua potable, donde se realizará el control de los componentes físicos involucrados en el proceso (bomba eléctrica, sensores de nivel). a través de las señales que envían a la unidad de control. De lo expuesto por el autor, la dimensión de los componentes físicos de nuestro trabajo de investigación nos permitirá elegir la parte operativa del sistema, esto se logrará con la selección de las unidades que sean necesarias, independientemente de que tengan propiedades eléctricas, mecánicas o electrónicas, a Se tienen en cuenta los siguientes indicadores.
33 abordados por diferentes autores que presentan diferentes métodos de implementación de esta estrategia de control de un sistema para un determinado proceso, haciéndolo más eficiente." (p. 33). De lo expuesto por el autor, la dimensión de programación del elemento de control (PLC) para registrar en la unidad las órdenes o secuencias a realizar durante el proceso de suministro de agua potable, esto se realiza viendo los requerimientos que requiere el sistema, como lo es el nivel de almacenamiento de agua potable en el tanque elevado y el nivel de almacenamiento. nivel del tanque cisterna (el tanque que recolecta el agua de la red pública), esto le permitirá al controlador PLC tomar decisiones para activar o desactivar la bomba para el suministro de agua potable, para esto consideramos los siguientes indicadores: El sistema de abastecimiento de agua consiste en un conjunto de obras necesarias para recolectar, conducir, tratar, almacenar y distribuir agua a los hogares de los residentes” (p.
HIPOTESIS
Hipótesis General
Electromecánica: Combinación de la ciencia del electromagnetismo de la ingeniería eléctrica y la ciencia de la mecánica.
Hipótesis Especificas
Operacionalización de las variables
La automatización es un conjunto de elementos o procesos informáticos y electromecánicos que operan con una mínima o nula intervención humana, esto suele utilizarse para optimizar y mejorar. El sistema controlará una bomba eléctrica que conducirá el agua potable hasta un tanque de almacenamiento final, desde donde se distribuirá el agua a la red domiciliaria. El sistema se activa cuando baja el nivel de agua potable en el tanque de almacenamiento final y se activa cuando se encuentra en el nivel máximo.
Un sistema de abastecimiento de agua potable consta de un conjunto de obras necesarias para captarla, trasladarla, tratarla y almacenarla.
DISEÑO MÉTODOLOGICO
- Tipo y diseño de investigación
- Método de investigación
- Población y muestra
- Lugar de estudio
- Análisis y procesamiento de datos
- Aspectos éticos
De lo expuesto por el autor (Hernández, et al., 2014), la población para este trabajo de investigación es de 48 viviendas que coinciden con el problema de un sistema de abastecimiento de agua defectuoso para lo cual se propone la solución de un sistema. PLC para mejorar el suministro de agua potable. Sabino, 1995) “La muestra forma sólo una parte de la población total y tiene características propias. A partir de este criterio, la muestra constituye una porción de la población sobre la que se realiza el estudio” (p. 12). Hernández, et al., 2014) “La muestra es un subgrupo de la población de interés sobre el cual se recolectan datos, y debe ser previamente definida y delineada con precisión, además de ser representativa de la población.
La muestra no probabilística o dirigida es un subconjunto de la población en el que la selección de elementos no depende de la probabilidad, sino de las características de la investigación. Por lo que han manifestado los autores, el muestreo para este trabajo de investigación es no probabilístico porque depende de las características de la investigación y no de la probabilidad. Estos datos podrían observarse directamente a través de la observación, pero serían subjetivos para los investigadores, lo que haría que su obtención fuera más costosa".
RESULTADOS
Análisis de alternativas para la automatización
45 Al final de este capítulo se hará una comparación técnica entre las alternativas y se elegirá una de ellas para continuar con el objetivo de este proyecto.
Evaluación de criterios para la selección de alternativas
El PLC en sus distintos modelos se puede programar utilizando un entorno de programación denominado PLC IDE (Integrated Development Environment). El PLC UNO R3 tiene un total de seis entradas analógicas, lo que lo convierte en una buena alternativa. Debido a problemas de disponibilidad en el mercado y la amplia gama de aplicaciones que ofrece, se elegirá como alternativa el PLC Siemens S7-1200.
El PLC S7-1200 ofrece la posibilidad de ser implementado en una amplia gama de aplicaciones de control industrial, con un microprocesador, una fuente de alimentación integrada y circuitos de entrada y salida. El PLC tiene entradas preparadas para aceptar señales analógicas, no requiere convertidores ADC para leer los sensores y además tiene potencia suficiente para contactar directamente con la red eléctrica. En cuanto a las redes de comunicación, y basándose en el modelo cliente-servidor, el PLC actuará como servidor de datos y el HMI como cliente.
Análisis para selección de actuador de válvula
Cálculos y diseño de la arquitectura de la red de comunicación
Este método de control se utilizará en el proyecto para controlar los dispositivos de accionamiento. Es un protocolo de comunicación serie que permite la comunicación de datos bidireccional (Full Duplex). Conexión semidúplex, lo que significa que la información puede fluir en ambas direcciones, pero no simultáneamente.
Un estándar que permita una conexión punto a punto es suficiente para permitir el flujo de información del proceso entre la HMI y el controlador. En este caso, el responsable del tratamiento, como sistema subordinado al sistema, será simultáneamente el encargado de proporcionar datos al ordenador cliente. Se utilizarán los mismos conectores y se diseñará un circuito adaptador para utilizar sensores industriales con el controlador.
Diseño de los circuitos electrónicos
Para evitar sobretensiones en las entradas del PLC, se colocan diodos Zener de 5 V en paralelo con R1. El PLC no tiene suficiente potencia para accionar los motores o encender las luces de señalización. El relé será responsable de energizar la bobina del contactor de potencia y encender las luces.
Los contactores de 65 A son aptos para motores de 30 kW (40 HP) que se encuentran en la planta de distribución, en la corriente de llamada. En la parte inferior se encuentran los relés que tendrán las funciones de encender o apagar los motores de la bomba.
Esquema de Fuerza y Mando
Cálculos y diseño de la estructura mecánica de control de apertura de
El engranaje 2 estará conectado al eje de la válvula y el engranaje 1 al eje del motor. Un motor con un número de revoluciones muy elevado hará que la válvula se abra o cierre demasiado rápido, lo que provocará desastres o fenómenos que se producen en las redes de distribución de agua, como golpes de ariete y cavitación.
Programación del controlador y de la Interfaz gráfica de controlEn este
La programación inicialmente consiste en importar la biblioteca JSSC para el uso de puertos serie. El modo de funcionamiento se puede cambiar usando los botones en la parte inferior de la interfaz. El botón de flecha circular giratorio en la parte superior izquierda de la interfaz se usa para volver a conectar la interfaz al controlador, es decir;
El valor de presión se mostrará en el cuadro de texto en la esquina inferior izquierda de la pantalla. Mientras que al lado se ve el grado de apertura de la válvula V1. En el modo de operación automático, el controlador tomará el control de todo el sistema, activará los motores para llenar el tanque elevado cuando el nivel sea bajo, ajustará la presión de salida abriendo más o menos la válvula de entrada.
Dimensionamiento de sistemas de protección y backup
DISCUSION DE RESULTADOS
Contrastación y demostración de la hipótesis con los resultados
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