ico scada original

Ingeniería de Control 2

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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS

Contenido

OBJETIVOS ........................................................................................................................................ 3

JUSTIFICACION ................................................................................................................................ 4

DESCRIPCION DEL PROCESO ....................................................................................................... 5

Etapa de Pasteurización .......................................................................................................... 5

Etapa de Mezcla ........................................................................................................................ 6

Etapa de Embotellado .............................................................................................................. 7

ESQUEMA DEL PROCESO ............................................................................................................... 9

DIAGRAMA DE CONTROL Y DE POTENCIA ............................................................................. 10

Diagrama de control de entrada ........................................................................................ 10

Diagrama de control de salida ............................................................................................ 10

Diagrama de potencia........................................................................................................... 11

PROGRAMA .................................................................................................................................... 12

SELECCIÓN DE ELEMENTOS ........................................................................................................ 13

PANTALLA DE SCADA................................................................................................................... 15

ESPECIFICACIONES DE LOS ELEMENTOS ELECTRONICOS ................................................... 16

PRESUPUESTO.................................................................................................................................. 22

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OBJETIVOS Objetivo General

- Conocer cuál es el proceso a seguir en una empresa de planta de

producción y envasado de líquidos y aplicarle una automatización

con programa Scada.

Objetivos Específico

- Realizar la automatización de un proceso ocupando el sistema scada.

- Investigar un proceso industrial al que se le pueda aplicar un sistema

scada para facilitar el uso del proceso.

- Conocer las distintas etapas por las que pasa un líquido para poder

ser envasado.

- Aplicar el proceso scada a una empresa de producción y envasado

de leche líquida.

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JUSTIFICACION

Cada vez está más presente la necesidad de las empresas por apostar en

tecnologías para automatizar su producción. El fin es obtener una alta

competitividad en el mercado, ya que se reducen tiempos de ciclo, se

aumenta la flexibilidad, así como la calidad del producto y la seguridad en

la fabricación. De forma general, se puede decir que la automatización

industrial consiste en el uso de sistemas o elementos computarizados (PLC,

PC, SENSORES, ETC…) para controlar maquinarias y procesos industriales.

El sistema Scada es otra forma de automatizar los procesos y esa es la

intención de realizar este proyecto, conocer otra forma de automatizar un

proceso industrial para la producción y envasado de líquido de una fábrica

de leche, la idea es crear un nuevo diseño de maquinaria que ayude a la

empresa a automatizar su proceso de producción además de siempre

cuidar los requerimientos de la calidad del producto, ya que es un producto

alimenticio, y se debe tener en cuenta que para la industria alimenticia es

necesario estar provistos de mucha seguridad en cuanto al aseo y limpieza

del producto, así con el sistema Scada se logra una realización del proceso

más fácil de manejar, más seguro en cuanto a la limpieza del producto y

además se aprovecha al máximo todos los recursos que tenemos en este

mundo para ahorrar energía, ayudar a la población con la producción que

se realice y generar ganancias al país.

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DESCRIPCION DEL PROCESO

Etapa de Pasteurización

1. Se carga un recipiente con cierto volumen de materia prima (Leche).

2. Luego se pasa esa leche a unos recipientes (Silos), para ello se

utilizarán dos bombas (M3 y M4) que serán activadas por medio de un

interruptor (start).

3. Al llegar el líquido al recipiente (silo) las válvulas (V5 y V6) se mantienen

cerradas hasta que la leche alcance el nivel de los sensores (LS7 y LS8),

al alcanzar el nivel indicado por LS7 y LS8 las válvulas V5 y V6 se abren

para dejar pasar el vapor y los motores M3 y M4 son desactivados para

que ya no pase más el producto.

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4. Se realiza el evaporado: se calienta la materia prima y se mantiene

hasta la temperatura de 150 °C indicada con los TS1 y TS2 esto se

realiza para el pasteurizado de la leche. Al llegar a la temperatura

deseada los sensores de temperatura (TS1 y TS2) activan los timmers

de retardo de activación, con un retardo de 10seg para esperar que

la leche se estabilice y luego los timmers (TRA1 y TRA2) son activados

para que se vacíen los evaporadores por medio de las electroválvulas

(V7 y V8), hacia los recipientes de mezcla.

Etapa de Mezcla

La segunda etapa responde a un proceso continuo, y tiene por objetivo

mezclar el componente creado en la etapa de evaporación (Leche) con

otro de mezcla (esterilizante), ubicado en un tanque aparte, tal y como se

ve en la figura realizando la etapa de Mezcla se realiza de la siguiente forma:

1. Con las válvulas V7 y V8 en funcionamiento los sensores de nivel (LS5 y

LS6) son encendidos y estos activan el funcionamiento de los motores

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(M5 y M6) para dejar pasar el otro líquido contenido en el recipiente,

es decir el esterilizante. Cabe mencionar que estos motores (M5 y M6)

son de baja velocidad, y además tienen conectados cada uno, un

variador de frecuencia para bajar aún más la velocidad para limitar

el flujo del esterilizante ya que no es mucha la cantidad q se necesita,

y así se está realizando la mezcla de los dos líquidos (Leche y

esterilizante)

2. Cuando el nivel del líquido alcanza la altura donde están ubicados los

sensores LS3 y LS4, las válvulas V7 y V8; los motores M5 y M6 son

desactivados y las válvulas V3 y V4 y los motores M1 y M2 son

activados para así pasar a la etapa de embotellado.

Etapa de Embotellado

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Una vez realizada la mezcla, el líquido sale de los tanques de dicha etapa

para pasar a la etapa de embotellado.

1. Con los motores M1 y M2 se llenan los recipientes donde estará

contenido del producto terminado a embotellar.

2. Los sensores LS1 y LS2 están situados a una altura donde el producto

terminado abarque el volumen exacto de las botellas, cuando la

leche llega a los sensores, los sensores son activados.

3. Al ser activados los sensores LS1 y LS2 los motores M1y M2 y las válvulas

V3 y V4 son desactivadas y así deja de pasar el líquido, y las V1 y V2

son activadas para realizar el embotellado de las botellas.

4. Luego de ser embotellado el líquido la Noria gira para ir pasando las

siguientes botellas, pero ese punto ya no se toca en este trabajo.

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ESQUEMA DEL PROCESO

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DIAGRAMA DE CONTROL Y DE POTENCIA

Diagrama de control de entrada

Diagrama de control de salida

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Diagrama de potencia

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PROGRAMA

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SELECCIÓN DE ELEMENTOS

Etapa de pasteurización

Etapa de mezcla

CONTENEDORES

1 Contenedor grande metalico

2 Silos pequeños

VALVULAS

2 Electrovalvulas de vapor

2 Electrovalvulas monoestables

MOTORES

2 Bombas de liquido

CONTENEDORES

1 Contenedor grande metalico

2 Recipientes pequeños

VALVULAS

2 Electrovalvulas monoestables

SENSORES

2 Sensores de nivel t ipo capacit ivo

2 Sensores de temperatura t ipo termostato

2 Temporizadores

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Etapa de embotellado

SENSORES

4 Sensores de nivel t ipo capacit ivo

MOTORES

2 bombas de liquido

2 variadores de frecuencia

CONTENEDORES

2 recipientes cilindrico

VALVULAS

2 Valvulas monoestables

SENSORES

2 sensores de nivel t ipo capacit ivo

MOTORES

2 Bombas de liquido

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PANTALLA DE SCADA

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ESPECIFICACIONES DE LOS ELEMENTOS ELECTRONICOS

Sensor de nivel tipo capacitivo

Para los sensores de nivel se escogió el sensor de nivel de líquido R-Series de

la compañía SENSOVANT es un sensor de acero inoxidable y se eligió ya

que está diseñado específicamente para su uso con líquidos agresivos o

corrosivos, incluyendo agua salada, refrigerante, ácidos y líquidos basados

en productos químicos, lo que conviene para el proceso q producción

automatizado. Su costo es de $500.00 con IVA incluido.

Características y ventajas:

- SAE 5-Bridas de montaje sanitaria Custom fabricado para sus requisitos

de longitud exactas

- Disponible hasta 500mm de largo (opcionalmente Sensor Rxl hasta

1500mm)

- Construcción de acero inoxidable

- Adecuado para su uso con agua salada, agua dulce, líquido de

refrigeración, los ácidos y los líquidos basados en productos químicos.

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Valvula de vapor

La DRV es adecuada para usar con vapor, aire, gases industriales y líquidos

y puede trabajar con presiones hasta 40 bares en la entrada y 300°C.

Diseñada para reducir desde presiones altas a muy bajas con una única

válvula. Es ideal para grandes capacidades y donde las cargas son

bastante constantes proporcionando un control constante, fiable y preciso

incluso las más duras condiciones de trabajo, como con vapor húmedo y

sucio. Su costo es de $840.32.

Especificación técnica

DRV4 Bridas DN15 a DN100

Tamaños DRV7 Rosca ½" a 2"

Fundición nodular

Temperatura máxima 300°C

Rango control presión 0,1 a 20 bar

Diafragma de EPDM

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Electrovalvulas monoestables

Para esta válvula, se escogió el modelo 3/4”de Válvulas Parker, con un

costo de $682.87. Electroválvula INDIRECTA, normalmente cerrada, dos vías,

cuerpo de latón y núcleo de acero inoxidable, 0.2 Bar a 16 Bar, bobina de

220VAC, temperatura Máx. 90ºC. Diámetro ¾”

Temporizador

Para el temporizador, se escogió el modelo PTC-12 de OMEGA, con un

costo de $170.00. El 12-PTC temporizador programable, empaquetado en

un estándar de 1,16DIN 48 x 48 mm, es un producto extremadamente

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versátil que ofrece nueve modos de funcionamiento aplicados a dos

contactos de relé de salida temporizados. Cuando sólo uno de los

temporizadores está siendo utiliza, la otra salida actúa como un conjunto

de contactos de conmutación instantáneos. El modelo único proporciona

temporización a partir de 0,1 segundos a 100 horas.

Sensor de temperatura (Termostato)

Para este sensor de temperatura, se escogió el modelo SITRANS TF280 de

Siemens, con un costo de $367.00. El SITRANS TF280 es un transmisor de

temperatura que transmite por radiofrecuencia todos los valores de proceso

medidos, por ej. Datos de diagnóstico, parámetros y funciones. El equipo

funciona con una batería integrada y está dimensionado para un

consumo de corriente extremadamente bajo. Su diseño compacto y

robusto lo hace idóneo para ser colocado directamente en recipientes o

tuberías en partes poco accesibles de la planta, así como en dispositivos

móviles o giratorios, lo cual permite su uso para la vigilancia de proceso o

para la gestión de activos de planta.

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Motores (bombas de agua)

Apto para bombeador hasta 40 metros y hormigonera, Monofásico,

Frecuencia 50Hz, R.P.M: 1400 Volt: 220, Marca: E-maks de Industria Argentina.

Eje 16mm. Costo: $863.00

Variador de frecuencia

Variador de velocidad ABB modelo ACS150 diseñado para ser incorporado

en una amplia variedad de máquinas como mezcladores, cintas

transportadoras, bombas o ventiladores.

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Tienen panel de control con pantalla LCD de fácil uso y potenciómetro

integrado. Montaje con tornillos o carril DIN, lateralmente o lado con lado.

Alta compatibilidad electromagnetica con filtro EMC integrado. Control PID

y chopper de frenado integrado. Tarjetas barnizadas para proteccion de los

elementos electronicos de peligors como descargas electroestaticas y

contaminantes aéreos, incluida la humedad.

Su costo es de $365.02.

PLC MAFERO

Autómata programable ideal para aplicaciones donde se requiere tele

controlar el sistema mediante tecnología inalámbrica GSM (SMS o llamada

perdida). Fuente de alimentación integrada de salida doble: 24VDC (hasta

0,5A) y 5VDC (hasta 0,75A), 16 salidas a Relé y 16 entradas que pueden ser

configuradas tanto analógicas como digitales y/o combinación de ambas.

Todo el sistema integra protección contra cortacircuitos, polarización inversa

y EMC. SU costo es de $970.75

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PRESUPUESTO

Elemento Precio Unidad Precio $

2 valvulas de vapor $840.32 $1,681

6 valvulas monoestables $682.87 $4,097.22

8 sensores de nivel t ipo capacit ivo $500.00 $4,000.00

2 sensores de temperatura $367.00 $734.00

6 motores bombeadores de liquido $863.00 $5,178.00

2 variadores de frecuencia $365.02 $730.04

2 contenedores (grandes) $940.56 $1,881.12

2 silos pequeños $735.23 $1,470.46

4 recipientes cilindricos $450.00 $1,800.00

1 PLC $970.75 $970.75

1 temporizador $170.00 $170.00

Instalacion$3,000.00

$3,000.00

Mano de Obra $5,000.00 $5,000.00

Total $30,712.59

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