Tesis

AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE UN LABORATORIO DE PROCESOS
INDUSTRIALES

JHON EDUAR GAVIRIA SOLARTE DIEGO HERNÁN RODRÍGUEZ MORA

UNIVERSIDAD ANTONIO NARIÑO
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
SANTIAGO DE CALI
2008
CONTENIDO
pág.
INTRODUCCIÓN 9
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 10
1. IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA 10
2. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA 10
3.DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 11
4. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 11
5. SISTEMATIZACIÓN DEL PROBLEMA 11
2. OBJETIVOS 13
1. OBJETIVO GENERAL 13
2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 13
3. JUSTIFICACIÓN 14
1. JUSTIFICACIÓN SOCIAL 14
2. JUSTIFICACIÓN TÉCNICA 14
3. JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA 14
4. JUSTIFICACIÓN ACADÉMICA 15
4. MARCO DE REFERENCIA 16
4.1 MARCO CONCEPTUAL 16
1. Localización del proyecto 16
2.Ubicación geográfica 16
3. Información general de la Universidad 16

1. Sedes en Santiago de Cali 16
2. Misión del programa de Ingeniería Electromecánica 16
4.2 MARCO TEÓRICO 17
Los sistemas de control 17
El computador en el control de procesos industríales 18

1. Aplicaciones del computador 18
2. Control en tiempo real 19
4.2.3 ¿Qué es un PLC o autómata programabie? 20
4.2.3.1 Ventajas ydesventajas de los PLC's . 21
4.2.3.2 Cómo funciona un PLC 21
4. Diagrama escalera 22
5. Diagrama de bloque de funciones 23
6. Texto estructurado 23
7. SFC 24
4.2.4 Software scada o HMI 25

1. Prestaciones de los SCADA 25
2. Requisitos de un sistema SCADA 26
3. Módulos de un sistema SCADA 26
4. Algunos sistemas SCADA existentes en el mercado 27
5. METODOLOGÍA 29
1. TIPO DEESTUDIO 29
2. MÉTODO DE INVESTIGACIÓN 29
3. DELIMITACIÓN Y ALCANCE DEL PROYECTO 29
4. FUENTES DE INFORMACIÓN 29

1. Fuentes primarías 29
2. Fuentes secundarías 29
6. INGENIERÍA DEL PROYECTO 30
1. DESCRIPCIÓN ESTRUCTURAL 30
2. SEÑALES 30
1. ESTRUCTURA DE PROGRAMACIÓN 31
2. ESTRUCTURA DE DATOS 32

1. Tags 32
1. Documentación en el programa del PLC 32

5. TÍPICOS DE PROGRAMACIÓN 33
6.ARQUITECTURA DE CONTROL 34
7. DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE 36
8. REDES DE COMUNICACIÓN 36
9. ESTRUCTURA INTERFAZ HOMBRE MÁQUINA 36
6.10 DESCRIPCIÓN PANTALLAS 37
6.10.1 Pantalla de inicio 37
2. Pantalla de calentamiento
3. Pantalla de nivel
4. Pantalla de flujo
5. Pantalla de drenaje tanque 2

ANÁLISIS ECONÓMICO
CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES
BIBLIOGRAFÍA
38 38 39 40 41 42 43 44
LISTA DETABLAS

pág.

Tabla 1. Señales de automatización laboratorio de procesos industriales 30
Tabla 2. Estructura del proyecto en el PLC 31
Tabla 3. Conexiones módulos salida 35
Tabla 4. Conexiones módulo análogo 35
Tabla 5. Conexiones módulo salida análogo 35
Tabla 6. Capacidad conexiones I/O 36
Tabla 7. Direcciones IP en la red Ethernet del sistema 36
Tabla 8. Presupuesto de la parte mecánicadel laboratorio 41
LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Sistema de control básico
Figura 2. Concepto básico del PLC
Figura 3. Programación en lenguaje Lader o escalera
Figura 4. Programación en diagramas de bloques de funciones
Figura 5. Programación en texto estructurado
Figura 6. Programación en sistemas secuenciales SFC
Figura 7. Árbol del directorio del programa enPLC
Figura 8. Ladder típico para escalizar
Figura 9. Arquitectura de control simplificada
Figura 10. Pantalla de inicio
Figura 11. Pantalla de calentamiento
Figura 12. Pantalla de nivel
Figura 13. Pantalla de flujo de agua
Figura 14. Pantalla drenaje tanque 2
pág.

17 21 22 23 24 24 32 33 34 37 38 38 39 40

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo de grado, tiene como finalidad presentarlos resultados y conclusiones obtenidos en la aplicación de los conocimientos y experiencias adquiridas a través de la formación como ingenieros electromecánicos.

Con este proyecto se pretende realizar el diseño, instalación y puesta en marcha de la automatización y control de un laboratorio didáctico, donde los estudiantes de pregrado de Ingeniería y Tecnología de la Universidad Antonio...