UNIVERSIDAD FERMÍN TORO
VICERECTORADO ACADEMICO
DECANATO DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA
PROPUESTA DE DISEÑO...
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
Planteamiento del Problema
La electricidad y electrónica, campo de la ingeniería y de la física apl...
programables PLC, que no es más que un equipo electrónico de control que se basa
en un programa interno donde un operador ...
internacionales. Su capacidad de producción anual se encuentra actualmente en
840.000 toneladas en ACERIA y 545000 tonelad...
En vista de que la empresa se proyecta a ser cada día más eficiente se ha
optado por sustituir una serie de elementos y di...
Por lo antes expuesto se plantea la propuesta de diseño de un sistema de
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Objetivos Específicos
1. Se realizará un estudio previo en la selección de los equipos a utilizar para
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mejorar la calidad y eficiencia en la obtención del producto terminado.
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ambiente de trabajo de las personas que laboran en ella.
Limitaciones
La propuesta de diseño hasta los momentos no posee a...
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Capítulo 1 raul bravo

  1. 1. UNIVERSIDAD FERMÍN TORO VICERECTORADO ACADEMICO DECANATO DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA PROPUESTA DE DISEÑO DE UN SISTEMA DE CONTROL “PID” PARA LOS FORMADORES DE BUCLE DE PERFILES DE ACERO EN LA EMPRESA COMPLEJO SIDERURGICO NACIONAL. PLANTA BARQUISIMETO. Autor: Raúl Bravo Tutor: Marbelis Moreno Cabudare, enero 2015
  2. 2. CAPÍTULO I EL PROBLEMA Planteamiento del Problema La electricidad y electrónica, campo de la ingeniería y de la física aplicada relativo al diseño y aplicación de elementos y dispositivos, por lo general circuitos eléctricos y electrónicos, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción y almacenamiento de información. La electricidad y electrónica juegan un papel muy importante, como por ejemplo; tenemos los sistemas de comunicaciones, la automatización industrial, donde la mayor parte de los dispositivos de control son electrónicos y de potencia, también el procesamiento de datos y las investigaciones científicas y médicas, son aéreas que requieren de estas ramas (electricidad y electrónica). En efecto la búsqueda o necesidad cada vez mayor de aumentar la productividad y conseguir la calidad uniforme llevó a la industria a la automatización basada en la electrónica y electricidad. En la actualidad la electricidad y electrónica influye prácticamente en todos los aspectos de la vida. Los aparatos y equipos eléctricos se usan de muchas maneras. Y por tantas razones, que casi es imposible hacer un resumen adecuado de sus aplicaciones; uno de los equipos el cual es empleado para dar soluciones a un sinfín de problemas en la industria y zonas comerciales son los controladores lógicos
  3. 3. programables PLC, que no es más que un equipo electrónico de control que se basa en un programa interno donde un operador definirá la secuencia de acciones que se realizarán según los requerimientos de un proceso especifico. Esta secuencia de acciones se ejercerá sobre las salidas del autómata a partir del estado de sus señales de entrada. A nivel mundial las siderúrgicas se han desarrollado de tal forma que han sido de gran importancia para el desarrollo de los países mas importantes, según los autores de “La inversión extranjeras en América Latina y el Caribe” dicen: una docena de empresas siderúrgicas trasnacionales operan en América Latina y producen el 82,6% del acero bruto en la región, cinco de ellas responsables del 30,7% del total tienen matriz extranjeras y siete que producen el 51,9%. Todas ellas contribuyendo a la realización de grandes proyectos de estructuras en la industria. En Venezuela existen diferentes tipos de organizaciones industriales de producción entre ellas se encuentra el COMPLEJO SIDERURGICO NACIONAL antiguo SIDETUR, esta es una industria de alta producción que cuenta con dos departamentos o líneas de producción (fundición y elaboración) ACERIA: donde se fabrica el producto semielaborado (palanquillas) y el área de LAMINACIÒN: la cual se encarga de transformar dicho producto en productos terminados (vigas y ángulos). Con una experiencia de más de 60 años en la manufactura y comercialización de productos siderúrgicos y metalmecánicos destinados a los mercados nacionales e
  4. 4. internacionales. Su capacidad de producción anual se encuentra actualmente en 840.000 toneladas en ACERIA y 545000 toneladas en LAMINACION. Sidetur (1994), indica que es filial de Siderúrgica Venezolana S.A.C.A., Sivensa, organización que desde su fundación en 1948, ha sido pionera en el desarrollo de la actividad siderúrgica nacional. Actualmente las operaciones en el área de manufactura, distribución y servicio, se desarrollan fundamentalmente para el mercado siderúrgico de la construcción, agroindustrial y petrolero, en Venezuela y en el exterior. Dedicada a superar con Excelencia Siderúrgica las expectativas de sus clientes a través del mejoramiento continúo de sus procesos y productos. Esta empresa u organización ha sido reconocida con el otorgamiento de los prestigiosos certificados ISO 9001 para sus procesos y once certificaciones concedidas por FONDONORMA. En razón de esto, la empresa debe contar con un alto nivel de seguridad, productividad, desarrollo de los recursos humanos, mejorar continuamente los procesos y garantizar la preservación del ambiente y la seguridad de la gente; misiones que se cumplen al implementar en los equipos actualización y modernización haciendo de los equipos, equipos más confiables, eficientes y seguros; contribuyendo con esto a la seguridad y el buen confort de los trabajadores que se encargan de realizar las labores operativas para que los productos sean entregados a tiempo y así cumplir con los pedidos a los consumidores y de igual forma cumplir con las metas propuestas por la empresa.
  5. 5. En vista de que la empresa se proyecta a ser cada día más eficiente se ha optado por sustituir una serie de elementos y dispositivos eléctricos y electrónicos en un equipo de la línea de producción existente en el area de la LAMINACION denominada FORMADORES DE BUCLES, la cual cumple una función importante en la elaboración de los productos tales como ángulos y vigas tipo IPN y UPL; su conformación consta de los siguientes elementos y dispositivos actualmente: tarjetas electrónicas analógicas y digitales de tecnología alemana: estas son utilizadas para tomar las referencias eléctricas de los dispositivos instalados en el campo (área de trabajo) para realizar operaciones aritméticas y variar las velocidades en los motores laminadores de 500kw (2 en total) y 600kw (1 en total) los cuales forman los senos o también denominados bucles, las roto sonda óptica tipo ABB que no son más que motores de 0,75 kw (2 en total) acoplados a una tarjeta electrónica que emiten señales de hasta +10voltios y -10voltios cada vez que observan luz ultravioleta producida por la los perfiles de acero durante el proceso, y temporizadores manuales entre otros de los dispositivos con que cuenta el sistema. El equipo actualmente ha venido presentando problemas en lo concerniente a la formación de los bucles los cuales permiten que el producto laminado no salga con defectos de estiramiento y rupturas de las barras, las cuales son rechazadas por el personal de control de calidad y por ende son dirigidos al área de chatarra (producto inservible) generando costos innecesarios de electricidad, transporte, mano de obra, desarmado de los trenes laminadores, donde se debe aplicar trabajo mecánico bastante fuerte y agotador; también trae como consecuencia paradas imprevistas y por ende perdidas de dinero.
  6. 6. Por lo antes expuesto se plantea la propuesta de diseño de un sistema de control “PID” para los formadores de bucle de perfiles de acero en la empresa COMPLEJO SIDERURGICO NACIONAL. Planta Barquisimeto. también se instalara un controlador lógico programable (PLC) que es una computadora utilizada en la ingeniería automática o automatización industrial, para automatizar procesos electromecánicos, tales como el control de velocidad de los motores laminadores, sensores fotoeléctricos, operaciones aritméticas de corrientes, etc. Con la propuesta de diseño surgen las siguientes interrogantes ¿Con la sustitución de las tarjetas electrónicas, roto sondas y dispositivos eléctricos en el sistema actual por el sistema de control PID (Proporcional Integral Derivativo) e implementación de un PLC (controlador lógico programable) se lograra disminuir las fallas en el equipo y por ende las paradas del proceso? ¿Con la propuesta, se obtendrán las piezas producidas acorde a las exigencias del personal de control de calidad de la empresa Complejo Siderúrgico Nacional? Objetivos de la Investigación Objetivo General Se planteará propuesta de diseño de un sistema de control “PID” para los formadores de bucle de perfiles de acero en la empresa Complejo Siderúrgico Nacional. Planta Barquisimeto.
  7. 7. Objetivos Específicos 1. Se realizará un estudio previo en la selección de los equipos a utilizar para minimizar los costos y aumentar la factibilidad del proyecto. 2. Se elaborará un manual de instrucciones donde se precisen las indicaciones más prácticas para facilitar la comprensión del nuevo sistema a instalar en la maquinaria y disminuir con ello tiempos de paradas por reparaciones y mantenimiento. 3. Llevará a cabo los programas de control del PLC, que cumpla con los requerimientos de funcionamiento del control para los formadores de bucle. 4. Se modificará los tableros de control y potencia Justificación e Importancia Debido a los múltiples problemas que se presentan en el proceso del laminado de los ángulos y vigas por deterioro de los dispositivos y elementos electrónicos y eléctricos; el producto terminado tienden a tener defectos que lo conducen al rechazo por control de calidad, en dicha sección hay que tener una estricta vigilancia de las variables involucradas en el mismo, acción que requiere la observancia por parte del personal de operaciones, por tal motivo surge la necesidad de un sistema de control PID y la automatización lógica programable PLC, que evite en gran medida todos estos inconvenientes y permita el mejor desenvolvimiento del proceso con miras a
  8. 8. mejorar la calidad y eficiencia en la obtención del producto terminado. Polo, Eje Conceptual y Línea de Investigación al cual corresponde. Eje Conceptual →Diseño y mantenimiento de sistema inteligente →Diseños, mantenimiento y supervisión de sistemas Eléctricos y Electrónicos →Control de sistemas Eléctricos y Electrónicos Línea de investigación ↓ Al polo 2 → Hombre, Ciudad y Territorio Alcances y Limitaciones Alcances El estudio tiene como alcance la propuesta de un diseño de un control “PID” para los formadores de bucle de perfiles de acero en la empresa Complejo Siderúrgico Nacional Planta Barquisimeto, con la finalidad reducir fallas en el sistema, costos por perdida de energía eléctrica, mano de obra y tiempo, así como también mejorar el
  9. 9. ambiente de trabajo de las personas que laboran en ella. Limitaciones La propuesta de diseño hasta los momentos no posee alguna limitación

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