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2011

   SISTEMA DE
   DOSIFICACION Y
   CONTROL DE
   NIVEL DISCRETO
             DISEÑO E INTEGRACION DE
           AUTOMATISMOS MECATRONICOS
   La alta demanda de producción con lleva a desarrollar sistemas cada vez
   más robustos y con altos desempeños a nivel industrial. Uno de los
   muchos sistemas es el control y mezclado de materias, un buen desarrollo
   de una empresa está en la adecuación e implementación de instrumentos
   cada vez más modernos, esto ayuda hacer una producción mas ágil y a
   obtener mayores ganancias en su producción




                                                    Antonio vidal
                                             Miguel Andres Erazo
                                     SENA CENTRO INDUSTRIAL
                                            REGIONAL CAUCA
                                                      23/08/2011
SISTEMA DE DOSIFICACION Y CONTROL DE NIVEL DISCRETO

                   INTEGRANTES:

           ARLEY ANTONIO VIDAL VELASCO
              MIGUEL ANDRÉS ERAZO.
                        .




                    INGENIEROS:


               ALEX JULIAN DORADO
                  NELSON PINO




                      CURSO:


      TECNOLOGIA EN DISEÑO E INTEGRACION DE
          AUTOMATISMOS MECATRONICOS




                CENTRO INDUSTRIAL.
                  SENA POPAYAN.
                 REGIONALCAUCA




                         5
CONTENIDO

   INTRODUCCION pag.1
   FORMULACION DEL PROYECTO pag.1
   JUSTIFICACION pag.2
   OBJETIVO GENERAL pag. 2
   OBJETIVOS ESPECIFICOS            pag.2
   MARCO REFERENCIAL               pag.3
   EXTRUCTURACION DEL PROYECTO pag.3
        • Necesidades del cliente      pag.3
        • Condiciones de seguridad pag.3
        • Especificaciones globales técnicas del problema pag.4
        • Variables criticas       pag. 4
        • Bloques funcionales del sistema pag.4
        • Diagrama de bloques del sistema pag.5
        • Diagrama de situación del sistema pag. 5
   ALTERNATIVAS DE SOLUCION pag.6
       • Cálculos matemáticos que determinan las especificaciones técnicas
          detalladas del problema         pag.6
       • Tecnologías de solución para cada bloque funcional pag.7
       • Selección de sensores pag.7
       • Selección de actuadores pag.8
       • Selección del controlador pag.9
       • Diagrama funcional del sistema        pag.10
       • Descripción del funcionamiento manual del automatismo pag.10
       • Descripción de funcionamiento automatico del automatismo pag.11
       • Listado de equipos y componentes requeridos en el sistema
          Mecatronico. Pag.11
       • Listado de maquinas y herramientas en la producción del
          Sistema mecatronico pag.12
       • Fichas técnicas de los equipos y componentes requeridos
          Para el sistema mecatronico pag.13
       • Cotizaciones de los componentes del sistema mecatronico. Pag.20
       • Cotizaciones de los equipos,maquinas y herramientas para la producción
          Del sistema mecatronico. Pag.20
       • Cuadro de costos de los componentes del sistema mecatronico pag.21
       • Cuadro de costos de equipos maquinas y herramientas para
          La producción del sistema mecatronico       pag.21
       • Cotización de un sistema mecatronico similar al realizado. pag.21
       • Cuadro comparativo de las alternativas de solución que
          Tienen el costo total de cada alternativa    pag.22
   RECURSOS DEL PROYECTO              pag.22
       • Listado de recursos humanos requeridos en el sistema     pag.22
       • Listado de materiales e insumos        pag.23
       • Listado de recursos bibliográficos      pag.23
       • Calculo del consumo de energía del sistema mecatronico pag.23


                                      5
 PRESUPUESTO       pag.24
    • Cuadro de costos recursos humanos pag:24
    • Cuadro de costos de materiales e insumos      pag.24
    • Cuadro de costos de recursos bibliográficos pag.24
    • Cuadro de costos de energía pag.24
    • Cuadro de costos de la alternativa de solución elegida pag.25
    • Cuadro de costos totales del proyecto pag.25
    • Cronograma de actividades para la ejecución del proyecto. Pag.26
 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS pag.27




                                  5
5
TITULO DEL PROYECTO

Sistema de dosificación y control discreto de nivel

INTRODUCCIÓN

La alta demanda de producción con lleva a desarrollar sistemas cada vez mas robustos y
con altos desempeños a nivel industrial. Uno de los muchos sistemas es el control y
mezclado de materias, un buen desarrollo de una empresa esta en la adecuación e
implementación de instrumentos cada ves mas modernos, esto ayuda hacer una
producción mas ágil y a obtener mayores ganancias en su producción. Esta planta puede
ser adecuada como un kit estudiantil, donde se podrán realizar estudios y pruebas de
control de fluidos y mezclas de los mismos. La planta con tendrá una forma muy
comprensible de funcionamiento          en general. Ayudando a comprender el
funcionamiento de una planta de nivel industrial.


FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

El problema o la necesidad es diseñar e implementar un sistema de dosificación y
control de nivel discreto, para ello se medirá nivel en los tanques dispuestos para tal fin,
como lo indica el diagrama abajo.

Este sistema permitirá dosificar y mezclar dos sustancias líquidas almacenadas en dos
recipientes, en un tercer recipiente se realizara el proceso de mezclado. Una motobomba
permitirá el llenado y la circulación del mismo líquido. El sistema permitirá realizar
operaciones complejas de dosificación y mezclado.




El sistema debe tener las siguientes características:

    •   Una bomba vierte agua a través de válvulas electromagnéticas a dos depósitos. El nivel
        en los dos depósitos se debe permitir medir mediante sensores discretos
    •   El nivel del recipiente de mezclado también se debe permitir medir mediante sensores
        discretos




                                                 5
•   Un mezclador para el recipiente de mezclado diseñado e implementado con
       componentes electrónicos y mecánicos
   •   Un depósito que alimenta a los demás recipientes y permite la recirculación del líquido
   •   Panel de conexiones bien identificado para el conexionado de los sensores y los
       actuadores del sistema
   •   El sistema debe permitir el conexionado de diferentes controladores como Micro
       controladores, PLCs, computadores, etc. mediante las borneras de conexiones
   •   Los sensores discretos deben ser diseñados e implementados mediante dispositivos
       electrónicos
   •   Las electroválvulas de llenado y vaciado corresponden a actuadores discretos
   •   Los tres recipientes de dosificación y mezclado deben ser realizados en material
       transparente y el depósito de alimentación en otro material
   •   Tubería en PVC debidamente asegurada
   •   Documentación bien estructurada, donde describe detalladamente la tecnología utilizada
       y guía paso a paso por los procesos de desarrollo
   •   Actividades de diseño y desarrollo del proyecto ajustadas a las evidencias y criterios de
       evaluación solicitados en el programa de formación


JUSTIFICACIÓN

Este proyecto, tiene por meta, la actualización de microempresas que emprenden su
camino hacia el desarrollo, ya que con esas tecnologías se podrán abrir nuevos
horizontes en su campo laboral, ayudando al desarrollo de la región y disminuyendo el
desempleo.



OBJETIVO GENERAL

Diseñar e implementar un Banco de entrenamiento que involucra un sistema de
dosificación y control de nivel de tipo discreto según especificaciones establecidas

OBJETIVOS ESPECÍFICOS


           •   Diseñar e implementar los medidores requeridos para el sistema,
               como flotadores, sensor capacitivo, ultrasonido, reflex, etc
           •   Diseñar e implementar los actuadores del sistema
           •   Diseñar e implementar la estructura mecánica del sistema
           •   Diseñar e implementar el software de supervisión del sistema
           •   Diseñar e implementar el software de control del sistema
           •   Seleccionar el tipo de controlador a utilizar
           •   Diseñar e implementar las tarjetas electrónicas requeridas
           •   Elaborar la documentación del proyecto
           •   Realizar ajustes y pruebas al sistema




                                              5
MARCO REFERENCIAL

Este proyecto tiene gran demanda y aplicación en el sector industrial, este proyecto a
gran escala contribuirá al desarrollo y automatización en sectores de gran interés como
en producción de lácteos, industria química, industria farmacéutica, etc. El gran interés
por este proyecto ha conllevado a buscar y analizar diferentes alternativas de solución.
El proyecto se realizara en el departamento del cauca en la cuidad de Popayán en el
centro SENA REGIONAL CAUCA sector industrial, este proyecto se realizara en un
tiempo de 3 meses aproximadamente, partir de la fecha de inicio.


ESTRUCTURACIÓN DEL PROYECTO

Necesidades del cliente

         Planta con cuatro almacenadores de líquido de un metro cúbico cada uno.
         Bomba de abastecimiento con caudal de 6GPM.
          un sistema de mezclado con componentes electrónicos.
         Deposito de alimentación y recirculación liquida de los demás tanques.
         Panel de conexiones bien identificado para sensores y actuadores.
          Varias opciones de conexionado de controladores como microcontroladores,
          p.l.c y computador.
         Especificación de cada función que desempeñe el automatismo.
         Simulación del servosistema en 3D con sus respectivos planos.
         El sistema debe permitir el conexionado a otros controladores tales como
          computador y P.L.C.
         Los 3 recipientes deber ser de un material transparente y el otro recipiente
          debe ser de otro material.




Condiciones de seguridad

La planta contara con todas las normas y condiciones de seguridad requeridas para este
proyecto. Alguna de ellas son las siguientes:

     No manipular la planta física cuando ésta este en proceso de funcionamiento.
     La panta deberá cumplir con las normas mínimas de conexionado e instalación
      de los actuadores y de mas elemento mecánicos usados en dicha planta.
     La planta tendrá un paro de emergencia en caso de algún error en la planta.
     El automatismo tendrá un start como botón de inicio de funcionamiento.
     La planta tendrá un botón de stop, para detener totalmente el automatismo.




                                           5
Especificaciones técnicas globales del problema

    La planta contara con todas las normas de instalación de ductos, actuadores y
     sistemas mecánicos.
    La planta tendrá varias entradas para conectar varios controladores tales como
     P.LC, y computador.
    El desarrollo del proyecto como tal se realizara en un tiempo de 3 meses min.
    La planta contara con un operario para su manejo.
    La planta tendrá un consumo de energía medio – alto.
    La planta tendrá un mantenimiento cada 6 meses (el tiempo es modificable
     dependiendo del tiempo de uso).
    Todas las partes de la planta serán fiables para evitar futuros problemas.


Variables críticas

    Los tanques trabajaran con un nivel de liquido de un metro cubico por tanque.
    el desempeño del automatismo será confiable y tendrá una velocidad aceptable.


   Bloques funcionales del sistema

   1. Fuente de alimentación
   2. Controlador
   3. Medición nivel alto
   4. Medición nivel medio
   5. Medición nivel bajo
   6. Acondicionamiento de señal
   7. Acondicionamiento nivel alto
   8. Acondicionamiento nivel medio
   9. Acondicionamiento nivel bajo
   10. Interfaz de usuario
   11. Actuador válvula de llenado
   12. Actuador válvula de vaciado
   13. Actuador válvula de recirculación
   14. Actuador motobomba
   15. Supervisión
   16. Motor mezclador




                                           5
Diagrama de bloques del sistema




Esquema de situación del sistema




                                   5
EN LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN CONTEMPLA MÍNIMO DOS (2)
ALTERNATIVAS Y CADA UNA POSEE LAS SIGUIENTES PARTES:

   •   Los cálculos matemáticos que determinan las especificaciones técnicas
       detalladas del problema

 Motobomba

Calculo para la potencia de absorción de la motobomba

P=(Q. Hm)/(75.R)


P = potencia en cv
Q = caudal requerido en l/s
R = rendimiento de la motobomba

P = (Q. Hm)/ (75.R)
P = (1.5L/S. 22mts) / (75.4 l/m)
P = (33 l/m) / 300 l/m
P= 0.11 CV


Calculo de potencia teorica del motor

Para la potencia teórica del motor se calcula mediante la siguiente tabla:

De 0,1 a 1,0cv……………………50%
De 1,0 a 1,5cv……………………30%
De 1,5 a 5.0cv……………………20%
De 5,0 a 20,0cv…………………..15%
Más de 20,0cv……………………10%


Calculo para consumo de la bomba

El consumo se expresara en KW (en este casi siendo eléctrico).
El consumo eléctrico se calcula con la siguiente expresión:

Ce = pt / 1.36

 Dónde:
Ce: consume eléctrico
Pt= potencia teórica del motor
1.36 : constante eléctrica




                                            5
Ce = pt /1.36
Ce=0,5 hp/1.36
Ce= 0, 36 kW
   • Las tecnologías de solución para cada bloque funcional

       En cuanto a las tecnologías de solución que se van a aplicar a cada bloque
       funcional son las siguientes:

                 Bloque funcional                          Tecnología de solución
       Controlador                                 Eléctrica, electrónica
       Fuente de alimentación                      Eléctrica, electrónica
       Medición nivel bajo                         Eléctrica, electrónica
       Medición nivel medio                        Eléctrica, electrónica
       Medición nivel alto                         Eléctrica, electrónica
       Acondicionamiento de señal nivel bajo       Eléctrica, electrónica
       Acondicionamiento de señal nivel            Eléctrica, electrónica
       medio
       Acondicionamiento de señal nivel alto       Eléctrica, electrónica
       Actuador válvula llenado                    Eléctrica
       Actuador válvula vaciado                    Eléctrica
       Actuador válvula de recirculación           Eléctrica
       Actuador motobomba                          Eléctrica
       Actuador mezclador                          Eléctrica
        Supervisión                                Software ,electrónica



   •   La selección de sensores de acuerdo a la metodología preestablecida

       - El tipo de variable que se va a detectar es nivel (liquido).

       - El radio de acción es de 18cm en los tanques 1y 2 ,en el tanque de mezclado es
       de 36cm. En el 4 tanque es de 36 cm.

       - Para la distancia de detección que se utilizara para los sensores será nula, ya
       que se diseñó un modelo de sensores que trabajan a base de finales de carrera
       con flotadores como método de accionamiento, las cuales al llegar el nivel del
       líquido a los flotadores, los contactos se cierran y por lo tanto deja pasar un
       voltaje de 5 voltios en la entrada del controlador.




                                             5
- En cuanto a las condiciones ambientales de detección,se estudio todas las
    condiciones ambientales y se llego a una conclusión que ninguna de estas afecta
    al sensor.
    - Respecto a la vida útil del sensor se podría considerar que este podría vivir un
    tiempo estimado de un año.
    - Referente a lo que es la frecuencia de conmutación o velocidad de respuesta
    del sensor,se puede decir que es rápido según las pruebas ya realizadas.

•   La selección de actuadores de acuerdo a la metodología preestablecida

    - El número de actuadores que se utilizaran en este proyecto son 2 unidades.
•   1 actuador para el sistema de mezclado.
•   1 actuador para la bomba.
•   6 actuadores para la apertura y cierre del liquido
•   1 alarma

    Motores para el sistema de mezclado y para la bomba.

    Actuador para el mezclador




                                        5
Actuador para bomba




                      5
•   La selección de controladores de acuerdo a la metodología preestablecida.

    Los controladores que se van a utilizar son los siguientes:

1. El pic18f452(microcontrolador)
2. P.L.C
3. Computador.




                                         5
•   El diagrama funcional del proceso con todos sus componentes (sensores,
       actuadores, controladores, entradas y salidas, sistema de seguridad,
       sistemas de potencia, sistema de alimentación, interfaz de usuario,
       nomenclatura del diagrama )




La descripción del funcionamiento manual detallado del automatismo incluyendo
medidas de seguridad

    Esta planta contara con normas americanas de seguridad y diseño(normas
     ISO).estará compuesto de:

    Un start

    Stop

    Paro de emergencia

    Indicadores luminoso, sonoro




                                        5
•   La descripción del funcionamiento automático detallado del automatismo
       incluyendo medidas de seguridad

      Esta planta cuenta con cuatro tanques
      Seis electro válvulas
      Siete sensores.
      Una moto bomba.
      Sistema de alarma

La planta opera de la siguiente forma:

    Al presionar el botón de inicio (start), se acciona la motobomba, la
     electroválvula de llenado del tanque 1, 2y la electroválvula de recirculación. La
     motobomba hace circular el líquido hacia los dos tanques (1 y 2), las
     electroválvulas se activan dejando pasar el líquido hacia los tanques.

    Cuando el nivel del líquido haya alcanzado los sensores altos de los tanques 1 y
     2, se desactivaran las electroválvulas de llenado de los tanques 1 y 2, la
     motobomba y la electroválvula de recirculación. Y se accionaran las
     electroválvulas de vaciado tanque 1 y 2, permitiendo llenar el tanque mezclador.

    Cuando el nivel liquido haya alcanzando el sensor alto del tanque mezclador, se
     desactivaran las electroválvulas de vaciado tanque 1 y 2, se acciona el motor
     mezclador durante 5 minuto, después de ese tiempo se desactiva el motor
     mezclador y se activa la electroválvula de vaciado del tanque mezclador,
     permitiendo el vaciado del liquido hacia el tanque de almacenamiento, cuando
     el liquido haya alcanzado el sensor bajo del tanque mezclador se activara una
     alarma durante 10 segundos, después de eso se desactiva la alarma, y la
     electroválvula de vaciado tanque mezclador, dando por terminado el proceso.



   •   Un listado de equipos y componentes requeridos para el sistema
       mecatrónico (sensores, actuadores, controladores y accesorios)

          1. Electroválvulas (6)
          2. Ductos P.V.C ½”
          3. 4 tanques plásticos ( transparentes)
          4. Sensores(7)
          5. Accesorios de adhesión de ductos (pegamento, empaques, etc.)
          6. Micro controlador PIC18f452
          7. componentes electrónicos(resistencias,condensadores,etc)
          8. placas de circuito impreso(váquela)
          9. herramientas para impresos(brocas, acido, cautil, soldadura, etc)
          10. fuentes AC/DC
          11. switches
          12. pilotos
          13. cable
          14. tornillos, arandelas, abrazaderas, angulos, etc.



                                          5
15. mezclador (pieza diseñada)
          16. Motobomba
          17. Motor para el mezclador


   •   Un listado de equipos, máquinas y herramientas requeridos para la
       producción del sistema mecatrónico

          1. Herramientas comunes (destornilladores, pelacables, multimetros,
             alicates, etc.)
          2. Programadora PIC
          3. Computador
          4. Software para la realización de la programación de la planta.
          5. Osciloscopio.
          6. taladro
          7. esmeril




Las fichas técnicas de los equipos y componentes requeridos para el sistema
mecatrónico



                                           5
•   Electroválvula 2/2 vías 6013




                                   5
5
5
Motobomba




            5
Sensor




         5
5
Motor para el mezclador




                          5
•   Las cotizaciones de los fabricantes y proveedores de los componentes del
       sistema mecatrónico.

Componente                               Valor
Electroválvulas 110 VAC (6)              360.000
Motobomba                                200.000
Motor DC                                 50.900
4 tanques                                40.000
Tubo PVC ½”                              30.000
Abrazaderas (10)                         10.000
Ángulos de hierro (12)                   48.000
Componentes electrónicos                 70.000
Rodachines                               40.000
Pantalla lcd                             25.900
TOTAL                                    853.700




   •   Las cotizaciones de los fabricantes y proveedores de los equipos, máquinas
       y herramientas para la producción del sistema mecatrónico

Equipos, máquinas y herramientas         Valor
Soldador eléctrico                       60.000
Osciloscopio                             380.000
 Multímetro                              87.000
 Taladro                                 53.500
TOTAL                                    580.500




                                        5
•   Un cuadro de costos de los componentes del sistema mecatrónico que
        contempla las siguientes partes: descripción del componente, valor unitario,
        cantidad y valor total

Descripción del          Valor                       Cantidad                     Valor total
 componente             unitario
Electroválvulas         60.000                          6                             360.000
110 VAC
Motobomba               200.000                       1                               200.000
Motor DC                50.900                        1                                50.900
 tanques                40.000                        4                               160.000
Tubo PVC ½”             30.000                        1                                30.000
Ángulos de hierro        4000                        12                                48.000
Componentes             70.000          Resistencias,condensadores,                    70.000
electrónicos                            Diodos,Micrcocontrolador,etc
Rodachines               10.000                       4                                40.000
Maderas                  10.000                       3                                30.000
Pantalla LCD             25.900                       1                                25.900
TOTAL                                                                                 1.014.800



    •   Un cuadro de costos de los equipos, máquinas y herramientas para la
        producción del sistema mecatrónico que contempla las siguientes partes:
        descripción del componente, valor unitario, cantidad y valor total


Descripción del        Valor unitario               Cantidad               Valor total
componente
Soldador eléctrico             60.000                       1                      60.000
Osciloscopio                   380.000                      1                     380.000
Multímetro                      87.000                      1                      87.000
Taladro                         53.500                      1                      53.500
 Total                                                                            580.500


    •   Cotización de una máquina o sistema similar al automatismo a desarrollar




               Ilustración 1 Planta de control y mezclado de nivel liquido y solido



                                                5
Esta planta industrial realiza funciones de control y mezclado de nivel líquido y sólido y
             se cotiza en el mercado industrial en tres millones quinientos sesenta y ocho mil pesos
             ($3.568.000).

             Un cuadro comparativo de las alternativas de solución que contiene los
             beneficios técnicos y el costo total de cada alternativa (costo total del sistema
             mecatrónico más costo total para su producción)


             Costo total del sistema mecatronico                 Costo total de la producción del sistema
                                                                               mecatronico
 Descripción          Valor     Cantidad      Valor     Descripción          Valor      Cantidad      Valor
     del             unitario                 total     del                  unitario                 total
 componente                                             componente
Electroválvulas 60.000       6               360.000    Soldador              60.000         1            60.000
110 VAC                                                 eléctrico
Motobomba       200.000      1               200.000    Osciloscopio          380.000         1           380.000
Motor DC        50.900       1                50.900    Multímetro             87.000         1            87.000
 Tanques        40.000       4               160.000    Taladro                53.500         1            53.500
Tubo PVC ½”     30.000       1                30.000
Ángulos de       4000        12               48.000
hierro
Componentes     70.000 Resistenc              70.000
electrónicos            ias,
                                condensa
                                dores,
                                Diodos,
                                Micrcoco
                                ntrolador,
                                etc.
Rodachines           10.000          4       40.000
Maderas              10.000          3       30.000
Pantalla LCD         25.900          1       25.900
TOTAL                                        1.014.80    Total                                        580.500
                                                0
Total neto                                                                           1.595.300




              LOS RECURSOS DEL PROYECTO DESCRIBE LAS SIGUIENTES PARTES:


                •   Listado de recursos humanos requeridos

                 Un operario para iniciar y finalizar el proceso de funcionamiento.




                                                         5
•   Listado de Materiales e insumos

      Electroválvulas 110 VAC
      Motobomba
      Motor DC
      tanques
      Tubo PVC ½”
      Ángulos de hierro
      Componentes electrónicos
      Rodachines
      Maderas
      Pantalla LCD




   •   Listado de recursos bibliográficos

        W. Bolton, libro MECA TRÓNICA SISTEMAS DE CONTROL
         ELECTRÓNICO INGENIERÍA MECÁNICA Y ELECTRÓNICA -Bolton-

        Eduardo García Breijo, Libro COMPILADOR C CCS Y SIMULADOR
         PROTEUS PARA MICROCONTROLADORES PIC

        José Rafael Vizcaíno, José Pelegrí Sebastiá , libro LABVIEW2010



   •   Cálculo del consumo de energía donde se especifica: maquinas a utilizar,
       tiempo de uso, consumo de energía y costo total.



Maquina a utilizar     Tiempo de uso               Consumo de      Costo total
                                                     energía
Moto bomba           5min aprox                 746 W           10.444
Motor DC             1 min aprox                373 w           5.222
Tarjetas             5min aprox                 0.02w           0.28
electrónicas




                                            5
EL PRESUPUESTO ESPECIFICA LAS SIGUIENTES PARTES:


   •   Un (1) cuadro resumen de costos de recursos humanos según
       especificaciones dadas.


           Recursos humanos                                      Costo
Operario encargado de funcionamiento            1 salario mínimo legal vigente
de la planta


   •   Un (1) cuadro resumen de costos de materiales e insumos según
       especificaciones dadas.

Descripción del         Valor                    Cantidad                  Valor total
 componente            unitario
Electroválvulas        60.000                        6                      360.000
110 VAC
Motobomba              200.000                       1                      200.000
Motor DC               50.900                        1                       50.900
 tanques               40.000                        4                      160.000
Tubo PVC ½”            30.000                        1                       30.000
Ángulos de hierro       4000                        12                       48.000
Componentes            70.000        Resistencias,                           70.000
electrónicos                         condensadores,
                                     Diodos, Micrcocontrolador,
                                     etc.
Rodachines              10.000                     4                         40.000
Maderas                 10.000                     3                         30.000
Pantalla LCD            25.900                     1                         25.900
TOTAL                                                                       1.014.800



   •   Un (1) cuadro resumen de costos de recursos bibliográficos según
       especificaciones dadas.

Los costos en cuanto a los recursos bibliográficos fueron gratuitos, ya que la
información reunida acerca del proyecto fue a través de internet y libros digitales.


   •   Un (1) cuadro resumen de costos de energía.

    Costo total =$15.694 durante funcionamiento




                                            5
Un (1) cuadro resumen de costos de la alternativa de solución elegida para el
desarrollo del sistema mecatronico.


Descripción del      Valor unitario         Cantidad           Valor total
componente
Soldador eléctrico         60.000                    1               60.000
Osciloscopio               380.000                   1              380.000
Multímetro                  87.000                   1               87.000
Taladro                     53.500                   1               53.500
 Total                                                              580.500




    •   Un cuadro resumen de costos totales del proyecto según especificaciones
        dadas.


Descripción del        Valor                 Cantidad               Valor total
 componente           unitario
Electroválvulas       60.000                    6                     360.000
110 VAC
Motobomba             200.000                    1                    200.000
Motor DC              50.900                     1                     50.900
 tanques              40.000                     4                    160.000
Tubo PVC ½”           30.000                     1                     30.000
Ángulos de hierro      4000                     12                     48.000
Componentes           70.000      Resistencias,                        70.000
electrónicos                      condensadores,
                                  Diodos, Micrcocontrolador,
                                  etc.
Rodachines            10.000                    4                     40.000
Maderas               10.000                    3                     30.000
Pantalla LCD          25.900                    1                     25.900
TOTAL                                                                1.014.800




                                        5
El cronograma de actividades contiene la descripción detallada de las
actividades en función del tiempo, según formato indicado.




                                       5
Actividad                     Tutores       Ambiente    de Materiales                 Equipos     y Fechas
                                            aprendizaje                               herramientas
  Análisis e identificación   Alex Julián   Laboratorios, salón      Información,     Computador,inter      Semana 5
       del problema            Dorado –         de clase                 libros.      net,libros,revistas    al 9 de
                                Nelson                                                        ,etc            Mayo
                                 Pino
    documentación del         Alex Julián     Salón de clase,        información      Computador,inter       Semanas
        proyecto               Dorado –         biblioteca.                           net,libros,revistas   12 al 23 de
                                Nelson                                                        ,etc             Mayo
                                 Pino
 Formulación del Proyecto     Alex Julián    Salón de clases.        información        Computador,          Semanas
 (Primer Documento Lista       Dorado –                                                 documentos,         26 de Mayo
      Chequeo No 5)             Nelson                                                  información.          al 6 de
                                 Pino                                                                          Junio
   Diseño detallado del       Alex Julián    Salón de clases,        Computador,        Aplicaciones         9 al 30 de
  Hardware (electrónico,       Dorado –      laboratorio ,etc.        aplicaciones       (eagle, solid         Junio
       mecánico)                Nelson                              para el diseño          edge),
                                 Pino                                 (programas)        información
                                                                      información.     sobre la planta.
   Diseño detallado del       Alex Julián    Salón de clases,        Computador,      Programadora,co       9 al 30 de
    Software (control y        Dorado –      laboratorio ,etc.        aplicaciones    mputador,aplicaci       Junio
       supervisión)             Nelson                              para el diseño      ones para la
                                 Pino                                 (programas)     programación,etc
                                                                      información.
     Implementación y         Alex Julián    Salón de clases,       Fuente Ac/dc,     Multimetro,QT,pu      1 al 30 de
  pruebas del Hardware         Dorado –      laboratorio ,etc.      Componentes       nta lógica, fuente       Julio
 (electrónico y mecánico)       Nelson                               electronicos,    ac/dc,calbe,cauti
                                 Pino                                  engranajes,    n,atornilladores ,
                                                                     componentes              etc
                                                                      de la planta.
      Implementación y        Alex Julián    Salón de clases,        Computador,      Compilador,multi      1 al 30 de
   pruebas del Software        Dorado –      laboratorio, etc.          pic18f452,         metro,              Julio
(algoritmos y codificación)     Nelson                              programadora,     aplicaciones de
                                 Pino                                fuente ac/dc.      simulación


  Integración Hardware/       Alex Julián    Salón de clases,         Todos los          Computador,        1 al 15 de
  software y pruebas de        Dorado –      laboratorio, etc.      componentes           Fuentes de         Agosto
      funcionamiento            Nelson                               de la planta        alimentación,
                                 Pino                                 acoplados          herramientas
                                                                                            comunes
                                                                                      (destornilladores,
                                                                                         alicates, etc),
                                                                                       aplicaciones de
                                                                                        programación,
                                                                                          simulación.
  Validación del sistema      Alex Julián    Salón de clases,         Todos los          Computador,        16 al 22 de
        completo               Dorado –      laboratorio, etc.      componentes           Fuentes de          Agosto
                                Nelson                               de la planta        alimentación,
                                 Pino                                 acoplados          herramientas
                                                                                            comunes
                                                                                      (destornilladores,
                                                                                      alicates,etc),aplic
                                                                                          aciones de
                                                                                       programación,si
                                                                                           mulación.
 Puesta a punto y entrega     Alex Julián        Salon de             Todos los                             25 al 30 de
                               Dorado –     clases,laboratorio,et   componentes       Computador,fuen         Agosto
                                Nelson                c              de la planta           tes de
                                 Pino                                 acoplados       alimentación,herr
                                                                                           amientas
                                                                                      comunes(destorn
                                                                                      illadores,alicates,
                                                                                      etc),aplicaciones
                                                            5                                 de
                                                                                       programación,si
                                                                                           mulación.
•   Las referencias bibliografías se redactan según normas ICONTEC.

       Libros


       •   Electrónica de potencia–MUHAMMAD H. RASHID– Editorial prentice hall
           hispanoamericana

       •   Sistemas de control de procesos – F.G.SHINGSKEY- mc.GRAW
           HILLINTERAMERICANA DE MEXICO.SA

       •   W. Bolton, libro MECA TRÓNICA SISTEMAS DE CONTROL
           ELECTRÓNICO INGENIERÍA MECÁNICA Y ELECTRÓNICA -Bolton-

       •   Eduardo García Breijo, Libro COMPILADOR C CCS Y SIMULADOR
           PROTEUS PARA MICROCONTROLADORES PIC

       •   José Rafael Vizcaíno, José Pelegrí Sebastiá , libro LABVIEW2010




En internet

  •    [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet :
        Http: www.monografias.com/control de nivel.co

  •    [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet :
        Http: www.monografias.com/electronica de potencia.co

  •    [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet :
        Http: www.monografias.com/sensores infrarojos.co

  •    [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet :
        Http: www.aguamarket.com

  •    [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet :
        Http: www.instruelectronic.com

  •    [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet :
        Http: www.microchip.com

  •    [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet :
        Http: www.ccs.com




                                            5
•   [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet :
     Http: www.unicrom.com

•   [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet :
     Http: www.igihm.com

•   [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet :
     Http: www.olx.com.co




                                         5
•   [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet :
     Http: www.unicrom.com

•   [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet :
     Http: www.igihm.com

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Control de nivel

  • 1. 2011 SISTEMA DE DOSIFICACION Y CONTROL DE NIVEL DISCRETO DISEÑO E INTEGRACION DE AUTOMATISMOS MECATRONICOS La alta demanda de producción con lleva a desarrollar sistemas cada vez más robustos y con altos desempeños a nivel industrial. Uno de los muchos sistemas es el control y mezclado de materias, un buen desarrollo de una empresa está en la adecuación e implementación de instrumentos cada vez más modernos, esto ayuda hacer una producción mas ágil y a obtener mayores ganancias en su producción Antonio vidal Miguel Andres Erazo SENA CENTRO INDUSTRIAL REGIONAL CAUCA 23/08/2011
  • 2. SISTEMA DE DOSIFICACION Y CONTROL DE NIVEL DISCRETO INTEGRANTES: ARLEY ANTONIO VIDAL VELASCO MIGUEL ANDRÉS ERAZO. . INGENIEROS: ALEX JULIAN DORADO NELSON PINO CURSO: TECNOLOGIA EN DISEÑO E INTEGRACION DE AUTOMATISMOS MECATRONICOS CENTRO INDUSTRIAL. SENA POPAYAN. REGIONALCAUCA 5
  • 3. CONTENIDO  INTRODUCCION pag.1  FORMULACION DEL PROYECTO pag.1  JUSTIFICACION pag.2  OBJETIVO GENERAL pag. 2  OBJETIVOS ESPECIFICOS pag.2  MARCO REFERENCIAL pag.3  EXTRUCTURACION DEL PROYECTO pag.3 • Necesidades del cliente pag.3 • Condiciones de seguridad pag.3 • Especificaciones globales técnicas del problema pag.4 • Variables criticas pag. 4 • Bloques funcionales del sistema pag.4 • Diagrama de bloques del sistema pag.5 • Diagrama de situación del sistema pag. 5  ALTERNATIVAS DE SOLUCION pag.6 • Cálculos matemáticos que determinan las especificaciones técnicas detalladas del problema pag.6 • Tecnologías de solución para cada bloque funcional pag.7 • Selección de sensores pag.7 • Selección de actuadores pag.8 • Selección del controlador pag.9 • Diagrama funcional del sistema pag.10 • Descripción del funcionamiento manual del automatismo pag.10 • Descripción de funcionamiento automatico del automatismo pag.11 • Listado de equipos y componentes requeridos en el sistema Mecatronico. Pag.11 • Listado de maquinas y herramientas en la producción del Sistema mecatronico pag.12 • Fichas técnicas de los equipos y componentes requeridos Para el sistema mecatronico pag.13 • Cotizaciones de los componentes del sistema mecatronico. Pag.20 • Cotizaciones de los equipos,maquinas y herramientas para la producción Del sistema mecatronico. Pag.20 • Cuadro de costos de los componentes del sistema mecatronico pag.21 • Cuadro de costos de equipos maquinas y herramientas para La producción del sistema mecatronico pag.21 • Cotización de un sistema mecatronico similar al realizado. pag.21 • Cuadro comparativo de las alternativas de solución que Tienen el costo total de cada alternativa pag.22  RECURSOS DEL PROYECTO pag.22 • Listado de recursos humanos requeridos en el sistema pag.22 • Listado de materiales e insumos pag.23 • Listado de recursos bibliográficos pag.23 • Calculo del consumo de energía del sistema mecatronico pag.23 5
  • 4.  PRESUPUESTO pag.24 • Cuadro de costos recursos humanos pag:24 • Cuadro de costos de materiales e insumos pag.24 • Cuadro de costos de recursos bibliográficos pag.24 • Cuadro de costos de energía pag.24 • Cuadro de costos de la alternativa de solución elegida pag.25 • Cuadro de costos totales del proyecto pag.25 • Cronograma de actividades para la ejecución del proyecto. Pag.26  REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS pag.27 5
  • 5. 5
  • 6. TITULO DEL PROYECTO Sistema de dosificación y control discreto de nivel INTRODUCCIÓN La alta demanda de producción con lleva a desarrollar sistemas cada vez mas robustos y con altos desempeños a nivel industrial. Uno de los muchos sistemas es el control y mezclado de materias, un buen desarrollo de una empresa esta en la adecuación e implementación de instrumentos cada ves mas modernos, esto ayuda hacer una producción mas ágil y a obtener mayores ganancias en su producción. Esta planta puede ser adecuada como un kit estudiantil, donde se podrán realizar estudios y pruebas de control de fluidos y mezclas de los mismos. La planta con tendrá una forma muy comprensible de funcionamiento en general. Ayudando a comprender el funcionamiento de una planta de nivel industrial. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA El problema o la necesidad es diseñar e implementar un sistema de dosificación y control de nivel discreto, para ello se medirá nivel en los tanques dispuestos para tal fin, como lo indica el diagrama abajo. Este sistema permitirá dosificar y mezclar dos sustancias líquidas almacenadas en dos recipientes, en un tercer recipiente se realizara el proceso de mezclado. Una motobomba permitirá el llenado y la circulación del mismo líquido. El sistema permitirá realizar operaciones complejas de dosificación y mezclado. El sistema debe tener las siguientes características: • Una bomba vierte agua a través de válvulas electromagnéticas a dos depósitos. El nivel en los dos depósitos se debe permitir medir mediante sensores discretos • El nivel del recipiente de mezclado también se debe permitir medir mediante sensores discretos 5
  • 7. Un mezclador para el recipiente de mezclado diseñado e implementado con componentes electrónicos y mecánicos • Un depósito que alimenta a los demás recipientes y permite la recirculación del líquido • Panel de conexiones bien identificado para el conexionado de los sensores y los actuadores del sistema • El sistema debe permitir el conexionado de diferentes controladores como Micro controladores, PLCs, computadores, etc. mediante las borneras de conexiones • Los sensores discretos deben ser diseñados e implementados mediante dispositivos electrónicos • Las electroválvulas de llenado y vaciado corresponden a actuadores discretos • Los tres recipientes de dosificación y mezclado deben ser realizados en material transparente y el depósito de alimentación en otro material • Tubería en PVC debidamente asegurada • Documentación bien estructurada, donde describe detalladamente la tecnología utilizada y guía paso a paso por los procesos de desarrollo • Actividades de diseño y desarrollo del proyecto ajustadas a las evidencias y criterios de evaluación solicitados en el programa de formación JUSTIFICACIÓN Este proyecto, tiene por meta, la actualización de microempresas que emprenden su camino hacia el desarrollo, ya que con esas tecnologías se podrán abrir nuevos horizontes en su campo laboral, ayudando al desarrollo de la región y disminuyendo el desempleo. OBJETIVO GENERAL Diseñar e implementar un Banco de entrenamiento que involucra un sistema de dosificación y control de nivel de tipo discreto según especificaciones establecidas OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Diseñar e implementar los medidores requeridos para el sistema, como flotadores, sensor capacitivo, ultrasonido, reflex, etc • Diseñar e implementar los actuadores del sistema • Diseñar e implementar la estructura mecánica del sistema • Diseñar e implementar el software de supervisión del sistema • Diseñar e implementar el software de control del sistema • Seleccionar el tipo de controlador a utilizar • Diseñar e implementar las tarjetas electrónicas requeridas • Elaborar la documentación del proyecto • Realizar ajustes y pruebas al sistema 5
  • 8. MARCO REFERENCIAL Este proyecto tiene gran demanda y aplicación en el sector industrial, este proyecto a gran escala contribuirá al desarrollo y automatización en sectores de gran interés como en producción de lácteos, industria química, industria farmacéutica, etc. El gran interés por este proyecto ha conllevado a buscar y analizar diferentes alternativas de solución. El proyecto se realizara en el departamento del cauca en la cuidad de Popayán en el centro SENA REGIONAL CAUCA sector industrial, este proyecto se realizara en un tiempo de 3 meses aproximadamente, partir de la fecha de inicio. ESTRUCTURACIÓN DEL PROYECTO Necesidades del cliente  Planta con cuatro almacenadores de líquido de un metro cúbico cada uno.  Bomba de abastecimiento con caudal de 6GPM.  un sistema de mezclado con componentes electrónicos.  Deposito de alimentación y recirculación liquida de los demás tanques.  Panel de conexiones bien identificado para sensores y actuadores.  Varias opciones de conexionado de controladores como microcontroladores, p.l.c y computador.  Especificación de cada función que desempeñe el automatismo.  Simulación del servosistema en 3D con sus respectivos planos.  El sistema debe permitir el conexionado a otros controladores tales como computador y P.L.C.  Los 3 recipientes deber ser de un material transparente y el otro recipiente debe ser de otro material. Condiciones de seguridad La planta contara con todas las normas y condiciones de seguridad requeridas para este proyecto. Alguna de ellas son las siguientes:  No manipular la planta física cuando ésta este en proceso de funcionamiento.  La panta deberá cumplir con las normas mínimas de conexionado e instalación de los actuadores y de mas elemento mecánicos usados en dicha planta.  La planta tendrá un paro de emergencia en caso de algún error en la planta.  El automatismo tendrá un start como botón de inicio de funcionamiento.  La planta tendrá un botón de stop, para detener totalmente el automatismo. 5
  • 9. Especificaciones técnicas globales del problema  La planta contara con todas las normas de instalación de ductos, actuadores y sistemas mecánicos.  La planta tendrá varias entradas para conectar varios controladores tales como P.LC, y computador.  El desarrollo del proyecto como tal se realizara en un tiempo de 3 meses min.  La planta contara con un operario para su manejo.  La planta tendrá un consumo de energía medio – alto.  La planta tendrá un mantenimiento cada 6 meses (el tiempo es modificable dependiendo del tiempo de uso).  Todas las partes de la planta serán fiables para evitar futuros problemas. Variables críticas  Los tanques trabajaran con un nivel de liquido de un metro cubico por tanque.  el desempeño del automatismo será confiable y tendrá una velocidad aceptable. Bloques funcionales del sistema 1. Fuente de alimentación 2. Controlador 3. Medición nivel alto 4. Medición nivel medio 5. Medición nivel bajo 6. Acondicionamiento de señal 7. Acondicionamiento nivel alto 8. Acondicionamiento nivel medio 9. Acondicionamiento nivel bajo 10. Interfaz de usuario 11. Actuador válvula de llenado 12. Actuador válvula de vaciado 13. Actuador válvula de recirculación 14. Actuador motobomba 15. Supervisión 16. Motor mezclador 5
  • 10. Diagrama de bloques del sistema Esquema de situación del sistema 5
  • 11. EN LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN CONTEMPLA MÍNIMO DOS (2) ALTERNATIVAS Y CADA UNA POSEE LAS SIGUIENTES PARTES: • Los cálculos matemáticos que determinan las especificaciones técnicas detalladas del problema Motobomba Calculo para la potencia de absorción de la motobomba P=(Q. Hm)/(75.R) P = potencia en cv Q = caudal requerido en l/s R = rendimiento de la motobomba P = (Q. Hm)/ (75.R) P = (1.5L/S. 22mts) / (75.4 l/m) P = (33 l/m) / 300 l/m P= 0.11 CV Calculo de potencia teorica del motor Para la potencia teórica del motor se calcula mediante la siguiente tabla: De 0,1 a 1,0cv……………………50% De 1,0 a 1,5cv……………………30% De 1,5 a 5.0cv……………………20% De 5,0 a 20,0cv…………………..15% Más de 20,0cv……………………10% Calculo para consumo de la bomba El consumo se expresara en KW (en este casi siendo eléctrico). El consumo eléctrico se calcula con la siguiente expresión: Ce = pt / 1.36 Dónde: Ce: consume eléctrico Pt= potencia teórica del motor 1.36 : constante eléctrica 5
  • 12. Ce = pt /1.36 Ce=0,5 hp/1.36 Ce= 0, 36 kW • Las tecnologías de solución para cada bloque funcional En cuanto a las tecnologías de solución que se van a aplicar a cada bloque funcional son las siguientes: Bloque funcional Tecnología de solución Controlador Eléctrica, electrónica Fuente de alimentación Eléctrica, electrónica Medición nivel bajo Eléctrica, electrónica Medición nivel medio Eléctrica, electrónica Medición nivel alto Eléctrica, electrónica Acondicionamiento de señal nivel bajo Eléctrica, electrónica Acondicionamiento de señal nivel Eléctrica, electrónica medio Acondicionamiento de señal nivel alto Eléctrica, electrónica Actuador válvula llenado Eléctrica Actuador válvula vaciado Eléctrica Actuador válvula de recirculación Eléctrica Actuador motobomba Eléctrica Actuador mezclador Eléctrica Supervisión Software ,electrónica • La selección de sensores de acuerdo a la metodología preestablecida - El tipo de variable que se va a detectar es nivel (liquido). - El radio de acción es de 18cm en los tanques 1y 2 ,en el tanque de mezclado es de 36cm. En el 4 tanque es de 36 cm. - Para la distancia de detección que se utilizara para los sensores será nula, ya que se diseñó un modelo de sensores que trabajan a base de finales de carrera con flotadores como método de accionamiento, las cuales al llegar el nivel del líquido a los flotadores, los contactos se cierran y por lo tanto deja pasar un voltaje de 5 voltios en la entrada del controlador. 5
  • 13. - En cuanto a las condiciones ambientales de detección,se estudio todas las condiciones ambientales y se llego a una conclusión que ninguna de estas afecta al sensor. - Respecto a la vida útil del sensor se podría considerar que este podría vivir un tiempo estimado de un año. - Referente a lo que es la frecuencia de conmutación o velocidad de respuesta del sensor,se puede decir que es rápido según las pruebas ya realizadas. • La selección de actuadores de acuerdo a la metodología preestablecida - El número de actuadores que se utilizaran en este proyecto son 2 unidades. • 1 actuador para el sistema de mezclado. • 1 actuador para la bomba. • 6 actuadores para la apertura y cierre del liquido • 1 alarma Motores para el sistema de mezclado y para la bomba. Actuador para el mezclador 5
  • 15. La selección de controladores de acuerdo a la metodología preestablecida. Los controladores que se van a utilizar son los siguientes: 1. El pic18f452(microcontrolador) 2. P.L.C 3. Computador. 5
  • 16. El diagrama funcional del proceso con todos sus componentes (sensores, actuadores, controladores, entradas y salidas, sistema de seguridad, sistemas de potencia, sistema de alimentación, interfaz de usuario, nomenclatura del diagrama ) La descripción del funcionamiento manual detallado del automatismo incluyendo medidas de seguridad  Esta planta contara con normas americanas de seguridad y diseño(normas ISO).estará compuesto de:  Un start  Stop  Paro de emergencia  Indicadores luminoso, sonoro 5
  • 17. La descripción del funcionamiento automático detallado del automatismo incluyendo medidas de seguridad  Esta planta cuenta con cuatro tanques  Seis electro válvulas  Siete sensores.  Una moto bomba.  Sistema de alarma La planta opera de la siguiente forma:  Al presionar el botón de inicio (start), se acciona la motobomba, la electroválvula de llenado del tanque 1, 2y la electroválvula de recirculación. La motobomba hace circular el líquido hacia los dos tanques (1 y 2), las electroválvulas se activan dejando pasar el líquido hacia los tanques.  Cuando el nivel del líquido haya alcanzado los sensores altos de los tanques 1 y 2, se desactivaran las electroválvulas de llenado de los tanques 1 y 2, la motobomba y la electroválvula de recirculación. Y se accionaran las electroválvulas de vaciado tanque 1 y 2, permitiendo llenar el tanque mezclador.  Cuando el nivel liquido haya alcanzando el sensor alto del tanque mezclador, se desactivaran las electroválvulas de vaciado tanque 1 y 2, se acciona el motor mezclador durante 5 minuto, después de ese tiempo se desactiva el motor mezclador y se activa la electroválvula de vaciado del tanque mezclador, permitiendo el vaciado del liquido hacia el tanque de almacenamiento, cuando el liquido haya alcanzado el sensor bajo del tanque mezclador se activara una alarma durante 10 segundos, después de eso se desactiva la alarma, y la electroválvula de vaciado tanque mezclador, dando por terminado el proceso. • Un listado de equipos y componentes requeridos para el sistema mecatrónico (sensores, actuadores, controladores y accesorios) 1. Electroválvulas (6) 2. Ductos P.V.C ½” 3. 4 tanques plásticos ( transparentes) 4. Sensores(7) 5. Accesorios de adhesión de ductos (pegamento, empaques, etc.) 6. Micro controlador PIC18f452 7. componentes electrónicos(resistencias,condensadores,etc) 8. placas de circuito impreso(váquela) 9. herramientas para impresos(brocas, acido, cautil, soldadura, etc) 10. fuentes AC/DC 11. switches 12. pilotos 13. cable 14. tornillos, arandelas, abrazaderas, angulos, etc. 5
  • 18. 15. mezclador (pieza diseñada) 16. Motobomba 17. Motor para el mezclador • Un listado de equipos, máquinas y herramientas requeridos para la producción del sistema mecatrónico 1. Herramientas comunes (destornilladores, pelacables, multimetros, alicates, etc.) 2. Programadora PIC 3. Computador 4. Software para la realización de la programación de la planta. 5. Osciloscopio. 6. taladro 7. esmeril Las fichas técnicas de los equipos y componentes requeridos para el sistema mecatrónico 5
  • 19. Electroválvula 2/2 vías 6013 5
  • 20. 5
  • 21. 5
  • 23. Sensor 5
  • 24. 5
  • 25. Motor para el mezclador 5
  • 26. Las cotizaciones de los fabricantes y proveedores de los componentes del sistema mecatrónico. Componente Valor Electroválvulas 110 VAC (6) 360.000 Motobomba 200.000 Motor DC 50.900 4 tanques 40.000 Tubo PVC ½” 30.000 Abrazaderas (10) 10.000 Ángulos de hierro (12) 48.000 Componentes electrónicos 70.000 Rodachines 40.000 Pantalla lcd 25.900 TOTAL 853.700 • Las cotizaciones de los fabricantes y proveedores de los equipos, máquinas y herramientas para la producción del sistema mecatrónico Equipos, máquinas y herramientas Valor Soldador eléctrico 60.000 Osciloscopio 380.000 Multímetro 87.000 Taladro 53.500 TOTAL 580.500 5
  • 27. Un cuadro de costos de los componentes del sistema mecatrónico que contempla las siguientes partes: descripción del componente, valor unitario, cantidad y valor total Descripción del Valor Cantidad Valor total componente unitario Electroválvulas 60.000 6 360.000 110 VAC Motobomba 200.000 1 200.000 Motor DC 50.900 1 50.900 tanques 40.000 4 160.000 Tubo PVC ½” 30.000 1 30.000 Ángulos de hierro 4000 12 48.000 Componentes 70.000 Resistencias,condensadores, 70.000 electrónicos Diodos,Micrcocontrolador,etc Rodachines 10.000 4 40.000 Maderas 10.000 3 30.000 Pantalla LCD 25.900 1 25.900 TOTAL 1.014.800 • Un cuadro de costos de los equipos, máquinas y herramientas para la producción del sistema mecatrónico que contempla las siguientes partes: descripción del componente, valor unitario, cantidad y valor total Descripción del Valor unitario Cantidad Valor total componente Soldador eléctrico 60.000 1 60.000 Osciloscopio 380.000 1 380.000 Multímetro 87.000 1 87.000 Taladro 53.500 1 53.500 Total 580.500 • Cotización de una máquina o sistema similar al automatismo a desarrollar Ilustración 1 Planta de control y mezclado de nivel liquido y solido 5
  • 28. Esta planta industrial realiza funciones de control y mezclado de nivel líquido y sólido y se cotiza en el mercado industrial en tres millones quinientos sesenta y ocho mil pesos ($3.568.000). Un cuadro comparativo de las alternativas de solución que contiene los beneficios técnicos y el costo total de cada alternativa (costo total del sistema mecatrónico más costo total para su producción) Costo total del sistema mecatronico Costo total de la producción del sistema mecatronico Descripción Valor Cantidad Valor Descripción Valor Cantidad Valor del unitario total del unitario total componente componente Electroválvulas 60.000 6 360.000 Soldador 60.000 1 60.000 110 VAC eléctrico Motobomba 200.000 1 200.000 Osciloscopio 380.000 1 380.000 Motor DC 50.900 1 50.900 Multímetro 87.000 1 87.000 Tanques 40.000 4 160.000 Taladro 53.500 1 53.500 Tubo PVC ½” 30.000 1 30.000 Ángulos de 4000 12 48.000 hierro Componentes 70.000 Resistenc 70.000 electrónicos ias, condensa dores, Diodos, Micrcoco ntrolador, etc. Rodachines 10.000 4 40.000 Maderas 10.000 3 30.000 Pantalla LCD 25.900 1 25.900 TOTAL 1.014.80 Total 580.500 0 Total neto 1.595.300 LOS RECURSOS DEL PROYECTO DESCRIBE LAS SIGUIENTES PARTES: • Listado de recursos humanos requeridos  Un operario para iniciar y finalizar el proceso de funcionamiento. 5
  • 29. Listado de Materiales e insumos  Electroválvulas 110 VAC  Motobomba  Motor DC  tanques  Tubo PVC ½”  Ángulos de hierro  Componentes electrónicos  Rodachines  Maderas  Pantalla LCD • Listado de recursos bibliográficos  W. Bolton, libro MECA TRÓNICA SISTEMAS DE CONTROL ELECTRÓNICO INGENIERÍA MECÁNICA Y ELECTRÓNICA -Bolton-  Eduardo García Breijo, Libro COMPILADOR C CCS Y SIMULADOR PROTEUS PARA MICROCONTROLADORES PIC  José Rafael Vizcaíno, José Pelegrí Sebastiá , libro LABVIEW2010 • Cálculo del consumo de energía donde se especifica: maquinas a utilizar, tiempo de uso, consumo de energía y costo total. Maquina a utilizar Tiempo de uso Consumo de Costo total energía Moto bomba 5min aprox 746 W 10.444 Motor DC 1 min aprox 373 w 5.222 Tarjetas 5min aprox 0.02w 0.28 electrónicas 5
  • 30. EL PRESUPUESTO ESPECIFICA LAS SIGUIENTES PARTES: • Un (1) cuadro resumen de costos de recursos humanos según especificaciones dadas. Recursos humanos Costo Operario encargado de funcionamiento 1 salario mínimo legal vigente de la planta • Un (1) cuadro resumen de costos de materiales e insumos según especificaciones dadas. Descripción del Valor Cantidad Valor total componente unitario Electroválvulas 60.000 6 360.000 110 VAC Motobomba 200.000 1 200.000 Motor DC 50.900 1 50.900 tanques 40.000 4 160.000 Tubo PVC ½” 30.000 1 30.000 Ángulos de hierro 4000 12 48.000 Componentes 70.000 Resistencias, 70.000 electrónicos condensadores, Diodos, Micrcocontrolador, etc. Rodachines 10.000 4 40.000 Maderas 10.000 3 30.000 Pantalla LCD 25.900 1 25.900 TOTAL 1.014.800 • Un (1) cuadro resumen de costos de recursos bibliográficos según especificaciones dadas. Los costos en cuanto a los recursos bibliográficos fueron gratuitos, ya que la información reunida acerca del proyecto fue a través de internet y libros digitales. • Un (1) cuadro resumen de costos de energía.  Costo total =$15.694 durante funcionamiento 5
  • 31. Un (1) cuadro resumen de costos de la alternativa de solución elegida para el desarrollo del sistema mecatronico. Descripción del Valor unitario Cantidad Valor total componente Soldador eléctrico 60.000 1 60.000 Osciloscopio 380.000 1 380.000 Multímetro 87.000 1 87.000 Taladro 53.500 1 53.500 Total 580.500 • Un cuadro resumen de costos totales del proyecto según especificaciones dadas. Descripción del Valor Cantidad Valor total componente unitario Electroválvulas 60.000 6 360.000 110 VAC Motobomba 200.000 1 200.000 Motor DC 50.900 1 50.900 tanques 40.000 4 160.000 Tubo PVC ½” 30.000 1 30.000 Ángulos de hierro 4000 12 48.000 Componentes 70.000 Resistencias, 70.000 electrónicos condensadores, Diodos, Micrcocontrolador, etc. Rodachines 10.000 4 40.000 Maderas 10.000 3 30.000 Pantalla LCD 25.900 1 25.900 TOTAL 1.014.800 5
  • 32. El cronograma de actividades contiene la descripción detallada de las actividades en función del tiempo, según formato indicado. 5
  • 33. Actividad Tutores Ambiente de Materiales Equipos y Fechas aprendizaje herramientas Análisis e identificación Alex Julián Laboratorios, salón Información, Computador,inter Semana 5 del problema Dorado – de clase libros. net,libros,revistas al 9 de Nelson ,etc Mayo Pino documentación del Alex Julián Salón de clase, información Computador,inter Semanas proyecto Dorado – biblioteca. net,libros,revistas 12 al 23 de Nelson ,etc Mayo Pino Formulación del Proyecto Alex Julián Salón de clases. información Computador, Semanas (Primer Documento Lista Dorado – documentos, 26 de Mayo Chequeo No 5) Nelson información. al 6 de Pino Junio Diseño detallado del Alex Julián Salón de clases, Computador, Aplicaciones 9 al 30 de Hardware (electrónico, Dorado – laboratorio ,etc. aplicaciones (eagle, solid Junio mecánico) Nelson para el diseño edge), Pino (programas) información información. sobre la planta. Diseño detallado del Alex Julián Salón de clases, Computador, Programadora,co 9 al 30 de Software (control y Dorado – laboratorio ,etc. aplicaciones mputador,aplicaci Junio supervisión) Nelson para el diseño ones para la Pino (programas) programación,etc información. Implementación y Alex Julián Salón de clases, Fuente Ac/dc, Multimetro,QT,pu 1 al 30 de pruebas del Hardware Dorado – laboratorio ,etc. Componentes nta lógica, fuente Julio (electrónico y mecánico) Nelson electronicos, ac/dc,calbe,cauti Pino engranajes, n,atornilladores , componentes etc de la planta. Implementación y Alex Julián Salón de clases, Computador, Compilador,multi 1 al 30 de pruebas del Software Dorado – laboratorio, etc. pic18f452, metro, Julio (algoritmos y codificación) Nelson programadora, aplicaciones de Pino fuente ac/dc. simulación Integración Hardware/ Alex Julián Salón de clases, Todos los Computador, 1 al 15 de software y pruebas de Dorado – laboratorio, etc. componentes Fuentes de Agosto funcionamiento Nelson de la planta alimentación, Pino acoplados herramientas comunes (destornilladores, alicates, etc), aplicaciones de programación, simulación. Validación del sistema Alex Julián Salón de clases, Todos los Computador, 16 al 22 de completo Dorado – laboratorio, etc. componentes Fuentes de Agosto Nelson de la planta alimentación, Pino acoplados herramientas comunes (destornilladores, alicates,etc),aplic aciones de programación,si mulación. Puesta a punto y entrega Alex Julián Salon de Todos los 25 al 30 de Dorado – clases,laboratorio,et componentes Computador,fuen Agosto Nelson c de la planta tes de Pino acoplados alimentación,herr amientas comunes(destorn illadores,alicates, etc),aplicaciones 5 de programación,si mulación.
  • 34. Las referencias bibliografías se redactan según normas ICONTEC. Libros • Electrónica de potencia–MUHAMMAD H. RASHID– Editorial prentice hall hispanoamericana • Sistemas de control de procesos – F.G.SHINGSKEY- mc.GRAW HILLINTERAMERICANA DE MEXICO.SA • W. Bolton, libro MECA TRÓNICA SISTEMAS DE CONTROL ELECTRÓNICO INGENIERÍA MECÁNICA Y ELECTRÓNICA -Bolton- • Eduardo García Breijo, Libro COMPILADOR C CCS Y SIMULADOR PROTEUS PARA MICROCONTROLADORES PIC • José Rafael Vizcaíno, José Pelegrí Sebastiá , libro LABVIEW2010 En internet • [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet : Http: www.monografias.com/control de nivel.co • [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet : Http: www.monografias.com/electronica de potencia.co • [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet : Http: www.monografias.com/sensores infrarojos.co • [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet : Http: www.aguamarket.com • [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet : Http: www.instruelectronic.com • [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet : Http: www.microchip.com • [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet : Http: www.ccs.com 5
  • 35. [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet : Http: www.unicrom.com • [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet : Http: www.igihm.com • [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet : Http: www.olx.com.co 5
  • 36. [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet : Http: www.unicrom.com • [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet : Http: www.igihm.com • [en línea] [citado 15 de Abril de 2008].Disponible desde Internet : Http: www.olx.com.co 5