Micro cervecera

Micro cervecera

Presentado por:

Jhonatan Javier Vega Corredor

Cdigo: 74382072

Grupo: 299013_38

Tutor:

LEONARDO ANDRES PEREZ.

Universidad nacional abierta y a distancia UNAD

2014-2

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INTRODUCCION

Automatizar procesos es fundamental para la industria en general. Esto permite un mayor sostenimiento en la economa de la empresa, permite producir productos de mayor calidad e higiene, entre otros aspectos.

En este proyecto queremos dar a conocer la automatizacin de una cervecera, paso a paso implementamos la tecnologa y herramientas necesarias para facilitar el trabajo humano en cuanto a esta labor, adems lograr minimizar tiempos y recursos, para obtener como producto final un producto de excelente calidad y tecnificado.

MARCO TEORICO

La automatizacin es un sistema donde se transfieren tareas de produccin, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnolgicos.

Con este proyecto se busca automatizar el proceso de fabricacin de la cerveza, el proceso se lleva paso a paso, desde el diagrama de flujo hasta el control de los dispositivos y tecnologa a utilizar por medio de un computador.

La investigacin es la base para obtener el conocimiento suficiente en este proceso, desarrollaremos habilidades en cuanto al control y analizaremos los aspectos ms importantes de este proyecto.

Descripcin del Proyecto

Los dueos de un restaurante estn interesados en crear una nueva lnea de negocio. Para ello, se tiene planeado abrir un bar en las noches ubicado en las mismas instalaciones del restaurante. El bar debe ofrecer diferentes tipos de cerveza a sus clientes, de muy buena calidad. Se espera que el bar tenga ventas de 50 litros de cerveza durante la semana. Los dueos ya han contactado a un ingeniero que conoce el proceso de fabricacin de la cerveza, pero l no sabe cmo automatizarlo. Por consiguiente, los dueos quieren que un grupo de futuros ingenieros de la UNAD les automatice una cierta parte del proceso de la micro-cervecera.

El ingeniero propone la siguiente frmula para realizar una cierta parte del proceso de la cerveza: A la planta de micro-cervecera debe llegar las siguientes materias primas: malta molida (tambin llamado mosto) y agua potable con un PH de 4.0.

Para fabricar cerveza para una semana (50 litros), primero se agrega 50 litros del agua potable a la olla A (ver figura 1). Para ello, se activa la vlvula A. Luego se adiciona 10000 libras del mosto a la olla A. Posteriormente se revuelve y se eleva la temperatura de la olla A. Mientras se va elevando la temperatura, el agua con la malta debe revolverse constantemente a una velocidad lenta. Cuando la olla A alcanza los 52 grados Celsius, la temperatura debe permanecer constante por 8 minutos sin revolver el lquido al interior; es decir, la temperatura de la olla debe quedar en 52 grados Celsius por 8 minutos. Cuando ha pasado los 8 minutos, se vuelve a elevar la temperatura de la olla A hasta 62 grados Celsius. Cuando alcanza los 62 grados Celsius, la temperatura debe permanecer por 15 minutos sin revolver el lquido.

DIAGRAMA DE PLANIFICACION DEL DISEO

DESCRIPCION DE PROCESO

INICIALMENTE SE REALIZA UN DIAGRAMA A BLOQUES DEL PROCESO

El diagrama de tecnologas utilizar un computador donde se podrn manipular las variables a controlar ( temperatura, tiempo y nivel de agua), de este sale a un Dispositivo De Adquisicin De Datos que se encarga de comunicar al pc con el entorno exterior y viceversa, los sensores son los encargados de recoger la informacin de los tanques, pasando esta informacin al pc por medio del dispositivo de adquisicin de datos, esta informacin llega al pc y de acuerdo al valor arroja una accin para los actuadores realizando este proceso una y otra vez hasta terminar el proceso y obtener el producto final.

Variables a Controlar

Variable de Nivel : Realizamos el anlisis matemtico de esta variable Aplicando la transformada de Laplace:

condiciones iniciales = cero

Esta el funcin de transferencia del sistema.

Vamos a remplazar la constante A:

La ecuacin del PID es:

)

Como la seal de entrada al sistema es en litros y la salida es en decmetros, entonces para la realimentacin usamos este valor

El controlador diseado para controlar esta variable corresponde a un controlador proporcional su valor es Kp=25.056 presenta un tiempo de establecimiento de 1.96S y un tiempo de subida de 1.1S sin sobre impulso como se observa en la imagen.

VARIABLES A CONTROLAR

Controlador de temperatura

La funcin de transferencia que describe la temperatura en el tanque es

/=1/(+1) reemplazando los valores dado tenemos ()= 1/(15+1)

El controlador diseado para controlar esta variable corresponde a un controlador proporcional su valor es Kp=58.816 presenta una respuesta satisfactoria con un tiempo de subida de 0.551 un tiempo de establecimiento de 0.981 no se presenta sobre impulso como se observa en la imagen.

SENSORES SELECCIONADOS

Sensor de nivel

Para el monitoreo del nivel del lquido se seleccion un sensor de nivel ultrasnico comercializado por siemens Modelo Pointek ULS200 es un interruptor de nivel ultrasnico sin contacto con dos puntos de conmutacin para la deteccin del nivel de llenado en granulados y lquidos posee 2 salidas lgicas con alarma de nivel de llenado y vaciado es ampliamente utilizado en el rea industrial

Sus rangos de medida son:

Lquidos: 0,25 5 m (0.8 16 ft)

Granulados: 0,25 3 m (0.8 10 ft)

Temperatura de proceso -40 60 C (-40 140 F)

Presin de proceso hasta 0,5 bar g (7.25 psi g)

VLVULAS EVOGUARD

Esta serie de vlvulas se beneficia de la gran experiencia del equipo de ingenieros y tcnicos de Krones que es la empresa fabricante, quienes conocen con precisin las exigencias que tienen las empresas productoras de bebidas y alimentos en relacin con estos componentes.

Mediante el desarrollo coherente de la serie de vlvulas EvoGuard se han puesto en prctica todas las exigencias en cuanto a la calidad y a la vida til de las juntas as como a la higiene.

Estructura fcil de mantener

Todas las posiciones de las juntas son bien accesibles y permiten una fcil sustitucin de las mismas. Las buenas condiciones de desmontaje y de montaje permiten desarrollar, de forma rpida y reproducible, el programa de mantenimiento.

Accionamiento compacto

El accionamiento de alto rendimiento est completamente soldado. Gracias a ello habr que realizar menos trabajos de mantenimiento y adems aumentara la seguridad laboral de los tcnicos de mantenimiento.

Calidad certificada del producto

Las vlvulas de fabricacin propia son producidas con materiales comprobados y con certificados de recepcin. Todos los componentes son controlados segn las normas legales respectivas.

SENSORES SELECCIONADOS

Sensor de temperatura

Para el monitoreo de la temperatura se seleccion un sensor termoelctrico termopar el cual basa su funcionamiento en diferencia de potencial creada cuando existe una diferencia de temperatura entre las uniones de dos materiales distintos.

Caractersticas

Tipo: Termopar de tipo K.

Modelo: 80PK-27

Rango de medida: -127 a 600C.

Fabricante: Fluke.

Programa en LabVIEW

Desarrollo del programa Ladder

Al activar el pulsador de inicio en el primer cuadro empieza el llenado, ya despus se activa el sensor de la olla A se detiene la vlvula y empieza el calentamiento

El sensor de temperatura se activa a 52 C se mantiene durante 8 minutos y se apaga el calefactor

Conclusiones

1. La practica nos ha permitido conocer el grado de complejidad que implica la sistematizacin de un proceso, saber que requiere de tiempo, dinero, conocimiento tcnico.

2. Este curso de Automatizacin Industrial, requiere de dedicacin, de inters, de querer aprender y tener un poco de destreza en el manejo de las herramientas tecnolgicas de software y hardware. Adems se requiere se complementar con investigacin la parte terica para que se nos facilite la practica.

3. Pudimos ver que los dos aplicativos vistos, LabVIEW y Zelio Soft, requieren de conocerlos con anterioridad para que nos faciliten la prctica.

4. La parte del curso que tiene que ver con los clculos de transformadas para desarrollar los modelos matemticos propuestos, tambin requieren de recordar cursos vistos en semestres anteriores y se necesita dedicacin para repasar esos temas.

5. Ha sido sin duda un curso muy interesante y esperamos tener una idea clara de lo que es la Automatizacin Industrial, sus conceptos e importancia en nuestro futuro profesional.