Trabajo Especial de Grado para Optar al Título de Ingeniero en
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Trabajo Especial de Grado para Optar al Título de Ingeniero en
UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDA VICERRECTORADO ACADÉMICO FACULTAD DE INGENIERÍA LÍNEA OPERATIVA DE INVESTIGACIÓN: AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE EQUIPOS Y PROCESOS Coordinador: Ing. Gerardo Alberto Leal, MSc. http://profgerardoleal.wordpress.com [email protected] Ciudad Ojeda, Mayo de 2013 Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos Fundamentación Teórica de la Línea de Investigación Automatizar un Proceso INTEGRACIÓN Y GESTIÓN SUPERVISIÓN Y CONTROL CONTROL Y RECOLECCION DE DATOS Ingeniería Computación Manual INSTRUMENTACIÓN Y MEDICIÓN PROCESOS Modelo Piramidal ISO para el diseño De un Sistema Automatizado Automático Ingeniería Industrial La Automatización y la Ingeniería de Control aprovechan las tecnologías para operar máquinas, equipos, sistemas y procesos sin la intervención total o parcial del hombre. Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos La Automatización y la Ingeniería de Control se aplican en diversos sectores de la producción de bienes y servicios tales como: Industria de la Energía Eléctrica Industria de los Hidrocarburos Industria Química y Petroquímica Telecomunicaciones Industria Alimentos Servicios Públicos Gas y Agua Transporte Masivo Aéreo y Terrestre Electromedicina Muchos mas ….. Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos Situación Actual de la Automatización en las PYMES COL ¿Cuál es la capacidad tecnológica de las pequeñas y medianas industrias? El 80% de dichas Industrias del municipio Lagunillas carecen de tecnologias de automatización en sus procesos (Cedeño y Gómez, 2008) ¿Por qué no utilizar tecnologías de automatización existentes? - Altos costos de adquisición, instalación y mantenimiento - Soporte técnico especializado - Excede las capacidades técnicas de pequeñas y medianas industrias - Los proveedores se orientan a grandes corporaciones El sector de las pequeñas y medianas industrias está excluido de las tecnologías de automatización de procesos. Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos PROPUESTAS DE LOS PROYECTOS DE LA LÍNEA ¿Cómo integrar tecnologías? - Uso de tecnologías computacionales de bajo costo y fácil acceso. - Uso de tecnologías digitales disponibles en el mercado - Uso de software abierto que permita implementar herramientas según necesidades del proceso Plantas piloto de PYMES de Manufactura, con control regulatorio, secuencial, lógico, digital. Sistema de automatización de procesos basado en tecnologías digitales y computacionales Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos JUSTIFICACIÓN DE LA LINEA DE AUTOMATIZACIÓN Práctica Propone desarrollos de tecnologías de automatización para PYMES flexibilizando productividad y capacitando ingenieros. Teórica Aporta cambios en la filosofía de la automatización de procesos, confrontando esquemas tradicionales con modelos basados en tecnologías computacionales. Importancia Metodológica Evalúa procedimientos en proyectos piloto que pueden ser aplicados a diversos procesos de la industria Social Económica Plantea sistemas de bajo costo ajustados a la capacidad de inversión de las pequeñas y medianas industrias Incrementa el uso de la tecnología en un sector excluido, contribuyendo al desarrollo profesional y personal del recurso humano. Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos OBJETIVOS DE LOS SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS Aumentar la Productividad. Reducir los Costos de Operación. Mejorar la Calidad de Productos. Estandarizar los Procesos y Sistemas Aumentar la Seguridad Industrial. Dignificar el trabajo Humano. Flexibilizar la Producción. Integrar los Sistemas de Producción. Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos COMPETENCIAS RELACIONADAS CON LOS INGENIEROS EN EL ÁREA DE AUTOMATIZACIÓN Procesos y Plantas Industriales Proyectos Industriales Optimización de Procesos Instrumentación y Sistemas de Control Electricidad y Electrónica aplicada Unidades Curriculares de Tecnologías en planes de estudio: - Electrónica Digital - Comunicación de Datos - Programación - Sistemas de Control - Automatización - Robótica - Microcontroladores - Control Automático de Procesos Hardware de Sistemas Digitales Comunicación de Sistemas y Redes Sistemas de Automatización Ingeniería de Control y Automatización Aplicaciones de Software de Control Ingeniería de Sistemas y Software Competencias en el Plan de Estudios de Ingeniería Escuela Computación: Software – Hardware - Redes y Datos Escuela Industrial: Sistemas de Producción Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos PROFESORES DE LA FACULTAD VINCULADOS A LA LINEA Ing. Gerardo Leal , MSc Magíster en Automatización y Control Ing. Carlos García, MSc Magíster en Telemática Ing. Rómulo Meléndez Maestrante en Automatización y Control Ing. Patricia Figueroa, MSc Maestrante en Física Aplicada Ing. Brian Montero Electrónica Mención Automatización Ing. Edén Monsalve Maestrante en Automatización y Control Ing. Ramón Moncayo, MSc Magíster en Automatización y Control Ing. Cirilo Delgado; MSc Magíster en Telemática Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos APLICABILIDAD POR ÁREAS TEMÁTICAS DE LA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN Área Temática de la Línea Tecnología de Adiestramiento Aplicaciones Industriales Aplicaciones a la Comunidad Diseño de Tecnologías Tipos de Proyectos -Simuladores de procesos Automatizados -Software para Adiestramiento -Laboratorios de Automatización -Estudios de Factibilidad para Automatización de Procesos -Diseño de Sistemas para Plantas Industriales -Reingeniería en Sistemas de Plantas -Optimización de Procesos Automatizados -Aplicaciones de Automatización en PYMES Aplicación de los Proyectos -Universidades, tecnológicos e institutos de capacitación -Empresas Públicas y Privadas -Comunidad -Industria Petrolera -Zona industrial COL -Pequeñas y Medianas Industrias -Automatización de Servicios Públicos -Sistemas de Seguridad Integral -Sistemas de Supervisión Ambiental -Instituciones Gubernamentales -Comunidades de la COL -Nuevas Tecnologías de Automatización -Adaptación de Tecnologías -Sustitución de Tecnologías -Control por Computador -Universidades y tecnológicos -Industria Petrolera -Empresas Públicas y Privadas -Organizaciones Públicas y Privadas Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos TECNOLOGÍAS DE ADIESTRAMIENTO EN AUTOMATIZACIÓN Proyecto: Simulador de un proceso de gaslift para el desarrollo de competencias de automatización industrial en la facultad de ingeniería Fuente: Cortez y Acevedo, 2008 Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos TECNOLOGÍA DE ADIESTRAMIENTO EN INGENIERÍA DE CONTROL Proyecto: Laboratorio virtual para las unidades curriculares de instrumentación y control de la facultad de ingeniería de uniojeda Fuente: Fandiño, 2008 Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos DISEÑO DE TECNOLOGÍAS Y PROTOTIPOS Proyecto: Controlador Lógico programables para el Laboratorio de Automatización de Procesos de la Facultad Arquitecturas de Sistemas Digitales Entradas Analógicas AI-0 a AI-4 (0 a 5 V) Dirección Modulo DAQ 000 a 111 Port A0-A5 (ADC 10 Bits) Port B0-B4 Port E0-E2 Port B5-B7 Port C0-C1 Entradas Digitales DI-0 a DI-4 Salidas Digitales DO-0 a D0-2 D0-3 a DO-4 Salidas Analógicas Modulo DAQ (PIC-16F877A) Microchip RS232 (TX/RX) Port C6-C7 Port C5 Circuitos con Microcontroladores 0 Port D0-D7 Port C2-C3 Salida Digital AO (10 Bits) 1 Reg 1 (DAC 10 Bits) AO Reg 2 (DAC 10 Bits) A1 Control Habilitación Salidas Analógicas Convertidor RS-232 a USB USB Prototipos de Hardware (PLC) Fuente: Leal, 2010 Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos APLICACIONES INDUSTRIALES Proyecto: Sistema Automatizado para el Mezclado en Servicios de Rehabilitación de Pozos de la Empresa VEN-LINE Fuente: Nava y Valero, 2012 Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos MÓDULOS DE COMUNICACIÓN DE DATOS Módulo de Comunicaciones Protocolo de Comunicación en ASCII Código en Entorno Labview Fuente: Leal, 2010 Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos MÓDULOS DE CONTROL Y SUPERIVISIÓN IHM Módulo de Supervisión IHM Escalamiento de Entradas y Salidas Fuente: Leal, 2010 Interfaz Hombre-Maquina para el control de la planta Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos MODELO DE AUTOMATIZACIÓN PARA EL DISEÑO DE PROPUESTAS Modelo del Sistema de Automatización Basado en Tecnologías Digitales y Computacionales Subproceso: Estrategia de Control: Regulación de variables Control regulatorio PID Arranque de Motores Control secuencial Procesos Sencuenciales Control lógico Fuente: Leal, 2011 Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos MUESTRA DE PROYECTOS ADSCRITOS A LA LÍNEA Sistema automatizado para el monitoreo de flujo de la estación bachaquero 20 de PDVSA. Autores: Chirinos, José y Medina, Yesika (LAR-2007-II) Simulador de un sistema de gaslift para el desarrollo de competencias en automatización en la universidad Alonso de Ojeda. Autores: Acevedo, Nadekza y Cortez, María (LAR-2008-I) Laboratorio virtual de instrumentación y control para la facultad de ingeniería de la universidad Alonso de Ojeda. Autores: Cedeño, Francisco y Gómez Yumary (LAR-2008-I) Controlador PID por computador para regulación de variables en pequeñas y medianas empresas de Lagunillas. Autores: Cedeño, Francisco y Gómez Yumary (LAR-2008-I) Diseño de base de datos y despliegues del sistema de supervisión para la integración de las estaciones del distrito Tomoporo de PDVSA. Autor: Lunar, Yameris (LAR-2008-I) Estudio de factibilidad para los sistemas de supervisión y control de las plantas eléctricas de PDVSA Occidente. Autor: Olivares, Maileidy (LAR-2008-I) Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos MUESTRA DE PROYECTOS ADSCRITOS A LA LINEA Estudio de factibilidad para un sistema de supervisión de las condiciones ambientales del municipio Lagunillas. Autores: Godoy, José y Simancas, Roberto (LAR-2008-II) Sistema de control de nivel basado en microcontroladores para el laboratorio de automatización de procesos industriales de Uniojeda. Autor: Hidalgo, Karen (LAR-2008-II) Sistema de control PID basado en tecnología de Microcontroladores para procesos de pequeñas y medianas empresas. Autor: Mora, Cesar (LAR-2009-I) Diseño de un Controlador Lógico Programable aplicado a pequeñas y medianas empresas de la zona industrial de Lagunillas. Autores: García Ronald y Parra Carlos (LAR-2009-I) Sistema de Telemetría para medición multivariables en procesos de pequeñas y medianas empresas. Autores: García José y Soto Mervins (LAR-2009-I) Sistema de supervisión y control (SCADA) para el laboratorio de automatización de procesos de la universidad Alonso de Ojeda. Autor: Rujano, Luzmary (LAR-2009-I) Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos MUESTRA DE PROYECTOS ADSCRITOS A LA LINEA Estudio de factibilidad para la implementación de la Tecnología Inmótica en el edificio sede de la alcaldía del municipio Lagunillas. Autor: Faria Wendy y Abou Zenna. (LAR-2010-I) Sistema de Integración de Aplicaciones de Automatización bajo tecnología Web en entorno ClienteServidor. Autor: Gómez, Isis. (LAR-2010-II) Sistema Interfaz Virtual para la Operación y el Mantenimiento del PLC del Laboratorio de Automatización de procesos de UNIOJEDA. Autor: Paz, Maibelys (LAR-2011-I) Sistema de Automatización del Proceso de Mezclado para los Servicios de Rehabilitación de pozos de la empresa VEN-LINE. Autor: Valero, María y Nava, Tiffani (LAR-2011-II) Sistema de Supervisión bajo Ambiente Web para Variables Operacionales de Perforación de la empresa MAERSK. Autor: Gómez, Yusary y Rivera, Yanelsy (LAR-2011-II) Sistema de Integración de Aplicaciones y Dispositivos para la Implementación del Laboratorio de Automatización y Control de UNIOJEDA. Autor: Ocando, Desiree y Serrano, Yessika (LAR-2013-I) Sistema de Comunicación y Procesamiento de Datos para la Superivisón y Control de Procesos por Computador en el Laboratorio de Automatización y Control de UNIOJEDA. Autor: Colina, Marglorie (LAR2013-II) Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos VISIÓN DE LA LINEA DE INVESTIGACIÓN DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS Profundizar la investigación y el desarrollo en ingeniería de automatización de procesos, utilizando el computador como elemento integrador Evaluar costos de implementación de los modelos propuestos para ser aplicados en pequeñas industrias con evaluaciones totalmente experimentales en plantas pilotos Profundizar en el uso de herramientas en tiempo real que integren en un mismo ambiente estrategias de control y supervisión de procesos en entorno web. Desarrollar estudios de estrategias de control avanzado o técnicas de identificación de sistemas, utilizando la arquitectura de sistemas computacionales. Ejecutar proyectos de dispositivos de medición y elementos finales de control (instrumentación) para medir con mayor precisión las variables de los procesos Implementar el Laboratorio de Automatización y Control de Procesos y programas de Estudios de Posgrado en el área de Automatización Industrial Fuente: Leal, 2011 Conversatorio 2013-II de Líneas de Investigación de la Facultad de Ingeniería UNIOJEDA Línea Operativa de Automatización y Control de Equipos y Procesos Los grandes logros de la investigación se fundamentan en tres aspectos de incalculable valor: el tiempo, la paciencia y la perseverancia... Eres mi Dios….y en ti confiare…. Gracias por su atención…