ACTIVIDAD CENTRAL Unidad 2. Sistemas Automatizados Nombre de la actividad: “Diseño de sistema de control de nivel de agua en un tanque de almacenamiento”.
Situación En una empresa productora de jugos naturales el coordinador técnico tiene la necesidad de automatizar el proceso en el tanque de almacenamiento de materias primas, el cual realiza el abastecimiento de agua completamente pura para la producción de jugos. El jefe de producción ha solicitado al departamento comercial de la empresa donde usted trabaja que presente una propuesta para dar solución a este requerimiento. Descripción del proceso Las especificaciones del sistema requeridas son las siguientes: a. Controlar el nivel máximo para que no se presenten perdidas de y mínimo en el tanque de almacenamiento. b. Controlar el nivel mínimo para que no haya desabastecimiento en el proceso.
Temas asociados
Sensores
Criterios de selección de sensores
Actuadores
Criterios de selección de actuadores
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Entregas Usted debe entregar el documento guía (página 4) con la propuesta de solución al requerimiento del sistema a automatizar Una vez finalizado, comprima el archivo en formato zip o rar, dando clic derecho al archivo, Enviar a, Carpeta comprimida. Luego envíelo a su facilitador a través del medio utilizado para tal fin en el curso.
DOCUMENTO GUÍA
Diseño de sistema de control de nivel de agua en un tanque de almacenamiento
Fase1: Análisis de la necesidad o requerimiento del sistema a automatizar En el diagrama de bloques que aparece a continuación, relacione las fases del sistema a automatizar, teniendo en cuenta las entradas, las salidas y la respuesta esperada.
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Proceso Activación y desactivación de motobomba y electroválvula
Entrada
Sensor Sensor de nivel de punto Presencia de agua por fuera de los limites
Salida
Con que fin Evitar pérdidas y desabastecimiento en el proceso Sensar los niveles de agua en el tanque.
Actuadores Electroválvula , motobomba Tanque con adecuado
nivel
de
agua
Variables a medir Niveles de agua superando los limites mínimo y máximo
Fase 2: selección de los elementos del sistema automático de control En la tabla que aparece a continuación, relacione el nombre de los elementos que se utilizarán en el sistema.
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Entrada (Sensores) SENSOR DE NIVEL DE PUNTO Características:
En estos sensores de nivel de punto, un flotador magnético se mueve en la superficie del líquido, accionando un sellado herméticamente "Reed switch, interruptor de láminas" en el tallo. El simple mantenimiento hace que se instale fácilmente, minimiza el impacto, la vibración y la presión, y trabaja con una gran variedad de medios de comunicación. El interruptor de láminas puede ser unipolar, (SPST) de un solo polo, o de doble tiro (SPDT). Son los más Sensor de nivel de agua más utilizados..
Procesamiento RELE PROGRAMABLE Características: • Flexible, automatización a pequeña escala con un coste módico • Programación del diagrama de relés • Capacidad máxima del programa de 96 líneas con 3 instrucciones y 1 salida • Fácil configuración y reducción del tiempo de cableado • ZEN 10 E/S ampliable hasta 34 E/S y ZEN 20 E/S ampliable hasta 44 E/S, ambas utilizando tres módulos de expansión • Protección frente a cortes del suministro eléctrico: la EEPROM realiza una copia de seguridad de los datos del programa y del sistema (batería opcional para copia de seguridad de bits de trabajo, temporizadores de retención, contadores y datos de fecha y hora) • Los programas se copian fácilmente utilizando un cassette de memoria (opcional) • Programación y supervisión mediante ordenador • Gran capacidad de conmutación de hasta 8 A / 250 V c.a. • Entrada de c.a. directa entre 100 y 240 V c.a. •
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Salida (Actuadores) electroválvula
Características: Es un elemento final de control, ya sea automático o manual. Su función es variar el caudal del fluido de control, que modifica a su vez el valor de la variable controlada, comportándose como un orificio de área continuamente variable. La cual permite el paso de líquido cuando es activada y lo bloquea cuando se apaga. Usada en aplicaciones donde se requiera control de fluidos a través de una tubería. Al conectar la válvula a la alimentación de 110 VAC, se genera un electroimán en la bobina. El campo magnético atrae al vástago metálico y deja pasar el fluido. Cuando se desconecta la válvula, un resorte hace que el vástago baje e interrumpe el paso de fluido. MOTOBOMBA
Todos los modelos de c.c. están disponibles también con salida de transistor • Todas las CPU tipo LCD están equipadas con: - 16 temporizadores (T) - 8 temporizadores de retención (#) 16 contadores (C) - 16 temporizadores semanales (@) - 16 temporizadores de calendario ( ) - 16 displays (D) • Las CPU tipo LED están equipadas con los tres primeros elementos ((T) (#) (C)). • Todas las CPU de c.c. tienen dos entradas analógicas (de 0 a 10V) • Posibilidad de establecer filtros de entrada para evitar la influencia de ruidos • El programa se puede proteger mediante contraseña • Los menús de pantalla se pueden seleccionar en 6 idiomas (inglés, japonés, alemán, francés, italiano y español)
CARACTERISTICAS: • Se utilizan en sistemas domésticos, distribución automática del agua con tanques hidroneumáticos pequeños o medianos, para riego, aumento de presión en redes de tuberías y circuitos de refrigeración. • Funcionan sólo con líquidos limpios y químicamente no agresivos. • Caudal hasta 18 m3 /h • Altura manométrica hasta 103 mca. • Temperatura líquida -15°C a + 70°C • Cuerpo de bomba, cuerpo de descarga y soporte motor en fundición gris. ACTUADOR TIPO PILOTO: Se utilizaran para que nos genere una alarma bien sea por máximo de nivel esperado o el mínimo de nivel esperado.
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PROPUESTA DE DISEÑO DE SISTEMA DE CONTROL DE AGUA EN TANQUE DE ALMACENAMIENTO FUNCIONAMIENTO El tanque poseerá una entrada de flujo en la parte superior y una salida de flujo en la parte inferior, por medio de conductos, (tubería) en la cual estará instalada la electroválvula pertinente que permitirá el paso regulado según sea el caso del flujo de agua la cual a su vez está conectada a la motobomba. En el interior del tanque estará instalado el sensor de nivel de punto, que a su vez estará conectado con el controlador del sistema cuya toma de datos provenientes de este sensor será analizada y posterior a esto generar una alarma la cual se verá reflejada en el piloto bien sea por alcanzar el máximo nivel o el mínimo nivel, el controlador enviara una señal correspondiente al encendido o apagado de la motobomba según el proceso y una señal a la válvula de apertura o cierre gradual según sea el caso. .
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