TRABAJO FIN DE GRADO EN INGENIERÍA QUÍMICA
DISEÑO DEL SISTEMA DE CONTROL DE UN UN FERMENTADOR PARA ELABORACIÓN DOMÉSTICA DE CERVEZA
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza
CONTENIDO Resumen.................................................................................................................................. ........................................................................................................................................ ...... 3 Resum ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ 4 Abstract ......................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ...... 5 Introducción ................................................................................................................................. ........................................................................................................................... ...... ! 1.1 "b#etivo " b#etivo del $%& ................................................................................................................. ................................................................................................................. ! 1.'.Descripción de (a planta piloto .......................................................................................... .......................................................................................... ) '. Descripción del problema a resolver....................................................................... ......................................................................................... .................. * '.1. Descripción del proceso....................................................................... ...................................................................................................... ............................... * 3. Descripción de la solución aceptada ...................................................................................... ...................................................................................... 1' 3.1. +osibles soluciones .......................................................................................... .......................................................................................................... ................ 1' 3.1. ,oluciones ,oluci ones de -ardare .................................................................................................. .................................................................................................. 13 3.1.1. /ontroladores /o ntroladores Arduino ............................................................................................. 13
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza
CONTENIDO Resumen.................................................................................................................................. ........................................................................................................................................ ...... 3 Resum ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ 4 Abstract ......................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ...... 5 Introducción ................................................................................................................................. ........................................................................................................................... ...... ! 1.1 "b#etivo " b#etivo del $%& ................................................................................................................. ................................................................................................................. ! 1.'.Descripción de (a planta piloto .......................................................................................... .......................................................................................... ) '. Descripción del problema a resolver....................................................................... ......................................................................................... .................. * '.1. Descripción del proceso....................................................................... ...................................................................................................... ............................... * 3. Descripción de la solución aceptada ...................................................................................... ...................................................................................... 1' 3.1. +osibles soluciones .......................................................................................... .......................................................................................................... ................ 1' 3.1. ,oluciones ,oluci ones de -ardare .................................................................................................. .................................................................................................. 13 3.1.1. /ontroladores /o ntroladores Arduino ............................................................................................. 13
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza ).3; s
. ?anual del pro0ramador 6A78"39 ...................................................................................... 3) >.1; Definición de variables ................................................................................................ 3) >.'; Inclusión de librerias ....................................................................... .................................................................................................... ............................. 3) >.3 ; /onfi0uración de a librer2a de cone=ión et-ernet ...................................................... 3> >.4; Definición del teclado .................................................................................................. .................................................................................................. 3> >.5; Definición de la pantalla ............................................................................................... ............................................................................................... 3* >.!; Definición del lector de tar#etas micro,D mic ro,D ................................................................ .................................................................... .... 3* >.) ; @ariables @ ariables de proceso...................................................................... ................................................................................................... ............................. 4 >.>; ,et p del pro0rama ................................................................................................ .................................................................................................... .... 4' >.* ,upervision eb ............................................................................................................. ............................................................................................................. 54 >.1 %unciones adicionales para los stepper ................................................................... ....................................................................... .... 5> >.11 %unción adicional para lectura de arc-ivos ................................................................. !'
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza RESUMEN n el presente traba#o se pretende inte0rar la tecnolo02a de controladores +I/ de ba#o costo conocidos como Arduino con el proceso tradicional de fabricación de cerveza de fermentación altaB de cara a la fabricación de reactores domésticos de fermentación
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza RESUM n a
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza ABSTRACT $-e main ob#ective of t-is orJ is t-e inte0ration beteen t-e lo cost +I/ controllers tec-nolo0 called Arduino and t-e traditional -ome brein0 process for t-e top fermented beerB in order to manufacture -ome bre reactors t-at simplif t-e access to t-e -omebrein0 orld to our customers. %or t-atB e -ave desi0ned a code in t-e native lan0ua0e of t-e platformB t-at can control an e=perimental test plant built in order to test itselfB it- 1' liters of final product capacit. "ur intentions as to 0et a commercial sstem it- a price si0nificantl loer t-an t-e actual alternatives in t-e marJetB increasin0 its functionalit b inte0ratin0 all t-e subroutines into a sin0le control unit simplifin0 t-at a t-e -ardare e need. $-e application and control ob#ective is ell accomplis-edB simplifin0 too t-e control routines because of t-e lo accurac re
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza INTRODUCCIÓN:
1.1 "K$I@" D( $%& n el presente traba#o se pretende desarrollar un sistema de control automatizado para el proceso de fermentación de la cerveza tipo aleB de forma
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza 1.'.D,/RI+/IN7 D (A +(A7$A +I("$" +ara el estudio del comportamiento del bucle en condiciones lo ms pró=imas a la realidad posible se -a desarrollado construido una planta piloto consistente en un reactor de fermentación fabricado en acero AI,I 34. +ara ello se -a tomado como referencia un contenedor fabricado en acero ino=idable AI,I 34 con una capacidad real de 3 litrosB
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza ; %uente de alimentación de 1' @ para control ; $ransformador de 1' @ de potencia ; Reductor 1';5 @ ; Interruptor diferencial en la l2nea de '' @ de alimentación. ; Interruptor de seta de se0uridad para parada de emer0encia ; Interruptores ma0netotérmicos adaptados a cada una de las l2neas de ''B 1'B 1'B 5 @ ; Re0letero para cone=iones.
I0ualmente e=terno a este cuadro pero actuando sobre él toda la interfaz 0rfica se -a desarrollado sobre la pantalla de un móvil 7oJia 331B empleando para su actuación un teclado matriz de membrana de 4=3. $odo el con#unto se -a montado sobre una plataforma construida en c-apa de acero ,'35KR&' a la
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza 2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA A RESOLVER '.1. D,/RI+/IN7 D( +R"/," l proceso1 a controlar mediante este códi0o ser la fabricación de cerveza de alta fermentación 6cerveza A(9 basada en el método tradicional. ste método parte de los si0uientes in0redientes
Im0. '. In0redientes comerciales
; (Cpulo saborizante 6se introduce al final de proceso para aprovec-ar su amar0or en el sabor final del productoB puede ser de la misma o distinta especie
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza '; =tracción sólido;l2
+ara evitar la presencia de or0anismos indeseados
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza !; %ermentación s la se0unda fase de actuación de la levaduraB donde consume los azCcares presentes en el medio metabolizndolos -asta obtener como producto de desec-o /"' T t"UB componentes fundamentales de la cerveza. n esta primera etapa de fermentación en reactorB el /"' ser liberado a la atmósferaB pero el alco-ol 0enerado
Im0. !. +roducto terminado
); mbotellado na vez finalizada la fermentación la cerveza se e=trae del reactor de acero se embotellaB preferiblemente en vidrioB dado
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza 3. DESCRIPCIÓN DE LA SOLUCIÓN ACEPTADA: 3.1. +",I(, ,"(/I"7, De cara al control del proceso e=puesto se plantean distintos sistemas disponibles comercialmente en la actualidad +/B +(/B microcontroladores. Ua
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza 3.1. ,"(/I"7, D UARDOAR 3.1.1. /"7$R"(AD"R, ARDI7" ' $odo el desarrollo del sistema de control se -a basado en el empleo de controladores de ba#o costo alta fle=ibilidad conocidos comercialmente como ArduinoB concretamente el modelo Arduino ?e0a. sta familia de -ardare se basa en los c-ips A$?e0a'5! de la empresa A$?(B un tipo de microcontroladores +I/ 6 perip-eral interface controller9B es decir controladores tipo RI,/ 6Reduced Instruction ,et /ontroller49B Jb de ram. (a frecuencia de relo# es de 1! ?-z. l ran0o de alimentación de la placa esB a través del pin de alimentaciónB entre ) 1' @B se0Cn
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza 3.'. ,"(/I"7, D ,"%$OAR 3.'.1. (7&AK D +R"&RA?A/IN7 1 l len0ua#e empleado para el desarrollo del pro0rama con el !. (o ms destacable de este len0ua#e es
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza 5S; /occión l reactor llevar el sistema a temperatura de cocción de mostoB 0estionar la aditivación de lCpulos otros componentes durante el tiempo estipulado en la receta. !S; nfriamiento ,e conectar el sistema de disipación de calor -asta lle0ar a temperatura de siembra. )S; ,iembra l reactor aditivar la levadura a la temperatura pertinente. >S; %ermentación ,e deber mantener durante el tiempo estipulado por la receta la temperatura adecuada. ADI/I"7A(, Adems de estos QstepsQ el controlador necesitar controlar en cada vuelta
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza +or otro -a acciones mu concretas
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza ,i bien esta apro=imación es vlida -abr2a
tapa de proceso dividido en ,$+,B a los
/omprobación de parmetros 6temperaturaB
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza
proV31 (lenado de a0ua del reactor
proV3' /alentamiento de a0ua -asta la temperatura de e=tracción.
proV33 Inmersión del tan
proV34 $emperatura de cocción del mosto obtenido
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza niendo estos es
A.; D%I7I/IN7 D @ARIA(, ,e procede en primer lu0ar a definir los parmetros
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza "neOire.-! ;;X s la librer2a ;;X +ublicada por ,cott DanielsB est preparada para traducir directamente códi0o A,/II a la matriz de puntosB se apoa en la librer2a distribuida con el ID ,+I. Recibe órdenes similares a las necesarias para la comunicación por pantallas de puerto serie de Arduino 6printB
Diseño del sistema de cont ol de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza
/.; D%I7I/IN7 D "$R", (?7$", ,e definirn a-ora los eleme tos correspondientes a los pines otros a#ustes
n conclusiónB cada vez
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza D.; @"ID ,$;+ s la primera función definida en cada proecto de arduino sirve para confi0urarB como su propio nombre indica todos los elementos
Diseño del sistema de cont ol de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza
Inicialización de subsistemas
ZInici ZInici ZInici ZInici ZInici ZInici
de placa et-ernet con mac e ip. de servidor. de comunicaciones con sensores. de puerto serie a *! baudios comunicacion pantalla lector micro,D.
Z+ine de entrada 6lectura sensoresB pulsadores9 pinmode6pinBI7+$9[ Z+ine de salida 6actuadoresB optoacopladoresB etc9 pinmo de6pinB"$+$9[
stado inicial pines
@olcado de recetas
Z(ect ra arc-ivos en PR""$ de la micro,D. ZApertura de cada arc-ivoB lectura de todos los valores nu éricos. Z/opi de valores a una variable arra int recipar\]\].
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza (a parte ms importante de void loop69 es la variable pro 6de pro0rama9B
Diseño del sistema de cont ol de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza las distintas etapas es ms
roceso artesano
l funcionamiento de este sistema es el si0uiente 1; n cada uno de los ci los del bucle el controlador toma el valor de temperatura proporcionado por la sonda lo alo#a en una variable. '; n caso de no estar en nin0una de las etapas vetadas para el controlB co para esta medida con el setpoint establecido e ese momento en una variable
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza proV31 s el ciclo de llenado con a0ua del reactor. l sistema toma el valor en litros de a0ua del vector de parmetros lo mete a una variable. n otra variable cuenta los pulsos del caudal2metro efecto -allB considerando
(ectura
/?+( ( ,$;+"I7$
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza
Introducción de cebada
Diferencia entre tiempo medido al inicio del step actual maor a setpoint
=tracción de malta modificación de pro
%i0. 1. s
proV34 s una repetición del procedimiento en 3'B pero con un set;point de temperatura distinto.
proV35 ste step es mu similar al paso 33B con la diferencia de
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza proV3* ucle vac2o para de#ar el sistema en espera.
U.; @"ID (""+ 649 /omo entrada final de la función loop69B
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza I.; %7/I"7, A8I(IAR, A falta de librer2as espec2ficas para el control de los motores paso a paso 6de fabricación c-ina sin nin0una documentación por parte del fabricante9 la necesidad de automatizar el proceso de lectura de arc-ivos para poder tener un bucle for mane#able en la función void setup69B -a -abido
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza 4. CONCLUSIONES DE LA MEMORIA: (a principal conclusión
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza 5. BIBLIOGRAFÍA: 1; ID Arduino. 6s.f.9 Recuperado -ttpsPP.arduino.ccPenP?ainP,oftare '; ArduinoP&enuino ?&A 6s.f.9 Recuperado -ttpsPP.arduino.ccPenP?ainPArduinooard?e0a'5!
el
'1P4P'14B
el
'1P4P'14
3; ?odulación por anc-o de pulsos Recuperado el -ttpsPPes.iJipedia.or0PiJiP?odulaci/33nporanc-odepulsos 4; Reduced instruction set computin0 6s.f.9 Recuperado -ttpsPPes.iJipedia.or0PiJiPReducedinstructionsetcomputin0
el
de
de
'P!P'14
de
!P>P'14
de
5; &arc2a &onzlezB AntonB Aprendiendo a utilizar el sensor de temperatura D,1>'B +anama UiteJB *P1P'14. /onsultado el >P>P'14. ,e puede consultar en -ttpPPpanama-iteJ.comPaprendiendo;utilizar;el;sensor;de;temperatura;ds1>b'P !; Dallas ,eminconductorFs 1;Oire +rotocolB 6s.f.9 Recuperado el >P>P'14 de -ttpPPpla0round.arduino.ccP(earnin0P"neOire ); ,tanleB ?arJ and revi0B Ale=anderB Oirin0 distributionB irin0.or0.coB 1'P)P'1'. /onsultado el 1P>P'15B se puede consultar en
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza 6. PRESUPUESTO (ANEXO 1: !.1. ,$R/$RA D( +R,+,$" +ara la valoración del presupuesto correspondiente al traba#o se -a separado en cuatro partidas principalesB esto es as2 por
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza !.' +R,+,$" Desarrollo ?ateriales pro0ramación d.
Pd.
$otal
+laca de prototipado rpido
1
.!
.!
Yit de cables
1
1
1.
Arduino 7ano
1
'
'.
Yit de iniciación Arduino
1
1!
1!.
5
1'
!.
?ano de obra pro0ramación Uoras técnico pro0ramador
?ateriales planta piloto
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza
,-ield t-ernet Arduino
1
4
4.
omba de a0ua
1
1'
1'.
?otores bomba de a0ua polea
'
1'
'4.
?otor a0itador
1
.!
.!
,onda de temperatura
1
1
1.
+oleas
3
1
3.
Yit de re0leta
1
5
5.
Armario eléctrico
1
'
'.
$ransformador A/PD/ ''P1' v
1
1'
1'.
Rectificador A/PD/
1
!
!.
?a0netotérmico 'A
1
5
5.
?a0netotérmico 1A
3
!
1>.
Diferencial ?onofsico 4AP3mA
1
14
14.
Re0letero 35 d.
35
.'
).
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza !.3. /"?7$ARI", ,"R ( +R,+,$" $eniendo en cuenta
n mar0en industrial adecuado podr2a ser el 4B considerando sobre el costo 13)5.*'. sto de#ar2a para el distribuidor un mar0en comercial de apro=imadamente el 3B con lo
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza %. ÍNDICE DE PLANOS (ANEXO 2 Ad#untos al presente $%& se podrn encontrar los si0uientes planos ).1; &RA%/$ ).'; I?+(A7$A/IN7 +(A7$A +I("$" ).3; ,g?A D /"78I"7, (h/$RI/A,
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza &. MANUAL DEL PROGRAMADOR (ANEXO3: >.1; D%I7I/IN7 D @ARIA(, n este punto se procede a la definición de las variables necesarias para la adaptación de la librer2a de control de los stepper al modelo concreto empleado en el proectoB en este caso '>TK;4> de 5 voltios marca an00ood #define STEPS_PER_REVOLUTION 512 #define MOTOR_SPEED 1200 #define MSECS 2000
>.'; I7/(,IN7 D (IRRIA, n este apartado se incluen todas las librer2as necesarias para el funcionamiento del pro0rama
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza >.3 ; /"7%I&RA/IN7 D A (IRR:A D /"78IN7 $UR7$ n este apartado se confi0ura por un lado la ?A/
-$e !ac?@ A B 0DE+ 03D+ 0E+ 0E+ 0E+ 0ED F IP3dde i"1G2+1H,+0+17F E$&ene$See ee,07F
>.4; D%I7I/IN7 D( $/(AD" ,e -a optado por un teclado numérico de 1' d20itos 6de a *B asterisco almo-adilla9. ,e -a tomado esta decisión por considerarlo ms
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza -$e c*lPin?COLS@ A B 1,+1G+20F %inalmente con la función si0uiente se inicia la lectura de datos /e"ad )e"ad A /e"ad !a)e/e!a")e7+ *6Pin+ c*lPin+ RO.S+ COLS 7F
>.5; D%I7I/IN7 D (A +A7$A((A ?ediante la si0uiente función contenida en la librer2a espec2fica para las pantallas 7oJia 331 7oJia 351 se confi0uran los pines del controlador a utilizar por cada uno de los pines de la pantalla necesarios para su correcto funcionamientoB identificados en el orden marcado en el comentario se0Cn vienen especificados en la placa soporte de la pantalla. N*)iaLCD N*)iaLCDJ1+9G+9+95+997F KK SC/+ MOSI+ DC+ RST+ CS7 KK
>.!; D%I7I/IN7 D( (/$"R D $ARK$A, ?I/R",D (os pinesB al tratarse de una librer2a estndar vienen definidos por defecto 6se refiere a una s-ield comercialB al i0ual
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza >.) ; @ARIA(, D +R"/," (os si0uientes valores son las variables
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza int atpulV[ ;;X sta variable acumula los pulsos producidos por el caudal2metro de efecto Uall para obtener los litros de a0ua admitidos mediante una relación. int caudV4*[ ;;X n este pin se conecta el caudal2metro -all. int ?R&7/IAV51[ ;;X n este pin se conecta el pulsador de parada de emer0encia. int motor+ins\4] V '1B3B3'B34j[ ;;X n estos pines se conecta el stepper B4B4'j[ ;;X n estos pines se conecta el stepper ] V 1B 11B 1B 11B 1B 11B 1B 11j[ Almacena las combinaciones de pulsos para
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza >.>; ,$ + D( +R"&RA?A n la si0uiente función predefinida en todos los proectos arduino se realizan las acciones
*id e$u"7 B
n este apartado se inicializa el server
A continuación se definen los pines como salida o como entrada dependiendo de la función
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza +ara realizar la misma función en los motoresB al ir en con#untos se condensa la operación mediante bucles for f* in$ i A 0F i
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza
**$ A SD%*"enK7F
d*B ac&i* A **$%*"enNe$ile77F ifac&i* QQ ac&i*%iDiec$*77B KKSi n* &a ac&i* iuien$e c&a eci"ec&aAeci"ec*un$JGF KKca!-i* a 3SCII N*)iaLCD%c&aac$eeci"ec&a7F KKI!"i!* el NMERO N*)iaLCD%"in$( 7F KKI!"i!* el UION N*)iaLCD%"in$ac&i*%na!e77F KKI!"i!* el n*!-e f* in$ A0F
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza +ara aseme#ar lo ms posible el funcionamiento de este controlador al de uno de nivel industrialB dada la linealidad del proceso se -an definido una serie de ,$+, o pasosB
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza
if6pro V39 Kusto al finalizar el primer pasoB en el
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza if !eacen$ ' cen$iad*7B if-*!-c*n$AA07B dii$al.i$e-*!-+ I7F -*!-c*n$A1F eleB ifec*n$AA17B dii$al.i$e-*!-+ LO.7F -*!-c*n$A1F
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza d*B if dii$alReadcaud7 AA I 7 B if dii$alReadcaud7 AA LO. 7 B 6a$"ulF dela 107F
KKInce!en$a el c*n$ad* KK Re$ad*
6&ile6a$"ul
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza if "* AA92 QQ "*A917B N*)iaLCD%clea7F N*)iaLCD%e$Cu*1+17F N*)iaLCD%"in$Calen$and* &a$a
$e!"ea$ua *"$i!a de e$acci*n7F
cen$iad* A eci"a?)ai@?1@F if!eacen$'Acen$iad*7B "*A99F n el si0uiente pasoB una vez la temperatura se -a estabilizado en el valor óptimo se0Cn el usuarioB se procede a comprobar si el saco de malta a se -a sumer0idoB esto se realiza mediante un valor binario
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza dii$al.i$e!un+ I7F dela10007F !al$c*nA1F c&*n*c*n$ A !illi7(c&*n*F ifc&*n*c*n$<eci"a ?)ai@?2@7B if!al$c*nA07B dii$al.i$e!d"+ I7F dii$al.i$e!dn+ I7F dela10007F !al$c*nA0F "*A9JF
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza if!eacen$'Acen$iad*7B "*A95F
l step 35B si0ue la misma filosof2a
if "* AA95 QQ "*A9J7B N*)iaLCD%clea7F
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza ifc&*n*c*n$'eci"a ?)ai@?H@7B $e"c*na A 0F !*eS$e"(STEPS_PER_REVOLUTION7F $e"c*n-A0F !*eS$e"-(STEPS_PER_REVOLUTION7F "*A9HF n el paso 3! se debe reducir la temperatura -asta una
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza A partir de a
if "* AA9 QQ "*A9,7B N*)iaLCD%clea7F N*)iaLCD%e$Cu*1+17F N*)iaLCD%"in$e!en$and*Tu N*)iaLCD%"in$e!en$and* Tu cee4a e$a cai li$a7F if c&*n*lea AA07B c&*n*A!illi7F c&*n*leaA1F c&*n*c*n$ A !illi7(c&*n*F cen$iad* A eci"a?)ai@?,@F
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza l Cltimo step no -ace nadaB adems su condición de entrada desactiva los controles de temperatura. if "* AA9G QQ "* A 9,7B
>.* ,+R@I,I"7 O Independientemente de los pasos numerados propios del 0rafcet 0r afcet de las subrutinas de control de temperaturaB una de las venta#as de este códi0o es
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza clien$%"in$lnRefe& 157F clien$%"in$ln7F clien$%"in$ln<DOCTPE TML'7F clien$%"in$ln<&$!l'7F clien$%"in$ln<&1 i4e90"FW '7F
$leAW-ac)*und(c*l*-lac)Ff*n$(fa!ilaialFc*l*6&i$eFf*n$(
clien$%"in$POLIRE. 6e- c*n$*l eice7F clien$%"in$ln
$leAW-ac)*und(c*l*6&i$eFf*n$(fa!ilaialFc*l*-lac)Ff*n$(
clien$%"in$P*ce* 7F 6i$c& "*7 B cae 91
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza -ea)F cae 95 clien$%"in$Reali4and* e$acci;n del lX"ul*7F clien$%"in$ln<- K'7F -ea)F cae 9H clien$%"in$Enfiand* &a$a $e!"ea$ua de ie!-a7F clien$%"in$ln<- K'7F -ea)F cae 9 clien$%"in$e!en$and* Tu cee4a e$Y cai li$a7F clien$%"in$ln<- K'7F -ea)F
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza clien$%"in$Te!"ea$ua -ucada 7F clien$%"in$cen$iad*7F clien$%"in$ln<- K'7F clien$%"in$ln$ica de cee4a7F clien$%"in$ln<- K'7F clien$%"in$3adeciend* la ine$i!a-le c*la-*aci;n de !i $u$* D% [aie Sanc&i la f*!aci;n de la UPV7F clien$%"in$ln<- K'7F clien$%"in$Miuel Ma$=ne4 (( 20157F
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza >.1 %7/I"7, ADI/I"7A(, +ARA (", ,$++R l códi0o previsto a continuación se emplea para el correcto funcionamiento de los stepper. ,e debe a
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza *id !*e3n$iCl*c).ie7 B f* in$ : A 0F :
*id e$M*$*in$ :7 B f* in$ i A 0F i < JF i7 B dii$al.i$e!*$*Pin?i@+ -i$Readl**)u"?:@+ i77F
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza
*id !*eCl*c).ie-7 B f* in$ : A F : 'A 0F :((7 B e$M*$*-:7F delaMic*ec*ndMOTOR_SPEED7F
*id !*e3n$iCl*c).ie-7 B f* in$ : A 0F :
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza if $e" < 07 B f* i A $e"F i
*id !*eCl*c).iec7 B f* in$ : A F : 'A 0F :((7 B e$M*$*-:7F delaMic*ec*ndMOTOR_SPEED7F
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza >.11 %7/IN7 ADI/I"7A( +ARA (/$RA D AR/UI@", +ara la función de lectura de arc-ivos también -a sido necesario emplear un códi0o añadido a la librer2a estndarB concretamente esta función Read%ileB e=tra2da del blo0 domotica; arduino.es S$in Readilein$ Linea+c&a Ru$a?@7B in$ LinA0F S$in Reul$ad*F ile !ileF -$e inF !ile A SD%*"enRu$a7F if !ile7 B 6&ile !ile%aaila-le77 B inA!ile%ead7F if inAA197B
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza !ile%cl*e7F ele B e$unNOILEF
Diseño del sistema de control de un fermentador para la elaboración doméstica de cerveza
0 8,9,&lR)8:EMERGENCIA;77HIGH
+'"760
16
1
+'"760 A4,9!' @l"' ,!& <)(
L))' &)cl8"
M)8,8 &)-+)'&%'
2
1
/
+'" 7 6 6? 60 61
<,7<)(=>? :c"!@)'4,! ASCII;
<)( 1
I-+')4,! )! +!&ll
6
<)(
1
T l,-,&)
1
1
+'"761
+'"76/
I-+')4,! )! A+)'&%' +!&ll @l@%l
N@)l 8) 9% 8)c%8"
1/
C,)'') @l@%l +'"76/
+'" 76/
16
c"!)c& 8,4,+8"'
T)-+)'&%' +"' )!c,- 8) 4)& +",!&
1>
+'" 766 +'"766
12
1
+'"76>
I-+')4,! )! +!&ll
BK8 -l&
+'"762
C-.," I-+')4,! )! 4)&=+",!& +!&ll &)-+)'&%'
1
T 7 4)& +",!&
1
10
1
+'"766
C-.," I-+')4,! )! 4)&=+",!& +!&ll &)-+)'&%'
l,-,&) T l,-,&)
T l,-,&)
?
c"!)c& ')4,4&)!c,4 1
11
8)&,)!) 9,&8"'
1
>
+'"761
+'" 7 606166?
c"!)c& 9,&8"'
T S)&=+",!&
S%.,8 -l&
+'" 76>
+'"76>
1
+'"76
I-+')4,! )! +!&ll
1?
BK8 l+%l" 1
T 7 4)& +",!&
/0
+'" 762 +'"762
BK8 l+%l" /
S%.,8 -."4 l+%l"4
+'"76
C-.," I-+')4,! )! 4)&=+",!& +!&ll &)-+)'&%'
T 4)& +",!&
/6
T 7 4)& +",!&
/1
//
+'"76
A8,c,! l)@8%'
/>
+'"76
C-.," I-+')4,! )! 4)&=+",!& +!&ll &)-+)'&%'
/
T,)-+" 4)&=+",!& +'" 76
/2
I-+')4,! )! +!&ll
+'" 7 6?
+'" 7 6?
+'" 76
+'"76
+'" 76
+'"76
/
L)@!& )l 4)'@,8"'
C"-+'%). 4, 3( cl,)!&)4
cl,)!&)4
cl,)!&)
I-+')4,! )! ).
/
/?
+'"761
:,!cl%()!8" c4);
1
TRABAJO FINAL DE GRADO EN INGENIERÍA EN QUÍMICA T A T I S R E
V I
N
V
A
C N
H
P
O
E SC U E L A T É C N I C A SUPERIOR INGENIEROS
P'"()c&"#
DISEÑO DEL SISTEMA DE CONTROL DE UN FERMENTADOR PARA ELABORACIÓN DOMÉSTICA DE CERVEZA
1
Pl!"#
A%&"'#
GRAFCET
F)c3#
S)+&,)-.') /012
61*0*/012
E4cl#
N5 Pl!"#
1
18
10 7 :
12
11
9
1 2
1/
8
6
16
/ ;
1 < CUADRO ELÉCTRICO
: < SISTEMA DE ADICIÓN DE LEVADURA
16 < DISIPADOR AEROTERMO
/ < C$MARA DE AIRE
7 < TOMAS DE AGUA DE REACTOR > REFRIGERACIÓN
1; < VENTILACIÓN FORZADA DEL DSIPADOR
6< REACTOR
9 < AGITADOR
12 < SERPENTÍN DE DISIPACIÓN
; < SALIDA DE PRODUCTO
10 < SISTEMA DE ADICIÓN DE CEBADA > MALTA
18 < ELECTROV$LVULA DE ALIMENTACIÓN
2 < SISTEMA DE ADICIÓN L=PULO 1
11 < VASO DE EXPANSIÓN DEL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN
LÍNEAS DE AGUA
8 < SISTEMA DE ADICIÓN L=PULO /
1/ < SISTEMA DE CIRCULACIÓN DEL SISTEMA DE DISIPACIÓN
ELEMENTOS OCULTOS
TRABAJO FINAL DE GRADO EN INGENIERÍA EN QUÍMICA T A T I S R E
V I
N
V
A
C N
H
P
1;
O
E SC U E L A T É C N I C A SUPERIOR INGENIEROS
P'"()c&"#
DISEÑO DEL SISTEMA DE CONTROL DE UN FERMENTADOR PARA ELABORACIÓN DOMÉSTICA DE CERVEZA
Pl!"#
A%&"'#
IMPLANTACIÓN PLANTA PILOTO
F)c3#
S)+&,)-.') /012
61*07*/012
E4cl#
N5 Pl!"#
/
