Tesis de Mecatrónica

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https://hdl.handle.net/20.500.14414/898

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Diseño de un sistema automatizado de extracción de muestras de leche en la descarga de cisternas de la planta gloria s.a. - trujillo
(Universidad Nacional de Trujillo, 2015) Silvera Otañe, Jimmy Roger
This thesis aims to design a sampling method most suitable milk for Gloria plant to obtain a representative sample and you can check it from its physico-chemical characteristics. For which it is presented in Chapter 1 Introduction of the thesis which describes the problem that is the extraction of milk operator safety, time savings and reliability of the sample. Thereby supporting the need to implement the automation of sampling and avoid or reduce these deficiencies. In Chapter 2 basics of the different parts that make up the design of sampling milk, and some important parameters to be taken into account for proper implementation are detailed. Chapter 3 provides information on the various existing methods of extracting milk samples were collected. Procedures are expressing milk. Later we determine the most suitable for the extraction of milk sample that can be implemented in the most suitable for the implementation of automation chosen for the extraction of milk Gloria Plant and components method. In addition we present the development of the system that governs and integrates all the elements in the sampling of milk and simulating the discharge of milk tanks in a simulated. And finally set the system procedures chosen to meet the expectations of the rule governing the extraction of milk sample. In Chapter 4 the results of the indicators of the milk sample extraction, as the amount of sample extracted chemical and physical characteristics that are presented. Finally in Chapter 5 it is resulting conclusions of the system and its indicators evaluated. As the mass of the tank the factor that most influences the download time and the quality of the automatic extracted sample is very similar to that done manually.
“viabilidad tecnica para la implementacion de sistema de control automatico, en autoclave estacionaria para productos agroindustriales”
(Universidad Nacional de Trujillo, 2016) Pinto Castillo, Juan Carlos
The present research work was to determine the technical feasibility of implementing an automatic control system retorts, for heat treatment of agroindustrial products. For the development of this study, we used a basic module consists of a vertical autoclave implemented temperature control system , whose components are: control system QD- PG UO8PG Motor Control System , 1451.4 type sensor , valve ¼ "Ø NPT proportional control and the temperature control element , installed in a vertical autoclave . The results showed the technical feasibility of installing a temperature control system in the possibility retorts programmed logic. Established a closed loop control system in the autoclave. Was developed and detailed the stationary autoclave automation for agro products. We evaluated control systems: MRAS system, STR transfer equations determining the temperature control system of stationary autoclave for agro products. Keywords: Autoclave stationary automatic control.
Aplicación de la lógica difusa en la visión artificial bidimensional para mejorar la locomoción bípeda de robots humanoides de carrera
(Universidad Nacional de Trujillo, 2016) Beltrán Casana, Luis Enrique; Vargas Díaz, Luis Alberto
La presente tesis tiene como finalidad la aplicación de un controlador difuso en la visión artificial bidimensional de robots humanoides de carrera para mejorar su locomoción bípeda en el seguimiento de trayectorias, en comparación con un controlador clásico. Para ello se diseñó, programó y construyó un robot bípedo de carrera Pashinator, de ocho grados de libertad rotatorios. Su estructura es de aluminio con ocho servomotores insertados en los ejes articulados, de los cuales seis están controlados para locomoción bípeda establecida y los dos restantes para cambiar la dirección hacia la izquierda o derecha. Además presenta una cámara web para dotarle al robot de visión artificial bidimensional que toma los datos de la trayectoria a recorrer. Para este sistema de visión artificial se programó en MatLab un script el cual se encargaba de determinar la posición y la distancia del robot respecto a una trayectoria en forma de línea negra. A partir de los datos obtenidos de la visión artificial bidimensional se aplicó un controlador difuso también en MatLab, usando el toolbox de Fuzzy Logic. Dentro de este controlador se tomaron como datos de entrada la distancia de la línea respecto al centro de la cámara, y como datos de salida el ángulo de los servomotores ubicados en la cadera, con ello se varió la dirección de la locomoción bípeda del robot para que recorra lo más cercano a su trayectoria designada. Finalmente se comparó la locomoción del robot bípedo programado con el controlador difuso versus el controlador clásico al recorrer una trayectoria recta y una curva. Se halló que el controlador difuso en la visión artificial permitió al robot recorrer la trayectoria recta en un tiempo record de 72 segundos a diferencia del controlador clásico que lo realizó en 91 segundos y recorrer la trayectoria curva con una desviación máxima de 4.5 cm en 75 segundos, mientras que el controlador clásico tuvo una desviación máxima de 12 cm en 83 segundos.
Sistema de reconocimiento y seguimiento de objetos en tiempo real a través de visión artificial
(Universidad Nacional de Trujillo, 2016) Sánchez Asmat, José Alfredo
This thesis aims to investigate, find a suitable system artificial vision system features as well as a method to recognize images as a function of color and form, and confirm its operation through the implementation of a mechanism that has a webcam attached, where, following some image processing techniques and a communication circuit, try to get your web-cam, follow an object moving. The processing method implemented in this thesis covers the processes and steps required for s correct description and extraction characteristics description. Those steps, improve the appearance of the images, highlight the technical characteristics within the image, delete the noise present during processing of the images, remove background objects, clearly, extract characteristic data of the objects present in the scene so it easy recognition. The software of image´s processing used in this thesis is Matlab, since it has a simple work environment, because it presents a toolbox of image processing, allowing us creating a GUI where we can control the whole process and because allows communication with external peripherals. The operation of the system is: a camera attached to a moving mechanism of 2 degrees of freedom connected to an external board that allows communication with the PC, where by software of image processing, that allows the creation of a GUI, where users can choose the color and the form of the objects that would like the camera to follow, once selected, by pressing a button, the process will start, so that the moving mechanism moves the angle vision of the camera, so the camera tracked the object in real time.
“mejoramiento de la etapa de prensado en el proceso de elaboración de harina de pescado mediante un sistema automatizado de control de la humedad en la empresa jada s.a. – chimbote”
(Universidad Nacional de Trujillo, 2016) Cárdenas De La Cruz, Arturo Giancarlos.; Julca Verástegui, Luis Alberto.
La presente tesis tiene como objetivo diseñar un método de control de humedad en el prensado para la planta JADA S.A. para obtener una humedad del queque de prensa dentro de los rangos aceptables, donde se aprecia una relación entre porcentaje de humedad y velocidad del tornillo de prensa. En el Capítulo 1 la Introducción de la tesis el cual describe la problemática. Se identifican problemas como tiempos altos, oscilaciones en los datos y sobre costos de mantenimiento y reprocesos. En el Capítulo 2 se detallan conceptos básicos de las diferentes partes que componen el diseño del control automático de humedad, y algunos parámetros importantes que deben tenerse en cuenta. En el Capítulo 3 se recopila información sobre los diversos métodos actuales de control de humedad y los procedimientos a seguir en el prensado. Luego determinamos el método más idóneo para el control de humedad en el prensado que pueda ser implementado en la Planta JADA S.A. evaluando entre tres opciones, mediante una matriz de selección en base a algunos criterios de diseño, obteniendo el control PID el puntaje más alto. Determinamos los componentes para nuestro sistema, de acuerdo a nuestros requerimientos. Finalmente presentamos un análisis matemático propuesto del sistema de prensado teórico y experimental, con una simulación de las ecuaciones obtenidas. En el Capítulo 4 se presenta los resultados la simulación de unas funciones de transferencia aproximadas del sistema obtenido experimentalmente aplicándole el control PID y observamos que disminuimos tiempos de subida y establecimiento del sistema de control de humedad en el prensado. Además la aplicación de la propuesta de automatización en un sistema prototipo. Por último en el Capítulo 5 se tiene como resultado conclusiones de la tesis entre las cuales encontramos como factor determinante la calidad de la materia prima, además de los resultados obtenidos en un sistema prototipo nuestra propuesta de automatización puede ser llevada a otros casos de control de sistemas de primer orden, el control PID se muestra como la mejor alternativa de solución del sistema pero se propone aplicar otros tipos de control como el control PI para comparar nuestros resultados
“mejoramiento de la etapa de cocinado en el proceso de elaboración de harina de pescado mediante un sistema de control automatizado de la temperatura en la empresa jada s.a. – chimbote”
(Universidad Nacional de Trujillo, 2016) Sánchez Chávez, Carlos Ivan; Julca Verástegui, Luis Alberto
La presente tesis tiene como finalidad desarrollar un control automatizado en la etapa de la cocina en el proceso de elaboración de harina de pescado el cual consta de una válvula de control que se encargará de regular el flujo de vapor de agua saturada que entra a la cocina con la finalidad de mantener una temperatura constante de 95℃, dicha estabilidad se realiza mediante un control PID , debido a que cuando ingresa la carga de pescado u otros factores la temperatura en la cocina varía y es ahí donde el control PID, bloque de programa de autosintonía del TIA Portal, logra estabilizar la temperatura de acuerdo al set point establecido, nuestra simulación demoró aproximadamente 90 segundos en establecer el valor deseado. Se halló una ecuación haciendo el análisis matemático de la cocina, que muestra la relación existente entre las principales variables que gobiernan el sistema de control de temperatura del cocinado, estas son: flujo másico de vapor de entrada, flujo másico de pescado de entrada y la temperatura alcanzada en la cocina. De las ecuaciones del balance de energía en el cocinado se llegó a la conclusión que la planta trabaja sobredimensionada en el consumo de vapor en la etapa del cocinado trayendo consigo pérdidas económicas es por ello que la automatización del sistema de control de la cocina permitirá un ahorro de energía y por ende costos: para el control y supervisión del proceso del cocinado se desarrolló un SCADA propuesto, permitiendo así un interfaz de visualización de los datos de temperatura y alarmas mediante el software de labVIEW, se supervisará en una estación de control en condiciones seguras. Se realizó un control PID a tres funciones de transferencia elegidas aleatoriamente dentro del rango de funciones obtenidas experimentalmente, encontrando los valores de kp, Ti y Td mediante las reglas de Ziegler- Nicholls y reajuste propio, simulando estas funciones y obteniendo mejoras en cada sistema respecto a tiempos de subida y de establecimiento. Se concluye que al implementar nuestra propuesta de automatización del control en la etapa del cocinado mejorará la producción de harina de pescado, el subproducto del cocinado tendrá el tiempo y consumo másico de vapor necesario.
Sistema de deteccion de fallas en las pistas de rodamientos, usando el analisis de espectros de frecuencias en señales acusticas
(Universidad Nacional de Trujillo, 2016) Aguilar Liza, John Williams; León Lescano, Javier
El desarrollo esta tesis titulada “Sistema de detección de fallas en las pistas de rodamientos usando el análisis de espectros de frecuencias en señales acústicas”, tiene como objetivo obtener el espectro de frecuencias para la detección de fallas en pistas de rodamientos rígida de bolas, utilizando señales acústicas; además de contrastar los resultados obtenidos con estudios similares realizados mediante el análisis de vibraciones en los rodamientos. Para la realización de los ensayos experimentales se empleó el equipo de análisis de fallas en rodamiento, que consta de un motor de 0,5HP; eje mecanizado de acero de diámetro de 35 mm, chumaceras con su respectivo rodamiento 6207 2RS y su armazón metálico. Los resultados permitieron determinar las etapas de falla del rodamiento 6207 2RS y poder calcular de manera teórica, empírica y con la técnica de señales acústicas las fallas características en cada tipo de falla; obteniendo:  Frecuencia de falla en pista exterior, de manera teórica 101,520 Hz  Frecuencia de falla en pista exterior, de manera empírica 104,700 Hz  Frecuencia de falla en pista exterior, con la técnica de señales acústicas 104,076 Hz  Frecuencia de falla en pista interior, de manera teórica 160,230 Hz  Frecuencia de falla en pista interior, de manera empírica 157,050 Hz  Frecuencia de falla en pista interior, con la técnica de señales acústicas
“mejoramiento de la performace del sistema de control de un inyector de flujo laminar de agua para fines de ornamentacion”
(Universidad Nacional de Trujillo, 2016) Altamirano Ruiz, Suiler Samir
Not there not being national concern that makes out injectors of laminar flow of water obliges businessmen to acquire the products from the foreigner to strong prices, and or buying national accessories to try to equal them, but that they do not count on the desired expectations neither with the adequate maintenance, using only mouthpieces that are expensive and inefficient; Causing waste of water and slippery floors to be the way out a too turbulent flow. According to the “Realidad Trujillana”, the number of ornamental fountains has incremented itself a lot, but due to the existing empiricism in this area, these works do not count with engineering judgment, existing incoherence between the design and the implementation. For such motive the necessary engineering for the improvement of the performance of an injector of laminar flow develops in this thesis, accomplishing a study and the system design, and implementing a proportional control to open loop using a PLC, a SCADA and a Velocity drive, for the realization of essays in laboratory with various injectors, modifying your dimensionless and operation parameters, to the obtaining of the proposed objective. Concluding that better the injector of the proposed for the obtaining of the laminar flow will have a diameter of 6 inches, the piping from entrance to the injector will be tangential with a diameter of 1 inches, and the way out of the flow will have a diameter of 10mm, the status of operation of flow will be of 15 to 30 l min and in status of angles it will be since 45 to 65.
Automatización del sistema de dosificación del líquido de gobierno en la producción de conservas para empresas agroindustriales para reducir tiempos de llenado y pérdidas en el proceso
(Universidad Nacional de Trujillo, 2016) Loyola Betancourt, Martin Frank; Chávez Terrones, Breynner Oliver
This research work has as objective determine the characteristics of an automatic liquid dosing system for agro industrial conserves that allows the reducing of wastes and dosing time, so a study was done to design and implement this liquid dosing system whose results are shown throughout this report. In support of the study, we performed a collection of information that provides basic concepts of the different component parts of the whole liquid dosing system and a collection of some important parameters that that should be considered for proper operation. Then, we studied and analyzed the current problematic reality in terms of wastes and dosing time of the current manual dosing systems that exist in agroindustry in the region. After that we present all the steps followed in the design of automatic dosing system, which include mechanical design, electric- electronic and control system design, and the results of the design that satisfies the requirements of our dosing system are presented. Also, we designed a PC interface that allowed to enter parameters and to observe the behavior of the system in real time during test execution. In the last part, the results of the system designed are presented, analyzed, discussed and compared with manual dosing in terms of dosing time and wastes. Finally, it is concluded that the automatic dosing system designed in this research work allows dosing volumes from 10 to 380 milliliters, in a time that is in the range from 250 to 2500 milliseconds, with a maximum error of ± 3 milliliters, allowing reduce the wastes up to 99.07% and the dosing times up to 608 milliseconds.
Diseño y construcción de un brazo robot para trazado de diagramas
(Universidad Nacional de Trujillo, 2016) Álvarez Herrera, Paul David
The thesis objective was to design and build a low–cost robot arm appropriate for drawing diagrams on a plane. The robot arm has two rotational joints attached directly to servomotors. The end-effector consists of a simple mechanism whose function is to move up and down the tool that could be a pencil, pen, etc. The dynamic model of the robot arm was developed by using the Lagrangian formulation, motors and sensors were also modeled. The developed models contain parameters which must have been found, the robot arm model parameters were found through simple methods of basic physics, whereas the motors model parameters were found by stimulus-response experiments, these experiments demonstrated that the model is close to reality. A model-based control system was developed, i.e., using the dynamic model of the system. Due to its high computational cost, the control system was developed on MATLAB, leaving aside the control circuit included in the servomotors. A PIC microcontroller was used as an interface between the PC and the robot arm. Integrated circuits such as PIC, H bridge and MAX232 enormously simplified the task of supplying power, acquire data, and communicate with a PC. The robot arm did not require a complex mechanical design since it is exposed to low stresses, besides that the motors have a structure of great adaptability. The cost of the prototype was S/. 150.00 (US $54). The total weight of the robot arm was 410 g. The author considers that the design and building of a lowcost robot arm to produce satisfactory results is feasible, provided that the associated theoretical foundations are correctly applied.
Mejoramiento de los procesos de filtracion mediante la automatizacion de las etapas de lavado y filtrado en la planta de tratamiento de agua potable del Proyecto especial Chavimochic
(Universidad Nacional de Trujillo, 2016-12) Villacorta Rodriguez, Luis erick; Julca Verastegui, Luis
En el presente Trabajo se realizó un estudio del sistema actual de los filtros de La Planta de tratamiento de agua de CHAVIMOCHIC, ubicada en el Alto Moche a 170 msnm, Trujillo. Se describió dos etapas en el proceso de Filtración, La etapa de Filtración y la Etapa de Lavado de filtros. Se describió todas las variables involucradas en las dos etapas, dependientes y no dependientes, luego se procedió a definir la filosofía de operación y a monitorear de manera manual las variables involucradas como el tiempo de operación de cada etapa de filtración y lavado de filtros. Se identificó los problemas actuales en el proceso como las válvulas batientes o de entrada de cada filtro, el control mecánico caja reguladora y sifón, lavado de filtros, realizados de manera manual gastando agua limpia en la etapa de lavado de filtros. Gracias a la implementación de la automatización de procesos industriales se diseñó una nueva filosofía de control en donde se controlara la operación de cada uno de los motores y compresores que intervienen en el lavado de filtros y se superviso las variables de estado más representativas del proceso a través de una red de comunicación industrial y así se logró una operación óptima del sistema. Se diseñó las compuertas el cual se instalaran en la entrada de los filtros para aislar en la etapa de lavado de filtros y no perjudicar la turbiedad en los filtros aledaños. Se diseñó interfaz hombre-máquina que permita interactuar a los operadores de la planta con el proceso en tiempo real, como el monitoreo de perdida de carga y tiempos de filtrado y lavado de filtros. Se realizó la selección de equipos e instrumentos como la cotización del proyecto al llevar a cabo. Se evidencio posterior a todo el desarrollo que la operación del sistema de modo automático y controlado por los operarios o por el personal a cargo del sistema es mucho más sencillo y eficiente que el sistema actual el cual opera de manera manual y a criterio de algunas condiciones no necesariamente reales.
Diseño de un prototipo de robot bípedo con planificación de trayectorias con criterio zmp para su estabilidad al caminar sobre superficie plana
(Universidad Nacional de Trujillo, 2017-06) Alva Alcántara, Josmell Henry; León Lescano., Edward Javier
La presente tesis busca diseñar un robot bípedo de 10GDL en total 5GDL por cada pierna, con planificación de trayectorias con criterio de ZMP para su estabilidad al caminar sobre superficie plana. Se inicia presentando el desarrollo del modelo cinemático directo, mediante el método de Denavit-Hartenberg, de matrices de transformación homogénea; luego se desarrolló la cinemática inversa, para esto se decidió utilizar un método numérico para su solución, aplicando el criterio de “Damped Least Square”, esto nos permitirá encontrar las posiciones, velocidades y aceleraciones de cada uno de los GDL de robot. El modeló dinámico de este proyecto de investigación se realizó mediante la formulación de Newton - Euler, para calcular los torques que se producen en cada articulación, debido a que es más rápido computablemente respecto al de Lagrange -Euler, esto se debe a su naturaleza recursiva y vectorial; además asumiendo que no existe deslizamiento entre el suelo y el piso. Una vez tenido el modelo cinemático, y la dinámica se procede a hacer el modelo CAD del robot bípedo en Solidworks. Se planificó las trayectorias de movimiento del robot bípedo 10GDL en los planos sagital y frontal, para esto se utilizó las “Spline Cúbic” asegurando la existencia de sus derivadas (velocidad y aceleración) permitiendo el movimiento del robot se asemejara a la caminata humana. Se evaluó la estabilidad de la caminata del robot bípedo mediante el criterio de ZMP, para esto se modeló el robot bípedo mediante un péndulo invertido en 3D, basado en las trayectorias generadas, además para esto fue necesario calcular la velocidad y aceleración del COG. Se logró generar la simulación del robot bípedo en la plataforma de Simulink utilizando la librería de SimMechanics, siguiendo las trayectorias propuestas para la cadera y el pie flotante, esperando fundamentalmente que tenga un impacto investigativo, científico - tecnológico en la Universidad Nacional de Trujillo, y en el país que permita abrir nuevos campos de estudio en base a este proyecto de diseño de robot Bípedo.
Diseño de un sistema de control y supervisión para la operación automática de la nueva planta de relleno en pasta de compañía minera cuzcatlán – oaxaca, méxico
(Universidad Nacional de Trujillo, 2017-06-27) Ibañez Avalos, Segundo Antony; Julca Verástegui, Luis Alberto
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo diseñar un sistema de control y supervisión para la operación automática de la nueva Planta de Relleno en Pasta de Compañía Minera Cuzcatlán, usando tecnologías de automatización industrial tanto a nivel de control, comunicaciones e instrumentación. Para este fin se realizó una revisión y estudio de los aspectos técnicos y tecnológicos relacionados con los procedimientos de operación de la nueva planta, para evaluar sus características más relevantes y plantear una solución integral de automatización. Se identificaron los datos operativos, equipos e instrumentos que se utilizan en la planta, además de las principales variables de control. A partir de ello se desarrolló el análisis y la definición de los requerimientos del sistema, así como todo el diseño e implementación de la propuesta de automatización. El diseño comprendió la definición de la arquitectura de control, la selección de equipos e instrumentos, el diseño de las estrategias de control y el diseño de la interfaz HMI. Quedando al final las actividades de implementación, calibración y pruebas. Se establecieron controles automáticos con lazos de control eficientes y debidamente implementados, integrando los equipos y sistemas de la planta en una arquitectura descentralizada, para un adecuado control y gestión del proceso. Los resultados mostraron el cumplimiento de las exigencias de la operación, en lo que respecta al control y la supervisión remota de los equipos, y al control y la regulación de las principales variables operativas (flujo de relave, flujo de cemento, flujo de agua y slump). De acuerdo a la estimación del costo final, el monto invertido para la implementación del sistema de control y supervisión fue 91,708.02 USD.
Uso De Algoritmos Genéticos Para La Sintonización De Un Controlador Pid Aplicado Al Control De Nivel Utilizando El Entrenador De Control De Procesos “Dl 2314” Del Instituto Superior Tecnológico Publico Nueva Esperanza
(Universidad Nacional de Trujillo, 2017-08-31) Balcázar Llanos, José Emanuel Martín; León Lescano, Javier
El desarrollo esta tesis titulada “Uso de Algoritmos Genéticos para la Sintonización de un Controlador PID aplicado al Control de Nivel utilizando el Entrenador de Control de Procesos DL 2314 del Instituto Superior Tecnológico Público Nueva Esperanza”, tiene como objetivos desarrollar un Algoritmo Genético Multiobjetivo con Restricciones para mejorar la respuesta transitoria de un Sistema de Control de Nivel, en términos de Sobreimpulso Máximo y Tiempo de Establecimiento y cuyo controlador PID ha sido previamente sintonizado mediante el método de Ziegler-Nichols en lazo abierto, y además contrastar los resultados obtenidos por ambos métodos en una planta real. Para la realización de los ensayos experimentales se empleó el módulo de Control de Nivel del Entrenador de Control de Procesos DL2314, que consta de un tanque presurizado (20 L), un sensor de nivel (LVDT), una bomba de recirculación (10 V, 1.5 A) y 4 válvulas de paso manuales; todos conectados mediante accesorios de bronce y mangueras (nylon). Los resultados muestran que tras la identificación de la planta en mención, y con un porcentaje de confianza (fit) de 96%, se trata de un sistema de primer orden con una ganancia estática de 0.897 y una constante de tiempo de 285.28 segundos. Del mismo modo, se puede observar que la sintonización por el método clásico de Ziegler-Nichols en lazo abierto produce una respuesta transitoria con un Tiempo de Establecimiento de 286 segundos y un Sobreimpulso Máximo de 17.64 %; en contraste, el método de sintonización propuesto, usando un Algoritmo Genético Multiobjetivo con Restricciones, produce un Tiempo de Establecimiento de 255 segundos y un Sobreimpulso Máximo de 9.6% evidenciando claramente una mejor respuesta dinámica del sistema de control de nivel de primer orden en términos de Tiempo de Establecimiento (Ts) y Sobreimpulso máximo (Mp) en una cantidad superior al 10% para ambos casos. Las soluciones obtenidas (frente de Pareto) mediante el Algoritmo Genético Multiobjetivo con Restricciones no solo tienen buenos índices de desempeño (Tiempo de estabilización, Sobreimpulso máximo e Integral de la función de error en valor absoluto multiplicado por el tiempo), sino que asegura que el sistema sea estable en lazo cerrado y el error en estado estacionario sea nulo.
Diseño Del Laboratorio De Máquinas Eléctricas Y Electrónica De Potencia Para La Escuela Académico Profesional De Ingeniería Mecatrónica De La Facultad De Ingeniería De La Universidad Nacional De Trujillo
(Universidad Nacional de Trujillo, 2017-08-31) Leiva Calvanapón, Omar José; Silvera Otañe, Jimmy Roger
En el contexto de que las universidades del Perú buscan reorganizar su sistema universitario y promover uno basado en calidad, la presente tesis tiene como objetivo principal, diseñar el laboratorio de máquinas eléctricas y electrónica de potencia para la Escuela Académico Profesional de Ingeniería Mecatrónica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Trujillo, utilizando las herramientas necesarias para su desarrollo tales como: guías de laboratorio, referencias de laboratorio de otras universidades e institutos, currículo de estudio, estándares de calidad para la instalación eléctrica promoviendo el ahorro energético y normas de seguridad. La propuesta del laboratorio integra un conjunto de soluciones que se ajustan a las expectativas de un Ingeniero Mecatrónico haciendo una sinergia entre el control, la automatización, las máquinas eléctricas y la electrónica de potencia; incluso desde el conexionado eléctrico que tiene un sistema automático de control de energía basado en un banco de condensadores. Al implementarse el laboratorio, los estudiantes, profesores y demás investigadores podrán tener a su disposición una diversidad de material para practicar y conocer a fondo los principios físicos, mecánicos y de control de los equipos existentes. El criterio de selección que se utilizó fue el método de los factores ponderados que consiste en hacer un análisis cuantitativo de diferentes alternativas, asignando un peso a cada factor y fijando una escala, para luego conseguir un promedio general para cada alternativa que será comparada con su homóloga. Los resultados reflejaron lo siguiente: para el curso de máquinas eléctricas los equipos más idóneos son de De Lorenzo y para complementar se añadiría la segunda opción que se refiere a la propuesta de Festo; para el curso de electrónica de potencia los equipos seleccionados son de De Lorenzo en un orden de prioridad 1 y los equipos de Festo en un orden de prioridad 3; finalmente para el curso de electricidad industrial y controladores lógicos programables tanto los equipos de Siemens para PLC como los equipos de De Lorenzo para electricidad son los más adecuados. Los factores más determinantes para la elección fueron desarrollo académico y costo del equipo y en cuanto a los demás factores su importancia no fue muy decisiva. El monto total de quipos para todo el laboratorio es de S/. 2,093597,19. Se determinó que para instalar los equipos elegidos se necesita un área de 100 m2 de 10x10m, cada equipo, módulo y mobiliario se ubicó de tal manera que cumpla con los estándares de calidad existentes.
Diseño de un laboratorio de circuitos y la selección de equipos para La escuela de ingeniería mecatrónica de la facultad de ingeniería De la universidad nacional de trujillo
(Universidad Nacional de Trujillo, 2017-08-31) Rodríguez Ochoa, Jairo Javier; León Lescano, Javier
La presente tesis tiene como objetivo diseñar el laboratorio de circuitos y seleccionar los equipos adecuados para su implementación en la Escuela Profesional de Ingeniería Mecatrónica de la Universidad Nacional de Trujillo, basándose en la currícula de estudios. Además, con la implementación de este laboratorio de da un paso importante en el proceso de acreditación. La implementación de este laboratorio se podrá desarrollar la totalidad de las prácticas de los cursos de circuitos eléctricos, electrónica analógica y electrónica digital, y parcialmente otros como microprocesadores y sistemas digitales, procesamiento de señales digitales, así como biomecánica. Además, las líneas de investigación que se verán fortalecidas son: el diseño de sistemas mecatrónicos, tecnologías electrónicas de medición y sistemas microelectromecánicos. Este trabajo da una propuesta de diseño para el laboratorio de circuitos, el cual contará con un área de 95.72 m2; una distribución adecuada de los equipos y del mobiliario dentro del laboratorio. Se diseñó además, el sistema eléctrico para el laboratorio, basándome en la potencia de los equipos seleccionados, en la iluminaria y de tomacorrientes de propósito general; se hallaron los calibres de los conductores de todo el sistema eléctrico, desde el circuito alimentador (de control), de los conductores para los equipos, hasta el calibre del conducto para el electrodo de la puesta a tierra. Se tuvieron en cuenta algunos factores para la selección de equipos como: el desarrollo académico de los equipos, flexibilidad, multiusuario (si el equipo permite ser usado con más de un estudiante), el precio del equipo y fundamentalmente la funcionalidad del equipo para proyectos e investigación. Considerándose en mayor grado desarrollo académico y la funcionalidad de los equipos en desarrollo de proyectos e investigación, se eligió a la propuesta de la empresa De Lorenzo, que en resumen, cumple en gran medida con los factores de selección de equipos, y además, nos proporcionará 2 software: el software CAI que complementa el uso de los equipos propuesto y un software de gestión de laboratorio. Se eligieron además, el Kit Myrio y la plataforma multifuncional NI ELVIS II+; ya que nos proporcionarán otra alternativa para el desarrollo de proyectos en el área de Ingeniería Biomédica y Energías Renovables. El costo total del laboratorio de circuitos es de 1,462,086.52 soles, este monto incluye el mobiliario, los computadores y algunos equipos de medición. Finalmente se proponen unas guías de laboratorio para las asignaturas de circuitos eléctricos, electrónica analógica y electrónica digital, que serán base para prácticas de otras asignaturas.
Diseño De Un Módulo Didáctico Basado En Visión Artificial Para La Inspección De Productos Según Su Forma, Color Y/O Dimensiones Geométricas
(Universidad Nacional de Trujillo, 2017-12-15) Cruzado Ramírez, Yoel Anderson; León Lescano, Javier
El desarrollo de esta tesis titulada “Diseño de un módulo didáctico basado en visión artificial para la inspección de productos según su forma, color y/o dimensiones geométricas”, con la intensión de mejorar el aprendizaje práctico que necesitan los estudiantes de Ing. Mecatrónica de la Universidad Nacional de Trujillo, debido a las carencias que actualmente posee dicha escuela. El tipo de investigación fue descriptivo - experimental, siguiendo la metodología de implementar un módulo de inspección basado en visión artificial y mediante la realización de pruebas, obtener los parámetros inherentes a los productos y compararlos con los establecidos por el usuario, determinando así la aceptación o rechazo de los mismos. Dentro de los resultados tenemos la realización de la programación e interfaz gráfica de usuario en LabVIEW, se implementó el entorno de inspección con dimensiones de 290x200x350𝑚𝑚3 para el libre desplazamiento de los productos, se seleccionaron 2 focos led de 4W c/u, y 2 cámaras web de 4.8mm de longitud focal, se implementó la faja transportadora de dimensiones 1000x250x150𝑚𝑚3 y la selección del motorreductor de 6Kgf.cm (36rpm y 1.5W), también se construyó el actuador clasificador con desplazamiento de cremallera de 300mm y la selección de su motorreductor de 2Kgf.cm (78rpm, 1.25W). Luego se seleccionaron los componentes eléctrico-electrónicos, a continuación se diseñó el plano eléctrico general en AutoCAD, se implementó el tablero eléctrico y se culminó con la integración y obtención del módulo didáctico en su conjunto. Se realizaron 4 pruebas de funcionamiento por cada inspección sobre diámetros de rodamientos, niveles de llenado de botellas y colores de tapas de botellas, verificando el correcto funcionamiento así como el alcance planteado (forma, color y dimensiones geométricas) para el presente trabajo, lográndose así inspeccionar todos los productos ingresados. Posteriormente se procedió a realizar el respectivo manual de usuario. El módulo didáctico implementado logra inspeccionar el 100% de los productos, presentándose como un sistema confiable, apoyado por una interfaz gráfica que permite inspeccionar productos según su forma, color y/o dimensiones geométricas mediante visón artificial.
Reducción del Consumo Energético en la Máquina 6 de la Fábrica Papelera Nacional s.a. A Través de la Automatización del Sistema de Pasta
(Universidad Nacional de Trujillo, 2018-02-15) Cedano Vivar, César Alfonso; León Lescano, Javier
El desarrollo de esta tesis titulado, “Reducción del consumo energético en la máquina 6 de la fábrica Papelera Nacional s.a. a través de la automatización del sistema de pasta”, tiene como objetivo diseñar un sistema Scada para el control centralizado del sistema de pasta y rediseñar el control del Head box con el resultado de bajar los costos de producción y reducir tiempos perdidos a causa de problemas en este sistema que no se encuentra organizado. Para el desarrollo del proyecto se diseñó un sistema Scada en InTouch para monitoreo, cambio de set point y registro de historial de las variables más importantes del proceso. El rediseño del control del Head box no es más que el cambio de la estrategia de control del sistema, al uso de un variador en la bomba que alimenta este sistema para regular el flujo necesario de acuerdo al gramaje de papel y evitar gastos innecesario de energía eléctrica al estrangula y recircular el flujo. Se programó los lazos de control en RsLogix 5000 los cuales eliminaran a los actuales controladores de 1, 2 y 3 lazos que se tienen; a la vez se implementó y probó los lazos de control en el laboratorio de instrumentos de Papelera Nacional S.A. mediante el uso de válvulas electro neumáticas, variador y motor. La verificación experimental permitió corroborar la estrategia de control planteada para regular la presión, niveles, flujos, consistencia y las diferentes variables que abarca el sistema bajo estudio, observándose una buena respuesta dinámica tanto para cambios en la referencia como para rechazo de perturbaciones.
Automatizacion de la subestacion electrica jesus de 138kv – arequipa a traves del protocolo de comunicacion iec 61850
(Universidad Nacional de Trujillo, 2018-04) Rojas Llerena, Alan Santiago; Asto Rodriguez, Emerson Maximo
El presente trabajo tiene por objetivo el desarrollo del proceso de automatización de una subestación eléctrica usando el estándar de comunicación IEC 61850, y además de modernas herramientas y equipos de comunicación para una eficaz y confiable integración de los diferentes dispositivos al sistema. La pregunta es ¿Cómo automatizar una subestación eléctrica? La respuesta es tecnología, ahora gracias a la evolución sobre los sistemas integrados (relés basados en microprocesadores) así como los sistemas digitalizados y redes de datos, los sistemas de control de las subestaciones han logrado mejoras sustanciales con respecto a los equipos tradicionales. Para automatizar una subestación eléctrica se debe seguir una serie de pasos. En primer lugar, el desarrollo y la ingeniería de la arquitectura de comunicación, definir equipos, especificar la manera de cómo estarán conectados y el tipo de cable a usar. Una vez conectados todos los relés (equipos de protección y medición) se deben integrar al concentrador de datos, siendo a través del estándar de comunicación IEC 61850. Una vez terminado la integración se desarrolla un sistema SCADA - HMI, el cual sirve para una supervisión y control remoto de todo el sistema eléctrico. Y para finalizar se configura el reporte, el cual es la principal labor de la automatización, el enviar todos los reportes de las señales de los equipos de protección y medición hacia el sistema Scada del Centro de Control. Los resultados obtenidos fueron satisfactorios cumpliendo con todos los objetivos planteados. La subestación eléctrica Jesús ubicada en la ciudad de Arequipa se encuentra en funcionamiento luego de realizar las pruebas de cada una de las señales a reportar con el Centro de Control - SEAL.
Empleo del algoritmo de colonia de hormigas para la sintonización de un controlador pid aplicado a un circuito rc
(Universidad Nacional de Trujillo, 2018-04) Garcia Pereda, Jorge Pablo; Armas Alvarado, Maria
El desarrollo de esta tesis titulada “Empleo del algoritmo de colonia de hormigas para la sintonización de un controlador PID aplicado a un circuito RC”, tiene como objetivo, implementar un programa basado en el algoritmo de colonia de hormigas multiobjetivo con restricciones que sirva como método para sintonizar un controlador PID aplicado a un circuito RC de primer orden, y evaluar su desempeño comparándolo con métodos de sintonización convencionales como son el método de curva de reacción de Ziegler y Nichols y la herramienta PID Tuner de Matlab. Para la ejecución de las pruebas experimentales se implementó un sistema de control, el cual está conformado básicamente por un circuito RC, con una resistencia de 10 KΩ y un condensador electrolítico de 470 uF; una tarjeta de adquisición de datos la cual está conformada por una placa Arduino Uno y un convertidor digital analógico MCP 4725; y el software Labview el cual fue programado para ser usado como controlador PID. Para realizar las simulaciones del sistema de control del circuito RC se empleó la herramienta Simulink de Matlab. El modelo matemático del circuito RC se obtuvo por medio del método de identificación experimental y los resultados muestran que dicho modelo representa adecuadamente al circuito. Se obtuvo un porcentaje de ajuste o fit del 99.41% y el modelo identificado es el de un sistema de primer orden puro con una ganancia estática de 0.997 y una constante de tiempo de 4.69 seg.

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