HORNO TUNEL
Enviado por MarioGrados • 1 de Septiembre de 2013 • 2.521 Palabras (11 Páginas) • 616 Visitas
CONTROL DIGITAL DE TEMPERATURA PARA UN HORNO DE TUNEL PARA
EL LABORATORIO DE ELECTRONICA
Claudia Ortiz Pauker, Mauricio Va ldés Álvarez y Alexander Martínez
Departamento de Ingeniería Electrónica
Facultad de Ingeniería, Ponti cia Universidad Javeriana Cali
Resumen.- Este artículo describe el
desarrollo de una herramienta
implementada como ejemplo de un
sistema térmico para la enseñanza de
control de procesos industriales. La
herramienta consiste de un prototipo de
horno de túnel (con sus respectivos
actuadores y acondicionadores de señal),
de controladores para desarrollar per les
de temperatura, de un simulador del
sistema real y nalmente, de un software
que permite observar grá camente el
comportamiento de las variables del
sistema.
Abstract.- This paper describes the
design and development of a tool as an
example of a thermal system for teaching
industrial process control. The tool
consists of a continuous furnace
prototype (with its respective actuators
and signal conditioning devices), the
controllers to develop temperature
pro les, a simulator of the real system
and nally, a software that allows a
graphical view of the system variables
behavior.
Palabras Clave: Horno Continuo, Horno
de Túnel, Regulación, Convección,
Termoencogible
INTRODUCCIÓN
De acuerdo con la creciente necesidad de
la industria de involucrar en sus procesos
sistemas de control automáticos para
hacerlos mas e cientes, la Ponti cia
Universidad Javeriana Cali toma la
iniciativa de implementar un laboratorio
de instrumentación y control, mediante la
construcción plantas de procesos
industriales típicos que permitan a los
estudiantes de Ingeniería familiarizarse
con ellos.
Debido a la gran cantidad de aplicaciones
que tienen los hornos continuos en una
planta industrial, se escogió el horno de
túnel como el sistema a desarrollar en este
proyecto.
SISTEMA DE REGULACIÓN DE
TEMPERATURA
Se implemento un sistema de regulación
de temperatura que tiene como función
mantener constante una temperatura de
acuerdo con un punto de operación jado.
En el sistema de regulación de
temperatura se distinguen seis elementos
fundamentales mostrados en la Figura 1.
Horno de
Túnel
Sensor de
Temperatura
Circuito de Regulación
de Corriente
Circuito de
Acople RTD
Control Digital de
Temperatura
Visor de
Temperatura
Figura 1. Componentes Sistema de Regulación
Horno de Túnel
Es un tipo de horno continuo con sección
longitudinal mayor a la transversal,
fabricado en su parte exterior en lámina
de acero prensado y en su parte interior
en lámina de acero galvanizado.
Rodillo
Persianas
Cubierta Aislante
Cámara1 Cámara2 Cámara3
Ventilador
Resistencia
Ducto
RTD
Figura 2. Horno de Túnel
El horno está compuesto por tres cuerpos
o cámaras independientes acopladas en
línea sobre una estructura construida en
tubulares y ángulos de acero. En los
costados de cada cámara se ubica el
sensor de temperatura RTD, entre la
pared externa e interna se aloja una capa
de lana mineral de 50 mm de espesor, y
en las cámaras de los extremos una
persiana aislante en tela siliconada para
disminuir el intercambio de calor con el
ambiente.
Cada cámara lleva en su parte superior un
ducto colector de aire donde se
encuentran ubicados un ventilador de
recirculación de aire y un elemento
calefactor. El conjunto de ductos está
cubierto por una estructura de lámina
COR calibre 18 rellena de lana mineral,
también con el objetivo de disminuir el
intercambio de calor entre los ductos y el
ambiente.
El horno cuenta con dos rodillos que
brindan la posibilidad de instalar una
banda transportadora.
V
R
D
Flujo en la
Cámara
Ducto
Aislante
Deflector
Resistencia
VeVntilador
Ventilador
Figura 3. Vista Transversal Horno
El calentamiento de la carga se realiza
mediante convección forzada, es decir,
una corriente de aire a elevada
temperatura que cede calor a la carga.
Esta corriente es lograda por medio de la
recirculación del aire a través del
elemento calefactor, el cual es una
resistencia tubular de 1200W, ubicada en
la descarga de aire del ventilador. Los
ventiladores de recirculación son de tipo
multiálabe, accionados por servomotores
DC, los cuales cuentan con un codificador
que permite sensar la velocidad de giro.
El aire proveniente de la descarga del
ventilador ingresa a la cámara de proceso
por las paredes falsas derecha e inferior
con ayuda de deflectores que lo guían;
las zonas muertas de aire son evitadas por
las corrientes encontradas que envuelven
el producto. El aire que se encuentra en la
cámara de proceso es succionado por la
pared superior y dirigido al ducto
colector de aire que lo hace pasar a través
del ventilador y la resistencia para repetir
el ciclo nuevamente.
Sensor de Temperatura
El sensor de temperatura seleccionado fue
el detector de temperatura de resistencia
(RTD)
La selección de la RTD PT100 se da por:
− Temperatura máxima 850°C.
− Alta Sensibilidad
− Linealidad
− Estabilidad
− Durabilidad
Circuito de Acople RTD
Es un circuito que provee la corriente de
excitación para la RTD. Amplifica y
linealiza la señal de la RTD y la acopla
con el visor de temperatura.
Circuito de Regulación de Corriente
Aprovechando la principal característica
estática de un horno de resistencia,
denominada Factor de Amplificación,
que establece una relación proporcional
entre la temperatura limite que el horno
puede alcanzar y la potencia media de
calentamiento (manteniéndose
...