“CONTROL AUTOMATIZADO DE TEMPERATURAS”

                                     TALLER DE INVESTIGACIÓN[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]

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“CONTROL AUTOMATIZADO DE TEMPERATURAS”

PRESENTADO POR:

DE JESÚS RAMOS JAVIER

MURRIETA BRÍGIDO EMMANUEL

SERRANO HERRERA ALEJANDRO

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      NO. DE CONTROL:

11TE0405

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LICENCIATURA EN:

INGENIERÍA MECATRÓNICA

      DE LA ESPECIALIDAD EN:[pic 6]

   TRONCO COMÚN

      DOCENTE:

    LIC. JULIÁN SESEÑA OSORIO

Teziutlán, Puebla; Abril 2013[pic 7][pic 8]

Instituto Tecnológico Superior de Teziutlán[pic 9][pic 10]

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CONTENIDO

PLANTEAMIENTO        4

JUSTIFICACIÓN        6

OBJETIVOS        8

MARCO TEÓRICO        9

PASTA ELECTRÓDICA        9

NÓDULOS DE MANGANESO        10

SILICOMANGANESO        11

PLC        12

BREAKER        14

CONTACTOR        15

PROTECTOR TÉRMICO        15

VARIADOR DE FRECUENCIA        16

VENTILADOR CENTRÍFUGO DE ALTA PRESIÓN        17

LEYES DEL VENTILADOR        18

TIPO DE INVESTIGACIÓN        19

PLANTEAMIENTO

Como parte de la asignatura de Taller de Investigación dentro de la carrera de Ingeniería en Mecatrónica se visita a una empresa en la  que se pongan en práctica conocimientos referentes a la carrera para el desarrollo de un proyecto. Para la elaboración de este proyecto se eligió a la empresa Minera Autlán con los respectivos permisos de la misma.

La empresa Minera Autlán planta en Teziutlán tiene sus orígenes  como empresa de ferroaleaciones en 1950 cuando empezó a producir ferromanganeso al alto carbón. Actualmente la planta Teziutlán cuenta con cuatro hornos eléctricos de arco sumergido  “tipo abierto”. La empresa Minera Autlán se encuentra dentro de una zona urbana con ubicación en la ciudad de Teziutlán con dirección  5a. Francia 18, Francia, 73880 Teziutlán, Puebla.

Con base en visitas realizadas en la empresa se eligió una problemática en la cual englobara las áreas de la carrea de Mecatrónica. Ya que la empresa involucra procesos en los que intervienen altas temperaturas se determinó que una  problemática es el  sobrecalentamiento de la pasta electródica contenida en las fases de los electrodos que se utilizan para fundir la materia dentro de los hornos  y así obtener las ferroaleaciones.

Basándose en observaciones hechas en una investigación de campo llego a un punto en el cual se plantean algunas causas por la cual se origina esta problemática.

• Un sistema de ventilación deficiente.
• No tener un control preciso de las temperaturas.

Alguna de las consecuencias que conlleva este problema al no darle solución es:

• Aumento en el consumo de materia prima.
• Alto consumo de energía eléctrica.
• Perdida monetaria.

Considerando el tipo de industria se propone el rediseño del sistema de ventilación ya existente por un sistema de ventilación más eficiente que satisfaga los niveles de exigencia en el nivel de enfriamiento mediante un sistema de censado de temperatura el cual permitirá la automatización del sistema de ventilación  por medio de la implementación de PLC’S y así tener control de las temperaturas para la pasta electródica utilizada en el proceso de fundición.

JUSTIFICACIÓN

En la actualidad la industria ferrominera tiene que hacer uso de tecnologías de la automatización en sus procesos, principalmente en el control de las temperaturas. Ejemplo claro es la Cía. Minera Autlán Planta Teziutlán en donde las elevadas temperaturas utilizadas en cada una de las fases para la fundición de la materia  prima son de vital importancia debido a las temperaturas con que se trabaja.

La problemática detectada en el horno 8  hace referencia en el deficiente sistema de ventilación, la cual provoca el sobrecalentamiento de la pasta electródica en el interior de las fases, la cual pierde sus propiedades a altas temperaturas y generan la  fractura de los electrodos. Para controlar la temperatura dentro de los electrodos la compañía  hizo uso de ventiladores industriales en cada una de las fases para mantener una temperatura en el intervalo de 40°C a 60°C, la cual al realizar un  previo análisis e investigación de campo del problema se llegó a la conclusión de que los motores y los ventiladores utilizados no tenían la suficiente potencia para mantener una temperatura adecuada.

Para mantener una temperatura adecuada se pretende rediseñar el sistema de ventilación controlándolo mediante un sistema automatizado. Los componentes a utilizar se mencionan a continuación:

• Sensor de temperatura
• PLC siemens S7-200
• Breaker trifásico
• Contactor termomagneticos
• Protector térmico
• Variador de frecuencia G110
• Turboventilador con motor trifásico de 15 HP

En este caso el sensor de temperatura mandara una seña al PLC la cual será interpretada por este, para posteriormente poder controlar de la forma más precisa  el sistema de ventilación para la pasta electródica.

Los beneficios esperados de este proyecto se mencionan a  continuación:

• Menor consumo energético.-  Debido a que los motores siempre estarán en funcionamiento, la demanda de energía eléctrica será menor, además de que los componentes de la parte de potencia y seguridad serán de bajo consumo energético y podrán prevenir fallas por variaciones en la corriente utilizada.
• Ganancias monetarias.- Se verá reflejado en el escaso mantenimiento que se dará al sistema de ventilación, ya que las aspas del ventilador a utilizar son autolimpiables. De la misma manera al aumentar la productividad  traerá consigo ganancias económicas.

En lo referente al tema de seguridad, el proyecto antes mencionado contará con un sistema de seguridad tanto para el usuario así como los demás componentes, en este caso se harán uso  de contactores eléctricos, breakers trifásicos y protector térmico para evitar que descargas eléctricas así como variaciones eléctricas dañen al motor así como al PLC’s, a fin de otorgar una mayor confiabilidad del sistema de ventilación tanto al usuario como a la Compañía evitando así gastos en innecesarios en reparación.

OBJETIVOS

Objetivos Generales

1. Rediseñar un sistema de ventilación que sea capaz de controlar las temperaturas en la pasta electródica, dentro de la empresa Minera Autlán, dedicada a la producción de ferroaleaciones en la ciudad de Teziutlán, Pué.

Objetivos específicos

1. Sustituir parte del sistema de ventilación, principalmente motores y turbinas por modelos que cumplan con las nuevas especificaciones requeridas.

1. Diseñar un sistema eléctrico y electrónico que cubra  las exigencias del proyecto.

1. Controlar el sistema de ventilación mediante el PLC S7-200 creando un programa que entienda el PLC, implementando así un grado de automatización.

MARCO TEÓRICO

PASTA ELECTRÓDICA

La pasta electródica es utilizada para la fabricación de electrodos, que son los encargados de la conducción de la energía en los hornos eléctricos de arco-sumergidos utilizados en el proceso de producción de las ferroaleaciones. Las principales materias primas para la fabricación de la Pasta electródica son la antracita y la brea de alquitrán.[pic 14]

Tiene definidas unas especificaciones normalizadas que ofrece en sus productos, y que revisa periódicamente en función de la demanda del mercado y de las posibilidades de los procesos de producción. Para conseguir estas especificaciones normalizadas, se establecen, como mínimo, las siguientes limitaciones: (Grupo FerroAtlántica, S.A., 2007)[pic 15]

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