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ÍNDICE
Pág.
CAPÍTULO 1 GENERALIDADES…………………………………..… 1
1.1 INTRODUCCIÓN……………………...…………………………………… 2
1.2 ANTECEDENTES………………………………………………………… 3
1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA………………………………….. 5
1.3.1 Identificación del problemas……………………………………………… 5
1.3.2 Análisis causa – efecto……………………………………………………. 5
1.3.3 Formulación del problema……………………………………………….. 5
1.4 OBJETIVOS Y ACCIONES……………………………………................ 6
El proceso empleado por la Empresa tiene las siguientes etapas:
Recepción de Materia Prima y Material de Empaque.
Preparación del Producto.
Envasado.
Agotamiento del recipiente.
Cerrado.
Tratamiento térmico/esterilización.
Enfriamiento del recipiente y de su contenido.
Etiquetado.
Es indispensable buscar alternativas tecnológicas para aumentar la rentabilidad y la calidad del producto de la Empresa
procesadora de Salsa de Tomate “Gonzales”.
Actualmente, el control de los equipos y dispositivos en el procesamiento de la salsa de tomates en forma manual, es
decir, no se encuentra automatizada, tampoco existe el monitoreo centralizado de la producción; por lo tanto el presente
proyecto de grado pretende controlar los parámetros para mejorar la producción en cantidad y calidad de salsa de
tomate, desde una sala centralizada, esto con el fin de optimizar el proceso, modernizando sus etapas hasta el enlatado
final (Almacenaje).
1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
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ASPECTOS
TECNOLOGICOS
Carencia de un sistema automatizado
RECURSOS HUMANOS
Falta de personal
Capacitado.
Trabajo manual con permanente riesgo de
control
Equipos de pelado
Procedimiento de control manual
ASPECTOS OPERATIVOS
PRODUCCION INEFICIENTE E IRREGULAR DE
SALSA DE
TOMATE
Uso mínimo de equipos
para mayor producción
1.3.1 Identificación del Problema
En la Empresa “Gonzales”, la producción se ha dejado a merced de métodos manuales en las diferentes etapas del
proceso, reduciendo la cantidad y calidad del producto terminado para su consumo posterior.
1.3.2Análisis Causa - Efecto
En la figura 2.1 se muestra el Diagrama de Causa-Efecto (Diagrama de Ishikawa), en las que se puede observar las
variables a seguir.
FIGURA 1.2: Diagrama de Ishikawa Elaboración: Propia
1.3.3Formulación del Problema
¿De qué manera se puede
optimizar la producción más
eficiente y segura de salsa de
tomate en la Empresa “Gonzales”?
1.4 OBJETIVOS
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1.4.1 Objetivo General
Diseñar un sistema de control y monitoreo electrónico del proceso de elaboración de salsa de tomate para la empresa
“Gonzales”, en la localidad de Mairana - Santa Cruz
1.4.2 Objetivos Específicos
Analizar el proceso de la producción de salsa de tomate para determinar las características de las etapas de
producción.
Determinar los equipos y dispositivos mecánicos, electrónicos de control y monitoreo para el diseño del sistema.
Establecer los algoritmos funcionales entre variables de entrada y salida para diseñar el sistema de control y
monitoreo del proceso de producción de salsa de tomate.
Efectuar la Evaluación Técnica y Económica del proyecto para determinar la viabilidad del proyecto.
1.4.3 Acciones de la Investigación
CUADRO 1.1: Objetivos específicos y acciones de investigación
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ACCIONES
Analizar el proceso de la producción de salsa de tomate para determinar las características de las etapas de producción.
Estudiar las características generales y técnicas de la planta procesadora de salsa de tomate “Gonzales”.
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Determinar los equipos y dispositivos mecánicos, electrónicos de control y monitoreo para el diseño del sistema.
Seleccionar los dispositivos y componentes que se encuentren en función de sus características aplicables.
Realización del circuito de control y monitoreo.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ACCIONES
Establecer los algoritmos funcionales entre variables de entrada y salida para diseñar el sistema de control y monitoreo del proceso de producción de salsa de tomate.
Realizar los algoritmos de los programas de control.
Programar los equipos de control y monitoreo partiendo del software del fabricante.
Simular el sistema de control y monitoreo.
Efectuar la Evaluación Técnica y Económica del proyecto para determinar la viabilidad del proyecto.
Evaluar el hardware y software técnicamente.
Verificar la validez de los componentes en el mercado local.
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Realizar el cálculo de los indicadores económicos del proyecto.
Elaboración: Propia.
1.5 JUSTIFICACIÓN
1.5.1 Justificación Técnica
El presente proyecto de grado se justifica técnicamente por que el grado de avance tecnológico en módulos y
componentes que existen en el mercado local permite su realización.
1.5.2 Justificación Social
El sistema propuesto se justifica socialmente porque al aumentar la producción de salsa de tomate, permitirá también que
la empresa trabaje en conjunto con habitantes de la zona, ya sea para su distribución, comercialización y/o consumo
respectivo dentro de la localidad o fuera de ella, permitiendo lograr beneficios yasea para la misma empresa como
también para los habitantes de la zona realizando trabajos con mayor seguridad.
1.5.3 Justificación Económica
El proyecto se justifica económicamente porque al lograr mejorar en cantidad y calidad del producto también se logrará
mejorar los ingresos tanto de la empresa como de los proveedores locales de materia prima.
1.6 LÍMITES
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1.6.1 Límites del proyecto
Este proyecto utilizará sensores de temperatura, presión, nivel, humedad, que acondicionarán a los actuadores del
sistema por medio de las unidades controladoras.
1.7 ALCANCE
1.7.1 Alcance Temático
Por las características del Proyecto, se tomarán en cuenta los conocimientos de:
Áreas de sistema de control (control de procesos, autómatas programables).
El monitoreo se define como de conjunto de procesos que permite controlar a distancia los procesos industriales, de
forma remoto y computarizada, donde un usuario o una maquina controla los diferentes procesos que sedan en una
fábrica.
La principal función del monitoreo es la centralización del control de procesos fuera del área de control o fuera de
maquina a controlar. En el monitoreo actúan tanto las personas como las máquinas. De esta separación del control
hombre máquina, puede ver las dos diferencias claras de monitoreo, monitoreo activo o control manual.
2.5.2.1 Sistema de monitoreo - diagnostico
Elementos que lo componen:
Módulo de carga del programa.
Módulo de comunicaciones
Módulo Herramienta Supervisor- Diagnosticador basado en PC
Un ejemplo se muestra como se realiza la interface hombre maquina de un software de supervisión y control en la figura
2.14:
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FIGURA 2.14: interfaz Hombre- Máquina. Fuente:(www-28).
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CAPÍTULO 3. MARCO PRÁCTICO
CAPÍTULO 3. MARCO PRÁCTICO
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3.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ACTUAL DE LA PRODUCCIÓN DE SALSA DE TOMATE,
CONTROL Y MONITOREO.
3.1.1 Diagnóstico del proceso actual de la empresa Gonzales
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FIGURA 3.1: Proceso actual de la salsa de tomate en la empresa. Gonzales. Fuente: Elaboración propia.
Para tener una mejor comprensión de la funcionalidad del sistema actual del diagrama de bloques de la figura 3.1. En la
figura 3.2 se dará detalle el proceso general de funcionamiento mediante diagrama de flujo:
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FIGURA 3.2: Flujograma general de funcionamiento. Fuente: Elaboración propia.
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FIGURA 3.3: Flujograma general de funcionamiento. Fuente: Elaboración propia.
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FIGURA 3.4: Flujograma general de funcionamiento. Fuente: Elaboración propia.
La descripción es la siguiente:
1. Recepción y preparación del producto: Consiste en cuantificar el tomate que entrará al proceso para determinar el
rendimiento:
FIGURA 3.5: Tomates para la elaboración. Fuente: Catálogos de la Empresa Gonzales.
Los tomates se preparan en canastillos para medir el peso de las mismas. Aproximadamente unos 100 kg como se observa
en la figura 3.5. La recepción debe hacerse en recipientes adecuados y limpios, y con ayuda de una balanza de piso como se
observa en la figura 3.6.
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FIGURA 3.6: Pesaje de tomates en recipiente. Fuente: Catálogos de la Empresa Gonzales.
2. Lavado: Los tomates se lavan con agua. Un buen lavado asegura la eliminación de la suciedad, restos de pesticidas y
microorganismos superficiales.
En la figura 3.7 se observa el modelo de máquina lavadora actual en la Empresa Gonzales.
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FIGURA 3.7: Máquina lavadora marca JIMEI. Fuente: Catálogos de la Empresa Gonzales.
3. Transportado y triturado: una vez terminado el proceso de lavado, los tomates se transportan en canastillos hasta el
molino de martillo encargado por personal de trabajo.El molino de martillo se hará cargo de la trituración de todos los
tomates en el lapso de 10 minutos para pasar luego a la siguiente etapa.
En la figura 3.8 se observa el molino de martillo actual de la Empresa Gonzales.
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FIGURA 3.8: Molino de martillo marca JOSOKAWA. Fuente: Catálogos de la Empresa Gonzales.
4. Despulpado: Se hace con un despulpador o una licuadora industrial. En el segundo caso, la pulpa se debe colar para
separar las cáscaras y semillas.
En la figura 3.9 se observa la despulpadora actual de la Empresa Gonzales.
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FIGURA 3.9: Despulpadora marca AMS. Fuente: Catálogos de la Empresa Gonzales.
5. Concentrado: La pulpa se cocina por un tiempo de 30 minutos, a una temperatura de 95 °C, agitando suave y
constantemente. El tiempo de cocción estará determinado por la concentración final que se desee, por lo general entre 25 y
30 °Brix. En esta parte se agrega sal en una proporción del 2%, con relación al peso de la pulpa, es decir, a 100 Kg. de pasta
elaborada, se deben de agregar 2 Kg. de sal. También pueden agregarse condimentos tales como, ajo, orégano y
albahaca. En la figura 3.10 se observa la concentradora de tomate actual de la Empresa Gonzales.
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FIGURA 3.10: Concentradora LONGQIANG. Fuente: Catálogos de la Empresa Gonzales.
6. Embotellado y tapado: El envasado se hace en frascos o botellas de vidrio. La salsa se chorrea a una temperatura
mínima de 90C. Esta empieza a llenar las botellas con salsa removiéndose internamente con un agitador de 70 rpm, para su
posterior llenado.En la figura 3.11 se observa la máquina embotelladora actual de la Empresa Gonzales.
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FIGURA 3.11: Embotelladora marca VICMAN. Fuente: Catálogos de la Empresa Gonzales.
7. Esterilizado: Se hace para eliminar los microorganismos que pudieran haber sobrevivido a las temperaturas del proceso y
así garantizar la vida útil del producto. El pasteurizado se hace calentando los envases a 95 °C por 10 minutos, esta
esterilización se realiza mediante transfusión de calor el cual consiste en depositar las botellas en la esterilizadora llena de
agua, entonces al calentar el agua, se produce un cambio de temperatura donde el concentrado de tomate se calienta
eliminando así bacterias y microorganismos vivientes.
En la figura 3.12 se observa la Máquina esterilizadora actual de la Empresa Gonzales.
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FIGURA 3.12: Esterilizadora marca CRS. Fuente: Catálogos de la Empresa Gonzales.
8. Etiquetado y almacenado: Consiste en el pegado de etiquetas, luego son almacenados dentro de un depósito fresco y
oscuro como se observa en la figura 3.13:
3.1.2.3 Consistencia de la salsa de tomate.
En la figura 3.16 se puede apreciar la consistencia que posee la salsa de tomate producida en la empresa Gonzales:
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FIGURA 3.16: Consistencia de salsa actual. Fuente: Elaboración propia. CUADRO 3.1: Características de la consistencia de salsa de tomate.
Ingredientes Cantidad (Kg) Mezcla (%)
Acido cítrico 2 1.22
Tomates 44 87.16
Azúcar 10 9.17
Sal 2 1.22
Especias 2 1.22
Total 60 100
Fuente: Catálogo de la Empresa Gonzales. Entonces por cada 100 kg de tomates obtenemos 60 kg de salsa de tomate los cuales son embotelladas en envases de
500g. Dándonos un total de 230 botellas de salsa por proceso
3.1.3 Descripción del sistema propuesto para procesamiento de salsa de tomate.
Consistencia de la salsa de tomate Acido cítrico = 1,22%
Tomates = 87,16%
Azúcar = 9,17%
Sal = 1,22%
Especias = 1,22%
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FIGURA 3.13: Sistema propuesto para la elaboración de salsa de tomate. Fuente: Elaboración propia.
Para tener una mejor comprensión de la funcionalidad del diagrama de bloques se desarrolla en la figura 3.18 el
flujograma general de funcionamiento propuesto.
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FIGURA 3.14: Flujograma general de funcionamiento propuesto. Fuente: Elaboración propia.
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FIGURA 3.15: Flujograma general de funcionamiento propuesto. Fuente: Elaboración propia.
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FIGURA 3.16: Flujograma general de funcionamiento propuesto. Fuente: Elaboración propia.
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FIGURA 3.17: Flujograma general de funcionamiento propuesto. Fuente: Elaboración propia.
A continuación se verá una descripción general de cada uno de los bloques que conforman el sistema propuesto para la
elaboración de salsa de tomate:
1. Recepción y preparación del producto: Consiste en cuantificar el tomate que entrará al proceso para determinar el
rendimiento: aproximadamente 250 kg donde un sensor infrarrojo establecerá la cantidad de tomates que se utilizarán para el
proceso. Al tener el tanque lleno, el sensor se activará y mandará una señal de mando para abrir la compuerta y descargar
los tomates en la lavadora. El proceso se descarga se repetirá cada 15 minutos.
2. Lavado: La llave de paso de la lavadora contará con una electroválvula, la cual se accionará cuando esta funcione para
permitir el paso de agua. El proceso de lavado tendrá un tiempo de 60 minutos donde la lavadora posee un rotor de
centrifugado el cual gira para que los tomates desprendan la suciedad con mayor facilidad. Culminado este tiempo la
lavadora se detendrá automáticamente y la electroválvula cerrará el paso del agua.
3. Transportado: En este proceso la cinta transportadora se encargara de mover todos los tomates desde la lavadora hasta
la trituradora, reemplazando el método manual el cual consistía en transportar los tomates en canastillos. La cinta funcionará
60 minutos
4. Triturado: La trituradora se encenderá 30 segundos después de que se haya iniciado el proceso de lavado y transportado.
Los tomates serán triturados de forma continua hasta que culminen los 60 minutos. En caso de emergencia por ejemplo un
rebalse en el estanque de la trituradora, un sensor de nivel ubicado en la parte superior del estanque y una alarma
audiovisual que mostrará el proceso en estado crítico, se encargarán de detener el proceso de transportado para que de esta
forma no ingresen mas tomates en la trituradora.
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5. Despulpado: La despulpadora se encenderá 60 segundos después de que se haya iniciado el proceso de lavado y
transportado. El despulpado se inicia cuando la electroválvula se abre para recibir los tomates triturados y depositarlo en el
tanque de despulpado para realizarla etapa correspondiente. El proceso tendrá una duración de 30 minutos y mientras esto
sucede una bomba de agua eléctrica se encargara de permitir que la salsa fluya por el ducto que conecta la despulpadora y
la concentradora para que se llene este último. El tanque de la despulpadora poseerá un sensor de nivel y una alarma
audiovisual de emergencia, esto más que todo es para evitar rebalse en el tanque de despulpado, si esto sucede la
electroválvula cerrará el paso de tomate despulpado para así evitar que se siga llenado el tanque hasta que el sensor deje de
detectar la salsa para continuar el proceso.
6. Concentrado: La concentración de la salsa se inicia una vez acabada la etapa de despulpado; toda la salsa liquida se
extrae mediante una bomba de agua eléctrica, que permitirá la fluidez de esta hacia el tanque de la concentradora y una
electroválvula que supervisara la fluidez de la misma. En esta se encenderá el calefactor de la máquina y el agitador interno
de 70 rpm.
El sensor de temperatura se encargará de controlar la temperatura del tanque, lo cual si existe un alto grado de calor
sobrepasando los 95ºC, la concentradora activará una alarma audiovisual señalando que la temperatura está en estado
crítico.
Un sensor de nivel colocado en la parte superior de la concentradora evitara el llenado excesivo de salsa en el tanque.
Cuando esto suceda, inmediatamente se activará electroválvula ubicada en el ducto que conecta la concentradora con la
despulpadora. Impedirá el paso de salsa excesiva deteniendo la bomba de agua eléctrica.
El proceso tendrá un tiempo de duración de 30 minutos donde la salsa se procesará a la eliminación de bacterias dentro de
la salsa con una temperatura de 95ºC. Una vez terminado el proceso, inmediatamente se apagará el agitador de la
despulpadora y el calefactor, además de la bomba de agua de entrada y del la electroválvula.
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Posterior a eso, se enciende la bomba de agua de salida y la electroválvula que se encuentra situado entre el ducto de la
concentradora y el tanque auxiliar de salsa concentrada para permitir que toda la salsa concentrada se deposite en el tanque
auxiliar y así permitir que el proceso desde la etapa de recepción hasta la concentración se repita nuevamente.
7. Tanque auxiliar: Tendrá la función de recibir toda la salsa concentrada en la etapa de concentración y vaciarse en el
tanque de la embotelladora en el tiempo de 5 minutos. Esta etapa más que todo es para permitir que el proceso que
comienza desde la etapa de recepción hasta la concentración se repita nuevamente.
8. Embotellado: En este proceso la embotelladora contendrá dos sensores de nivel, su funcionamiento será: el sensor de
nivel bajo permitirá que la maquina embotelladora se encienda procediendo a embotellar la salsa. El sensor de nivel alto
supervisará el estado de funcionamiento de la motobomba y la electroválvula, cuando este se encuentre activo entonces
detendrá la motobomba y la electroválvula se cerrará para evitar que el tanque de la embotelladora rebalse. El proceso
finalizará cuando e sensor de nivel bajo ya no detecte la presencia de salsa en el tanque.
9. Tapado: En el proceso de tapado contará con 2 sensores infrarrojos donde: el primer sensor ubicado en la parte inicial de
la cinta transportadora, encenderá la máquina que transportará las botellas y el segundo sensor ubicado en la parte central
de la tapadora se encargará de tapar las botellas activando el pistón de tapado.
El proceso finalizará cuando el sensor infrarrojo de la tapadora al no detectar más botellas que tapar, iniciara el conteo de 15
segundos de espera, pasado este tiempo automáticamente finalizará la etapa de tapado.
10. Esterilizado: En esta etapa, todas las botellas que fueron tapadas se dirigirán hacia la esterilizadora. Para que se inicie
el proceso de 3 minutos de duración, el sensor de presencia ubicado en la tapadora activara un conteo de auto apagado de
15 segundos, esto es para indicar que todas las botellas fueron ya tapadas. Pasado este tiempo se procederá a activar las
lámparas ultravioletas en el recipiente de la esterilizadora que proporcionarán una eliminación con mayor poder germicida.
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Esto se debe a que la mayoría de las bacterias vivientes en alimentos naturales son vulnerables a la radiación ultravioleta en
un tiempo determinado “3 minutos”, lo cual este método reemplaza a la función anterior de eliminación por transferencia de
calor mediante agua. El proceso se repetirá 3 veces cada 8 minutos. Al finalizar los 3 últimos minutos, se encenderá una
alarma audiovisual que indicará la finalización de la etapa de esterilizado.
11. Etiquetado y almacenado: Consiste en el pegado de etiquetas. Se la realiza con un etiquetador manual portable. El
producto se coloca en cajas de cartón, y estas cajas se almacenan en un lugar fresco, seco y oscuro, hasta su distribución.
El proceso total tendrá un tiempo de 2 horas de elaboración de salsa.
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En el cuadro 3.2 se puede observar el sistema propuesto en base a un diagrama de tiempo que muestra los tiempos que ocupan cada
una de las etapas para la elaboración de salsa de tomate.
CUADRO 3.2: Diagrama de tiempo del sistema propuesto.
Elaboración: Propia.
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3.2 SELECCIÓN DE EQUIPOS Y DISPOSITIVOS DEL SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO
PARA EL PROCESAMIENTO DE SALSA DE TOMATE
3.2.1 Selección de sensores
Los sensores que se seleccionarán tendrán las características técnicas acorde a la operatividad del sistema.
3.2.1.1 Sensor de Temperatura
En el cuadro 3.3 se puede observar las características específicas de las 3 alternativas
CUADRO 3.3: Características específicas de los sensores de temperatura.
Características Alternativa 1 Alternativa2
Procedencia EUROPEA USA
Marca MANYYEAR BAO
Modelo / Tipo Termopar Sensor NTC
Gama de temperatura 80 - 150ºC 50 - 150ºC
Tensión Vcc. 24 24
Potencia W. 30 30
Entrada/ Salida Análoga/Digital Análoga /Análoga
Precisión 0.5ºC 1ºC
Dimensiones 70x70x50mm 90x80x55mm
Stop de pantalla Display -
Elaboración: Propia.
Se seleccionó el dispositivo de la alternativa 1 debido al siguiente criterio y necesidades:
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Como el proyecto se enfoca en procesos industriales los termopares son ideales para este tipo de control de
temperaturas
La temperatura a controlar en la etapa de concentración es de 95ºC y su precisión debe es de 0.5ºC, mucho más
cercano a la temperatura.
Posee un Display de salida que permite visualizar la condición de temperatura a la que se encuentra sometida.
Tipo de entrada análogo/digital.
Tensión de alimentación de 24 Vcc, compatible con el PLC.
El sensor de temperatura a utilizar se muestra en la figura 3.22:
FIGURA 3.22: Sensor de temperatura Marca MANYYEAR. Fuente: Catálogo MANYYEAR.
3.2.1.2 Sensor de nivel
En el cuadro 3.4 se puede observar las características específicas de las 2 alternativas de sensores de nivel:
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CUADRO 3.4: Características específicas de los sensores de nivel.
Características Alternativa 1 Alternativa 2
Procedencia U.S.A EUROPEA
Marca VIGNOLA MANYYEAR
Modelo / Tipo Sensor de nivel Sensor de nivel
Temperatura máx. 150ºC 200ºC
Tensión Vcc. 24 24
Nivel de Viscosidad cps 100.000 50.000
Presión máxima 15 Bar 15 Bar
Material Acero inoxidable Acero inoxidable
Dimensiones 100x60x40mm 90x50x45mm
Elaboración: Propia.
Se seleccionó el dispositivo de la alternativa 1 debido al siguiente criterio:
Sensor con capacidad de sumergirse dentro de tanques y detectar sustancias viscosas debido a su material de
acero inoxidable y soportar temperaturas de hasta 150ºC.
Nivel de sensibilidad de material viscoso a unos 100.000 cps (Centipoise)
Dimensiones de mayor tamaño lo que le provee robustez ante temperaturas altas.
Tensión de alimentación de 24Vcc, compatible con el PLC.
El sensor de nivel a utilizar se muestra en la figura 3.23:
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FIGURA 3.23: Sensor de nivel marca VIGNOLA. Fuente: Catálogo VIGNOLA.
3.2.1.3 Sensor infrarrojo
En el cuadro 3.5 se puede observar las características específicas de las 2 alternativas de sensores infrarrojos:
CUADRO 3.5: Características específicas de los sensores infrarrojos
Características Alternativa 1 Alternativa 2
Procedencia USA USA
Marca SHOTEC OEM/COWELL
Modelo / Tipo Sensor infrarrojo Sensor infrarrojo
Tensión Vcc. 5 a 24 5 a 24
Material Plástico Plástico
Amperaje 2 3
Distancia de inducción 300mm 400mm
Dimensiones 29.5 x 13 x 21.6 mm 80 x 60 x 30 mm
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Elaboración: Propia. Se seleccionó el dispositivo de la alternativa 1 debido al siguiente criterio:
Distancia de inducción de 300mm (30cm), necesario para controlar el paso de botellas con salsa.
Dimensiones de menor tamaño de medidas 29.5x13x21.6 mm. Lo cual ocupará menos espacio para su instalación.
Mayor resistencia al consumo de amperaje.
Tensión de alimentación de 24Vcc, compatible con el PLC.
El sensor infrarrojo a utilizar se muestra en la figura 3.24:
FIGURA 3.24: Sensor infrarrojo SHOTEC. Fuente: Catalogo SHOTEC.
3.2.2 Selección de Actuadores
3.2.2.1 Alarma Audiovisual
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En el cuadro 3.6 se puede observar las características específicas de las 2 alternativas de alarmas:
CUADRO 3.6: Características específicas de las alarmas audiovisuales.
Características Alternativa 1 Alternativa 2
Procedencia CHINA CHINA
Marca WENK De Oriente
Tipo Alarma Alarma audiovisual
Fuente de energía Dc12v, o 24v ac220v Dc12v, o 24v ac220v
Volumen de alarma 80db 100db
CUADRO 3.6: Características específicas de las alarmas audiovisuales
Características Alternativa 1 Alternativa 2
Intensidad de luz 1 cd x 5cm 2 cd x 10cm
Tipo de sonido zumbido zumbido
Corriente de trabajo 50 ma 50 ma
Temperatura ambiente 0 – 100ºC 0-100ºC
Peso 1kg 0.5kg
Tamaño 50x120mm 38x95mm
Elaboración: Propia. Se seleccionó el dispositivo de la alternativa 2 debido al siguiente criterio:
La alarma además de enviar una señal de zumbido envía una señal de visualización de alarma facilitando que en
las instalaciones sea observado.
El volumen alcanza una potencia de 100db, ideal para que toda la instalación sea escuchada.
La intensidad de luz llega a las 2 candelas (cd) por 10cm.
Posee un peso menor al de la alternativa 1 que es de 0.5Kg de diferencia.
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El tamaño llega a los 38x95mm ocupando menos espacio para su instalación.
Tensión de alimentación de 24Vcc, compatible con el PLC.
La alarma audiovisual a utilizar se muestra en la figura 3.25:
FIGURA 3.25: Alarma audivisual De Oriente. Fuente: Catálogo de Oriente.
3.2.2.2 Electroválvula
En el cuadro 3.7 se puede observar las características específicas de las 2 alternativas de electroválvulas:
CUADRO 3.17: Características específicas de las electroválvulas.
Características Alternativa 1 Alternativa 2
Procedencia Texas USA
Marca BRAY ELCVA
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Modelo / Tipo Válvula de globo Válvula mariposa
Material Aluminio Cobre
Presión máxima 300 bar 300 bar
Potencia W 500 500
Tensión Vcc. 24 24
Peso 800g 500g
Diámetro de puerto 100x100mm 90x90mm
Elaboración: Propia. Se seleccionó el dispositivo de la alternativa 1 debido al siguiente criterio:
Capacidad máxima de 300 bares, ideal para resistir presión de fluidos líquidos viscosos.
Posee un peso de 800g, más pesado debido al material que lo compone.
El diámetro del puerto es de 100x100mm, ideal para permitir el paso de sustancias liquidas y viscosas de tomate.
La electroválvula a utilizar se puede observar en la figura 3.26:
FIGURA 3.26: Electroválvula
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marca BRAY. Fuente: Catálogo BRAY.
3.2.2.3 Foco ultravioleta
En el cuadro 3.8 se puede observar las características específicas de las 2 alternativas de focos ultravioletas:
CUADRO 3.8: Características específicas de los focos ultravioletas.
Características Alternativa 1 Alternativa 2
Procedencia EUROPEA USA
Marca ORTEC MAXW
Modelo / Tipo Foco UV Foco UV
Potencia W 1000 4000
Tensión Vac. 220 220
Material Cuarzo Vidrio
Amperaje 2A 1ª
Eficiencia luminosa 20 lm/W 10 lm/W
Longitud 300mm 300mm
Elaboración: Propia. Se seleccionó el dispositivo de la alternativa 1 debido al siguiente criterio:
Permite una esterilización o eliminación de bacterias sobrevivientes de manera más segura, efectiva y rápida para
todo tipos de alimentos con tratamientos industriales.
Mayor resistencia de amperaje que soporta los 2A.
El cuarzo emite un 30 % de luz más blanca y brillante permitiendo que el proceso de esterilizado sea mucho más
rápido.
Poco consumo de potencia que oscila en los 1000W.
La lámpara ultravioleta a utilizar se puede observar en la figura 3.27:
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. FIGURA 3.27: Foco ultravioleta ORTEC. Fuente: Catálogo ORTEC.
3.2.3 Unidad de Control
Es importante saber qué tipo de unidad controladora se debe utilizar para controlar procesos industriales, en este caso,
para la elaboración de salsa de tomate.
Es por ello que se realizo la selección de las siguientes alternativas, como se muestra en el cuadro 3.9:
CUADRO 3.9: Características específicas de las unidades controladoras.
Características Alternativa 1 Alternativa 2
Marca S7-200 ARRAY
Modelo / Tipo CPU 266 AF_20 MR
Tensión Vac. 24Vcc/240Vac 24Vcc/240Vac
Memoria de programa 4096 palabras 2048 palabras
Tamaño 190 mm x 80 mm x 62 mm 126 mm x 90mm x 58mm
Tipo de E/S Análogo/Digital Análogo/Digital
E/S físicas 24 E/ 16 S 12 E / 8 S
Unidad remota máx. 7 5
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Pantalla - Display
Reloj de tiempo real Si Si
Puerto de comunicación USB –RS 485 RS232 –RS 485
Memoria EEPROM EEPROM
Elaboración: Propia. 3.2.3.1 PLC SIMATIC S7-200
Se ha escogido el autómata programable o controlador lógico SIMATIC S7-200 modelo CPU 226 con respecto al PLC
ARRAY LOGIC para la realización de este proyecto ya que presenta las siguientes necesidades:
El PLC SIMATIC S7 200 es una marca conocida y muy utilizada por su verticalidad y facilidad.
Es un PLC de uso netamente industrial.
Consta de 24 entradas y 16 salidas físicas el modelo CPU 226 con una ampliación de hasta 7 unidades remotas.
Opera con 256 relés internos
Conexión a E/S analógicas y digitales.
Comunicación por puerto estándar RS-485 adaptado a USB lo cual le provee una velocidad de transferencia de datos
comprendida entre 1,2 y 187,5 kbits/s.
Conexión a Industrial Ethernet vía módulo dedicado con conexión a internet mediante módulo correspondiente
Pequeño y compacto, ideal para aplicaciones de donde se cuenta con reducido espacio.
Extensa funcionalidad básica uniforme en todos los tipos de CPU
Alta capacidad de memoria
Extraordinaria respuesta en tiempo real; la posibilidad de dominar en cualquier instante todo el proceso permite
aumentar la calidad, la eficiencia y la seguridad
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Manejo simplificado gracias a software de fácil uso STEP7-Micro/WIN, ideal tanto para novados como para expertos.
Posee Software de paquete: el STEP 7-Micro/WIN con librería Add-on Micro/WIN
Una gama de sistema que convente, para un dimensionamiento exactamente adaptado a la aplicación y resuelto de
forma óptima.
El PLC ARRAY también puede ser utilizado de la misma manera que el PLC ARRAY, la desventaja seria que se
necesitaría un modulo de expansión ya que el proyecto consta de 12 actuadores, lo cual implicaría un gasto extra al
adquirir el modulo de expansión.
Gracias a su diseño compacto, su capacidad de ampliación, su bajo costo y su amplio juego de operaciones, los Micro-
PLCs S7-200 son especialmente apropiados para solucionar tareas de automatización sencillas. Además, los diversos
tamaños y fuentes de alimentación de las CPUs ofrecen la flexibilidad necesaria para solucionar las tareas de
automatización.
En la figura 3.31 se puede observar la imagen del PLC
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FIGURA 3.10: PLC S7-200 Fuente: http://www.siemens.com/s7-200.
Además es un equipo autónomo compacto que incorpora una unidad central de procesamiento (CPU), una fuente de
alimentación, así como entradas y salidas digitales donde:
La CPU ejecuta el programa y almacena los datos para la tarea de automatización o el proceso.
El sistema se controla mediante entradas y salidas digitales (E/S). Las entradas vigilan las señales de los dispositivos
de campo (p.ej. sensores e interruptores), mientras que las salidas supervisan las bombas, motores u otros aparatos
del proceso.
La fuente de alimentación suministra corriente a la CPU y a los módulos de ampliación conectados.
El (los) puerto(s) de comunicación permite(n) conectar la CPU a una unidad de programación a otros dispositivos que