Proyecto de Aplicacion

3 de Julio de 2015

ELECTRONICA INDSUTRIAL PROYECTO APLICATIVO

LABORATORIO N8

INTEGRANTES GUEVARA MARTINEZ, MARCO ANTONIO HERNANDEZ CABREJOS, DIEGO SIEDEN ROJAS, LUIS FELIPE

Proyecto De Aplicacin

PROYECTO DE APLICACION

1. OBJETIVOS:

- Disear un sistema de suministro y proteccin electrnica.

- Emplear en su diseo las normativas vigentes.

- Demostrar el funcionamiento del sistema LADDER.

2. DESCRIPCIN DE LA PROBLEMTICA:

CASO: ESTACION DE BOMBEO

Una estacin de bombeo de agua para la planta industrial cuenta con 6 bombas

acopladas a motores trifsicos segn se muestra en la siguiente figura.

Figura 1. Estacin de Sobrepresin

La presin en la red de distribucin est asegurada por 5 bombas, arrastradas

por motores asncronos de 45 KW. Cada bomba vierte 100 m3/h con una

presin de 10 bares.

Adems, la importancia logstica de defensa contra incendios exige que la

estacin pueda garantizar un caudal de 300 m3/h a 1 bar de presin. Unas

vlvulas permiten equilibrar los caudales en funcin de las prdidas de cargas

ligeramente distintas en cada salida, y el aislamiento de las bombas para las

operaciones de mantenimiento.


3. REALIZACION DEL PROYECTO:

3.1. DISEO DEL CIRCUITO:

Para el diseo del circuito se emple el software AUTOMATION STUDIO

5.2. . Este programa permite realizar y simular circuitos elctricos,

electrnicos, neumticos e hidrulicos, teniendo en cuenta que tambin se

puede combinar formando as un sistema como una red de circuito

cerrado.

Figura 2. Automation Studio 5.2

SISTEMA HIDRULICO:

Se inici por disear el circuito hidrulico de bombeo, el cual consta de 5

bombas con sus respectivos accesorios de medicin y proteccin

accionados por un motor elctrico. Los dispositivos usados son:

BOMBA CENTRIFUGA:

- Vlvula de seguridad.

- Caudalmetros.

- Manmetros.

- Caudalmetros y manmetros con accionamiento de contactos.


Figura 3. Sistema Hidrulico de Bombeo.

SISTEMA ELECTRICO:

El sistema elctrico es el encargado de activar el circuito para el ingreso

del flujo de Agua, mediante el accionamiento de un sistema mecnico, la

electrobomba. Contiene dos etapas:

ETAPA DE FUERZA:

Esta etapa es la que controla y protege directamente al motor, trabajo con

altos voltajes y con seales trifsicas. Est conformado por los fusibles,

interruptores termomagneticos, contactores y rels trmicos.


Figura. 4. Esquema Elctrico de Fuerza

ETAPA DE CONTROL:

Controla indirectamente el sistema, se compone de contactos

normalmente abiertos o cerrados, los cuales operan como enclavamiento.

Figura 5. Circuito de control mediante entradas y salidas del PLC


Figura 6. Circuito LADDER de control.


3.2. CONDICIONES Y PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE

BOMBEO.

Las bombas suministran caudal de acuerdo a la cantidad de consumo de

agua de esta manera se accionara de 1 a 5 bombas en paralelo, segn el

circuito esta condicin se representa por una vlvula regulable de flujo 1 al

100% de apertura.

Figura 7. Dispositivos hidrulicos de control y medicin.

El tiempo de vida para las bombas debe ser el mismo, esto significa que la

cantidad de tiempo total debe ser repartido entre las 5 bombas, el siguiente

circuito demuestra esta condicin mediante el uso de TIMERS.

Figura 8. Circuito de Control mediante TIMERS.


REQUERIMIENTOS:

Garantizar una distribucin sin corte con una presin suficiente (5 a 7

bares).

Garantizar un caudal mnimo de 40 m3/h en horas bajas, hasta un

caudal mximo en horas punta.

Eliminar cualquier golpe de ariete que pueda acarrear la fatiga

prematura de las instalaciones hidrulicas, y limitar las cadas de

tensin en el arranque de cada bomba.

Repartir la carga en las distintas bombas de modo que tengan un

envejecimiento homogneo.

Garantizar el funcionamiento automtico de la instalacin, sin

presencia humana, y poder por lo tanto disponer a distancia de todos

los datos tiles para la supervisin.

4. PLANIFICACION:

4.1. RECURSOS REQUERIDOS

A. PERSONAL:

CANTIDAD ESPECIALIDAD

01 Supervisor Mecnico Elctrico

01 Tcnico Mecnico

01 Tcnico Elctrico

01 Maestro de Obra

05 Ayudantes


B. MATERIALES:

C. HERRAMIENTAS Y EQUIPOS:

DESCRIPCION CANTIDAD UNIDAD

Bolsas de cemento 50 UN

Arena Fina - M3

Hormign - M3

Ladrillo / Pared - UNID

Ladrillo / Techo - UNID

Casco 6 UNID

Zapatos de Seguridad 6 UNID

Mameluco 6 UNID

Guantes de Cuero 6 UNID

Lijas de Agua de 150 2 UNID

Lijas de Agua de 200 2 UNID

Cinta aislante negra 1 UNID

DESCRIPCION CANTIDAD UNIDAD

Soplador Aspirador Bosch GBL 800E 1 UNID

Juego de llaves mixtas mtrico Stanley

7 24 mm 1 UNID

Juego de llaves mixtas pulgadas Stanley

3/8 1 1 UNID

Llave inglesa Atorn 1 UNID

Alicate Universal Atorn 1 UNID

Alicate punta Atorn 1 UNID

Alicate para anillos de retencin Atorn 1 UNID

Alicate de presin Atorn 1 UNID

Juego de gancho extractor Atorn 1 UNID

Juego de llave Allen Stanley 8 piezas 1 UNID

Probador de corriente en bornera Stanley 1 UNID

Juego de Destornilladores Atorn 10

piezas 1 UNID

Vernier 1 UNID

Multimetro Meterman 37XR 1 UNID


4.2. PRESUPUESTO:

En este presupuesto se ha incluido los costos de los equipos de potencia

que van a ser utilizados en este proyecto, como es el caso del variador de

velocidad SINAMICS 120 de la marca SIEMENS, que va a ser el que se

encargue de la variacin de la frecuencia del motor y por ende de su

velocidad, con esto se lograra proporcionar el caudal requerido que

suministrara la bomba. Tambin tenemos otros dispositivos que trabajaran

a la par con el variador tales como el Interruptor Automtico Trifsico, La

Reactancia De Conmutacin Trifsica, el Fusible Ultra Rpido, entre otros

equipos ms. Tambin se requiere la compra de un PLC para la

automatizacin del proceso, esto adems evita la contratacin de personal

para la verificacin del funcionamiento del sistema, con el tiempo toda esta

inversin ser recuperada.


ESTACIN DE BOMBEO

Item Cant Dispositivo Empresa Unid. Euros Dlares Soles Total

1 3

TUBO ACERO NEGRO ELECTROS. REDONDO 1 " x 1.5 mm x 6 m

ACEROS Y FIERROS INDUSTRIALES S.A.C.

UND 7,62 $ 9,89

S/. 29,08 S/. 87,23

2 3

TUBO ACERO NEGRO ELECTROS. REDONDO 1/2" x 1.5 mm x 6 m

TRADIS.A. UND 2,72 $ 3,53

S/. 10,38 S/. 31,13

3 2 CODO ACERO NEGRO 1/2" X 90 - MARCA CIFUNSA CORPORACIN LA SIRENA S.A.C. UND 1,14 $ 1,48 S/. 4,35 S/. 8,70

4 8 UNIONES EN T 1/2" - MARCA CIFUNSA CORPORACIN LA SIRENA S.A.C. UND 9,17 $ 35,00 S/. 102,90 S/. 823,20

5 5 BOMBA CENTRIFUGA 100 m3 - 10 bar POMPETRAVAINI UND 577,68 $ 750,00 S/. 2.205,00 S/. 11.025,00

6 4

REDUCTOR DE 1" A 1/2" ACERO NEGRO ELECTROS. REDONDO

ACEROS Y FIERROS INDUSTRIALES S.A.C.

UND 8,39 $ 10,89

S/. 32,02 S/. 128,07

7 10 VLVULA DE BOLA INOX - 3 PIEZAS SALVADOR ESCODA S.A. UND 41,65 $ 54,08 S/. 159,00 S/. 1.589,95

8 5 MOTOR TRIFSICO 380V/60HP/60HZ/4 polos SIEMENS UND 770,24 $ 1.000,00 S/. 2.940,00 S/. 14.700,00

9 5 VARIADOR DE VELOCIDAD SINAMICS G120 - 75HP/110A SIEMENS UND 5.616,31 $ 7.291,66 $ 21.437,47 S/. 107.187,35

10 5

REACTANCIA DE CONMUTACIN TRIFSICA 129A/380-600V

SIEMENS UND 401,87 $ 521,74 $ 1.533,93

S/. 7.669,65

11 5 TARJETA DE MEMORIA MMC SIEMENS UND 68,64 $ 89,12 $ 262,00 S/. 1.310,00

12 5 FUSIBLE ULTRA-RAPIDO SITOR In = 200A SIEMENS UND 61,30 $ 79,59 $ 234,00 S/. 1.170,00

13 5

INTERRUPTOR AUTOMTICO TRIFSICO Sobrecarga = 160-200A

SIEMENS UND 276,10 $ 358,45 $ 1.053,86

S/. 5.269,30

14 2 Rel Trmico - LRD12 - Rel, Sobrecarga, 5,5-8 A SCHNEIDER ELECTRIC /

TELEMECANIQUE UND 35,11 $ 45,58

S/. 134,00 S/. 268,00

15 2 Contactor - LC1D12 - 3, 12 A AC-3, 25 A AC-1 ABB UND 47,16 $ 61,22 S/. 180,00 S/. 360,00

16 1 Temporizador Neumtico Retardo On Delay

SCHNEIDER ELECTRIC / TELEMECANIQUE

UND 51,87 $ 67,35

S/. 198,00 S/. 198,00

17 2 Riel Omega Ranurado De 2mt (35mmx75mm) YHZ UND 44,54 $ 57,82 S/. 170,00 S/. 340,00

18 6 Bornera Conexin Color Gris (AVK-6) KLEMSAM UND 0,94 $ 1,22 S/. 3,60 S/. 21,60

19 1 Terminal De Punta YHZ UND 2,62 $ 3,40 S/. 10,00 S/. 10,00

20 1 Coductor Indeco 14 AWG 380 V INDECO UND 21,48 $ 27,89 S/. 82,00 S/. 82,00


21 2 Contactor Monofasico 1 Polo SCHNEIDER ELECTRIC /

TELEMECANIQUE UND 26,20 $ 34,01

S/. 100,00 S/. 200,00

22 1

PLC SIMATIC S7-200 SIEMENS

UND 7.859,58 $ 10.204,08

S/. 30.000,00

S/. 30.000,00

S/. 182.479,19

0%0%0%0%4%0%0%5%

35%

3%0%0%2%0%0%0%0%0%0%0%0%

49%

PORCENTAJE DE COSTOS

1

2

3

4

5

6

7

8

9

S/. -

S/. 5.000,00

S/. 10.000,00

S/. 15.000,00

S/. 20.000,00

S/. 25.000,00

S/. 30.000,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

DIFERENCIA DE COSTOS


5. CONCLUSIONES:

En primer lugar se deja en claro que se han logrado los objetivos planteados, se

entrega un equipo terminado, funcional y aplicativo, que fue la meta principal de

este proyecto aplicativo.

Se desarroll e implemento un circuito con los dispositivos adecuados y con las

normas establecidas por los fabricantes, para la operacin y seguridad del

sistema de bombeo siguiendo los requisitos mencionados para una buena mejora

del circuito.

Se verifico que cada dispositivo de proteccin y de control, estara bien

dimensionado con los parmetros obtenidos por las bombas y el circuito en s.

El desarrollo de este tipo de sistemas, ayuda a comprender mejor la

automatizacin de los transportes de lquidos, as como los equipos, instrumentos

y dems accesorios a tener en cuenta para el buen funcionamiento de los

sistemas de bombeo.

Se concluye el laboratorio, mencionando que como profesionales de Mecnica

Elctrica, debemos de estar debidamente preparados para afrontar este tipo de

problemtica en el campo laboral, aplicando as los conocimientos adquiridos en

esta experiencia.

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