Desarrollo

Qu son tnidos?

Los tnidos son una familia de peces predadores ocenicos que cuentan con muchos miembros muy apreciados por las pesqueras comerciales de todo el mundo. Algunos de estos tipos de peses son: el atn, el bonito o listado y el jurel; estos se consumen tanto frescos como en conserva.

AtnListadoJurel

Tipos de coccin de estos tipos de pescados a nivel industrial

A nivel industrial, se requiere cocinar grandes cantidades de pescado en el menor tiempo posible; es por eso que la coccin se hace en estructuras donde se puedan introducir de manera fcil cantidades considerables de pescado y que a la vez sea fcil de retirar dicha cantidad una vez estn cocidos. Para ello se suelen utilizar dos mtodos de coccin: coccin a vapor y coccin en agua.

En la coccin a vapor se utiliza vapor de agua para cocinar el pescado, sin sumergirlos en agua o aceite. La estructuras para este tipo de coccin suelen ser cilndricas y alargadas horizontalmente, donde se introducen el pescado ordenados en parrillas metlicas.

En la coccin en agua se sumergen los pescados en tanques de coccin una vez el agua haya alcanzado su punto de ebullicin. En este tipo de mecanismos de coccin se suele utilizar gras para introducir las parrillas metlicas en los tanques de coccin y para retirarlos una vez estn cocidos.

Tanque de coccin a vapor de la empresa GaicTech

Tanques de coccin en agua de la empresa GaicTech

Instrumentacin implcita en estos procesos automatizados de coccin de tnidosEs evidente que para la automatizacin de estos procesos es necesaria la utilizacin de dispositivos de control y supervisin que garanticen las condiciones de seguridad, calidad y eficiencia necesarias para un proceso de produccin confiable y fcil de operar.

Entre los elementos de control que se pueden utilizar en este tipo de proceso tenemos los dispositivos de maniobra: interruptores, pulsadores, electrovlvulas, contactores y rels; dispositivos para el control de variables: sensores: de temperatura (termostatos, termocuplas, RTDs), de presin (presostatos, manmetros), de nivel puntual; para la supervisin se suelen utilizar paneles de control con pantallas o displays que muestran el estado del proceso, es decir, si estn en funcionamiento las mquinas, el valor de las variables (temperatura, presin, nivel) y la activacin de alguna alarma o algn error en el sistema.

En la actualidad el control de los procesos suele realizarse a travs de dispositivos programables que permiten de una manera programar o automatizar las operaciones de las mquinas involucradas en el proceso, segn ciertas condiciones; adems facilitan la interaccin entre el usuario y el proceso, as como tambin facilitan la comunicacin entre los actuadores (salidas) y los captadores o sensores (entradas). Estos dispositivos son los PLCs.

Definicin de elementos de la automatizacin industrial que se puede emplear en la coccin automtica de tnidos

Dispositivos de maniobras

1.- Interruptores

Los interruptores son dispositivos utilizados para desviar o interrumpir el curso de una corriente elctrica. Son esenciales para el funcionamiento seguro de una red elctrica y para el control de procesos ya permiten poner en funcionamiento mquinas o apagarlas cuando sea necesario. Este accionamiento puede ser manual o automtico.

Las capacidades pueden variar segn el tipo de aplicacin y estas pueden variar desde unos pocos amperios en la parte de control, hasta miles de amperios en la parte de proteccin y distribucin.

Tipos de interruptores

a.- Interruptor basculante: Interruptor cuyo miembro de actuacin es una palanca de bajo perfil (basculador) que debe indicarse en la o las direcciones indicadas para lograr un cambio en el estado del contacto. Su aplicacin tpica en sistemas de baja tensin como sistemas de control o accionamiento directo de motores, bombas, luces; de bajo consumo de corriente.

Interruptores Basculantes

b.- Interruptor de pulsador: Interruptor cuyo miembro de actuacin es un botn que debe presionarse para lograr un cambio en el estado del contacto. Este tipo de interruptor es empleado normalmemnte en sistemas de control, y se diferencian de los pulsadores en el hecho de que unas vez pulsados estos (los interruotors pulsadores) mantienen su estado, a diferencia de los pulsadores en los cuales el estado de conmunatcin slo se logra mientras mantenemos el boton presionado.

Interruptores de pulsador

c.- Interruptor rotativo o selector: Interruptor cuyo miembro de actuacin es una barra o eje que debe rotarse en la o las posiciones indicadas para lograr un cambio en el estado del contacto. Este tipo de interruptores suelen emplearse en los sistemas de control para seleccionar entre varias operaciones como: manual o automtico, giro de motor hacia la derecha o hacia la izquierda, etc.

Diferentes tipo de interruptores rotativos o selectores

d.- Interruptor termomagntico o breaker: Este tipo de interruptor incluye dos sistemas de proteccin. Se apaga en caso de cortocircuito o en caso de sobrecarga de corriente. Es muy utilizado en las viviendas e industrias para proteger los circuitos individualmente.

Breaker de un poloBreaker de 2 polosBreaker de 3 polos

3.- Electrovlvulas

Una electrovlvula es una vlvula electromecnica, diseada para controlar el paso de un fluido a travs de una tubera o conducto. La vlvula se acciona por medio de una bobina selenoide. Generalmente no tienen ms de dos posiciones: abierto y cerrado o todo y nada.

Electrovlvulas

4.- Contactores

En contactor es un dispositivo electromecnico que tiene por objetivo establecer o interrumpir el paso de corriente, ya sea en un circuito de potencia o en un circuito de mando; tan pronto se energice su bobina. Pueden ser accionados a distancia y tienen dos posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no se energiza su bobina, y otra inestable, cuando es excitada la bobina. En los esquemas elctricos su simbologa se establece con las letras KM seguidas de un nmero de orden.

Contactor

Partes de un contactor

a.- Carcasa: Es el soporte fabricado en material no conductor que posee rigidez y soporta el calor, sobre el cual se fijan todos los componentes conductores del contactor.

b.- Electroimn: Es el elemento motor del contactor, compuestos por una serie de dispositivos entre los cuales los ms importantes son el circuito magntico y la bobina. Su finalidad es transformar la energa elctrica en magnetismo, generando as un campo magntico muy intenso, que provocar un movimiento mecnico.

c.- Bobina: Es un arrollamiento de alambre de cobre muy delgado con un gran nmero de espiras, que al aplicrsele tensin genera un campo magntico. ste a su vez produce un campo electromagntico, superior al par resistente de los muelles, que a modo de resortes, separan la armadura del ncleo, de manera que estas dos partes pueden juntarse estrechamente.

Los terminales de la bobina se hacen referencia con la nomenclatura A1 y A2.

d.- Ncleo: Es la parte metlica, de material ferromagntico, generalmente en forma de E, que va fijo a la carcasa. Su funcin es concentrar y aumentar el flujo magntico que genera la bobina (colocada en la columna central del ncleo) para atraer con ms eficiencia la armadura.

e.- Espira de sombra: Forma parte del circuito magntico, situado en el ncleo de la bobina y su funcin es crear un flujo magntico auxiliar desfasado 120 con respecto al flujo principal, capaz de mantener la armadura atrada por el ncleo evitando as ruidos y vibraciones.

f.- Armadura: Elemento mvil cuya construccin es similar a la del ncleo, pero sin espiras de sombra. Su funcin es cerrar el circuito magntico una vez sean energizadas las bobinas; esta debe estar separada por el ncleo por la accin de un muelle o resorte. Este espacio de separacin se denomina cota de llamada.

g.- Contactos: Son elementos conductores que tienen por objeto establecer o interrumpir el paso de corriente en cuanto la bobina se energice. Todo contacto est compuesto por tres conjuntos de elementos: dos partes fijas ubicadas en la carcasa y una parte mvil colocada en la armadura para establecer o interrumpir el paso de la corriente entre las partes fijas. El contacto mvil lleva el mencionado resorte que garantiza la presin y por consiguiente la unin de las tres partes.

Tipos de contactos de un contactor

Contactos principales: Su funcin es establecer o interrumpir el circuito principal, consiguiendo as que la corriente se transporte desde la red hasta la carga. En los diagramas elctricos se referencian con una sola cifra del 1 al 6.

Contactos auxiliares: Son contactos cuya funcin especfica es permitir o interrumpir el paso de la corriente a las bobinas de los contactores o elementos de sealizacin, por lo cual estn dimensionados nicamente para intensidades muy pequeas de corriente. Los tipos ms comunes son:

Instantneos: Actan tan pronto se energiza la bobina del contactor. Se encargan de abrir y cerrar el circuito

Temporizados: Actan transcurrido un tiempo determinado desde que se energiza la bobina (temporizados al trabajo) o desde que se desenergiza la bobina (temporizados al reposo).

h.- Resorte: Es un muelle encargado de devolver los contactos a su posicin de reposo una vez que cesa el campo magntico de las bobinas.

5.- Rels

Un rel o relevador es un dispositivo electromecnico que funciona como un interruptor controlado por un circuito elctrico, en el que por medio de una bobina y un electroimn, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos elctricos independientes.

Dado que es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, suele considerarse, de cierto modo, como un amplificador elctrico.

Por su funcionamiento tan sencillo y fcil conexionado, estos dispositivos son muy utilizados en las industrias en los sistemas de control.

Diferentes tipos de relsEl rel y sus partes

Dispositivos para el control de variables

1.- Sensores

Unsensores un dispositivo capaz de detectar magnitudes fsicas o qumicas, llamadas variables de instrumentacin, y transformarlas en variables elctricas. Las variables de instrumentacin pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumnica, distancia, aceleracin, inclinacin, desplazamiento, presin, fuerza, torsin, humedad, movimiento,pH, etc. Una magnitud elctrica puede ser unaresistencia elctrica(como en unaRTD), unacapacidad elctrica(como en unsensor de humedad), unatensin elctrica(como en untermopar), una corriente elctrica(como en unfototransistor), etc.

Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor est siempre en contacto con la variable de instrumentacin con lo que puede decirse tambin que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la seal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo.

Los sensores pueden estar conectados a un computador para obtener ventajas como son el acceso a una base de datos, la toma de valores desde el sensor, etc.

En el proceso de coccin de tnidos, los sensores imprescindibles seran los de: temperatura, presin y nivel. Veamos cada uno de ellos a continuacin:

a.- Sensores de temperatura

Los sensores de temperatura son dispositivos que transforman los cambios de temperatura en cambios en seales elctricas que son procesados por equipo electrico o electrnico.

Hay tres tipos de sensores de temperatura, los termistores, los RTD y los termopares.

El sensor de temperatura, tpicamente suele estar formado por el elemento sensor, la carcasa que lo envuelve y que est rellena de un material muy conductor de la temperatura, para que los cambios se transmitan rpidamente al elemento sensor y del cable al que se conectarn el equipo electrnico.

Termistor: El termistor est basado en que el comportamiento de la resistencia de los semiconductores es variable en funcin de la temperatura.

Existen los termistores tipo NTC y los termistores tipo PTC. En los primeros, al aumentar la temperatura, disminuye la resistencia. En los PTC, al aumentar la temperatura, aumenta la resistencia.

El principal problema de los termistores es que no son lineales segn la temperatura por lo que es necesario aplicar frmulas complejas para determinar la temperatura segn la corriente que circula y son complicados de calibrar.

Termistotes tipo perlaTermistores tipo disco

RTD (Resistence Temperature Dectector): Un RTD es un sensor de temperatura basado en la variacin de la resistencia de un conductor con la temperatura.

Los metales empleados normalmente como RTD son platino, cobre, niquel y molibdeno.

De entre los anteriores, los sensores de platino son los ms comunes por tener mejor linealidad, ms rapidez y mayor margen de temperatura.

RTD de la marca SiemensRTDs tipo sonda

Termopar: El termopar, tambin llamado termocupla y que recibe este nombre por estar formado por dos metales, es un instrumento de medida cuyo principio de funcionamiento es el efecto termocelctrico.

Un material termoelctrico permite transformar directamente el calor en electricidad, o bien generar fro cuando se le aplica una corriente elctrica.

El termopar genera una tensin que est en funcin de la temperatura que se est aplicando al sensor. Midiendo con un voltmetro la tensin generada, conoceremos la temperatura.

Los termopares tienen un amplio rango de medida, son econmicos y estn muy extendidos en la industria. El principal inconveniente estriba en su precisin, que es pequea en comparacin con sensores de temperatura RTD o termistores

Termopar tipo sonda

b.- Sensores de presin

Son dispositivos capaces de medir la presin ejercida por un cuerpo o fluido sobre un rea determinada. Son fundamentales en muchas industrias en vista de que la presin es una variable presente en muchos procesos.

En la coccin de tnidos al vapor y en agua, la presin que se produce al generarse gases debido al vapor y a la ebullicin del agua debe ser controlada para evitar problemas cuando se abran los tanques de coccin o para evitar explosiones por exceso de presin en los tanques mientras se cocina el pescado.

Algunos tipos de sensores de temperatura que se pueden utilizar son:

Presostato: Es conocido como interruptor de presin. Es un aparato que cierra o abre un circuito elctrico dependiendo de la lectura de presin de un fluido.

Los presostatos en general no tienen la capacidad para encender directamente el equipo que estn controlando y se ayudan con un relevador o contactor elctrico

Esquema de un Presostato

Manmetro: Es un instrumento de medicin para la presin de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Se distinguen dos tipos de manmetros, segn se empleen para medir la presin de lquidos o de gases.

Manmetros

c.- Sensores de nivel puntual

Se utilizan para marcar una altura de un lquido en un determinado nivel prestablecido. Generalmente, este tipo de sensor funciona como alarma, indicando un sobre llenado cuando el nivel determinado ha sido adquirido, o al contrario una alarma de nivel bajo.

Este tipo de sensor se puede utilizar en la coccin de tnidos al agua, ya que pueden alertar cuando los tanques de coccin hayan alcanzado el nivel de agua establecido o que de forma automtica corten el suministro de agua, una vez el nivel de agua sea el idneo.

Sensores de nivel tipo barras conductoras: pueden ser utilizados para dar seales de alarma por alto y bajo nivel (medicin puntual, no continua). Su aplicacin est limitada a lquidos altamente conductores tales como materiales a base de agua.

El sistema consiste en instalar electrodos en el tanque en los puntos de deteccin de nivel, pero aislados elctricamente del tanque y alimentados con una fuente de bajo voltaje. Cuando el lquido en el recipiente se pone en contacto con el electrodo, fluye una corriente de bajo voltaje entre ste y la pared del tanque.

Esta corriente se amplifica y se utiliza para operar un rel que ponga en funcionamiento alguna lmpara o chicharra de emergencia, o que acte sobre alguna electrovlvula que corte el flujo de lquido en el caso de que se alcance el nivel mximo establecido.

Dispositivos para la supervisin

1.- Pantallas o monitores

Son dispositivos que permiten ver grficamente, cmo est la situacin en el proceso de produccin. La informacin que muestran estn pantallas procede de un software especializado de control que permite la simulacin de sistemas completos de produccin, donde se muestran por ejemplo los tanques que pueden poseer el proceso, as como tambin la cantidad de material que puede contener dicho tanque, la temperatura del contenido y la presin en el mismo.

En la actualidad estas pantallas suelen ser tctiles y permiten tomar acciones de control directamente sobre ellas, acciones como apagar un motor, encender una alarma, entre otras.

Monitores o pantallas de control

Dispositivos de control programables

1.- Controlador de lgica programable

Un controlador lgico programable, ms conocido por sus siglas en ingls PLC (programmable logic controller), es una computadora utilizada en la ingeniera automtica o automatizacin industrial, para automatizar procesos electromecnicos, tales como el control de la maquinaria de la fbrica en lneas de montaje o atracciones mecnicas.

A diferencia de las computadoras de propsito general, el PLC est diseado para mltiples seales de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido elctrico y resistencia a la vibracin y al impacto. Los programas para el control de funcionamiento de la mquina se suelen almacenar en bateras de copia de seguridad o en memorias no voltiles.

Un PLC es un ejemplo de un sistema de tiempo real donde los resultados de salida deben ser producidos en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado, de lo contrario no producir el resultado deseado.

Dentro de las ventajas que estos equipos poseen se encuentra que, gracias a ellos, es posible ahorrar tiempo en la elaboracin de proyectos, pudiendo realizar modificaciones sin costos adicionales. Por otra parte, son de tamao reducido y mantenimiento de bajo costo, adems permiten ahorrar dinero en mano de obra y la posibilidad de controlar ms de una mquina con el mismo equipo. Sin embargo, y como sucede en todos los casos, los controladores lgicos programables, o PLCs, presentan ciertas desventajas como es la necesidad de contar con tcnicos calificados y adiestrados especficamente para ocuparse de su buen funcionamiento.

Podemos enumerar algunas de sus ventajas de la siguiente forma:

Son un gasto efectivo para controlar sistemas complejos. Son Flexibles y pueden ser aplicados para controlar otros sistemas de rpida y fcil. Su capacidad computacional permite disear controles ms complejos.

Funcionamiento

Los Controladores Lgicos Programables son mquinas secunciales que ejecutan correlativamente las instrucciones indicadas en el programa de usuario almacenado en su memoria, generando unas rdenes o seales de mando a partir de las seales de entrada ledas de la planta (aplicacin): al detectarse cambios en las seales, el autmata reacciona segn el programa hasta obtenerlas rdenes de salida necesarias. Esta secuencia se ejecuta continuamente para conseguir el control actualizado del proceso.La secuencia bsica de operacin del autmata se puede dividir en tres fases principales:

-Lectura de seales desde la interfaz de entradas.-Procesado del programa para obtencin de las seales de control.-Escritura de seales en la interfaz de salidas.

A fin de optimizar el tiempo, la lectura y escritura de las seales se realiza a la vez para todas las entradas y salidas; Entonces, las entradas ledas de los mdulos de entrada se guardan en una memoria temporal (Imagen entradas). A esta acude la CPU en la ejecucin del programa, y segn se va obteniendo las salidas, se guardan en otra memoria temporal (imagen de salida). Una vez ejecutado el programa completo, estas imgenes de salida se transfieren todas a la vez al mdulo de salida.

PLCs