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Title: Diseño e implementación de los sistemas de instrumentación, comunicaciones y control de un sistema multi-tanque
Authors: Enderica Bustos, Ricardo Sebastián
López Alvarado, Fabricio Esteban
metadata.dc.contributor.advisor: Vázquez Rodas, Andrés Marcelo
metadata.dc.contributor.tutor: Minchala Avila, Luis Ismael
Keywords: Sistema Multi-Tanque
Deteccion
Protocolo Modbus
Controlador Pid
Observador Ekf
Issue Date: 26-Oct-2018
metadata.dc.ucuenca.embargoend: 26-Oct-2020
metadata.dc.ucuenca.paginacion: 180 páginas
metadata.dc.description.city: 
Cuenca
Series/Report no.: TET;74
metadata.dc.type: bachelorThesis
Abstract: 
The advent of the new paradigm of the fourth industrial revolution, called Industry 4.0, seeks the interconnection between different plants and productive sectors in order to improve their efficiency. An essential requirement of this evolution is the interoperability between technologies from different suppliers and manufacturers to coexist efficiently within industrial processes. The variety of proprietary solutions existing in the market turns the interoperability between systems and devices a challenge, due to the heterogeneity produced by such amount of technology belonging to different suppliers, in addition to the high investment required to acquire these systems and devices. Therefore, small and medium-sized industrial companies need to look for low-cost solutions that cover the interoperability and interconnection between the devices and the production plants. This work proposes the design and implementation of instrumentation, industrial communications and control systems of a two-tank water system through low-cost programmable logic controllers (PLCs) and compatible with an Open Platform Communications Unified Architecture (OPC-UA) open source server. The OPC-UA server allows the integration of the plant with a Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) system. The purpose is to explore embedded low-cost platforms such as PiXtend and M-Duino to generate communication functions, safeguarding interoperability between devices, preprocessing of variables and control schemes within an industrial environment. The architecture of the instrumentation and communication system proposed in this paper is based on a fieldbus network implementing the Modbus protocol. The proposed control schemes are based on Proportional Integral Derivative controllers (PID controllers) and Fuzzy Gain Scheduling controller (FGS-PID), with detection and diagnosis of failures capabilities by using Extended Kalman Filter (EKF) to estimate the states of the system.
Description: 
El advenimiento del nuevo paradigma de la cuarta revolución industrial, denominada Industria 4.0, busca la interconexión entre las diferentes plantas productivos con la finalidad de mejorar su eficiencia. Un requisito imprescindible de esta evolución es la interoperabilidad entre tecnologías de diferentes proveedores y fabricantes para coexistir dentro de los procesos industriales de manera eficiente. La variedad de soluciones propietarias existentes en el mercado provoca que la interoperabilidad entre sistemas y dispositivos se convierta en un reto, debido a la heterogeneidad producida por tal cantidad de tecnología que pertenece a diferentes proveedores, además de un alto capital que se requiere para adquirir estos sistemas y dispositivos. Por tanto, las pequeñas y medianas empresas industriales requieren buscar soluciones de bajo costo que cubran la interoperabilidad e interconexión entre los dispositivos y las plantas de producción. Este trabajo propone el diseño e implementación de los sistemas de instrumentación, comunicaciones industriales y control de un sistema de dos tanques de agua mediante controladores lógicos programables (PLCs) de bajo costo y compatibles con un servidor de plataforma abierta para comunicaciones industriales de arquitectura unificada (OPC- UA) de software libre. El servidor OPC-UA permite la integración de la planta con un sistema de supervisión, control y adquisición de datos (SCADA). El propósito es explorar plataformas embebidas de bajo costo como PiXtend y M-Duino para generar funciones de comunicación, resguardando la interoperabilidad entre los dispositivos, preprocesamiento de variables y esquemas de control dentro de un ambiente industrial. La arquitectura del sistema de instrumentación y comunicación propuesto en este trabajo está basado en una red de bus de campo implementando el protocolo Modbus. Los sistemas de control propuestos se basan en controladores PID y de ganancia programada difusa (FGS-PID), con detección y diagnóstico de fallos mediante el filtro de Kalman extendido (EKF) usado para la estimación de los estados del sistema.
metadata.dc.description.degree: 
Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones
URI: http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/31493
Appears in Collections:Tesis de Pregrado

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