La industria manufacturera en el Perú tiene una alta participación en la economía del país, conformando un 75% de la industria según la Sociedad Nacional de Industrias. Entre los principales rubros en apogeo se encuentra la producción de plásticos. Asimismo, una de las actividades económicas más demandantes en el 2016 fue la fabricación de productos hecho a base de polímeros. De esta manera, el aumento de pedidos relacionados con plásticos genera que las empresas dedicadas al rubro aumenten su producción mediante máquinas más especializadas, donde la infraestructura adicional que tienen estas máquinas facilita la producción de piezas de plástico; sin embargo, no todas tienen las mismas capacidades. En efecto, la empresa Firings E.I.R.L. cuenta con una máquina inyectora de plástico capaz de fabricar piezas hechas en polietileno; sin embargo, la infraestructura mecánica, eléctrica e hidráulica no se encuentra adaptada para soportar sus principales procesos, como la calibración de resistencias o el enfriamiento de las piezas fabricadas, causando retraso en la producción y exposición al operario a solventar estas carencias manualmente. De esta manera, el objetivo principal del proyecto consiste en desarrollar un sistema de automatización industrial para el proceso de fabricación y enfriamiento de piezas de plástico, mediante 3 etapas de desarrollo: un sistema de control en la unidad de inyección, un sistema de enfriamiento, y un cúmulo de interfaces visuales en tiempo real, con el propósito de reducir el tiempo perdido en la fabricación manual, y evitar accidentes eléctricos hacia el operario. / The manufacturing industry in Peru has a high participation in the country's economy, making up 75% of the industry according to the National Society of Industries. Plastics production is among the main booming industries. Also, one of the most demanding economic activities in 2016 was the manufacture of polymer-based products. In this way, the increase in orders related to plastics generates that the companies dedicated to the sector increase their production through more specialized machines, where the additional infrastructure that these machines have facilitates the production of plastic parts; however, not all have the same capabilities. Indeed, Firings E.I.R.L. It has a plastic injection machine capable of manufacturing parts made of polyethylene; However, the mechanical, electrical, and hydraulic infrastructure is not adapted to withstand certain factors, such as resistance calibration or cooling of the manufactured parts, causing delay in production and exposure to the operator to solve these deficiencies manually. In this way, the main objective of the project is to develop an industrial automation system for the manufacturing and cooling process of plastic parts, through 3 development stages: a control system in the injection unit, a cooling system, and a host of visual interfaces in real time, to reduce the time lost in manual manufacturing and avoid electrical accidents to the operator. / Tesis

Las empresas agroindustriales como Agro-empaques SAFCO S.A.C., realizan un proceso de fumigación a la uva antes de embalarla con el objetivo de garantizar su calidad a lo largo del transporte. Estas empresas usan dióxido de azufre (SO2) como insumo para la fumigación de las jabas de uva dentro de las “cámaras de gasificación”. Sin embargo, debido a su sistema de control rudimentarios e inadecuada operación manual, la empresa afronta sobrecostos y pérdidas económicas. Con el objetivo de solucionar esta problemática, se plantea el presente proyecto que propone el desarrollo de un sistema automático de control y supervisión de la fumigación de la uva con SO2. El sistema contempla diversos subsistemas de control que permiten y garantizan la operación automática de todo el proceso de fumigación. En la etapa de inyección se garantiza el cambio de estado del SO2 (líquido a gaseoso) mediante el control de presión y temperatura; por otro lado, se garantiza el control de la dosis requerida para el proceso fumigación mediante un control de flujo másico totalizado. En la etapa de tratamiento y evacuación se estableció un control de concentración-tiempo que determina el tiempo de fumigación total al cual la uva estará sometida durante el proceso. El sistema implementado cumple con normas de ingeniería nacionales, internacionales y estándares de calidad exigidos por la empresa. Así mismo, está compuesto por diversos periféricos tales como tablero de control, tablero de potencia, equipos de instrumentación y red de comunicación. Estos periféricos en su conjunto permiten el control y supervisión durante todo el proceso de fumigación. / Agro-industrial companies such as Agro-empaques SAFCO S.A.C., carry out fumigation processes on grapes before packing them as a standard procedure to ensure they maintain postharvest quality during transportation. Most commonly, these companies apply sulfur dioxide (SO2) directly to crates of grapes placed in gasification chambers. However, due to its rudimentary control system and inadequate manual operation, the company faces cost overruns and economic losses. This project proposes the development of an automatic control and monitoring system for the fumigation process of grapes with SO2. The system includes various control subsystems that allow and guarantee the automatic operation of the entire fumigation process. In the injection stage, the change of state of SO2 (liquid to gaseous) is guaranteed by means of pressure and temperature control; on the other hand, the control of the dose required for the fumigation process is guaranteed by means of a totalized mass flow control. In the treatment and evacuation stage, a concentration-time control was established that determines the total fumigation time to which the grapes will be subjected during the process. The implemented system complies with national and international engineering standards and quality standards required by the company. Additionally, it is composed of different peripherals such as control panel, power panel, instrumentation equipment and communication network. These peripherals, as a whole, allow the control and supervision throughout the fumigation process. / Tesis

El temblor corporal es uno de los síntomas más comunes en enfermedades neurológicas, siendo el temblor de manos y brazos los que más se presentan en la mayoría de casos. Este tipo de síntomas generalmente no producen dolor al paciente, sin embargo, debido a que por naturaleza los miembros más usados por una persona son las manos, pueden impedir al paciente de realizar sus actividades cotidianas con normalidad. Las enfermedades más comunes que causan los temblores de mano son el temblor esencial y el Parkinson. Así mismo, el tipo de movimiento más común en ser afectado es la flexión y extensión de la mano. Por otro lado, diversas investigaciones se han desarrollado a lo largo de los años con el objetivo de mitigar este tipo de síntomas, tales como el tratamiento mediante fármacos, cirugías cerebrales o el uso de órtesis mecánicas. Sin embargo, estos no han resultado ser muy amigables debido a los efectos secundarios presentados o a las incomodidades generadas al paciente. Así, la presente tesis desarrolla el diseño de un dispositivo no invasivo para la supresión de temblores en flexión y extensión de la mano, el cual sea portable, ligero y de bajo costo. Así mismo, con el fin de evitar alguna incomodidad al usuario, el dispositivo se desarrolló con elementos flexibles. En el presente documento, se presenta el diseño mecánico del dispositivo amortiguador encargado de mitigar los temblores. Además, se diseña el sistema de control, el cual contiene todos los componentes necesarios para el control automático del amortiguador flexible. Así mismo, con el objetivo de demostrar su efectividad, se realiza el modelamiento de los temblores de mano y el amortiguador, llegando a amortiguamientos de más del 70% de la amplitud inicial. Finalmente, el costo de fabricación resulta ser menor a S/. 1,500 soles, lo cual brinda expectativas de que el producto pueda ser mejorado y llevado a la comercialización.

En la actualidad, el crecimiento poblacional y las consecuencias medioambientales generadas por diversas actividades realizadas por el hombre están reduciendo las áreas cultivables en el mundo y afectando la disponibilidad de los recursos naturales como el agua. Debido a ello, surge la importancia de la aplicación de novedosas técnicas agrícolas como la Hidroponía que al ser soportadas por la tecnología ofrecerían el sostenimiento alimentario mundial del futuro, el desarrollo socioeconómico y la conservación del ecosistema. En nuestro país, la agricultura tradicional es la técnica más realizada intensivamente la cual origina un elevado consumo de agua y la utilización de pesticidas que dañan en el tiempo las áreas cultivables. Además, los procesos de cultivo son realizados manualmente y muchas veces sin asesoría técnica. La existencia de técnicas como la Hidroponía trae muchas ventajas comparadas a la agricultura tradicional, y mejor aún, al ser soportada por la tecnología incrementaría la calidad y la productividad sin dañar el ecosistema. Con ello, nuestro país podría abrirse a mercados competitivos e impulsar su desarrollo tecnológico para la producción de plantas. El objetivo de esta tesis se centra en el diseño de un sistema de monitoreo y control del pH de nutrientes minerales para un prototipo de cultivo hidropónico recirculante usando PLC y software Scada. Con el control del pH se optimiza la calidad del producto pues se entrega a la planta los nutrientes minerales necesarios para su crecimiento eficientemente. No requiere de la tierra ni de pesticidas. Debido al sistema recirculante de los nutrientes se obtiene un menor consumo de agua y mayor oxigenación de las raíces de las plantas. Por otro lado, el monitoreo remoto permite obtener datos del procesos en tiempo real, un mejor análisis del comportamiento de la planta durante su crecimiento, información histórica del comportamiento del sistema, notificaciones instantáneas mediante alarmas, mejor toma de decisiones ante fallas, posibilidad de integración con las redes de telecomunicación, integración a diferentes aplicativos de oficina basados en Windows y completo control del proceso desde un centro de supervisión.

Los sistemas de diagnóstico de fallas cumplen un papel importante en los sistemas de control en la actualidad, ya que los distintos elementos que componen la planta son susceptibles a fallas. Las fallas que ocurren en una planta desalinizadora por ósmosis inversa pueden traer como consecuencia una mala calidad de agua desalinizada, reducir considerablemente la eficiencia de producción de la planta, poner en peligro la integridad de los operadores de la planta o provocar problemas con el medio ambiente. En este trabajo se desarrolla un modelamiento matemático de parámetros concentrados de una planta desalinizadora con un módulo de por ósmosis inversa en configuración enrollamiento en espiral, con el objetivo de obtener un conjunto de ecuaciones analíticas que describan el comportamiento dinámico de la planta y comprender las principales variables que intervienen en el modelo. A partir del modelo obtenido, se hace un análisis estructural del proceso para luego obtener el conjunto de relaciones de redundancia analítica (RRA) que servirán de base para la detección de fallas. Se definen las principales fallas en sensores, actuadores y variables internas que intervienen en el proceso de desalinización por OI, luego se desarrolla un algoritmo para la simulación del modelo dinámico de la planta. Se realiza la simulación de fallas en los distintos componentes del sistema y se compara el sistema en modo normal de funcionamiento con el sistema sometido a fallas. Se realizan pruebas de detectabilidad y diagnosticabilidad de fallas mediante un algoritmo de emparejamiento de restricciones (matching) a partir de las RRA obtenidas, además mediante el cálculo de posibles mínimos subconjuntos de prueba MTES, se realizaron pruebas adicionales de aislabilidad de fallas simultáneas. De las pruebas de simulación, se consiguió detectar todas las fallas consideradas y mediante el análisis de diagnosticabilidad se logró aislar adecuadamente la mayoría de ellas, se logró determinar la forma de generar RRA a partir del cálculo de MTES para aislar fallas simultáneas. Finalmente se realizó la propuesta de implementación del sistema de diagnóstico de falla en el Software Rslogix5000 con interfaz Scada FactoryTalk View de Rockewell Automation.

La agricultura consume una gran cantidad de agua para el riego de los cultivos ya que no se realiza de manera óptima. Las plantas no siempre son regadas con la cantidad de agua que necesitan produciendo pérdidas de cultivo que se traduce en pérdidas económicas para el agricultor. Esto se debe principalmente a que el riego no está focalizado ni controlado por lo cual, también existe un desperdicio de agua y dado que en nuestro país existe escasez hídrica, la optimización del riego es primordial. La problemática expuesta incentiva al desarrollo del presente trabajo que forma parte del proyecto Yupibots, financiado por StartUp Perú. El proyecto consiste en el diseño de una máquina autónoma agrícola para el proceso de riego y uso de pesticida. En la presente tesis, solo se diseñará el sistema que permitirá realizar el riego. Para fines de prueba, este sistema se acoplará a un vehículo móvil existente, el SUMMIT XL y el producto agrícola escogido será la uva. El sistema en conjunto será capaz de regar las uvas solo cuando sea necesario y en dos etapas diferentes de su crecimiento. Para que así, sea posible optimizar el uso del agua en esos cultivos. Además, el sistema acoplado al móvil permitirá generar autonomía, es decir, en conjunto podrá desplazarse por los terrenos agrícolas sin tener que ser teleoperado por un usuario. El sistema elaborado será capaz de reducir la cantidad de agua usada para los cultivos. Cumpliendo con el objetivo de optimizar el proceso de riego.

En este trabajo se presenta el modelamiento del intercambiador de calor de tubos y carcasa de Lngerer u. Reich (Stück 2 Dat 372) del laboratorio de energía de la Sección de Ingeniería Mecánica. El intercambiador de calor recibe agua caliente en su coraza, proveniente de un motor de combustión, y agua fría en los tubos internos.

La escasez y la inadecuada utilización de los recursos hídricos en el proceso de riego de los cultivos en general y específicamente el método de riego por inundación utilizado para las plantaciones de uva, generan mayores costos de producción a los medianos y pequeños agricultores del país. La cantidad de agua utilizada se puede reducir gracias a técnicas de riego tecnificado que nos permiten obtener control sobre la utilización de este recurso. El presente trabajo de investigación y desarrollo tiene por objetivo principal reducir la cantidad de agua utilizada en el proceso de riego de una chacra ubicada en sector Pampa de Ñoco distrito de Grocio Prado, provincia de Chincha en el departamento de Ica. Se toma una muestra de 100 metros lineales de un universo total de 6 hectáreas para realizar el trabajo y limitar los alcances del mismo.

Hoy en día la automatización del riego del césped es importante porque favorece el ahorro de agua, conservación de nutrientes del suelo y el correcto desarrollo del césped. Los sistemas de automatización de riego comunes dependen mucho de la intervención de una persona que ingrese datos como los días y la duración del riego, por lo que sería conveniente que el usuario tenga conocimientos de jardinería, además debe ser instalado por personal experto; los sistemas de automatización por lo general consisten en un controlador PLC, tuberías de PVC, electroválvulas y aspersores, los costos son elevados, entre $378 y $1097. La presente tesis plantea una forma de automatización diferente, pues con el hardware y el software desarrollado se podrá medir el nivel de humedad del césped e indicar en qué momento se debe iniciar y terminar el riego del suelo, según datos teóricos de agronomía. El sensor de humedad, utilizado en la presente tesis, utiliza la tecnología de Reflectometría de Dominios de Frecuencia (o FDR por sus siglas en inglés), son sensores son muy utilizados en agroindustria y el concepto de esta tecnología se explica en el capítulo dos. Este tipo de sensor estima la variación de la constante dieléctrica del agua en el suelo mediante la emisión de ondas electromagnéticas, la cual depende de la cantidad de agua que contiene, la señal de salida del sensor es un voltaje que varía casi directamente proporcional con el agua contenida en el suelo; es decir a menos humedad el sensor da menos voltaje, a mas humedad, más voltaje. Esta señal es digitalizada y procesada por un microcontrolador, el cual toma decisiones y da órdenes según sea programado, y finalmente la orden se transmite inalámbricamente a una electroválvula conectada a aspersores. Los módulos de transmisión inalámbrica fueron escogidos en el diseño ya que el sistema está hecho para jardines grandes de más de 100 . Otra aplicación podría ser canchas de fútbol o campos de golf. Por lo general los jardines se riegan por inundación por lo cual se pierde agua debido a la evaporación y filtración en el suelo; si se utiliza más agua de lo requerido por el suelo de cultivo, entonces se pierde nutrientes innecesariamente y se afecta el desarrollo del césped. Por lo cual el sistema diseñado evita todos estos inconvenientes. Además el presente trabajo es un sistema de automatización que no requiere que el usuario tenga conocimientos de jardinería, tampoco necesita ser instalado por un experto y ahorra costos; y finalmente automatiza una tarea del hogar que es uno de los fines de la domótica.

El objetivo principal de esta tesis fue utilizar una arquitectura de control distribuido para desarrollar la programación de módulos de detección y diagnóstico de fallas para una planta piloto desalinizadora de agua de mar. Se estudió la dinámica de la planta tomando como base un modelo (en función de transferencia) desarrollado en otro trabajo de investigación. Este modelo sirvió para analizar el comportamiento de la planta al generarse variaciones en las variables de entrada (presión y PH). Para asegurar que alguna falla se debe al proceso y no a un dispositivo de campo, se desarrollaron módulos de detección y diagnóstico de fallas para cada dispositivo. Cada módulo toma como base la dinámica del dispositivo asociado y los valores de los parámetros obtenidos mediante comunicación por protocolo HART. Los módulos de detección y diagnóstico de fallas se implementan en la arquitectura de control distribuido DeltaV, el cual también permite desarrollar el sistema de supervisión de la planta, desde donde se supervisa el proceso y se accede a los módulos de detección y diagnóstico de fallas, en forma gráfica. Para justificar el uso de una arquitectura de control distribuido, se integró el sistema de detección y diagnóstico de fallas de la planta piloto desalinizadora de agua de mar y el de la planta piloto de temperatura. También se desarrolló un sistema de supervisión para un panel de operador, el cual se comunica con un PLC CompactLogix, de Allen Bradley. Ambos equipos instalados en el tablero de control de la planta piloto desalinizadora de agua de mar. Para validar el desarrollo de la tesis se realizaron pruebas de campo con una planta piloto de temperatura, la cual posee dispositivos con comunicación por protocolo HART. En dicha planta se forzaron fallas en los instrumentos de campo, las cuales fueron detectadas de manera inmediata por el sistema de control distribuido empleado, y mostradas en forma detalla en la pantalla de supervisión. / Tesis