El presente trabajo de investigación tiene como principal objetivo además de cumplir con los requisitos que exige la escuela de ingeniería de sistemas y computación de la USAT, ofrecer una alternativa eficiente a las empresas industriales en uno de sus procesos más importantes: la cloración del agua. La situación problemática que llevó a la presente propuesta fue: el alto índice de error en las mediciones de cloro, la demora en el proceso así, como los costos que la misma implica. Además de problemas de índole legal al no almacenar los resultados de las mediciones por dos años, como indican las leyes del país. Debido a esta situación problemática se optó por implementar un sistema de visión artificial con redes neuronales que permita la automatización de las mediciones de nivel de cloro dentro del proceso de cloración. La metodología que se utilizó para el desarrollo fue la metodología de visión artificial, propuesta por (Kong y Nilsson 2005). Esta propuesta estuvo justificada desde el punto de vista científico, porque se llevó a cabo una contrastación de hipótesis que permitió verificar el logro de los indicadores, desde un punto de vista tecnológico porque se aplicó una tecnología emergente y automatizable para un proceso industrial, desde el punto de vista social dado indirectamente mejora la calidad de los productos que serán ingeridos por personas, y económicamente dado que representa un ahorro en el proceso de cloración. Lográndose los objetivos de: reducción de tiempo en las mediciones, disminución del error de las mediciones, almacenamiento permanente de los resultados, disminución del esfuerzo humano y minimización de costos del proceso. / Tesis

La productividad en la actualidad se ha vuelto un punto vital en el desarrollo de todas las organizaciones, es por ello que cada día se busca mejorar más la producción utilizando menos recursos. Con la correcta utilización de los recursos en el proceso productivo se generan mayores ingresos a la empresa y mayor utilidad para sus colaboradores. El presente trabajo de investigación realizado en una planta de alimento balanceado del sector avícola, tiene como objetivo general, diseñar e implementar un sistema de control semiautomático para el llenado de materia prima en las tolvas de almacenamiento, el diseño y aplicación de este proyecto permitirá reducir tiempos muertos. Los principales métodos utilizados para la recopilación de información han sido obtenidos de la data histórica de los reportes de producción de la planta de alimentos balanceados. Con los datos recolectados se identificaron las actividades productivas e improductivas, los cuales servirán para obtener los parámetros de producción, productividad, indicadores de productividad. También se realizó la observación del desarrollo de las actividades de los operadores, donde se emplearon métodos para el estudio de tiempos y el análisis de los recorridos del proceso. Antes de la implementación del sistema de control semiautomático el total de horas improductivas era de 8,6% en el periodo de evaluación, lo cual para los periodos siguientes se pudo reducir a 3% para el primer periodo y posteriormente para el segundo periodo se redujo 2%. La rentabilidad del proyecto se ve reflejada en el costo de horas extras, lo cual para el primer periodo después de implementado el sistema se obtiene una disminución de un 36,4 %, lo que permite proyectar un costo beneficio de 1,22 para los próximo 5 años de puesta en operación el nuevo sistema de control. / Tesis

El objetivo de este proyecto consiste en realizar la propuesta de Implementación de un Sistema de Control Automatizado por PLC en el proceso de secado de pastas alimenticias, con el fin de obtener un producto de calidad, que cumpla con las especificaciones técnicas establecidas. La principal dificultad a resolver es la cantidad de producto resquebrajado que existe en la producción de fideos a diario, así como la cantidad de producto devuelto por los clientes por mala presentación del mismo, disminuyendo la productividad en un 98.1 %. Con un impacto económico anual de S/.74 592.00. Esta deficiencia se debe al control manual de secado existente, donde no existen datos de las variables físicas utilizadas, ya que solo manejan tiempos y experiencias de los trabajadores. Teniendo actualmente una productividad mano de obra 81,25 kg/horas hombre, producto de la deficiencia del proceso de secado, siendo la productividad requerida de 95.25 kg/horas hombre. Para ello se aplicó la metodología de Acosta y Sandoval. (2003), el cual se realizó un diseño de sistema de control adoptando un modelo matemático de la planta (sistema a controlar) incluyendo el modelo de los dispositivos involucrados en el sistema, como son el controlador y los elementos de realimentación, controlando simultáneamente las variables internas y externas. A la vez monitorear y supervisar mediante la PC los históricos de las variables medidas (temperatura y humedad), lo cual tiene como resultado un control más preciso, que permite una mejor calidad del producto a un menor tiempo de secado. Teniendo en cuenta valores de un secador de baja temperatura los cuales trabajo con valores de 45ºC - 50°C y un rango entre 40% a 80% humedad relativa (La Rosa, y otros 2014). Para lo cual se realizó el diagnóstico actual del proceso de secado de pastas, identificando sus principales problemas, así mismo se determinó las variables de control a utilizar, para luego diseñar un sistema de control utilizando un PLC ( Controlador lógico Programable), lo cual nos permitió tener un control de las variables físicas, mediante un lazo cerrado, donde se propone mejorar en 99.8% la productividad de pastas alimenticias, finalizando con el análisis de costo/ beneficio de la propuesta, donde se realizará una inversión de S/. 69 653.00 la cual será financiada por un banco local con una tasa de interés referencial de 12%, obteniendo un VAN de S/. 246,200.36 y un TIR de 87%. Por lo que podemos decir que la propuesta es rentable, obteniendo que por cada Nuevo sol invertido, la empresa gana S/. 5,41. El periodo de recuperación es de 1 año, 2 meses y 7 días. / Tesis

No autorizado por el autor para ser publicada a texto completo / El presente trabajo aborda el proyecto desarrollado para la modernización del sistema de control y protecciones de las instalaciones de la Empresa Eléctrica Puente Alto en 110kV, sistema que se encuentra operativo desde el año 1993. En la actualidad se ha hecho necesario su reemplazo debido a sus frecuentes fallas e indisponibilidades, además de no cumplir con los requerimientos de la actual norma técnica de seguridad y calidad de servicio, la que define una serie de exigencias que deben ser consideradas en el diseño de estos sistemas. Cuando el problema no es diseñar el sistema de control y protecciones de una S/E nueva, sino modernizar y encontrar la mejor solución para una S/E antigua o existente, se deben tener una serie de consideraciones especiales a la hora de definir la mejor solución. Ante esta disyuntiva es necesario considerar factores tales como la facilidad de adaptación a la instalación existente; el conocimiento técnico del personal de planta; y por supuesto el precio de la solución y disponibilidad de soporte, repuestos y capacitación. Una de las alternativas de solución es el uso de Controladores de Lógica Programable o PLCs, solución que, aunque no tradicional, tiene ventajas tales como su confiabilidad, flexibilidad, disponibilidad de soporte, repuestos y personal capacitado, lo anterior como consecuencia de su gran base instalada. Para resolver esta necesidad se diseñó un sistema basado en PLCs de última generación, el que ofrecía ventajas tales como una flexibilidad que facilitaban su adaptación a la instalación existente, una elevada capacidad y velocidad de procesamiento, disponibilidad de personal capacitado, relativamente bajo costo y disponibilidad de soporte y repuestos. El sistema implementado mostró ser funcional, sus resultados fueron satisfactorios, lográndose mejorar los tiempos de respuesta ante fallas y disminuyendo los tiempos de reposición del servicio, al contar los operadores con información confiable para la toma de decisiones. Por otra parte el uso de Controladores de Lógica Programable, le dio a la solución una flexibilidad que permitió abordar diversas necesidades de control, y en el proceso de su implementación pudo participar personal propio, lo que se tradujo en una gran autosuficiencia ante la necesidad de resolver emergencias, permitiendo buenos resultados operacionales. En resumen se pudo comprobar que los PLCs son una opción válida y eficaz para resolver la problemática de la modernización del sistema de control y protecciones de una S/E existente.

Ingeniero Civil Electricista / El rol fundamental que poseen las máquinas eléctricas dentro de la industria fomenta la búsqueda de técnicas de control efectivas y eficientes. De particular interés resulta la máquina de inducción tipo jaula de ardilla, la que por su sus bajos costos de fabricación y mantención, constituye el 90% de la energía consumida en máquinas eléctricas en la industria. Desde este punto de vista, resulta evidente la necesidad de disminuir el consumo de energía mediante estrategias adecuadas de control. Dentro de los esquemas de control para máquinas de inducción, la técnica de control por orientación de campo (FOC) es la más estudiada y, hasta el día de hoy, la más efectiva. Por esta razón, en la literatura se pueden encontrar diversos métodos que se basan en la topología FOC. No obstante, la mayoría considera modificaciones que aumentan de manera considerable la complejidad del esquema y no necesariamente se obtienen mejoras significativas en las prestaciones de control. En el presente Trabajo de Memoria se evalúan experimentalmente dos técnicas de control de velocidad basadas en una estructura de FOC indirecta. Las modificaciones que dan origen a las nuevas estrategias son relativamente sencillas y localizadas dentro de la estructura de FOC. La primera corresponde a una técnica que posee un controlador PI con una integral de orden fraccionario (no entero), denominada FOC-PIF. La segunda estrategia conserva todos los controladores del esquema FOC convencional, pero impone al deslizamiento (originalmente variable) a ser un valor fijo. El principal objetivo de la estrategia FOC-PIF es mejorar la respuesta en el seguimiento de velocidad presentada por la estrategia base. La técnica FOC-CSC, busca en cambio obtener un mismo nivel de torque pero reduciendo el consumo de corriente. Las pruebas realizadas para evaluar las técnicas propuestas fueron analizadas primero mediante simulaciones computacionales, procediendo luego a un análisis experimental. De esta comparación se concluyó que el modelo analizado posee una buena confiabilidad para estos estudios. A partir de los resultados experimentales se concluye que frente a referencias de velocidad que se mantienen constantes o varían suavemente bajo un nivel de carga mecánica fija, la técnica FOC-PIF muestra mejoras importantes durante el régimen transiente y mantiene el buen desempeño durante régimen permanente. Los resultados obtenidos al implementar la estrategia FOC-CSC, indican que se logra disminuir los niveles de corriente de estator en un nivel cercano al 33%, con respecto a las magnitudes entregadas por la técnica convencional. Por último, los resultados de las simulaciones indican que el modelo del motor y de los esquemas implementados constituyen una buena herramienta para obtener una idea de la respuesta dinámica de cada esquema y de las tendencias que se observarían en un eventual análisis comparativo entre dos esquemas. Sin embargo, el margen de error que poseen los cálculos realizados revela que la simulación implementada generalmente no puede entregar aproximaciones cercanas a la realidad experimental y, por lo tanto, los resultados deben ser interpretados sólo como órdenes de magnitud y no como valores representativos.

La conservación del agua es una problemática de constante crecimiento. En el Perú, la escasez y la inadecuada gestión del recurso hídrico en el proceso de riego de cultivos agrícolas generan una baja productividad de la parcela, debido a la utilización de sistemas de riego convencionales tales como el riego por tendido o inundación. El presente trabajo de investigación y desarrollo tiene como objetivo principal reducir la cantidad de agua utilizada en el proceso de riego de una parcela ubicada en el distrito de Abelardo Pardo Lezameta – Llaclla, provincia de Bolognesi, departamento de Ancash. Se toma la muestra de una hectárea, 10000 m2, para realizar el trabajo y limitar los alcances del mismo. Se propone la solución mediante el diseño de un sistema automatizado para riego por goteo en base a una estrategia de control que fue desarrollada en una plataforma de hardware libre, Arduino Mega 2560. El cultivo escogido fue la palta Hass, debido que es un producto de agro exportación y es uno de los que se produce en esta región. El objetivo del sistema es medir la humedad de suelo de los cultivos, esta variable física será conocida como la variable de proceso. Se transforma a una señal eléctrica, la cual es acondicionada para su transmisión y posterior procesamiento. Esta información es digitalizada por el conversor análogo digital (ADC), el nivel de humedad actual es comparado con un nivel de referencia, de esta forma, el controlador decide que acción se debe realizar con el actuador, que se trata de una válvula solenoide. Su operación consiste en la apertura y el cierre de la misma, con el objetivo de limitar el flujo de agua que será aplicada en los cultivos. Además, se desarrolla un software de monitoreo basado en el programa Labview que permite visualizar la variable de proceso en una interfaz gráfica. De esta forma, el usuario puede realizar un seguimiento del proceso de riego y conocer cuál es el estado actual en el que se encuentra el nivel de humedad de suelo. / Tesis

Las actividades como transportar, contener o almacenar objetos en cajas,se realizan continuamente en los procesos de fin de lınea de una industria. Estas actividades estan vinculadas al manejo de informacion descriptiva, precisa y corta que debe ser mostrada para conocer el contenido de cada objeto. La forma mas comun de transmitir esta informacion, es utilizando etiquetas autoadhesivas, las cuales son faciles de utilizar y pueden adherirse a muchos tipos de superficie. En el contexto industrial, se usan estas etiquetas mediante una maquina etiquetadora automatizada. Y en el caso de Peru, existe una alta demanda; sin embargo, existen pocas empresas que las fabriquen y la mayorıa opta por importalas. La presente tesis plantea el diseño e implementacion de un sistema electronico automatizado de una maquina etiquetadora autoadhesiva para cajas, para la empresa SISCODE S.A. El objetivo principal de la tesis es obtener un etiquetado de cajas.Para ello se utilizo el chasis de una maquina etiquetadora, brindado por SISCODE S.A, y se desarrollo el sistema el ectronico de la maquina en tres partes. El desarrollo del sistema electronico se baso en la utilizacion de sensores fotoelectricos para poder calcular la velocidad de la caja y efectuar un movimiento adecuado del actuador. Por otro lado se implemento una interfaz de usuario y una comunicacion con el ordenador para manejar las funcionalidades de la maquina y la recepcion de datos. Los resultados de las pruebas otorgan un posicionamiento correcto de la etiqueta respecto a los bordes de la caja. Se obtuvieron datos de cantidad de etiquetas y estos datos fueron almacenados en un archivo de texto dentro del computador. Se desarrollo un driver de motor paso a paso, el cual permitio el manejo del actuador para alcanzar una velocidad de 0.5 m/s. / Tesis

El siguiente trabajo de tesis presenta el diseño de un sistema capaz de controlar los principales parámetros que intervienen en el crecimiento de las hortalizas de hoja comestible empleando técnicas de cultivos aeropónicos. El sistema tiene el objetivo de reducir las pérdidas originadas a causa del transporte de los vegetales del campo a la ciudad. Durante el transporte, parte de la producción se pierde por la descomposición del cultivo; además, las propiedades nutricionales del mismo inician un proceso de degradación desde la cosecha. Por otro lado, a diferencia de los cultivos tradicionales que emplean la tierra como soporte de las plántulas, los sistemas aeropónicos permiten a los vegetales crecer en el aire y el consumo de agua es mucho menor en comparación al sistema tradicional. La implementación de este sistema permitirá la generación de cultivos dentro de localidades incentivando el desarrollo de ciudades sostenibles, mejorando la calidad de vegetales que consume la población, y reduciendo el uso de agua. / Tesis

Ocean pollution and contamination of the water are serious problems because of its rapid increase and spread, having a negative effect on people, animals and the environment. Due to this, new technologies to monitor and measure environmental parameters are being developed. Remotely Operated Underwater Vehicles (ROVs) have become a commonly used robotic platform in oceanographic monitoring and analysis. The ROVBWSTI, designed by Fraunhofer IOSB-AST Institute, is an underwater modular vehicle capable of fulfilling numerous tasks, especially in the area of environmental sensoring. The motion of the ROV is commanded through a joypad controller, and functional requirements of autonomy are not implemented yet. Motivated by this fact, this master thesis focuses on the modelling of the dynamics of the remotely operated vehicle, considering its motion, existing ocean currents, effects of gravitation and buoyancy. Moreover, the concrete effect of the thrusters on the ROV is analysed and identified. Furthermore, the detailed identification of the dynamic and hydrodynamic parameters required in the model is considered, based on empirical estimations, computational methods and experimental tests. The obtained approach is simulated and optimized, using real motion trials as a reference. After the successful modelling, the design of an essential control system that includes set-point regulation and waypoint tracking is performed and simulated. As a result, it obtains an accurate dynamic model of the remotely operated vehicle that was successfully simulated and compared with real motion tests. On the other hand, the proposed control system applied to the model adequately achieves its purpose of regulation and way point tracking that allows the autonomy of the vehicle. / Tesis

El control ambiental en invernaderos permite replicar las zonas de vida o microclimas de cualquier variedad de cultivo. La estructura del invernadero brinda protección al cultivo contra los factores externos y el sistema de control monitorea y regula las variables ambientales en el interior. El cerebro del sistema de control es un microcontrolador, el cual alberga en su memoria un algoritmo que gobierna el comportamiento del invernadero. En este trabajo se propone el diseño e implementación de un sistema de control microclimático de temperatura, humedad e iluminación para la preservación de orquídeas endémicas del Perú en un invernadero ubicado en el distrito de Ate, Lima. Se dispone de un prototipo de invernadero, propiedad de la empresa peruana Incatech S.A.C. Se planteó replicar tres de las principales zonas de vida de orquídeas endémicas del Perú mediante el control de la temperatura y humedad relativa. El algoritmo de control está basado en la lógica difusa para la temperatura y humedad. Se utilizó lógica on/off para el control de la iluminación dentro del invernadero. El sistema de control planteado replicará y mantendrá automáticamente los parámetros de cada zona de vida alrededor de un valor medio establecido con una desviación máxima de ± 3 °C de temperatura y ± 5 % de humedad relativa. Se requiere un sistema de control que establezca la zona de vida en un tiempo menor a 15 minutos al iniciar su funcionamiento o al cambiar de una zona de vida a otra. Para la medición de la temperatura y humedad se seleccionó el sensor DTH22 que provee un rango de medición de - 40 a 100 °C y 0 a 100% respectivamente. La medición de la intensidad luminosa se realiza mediante un fotoresistor (LDR) que permite al sistema diferenciar entre el día y la noche. Se implementó una resistencia calefactora para incrementar la temperatura interior y dos de ventiladores axiales para disminuirla. Para incrementar y disminuir la humedad relativa se utilizó un humidificador ultrasónico y un extractor de aire respectivamente. El sistema de iluminación comprende de 20 leds ultrabrillantes de color blanco distribuidos en 4 arreglos de 5 leds cada uno. Finalmente se desarrolló una interfaz gráfica para el control y monitoreo del invernadero por medio de una computadora. Se realizaron las pruebas del sistema de control e interfaz de usuario en ambos modos. El modo automático logra replicar las tres zonas de vida de las orquídeas endémicas, el modo manual permite al operador activar y variar los actuadores a diferentes potencias.