El presente trabajo tiene como objetivo el diseño y desarrollo de un módulo básico que permita la replicación de ADN empleando el proceso de Reacción en Cadena de la Polimerasa, conocido como PCR por sus siglas en inglés de Polymerase Chain Reaction. Para ello el módulo debe ser capaz de controlar de manera precisa un juego de temperaturas configurables por el usuario, con la finalidad de lograr un proceso eficiente. No es parte de la presente tesis el desarrollo de la fuente de alimentación del sistema. Este módulo básico constituye un primer aporte a la intención de desarrollar equipos termocicladores de producción nacional. Los termocicladores se usan en laboratorios de investigación de Biotecnología Moderna y análisis genéticos. Para este objetivo se hace uso de los dispositivos de efecto termoeléctrico conocidos como Celdas Peltier, modelos CP 1.4-127-10L y CP 0.8-254-06L, componentes que permiten obtener cambios de temperatura de manera muy rápida. Para el control de dichas temperaturas se selecciona el sensor YSI 44018, por sus características físicas y de precisión y así garantizar que las muestras de ADN a replicar no se degeneren. Los elementos de potencia y de control utilizados permiten el cumplimiento de las exigencias del protocolo de PCR. Todos los componentes electrónicos son manejados digitalmente por el microcontrolador PIC 16F877 que se programó en lenguaje ensamblador. Las interfaces de entrada-salida las constituyen el teclado matricial y la pantalla LCD respectivamente. Para hacer las pruebas de funcionamiento fue necesaria la construcción de un bloque metálico de plata y el aprovisionamiento de un bloque de aluminio que actuaron como bandeja porta-muestras del módulo diseñado. Con estos elementos se construyó el módulo básico, que alcanzó una rampa de temperatura de 0.4C/s con una precisión de ±0.8C. / Tesis

El presente asunto de estudio contempla la optimización de un prototipo de termociclador, equipo empleado para realizar la replicación in vitro de muestras biológicas específicas de ADN, utilizando para ello el proceso de Reacción en Cadena de la Polimerasa o PCR (por sus siglas en ingles) cuyo principio de funcionamiento se basa en alcanzar niveles de temperaturas determinados durante intervalos de tiempo. El desarrollo de esta tesis contempla la optimización del sistema de control heredado de trabajos previos así como el diseño de la interfaz con el usuario. Para la optimización del sistema de control de temperatura, se realiza previamente un modelamiento matemático del actuador y la unidad principal del sistema, siendo estos una celda peltier y una bandeja de plata respectivamente. Para la celda peltier, el modelamiento a realizar requiere emplear equivalencias eléctricas a fenómenos térmicos que suceden en este dispositivo. De igual forma se realiza el modelamiento matemático para la bandeja de plata. El control del proceso se realiza empleando algoritmos en lenguaje assembler para el microcontrolador de la familia Atmel y lenguaje de alto nivel utilizado en el programa Visual Basic 6.0. La ventaja de emplear lenguaje de alto nivel es la facilidad de trabajar con valores en punto flotante, que mejoran la precisión de la variable de control requerida. Asimismo, el algoritmo implementado en lenguaje assembler permite la adquisición digital de datos por parte de la etapa de sensado de temperatura, la comunicación con la PC para el envió de estos datos, el posterior procesamiento que se realizará en la PC y finalmente la recepción de datos de control para la generación de una onda PWM. El resultado final de estos dos elementos da una señal de control necesaria para la etapa de potencia. Finalmente, se implementa una interfaz de usuario amigable en la PC que permite al operario tener una supervisión del proceso en tiempo real y poder adquirir los datos obtenidos para posteriores análisis. Como resultado de estos procedimientos, se logra diseñar e implementar el algoritmo de control de temperatura cuyas características se asemejan a equipos comerciales actuales, sea el caso de las rampas de temperatura y el error en estado estable. Asimismo, se verifica la correcta adquisición de datos y la generación de señal de control hacia la etapa de potencia. / Tesis

El presente trabajo de tesis tiene como objetivo diseñar e implementar las interfaces hardware y software, el algoritmo de control PID Desacoplado, así como la interface de usuario que permita comandar los movimientos punto a punto, línea recta y circunferencia de un robot serial planar de 3 grados de libertad, con accionamiento eléctrico construido por el CETAM. En un principio se describen algunas de las tecnologías de sistemas de control más comunes implementadas en la actualidad en la robótica de manipuladores seriales, para luego pasar a explicar el modelo teórico del funcionamiento de todo el sistema propuesto. Posteriormente, el presente trabajo realiza un énfasis en el desarrollo del algoritmo de generación de trayectoria, la cinemática directa e inversa y la dinámica directa e inversa para las simulaciones e implementación del sistema. Luego se describe la Interface Usuario a utilizar, su modo de funcionamiento así como el protocolo de comunicación entre el controlador y la computadora. Finalmente se desarrolla el algoritmo de control PI Desacoplado de corriente sintonizándolo de forma analítica así como el control PID Desacoplado de posición sintonizándolo de forma experimental comparando los resultados con la sintonización hecha por software propio de los controladores EPOS UserInterface. / Tesis

La necesidad de controlar la temperatura del habitáculo del prototipo de Burbuja Neonatal Modelo 3B (prototipo para realizar ensayos preclínicos) desarrollado en nuestra universidad, motivó la ejecución del presente trabajo de tesis, que consistió en diseñar e implementar el control de temperatura del habitáculo del prototipo mencionado en el rango de 25ºC a 37ºC, con un tiempo de calentamiento menor a 90 minutos y una precisión de estabilidad térmica menor a +/- 0.5 ºC, según norma IEC 60601-2-19. El diseño e implementación del control se dividieron en dos fases. En la primera fase, se realizó el control de temperatura en 4 etapas (estudio de la planta de la Burbuja Neonatal 3B; obtención de los parámetros del controlador PID; diseño e implementación del algoritmo de control en el PLC EASY 821-DC-TCX; verificación y reajuste del control de temperatura). Además en el proceso de mejorar la sintonización se encontró problemas de la electrónica. . En la segunda fase, se realizó una reingeniería de la planta: se diseñó e implementó el subsistema electrónico de la Burbuja Artificial Neonatal modelo 3B. Donde el algoritmo de control final posee 2 tipos de controles (P, PID), en un primer momento actúa el controlador proporcional (P=4) y luego actúa el controlador PID (P=2.5; I=2500; D=120); esto con el fin reducir el tiempo de subida y obtener una mejor respuesta. Finalmente el resultado posee una estabilidad térmica de +/- 0.08 ºC y un tiempo de calentamiento de 63.2 minuto. De esta manera es posible cumplir con los requerimientos de control de temperatura según la norma mencionada. Los resultados son muy importantes, pues permitirá a médicos neonatólogos realizar ensayos preclínicos. / Tesis

El desarrollo de este trabajo surgió por la necesidad de controlar la temperatura del flujo de gases proporcionado por el sub-sistema de ventilación pulmonar del Prototipo de Equipo de Soporte de Vida Neonatal que se viene desarrollando en la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). Este trabajo tuvo como objetivo diseñar e implementar el algoritmo de control de temperatura para dicho flujo de gases que logre mantener su temperatura en un rango de 36 °C a 37 °C con una precisión de +/- 0.5 °C. Para realizar el diseño e implementación del algoritmo de control de temperatura, primero se obtuvo el modelo matemático de la planta y luego se realizó el estudio de acciones de control proporcional (P), proporcional integrativa (PI) y proporcional integrativa derivativa (PID). Para esto se emplearon simulaciones con ayuda del software Matlab para poder determinar la acción de control más adecuada. Este trabajo incluye además, el diseño e implementación de la etapa de adquisición de datos y la etapa de acondicionamiento para el sensor de temperatura utilizado. El resultado obtenido fue la implementación del algoritmo de control en la planta, con el cual se logró mantener la temperatura del flujo de gases constante en un rango de 36 °C a 37 °C con un error de +/ - 0.3 °C, cumpliendo así con los objetivos establecidos. / Tesis

En la actualidad, con el avance tecnológico, los sistemas de defensa de las Fuerzas Armadas están evolucionando tanto es su complejidad como es su eficiencia; es por ello que en países desarrollados el control digital ha resultado ventajoso en cuanto a la precisión y control de movimientos de dichos sistemas. En nuestro país existen diversos sistemas de defensa; entre los principales se encuentran los cañones antiaéreos terrestres de la Fuerza Aérea del Perú, comúnmente llamado mecanismo de defensa tierra-aire. Hoy en día estos cañones son maniobrados de forma manual por técnicos de dicha Fuerza Armada, es por ello que requieren un control digital para sus movimientos, para obtener así un mejor desempeño del mismo: incrementando la rapidez de su movimiento, obteniendo mayor precisión en sus disparos, eliminando la manipulación directa del hombre y principalmente asegurando la integridad, independencia y soberanía de una nación. En la presente tesis se diseña un sistema electrónico para los movimientos del cañón antiaéreo, dicho sistema se realiza a una escala determinada, la cual se relacionará dependiendo de los cañones antiaéreos terrestres que adquiera la Fuerza Aérea del Perú. El diseño consta de la simulación de un cañón antiaéreo terrestre a escala; los movimientos de este son realizados por medio de motores de elevación y giro, a los que se les adicionó encoders incrementales para verificar la posición. Además se usó una cámara Web, que corrobora la posición mediante las imágenes mostradas en una computadora y a su vez se cuenta con dos velocidades adicionales para la cámara mencionada. / Tesis

En la actualidad, unos de los problemas que tienen las empresas arenadoras de vidrio, es la poca disponibilidad de repuestos, en el mercado local, en caso de avería del sistema de control de sus equipos. Este hecho impacta directamente en la producción y en la rentabilidad de la empresa. Si bien existen varios modelos y tipos de máquinas de arenado que cumplen técnicamente con los requisitos necesarios para realizar el proceso de arenado de vidrio eficientemente. Es la parte económica y el tiempo de adquisición son las principales razones que dificultan la adquisición e importación de los mismos. En algunos casos podría tomar hasta 60 días que implicaría una pérdida del 30 % de la utilidad anual esperada. Considerando que sólo el sistema de control de fábrica falle una vez, pero si este problema es recurrente las consecuencias para el negocio pueden ser más graves. Por ello, el presente proyecto, busca implementar un sistema de control alternativo que sea capaz de funcionar de similar o de mejor manera que el sistema de control de fábrica El costo de producción del sistema alternativo es altamente competitivo a diferencia del costo de compra e importación de un nuevo sistema de control de fábrica, el cual puede significar hasta el 60% del costo de una máquina nueva. El costo del sistema del control propuesto significa menos del 10% del costo de un sistema de control de un proveedor local incluyendo los gastos de importación. / Currently, one of the problems that have glassblower companies, is the limited availability of spare parts, in the local market, in case of failure of the control system of their equipment. This fact directly impacts the production and profitability of the company. Although there are several models and types of sandblasting machines that technically comply with the necessary requirements to perform the process of glass sandblasting efficiently. It is the economic part that hinders the acquisition and importation of them. In some cases it could take up to 60 days which would imply a loss of 30% of the expected annual profit. Whereas only the factory control system fails once, but if this problem is recurrent the consequences for the business can be more serious. Therefore, the present project seeks to implement an alternative control system that is capable of functioning similarly or better than the factory control system. The production cost of the alternative system is highly competitive, unlike the cost of purchase and import of a new factory control system, which can mean up to 60% of the cost of a new machine. The cost of the proposed control system means less than 10% of the cost of a control system of a local supplier including import costs. / Tesis

El presente trabajo de tesis, del área de Sistemas Digitales, tiene como meta principal convertir al teléfono celular en un periférico de la computadora, con esta sociedad, vista como una unidad, la computadora adquiere la capacidad de procesar datos que son enviados a grandes distancias vía mensajes de textos desde teléfonos celulares, potenciando las aplicaciones de ambos dispositivos. Para lograr la fusión entre el celular y la computadora ha sido necesario analizar, implementar y validar el funcionamiento del protocolo de comunicación que se debe establecer entre el teléfono celular y la computadora. La diversidad de aplicaciones que pueden ser desarrolladas es amplia, pudiendo ser empleada en áreas de telecontrol, telemedicina, domótica, entre otras, así pues, para demostrar la utilidad de la implementación del protocolo, se ha validado su funcionamiento mediante dos aplicaciones prototipo, la primera de ellas denominada Matrícula, la cual permite realizar la matrícula de alumnos a través de mensajes de texto y la segunda denominada Monitor – Supervisor, para aplicaciones de telecontrol y envió de alertas vía mensajes de textos, las cuales han sido probadas obteniéndose los resultados esperados. En el segundo prototipo ha sido necesario diseñar una tarjeta que comunica el puerto paralelo de la computadora con los sensores y actuadores de los procesos seleccionados. Como consecuencia, al describir todos los detalles para el análisis e implementación del protocolo y sus aplicaciones, se provee a otros investigadores interesados la mayor cantidad de información sobre este tema, la cual es escasa en nuestro medio.

El diseño del sistema regulador de velocidad es una característica fundamental en las mini centrales hidroeléctricas, debido que al transcurrir el tiempo la demanda de la comunidad, donde está ubicada la mini central, va en aumento en función al crecimiento de la población. Es por eso que el mejoramiento de la eficiencia de las centrales hidroeléctricas es un factor importante, para satisfacer la demanda y mejorar la calidad de energía que se entrega a la comunidad. El presente informe presenta el diseño de un sistema de control de velocidad de una turbina Pelton en la central hidroeléctrica Buenos Aires Niepos usando algoritmo PI digital a través de la herramienta informática Matlab. El proceso de diseño de este modelo abordará desde la información de la ficha técnica hasta la obtención de parámetros necesarios para el diseño. Se realiza en primer lugar la obtención de parámetros para el cálculo del diámetro de la válvula , un vez hallado, se procede a plantear un modelo cascada de la central hidroeléctrica de Buenos Aires Niepos, una vez planteado el modelo se dará lugar a las ecuaciones de transferencias tanto en el servomotor, turbina y generador; y se procederá al desarrollo de la arquitectura del diseño del controlador , en esta etapa se emplea el Matlab para simular y comprobar el comportamiento del diseño y una vez desarrollado se pasará al cálculo de los parámetros del controlador PI (Controlador Proporcional-Integral ) digital. Los cálculos se realizarán mediante hojas de cálculo de Excel, se procederá a evaluar el modelo de la central hidroeléctrica, mediante Matlab, para obtener los parámetros para el algoritmo PI (Controlador Proporcional-Integral) digital. De esta manera concluir con el diseño final del sistema.

En el presente trabajo se presenta el Diseño e Implementación de una Máquina Semi - Automática para Embalar Pallets con un Sistema de Sujeción de Plástico Stretch Film, con un sistema electrónico de control de posición vertical y supervisión general mediante un sistema EXSCADA. El funcionamiento de la máquina consiste en envolver materiales apilados en un pallet o una parrilla con plástico stretch film, de manera eficiente y con gran rendimiento. Con el objetivo de proteger los productos para su transporte y para las prestaciones de calidad que requiere el mercado interno y los clientes finales. El Sistema ExScada, en mención, consiste en concentrar en una PC datos relevantes del funcionamiento de la máquina, así como la interacción gráfica de la misma; además se podrá generar reportes, lo cual contribuirá con la administración y gestión de los productos ha ser distribuidos. El desarrollo del proyecto cubre dos ramas de la ingeniería; la mecánica, la electrónica y la electricidad. En cuanto a la mecánica, se desarrolló toda la estructura teniendo como objetivo un sistema que cuente con una plataforma giratoria para poder envolver la carga, del mismo modo, este sistema debía contar con un equipo que alimente de stretch film durante el proceso de envoltura. Para poder envolver toda la altura de la carga se requería que este equipo alimentador tuviera un desplazamiento vertical, para ello se diseñó una 5 estructura en forma de torre que serviría de carril para el desplazamiento del equipo alimentador. El sistema requiere de dos motorreductores trifásicos: uno para el giro de la plataforma giratoria y el otro para el desplazamiento del equipo alimentador. Las velocidades de giro de estos motorreductores podrán controlarse a través de variadores de velocidad, para ello se utilizó dos variadores de velocidad (Sinamics G-110 Siemens), los cuales son controlados por medio de sus puertos digitales (encendido/ apagado e inversión de giro) y analógicos (variación de frecuencia de trabajo) conectados a un PLC S7-200 de Siemens con un módulo de expansión analógica EM-235. / Tesis