Proyectos de Investigación

Proyectos de Investigación Trabajos de Grado en modalidad DTeI, monografía, Investigación http://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/1123 2026-10-27T02:03:35Z 2026-10-27T02:03:35Z Evaluación tecno-económica para la implementación de un sistema de control con PLC y HMI en el módulo de procesos industriales para prácticas en el laboratorio de instrumentación Industrial. Carranza Barba, Hernan Danilo http://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/25625 2026-10-16T14:40:13Z

Evaluación tecno-económica para la implementación de un sistema de control con PLC y HMI en el módulo de procesos industriales para prácticas en el laboratorio de instrumentación Industrial. Carranza Barba, Hernan Danilo La automatización industrial constituye una herramienta fundamental para mejorar la eficiencia, la seguridad y la supervisión de los procesos productivos, además de fortalecer los escenarios de formación práctica en instituciones de educación superior. En este contexto, el presente trabajo tuvo como objetivo diseñar y evaluar técnica y económicamente un sistema de control y supervisión basado en un controlador lógico programable (PLC) y una interfaz hombre-máquina (HMI) para el módulo de procesos industriales del Laboratorio de Instrumentación de las Unidades Tecnológicas de Santander. La investigación se desarrolló bajo un enfoque cuantitativo, con alcance descriptivo y proyectivo, estructurada en cuatro fases: diagnóstico del sistema existente, diseño de la arquitectura de control, desarrollo del sistema en un entorno de simulación y evaluación tecno-económica de la propuesta. Durante el desarrollo del proyecto se realizó el levantamiento de la información técnica del módulo, identificando la instrumentación disponible, las variables de proceso y los requerimientos funcionales para la automatización. Posteriormente, se diseñó la arquitectura del sistema utilizando un PLC Schneider Modicon TM221CE16T, una interfaz HMI Easy Harmony ET6400 y comunicación mediante el protocolo Modbus TCP. La programación del controlador y el diseño de la interfaz de supervisión se desarrollaron utilizando los entornos EcoStruxure Machine Expert – Basic y EcoStruxure Operator Terminal Expert, implementando una estrategia de control PID para la regulación automática del nivel del tanque. Los resultados obtenidos en la simulación evidenciaron un comportamiento estable del sistema de control, con un seguimiento adecuado del valor de referencia, bajo error estacionario, tiempos de establecimiento aceptables y capacidad para compensar perturbaciones del proceso. Asimismo, se verificó la correcta comunicación entre el PLC y la HMI, el funcionamiento de las herramientas de supervisión, la gestión de alarmas y la operación en modos automático y manual. La evaluación tecno-económica estimó una inversión aproximada de $19.368.646 COP, concluyendo que la propuesta es técnicamente viable, económicamente justificable y académicamente pertinente para fortalecer las actividades de docencia, investigación y formación en automatización industrial dentro del Laboratorio de Instrumentación de las Unidades Tecnológicas de Santander. Instrumentación y control

Diseño e implementación de un banco didáctico de distribución trifásica en baja tensión con analizador de redes para prácticas académicas González Sanabria, Luis Anderson Serrano Pérez, Juan David http://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/25602 2026-10-15T18:51:36Z

Diseño e implementación de un banco didáctico de distribución trifásica en baja tensión con analizador de redes para prácticas académicas González Sanabria, Luis Anderson; Serrano Pérez, Juan David El proyecto tiene como propósito diseñar e implementar un banco didáctico de distribución trifásica en baja tensión con analizador de redes, orientado al fortalecimiento de las prácticas académicas en instalaciones eléctricas. Para su desarrollo se diseñó el módulo mediante SOLIDWORKS, integrando cargas monofásicas y trifásicas, sistemas de control y elementos de medición, los resultados evidenciaron una valoración del 100 % en los criterios de funcionamiento, usabilidad, utilidad y funcionalidad del banco didáctico, así como en la elaboración del cuadro de cargas y el equilibrio de las fases, adicionalmente, se dimensionaron conductores y seleccionaron dispositivos de protección considerando los lineamientos del RETIE, finalmente se elaboró un manual de prácticas interactivo, sencillo y didáctico que facilita la utilización pedagógica del banco mediante actividades de medición, balanceo de cargas, circuitos y motores eléctricos, promoviendo un aprendizaje práctico y seguro. 1. Ingeniería eléctrica e instalaciones eléctricas 2. Mediciones eléctricas y calidad de la energía 3. Protecciones eléctricas y seguridad industrial 4. Diseño tecnológico e instrumentación 5. Pedagogía y formación técnica

Actualización e integración de un sistema de control y supervisión para el nivel en dos tanques, basado en variadores de frecuencia (VFD), mediante SIMATIC WinCC Unified Runtime para el módulo de visualización local/remoto del Laboratorio de Instrumentación Mantilla Rueda, Cesar Santiago; Caceres Serrano, Holger Fabian; Valderrama Barragán, Johan Sebastian El presente trabajo tuvo como objetivo actualizar e integrar un sistema de control y supervisión para el nivel en dos tanques, basado en variadores de frecuencia (VFD), mediante SIMATIC WinCC Unified Runtime, con el propósito de mejorar las condiciones de operación y ampliar las posibilidades de visualización local y remota en el Módulo 4 del Laboratorio de Instrumentación. La metodología se estructuró en tres fases. En la primera se diagnosticó el sistema existente, se establecieron los requerimientos funcionales y de comunicación y se diseñó la arquitectura de integración. En la segunda se desarrolló la interfaz HMI, se configuró la comunicación entre el PLC y el PC industrial y se implementaron las funcionalidades de supervisión, alarmas, tendencias e históricos. Finalmente, en la tercera fase se realizaron pruebas de comunicación e intercambio de datos, se verificaron las funcionalidades implementadas y se evaluó el sistema en los entornos local y remoto. Los resultados permitieron establecer una arquitectura que conserva la infraestructura funcional existente e incorpora el PC industrial y WinCC Unified Runtime como plataforma de supervisión. La interfaz desarrollada integró las principales variables del proceso, los estados de las bombas y VFD, los comandos de operación y las herramientas de monitoreo. Las pruebas realizadas evidenciaron el intercambio bidireccional de información entre el sistema de control y la plataforma de supervisión, así como el funcionamiento de las variables, comandos, alarmas, tendencias e históricos. Además, las funciones de visualización y monitoreo estuvieron disponibles en los entornos local y remoto, manteniendo la operación remota condicionada a los permisos configurados. Se concluye que la actualización permitió ampliar las capacidades de supervisión del módulo aprovechando su infraestructura existente y dejando una arquitectura con posibilidades de ampliación para futuras aplicaciones. Instrumentación y control industrial

Diseño e implementación de módulo de simulación para equipos de patio de una subestación eléctrica con niveles de operación local y remota Giraldo González, Luis Carlos Rincón Cortez, Johan Javier http://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/25510 2026-10-14T16:35:17Z

Diseño e implementación de módulo de simulación para equipos de patio de una subestación eléctrica con niveles de operación local y remota Giraldo González, Luis Carlos; Rincón Cortez, Johan Javier El presente trabajo tuvo como objetivo diseñar e implementar un banco de simulación para representar los equipos de patio de una bahía de subestación eléctrica doble barra incorporando niveles de operación local y remota para el desarrollo de prácticas relacionadas con maniobras, supervisión, control y protección. La metodología se estructuró en tres fases: selección de componentes y definición de la arquitectura funcional; diseño, construcción e integración del sistema de control y automatización; y configuración del relé digital GE Multilin F650, seguida de la ejecución de pruebas funcionales y del análisis técnico del sistema. El banco integró un interruptor de potencia, seccionadores de barra, línea y puesta a tierra, elementos de mando y señalización, una carga resistiva regulable y el relé F650 como dispositivo de supervisión y control. La programación mediante EnerVista 650 Setup y FlexLogic permitió relacionar las señales físicas con las variables internas del relé e implementar las condiciones de enclavamiento requeridas para las secuencias de maniobra. Los resultados de las pruebas evidenciaron que las órdenes habilitadas fueron ejecutadas cuando se cumplieron las condiciones operativas establecidas, mientras que las maniobras incompatibles fueron bloqueadas por la lógica implementada en los diferentes niveles de operación. Asimismo, se parametrizaron funciones de protección de sobrecorriente, subtensión y sobretensión, y se incorporó una carga regulable para representar diferentes condiciones eléctricas. Se concluye que el banco permite reproducir de manera funcional la interacción entre dispositivos de maniobra, enclavamientos, señalización y control digital de una bahía eléctrica, constituyéndose en una plataforma para el desarrollo de prácticas académicas. Las funciones de protección quedaron parametrizadas, aunque su validación experimental individual constituye una oportunidad de ampliación del sistema.