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Implementación de un sistema de riego automatizado para el laboratorio de Accionamientos Eléctricos de las Unidades Tecnológicas de Santander en el año 2023

dc.rights.licenseabiertoes_ES
dc.contributor.advisorSANDOVAL, CAMILO
dc.contributor.authorGarcía Ortiz, Lisney Carolina
dc.contributor.authorAlarcón Ariza, Santiago Andrés
dc.contributor.otherSANCHEZ BOTIA, DANIEL ALEJANDRO
dc.coverage.spatialBucaramangaes_ES
dc.date.accessioned2023-06-26T15:03:00Z
dc.date.available2023-06-26T15:03:00Z
dc.identifier.citationN/Aes_ES
dc.identifier.urihttp://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/12795
dc.descriptionMECÁNICA DE FLUIDOS, AUTOMATIZACIÓN, CONTROL INDUSTRIALes_ES
dc.description.abstractLa idea de este proyecto surgió principalmente como una respuesta inmediata a la necesidad de aportar y mejorar el proceso de enseñanza y aprendizaje de las Unidades Tecnológicas de Santander, específicamente en los estudiantes del programa de Tecnología en Operación y Mantenimiento Electromecánico en el marco del curso de Laboratorio de Accionamientos Eléctricos, llevando los conocimientos, habilidades y competencias de circuitos de control, sensores y lógica programable a aplicaciones reales a los que se puedan enfrentar los estudiantes en su entorno laboral futuro. Para ello, se construyó un prototipo a pequeña escala de un sistema de riego automatizado, por medio de un Controlador Lógico Programable (PLC), evaluando variables de humedad del suelo e implementando un sistema de control de nivel del tanque de almacenamiento para aumentar la autonomía del prototipo; todo esto llevado a un entorno didáctico. Lo anterior con el fin de implementar un método de aprendizaje basado en el modelo constructivista, el cual se fundamenta en enfrentar al estudiante a situaciones reales que lo lleven a aplicar los conocimientos anteriormente adquiridos, a solventar una necesidad concreta, lo cual le permite fortalecer las competencias ya interiorizadas, y a su vez, construir nuevos conocimientos y habilidades justificados en un aprendizaje experiencial.es_ES
dc.description.sponsorshipN/Aes_ES
dc.description.tableofcontentsTABLA DE CONTENIDO RESUMEN EJECUTIVO ................................................................................................. 12 ABSTRACT .......................................................................................................... 13 INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 14 1. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN .................................. 17 1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................ 17 1.2. JUSTIFICACIÓN ......................................................................................... 19 1.3. OBJETIVOS ................................................................................................ 20 1.3.1. OBJETIVO GENERAL .............................................................................. 20 1.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................... 20 1.4. ESTADO DEL ARTE ................................................................................... 20 2. MARCO REFERENCIAL ............................................................................ 24 2.1. El constructivismo…………………………………………………………………...24 2.2. Aprendizaje experimental ………………………………………………………….26 2.3. Automatización ……………………………………………………………….…….27 2.4. Sistema de riego ……………………………………………………..…….……….28 2.4.1. Ventajas del sistema de riego ………………………………………………..….31 2.4.2. Desventajas del sistema de riego ……………………………………………….33 2.5. Sensor de humedad…………………………………………………………..........33 2.5.1. Ventajas……………………………………………………………………………35 2.5.2. Desventajas……………………………………………………………….………35 2.6. Electroválvulas……...…………………………….……………………………..….35 2.7. Aspersores ………………………………………………………………………….37 2.8. Controlador lógico programable …………………………………………………..38 2.9. Mantenimiento …………………………………………………………………..….41 2.9.1. Tipos de mantenimiento ……….………………………………………………...42 2.9.1.1. Mantenimiento correctivo……………………………………………………...42 2.9.1.2. Mantenimiento preventivo………………………………………………….….43 3. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN .......................................................................... 44 3.1. Tipo de investigación………………………..………………………………………44 3.2. Enfoque de la investigación ……………………………………………………….44 3.3. Métodos y tecnicas de la investigación………………………….………………..45 3.4. Fases de la investigación ………………………………………………………….45 4. DESARROLLO DEL TRABAJO DE GRADO ......................................................... 48 4.1. Diseño ……………………………………………….………………………………49 4.2. Selección de componentes……………………………….………………………..52 4.3. Pruebas de funcionamiento individuales………………………………………….75 4.4. Montaje del sistema…………………………………………………………………79 4.5. Mantenimiento….………………………………………………………………….106 5. RESULTADOS .......................................................................................... 107 6. CONCLUSIONES .................................................................................................. 110 7. RECOMENDACIONES ............................................................................. 111 8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................ 112 9. ANEXOS ................................................................................................... 118 LISTA DE FIGURAS Figura 1. Sistema de riego automático ....................................................................... 29 Figura 2. Sensor de humedad ……………………………………………………..……………34 Figura 3. Electrovávula ............................................................................................ 36 Figura 4. Aspersor .................................................................................................. 38 Figura 5.Controlador lógico LOGO! V8....................................................................... 39 Figura 6. Partes del controlador lógico programable LOGO!………………………………...41 Figura 7. Evolución del mantenimiento …………………………………………………..…… 42 Figura 8. Enfoque cualitativo………………...……………………………………………..….45 Figura 9. Diagrama de flujo del desarrollo del trabajo ................................................. 48 Figura 10. Circuito de fuerza …………………………………….….…………………….…….49 Figura 11. Circuito de control, Programación ladder…………………………………………50 Figura 12. Circuito de control de nivel del tanque ....................................................... 52 Figura 13. Simulación del Circuito de fuerza ……………..……………………………….……53 Figura 14. Simulación del circuito de control ........................................................... ….54 Figura 15. Simulación del circuito de control del nivel (tanque lleno) ……………………….55 Figura 16. Simulación del circuito de control de nivel (tanque vacío) ............................. 55 Figura 17. Circuito eléctrico del módulo ..................................................................... 56 Figura 18. Diseño del módulo didáctico ...................................................................... 57 Figura 19. Diseño del módulo didáctico en SolidWorks …………………………………….58 Figura 20. Diseño de la estructura en SolidWorks……………………………...…………..…58 Figura 21. Ensamble de estructura y tablero enSolidWorks ………………….…………….59 Figura 22. Electrobomba sumergible…………………………………………………....60 Figura 23. Contactor principal sistema de riego automatizado….…………….……………..61 Figura 24. Interruptor automático de circuito de fuerza ….…….……………………………62 Figura 25. PLC LOGO! 6ED1052-1FB00-0BAB ......................................................... 63 Figura 26. Módulo relé controlado por sensor de humedad ………….……………………..64 Figura 27. Sensor de humedad por cntiuidad…………….…………………..………………64 Figura 28. Adaptador ADS-18FGS-12 ........................................................................ 65 Figura 29. Pulsadores ……………………………….………………………………………..…66 Figura 30. Electroválvula ......................................................................................... 67 Figura 31. Sensor de nivel de agua vertical (flotador boya) ………………………………….68 Figura 32. Relé a libre tensión con bobina a 5V .......................................................... 68 Figura 33. Luz testigo verde para nivel del tanque ..................................................... 69 Figura 34. Luz testigo azul para nivel del tanque ........................................................ 69 Figura 35. Cable de cobre 22AWG ………………………………………..…………………...70 Figura 36. Cable de cobre 16AWG …………………………………………………………...…70 Figura 37. Prensaestopas……………………………………………………………………...71 Figura 38. Jack banana Azul, Amarillo, Negro y rojo ………………………………….72 Figura 39. Pines de conexión …………………………………………………….……………..72 Figura 40. Tanque de almacenamiento de agua ………….…….……………………..……73 Figura 41. Manguera transparente ............................................................................ 74 Figura 42. Kit de riego …………………….…..……………………….………………………...75 Figura 43. Prueba de funcionamiendo sensor de humedad con módulo relé ................. 76 Figura 44. Prueba de funcionamiento del sensor de nivel ........................................... 77 Figura 45. Prueba de funcionamiento de la electrobomba…………………………………...78 Figura 46. Acrilico con jack banana …………………………………………………………..…79 Figura 47. Montaje de estrctura con acrílico……………………………………………..80 Figura 48. Montaje del PLC………………………………………………………….…..81 Figura 49. Conexiones del PLC con los jack bananas……..…………………….…………...82 Figura 50. Montaje del contactor y breaker …….………….…….……………………..……83 Figura 51. Montaje de componentes del módulo didáctico .......................................... 84 Figura 52. Prueba funcionamiento del PLC………………………………….………………...85 Figura 53. Construcción de base para el sistema de riego ........................................... 86 Figura 54. Construcción base de electroválvulas ....................................................... .87 Figura 55. Montaje de base de electroválvulas…………………….……………………...…..88 Figura 56. Unión de electroválvulas, tubos, manguera y adaptador ……………..…………89 Figura 57. Montaje de electroválvulas y base del sistema…………………………...90 Figura 58. Conexión de relé del circuito de control de nivel ……………………………..91 Figura 59. Conexión del módulo relé del sensor de humedad……..………………………..92 Figura 60. Conexión de los puntos comunes de 110VAC y 12VDC en la bornera …….………….…….…………………………………………………………..………….…93 Figura 61. Conexiones circuito de control ................................................................... 94 Figura 62. Montaje y acople de materas y aspersores…….………………………………….95 Figura 63. Prueba de funcionamiento de convertidor de 12V y módulos relé con sensor de humedad ............................................................................................... 96 Figura 64. Prueba de funcionamiento de sensor de nivel ...................................... 97 Figura 65. Prueba de funcionamiento de sensor de nivel, tanque lleno…….………..98 Figura 66. Prueba de funcionamiento de sensor de nivel tanque vacío .………….…99 Figura 67. Prueba de funcionamiento sensor de humedad 1……..……..………...100 Figura 68. Prueba de funcionamiento de sensor de humedad 2…………..……….101 Figura 69. Acople de mangueras de riego y circuito hidráulico …....………..……….102 Figura 70. Montaje de caja de protección de las conexiones del circuito de control……………………………………………………………………………………103 Figura 71. Resultado final ....................................................................................... 104 Figura 72. Prueba de funcionamiento general del sistema de riego automatizado..105 Figura 73. Modulo didáctico terminado del sistema de riego automatizado……......108 LISTA DE TABLAS Tabla 1. Costos ................................................................................................. 118es_ES
dc.language.isoeses_ES
dc.publisherUnidades Tecnológicas de Santanderes_ES
dc.subjectSistema de riego, Automatización, Modelo constructivista, lógica programada, PLCes_ES
dc.titleImplementación de un sistema de riego automatizado para el laboratorio de Accionamientos Eléctricos de las Unidades Tecnológicas de Santander en el año 2023es_ES
dc.typedegree workes_ES
dc.rights.holderCopyright (CC.BY.NC.ND.2.5).es_ES
dc.date.emitido2023-06-22
dc.dependenciafcnies_ES
dc.proceso.procesoutsdocenciaes_ES
dc.type.modalidadproyecto_de_investigaciónes_ES
dc.format.formatopdfes_ES
dc.titulogTECNÓLOGO EN OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ELECTROMECÁNICOes_ES
dc.educationleveltecnologoes_ES
dc.contibutor.evaluatorevaluadores_ES
dc.date.aprobacion2023-06-16
dc.description.programaacademicoTECNOLOGÍA EN OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ELECTROMECÁNICOes_ES
dc.dependencia.regionbucaramangaes_ES


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