Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA...

27
Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal 2015- 2016 IES A SARDIÑEIRA IES URBANO LUGRÍS IELEC INDUSTRIA Y ELECTRICIDAD,S.L.

Transcript of Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA...

Page 1: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 0 de 27

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

2015-

2016

IES A SARDIÑEIRA

IES URBANO LUGRÍS

IELEC INDUSTRIA Y ELECTRICIDAD,S.L.

Page 2: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 1 de 27

INDICE

1. MEMORIA XUSTIFICATIVA ........................................................................................... 1

1.1. HISTORIA DO PROXECTO. XUSTIFICACIÓN ................................................................................... 1

1.2. RELACIÓN DE PARTICIPANTES ...................................................................................................... 2

1.3. ACTIVIDADES REALIZADAS ........................................................................................................... 3

1.4. AVALIACIÓN FINAL: Cumprimento do plan de avaliación. Valoración mediante os indicadores

establecidos. ...................................................................................................................................... 17

1.5. CONCLUSIÓNS. VALORACIÓN GLOBAL DO PROXECTO E PREVISIÓNS DE FUTURO ................... 19

1.6. MEMORIA DE XUSTIFICACIÓN ECONÓMICA. GASTOS XERAIS DO PROXECTO .......................... 20

2. RESULTADOS E PRODUTOS DO PROXECTO...........................................................22

2.1. MAQUETA DIDÁCTICA ................................................................................................................ 22

2.2. MANUAL DE OPERACIÓN E MANTEMENTO ............................................................................... 22

2.3. GUIÓNS DE PRÁCTICAS ............................................................................................................... 22

2.4. VÍDEOS DIDÁCTICOS ................................................................................................................... 23

2.5. PANEIS EXPLICATIVOS DA MAQUETA ......................................................................................... 23

2.6. FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ...................................................... 23

2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA .......................... 23

2.8. SITIOS WEB ................................................................................................................................. 23

3. ANEXOS .......................................................................................................................25

Page 3: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 1 de 27

1. MEMORIA XUSTIFICATIVA

1.1. HISTORIA DO PROXECTO. XUSTIFICACIÓN

A implantación dos novos ciclos formativos LOE en ámbolos dous centros no ano 2006 implicou a aparición de novos módulos formativos que requiren material didáctico axeitado a nova realidade industrial e as esixencias de formación do alumnado ao mercado laboral. No caso do ciclo de Química Industrial o novo currículo incorpora no módulo de “Regulación e control na industria de proceso químico” os PLC’s, e dicir, os autómatas programables.

Posteriormente coa implantación da LOMCE no 2013 xurdiron novos ciclos formativos que incorporan estas novas tecnoloxías.

No curso 2010-2011,parte do profesorado desenvolveu un PFFP denominado “Programación de Autómatas” (C1021003). A partir deste momento xurdiu unha relación de traballo e colaboración entre os participantes que nos levou a presentar este proxecto de innovación.

Ao longo dos últimos anos o profesorado implicado neste proxecto colaborou en distintas actividades formativas organizadas polo CEFORE, así coma en actividades organizadas pola Consellería de Educación.

Este proxecto xurdiu resultado das inquedanzas dun grupo de profesores dos centros IES A Sardiñeira e IES Urbano Lugrís polo deseño de materiais didácticos para realizar prácticas no campo da regulación e automatización de procesos na industria.

Despois de poñernos en contacto con diversas casas comerciais e consultar en diferentes catálogos de material didáctico, atopámonos coa dificultade de que o equipamento para facer prácticas resultaba moi custoso ou non se adecuaba ás necesidades reais do centro, tanto dende o punto de vista económico, de dimensións para o espazo real dispoñible no centro ou adecuación aos contidos curriculares dos ciclos implicados neste proxecto.

A finalidade principal deste proxecto foi o deseño e a montaxe dunha maqueta que será empregada como material didáctico para a realización de prácticas con alumnos en ámbolos centros educativos que poderá ser aproveitada polos alumnos das familias profesionais de Electricidade e electrónica, Instalación e mantemento e Química Industrial en cursos posteriores.

A envergadura deste traballo esixiu un compromiso de colaboración entre estes centros formativos e a empresa. Ademais, cabe resaltar que o alumnado participou activamente nas distintas etapas do proxecto.

Esta experiencia foi unha oportunidade única para o alumnado, que puido traballar en contacto coa empresa colaboradora, formar parte activa do proceso de deseño e compra de materiais e accesorios, etc., tal e como farán cando sexan profesionais, fomentando así o traballo en equipo e o espírito emprendedor nos rapaces.

Finalmente, as persoas que traballamos na docencia en formación profesional atopámonos en pequenas illas de coñecemento dentro dos nosos institutos e o contacto entre nos redúcese a encontros ocasionais en actividades de formación, polo tanto é importante aproveitar estas iniciativas que fomentan o traballo colaborativo e interdisciplinar.

Page 4: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 2 de 27

1.2. RELACIÓN DE PARTICIPANTES

Este proxecto establece a colaboración entre os seguintes centros educativos:

IES A Sardiñeira (A Coruña)

IES Urbano Lugrís (A Coruña)

A continuación relacionase o profesorado implicado no proxecto e o representante da empresa participante no mesmo:

NOME DNI MÓDULOS QUE IMPARTE NO

CENTRO EDUCATIVO CENTRO/ EMPRESA

Jesús Serna Arnáiz

40854025E Regulación e control de proceso

químico (FP dual)

IES

A SARDIÑEIRA

Alba Souto Rodríguez

76862136T

Xeración e recuperación de enerxía (2º CURSO e FP dual)

Formulación e preparación de mesturas (1º Curso)

Ana B. Álvarez López

76624231F

Regulación e control de proceso químico (2º Curso)

Mantemento electromecánico en industrias de proceso (1º Curso)

José Luis Mariño Ruibal

32639596C

Sistemas secuenciais programables (1º Curso)

Sistemas de potencia (1º Curso)

Sistemas eléctricos, pneumáticos e hidráulicos (1º Curso)

IES

URBANO

LUGRÍS

Guillermo Esteban Quiñoa

33307536V

Robótica Industrial(2º Curso)

Sistemas informáticos e redes locais (1º Curso)

Técnicas e procesos en infraestruturas de telecomunicacións (1º Curso)

Gemma MªBlanco Cabana

34892326S Formación e Orientación Laboral.

Empresa e Iniciativa Emprendedora

Ricardo Paz Fernández

32646257B Representante da empresa colaboradora.

IELEC

O profesorado implicado neste proxecto posúe unha ampla traxectoria no desenvolvemento de proxectos, tanto formativos coma de innovación e en campionatos de formación profesional (SpainSkills 2011, GaliciaSkills 2012 e 2013 de Control Industrial).

Page 5: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 3 de 27

Ademais, neste proxecto participou o alumnado de ámbolos dous centros que están a cursar os seguintes ciclos formativos:

Ciclo superior de “Técnico superior en química industrial”. Ciclo superior de “Automatización e robótica industrial”.

O alumnado colaborou nas tarefas de montaxe, programación, calibración da instrumentación, posta en marcha da maqueta e na posta en práctica das actividades experimentais correspondentes fomentando a colaboración, o traballo en equipo e o espírito emprendedor nos rapaces, tal e como deberán facer no futuro inmediato como profesionais.

1.3. ACTIVIDADES REALIZADAS

As actividades realizadas ao longo do proxecto seguiron o esquema de división en

etapas ou fases segundo o descrito no plan de traballo.

Para o bo desenvolvemento deste proxecto o equipo docente intentou adaptarse ao

cronograma previsto no apartado 6.3 do proxecto cumprindo co reparto de tarefas

descrito no apartado 6.4 do mesmo.

A continuación descríbense brevemente as tarefas desempeñadas:

Tarefa 1: Deseño do pozo e do tanque depósito de auga

O deseño do pozo e do tanque depósito de auga foi realizado tendo en conta que a

maqueta debe ser portátil e transportable. Ademais analizáronse as características

do equipamento (bomba e sistema de regulación e control) coa empresa para

adecuar o volume de líquido necesario entre os dous tanques.

Para facer partícipe ao alumnado, realizáronse exercicios de cálculo de sección e

volume do depósito así coma simulacións co software FACTORY.

Imaxe1: Bocexo da maqueta

Page 6: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 4 de 27

Tarefa 2: Deseño e construción da estrutura da maqueta

Na etapa de deseño e construción da estrutura, en primeiro lugar, realizouse unha

“Tormenta de ideas” co alumnado para escoller a mellor opción (construír un

bastidor, mercar un banco de traballo, etc.).

Finalmente, optouse por unha opción intermedia pola cal se adquiriu unha mesa de

traballo cuxa estrutura foi adaptada para a disposición dos distintos elementos da

maqueta. Ademais, para mellorar a súa resistencia seleccionouse un material

resistente aos líquidos e capaz de soportar o pesos dos distintos equipos e

accesorios (bomba, válvulas, tubarias, sistema de control, elementos de medida,

etc.)

O alumnado do IES Urbano Lugrís participou activamente co profesorado no

proceso de adaptación da estrutura e deseño das zonas de traballo.

O deseño final da maqueta consta de dúas estruturas que se poden ensamblar

sinxelamente e permiten diferenciar as distintas partes da maqueta para o posterior

traballo didáctico, así como para facilitar o seu transporte

Imaxe2: Estrutura inicial da maqueta

Tarefa 3: Consulta de catálogos e selección de equipos

Esta etapa foi importante para a obtención dunha maqueta didáctica real, útil e versátil que permite realizar prácticas de regulación e control co alumnado.

Tendo isto presente, contouse coa colaboración da empresa IELEC, que deu soporte técnico asesorándonos durante a selección dos diferentes compoñentes da maqueta. Asemade, impartiu unha conferencia sobre instrumentos de medición ao profesorado e alumnado participante.

A continuación descríbense os equipos seleccionados empregados na construción da maqueta:

Page 7: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 5 de 27

A) BOMBA E VARIADORES DE VELOCIDADE

A maqueta conta cunha bomba hidráulica Modelo Sigma 105 T de SACI (1 HP, 1,5 m3/h e 2850 rpm).

En relación cos variadores de velocidade, a maqueta dispón dun variador Sinamics V20 de Siemens na parte A e un variador Sinamics G120 de Siemens.

Estes variadores de frecuencia permiten ampliar a funcionalidade da maqueta, posibilitando o traballo da bomba a distintas frecuencias para o posterior análise da eficiencia enerxética.

Imaxe 3: Bomba hidráulica SACI (detalle da maqueta)

Imaxe 4: Variadores SINAMICS V20 (A) e G120 (B) de SIEMENS

B) VÁLVULAS E TUBARÍAS

A condución do fluído na maqueta realízase a través de tubarias de cobre principalmente, aínda que tamén hai partes construídas en PVC (flexible) na zona de descarga por ser máis axeitado.

Os alumnos aprenderon as tarefas de corte, empalme e roscado das tubarias, e inserción das válvulas antes de realizar a montaxe da estrutura.

A

B

Page 8: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 6 de 27

C) INSTRUMENTOS MEDIDORES

A instrumentación incorporada á maqueta foi seleccionada tendo en conta as características e as variables que interesa manipular e medir.

Nas unidades didácticas correspondentes ao estudo de instrumentos de medida, traballouse co alumnado sobre os principios físicos nos que se basean os instrumentos. A continuación a empresa impartiu unha conferencia sobre as características xerais dos elementos de medida e posteriormente foron elixidos os máis axeitados ao proxecto.

A maqueta consta da seguinte instrumentación para realizar a medida das variables obxecto de estudo:

Táboa 1: Instrumentos de medida

VARIABLE INSTRUMENTACIÓN FUNCIÓN

Presión

Presostato

Interruptor de presión máxima e mínima

Sensor de presión 1 (0- 6 bar)

Medidor de presión analóxico con saída 4-20 mA

Caudal

Caudalímetro SIEMENS SITRANS F M

Medidor magnético de caudal baseado na condutividade

Válvulas electroneumáticas EV1, EV2 e EV3

Reparto de caudal (retorno ao pozo)

Page 9: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 7 de 27

Válvulas electroneumáticas

EV4

Subministro de caudal ao depósito de nivel

Válvula PN16 de tres vías con actuador electromotorizado

SIEMENS SAS61

Regulación do caudal de descarga ao pozo

Nivel

Relé de nivel

Sensor de nivel mínimo de auga no pozo de alimentación á bomba

Sensor de presión 2 (0- 1 bar)

Medidor de nivel baseado na medida de presión hidrostática con saída 4-20 mA

D) AUTÓMATA PROGRAMABLE E PANTALLA DE VISUALIZACIÓN

Unha vez seleccionados os instrumentos de medida e coñecidas o número de variables (presión, caudal e nivel) seleccionouse o autómata S7 1200 de SIEMENS con módulos de ampliación para variables de entrada e saída analóxicas que posteriormente foi programado polo profesorado e o alumnado.

Page 10: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 8 de 27

A función do autómata programable é levar o sistema ao punto de consigna establecida a partir dos valores de entrada (variables medidas). Esta regulación faise introducindo na programación do autómata un bloque de control tipo PID.

Imaxe 5: Pantalla HMI (A) e autómata con módulos de ampliación (B).

Así mesmo, a maqueta conta cunha pantalla HMI SIMATIC Panel Touch de SIEMENS co obxectivo de ofrecer un contorno amigable ao usuario (alumnado) e poida aprender dun xeito interactivo. Trátase dunha pantalla táctil na cal se pode:

1. Seleccionar a variable obxecto de estudo (presión ou nivel). 2. Abrir ou pechar as electroválvulas (EV1, 2, 3 e 4), para crear perturbacións

no sistema. 3. Habilitar/deshabilitar o funcionamento do variador. 4. Establecer a consigna (set-point) de algunha das variables de: nivel ou grao

de apertura da válvula de baleirado do depósito. 5. Lectura dos valores das variables: presión, nivel, grao de apertura da válvula

e frecuencia de traballo da bomba. A lectura do caudal realízase directamente na pantalla que posúe o caudalímetro.

Tarefa 4: Montaxe da maqueta

En primeiro lugar foi necesario dispoñer dos diferentes elementos que compoñen a maqueta para determinar as dimensións do soporte. Unha vez calculado o espazo requirido para cada elemento, procedeuse a adaptar a estrutura e colocar os primeiros elementos.

A B

Page 11: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 9 de 27

Para facilitar a manexabilidade e o transporte decidiuse dividir a maqueta en dúas estruturas complementarias que se describen brevemente a continuación.

Imaxe 6: Alumnos traballando na montaxe da estrutura da maqueta

A primeira estrutura está formada por: unha botoeira para o acendido e apagado do sistema e regulación de frecuencia, unha bomba hidráulica, a hidrosfera, un presostato, un variador V20, un manómetro, un sensor de presión e o pozo de alimentación á bomba. Esta primeira parte denominada parte A (Módulo de presión), constitúe un módulo independente de traballo.

Imaxe 7: Parte A da maqueta (Módulo de presión)

A segunda estrutura está formada pola parte B (módulo de caudal) e C (módulo de nivel), e necesitan da parte A para alimentar de auga o circuíto.

Nesta segunda estrutura, parte B, alóxase o caudalímetro, tres válvulas electroneumáticas, a válvula de tres vías con actuador electromotorizado, e no panel

Page 12: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 10 de 27

superior todo o sistema de regulación e control, autómata S7 1200 con módulos de ampliación, pantalla de visualización e variador G120.

Imaxe 8: Parte B da maqueta (Módulo de caudal)

A parte C está constituída por: unha válvula electroneumática (EV4), o depósito de nivel e o sensor de presión 2.

Imaxe 9: Parte C da maqueta (Módulo de nivel)

Esta distribución permite o reparto dos elementos dun xeito ordenado para poder establecer as experiencias didácticas dende un nivel de dificultade menor a maior.

Page 13: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 11 de 27

A maqueta foi montada por fases segundo se describe a continuación:

I. Cortado e ensamblado:

Como se pode ver a continuación nas imaxes, as tubarias de cobre foron cortadas a medida e soldadas con estaño. As tubarias de descarga ao pozo, ao non estar nunca presurizadas, son de PVC flexible para a remoción do pozo.

Empregáronse elementos de unión roscados metálicos para poder facilitar a desconexión das tubarias de cobre entre as dúas partes da maqueta, e construíuse unha brida de PVC para posibilitar a desconexión do caudalímetro.

Imaxe 10: Soldadura da tubaria de cobre(A).Aperte de unión roscada(B). Brida de PVC(C).

Instaláronse diferentes tipos de válvulas de accionamento manual para a regulación da presión por estrangulamento ou o peche.

Imaxe 11: Conexións e válvulas de accionamento manual no depósito

A B C

Page 14: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 12 de 27

II. Instrumentación e control

O seguinte paso foi a colocación dos instrumentos de medida e control.

Os elementos de medida sitúanse ao longo das tubarias nos puntos previstos como

se pode ver na imaxe 12. Os instrumentos de control están colocados no panel

superior da maqueta co obxectivo de que estean a unha altura axeitada para o seu

manexo e ademais non estean en contacto co fluído de traballo (auga).

Nesta etapa procedeuse á montaxe da instalación eléctrica e ao conexionado da

bomba, instrumentos de medida e visualización, variadores e autómata.

Imaxe 12: Cableado e montaxe das conexións do panel superior da Parte A e B da maqueta.

A distribución do equipamento de medida e control nas diferentes partes da maqueta é a seguinte:

Parte A: Manómetro Bourdon, un sensor analóxico de presión (0-6 bar), un presostato, un relé de nivel, un variador V20 e unha válvula de estrangulamento para levar a cabo ensaios de presión.

Imaxe 13. Manómetro Bourdon e presostato na parte A da maqueta.

Page 15: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 13 de 27

Parte B: Medidor magnético de caudal, autómata S7 1200 con módulos de ampliación, unha pantalla HMI, un variador G120 e tres electroválvulas (EV1, EV2 e EV3) con distinto grao de apertura para a regulación do caudal. A descarga do depósito de nivel realízase a través dunha válvula de tres vías con actuador electromotorizado

Imaxe 14. Válvula PN16 de tres vías con actuador electromotorizado na parte B da maqueta.

Parte C: Un sensor analóxico de presión (0-1 bar) de presión, unha electroválvula (EV4) de apertura e peche para a regulación de nivel no tanque.

Imaxe 15. Medidor analóxico de presión (0-1 bar) en detalle na parte C da maqueta.

Page 16: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 14 de 27

Tarefa 5: Posta en marcha, axuste, calibración e verificación da maqueta

A posta en marcha foi levada a cabo polo profesorado xunto cos alumnos e consistiu

en:

Parte A da maqueta:

1. Enchido do depósito inferior con auga coloreada para optimizar a

visualización do nivel

2. Cebado da bomba e posta en funcionamento.

3. Observación de perdas de líquido polas unións e corrección dos puntos de

fuga mediante soldadura ou aperte.

4. Axuste do presostato a unha presión mínima e máxima de funcionamento da

bomba adecuada as condicións de traballo do sistema.

5. Axuste da presión do globo da hidrosfera.

6. Parametrización do variador SIMATIC V20 de SIEMENS

7. Colocación das sondas de nivel mínimo no interior do pozo.

8. Probas de medición de presión a diferentes aperturas da válvula de

estrangulamento e reaxuste do presostato e da presión da hidrosfera, co fin

de ampliar ao máximo o intervalo de traballo de presións.

Imaxe16.Enchido do depósito (A). Cebado da bomba (B).

Parte B da maqueta:

1. Análise das características do caudalímetro electromagnético e

parametrización a través do teclado.

2. Regulación do distinto grao de abertura das válvulas EV1, EV2 e EV3.

3. Posta en marcha da parte B da maqueta coa demanda dun nivel calquera e

válvula EV4 pechada.

4. Parametrización do variador SIMATIC G120 de SIEMENS

5. Análise numérico e gráfico dos caudais de operación nas 7 combinacións de

apertura-peche das tres válvulas EV1, EV2 e EV3 coa hidrosfera aberta e

pechada.

A B

Page 17: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 15 de 27

Imaxe17. Parte B da maqueta. Imaxe18. Parte C da maqueta.

Parte C da maqueta:

1. Análise das características da válvula de descarga empregada na

determinación do nivel. Programación no autómata co tratamento da consigna

de baleirado da signal board configurada 0-10 V.

2. Análise das características do sensor de presión 0-1 bar como instrumento de

nivel. Programación no autómata deste sensor co emprego da función

normalizado e escalado.

3. Análise do control de nivel. Programación do autómata do nivel e do algoritmo

PID coa utilización dos bloques de función FC3 e FC4 respectivos.

4. Posta en marcha da parte C da maqueta coa demanda dun nivel dado

válvulas EV1-3 pechadas e válvula EV4 aberta e válvula de descarga aberta.

5. Análise numérico e gráfico dos caudais de operación e frecuencias de xiro de

bomba necesario para manter o nivel a diferentes alturas sendo constante en

tódolos casos a apertura de válvula de descarga.

6. Análise numérico e gráfico dos caudais de operación e frecuencias de xiro de

bomba necesario para manter o nivel a unha altura dada a diferentes graos

de apertura de válvula de descarga.

7. Observación da entrada anticipativa antes de chegar ao nivel solicitado da

función derivativa do PID.

8. Cálculo do desfase para distintos niveis solicitados en subida coa válvula de

descarga pechada.

Page 18: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 16 de 27

Tarefa 6: Elaboración do Manual

Tendo en conta que se trata dunha maqueta didáctica e co obxectivo de que poida

ser utilizada por profesores e alumnos en outros centros educativos, elaborouse un

manual de operación do equipo de regulación e control de presión, caudal e nivel.

Este manual contén a información necesaria para a posta en marcha da maqueta,

así sistematizase a operación da mesma. Tamén se incorporaron procedementos de

mantemento e calibración dos equipos que constitúen a maqueta seguindo os

manuais orixinais, e un libro de rexistros no que anotar as operacións realizadas.

No futuro, este manual seguramente terá que ser ampliado e actualizado en función

da experiencia obtida e das prácticas que se incorporen.

O manual de operación da maqueta incorpórase no Anexo I desta memoria, e tamén

en formato electrónico na carpeta de Anexos.

Page 19: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 17 de 27

1.4. AVALIACIÓN FINAL: Cumprimento do plan de avaliación. Valoración

mediante os indicadores establecidos.

Co obxecto de avaliar o proxecto establecéronse os indicadores descritos na

seguinte táboa, establecendo unha numeración entre 0 e 10 para medir o seu

cumprimento e un apartado de observacións/propostas de mellora no cal se xustifica

o valor numérico de acordo coa consecución do indicador e se expoñen as accións

acadadas para resolver as posibles desviacións.

Táboa 2 .Cumprimento da planificación no desenvolvemento do proxecto.

INDICADORES

GRAO DE

CONSECUCIÓN Valoración

(0-10)

OBSERVACIÓNS/ PROPOSTAS DE MELLORA

Adecuación dos obxectivos

propostos para o

desenvolvemento das

actividades planificadas

10

Os obxectivos marcados

foron axeitados ás

actividades realizadas.

Adecuación das actividades

programadas 9

As actividades programadas

foron suficientes para

desenvolver o proxecto

Eficacia do reparto de tarefas,

funcións e responsabilidades 8

O reparto de tarefas foi

adecuado

Cumprimento dos prazos de

execución das actividades 7

Algunhas actividades tiveron

que ser pospostas debido a

imprevistos, pero isto non

afectou ao resultado final.

Elaboración dos materiais

propostos 7

No futuro ampliarase o

número de prácticas xa a que

a maqueta permite realizar

gran variedade de

experimentos.

Participación do profesorado

nas actividades 8

O profesorado traballou de

forma coordinada e

comprometida no proxecto.

Participación do alumnado nas

actividades 9

O alumnado traballou moi

motivado ao longo do

proxecto.

Integración das TIC:

Comunicación entre os centros

participantes

Desenvolvemento das

actividades previstas

8

A comunicación entre os

centros foi fluída e as

actividades previstas foron

levadas a cabo polos

responsables das mesmas.

Page 20: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 18 de 27

Difusión dos resultados e

logros do proxecto tanto a nivel

local como autonómico e

nacional: Impacto do proxecto

na comunidade educativa

7

A maqueta será presentada

na vindeira edición do FP

innova organizado pola

Consellería.

Os materiais elaborados

estarán accesibles á

comunidade educativa a

través das páxinas webs dos

centros.

A elaboración de materiais didácticos propostos non foi tan ambiciosa como estaba

prevista nun primeiro momento, debido a que o deseño e a construción da maqueta

foi optimizada para obter un mellor resultado, este feito consumiu máis tempo e

recursos.

De todos os xeitos a calidade dos materiais elaborados axustase ao obxectivos

propostos no proxecto. Estes materiais xa se incluíron na base de datos de Manuais

e Prácticas do Departamento de Química do IES A Sardiñeira para poder ser

empregados nos vindeiros cursos. E no futuro servirán de base para seguir

elaborando máis material didáctico para ser usado coa maqueta nas clases.

No IES Urbano Lugrís, as prácticas elaboradas e as que se vaian desenvolvendo no

futuro serán incorporadas nunha base de datos que manexa o profesorado que

imparte os módulos implicados.

Page 21: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 19 de 27

1.5. CONCLUSIÓNS. VALORACIÓN GLOBAL DO PROXECTO E PREVISIÓNS DE

FUTURO

A participación neste proxecto foi moi satisfactoria en termos xerais, e aínda que supuxo un gran esforzo pola parte de tódolos implicados, os resultados foron moi satisfactorios.

A colaboración entre profesores e centros, a implicación dos alumnos e a cooperación coa empresa permitiu o intercambio de experiencias interesantes, aprender sobre as diferentes formas de traballar na aula en cada un dos centros, afianzar os vínculos coa empresa, e todo isto redundará en proxectos futuros.

A construción da maqueta para o control e a regulación de variables (presión, caudal e nivel) constituíu un desafío para o equipo docente participante que permitiu, entre outras cousas, traballar de xeito colaborativo, actualizar os coñecementos sobre a materia, adoitar iniciativas emprendedoras, etc.

O alumnado puido participar nas diferentes etapas do proxecto o cal lle permitiu mellorar as súas competencias curriculares, pero tamén as actitudinais ao ter que desenvolver un traballo en grupo e terse que coordinar con máis profesores e alumnos.

Dende o punto de vista das previsións de futuro, este proxecto queda aberto a posibles ampliacións, incluíndo a posibilidade de implicar outros módulos. Por unha banda podería introducirse unha nova variable no sistema como é o control da temperatura mediante a instalación dun sistema de quentamento da auga e de sondas termométricas ao longo do sistema.

Outra mellora da maqueta sería instalar una pantalla HMI en color e de maiores dimensións para facilitar a visualización.

As actividades experimentais e os materiais desenvolvidos durante o proxecto poderán ser consultados, mellorados e/ ou adaptados por profesores e alumnos dos seguintes cursos, de xeito que o proxecto perdure no tempo.

Page 22: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 20 de 27

1.6. MEMORIA DE XUSTIFICACIÓN ECONÓMICA. GASTOS XERAIS DO

PROXECTO

Táboa 3 . Gastos do proxecto

DATA Nº FACTURA PROVEEDOR IMPORTE (€)

25/04/2016 O-2507 PROGASCA, S.L 388,43

26/04/2016 02/041607 ABN abastecimientos pipe 17,10

26/04/2016 02/041608 ABN abastecimientos pipe 3,03

26/04/2016 O-2515 PROGASCA, S.L 102,15

27/04/2016 02/041612 ABN abastecimientos pipe 38,44

27/04/2016 02/041613 ABN abastecimientos pipe 6,05

27/04/2016 O-2521 PROGASCA, S.L 17,42

27/04/2016 O-2526 PROGASCA, S.L 11,54

28/04/2016 123-017444/16 Santa María do Val S.C.G. 223,00

29/04/2016 O-2542 PROGASCA, S.L 6,73

30/04/2016 O-2549 PROGASCA, S.L 34,83

30/04/2016 15405 CETRONIC, S.L. 204,89

30/04/2016 2016/0014206 IKEA 260,46

03/05/2016 C1-1878 NUÑEZ CORUÑA, S.L. 138,81

04/05/2016 O-2827 PROGASCA, S.L 16,76

04/05/2016 C1-1903 NUÑEZ CORUÑA, S.L. 42,28

05/05/2016 O-2834 PROGASCA, S.L 127,65

05/05/2016 9/4.860 TORRES&SÁEZ 68,03

06/05/2016 F160000454 HERRAGAL 58,48

06/05/2016 02/041760 ABN abastecimientos pipe 18,84

06/05/2016 F16540701727 BRICOKING 41,30

06/05/2016 16/27898 Rayteyper S.L.U. 26,33

07/05/2016 86118 FeuVert 69,75

09/05/2016 2016/0015296 IKEA 252,97

10/05/2016 F160000905 FERRETERIA CANAIMA 35,43

11/05/2016 F160000461 HERRAGAL 185,31

13/05/2016 101_4160500719 KILOVATIOGALICIA 152,46

14/05/2016 O-3114 PROGASCA, S.L 173,11

17/05/2016 5296 COPLASTIC 180,79

18/05/2016 V 663 Pampin e hijos, s.a. 107,85

20/05/2016 00160A000247 IELEC INDUSTRIA 2297,86

20/05/2016 16/27989 Rayteyper S.L.U. 48,51

24/05/2016 02/041951 ABN abastecimientos pipe 15,65

31/05/2016 O-3482 PROGASCA, S.L 23,99

31/05/2016 101_4160501649 KILOVATIOGALICIA 77,61

01/06/2016 C1-2315 NUÑEZ CORUÑA, S.L. 96,52

10/06/2016 00160A000336 IELEC INDUSTRIA 2347,93

17/06/2016 O-3844 PROGASCA, S.L 2,58

23/06/2016 00160A000352 IELEC INDUSTRIA 566,33

TOTAL 8487,20

Page 23: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 21 de 27

As compras de equipamento e material necesario para desenvolver este proxecto realizáronse conxuntamente polo profesorado dos dous centros e os gastos foron asumidos polo centro coordinador, o IES A Sardiñeira.

Os gastos derivados do proxecto, táboa 3, ascenderon a un total de 8.487,20 €. O importe do premio de innovación recibido foi de 8.385,25 €. A diferenza entre os gastos realizados e o premio ascende a 101,95€, cantidade que foi asumida polo centro coordinador, IES A Sardiñeira.

O centro coordinador non realizou ningunha transferencia ao centro IES Urbano Lugrís, porque todos os gastos se realizaron conxuntamente e foron asumidos ao longo do desenvolvemento do proxecto polo centro IES A Sardiñeira.

No Anexo II, nunha folla de cálculo detállase un apartado de conceptos de cada unha das facturas.

Page 24: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 22 de 27

2. RESULTADOS E PRODUTOS DO PROXECTO

2.1. MAQUETA DIDÁCTICA

Na imaxe 16 amósase como resultado principal deste proxecto a maqueta didáctica para o control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal.

Imaxe 19.Maqueta didáctica para control de proceso nun tanque.

Este equipamento é de aplicación directa na aula para facer prácticas co alumnado en diferentes módulos formativos dos Ciclos Superiores de "Automatización e robótica industrial" e "Técnico superior en Química Industrial", das familias profesionais de Electricidade e electrónica e Química i familias de formación profesional química e electricidade e electrónica.

A maqueta foi deseñada e construída para poder ser desmontada e facilmente transportable dun centro ao outro como requiría a convocatoria.

2.2. MANUAL DE OPERACIÓN E MANTEMENTO

O manual de operación e mantemento da maqueta didáctica, como xa se comentou na Tarefa 6 desta memoria no apartado 1.3. Actividades Realizadas, incorpórase no Anexo I como documentación do proxecto.

2.3. GUIÓNS DE PRÁCTICAS

Elaboráronse guións de prácticas seguindo un formato estándar para os dous centros participantes, e recóllense no Anexo III desta memoria.

O IES A Sardiñeira incorporou estes guións na base de datos de Manuais e Prácticas no curso Moodle da aula virtual do centro, o IES Urbano Lugrís dispón dun enlace a esta páxina web.

Page 25: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 23 de 27

2.4. VÍDEOS DIDÁCTICOS

Os vídeos elaborados durante todo o proceso de construción da maqueta incorpóranse nunha carpeta como anexos en formato electrónico, Anexo IV.

Nesta mesma carpeta tamén se incorporan vídeos didácticos de algunhas prácticas que se poden levar a cabo coa maqueta, recóllense nunha carpeta que leva por nome Vídeos didácticos dentro do anexo IV.

Estes vídeos formarán parte do material didáctico e complementario ao desenvolvemento das prácticas na aula.

2.5. PANEIS EXPLICATIVOS DA MAQUETA

Disponse no anexo V, en soporte informático, unha presentación con paneis explicativos das diferentes partes da maqueta e os seus compoñentes.

2.6. FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA

Todas as fotos que se foron sacando durante o transcurso de deseño e construción da maqueta incorpóranse como documentación electrónica no Anexo VI.

2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A

MAQUETA

Todos os manuais ou información relevante dos instrumentos e equipos que conforman a maqueta recóllense no Anexo VII en soporte informático.

2.8. SITIOS WEB

Na páxina web do instituto IES A Sardiñeira, centro coordinador deste proxecto, pinchando na icona de Proxectos de Innovación, lévanos ao curso deste proxecto de innovación e alí pódese consultar toda a documentación deste proxecto.

https://www.edu.xunta.gal/centros/iessardineira/aulavirtual2/

Proxectos de Innovación

Page 26: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 24 de 27

https://www.edu.xunta.gal/centros/iessardineira/aulavirtual2/course/index.php?categoryid=46

Page 27: Control de proceso nun tanque con regulación de …...FOTOS DA EVOLUCIÓN DA CONSTRUCCIÓN DA MAQUETA ..... 23 2.7. MANUAIS DOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS QUE CONFORMAN A MAQUETA.....

Control de proceso nun tanque con regulación de presión, nivel e caudal

Página 25 de 27

3. ANEXOS

ANEXO I:Manual de operación da maqueta.

ANEXO II: Folla de cálculo cos gastos do proxecto.

ANEXO III: Guións de prácticas.

ANEXO IV: Vídeos didácticos.

ANEXO V: Paneis explicativos da maqueta.

ANEXO VI: Fotos da evolución da construción da maqueta.

ANEXO VII: Manuais dos equipos e instrumentos que conforman a maqueta.