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CAPITULO Ii
MARCO TEÓRICO
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CAPITULO ll
MARCO TEÓRICO El siguiente capítulo está conformado por las constituciones teóricas que
sirven de pilar para la investigación en curso; primeramente se centra en los
estudios previos referentes que aportan herramientas al proyecto. De igual
forma, engloba el conjunto de conceptualizaciones o bases teóricas que
fijan el modelo a seguir a partir del cual se realiza el análisis que gobierna al
estudio, e igualmente contiene el sistema de variables de la investigación,
definidas de forma nominal, conceptual y operacional.
1. TEORIZACIÓN DE LA VARIABLE En la investigación científica es necesario determinar aquella información
que es pertinente al estudio. Como expone Flores y Tobón (2001, p.76)
“ningún hecho o fenómeno de la realidad es abordado sin tener unos
conceptos previos”, que permitan compararlos con la realidad que se busca
analizar.
De esta forma, se presentan los antecedentes y las bases teóricas de la
investigación, a manera de establecer la teoría empleada, la cual sirve como
modelo de la realidad investigada.
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1.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN Para la realización de toda investigación se toman como referencia
algunos estudios previos en vista de reconocer apropiadamente el esfuerzo
de otros investigadores en torno al tema de estudio, de esta forma
garantizando que la investigación presente parta de aquello que es
considerado más actual.
En este sentido se presenta el trabajo realizado por López (2010) titulado
“Sistema de control automatizado para las calderas de vapor 90-FB-204
y 90-FB-205 del área de servicios en el negocio de fertilizantes del
Complejo Ana María Campos” realizado en la Universidad Dr. Rafael
Belloso Chacín, el cual se sustentó con los autores Ogata (1990), Arbones
(1992) y Creus, Solé A. (2006), entre otros. Dicho proyecto de investigación
se consideró de tipo aplicado, factible, descriptivo y con modalidad de
campo. Su técnica de recolección de datos fue la observación directa y las
entrevistas no estructuradas.
Se basó en la metodología del libro "Robótica Práctica", elaborado por
José Ma. Angulo (1986), la cual consta de nueve fases: definición de las
especificaciones, esquema general del hardware, ordinograma general,
adaptación entre el hardware y el software, ordinogramas modulares y
codificación de programas, implementación del hardware, depuración del
software, integración del hardware con el software, construcción del prototipo
definitivo y pruebas finales.
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La investigación se basó en el remplazo del sistema de control de las
calderas 90-FB 204 y 90-FB-205 del área de fertilizantes, el cual estaba
constituido por arreglos de relés y temporizadores mecánicos, por un sistema
de control automatizado capaz de controlar y monitorear el proceso de
arranque, producción de vapor y paro de la caldera de una manera eficiente y
segura. Este control se realizó por medio de un Controlador Lógico
Programable (PLC) modelo MODICON COMPACT.
El trabajo de grado antes mencionado tiene relación debido a que
presenta un sistema de control automatizado al igual que la investigación en
curso, en el cual se realizará el control y monitoreo de las variables presentes
en el proceso de cocción de forma eficiente y segura.
Por otra parte, la investigación realizada por Galban (2010) titulada como
“Sistema de control para la automatización de la elaboración de
detergentes líquidos” realizada en la Universidad Dr. Rafael Belloso
Chacín, fue desarrollada con el fin de darle solución a algunos procesos
industriales en la fabricación de detergentes líquidos de tipo artesanal, donde
los beneficios de la implementación de un sistema automatizado representan
un gran impacto en el incremento de la producción y la calidad de los
productos, al igual que una reducción de costos, aumento en la seguridad y
mejora de la salud de los empleados.
El enfoque teórico que sustentó a la investigación consideró los aspectos
de Dorf y Bishop (2005), Mayol (1992) y Ogata (1997) entre otros. El tipo de
investigación utilizada fue proyectiva, descriptiva, de campo y documental.
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Considerando la finalidad, el método y la forma de obtener los datos se
utilizaron como técnicas de recolección de datos: la observación directa
realizada en la empresa "CALIDEX de Venezuela S.A.", además se usó la
observación documental, entrevistas dirigidas al gerente de la planta,
encuestas para los consumidores potenciales y diagramación para ilustrar
el proceso.
Se aplicaron las nueves fases estructuradas de la metodología de
Angulo (1986): Definición de conocimientos básicos y especificación,
esquema general del hardware, ordinograma general del funcionamiento,
adaptación entre el hardware y el software, implementación del hardware,
ordinograma modular y codificación del programa, integración del hardware y
software, depuración del software y pruebas finales de funcionamiento.
Finalmente, se obtuvo un sistema de control basado en los software de
programación del autómata Siemens Simatic STEP 7, S7-PLCSIM y un IHM
desarrollado con Adobe Flash, Adobe PhotoShop y Adobe After Effects, lo
que permitió presentar una solución virtual simulada que demostró como
dicho proceso era capaz de aumentar la producción, minimizar la interacción
de los empleados con el mismo, disminuir costos operativos, y establecer
administrativamente un mejor control sobre la producción de la empresa.
Dicha investigación tiene relevancia con la presente debido a que se
desarrollará un sistema de control automatizado en el proceso de cocción,
que representará un gran impacto en la calidad de producción de la empresa
PRCEMARCA C.A. De igual forma, con este logro se busca minimizar la
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interacción de los empleados con el proceso, la reducción de costos,
aumento en la seguridad y mejora de la salud de los empleados.
Adicionalmente, se encuentra el trabajo de investigación realizado por
Núñez (2010) el cual titularon “Sistema de control automatizado para
generadores eólicos de electricidad en Pymes” elaborado en la
Universidad Dr. Rafael Belloso Chacín. El propósito del mismo fue diseñar un
sistema de control automatizado para generadores eólicos de electricidad en
PYMES, cuya finalidad fue la de solventar las dificultades eléctricas
presentes en las PYMES con la ayuda de fuentes de energía alterna y
sistemas de control. Esta investigación fue sustentada con los fundamentos
teóricos de los autores Chirinos (2003), Ferrer (2004), Larrea (2001), entre
otros.
Asimismo, el estudio se clasificó como de tipo proyectivo, descriptivo y de
campo considerando que la finalidad, el método y la forma de obtener los
datos fueron orientados a analizar las características de las variables cuya
fuente de conocimiento fue la realidad investigada. Como técnicas de
recolección de datos fue utilizada la entrevista informal, observación directa y
revisión documental; los instrumentos fueron una guía de observación y de
entrevista para los gerentes de las PYMES.
La metodología aplicada fue la de Savant (2000) estructurada en cinco
fases: definición del problema, subdivisión del problema, creación de
documentación, construcción del prototipo o diagrama esquemático y
finalización del diseño. Para el desarrollo del sistema se trabajó con un PLC
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Micrologix 1100 con 4 bits de entrada análoga y 8 bits de entradas y salidas
discretas; el software utilizado fue el Micrologix 500. Los resultados
comprobaron el funcionamiento del sistema lo que permitió atender de
manera efectiva y cómoda la situación planteada dentro de las PYMES; de
esta forma ayudó a disminuir costos y contribuyó con el ahorro de la energía
eléctrica.
La semejanza entre dicho estudio y el presente es el método o técnicas
de recolección de datos; se utilizará la entrevista informal, observación
directa y revisión documental para el desarrollo de la investigación. De igual
forma, se solventaran problemas de manera cómoda y efectiva en la
empresa PROCEMARCA C.A a través de un sistema de control
automatizado, haciendo uso de un PLC.
En el mismo orden, se presenta el trabajo realizado por Castañeda (2007)
titulado “Automatización de un Digestor Rotativo para el Cálculo del
Factor H en la Cocción de Pulpa del Proceso de Producción de Papel.
Caso: Sisa Control” realizado en la Universidad Dr. Rafael Belloso Chacín,
el cual se orientó a la automatización de un digestor rotativo para el cálculo
del Factor H en la cocción de pulpa del proceso de producción de papel,
donde se implementó un sistema de adquisición de datos y control. Esta
investigación se consideró de tipo aplicada y de campo ya que la recolección
de datos fue tomada en la ubicación del proceso, por otra parte, en esta se
integraron varias ramas de la ciencia como la computación, electrónica,
mecánica, las cuales en conjunto se acoplaron para resolver el problema en
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un corto periodo de tiempo.
La metodología utilizada fue la propuesta por Angulo, José (1986),
comprendida en nueve fases: definición de las especificaciones, esquema
general del hardware, ordinograma general, adaptación entre hardware y
software, ordinogramas modulares y codificación del programa,
implementación del hardware, integración del hardware y software,
depuración del sistema y demostración del funcionamiento. Así mismo, este
sistema benefició al laboratorio de pulpa y papel de la universidad de Los
Andes, ya que garantizó la realización de las mediciones correspondientes a
dicho proceso con un margen de error mínimo y en un período corto de
ejecución.
El antecedente revisado se relaciona con la presente investigación debido
a que se automatizará el proceso de cocción de la empresa PROCEMARCA
C.A, beneficiando a la misma y garantizando las mediciones de las variables
correspondientes al cocimiento con un mínimo margen de error, aportando
así herramientas y metodologías necesarias para la realización del proyecto.
Igualmente, la investigación realizada por Albornoz (2007) fue titulada
como “Sistema de Recuperación de Polvillo en el Horno No. 3 del
Proceso de Cocción de Cemex Venezuela Planta Mara” y realizada en la
Universidad Dr. Rafael Belloso Chacín. La misma se basó en los conceptos
manejados por Duda, W. (1977), Norton, (2005) y León (1992) entre otros, y
fue definida como una investigación proyectiva, descriptiva y de campo. Se
hizo uso de la observación directa para diagnosticar el proceso de cocción
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actual y así conocer las fallas que presentaba el mismo. Luego, valiéndose
de la aplicación de entrevistas al personal encargado, se obtuvieron los
parámetros y especificaciones técnicas requeridas por el proceso de cocción,
las cuales fueron tomadas en cuenta al momento del diseño de la propuesta,
ajustándose a los estándares exigidos por CEMEX Venezuela.
De igual forma, a través de una investigación documental, se obtuvieron
los datos sobre las características de los equipos y los costos unitarios de
estos, con lo cual se realizó un análisis costo-benéfico para determinar la
relación inversión-ganancias. En la investigación se logró elaborar una
propuesta conformada por una bomba de tornillo, un compresor centrífugo y
tuberías, que permitieron reinyectar el polvillo, disminuyendo costos y
aminorando la cantidad de pasta cruda que alimentaba al horno Nº 3.
El estudio anteriormente descrito se relaciona con el presente debido a
que en el mismo se utilizará la observación directa para diagnosticar el
proceso de cocción actual para así conocer las fallas que presenta, y luego,
se obtendrán los parámetros y especificaciones técnicas requeridas para el
desarrollo del sistema de control automatizado en el proceso de cocción.
Por último se encuentra la investigación realizada por Colmenares (2008),
la cual fue titulada “Diseño de un sistema para la recuperación de las
corrientes residuales gaseosas y líquidas procedentes del proceso de
cocción industrial de cangrejos” realizada en la Universidad Rafael
Urdaneta. La misma tuvo por objetivo diseñar un sistema para la
recuperación de las corrientes residuales gaseosas y liquidas procedentes
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del proceso de cocción industrial de cangrejos, para lo cual fue necesario la
caracterización fisicoquímica de esa corriente, determinando que contiene
residuos de calcio, hierro, potasio y cromo, como valores aceptables dentro
de los límites máximos permitidos por el Ministerio del Ambiente y de los
Recursos Naturales (M.A.R.N).
Mientras que el fósforo, el nitrógeno, el plomo, la demanda química de
oxígeno y los sólidos suspendidos volátiles presentaron valores elevados,
estos resultados no fueron suficientes para determinar el valor nutricional de
estas aguas, lo cual abrió la posibilidad del estudio para especialistas en el
área de alimentos.
Por otro lado, para la elaboración de los cálculos que requirió el diseño de
recuperación de la corriente gaseosa, se utilizaron dos (2) hojas de cálculos,
diseñadas en Excel 2003, en donde se expresaron los resultados del vapor
venteado y el diseño del intercambiador de calor, tipo serpentín. Para esto se
establecieron las condiciones de operación, así como algunos criterios de
diseños, entre los más importantes: el diámetro del espiral que fue de 6in y
el diámetro de la tubería del serpentín que fue de 1in.
Con estos se logró determinar que el recorrido del agua de enfriamiento, a
través de la tubería del serpentín, fue de 30 vueltas, permitiendo remover
160.5814Kj/s de vapor, energía que fue suficiente para desplazar el calor que
contenía la masa de vapor a la salida del autoclave, condensando más de la
totalidad del vapor efluente del mismo. Por otro lado se estableció la longitud
que posee el intercambiador tipo serpentín, el cual fue de 37 .87 in y la
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longitud entre giros fue de 0.394in.
La investigación en curso se beneficia de esta última en los métodos que
se siguieron para estudiar el proceso de cocción y como establecieron las
condiciones de operación, así como algunos criterios de diseño que fueron
utilizados para que todo se lleve a un sistema de control automatizado, de
esta forma los antecedentes anteriores al igual que esta información
aportarán herramientas y metodologías que complementaran al presente
estudio.
2. BASES TEÓRICAS. Para toda investigación, es de importancia fundamentaciones
teóricasque sustenten y le den validez el estudio. En este sentido, se
presentan las bases teóricas de la investigación, de las cuales se establecen
proposiciones y conceptos que constituyen un punto de vista o enfoque
dirigido a explicar el fenómeno o problema planteado.
2.1 SISTEMA. Para Distefano, Stubberud y Williams (1991, p. 183), '' un sistema de
manera abstracta, es un arreglo, un conjunto o colección de cosas
conectadas o relacionadas de manera que constituyen un todo''. Un sistema
con relación a trabajo científico publicado es un arreglo de componentes
físicos conectado o relacionado de tal manera que forma una unidad
completa o que pueden actuar como tal.
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De esta forma se puede decir que un sistema es aquel que se conforma
de varios elementos que realizan una función específica, y que, en conjunto,
estos desempeñan una tarea general, conformando un todo que es capaz de
llevar un elemento de entrada a un elemento resultante de salida, luego de
ser transformado o procesado por el sistema en cuestión.
2.2 CONTROL Para Piedrafita (2000, p. 653) el control es un ''proceso de observación y
seguimiento de las actividades para asegurarse de que se están logrando de
acuerdo con lo planeado y que se está corrigiendo cualquier desviación
significativa''. Asimismo, de acuerdo con Hellriegel y Slocum (1998, p. 653),
"el control refiere a los mecanismos utilizados para garantizar que conductas
y desempeños se cumplan con las reglas y procedimientos de una
organización”.
De esta forma, se puede decir que el control es un proceso mediante el
cual se monitorean variables de interés para garantizar una respuesta
deseada, corrigiendo cualquier desviación existente para lograrlo.
2.3 SISTEMA DE CONTROL Los sistemas de control han formado una parte muy importante en el
avance de la ciencia y la tecnología para el beneficio de la humanidad; su
aplicación en los procesos industriales se ha convertido en una parte
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fundamental para el desarrollo de la sociedad. Un sistema de control es
aquel que en función de una variable de entrada o acción externa, mantiene
un resultado deseado a su salida, comparando constantemente a la variable
de salida con el valor de referencia, corrigiendo cualquier desviación
existente.
Por su parte, Ogata (1993, p.2) define un sistema de control como:
Una combinación de componentes que actúan conjuntamente para medir el valor de la variable controlada del sistema con las medidas, y aplicar al mismo la variable manipulada para corregir o limitar la desviación del valor medido respecto al valor deseado.
2.3.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS SITEMAS DE CONTROL
El análisis de un sistema que se desea controlar, significa analizar el
comportamiento dinámico del mismo en el tiempo. En este sentido, partiendo
de sus características matemáticas se puede llegar a conclusiones respecto
al funcionamiento del sistema, tanto aislado como dentro de un lazo cerrado,
afectado por ruido y gobernado por un controlador. De esta forma, para
conocer dicho funcionamiento, se debe llegar a conclusiones puntuales
respecto a las siguientes características.
2.3.1.1 ESTABILIDAD La respuesta transitoria de un sistema de control con retroalimentación o
re direccionamiento de la señal de salida hacia la entrada es de interés
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primordial. Una característica muy importante del funcionamiento transitorio
de un sistema es su estabilidad. En síntesis, un sistema estable se define
como aquel que tiene una respuesta limitada. De esta forma, el sistema es
estable si estando sujeto a una entrada o perturbación limitada, su
respuesta es de magnitud limitada. En contraste, un sistema se considera
inestable cuando su respuesta luego de transcurrido el tiempo de
establecimiento se mantiene oscilando, variando entre un rango de valores
periódicos o simplemente se obtiene cualquier valor aleatorio.
2.3.1.2CONTROLABILIDAD El estado de un sistema, el cual es el conjunto de valores de las variables
del sistema, describe completamente el sistema en cualquier momento dado.
Es decir, ninguna información del pasado de un sistema ayudará a predecir
el futuro, si los estados en el presente son conocidos. Por lo tanto, la
controlabilidad de estado significa usualmente que es posible, por entradas
admisibles, cambiar los estados de cualquier valor inicial a cualquier otro
valor final dentro de un intervalo de tiempo.
El concepto de controlabilidad fue introducido por Ogata (1993, p. 34).
Este juega un papel importante en el diseño de un sistema de control en el
espacio de estado, ya que las condiciones de controlabilidad pueden
gobernar la existencia de una solución completa en el problema de diseño de
sistemas de control. La solución a este problema no puede existir si el
sistema considerado no es controlable
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2.3.1.3 OBSERVABILIDAD
La observabilidad es una propiedad importante de un sistema de control, y
gobierna la existencia de una solución de control óptimo. Es una medición
que determina cómo los estados internos pueden ser inferidos a través de las
salidas externas. Formalmente, se dice que un sistema es observable si,
mediante cualquier secuencia de los vectores de estado y de control, el
estado actual puede determinarse en un tiempo finito usando solamente las
salidas (esta definición está orientada hacia la representación de espacios de
estados).
De manera menos formal, esto significa que a partir de las salidas de un
sistema es posible conocer el comportamiento de todo el sistema. Cuando un
sistema no es observable, quiere decir que los valores actuales de algunos
de sus estados no pueden ser determinados mediante sensores de salida:
esto implica que su valor es desconocido para el controlador y,
consecuentemente, no será capaz de satisfacer las especificaciones de
control referidas a estas salidas.
Consiguientemente , el sistema es completamente observable, si cada
transición del estado afecta eventualmente a cada elemento del vector de
salida. El concepto de observabilidad es importante porque, en la práctica, el
problema que se encuentra con el control de retroalimentación de estados,
es que algunas variables de estado no son accesibles a la medición directa,
por lo que se requiere estimar las variables de estado no medibles, a fin de
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construir las señales de control. Tal estimación de las variables de estado es
posible si y solo si, el sistema es completamente observable.
2.3.1.4 TIEMPO DE RESPUESTA Un sistema de control varía en el tiempo si uno o más de sus parámetros
varían en función del tiempo. Un sistema de múltiples variables es un sistema
con varias señales de entrada y salida. Frecuentemente, es deseable obtener
el tiempo de respuesta de las variables de estado en un sistema de control
para así examinar el funcionamiento de éste. Asimismo, interesa considerar
la descripción en el dominio del tiempo de los sistemas dinámicos según su
representación mediante ecuaciones diferenciales.
2.4 TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL En base a su principio de funcionamiento los sistemas de control pueden
emplear o no información acerca del ambiente en que se encuentran, por
ejemplo, información acerca del proceso que están controlando, a fin de
elaborar o no estrategias de supervisión y control. Se cuenta con dos tipos de
sistemas de control, sistema a lazo abierto y sistema a lazo cerrado.
2.4.1 SISTEMA DE CONTROL LAZO ABIERTO
El sistema de control a lazo abierto es un sistema de control no
ecomplejo en el cual solo se obtiene una señal de salida basada en una
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señal de entrada, pero que es independiente de la misma. El
controlador no hace uso de la retroalimentación para ajustar la acción de
control.
Es fácil ver que estos sistemas no pueden satisfacer requerimientos
de desempeño crítico, ya que no se evalúa el error presente en el sistema
para realizar una acción correctiva, lo que significa que en procesos críticos
si ocurre alguna perturbación no se garantiza su estabilidad. Sin embargo, se
utiliza comúnmente en los hornos, lavadoras, batidoras, etc. Su principal
ventaja consiste en su facilidad para implementar, además son económicos,
simples y de fácil mantenimiento.
2.4.2 SISTEMA DE CONTROL LAZO CERRADO Se denomina sistema de control de lazo cerrado a todo sistema que haga
uso de la retroalimentación, de esta manera obteniendo una respuesta más
exacta y adaptable. La señal controlada ''Y'' debe ser realimentada y
comparada con la entrada de referencia y debe enviar una señal actuante
proporcional a la diferencia de la entrada y la salida a través del sistema para
corregir el error. Para producir un comportamiento deseado en una planta por
ejemplo, se emplea un controlador automático que compara el valor real de
la salida y de la planta con la entrada referida (valor deseado), determina el
error y produce una señal de control que reducirá el error a cero o a un valor
muy pequeño.
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El motivo de utilizar retroalimentación es para reducir el error entre la
entrada de referencia y la salida del sistema. Sin embargo el significado del
efecto de realimentación en sistema de control es más complejo, la reducción
del error del sistema es uno de los efectos más importantes que la
realimentación realiza sobre el sistema.
2.5 MÉTODOS DE CONTROL EN LOS SISTEMAS DE CONTROL Existen métodos y estrategias para realizar la acción de control; los
métodos de control permiten al controlador reaccionar mandando una señal
correctiva del error, mientras que las estrategias de control hacen más
eficiente a la labor de control, ahorrando recursos y tiempo.
Los métodos de control clásico son aquellos que esperan a que se
produzca un error para luego realizar una acción correctiva. El error se
presenta a causa de la diferencia de lectura entre la variable de salida
sensada y la señal de referencia, este error está presente en todo momento y
la finalidad es minimizarlo. Los métodos de control clásico se describen a
continuación.
2.5.1 CONTROL DE APAGADO Y ENCENDIDO (ON/OFF) Para Ogata (1998, p.197), el sistema de control ON/OFF es un sistema
donde el actuador tiene solo dos posiciones fijas, que en muchos casos, son
simplemente conectado y desconectado. Este modo de control es
relativamente económico y por esta razón es utilizada ampliamente en
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sistemas, tanto industriales como domésticos.
Es importante destacar que los controladores más utilizados en las
industrias del modo de dos posiciones son: los dispositivos eléctricos, donde
habitualmente, hay una válvula accionada por un solenoide eléctrico. En
cuanto a los controladores neumáticos se tienen los proporcionarles, que con
ganancias muy altas pueden actuar como controladores neumáticos de dos
posiciones.
2.5.2 CONTROL PROPORCIONAL Smith (1995), afirma que los controladores que son únicamente
proporcionales tienen la ventaja de que solo cuentan con un parámetro de
ajuste k. Sin embargo, adolecen de una gran desventaja ya que operan con
una desviación o error de estado estacionario en la variable que se controla.
El control proporcional es, en esencia, un amplificador con una ganancia
ajustable.
2.5.3 CONTROL PROPORCIONAL INTEGRAL En el control proporcional integral el coeficiente de la acción integral
disminuye el aumento del tiempo integral, lo cual genera una relación inversa
entre el tiempo de integración y la acción integral. Mientras que en la acción
proporcional la salida cambia inmediatamente en una magnitud igual, la
salida de la acción del control integral no se modifica instantáneamente con
el error, sino que varía linealmente con el tiempo.
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Smith (1996, p. ), sostiene que la mayoría de los procesos no pueden ser
controlados con una desviación en el punto de control. En estos casos se
debe añadir un controlador proporcional integral (PI), para eliminar la
desviación.
En la acción proporcional la salida cambia inmediatamente en una
magnitud igual, y la salida de acción del control integral no se modifica
instantáneamente con el error; ésta varía linealmente con el tiempo. El
control será el mismo proporcional, sin embargo a la salida se le suma la
acción integral que la corrige tomando en cuenta la magnitud del error y el
tiempo que este ha permanecido.
Para ello, se le programa al control una constante I, la cual es
formalmente “la cantidad de veces que aumenta la acción proporcional por
segundo”. La salida se corrige en una cantidad equivalente a la integral del
error multiplicada por I. la integral del error es simplemente la suma
acumulada de los errores medidos por el control cada segundo.
2.5.4 CONTROL PROPORCIONAL DERIVATIVO
El control proporcional derivativo también llamado “rate action” por
algunos fabricantes de controles considera la “razón de cambio” de la
temperatura donde la velocidad de ascenso de la temperatura es multiplicada
por la constante derivativa D. Así, el tiempo derivativo se define como el
tiempo requerido para que la respuesta del modo proporcional sea igual a la
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respuesta del modo derivativo, cuando la entrada sea una función rampa.
Este controlador se utiliza en los procesos donde es posible un controlador
proporcional pero se desea cierta cantidad de anticipación.
Para el CIED (1996), una desventaja del control PD, es que opera con
una desviación en la variable que se controla. Dicha desviación solamente se
puede eliminar con la acción de integración; sin embargo, un controlador PD
puede soportar mayor ganancia de lo que resulta una menor desviación que
cuando se utiliza un controlador proporcional únicamente.
2.5.5 CONTROL PROPORCIONAL INTEGRAL DERIVATIVO
Este controlador es el más complejo y completo, tiene una respuesta más
rápida y estable siempre que esté bien sintonizado. El controlador combina la
estabilidad del controlador PD, y las características de eliminación del error
del controlador PI, convirtiéndolo en el principal modo de control utilizado en
la industria. Dentro de las características principales que presenta la acción
de control, se encuentra que es proporcional debido a que el flujo entrante es
equitativo al error actuante y da origen a un corrimiento en la respuesta de
entrada.
Por su parte, la acción integral derivativa brinda la posibilidad de obtener
un control con alta sensibilidad, corrigiendo las variaciones del error actuante
antes de que el valor del mismo sea excesivo. Los controladores PID se
utilizan en procesos donde las constantes de tiempo son largas. Ejemplos
típicos de ello son los circuitos de temperatura y los de concentración.
32
2.5.6 ENTONACIÓN DE LOS CONTROLADORES El paso final en la implementación de un lazo de control es el ajuste de
parámetros en el controlador. A través de la programación del controlador,
éste se puede ajustar para dar una respuesta satisfactoria; de esta manera,
el lazo de control estará bien diseñado. Todo controlador requiere del ajuste
de tres parámetros que son: la ganancia, el tiempo de reajuste y el tiempo de
derivación. Cuando el controlador no puede ajustarse satisfactoriamente,
debe revisarse la selección de los demás componentes del lazo de control.
Generalmente, existen varias consideraciones que se toman en cuenta
para evaluar la respuesta de un lazo de control frente a una perturbación,
éstas son: la variable controlada debe alcanzar su valor deseado tan rápido
como sea posible, la respuesta de la variable controlada no debe ser muy
oscilatoria y la variable manipulada no debe estar sujeta a grandes cambios
ya que frecuentemente afecta a otras partes del proceso. El modo de control
PID es muy difícil de entonar debido a que trabaja en tres accionadores para
ajustarse, por tales razones requiere de una corrección continua y extensiva
para mantenerse debidamente entonado.
2.6 AUTOMATIZACIÓN
En muchos procesos industriales la función de control es realizada por un
operario. Este operario es el que decide cuando y como manipular las
variables de modo tal que se obtenga una cadena productiva continua y
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eficiente. La eficiencia productiva implica el constante aumento de los niveles
de producción de la maquinaria instalada, el mejoramiento de la calidad del
producto final, la disminución de los costos de producción, y la seguridad
tanto para el personal como para los equipos.
Para lograr esto es necesario que los procesos productivos se realicen a
la mayor velocidad posible y que las variables a controlar estén dentro de
valores constantes. Debido a estas exigencias, la industria ha necesitado de
la utilización de nuevos y más complejos procesos, que muchas veces el
operario no puede controlar debido a la velocidad y exactitud requerida,
además muchas veces las condiciones del espacio donde se lleva a cabo la
tarea no son las más adecuadas para el desempeño del ser humano.
De esta forma surge la automatización como sistema para trasferir tareas
de producción, realizadas habitualmente por operadores humanos, a un
conjunto de elementos tecnológicos, logrando un incremento en la eficiencia
y seguridad de los procesos industriales, reduciendo los costos de la
producción y mejorando la calidad de la misma. Díaz (2006, p. 2) define a la
automatización como “un sistema de control automático, por el cual el
sistema verifica su propio funcionamiento, efectuando mediciones y
correcciones sin la interferencia del ser humano”.
2.7 INSTRUMENTACIÓN. Para Creus (1997, p.1), la instrumentación es el grupo de elementos
que permiten el mantenimiento y la regulación de las variables de proceso
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tales como presión, caudal, nivel, temperatura, velocidad, entre otras, en
condiciones más idóneas que las que el propio operador podría realizar.
De esta manera, se puede definir la instrumentación como el grupo de
elementos que sirven para medir, controlar o registrar variables de un
proceso con el fin de optimizar los recursos utilizados en este. La
instrumentación, de igual forma, sirva para determinar si el mismo va
encaminado hacia donde se desea, y realizar acciones correctivas en caso
contrario, todo con la finalidad de obtener el resultado previsto.
2.7.1 INSTRUMENTO
Cuando se hace referencia a un instrumento industrial, se debe tomar en
cuenta la delicadez de los procesos que estos controlan. Díaz (2006, p.44),
hace referencia a que un instrumento industrial permite garantizar la calidad
de los productos terminados y aseguran su producción masiva, manteniendo
una buena repetibilidad en sus características finales.
De esta forma, un instrumento industrial debe tener presente
características o especificaciones técnicas que los define, tales como el
rango, alcance, precisión, zona muerta, sensibilidad, histéresis, entre otros.
2.7.2 CLASES DE INSTRUMENTOS SEGÚN SU FUNCIÓN Los instrumentos de medición y de control deben ser catalogados
adecuadamente debido a su complejidad y diversidad. Según Creus (1997,
p.12) se pueden clasificar de acuerdo con la función del instrumento, de esta
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manera obteniendo formas tales como instrumentos ciegos, indicadores,
elementos primarios, transmisores, transductores, convertidores, receptores,
controladores y elementos finales de control. A continuación se definen
brevemente algunos de los instrumentos según su función con relevancia al
presente estudio.
2.7.2.1 INSTRUMENTOS INDICADORES Los instrumentos indicadores son aquellos que disponen de un índice y de
una escala graduada en la que puede leerse el valor de la variable, es decir,
muestran el valor de la variable en tiempo real. Si los instrumentos no tienen
indicación visible de la variable que miden, se les denomina instrumentos
ciegos. Existen también indicadores digitales que muestran la variable en
forma numérica con dígitos.
2.7.2.2 ELEMENTOS PRIMARIOS Los elementos primarios son instrumentos que están en contacto con la
variable y utilizan o absorben energía del medio controlado para dar al
sistema de medición una indicación en respuesta a la variación de la variable
controlada. Esto se puede manifestar como una variación de presión, fuerza,
posición, entre otros.
2.7.2.3 TRANSMISORES
Los transmisores son instrumentos que captan la variable del proceso y
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la transmiten a distancia a un instrumento receptor. Existen varios tipos de
señales de transmisión: neumáticas, electrónicas, digitales, entre otras, de
las cuales las anteriormente nombradas son las más empleadas en la
industria. Dependiendo del tipo de transmisor, maneja una señal
estandarizada como por ejemplo de 4 – 20 ma, de 3 – 15 psi, etc.
(A) TRANSMISORES NEUMÁTICOS Son aquellos que utilizan como energía el aire comprimido o el gas. Los
transmisores neumáticos se basan en el sistema tobera-obturador que
convierte el movimiento del elemento de medición en una señal neumática.
Tal como lo expone Creus (1997, p.53) “Este consiste en un tubo neumático
alimentado a una presión constante con una reducción en su salida en forma
de tobera, la cual puede ser obstruida por una lámina llamada obturador cuya
posición depende del elemento de medida.”
(B) TRANSMISORES ELÉCTRICOS Los transmisores eléctricos o electrónicos son generalmente de equilibrio
de fuerzas. Consisten en su forma más sencilla en una barra rígida apoyada
en un punto sobre la que actúan dos fuerzas en equilibrio, la fuerza ejercida
por el elemento mecánico de medición y la fuerza electromagnética de una
unidad magnética.
La variación de estas dos fuerzas propicia una variación de posición de la
barra, lo cual a su vez excita a un transductor de desplazamiento, y la fuerza
37
generada reposiciona a la barra, completando así un circuito de
retroalimentación variando la corriente de salida en forma proporcional a la
variable del proceso.
(C) TRANSMISORES DIGITALES
También conocidos como transmisores inteligentes, usualmente
incorporan a un microprocesador para obtener funciones adicionales.
Existen dos modelos básicos, el capacitivo y el de semiconductor. El
modelo capacitivo se basa en la variación de capacidad que se produce en
un condensador cuando se les aplica una presión o presión diferencial, un
circuito transforma la variación de capacidad en señal analógica convertida
a digital la cual es transformada a la señal analógica de transmisión a través
de un microprocesador.
2.7.2.4 TRANSDUCTORES Los transductores son instrumentos que reciben una señal de entrada en
función de una o más cantidades físicas y la convierten modificada o no a
una señal de salida. Es decir, estos tienen la capacidad de transformar o
convertir un determinado tipo de energía de entrada, en otra de diferente a la
salida.
2.7.2.5 RECEPTORES
Los receptores son instrumentos que reciben las señales procedentes de
38
los transmisores y las indican o registran. Estos también pueden ser
receptores controladores, en tal caso que normalizan la señal de salida a
valores preestablecidos por el tipo de señalización sea esta neumática,
eléctrica, entre otras, para que actúen sobre otro instrumento.
2.7.2.6 CONTROLADORES Los controladores son instrumentos que comparan la variable controlada
(presión, nivel, temperatura) con un valor deseado y ejercen una acción
correctiva de acuerdo a la desviación, es decir, estos son capaces de
detectar variaciones en la variable de interés para así compararla con un
valor preestablecido, de esta forma alterando la variable cuando no se
encuentra en los parámetros deseados para devolverla a su valor ideal.
2.7.2.7. ELEMENTOS FINALES DE CONTROL Definidos como instrumentos que reciben la señal del controlador y
modifican el caudal del fluido o agente de control, estos poseen un
mecanismo que altera el valor de la variable manipulada en respuesta a una
señal de salida desde el dispositivo de control automático, tal como un
controlador, y manipulan el flujo de material o energía para el proceso. El
elemento final de control puede ser una válvula, un relé, entre otros.
(A) VÁLVULAS DE CONTROL.
Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se
39
puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases
mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno
o más orificios o conductos. Las válvulas son unos de los instrumentos de
control más esenciales en la industria. Debido a su diseño y materiales, las
válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o
aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los
más corrosivos o tóxicos.
Creus (1997, p. 365) define a la válvula como un elemento final de control
capaz de “variar el caudal del fluido de control que modifica a su vez el valor
de la variable de medida comportándose como un orificio de área
continuamente variable”. El cuerpo de la válvula generalmente contiene en su
interior al obturador el cual realiza la función de control de paso del fluido,
unido a un vástago que es accionado por el servomotor o actuador.
(B) TIPOS DE VÁLVULAS Las válvulas pueden ser de varios tipos según sea el diseño del cuerpo y
el movimiento del obturador. Algunas de las válvulas de control pertinentes al
presente estudio se muestran a continuación.
(a) VÁLVULA DE GLOBO Una válvula de globo es de vueltas múltiples, en la cual el cierre se logra
por medio de un disco o tapón que suele estar paralelo con la circulación en
la tubería. Estas son recomendadas para estrangulación o regulación de
40
circulación, accionamiento frecuente, corte positivo de gases o aire y cierta
resistencia a la circulación. Estas pueden ser de simple asiento, de doble
asiento y de obturador equilibrado respectivamente.
(b) VÁLVULA DE COMPUERTA La válvula de compuerta es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el
orificio con un disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos
sobre el asiento. Es recomendada para servicio con apertura total o cierre
total, sin estrangulación, uso poco frecuente, resistencia mínima a la
circulación y mínimas cantidades de fluido o liquido atrapado en la tubería.
También se hace referencia a que la válvula de compuerta efectúa su cierre
con un disco vertical plano, o de forma especial, y se mueve verticalmente al
flujo del fluido.
(c) VÁLVULA DE MARIPOSA
La válvula de mariposa es de ¼ de vuelta y controla la circulación por
medio de un disco circular, con el eje de su orificio en ángulos rectos con el
sentido de la circulación. Es buena para control todo o nada, servicio con
estrangulación, accionamiento frecuente, baja caída de presión a través de la
válvula, entre otros. De igual forma, la válvula puede cerrar herméticamente
mediante un anillo de goma encastrado en el cuerpo, y es accionada por un
servomotor exterior.
41
(d) VÁLVULA DE BOLA
La válvula de bola es de ¼ de vuelta, en la cual una bola taladrada gira
entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición
abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90° y cierra el conducto.Tal
como lo expone Creus (1997, p.370):
La válvula de bola tiene una cavidad interna esférica que alberga un obturador en forma de esfera o de bola. La bola tiene un corte adecuado, usualmente en V, que fija la curva característica de la válvula, y gira transversalmente accionada por un servomotor exterior. Se emplea principalmente en el control de caudal de fluidos negros, o bien en fluidos con gran porcentaje de sólidos en suspensión.
(e) VÁLVULA SOLENOIDE
La válvula de solenoide permite un control todo o nada variando la
corriente que circula a través de un solenoide o bobina eléctrica, que a su
vez genera un campo magnético que atrae un émbolo móvil. Son utilizadas
ampliamente en control de flujo en sistemas neumáticos.
(C) ACTUADORES Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de
energía neumática, hidráulica y eléctrica. Tienen la capacidad de ubicarse en
cualquier posición dentro de su rango de operación y mantenerse estable en
dicha posición. Recibe la orden de un regulador o controlador, y da una
salida necesaria para activar a un elemento final de control como son las
42
válvulas. Se definen de cuatro tipos, neumáticos, eléctricos, hidráulicos y
digitales.
(a) ACTUADORES NEUMÁTICOS Los actuadores neumáticos consisten en un diafragma con resorte que
trabaja entre 3 y 15 psi. Al aplicar una cierta presión sobre el diafragma, e
resorte se comprime de tal modo que el mecanismo empieza a moverse y
sigue moviéndose hasta que se llega a un equilibrio entre la fuerza ejercida
por la presión del aire sobre el diafragma y la fuerza ejercida por el resorte.
(b) ACTUADORES ELÉCTRICOS
El actuador eléctrico es un motor eléctrico acoplado al vástago de la
válvula a través de un tren de engranajes. El motor se caracteriza
fundamentalmente por su par y por el tiempo requerido (usualmente 1
minuto) para hacer pasar la válvula de la posición abierta a cerrada y
viceversa. Existen básicamente tres tipos de circuitos eléctricos de control
capaces de actuar sobre el motor: todo-nada, flotante y proporcional.
2.7.3 TIPOS DE MEDICIÓN
Para la diversidad de variables a medir en un determinado proceso, tales
como presión, nivel, temperatura, caudal, flujo, peso, viscosidad, entre otras,
se emplean distintos tipos de medición de los cuales se estudiaran los
pertinentes al presente estudio a continuación.
43
2.7.3.1 PRESIÓN Se define a la presión como una fuerza por unidad de superficie que
puede expresarse en unidades tales como pascal, bar, atmosferas,
kilogramos por centímetro cuadrado y libras por pulgada cuadrada (psi). La
presión puede medirse en valores absolutos o diferenciales. Algunas de las
clases de presión que miden los instrumentos en la industria son presión
absoluta, presión atmosférica, presión relativa y presión diferencial.
2.7.3.2 TEMPERATURA La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de
caliente o frío . Por lo general, un objeto más "caliente" que otro puede
considerarse que tiene una temperatura mayor, y si es frío, se considera que
tiene una temperatura menor. La medida de temperatura constituye una de
las mediciones más comunes y más importantes que se efectúan en los
procesos industriales.
Los instrumentos de temperatura utilizan distintos fenómenos para
medirla, tales como variaciones en volumen o en estado de los cuerpos
(sólidos, líquidos o gases), variación de resistencia de un conductor (sondas
de resistencia) o semiconductor (termistores), la F.E.M creada en la unión de
dos metales distintos (termopares), entre otros. De este modo, se emplean
instrumentos tales como termómetros de vidrio, elementos primarios de bulbo
y capilar rellenos de líquido, gas o vapor, termopares, entre otros, todos
44
realizando la medición mediante variaciones detectadas que ocurren a partir
de la variación en temperatura. La temperatura se puede medir en escala
absoluta o relativa, de las cuales se utiliza el Kelvin para la absoluta y el
grado Fahrenheit y Celsius en la relativa.
2.7.3.3 CAUDAL En la mayor parte de las operaciones realizadas en los procesos
industriales y en las efectuadas en laboratorio y plantas piloto es muy
importante la medición de los caudales de líquidos o de gases. Según Areny
(2004, p.35), se denomina flujo o caudal al movimiento de fluidos por canales
o conductores abiertos o cerrados. La manera en la que la razón de flujo se
cuantifica depende de si la cantidad fluido es un sólido, líquido o gas. En el
caso de sólidos, es apropiado medir la razón de flujo de la masa, mientras
que en el caso de líquidos y gases, se mide el flujo normalmente en cuanto a
razón de volumen .Existen varios métodos para medir el caudal según sea el
tipo de caudal volumétrico o másico deseado.
2.8 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC). Un autómata programable es un sistema de control basado en un
microprocesador y los elementos necesarios para que este micro-controlador
opere de forma conveniente. Al estar basado en un microprocesador, permite
que la función que el PLC realice sea programable por cada usuario a
efectos de satisfacer cada necesidad concreta de control, lo que le convierte
45
en una herramienta sumamente útil y flexible.
Su desarrollo a lo largo del tiempo ha experimentado sucesivas mejoras
en el sentido de aumentar sus prestaciones, unas prestaciones que han sido
consecuencia directa del avance en la tecnología y prestaciones de los
microprocesadores. El PLC es un elemento de control de procesos de
propósito general amoldable a prácticamente todas las situaciones en las que
se requiere una automatización. Para el usuario final tiene que ser un
elemento de ayuda y el diseñador del sistema debe conocer tanto los
aspectos de funcionamiento de la aplicación en concreto como sus
capacidades en el ámbito de la programación y de dispositivos físicos del
PLC para, de este modo, poder convertirlo en el elemento que resuelve una
determinada aplicación de forma económica, efectiva y eficaz.
Según Domingo, Gamiz, Grau y Martínez (2003, p 107), se define PLC
(Programable Logic Controller), “como toda máquina diseñada para controlar
en tiempo real y en entornos industriales procesos de naturaleza
combinacional y secuencial”. Su manejo en el ámbito de instalación y
programación puede ser realizado por personal técnico carente de un gran
nivel informático.
2.8.1 FUNCIONES GENÉRICAS QUE REALIZA UN PLC. El PLC es capaz de realizar una diversa amplitud de funciones, entre las
cuales se pueden generalizar algunas funciones básicas tales como:
• Conexionado de contactos en serie y paralelo.
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• Relación de funciones lógicas simples (AND, OR, NOT, etc.), y más
complejas (conexionado paralelo de bloques en serie, conexionado en
serie de bloques paralelos, entre otros.).
• Conteos, normalmente tanto ascendentes como descendentes.
• Temporizadores.
• Operaciones y cálculos aritméticos (*,/,+,-).
• Enclavamientos de contactos.
• Procesado de señales digitales y analógicas.
• Regulaciones (PID, fuzzy, entre otros).
• Comunicaciones industriales (Field Buses).
• Procesos de autodiagnóstico.
2.8.2 CAMPOS DE APLICACIÓN DE LOS PLC Los campos de aplicación de los autómatas programables son hoy en día
extremadamente extensos debido a sus posibilidades en cuanto a flexibilidad
en su programación, así como a la facilidad de ampliación mediante módulos
adicionales o incluso con más autómatas conectados en red, entre otros.
La pregunta que surge es: ¿Cuándo conviene implantar en una industria o
instalación un autómata programable? La respuesta, aun siendo bastante
extensa, puede resumirse diciendo que un autómata será adecuado, o
incluso llegará a ser una solución óptima, en los siguientes procesos:
( c) Procesos de producción periódicamente cambiantes y control de
47
maquinaria de procesos variables. La flexibilidad que muestra el autómata
en su reconfiguración hace que sea una solución idónea en este tipo de
instalaciones.
(c) Procesos secuenciales. En este tipo de procesos su utilización está
justificada por la propia naturaleza de las acciones que hay que llevar a
cabo.
(d) Procesos continuos y mixtos. Aun no siendo la solución idónea en
procesos continuos, si es verdad que en los últimos años, con la
aparición de los módulos analógicos, un autómata puede realizar esta
tarea sin problemas.
Sin embargo, habría que tener en cuenta que, en un proceso
puramente continuo esta solución no sería la más adecuada desde un
punto de vista económico.
(e) Instalaciones de procesos complejos y amplios (muchas veces no
lineales). La incorporación en el mundo de los autómatas programables
de módulos de control avanzados, como los controladores Fuzzy, hace
que los PLC tengan una importancia cada vez más creciente en el ámbito
de control de procesos multivariables (sistemas MIMO - Multiple Input,
Multiple Output) y en control no lineal.
(f) Procesos con necesidad, además del respectivo control, de visualización
de las variables del entorno. Hoy día, una necesidad ampliamente
satisface mediante los paquetes de software SCADA, que se comercializa
para entornos con automatización mediante PLC.
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(g) Procesos con espacio físico reducido. Una necesidad que, a pesar de no
ser primordial en un entorno industrial, día a día está adquiriendo mayor
relevancia en instalaciones no puramente industriales, como es el caso del
mundo de la demótica. En este campo está teniendo especial interés los
pequeños autómatas programables, denominados micro-autómatas, los
cuales, ocupando un mínimo espacio, recogen las necesidades de control
propias de estas instalaciones. Asimismo, cuando el control se halla
incluido en la misma carcasa o espacio físico que ocupa la máquina que
ha de controlar, esta solución puede llegar a ser adecuada.
2.8.3 CLASIFICACIÓN DE LOS PLC. En la actualidad, los PLC disponibles comercialmente suelen clasificarse
de diferente manera, muchas veces dependiendo del propósito fabricante.
Esta clasificación suele ser más bien flexible y poco rigurosa, pues el hecho
de clasificar un autómata dentro de una cierta categoría depende de multitud
de factores tales como la potencia de su CPU, la disponibilidad de módulos
de ampliación de entradas/salidas (I/O), e incluso de factores comerciales.
Sin embargo, atendiendo al número de entradas y salidas que dispone un
PLC, la clasificación genérica se suele hacer en tres tipos o categorías.
1. Autómatas programables de gama baja. • Hasta un máximo de 128 entradas/salidas. • La memoria de usuario disponible es de hasta unas 4K instrucciones.
3 Autómatas programables de gama media.
49
• Entre 128 512 entradas/salidas. • La memoria de usuario disponible alcanza hasta unas 16K instrucciones.
4 Autómatas programables de gama alta.
• Más de 512 entradas/salidas.
• La memoria de usuario disponible es superior a las 16K instrucciones, e
incluso en algunos casos puede llegar a superar las 100K instrucciones.
2.8.4 ARQUITECTURA INTERNA DE UN PLC. Se presenta la estructura interna de los actuales PLC mediante elestudio
de sus bloques constructivos primordiales: la unidad central de proceso, el
sistema de memoria, los interfaces de entrada y salida y la fuente de
alimentación del autómata programable .
2.8.4.1 BLOQUES ESENCIALES DE UN PLC Los bloques esenciales que presenta un PLC se presentan a
continuación.
(A) IDEAS BÁSICAS Aunque el PLC puede verse como una “caja negra” con una serie de
entradas y salidas para interaccionar con el mundo industrial, conviene
conocer su estructura interna y prestación para, de este modo, poder sacarle
el máximo partido en su utilización como controlador de plantas.
Como lo define Domingo y otros (2003, p 120), el “autómata es una
50
máquina digital secuencial programable diseñada en torno a un
microprocesador”. Su estructura interna está basada generalmente en la
arquitectura clásica de máquinas programables de John Von Neumann.
Independientemente del fabricante y modelo de autómata, podemos decir
que los bloques básicos que componen la arquitectura interna de todo PLC
son los siguientes:
1. Unidad de central de procesos: Es, por decirlo así, la inteligencia del
sistema ya que mediante la interpretación de las instrucciones del programa
de usuario, y en su función de los valores de las entradas, activa las salidas
deseadas.
2. Banco de memorias internas: Está compuesto por tres tipos básicos de
memoria:
• Memoria de programa.
• Memorias internas (contadores, temporizadores, relés internos, entre
otros.).
• Memoria imagen de entradas/salidas (I/O).
3. Módulos o interfaces de I/O: estas, a su vez, pueden ser básicamente de
tres tipos:
• Módulos I/O digitales. • Módulos I/O analógicos (convertidores analógicos-digital y digital-
analógicos, A/D, D/A respectivamente).
• Módulos de I/O especiales (contadores rápidos, para comunicaciones,
para motor paso a paso, entre otros).
51
4.Fuente de alimentación o FA : Compuesta por una serie de tensiones
disponibles para la alimentación no solamente de toda la arquitectura, sino
también, en muchos casos, para alimentación externa de elementos
sensores y actuadores.
5. Sección de entradas: La sección de entradas, mediante una interface,
adapta y codifica de forma comprensible por la CPU las señales procedentes
de los dispositivos de entradas o captadores, esto es, pulsadores, finales de
carrera, sensores, y otros, también tienen la misión de protección de los
circuitos electrónicos internos del autómata, realizando una separación
eléctrica entre estos y los captadores.
6. Sección de Salidas: Mediante la interface, trabaja de forma inversa a la de
entrada, es decir, decodifica las señales procedentes del CPU, las amplifica y
manda con ellas los dispositivos de salida o actuadores como lámparas, reloj,
contadores, arrancadores, electroválvulas y otros; aquí también existen faces
de protección para las salidas.
(B) BUSES Todos estos bloques se encuentran unidos mediante un conjunto interno
de líneas eléctricas que está compuesto, a su vez, por tres subgrupos de
líneas denominados buses. Estos tres buses son los siguientes:
• Bus de direcciones. Las líneas por donde viajan las direcciones
procedentes de la CPU a los diferentes bloques de memoria o interfaces
de I/O.
52
• Bus de datos. Las líneas por donde viajan los datos o códigos de
instrucciones desde la CPU a los diferentes bloques de memoria o
interfaces de I/O o viceversa.
• Bus de control. Las líneas necesarias para que la CPU controle los
bloques de memoria o bloques de I/O.
(C) INTERFAZ DE ENTRADAS/SALIDAS. Como lo define Domingo y otros (2003, p. 131), las interfaces de
entrada y salida “son los módulos o dispositivos del PLC encargados de
realizar la unión o interfaz entre el proceso o la planta y la CPU”. En ellos se
realizan una serie de acondicionados de la señal eléctrica que entra o sale
del PLC.
En concreto, los módulos de entrada se encargan de:
• Amplificar la señal de entrada proveniente del dispositivo sensor.
• Adaptar los niveles de tensión de dicha señal.
• Filtrar señal.
• Codificar la señal para que sea procesada de forma adecuada por la
CPU.
Por otra parte, los módulos de salida se encargan de:
• Decodificar la información proveniente de la memoria imagen de salida.
• Amplificar la señal de salida decodificada.
• Adaptar los niveles de tensión de esa señal.
53
En la actualidad, para la inmensa mayoría de los autómatas programables
modulares existentes (que van montados sobre un bastidor o rack) hay una
gran variedad de módulos de entrada y salida comercializados, con lo cual
estas interfaces pueden ser clasificadas de forma muy diversa, es decir,
atendiendo a diferentes criterios de selección. Por su parte, en autómatas de
gama baja, que acostumbran a ser compactos, los tipos de interfaces suelen
ser mucho más limitados.
2.8.5 ESTRUCTURA EXTERNA DEL PLC
Como lo explican Domingo y otros (2003, p. 134) la estructura de
un PLC está relacionada con su aspecto físico exterior; es decir, con los
bloques o elementos físicos en que está dividido. Dicha estructura depende
de la potencia del PLC y del fabricante.
• Estructura compacta: Presenta en un único bloque o cajas todos los
elementos del PLC (a saber: FA, CPU, sistemas de memoria, interfaces de
I/O, etc.). la forma de programación suele ser mediante consola de
programación o PC por via del correspondiente conector o conectables
directamente al PLC. Normalmente es la estructura que se presenta para
autómata de gama baja y el denominado micro-autómata y nano-autómata,
con un reducido número de entradas y salidas.
• Estructura modular. Los elementos del PLC quedan recogidos en
diferentes cajas modulares. La sujeción de los diferentes módulos se realiza
a partir de carriles, placa perforada o sobre bastidores (racks) donde va
54
alojado el bus externo de unión de los diferentes módulos que componen el
PLC. Suele ser la estructura que presentan los autómatas de gama media o
alta. En la estructura modular normalmente hay dos denominaciones en
función de los elementos que integran cada una de las cajas o bloques
(dependiendo de la tendencia del fabricante):
- Estructura europea. Se caracteriza porque cada elemento del PLC (FA,
CPU, interfaces de I/O, entre otros). Queda recogido en una caja o módulo
independiente.
- Estructura americana. También utilizada por fabricante de autómatas
programables japoneses. En este caso se separan las interfaces de I/O del
resto del PLC, de forma que una caja o bloque compacto contiene la
2.8.6 LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN ORIENTADOS A LOS PLC. Se definen cuatro lenguajes de programación normalizados. Esto significa
que su sintaxis y semántica ha sido definida, no permitiendo particularidades
distintas (dialectos). Los lenguajes consisten en dos de tipo literal y dos de
tipo gráfico:
• Literales:
- Lista de instrucciones (Instruction List, IL).
- Texto estructurado (Structured Text, ST).
• Gráficos:
CPU, sistema de memoria y FA, mientras que las interfaces de I/O se
presentan en unidades o módulos separados.
55
- Diagrama de contactos (Diagram Ladder, LD) - Diagrama de bloques funcionales (Function Block Diagram, FBD.). - El diagrama de contactos (LD). Tiene sus orígenes en los Estados Unidos.
Está basado en la presentación gráfica de la lógica de relés.
- Lista de instrucciones (IL). Es el modelo de lenguaje ensamblador basado
en un acumulador simple; proceden del alemán ‘ Anweisungliste, AWL.
- Diagramas de bloques funcionales (FBD). Es muy común en aplicaciones
que implican flujo de información o datos entre componenetes de control.
Las funciones y bloques funcionales aparecen como circuitos integrados y es
ampliamente utilizado en Europa.
- El lenguaje Texto estructurado (ST). Es un lenguaje de alto nivel con
orígenes en el Ada, Pascal y ‘C’; puede ser utilizado para codificar
expresiones complejas e instrucciones animadas; este lenguajes dispone de
estructura para bucles (REPEAT - UNTIL; WHILE-DO), ejecución
condicional (IF-THEN-ELSE; CASE), funciones (SQRT, SIN, entre otros).
2.8.6.1 CICLO DE SCAN DEL PLC Como lo muestra Domingo y otros (2002, p. 142), el autómata
programable funciona sobre la base de un proceso repetitivo y cíclico, como
en cualquier maquina secuencial programable, dividido en diferentes fases;
las principales son:
• Lectura del estado de las entradas.
• Ejecución del programa usuario.
56
• Escritura en la interfaz de salida.
• Procesos comunes como operaciones de autodiagnóstico, chequeo de la
memoria de programa, entre otros.
El tiempo necesario para realizar estas tareas e lo que se denomina
tiempo de SCAN, tiempo de scanning o ciclo de operación del PLC.
El mencionado tiempo de SCAN difiere sustancialmente de un autómata a
otro en función de parámetros tan variados como por ejemplo:
• El tipo de interfaces de I/O de que dispongan
• El número de instrucciones que contenga el programa.
• El número de interfaces de I/O existente.
• El tipo de instrucciones que contenga el programa (aritméticas, lógicas,
de transferencia de datos, entre otros.).
• La velocidad de procesado (velocidad de clock) de la CPU del PLC.
• La existencia o no del I/O remotas.
• El carácter compacto o modular del autómata.
• Entre otros.
Para el acceso a las interfaces de I/O son necesarios de 1 a 5 ms,
dependiendo del número de I/O existentes y el tipo.
En el caso de operaciones aritméticas o de transferencia y movimiento de
datos, el tiempo de ejecución de una instrucción es mayor que para
instrucciones lógicas o de temporización.
En la mayoría de las aplicaciones este ciclo de SCAN debe ser
57
suficientemente pequeño como para poder detectar variaciones rápidas en
las señales de entrada del autómata.
2.8.7 CONSIDERACIONES DE INSTALACIÓN DE MONTAJE Según lo expone la universidad católica de chile (UCC) (1994, p 112), al
realizar un estudio sobre los controladores lógicos programables en el área
de instalación y montaje en el campo industrial, se deben considerar ciertos
aspectos. Dichas consideraciones son fundamentales a la hora de
realizar el montaje, para obtener un control efectivo y seguro. 2.8.8 PREPARACIÓN DEL LUGAR DE INSTALACIÓN.
La preparación del lugar de instalación se puede estructurar de la
siguiente forma:
• Definición de los requerimientos de control.
• Determinar el número de PLC requeridos.
• Determinar disposición de pane les y tierras.
Los requerimientos de control se definen en términos del número de
entradas y salidas. Posteriormente, se calculan los módulos de I/O y los
racks que se necesitan. Una vez que se conocen los PLC, módulos de I/O y
racks requeridos, se deben determinar la potencia necesaria para el
funcionamiento correcto del PLC.
La potencia total requerida en la instalación, considerando el PLC,
58
módulos de I/O y módulos controladores, no debe exceder la capacidad
disponible de la fuente de poder.
2.8.9 CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD Al diseñar el sistema, se deben tener en cuenta las condiciones de
seguridad personal durante fallas. Los equipos conectados al PLC deben
incluir interlocks y switches de seguridad, que prevengan la operación al
producirse una falla.
• Debe existir un medio para desconectar la alimentación de energía a las
cargas (Salidas), independientemente del PLC, para operaciones de rutina.
• Debe existir un medio para desconectar la alimentación de energía a
las salidas, para condiciones de emergencia.
Se debe utilizar by-pass externos para operaciones de partida o
inicialización (cargas críticas).
2.8.10 CONSIDERACIONES DE TEMPERATURA Se deben asegurar un adecuado flujo de aire, de modo que se obtenga
una buena refrigeración del equipo. Si la temperatura ambiente es alta, se
debe utilizar ventilación forzada o acondicionamiento de aire. La temperatura
máxima de operación típica es de 60 ºC.
2.8.11 CONSIDERACIONES ELECTRICAS.
Para lograr los objetivos requeridos del controlador lógico programable
59
(PLC), se deben tomar ciertas consideraciones eléctricas, las cuales se
describen a continuación.
2.8.11.1FUENTES DE ALIMENTACIÓN La fuente de alimentación del autómata programable proporciona las
tensiones necesarias para el funcionamiento de los distintos circuitos del
sistema de control, tanto del propio autómata programable como de
elementos que le rodean como pueden ser sensores y actuadores.
En los primeros autómatas existentes es única, aunque hoy en dia en la
mayoría de los modelos comerciales se independiza la alimentación interna
del PLC de la fuente auxiliar que suministra alimentación a otros elementos
de la planta. De esta forma, además de generar tensiones diferentes
adecuadas a cada módulo y unidad, se minimiza el efecto de interferencia
electromagnética acoplada por medio de la alimentación provocadas por
elementos de potencia (como actuadores electromagnéticos, por ejemplo)
sobre circuitería de baja potencia (como es la CPU del PLC).
Así pues en general los sistemas PLC poseen tres sistemas
independientes de alimentación; Alimentación del Propio PLC (CPU,
memorias, interfaces de I/O, entre otros). En los autómatas compactos, esta
fuente auxiliar que proporciona el autómata para alimentar sensores o
actuadores suele tener niveles de tensión de 24v o 28v, pero proporciona
corrientes muy limitadas (inferiores a un amperio en la gran mayoría de los
modelos comerciales).
60
La fuente de alimentación del PLC puede incorporar también una batería
tampón para los módulos RAM de memoria con el fin de mantener el estado
de relés internos, temporizadores, contadores, entre otros, asi como el
programa de usuario aunque la tensión de alimentación desaparezca.
Se ha de tener precaución en estos autómatas y realizar un cierto
mantenimiento para comprobar la vida de la batería (que en el peor de los
casos tiene una vida útil media 1año aproximadamente y una vida máxima de
unos 10 años). Cuando esta batería tiene que ser cambiada, un
indicador LED del panel frontal autómata lo indica mediante un parpadeo
o encendido permanente.
2.8.11.2 TIERRAS Para obtener una operación adecuada, es fundamental contar con un
buen sistema de conexión a tierra. Se recomienda la utilización de cable
trenzado de cobre Nº12 AWG o de mayor grosor en el retorno de tierra.
Algunas reglas para lograr un buen contacto eléctrico son:
• Se debe emplear terminales adecuados en los extremos de los cables de tierra.
• Es recomendable utilizar pernos de cobre para punto de tierra.
• Se debe emplear terminales adecuados en los extremos de los cables de
tierra.
• Es recomendable utilizar pernos de cobre para realizar la conexión al
punto de tierra.
61
• La pintura, recubrimientos y el óxido impiden un buen contacto en los
puntos de tierra. Se deben remover y emplear glillas dentadas para
asegurar una buena continuidad y baja impedancia.
2.8.11.3 ALAMBRADO Algunas consideraciones que se deben tener en cuenta en el alambrado:
• Emplear cables de largo mínimo.
• No añadir cable .
• Evitar la proximidad de claves de alta impedancia .
• Instalar cablearía de entrada, salida y de otro tipo en paneles distintos.
• Canalizar por separado los cables con señales DC y AC.
• Una impedancia de 0.1 o 0 menor debe haber un la conexión a tierra
de todos los componentes del sistema.
• Utilizar guías de cable, p roteger los cables desnudos.
• No utilizar el mismo cable de retorno de alimentación cuando las líneas
son muy largas; de esta forma se minimiza la caída de voltaje.
2.9 SISTEMA DE SUPERVISIÓN. Debido al gran avance de la tecnología y la informática en los últimos
tiempos, la industria se beneficia de nuevas técnicas en las cuales
adquiere gran importancia la estación central, encargada de supervisar y
controlar todo el proceso desde el inicio, junto con los tiempos de
producción, transporte, coordinación entre equipos, indicaciones visuales
de
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de funcionamiento por cada estación, manejo de alarmas tanto locales como
generales; asimismo, representa gráficamente y en tiempo real todo el
proceso.
Los sistemas supervisión se basan en computadores que permiten
monitorear y controlar a distancia una instalación de cualquier tipo.
Asimismo, se apoyan en el manejo de señales que son procesadas por
computador digital, y por medio de una lógica programada se obtiene una
respuesta que actúa sobre el proceso con un propósito definido.
2.9.1 SCADA Los sistemas de supervisión de control y adquisición de datos (SCADA)
permiten la gestión de cualquier sistema local o remoto gracias a una
interface gráfica que comunica al usuario con el sistema, gobernando las
actividades y la evolución de los procesos sin que sea necesaria la
intervención continua del operador humano. Este sistema de supervisión
permite desarrollar aplicaciones basadas en el PC, como por ejemplo,
captura de datos, análisis de señales, presentaciones en pantalla, depósito
de datos en disco, entre otros.
2.9.2 IHM. La Universidad del Cauca (UNICAUCA, Popayán – Colombia) (2009),
publicó un trabajo en línea en su página web titulado “Interfaz Hombre-
Máquina”, donde define esta como “una interfaz que permite que el usuario u
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operador del sistema de control o supervisión, interactúe con los procesos”.
Los sistemas IHM pueden estar en dispositivos especiales como paneles de
operador o en computadoras.
2.9.2.1 OBJETIVOS DE UNA IHM
Según el trabajo de la Universidad del Cauca (2009), una adecuada
interfaz hombre-máquina busca obtener el estado del proceso de un vistazo.
Se persigue entonces:
• Asegurar que el observador comprenda la situación representada. Captar
la situación de forma rápida.
• Crear condiciones para la toma de decisiones correctas.
• Que los equipos se utilicen de forma óptima y segura.
• Garantizar confiabilidad al máximo. 2.10 PROCESAMIENTO DEL CANGREJO AZUL El objeto de estudio de la investigación en curso se centra en el proceso
de cocción del cangrejo de la empresa PROCEMARCA C.A, por lo tanto es
importante abarcar los aspectos teóricos que fundamentan dicho proceso, los
cuales se presentan a continuación.
2.10.1 PROCESO.
Según Albert Ibarz (2005, p.25), recibe el nombre de proceso: E l conjunto
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de actividades u operaciones industriales que tienden a modificar las
propiedades de las materias primas, con el fin de obtener productos que
sirvan para cubrir las necesidades de la sociedad.
Estas modificaciones que se realizan a las materias primas naturales van
encaminadas a la obtención de productos que tengan una mayor aceptación
en el mercado, o bien que presenten mayores posibilidades de
almacenamiento y transporte.
De esta forma, la industria está constituida por procesos que mejoran el
desempeño de los trabajadores, aumentan la productividad y reducen el
riesgo de errores que afecten tanto a la materia prima como a la salud del
operario.
Cabe resaltar que las normativas de funcionamiento y producción para el
desarrollo de un proceso varían según la materia prima con la que se labora,
puntualizando los procesos de producción de alimentos.
2.10.2 PROCESAMIENTO TÉRMICO EN AUTOCLAVE Entre una de las técnicas para el procesamiento de los alimentos se
encuentra el tratamiento con calor, el cual puede llevarse a cabo a partir de
autoclaves, definiéndose éste como un recipiente herméticamente cerrado
que se emplea para destruir microorganismos y esporas mediante el vapor a
presión y permite elevar la temperatura del agua hasta 250°F (121°C). La
autoclave se clasifica según su función en intermitentes o de presión
continua y pueden ser de tipo estacionario o con agitación.
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2.10.2.1 CONTROL DEL PROCESO. Para la operación de un autoclave se utiliza un tablero de control que
consiste en válvulas de conexión-desconexión para controlar el vapor, el
agua y el aire, una válvula de desagüe y válvulas de desfogue para controlar
la temperatura y la presión en el interior de la autoclave.
(A) VÁLVULAS DE CONEXIÓN-DESCONEXIÓN Para regular la alimentación, el desagüe y las tuberías de desfogue de la
autoclave se emplean varias válvulas de conexión-desconexión. Las válvulas
principales incluyen:
• Respiradero superior: Se abre para dejar que escape el aire cuando el
vapor se introduce por primera vez en la cámara, y posterior al
procesamiento para permitir que escapen el vapor y el aire.
• Desagüe inferior: Se abre durante el inicio del proceso ligeramente para
permitir que salga el vapor condensado; luego se abre al final para
desalojar el agua de enfriamiento.
• Vapor: Se abre durante todo el tiempo de procesamiento. Se cierra
durante el enfriamiento.
• Agua: Se introduce agua en la cámara para llevar a cabo el enfriamiento.
• Aire: Se abre durante las primeras etapas del enfriamiento para mantener
la presión. Se abre después del enfriamiento para forzar la salida del
agua de enfriamiento de la cámara.
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2.10.2.2 FUNCIONAMIENTO DE UN AUTOCLAVE El funcionamiento de un autoclave se puede describir
completamente mediante los siguientes puntos:
1. Carga: Una vez que se tiene el producto, se introduce en la autoclave,
asegurando y fijando los termopares, de esta forma se cierra la puerta de la
autoclave herméticamente asegurando los ganchos o sujetadores para su
correcto sellado.
2. Calentamiento: A fin de elevar la temperatura de la cámara a alrededor de
250°F y mantenerla así el tiempo suficiente para destruir las esporas de los
recipientes empleando vapor a presión.
3. Enfriamiento a presión: Para enfriar las latas se utiliza agua. El aire
comprimido se emplea para mantener la presión durante el enfriamiento de
modo que el contenido de las latas no hierva y posiblemente explote.
4. Enfriamiento final atmosférico: Una vez que ha pasado el peligro de que
hierva el producto, las latas se enfrían con agua a la presión atmosférica.
Luego se emplea aire comprimido para expulsar el agua fuera del tanque.
2.10.3 COCIMIENTO DEL CANGREJO AZUL. El cangrejo debe ser cocinado para su ingesta segura, a continuación se
definen algunos aspectos a considerar referentes al cocimiento del mismo.
2.10.3.1 COCCIÓN.
El tratamiento por el calor puede ser considerado, sin duda alguna como
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uno de los modos más antiguos de procesar las materias primas alimenticias.
En el ámbito de la tecnología culinaria, cualquier tipo de tratamiento térmico
que se aplique para la elaboración de un plato cocinado recibe el nombre
genérico de cocción. Cocer un alimento significa exponerlo a la acción de un
foco de calor, o de unas radiaciones, con el propósito de elevar su
temperatura.
Para José Bello Gutiérrez (1998, p.95):
La cocción puede ser considerada como aquella operación capaz de transformar de modo físico y/o químico el aspecto, la textura, la composición y el valor nutritivo de un alimento mediante la acción del calor, con el fin de satisfacer los sentidos de la vista, del gusto y el olfato. En esencia la cocción es la aplicación de calor que se hace a un alimento con el fin de convertirlo en algo más digerible, apetecible y sanitariamente seguro.
(A) MÉTODOS DE COCCIÓN EN MEDIO ACUOSO
Existen técnicas de cocción en las que se emplea un fluido acuoso como
medio de transferencia de calor para el tratamiento térmico del alimento.
Para ello, el alimento toma contacto con agua, caldo corto, jarabeo, incluso,
vapor de agua normal o sobrecalentado. Dentro de sus posibilidades de
realización, se puede partir tanto de un medio acuoso líquido, más o menos
frío, como de un líquido en ebullición o de vapor de agua.
Así mismo, según sean las condiciones bajo las que se realice el proceso
de cocción, se tendrá una mayor o menor facilidad para la difusión de las
sustancias hidrosolubles desde el alimento hacia el medio que le rodea, y
viceversa. De este modo, e medio liquido gana en nutrientes y sustancias
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sápidas, mientras que el alimento también puede enriquecerse con otras
sustancias aportadas por el medio. A continuación se definen las distintas
formas de cocción en medio acuoso.
(a) ESCALDAR El escaldar se refiere, tal como lo expone José Bello Gutiérrez (1998,
p.163), a “una cocción incompleta de un alimento, que recibe los efectos
térmicos del agua hirviendo durante un período de tiempo muy corto”.
Cuando el tiempo de contacto es más prolongado se denomina sancochado,
en ella, el alimento debe permanecer en contacto con el agua un período
más prolongado de tiempo. La mayoría de las veces se aplica con el
propósito de provocar en el alimento una cocción parcial, antes de que reciba
cualquier otro tipo de tratamiento culinario.
(b) HERVIR El hervido es un proceso que implica la cocción del alimento por inmersión
en agua, o en caldo. Puede ser realizada bajo diferentes modos, los
cuales pueden ser partiendo de agua fría, caliente o en
Ebullición. Esto implica que el hervido puede se puede realizar bajo distintos
rangos de temperatura dependiendo del caso, aunado a ello, los tiempos de
cocción serán determinados por la calidad y volumen de algunos alimentos.
En este tipo de cocción se debe tomar en cuenta la minimización de la
evaporación, así como mantener el volumen del líquido para compensar la
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merma del mismo durante la cocción.
(c) ESCALFA El escalfado se refiere a la cocción lenta de un alimento mediante un
líquido acuoso, justamente por debajo de su punto de ebullición. Su objetivo
es cocer el alimento de tal manera que se facilite su digestibilidad y se le
proporcione una textura más tierna, porque los efectos de la cocción ayudan
al ablandamiento de las estructuras fibrosas, a veces difíciles de masticar. Es
importante mencionar que la temperatura necesita estar bien controlada para
que se mantenga siempre en el punto justo, mientras que el tiempo de
tratamiento térmico tiene su importancia, para no sobrecoser los alimentos,
que llevaría a una pérdida de la palatabilidad y de valor nutritivo.
(d) COCCIÓN AL VAPOR Este tipo de cocción es la cocción mediante vapor de agua, que puede ser
realizada bajo dos modalidades, bien sea, a presión normal o a presión
elevada. En esta sus objetivos son varios, tales como son facilitar la
digestión 0 proporcionar una textura más agradable y comestible.
3. SISTEMA DE VARIABLES En el desarrollo de la investigación en curso, la formulación de los
objetivos que persigue el estudio conlleva a la búsqueda de la mejor
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comprensión posible de las variables presentes en el mismo. En la
investigación científica, la variable es el elemento que se va a medir,
controlar y estudiar dentro del problema formulado, por consiguiente, es
importante definir a la variable de la investigación presente, la cual es
sistema de control automatizado. A continuación se señala la
definición nominal, conceptual y operacional de la misma.
3.1 DEFINICIÓN NOMINAL Sistema de control automatizado. 3.2 DEFINICIÓN CONCEPTUAL Conceptualmente, tal como lo expone Díaz (2006, p.2), se define sistema
de control como el “conjunto de equipos y componentes que van a permitir
llevar a cabo las operaciones de control" y control automatizado, señalado
por el mismo autor (2006, p.2), como “El desarrollo de la acción de control sin
la participación directa de un ser humano (operario)”.
3.3 DEFINICIÓN OPERACIONAL
Se define sistema de control automatizado como el conjunto de elementos
tales como instrumentos indicadores, medidores de presión, temperatura y
nivel, sensores y controladores que se encargan de gobernar las variables
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presentes en el proceso de cocción tales como presión, temperatura y
caudal de agua, para mantener a estas dentro de rangos aceptables de
operación y corregir automáticamente cualquier desviación presente que
afecte la calidad de la materia prima, minimizando la interacción existente
entre el operario y el proceso controlado, garantizando su supervisión segura
y la productividad de la obra.