“DESARROLLO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA INTERFAZ HOMBRE – MÁQUINA PARA CONTROLAR LA PLANTA DE EMULSIONES ASFÁLTICAS DE CHOVA DEL ECUADOR S.A.”
Elaborado por: Carlos Andrés Silva Calvopiña
Director Ing. Melton TapiaCodirector .Ing. Jaime Echeverría
Dr. MARCELO MEJIASecretario Académico
CHOVA
• 50 años en el mercado
• Líder en impermeabilización
• Innovación
• Modernización
CHOVA – Planta “El Inga”
Km 11 vía Pifo
El Proceso
Emulsión Asfáltica
Solución jabonosaAsfalto
Molino Coloidal
Despacho
Almacenamiento
El Proceso
Caldero
Líneas
Tanques y
calentadores
Equipos
El Proceso – Control
Nivel T alta
T baja
El Proceso – Control
El Proceso – Control Acido
HClAgua
pHQuímicos
El Proceso – Control
• Varias tareas
• Poca precisión en el nivel de
asfalto y emulsión
• Derrames
• Manejo de químicos
• Desperdicio del producto
• No hay registro en tiempo real
• Manejo de varias tablas y
programas
Objetivos
OBJETIVO GENERAL
Seleccionar los sensores, actuadores y equipamiento adecuado para que
a través de un computador o pantalla táctil se realicen las actividades de
control y medición de materia prima, e implementar de acuerdo con el
presupuesto asignado por Chova del Ecuador S.A.
Plan de acción – Nivel
Tanques
Temperatura
Nivel
Válvulas
PC
HMI
PLC
Plan de acción – Nivel
PC
PLC
Bomba
HCl
Solución Jabonosa
Plan de acción – Carga Ácido
Plan de acción – Diagramas P&ID
Planta
Especificaciones P&ID
Sistemas mecánicos
LEVAS
Sistemas mecánicos – Levas
Working Model
Sistemas mecánicos – P&ID
Unifilar
Piping and
Instrumentation
Diagram
Identificación
Elementos
Sistemas mecánicos – P&ID
Sistemas mecánicos – P&ID 4" - PW - 10AB - 001
Número de la LíneaEspecificaciónServicioTamaño Tubería
10 Acero al Carbono11 Acero inoxidable12 ASTM A335 Gr P2213 ASTM A335 Gr P9114 Alloy 2015 ASTM A106 Gr B16 Polipropileno (PP)
MATERIAL
A NingunaB 2" SCH40 ASTM A106 Gr BC 3" SCH40 ASTM A106 Gr BD 4" SCH40 ASTM A106 Gr BE 6" SCH40 ASTM A106 Gr BF 8" SCH40 ASTM A106 Gr B
TUBERÍA ENCAMISADA (TUBERÍA EXTERNA) N Ninguno
P PinturaT Pintura Térmica
AFibra de vidrio (e=3mm) y chapa de Al (e=1mm)
BFibra de vidrio (e=5mm) y chapa de Al (e=1mm)
AISLAMIENTOAC Ácido ClorhídricoAE Agua de EnfriamientoAP Agua de ProcesoAS AsfaltoAT Aceite TérmicoDA Diesel 1DB Diesel 2DR DrenajePW Agua PotableSJ Solución jabonosa
SERVICIO
10 A BAislamientoEspecificación tubería encamisadaMaterial
Sistema de
Identificación
De elementos
Sistemas mecánicos – Carga de ácido
Ruteo
Sistemas mecánicos – Carga de ácido
Ruteo
Sistemas mecánicos – Carga de ácido
Construcción
Sistemas mecánicos – Carga de ácido
Construcción
Elementos del sistema de control
Elementos del sistema de control
Elementos del sistema de control
Elementos del sistema de control
Desarrollo de la interfaz
INTOUCH
• Control
• Lectura
• Scripts
• A. Remoto
• Integración
• Expansión
Desarrollo de la interfaz – Main
Desarrollo de la interfaz – Main
Desarrollo de la interfaz – PLC
Desarrollo de la interfaz – Gráficos
Desarrollo de la interfaz – Alarmas
Desarrollo de la interfaz – Ácido
Desarrollo de la interfaz – Caldero
Desarrollo de la interfaz – Intercambiador
Desarrollo de la interfaz – HMI Principal
Desarrollo de la interfaz – HMI Principal
Desarrollo de la interfaz – HMI Noche
Desarrollo de la interfaz – HMI Intercambiador
Programación PLC – Programa
Pruebas de funcionamiento Calib.
Tablas
Pruebas de funcionamiento
Protocolo
1. Precalentar la línea de carga de asfalto.
2. Calentar los tres tanques a temperaturas homogéneas.
3. Descargar 10 000 [Kg] de asfalto del tanque uno al tanque dos.
4. Monitorear los niveles de ambos tanques con el sistema instalado.
5. Descargar 10 000 [Kg] de asfalto del tanque dos al tanque tres.
6. Monitorear los niveles de ambos tanques con el sistema instalado.
7. Descargar 10 000 [Kg] de asfalto del tanque tres al tanque uno.
8. Monitorear los niveles de ambos tanques con el sistema instalado.
9. Comparar los resultados obtenidos con el sistema de sensores y los
de operador.
Pruebas de funcionamiento
Resultados
T pruebaNivel [kg] Operador Sistema Dif. (abs)Inicio 33520 33211 309Trasvase tanque 1 a 2 23210 22913 297Trasvase tanque 2 a 3 23210 22913 297Trasvase tanque 3 a 1 33241 32911 330Final 33241 32911 330
313Promedio Diferencia [kg]
Tanque1125°C T prueba
Nivel [kg] Oprador Sistema Dif. (abs)Inicio 10231 9986 245Trasvase tanque 1 a 2 20319 19997 322Trasvase tanque 2 a 3 10561 10225 336Trasvase tanque 3 a 1 10561 10225 336Final 10561 10225 336
315
Tanque2120°C
Promedio Diferencia
T pruebaNivel [kg] Operador Sistema Dif. (abs)Inicio 12560 12229 331Trasvase tanque 1 a 2 12560 12229 331Trasvase tanque 2 a 3 22781 22462 319Trasvase tanque 3 a 1 12621 12299 322Final 12621 12299 322
325
Tanque3125°C
Promedio Diferencia
Pruebas de funcionamiento
Error aceptableAltura llenado (cm) Peso Asfalto (Kg) Diferencia (Kg)
141 26069 N A142 26307 477143 26546 476144 26783 475145 27021 476146 27259 476147 27497 477148 27736 476149 27973 475150 28211 N A
Promedio 476
Comparación
Error Aceptable PASA DiferenciaTanque 1 313 500 SI 187Tanque 2 315 500 SI 185Tanque 3 325 500 SI 175
Análisis Financiero y Económico
Financiero ácido
ITEM Aporte Cant C/Unit C/TotalBomba de ácido Chova 1 2500 2500Actuadores Chova 1 100 100Cableado Chova 35 6 210Tuberia Chova 30 1.25 37.5Accesorios Chova 1 150 150Varios Chova 1 150 150
TOTAL 3147.5
Análisis Financiero y Económico
Financiero NivelesITEM Aporte Cant C/Unit C/Total
SENSOR SIEA-M18B-UI-S Chova 3 181.33 543.99SENSOR IME18-05BPSZCOS Chova 3 45.37 136.11SENSOR IME08-1B5PSZTOS Chova 3 45.37 136.11CONECTOR DOS-1204-W Chova 6 15.01 90.06CONECTOR DOS-0803-W Chova 3 17.16 51.48PT100 Chova 6 76.81 460.86IO-DAIO Chova 3 430 1290FUENTE DC 24 V 2,5 A ECO Chova 1 98.82 98.82PC-E TCP/IP Chova 2 217.98 435.96DAQ STUDIO Chova 1 235 235WAGO 750-843 Chova 1 212.35 212.35WAGO 750-504 Chova 2 65.32 130.64WAGO 750-402 Chova 1 67.5 67.5WAGO 750-466 Chova 2 72.35 144.7Tablero eléctrico doble fondo Chova 1 152 152Montaje de tablero y accsesorios Chova 1 490 490Cable UTP categoria 5 Chova 20 4 80Cable instrumentación Chova 50 6 300Levas y cajas Chova 3 800 2400Intouch Viewer Chova 1 3875 3875HMI Chova 1 450 450base hmi Chova 1 39.53 39.53Movilizacion Chova 1 450 450Alimantación Chova 1 600 600Suministros de oficina Chova 1 250 250Configuración equipos Propio 1 1000 1000Programación Propio 1 1000 1000Cursos Realizados Propio 1 850 850
TOTAL 15970.11
Análisis Financiero y Económico
Costo Total
ITEM COSTOCARGA DE ÁCIDO 3 147.50$ NIVEL DE TANQUES 15 970.11$
TOTAL 19 117.61$
Análisis Financiero y Económico
Económico del proyecto
ITEM COSTOTOTAL 19 117.61$ CARGA DE ÁCIDO 3 147.50$ APORTES PROPIOS 2 850.00$
TOTAL ANÁLISIS 13 120.11$
Análisis Financiero y Económico
Ahorro anual proyectado
Item ProductoAhorro con error
actual (Kg)Precio del Material
Vehículos por mes
Ahorro por año
1Recepción de
Asfalto150 0.3155 8 4543.2
Periodo Semana Mes Años X
Mes Inversión I II III IV V VANEgresos -13120 - - - - - -11 714 Ingresos 0 4 543 4 543 4 543 4 543 4 543 4 543 18 678 Saldo -13 120 4 543 4 543 4 543 4 543 4 543 4 543 5 558.12 Saldo Acumulado
-13 120 -8 577 -4 034 509 5 052 9 595 14 138 ------
Tasa Descuento
12%
Análisis Financiero y Económico
VAN y tiempo de recuperación
Análisis Financiero y Económico
TIR
Análisis Financiero y Económico
B/C
Conclusiones
• Se logró implementar exitosamente no solo una sino dos interfaces de usuario que permiten tener los datos de temperatura y nivel, sin necesidad de la medición directa de un operador.
• Se logró diseñar un sistema de carga para el ácido que no tiene sensores de
pH, por lo que se consiguió un ahorro muy significativo del orden de los $20 000.
• Se comprobó que a través de un mecanismo de leva seguidor, es posible
determinar el nivel de los tanques de asfalto. • Se comprobó que el proyecto es rentable al tener una relación de B/C de 1.59. • Se mejoró la precisión en la lectura de los tanques, ya que el error con este
sistema está bajo a 150 [kg], generando un ahorro de $ 4543 anuales. • Se cumplió con los objetivos planteados.
Recomendaciones
• Debido al éxito del sistema de medición de asfalto del Inga, se recomienda que previa a una evaluación, se tome como modelo para casos con condiciones similares.
• Se recomienda que se levanten los planos unifilares y tridimensionales o
isométricos, de todas las instalaciones de la planta del Inga, teniendo en cuenta la especificación de elementos desarrollada.
• Se recomienda realizar otra calibración a los tanques, utilizando equipos como medidores laser para determinar una altura más precisa de la altura del asfalto, y así reducir los errores asociados al sistema.
Gracias por su atención
