Diseño y simulación de una mini-planta de 120 litros automatizada utilizando PLC y un control de temperatura PID para la fabricación de cerveza artesanal en snack & bar braka, distrito de San Bartolo

Abstract

La presente tesis titulada “Diseño y simulación de una mini – planta de 120 litros automatizada utilizando PLC y un control de temperatura PID para la fabricación de cerveza artesanal en Snack & Bar Braka, distrito de San Bartolo”, está compuesta principalmente por el diseño mecánico, eléctrico, electrónico y control de un sistema que posee procesos de maceración, cocción, enfriamiento y fermentación, usando la sintonización empírica para el control de temperatura PID en los procesos de maceración y cocción, y un PLC para la programación y control de todo el sistema. La investigación se proyectó a un análisis mecánico que constó del diseño de cada pieza de la mini – planta por el software de SolidWorks. Para el diseño de los tanques se consideró de material acero inoxidable por lo que es más resistente a la corrosión. El análisis eléctrico consistió en el diseño del tablero eléctrico y la distribución de los equipos eléctricos; también se consideraron dos motores de baja tensión, cuatro bombas recirculadas y dos resistencias calentadoras para los tanques de maceración y cocción, cumpliendo así el funcionamiento y el objetivo propuesto; adicionalmente, se realizó el cálculo de la cantidad de potencia que trabaja la mini – planta. El sistema de control se programó por un PLC y se simuló por HMI la cual permite que el operario pueda manipular de manera sencilla los cuatro procesos. La temperatura en los procesos de maceración y cocción es controlada por un PID. Como resultado de la presente tesis, se logró diseñar y simular el comportamiento mecánico, logrando tener las presiones positivas, tensiones mínimas de 0 MPa y máximas de 10.39 MPa con límite de fluencia de 206.8MPa y factor de seguridad de 11, para los soportes, y 0.01 MPa y una máxima de 29.42 MPa con límite de fluencia de 137.9 MPa y factor de seguridad de 4.7 para las tapas de los tanques. Se realizó un análisis de consumo de potencia obteniendo como resultado 3473W. Con el software Matlab se logró programar y sintonizar un controlador de temperatura PID teniendo como resultado para el caso de maceración son Kp=70, Ki=45 y Kd=82 y para el caso de cocción son Kp=356, Ki=12 y Kd=13