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PROCESO DE ELECTRÓLISIS Gabriela Angamarca,
[email protected] [email protected] Cindy Romero,
[email protected] [email protected] Universidad Politécnica Salesiana R esumen. esumen. – En el presente informe se presentará el funcionamiento del proceso de electrolisis mediante la programación en TIA portal y su maqueta respectiva.
Palabras clave: clave: electrolisis. Abstrac Abstract. t. – This report presents the operation of the electrolysis process through programming in TIA portal and its respective model.
K ey wor wor ds: Electrolysis
I.
OBJETIVOS
Objetivo General
Estructuración del proceso de electrolis mediante el uso de plc Siemens S7-1200.
Constituye fundamentalmente fundamentalmente un proceso de oxidación reducción que se desarrolla “no espontáneamente” es
decir, un conjunto de transformaciones que implican un aumento de energía libre del sistema, y por ende, requiere para su realización realización el concurso de una fuerza externa externa de energía.
3.2 Producción de electrolisis La electrólisis se produce en un aparato que recibe el nombre de celda eléctrica, la cual está formada por una cuba que contiene el electrólito y en el que están sumergidos los electrodos, generalmente metálicos, y que están conectados a un generador eléctrico.
Objetivos Específicos
Diseñar y comprobar el funcionamiento funcionamiento del proceso de electrolisis. electrolisis. Programar la secuencia de dicho proceso.
II. III.
INTRODUCCION MARCO TEORICO
2.1 Electrólisis La electrólisis consiste en la descomposición química a causa de la circulación de corriente eléctrica, eléctrica, sobre cuerpos sumergidos en una solución química (electrólito). Este proceso consta de dos electrodos, como se muestra en la figura 1, un electrodo positivo llamado también ánodo, y un electrodo negativo llamado también cátodo, ambos sumergidos dentro de un tanque con solución química, conectados a los bornes de un rectificador de corriente.
Figura 1. Electrolisis.
Figura 2. Electrolisis
3.3 Aplicaciones industriales de la electrólisis Los procedimientos electrolíticos constan de interesantes y útiles aplicaciones en el campo de la industria. Algunas de estas aplicaciones son: La fabricación de metales activos, como son los elementos pertenecientes a los dos primeros grupos de la tabla periódica, así como también el aluminio, y elementos no metálicos, como es el caso del hidrógeno o el cloro. La fabricación o síntesis de compuestos como el hidróxido de sodio. Los recubrimientos de tipo metálicos. La purificación de elementos metálicos, como puede ser por ejemplo, el caso de cobre.
2.1 Control lógico programable PLC El control lógico programable PLC es un dispositivo electrónico que se utiliza en el campo de automatización para el control de máquinas y procesos industriales, industriales, también es llamado autómata programable, puesto que las
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etapas de funcionamiento de un sistema de control pueden ser fácilmente programadas y modificadas.
Clasificación En la actualidad hay variedad de controladores lógicos programables, según las características de funciones, capacidad de memoria y tamaño físico. En general se clasifican en tipo nano, tipo compacto y tipo modular.
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Estructura El control lógico programable PLC está formado por las siguientes partes: unidad central de proceso CPU, unidad de memoria, módulos de entradas y salidas (digitales y analógicas), fuente de alimentación y dispositivos de programación.
Tipo nano: Este tipo consta de fuente de alimentación, CPU, tarjetas de entradas y salidas integradas. Este tipo soporta un número reducido de entradas y salidas. Tipo compacto: Este tipo tiene incorporado la fuente de alimentación, CPU, módulos de entradas y salidas en un bloque principal. Este tipo soporta gran cantidad de entradas y salidas, también módulos especiales. Tipo modular: Este tipo se forma por distintos bloques que se instalan en una base para formar el bloque principal. Consta de fuente de alimentación, CPU, módulos de entradas y salidas. Este tipo soporta gran cantidad de entradas y salidas, también módulos especiales. Sistemas de control En los procesos industriales se deben de controlar y mantener variables como: la temperatura, la presión, el caudal, la humedad, el tiempo, el nivel, etc.
El PLC permite controlar un proceso industrial automatizado, en donde el control de la magnitud de una o más variables es de importancia, para que el acabado final del proceso sea óptimo; en el sistema de control se tiene el objetivo de comparar el valor de la variable a controlar con un valor deseado, y de esa forma asegurar que el proceso funcione adecuadamente. El operador de planta hace la función de supervisión y no interviene físicamente en el proceso. Un sistema de control diseñado con un PLC tiene ventajas en la secuencia de funcionamiento de un proceso industrial, ya que a partir de las señales que envían dispositivos de entrada, se pueda dar el control deseado dependiendo de las instrucciones del programa (proceso), y así controlar los elementos o accionamientos de salida. En la mayoría de procesos industriales se trabajan con señales digitales y señales analógicas. El control del proceso puede ser de dos formas: control de lazo abierto y control de lazo cerrado. En el control de lazo abierto, el control se da en forma secuencial en todo el proceso; mientras que en el control de lazo cerrado la señal de salida afecta el control del proceso.
Figura 3. Estructura de un control lógico programable PLC.
IV.
EQUIPOS Y MATERIALES
Descripción Cant. Estructura de madera 1 servomotor 1 Motor DC 1 Tornillo sin fin 1 PLC S7-1200 1 Cables varios Tabla. 1. Materiales y equipos utilizados en el proyecto. V. DESARROLLO Ésta práctica consiste en tratar con superficies para hacerlas resistentes a la oxidación. Para realizar esta función, llevaremos a cabo un sistema compuesto por tres baños. 1. Desengrasado de las piezas. 2. Aclarado de las piezas. 3. Bañado de electrólito. Para realizar esta función utilizaremos una grúa, que es el que introducirá la jaula o caja con las piezas en cada uno de los depósitos. La grúa comenzará su recorrido por los depósitos de desengrasado, siguiente su recorrido por los depósitos de aclarado y por ultimo las llevará al depósito de bañado de electrólito. En el depósito de bañado de electrólito la grúa con la jaula de piezas ha de estar parado un determinado tiempo.
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Para la realización de este ejemplo tendremos en cuenta lo siguiente: La grúa contiene dos motores M1 y M2 que hacen subir o baja y avanzar o retroceder a la grúa respectivamente.
VI.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Según los resultados obtenidos de nuestro proyecto podremos decir que la industria cada vez avanza a pasos agigantados, ya que este proceso permite acortar el tiempo de proceso de limpieza de diferentes materiales, con lo cual podríamos cambiar sus líquidos de limpiezas para acoplarlo a cualquier material a necesitar automatizar el proceso.
VII.
Figura 4. Esquema como referencia de la maqueta.
PROGRAMACION EN TIA PORTAL V13
CONCLUSIONES
La automatización industrial nos sirve para la comodidad y reducción de tiempo del proceso de trabajo en las grandes fábricas industriales, con esto nos pudimos dar cuenta que realizando la debida programación de nuestro proyecto podemos realizar el proceso de electrolisis el cual es la limpieza de materiales con líquidos de acuerdo a su composición de dicho material, con lo cual el proceso es de manera automatizada y con esto podemos ayudar a las pequeñas industrias a reducir su tiempo de trabajo en cada material a limpiar.
English: The industrial automation serves us for the convenience and the reduction of the time of the work process in the big industrial factories, with the notion of the we could realize that doing the due the programming of our project can realize the process of electrolysis which is the Cleaning materials with liquids according to their composition of the said material, whereby the process is automated and with the shelf can help small industries reduce their working time in each material a clean. I. R EFERENCIAS [ «CURSO DEL AUTÓMATA PROGRAMABLE 1 CS1,» [En línea]. Available: ] http://www.sc.ehu.es/sbweb/webcentro/automatica/We bCS1/esquema_del_proceso_de_electrolisis.htm. [Último acceso: 27 07 2017]. [ E. A. T. Micro, «Automatismos,» [En línea]. 2 Available: ] http://www.infoplc.net/files/descargas/schneider/Ejem plo6TSX-MICRO.pdf. [Último acceso: 27 07 2017].
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[ L. Guía, «Aplicaciones industriales de la electrólis,» 3 [En línea]. Available: ] http://quimica.laguia2000.com/metalurgia/aplicaciones -industriales-de-la-electrolisis. [ O. V. F. Carrera, «Automatización del proceso de 4 niquelado de metales,» Guatemala, 2009. ]
ANEXOS
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