Diseño e implementación de dispositivo prototipo monitor de rectificadores con salida a sistema SCADA para aplicaciones en la industria

dc.contributor.advisorAmaya Palacio, José Alejandro
dc.contributor.authorRodríguez Torres, Helmut Alexis
dc.contributor.evaluatorCastelblanco Rodríguez, Nelfor Samael
dc.contributor.evaluatorMantilla Villalobos, María Alejandra
dc.date.accessioned2022-04-08T14:04:19Z
dc.date.available2022-04-08T14:04:19Z
dc.date.created2022-04-01
dc.date.issued2022-04-01
dc.description.abstractEn distintos sectores de la industria se necesitan rectificadores de alta eficiencia. Ejemplo de ello, son los sistemas de protección catódica donde el funcionamiento correcto del rectificador es de vital importancia para evitar la corrosión en el tubo (Loachamin Nasimba, 2019). Por consiguiente, es necesario que los rectificadores se encuentren en óptimas condiciones. Para dar solución a esta problemática se debe garantizar un monitoreo permanente al rectificador y así actuar ante cualquier eventualidad evitar daños mayores como la corrosión de la tubería. Dicho lo anterior el presente proyecto en modalidad de practica empresarial, propone el diseño e implementación de un dispositivo que se conecta a la salida del rectificador, toma la señal de rizado y extrae parámetros de frecuencia y amplitud con una salida en corriente continua en función de la frecuencia, con destino a un sistema SCADA. Para llevar a cabo se siguieron las siguientes pautas. Realizar simulaciones de rectificadores con daños y así tener una idea mas clara del problema.Diseñar las etapas analógicas para adaptar la señal con destino a un microcontrolador. Implementar un algoritmo para el procesamiento digital de la señal, con procedimientos matemáticos para encontrar las diferentes variables de rizado. Dentro esos procedimientos matemáticos, se encuentra la FFT la cual es usada para encontrar la frecuencia de rizado de una manera robusta. Generar una corriente analógica de 4 a 20 mA en función de la frecuencia, dicha actividad se ejecuto con una salida en tensión por el DAC del microcontrolador en función de la frecuencia esa tensión pasa por un circuito transductor de tensión-corriente. Posteriormente, a la etapa de diseño se ensambla en una PCB y en un empaque con el propósito de implementar la solución en la industria. Con el dispositivo completamente ensamblado se procede a hacer pruebas de desempeño donde se obtienen una ecuación de frecuencia en función de la corriente para ingresar al sistema SCADA adicionalmente a partir de la caracterización, se obtiene la variación de corriente en función de la frecuencia.
dc.description.abstractenglishMultiple industry sectors require high eficiency rectifiers. For instance, cathodic protection against corrotion in pipelines by supervising the rectifier’s operative state, which allows to avoid damage on this important piece of infrastructure (Loachamin Nasimba, 2019). Therefor, there is a need to keep these restifiers in a optimal working condition. In order to solve the previously mention concern, a solution must maintain a constant superviosion of the rectifier’s output signal bringing the capability to take action on any event, thus avoiding further damage to the pipeline. Having said the above, this project in business practice mode, proposes the design and implementation of a device that connects to the rectifier output, takes the ripple signal and extracts frequency and amplitude parameters with a DC output level as a function of frequency, for an SCADA system. To achieve this, the following procedure was adopted.To carry out simulations of rectifiers emulating damage condition to consolidate the problem. the following step consists of the design of the analog stages for adapting the signal acording to the input of a microcontroller. Next step deals with the developtment of an algorithm for digital signal processing, including the mathematical procedures needed to extract different characteristics from the signal ripple. Within these mathematical procedures, the FFT is one of them and it is used to find the frequency of the ripple component of the signal in a robust way. the following step, takes care of the design of an analog current source with an output range of 4 to 20 mA as a function of frequency, this functionality was implemented by making used of the digital to analog converter (DAC) present in the microcontroller, the DAC outputs a voltage coresponding to a linear function dependeing on the frequency determined on the previous stage. In order to generate the desire current range, that voltage passes through a voltage-current transducer circuit. Subsequently, the design stage is assembled on a PCB and packaging for the purpose of implementing the solution in the industry. With the device completely assembled, performance tests are performed to obtain a frequency equation as a function of the current to enter the SCADA system. Additionally, from the characterization, the variation of current as a function of frequency is obtained.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Electrónico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9806
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Electrónica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectRectificador
dc.subjecttubos de protección catódica
dc.subjectFFT
dc.subjectSCADA
dc.subject.keywordFast Fourier Transform
dc.subject.keywordSCADA System
dc.subject.keywordRectifiers
dc.subject.keywordCatodic Protection
dc.titleDiseño e implementación de dispositivo prototipo monitor de rectificadores con salida a sistema SCADA para aplicaciones en la industria
dc.title.englishDesign and implementation of a prototype device to monitor rectifiers with output to SCADA system for industrial applications
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
dspace.entity.type
Files
Original bundle
Now showing 1 - 3 of 3
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Documento.pdf
Size:
4.65 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
No Thumbnail Available
Name:
Carta de autorización.pdf
Size:
106.7 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
No Thumbnail Available
Name:
Nota de proyecto.pdf
Size:
164.33 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
2.18 KB
Format:
Item-specific license agreed to upon submission
Description: