Sistema de control para las bombas de salida de la PTAP de Puerto Mallarino

El desarrollo de este proyecto se llevó a cabo en la PTAP de Puerto Mallarino, operada por EMCALI, en respuesta a la creciente demanda de agua potable y la necesidad de modernizar los procesos operativos. La planta enfrenta desafíos derivados de la variabilidad en el consumo de agua, lo que requiere...

Full description

Autores:
Bustos Garzón, Juan Felipe
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2025
Institución:
Universidad Autónoma de Occidente
Repositorio:
RED: Repositorio Educativo Digital UAO
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:red.uao.edu.co:10614/16255
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/10614/16255
https://red.uao.edu.co/
Palabra clave:
Ingeniería Mecatrónica
Matlab
Control de presión
Planta de tratamiento de agua potable (PTAP)
Variadores de velocidad
Automatización industrial
Instrumentación
Matlab
Pressure control
Drinking water treatment plant (WTP)
Variable speed drives
Industrial automation
Instrumentation
Rights
closedAccess
License
Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2025
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description El desarrollo de este proyecto se llevó a cabo en la PTAP de Puerto Mallarino, operada por EMCALI, en respuesta a la creciente demanda de agua potable y la necesidad de modernizar los procesos operativos. La planta enfrenta desafíos derivados de la variabilidad en el consumo de agua, lo que requiere minimizar la intervención humana para reducir errores y mejorar la capacidad de respuesta del sistema. En este contexto, el diseño de un sistema de control automático busca estabilizar la operación de las bombas de agua y regular la presión, asegurando un suministro más confiable y continuo. El desarrollo del proyecto se estructuró en tres fases. En primer lugar, se realizó un análisis dinámico del sistema de bombeo para identificar las variables críticas que afectan su comportamiento. Luego, se llevó a cabo la selección y caracterización de la instrumentación necesaria, utilizando matrices de selección multicriterio y considerando información técnica de fabricantes reconocidos. Esta selección se complementó con reuniones técnicas con el equipo de ingeniería de EMCALI para garantizar la compatibilidad de los equipos con las condiciones operativas de la planta. Para la tercera y última fase para la regulación del sistema, se diseñaron controladores PID, evaluando diferentes configuraciones para seleccionar la más adecuada según criterios como sobrepaso, tiempo de estabilización y respuesta ante perturbaciones. Además, se diseñó un diagrama de flujo que describe la estructura de control y la jerarquía en la toma de decisiones, diferenciando entre la operación manual y la regulación automática. La automatización del proceso se estructuró en dos partes: una secuencial y otra de regulación. Para la regulación, se optó por el uso de controladores PID debido a su simplicidad, robustez y efectividad en procesos industriales. La lógica de control se diseñó mediante diagramas de flujo y diagramas grafcet, lo que permitió definir y organizar de manera clara las acciones automáticas necesarias para garantizar un funcionamiento eficiente y seguro del sistema de bombeo
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En este contexto, el diseño de un sistema de control automático busca estabilizar la operación de las bombas de agua y regular la presión, asegurando un suministro más confiable y continuo. El desarrollo del proyecto se estructuró en tres fases. En primer lugar, se realizó un análisis dinámico del sistema de bombeo para identificar las variables críticas que afectan su comportamiento. Luego, se llevó a cabo la selección y caracterización de la instrumentación necesaria, utilizando matrices de selección multicriterio y considerando información técnica de fabricantes reconocidos. Esta selección se complementó con reuniones técnicas con el equipo de ingeniería de EMCALI para garantizar la compatibilidad de los equipos con las condiciones operativas de la planta. Para la tercera y última fase para la regulación del sistema, se diseñaron controladores PID, evaluando diferentes configuraciones para seleccionar la más adecuada según criterios como sobrepaso, tiempo de estabilización y respuesta ante perturbaciones. Además, se diseñó un diagrama de flujo que describe la estructura de control y la jerarquía en la toma de decisiones, diferenciando entre la operación manual y la regulación automática. La automatización del proceso se estructuró en dos partes: una secuencial y otra de regulación. Para la regulación, se optó por el uso de controladores PID debido a su simplicidad, robustez y efectividad en procesos industriales. La lógica de control se diseñó mediante diagramas de flujo y diagramas grafcet, lo que permitió definir y organizar de manera clara las acciones automáticas necesarias para garantizar un funcionamiento eficiente y seguro del sistema de bombeoThe development of this project was carried out at the Puerto Mallarino Water Treatment Plant (PTAP), operated by EMCALI, in response to the increasing demand for drinking water and the need to modernize operational processes. The plant faces challenges due to fluctuations in water consumption, requiring a reduction in human intervention to minimize errors and enhance the system’s responsiveness. In this context, the design of an automatic control system aims to stabilize pump operations and regulate pressure, ensuring a more reliable and continuous supply. The project development was structured into three phases. First, a dynamic analysis of the pumping system was conducted to identify the critical variables affecting its behavior. Then, the selection and characterization of the necessary instrumentation were carried out using multicriteria selection matrices and technical information from recognized manufacturers. This selection was complemented by technical meetings with EMCALI’s engineering team to ensure the compatibility of the equipment with the plant’s operating conditions. For the third and final phase of system regulation, PID controllers were implemented, evaluating different configurations to select the most suitable one based on criteria such as overshoot, stabilization time, and response to disturbances. Additionally, a flowchart was designed to describe the control structure and the decision-making hierarchy, distinguishing between manual operation and automatic regulation. The automation process was structured into two parts: a sequential phase and a regulation phase. For regulation, PID controllers were chosen due to their simplicity, robustness, and effectiveness in industrial processes. The control logic was designed using flowcharts, allowing for a clear definition and organization of the automatic actions required to ensure safe and reliable operation of the pumping systemPasantía organizacional (Ingeniero Mecatrónico)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2025PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a)98 páginasapplication/pdfspaUniversidad Autónoma de OccidenteIngeniería MecatrónicaFacultad de Ingeniería y Ciencias BásicasCaliDerechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2025https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/closedAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_14cbSistema de control para las bombas de salida de la PTAP de Puerto MallarinoTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Puerto Mallarino[1] J. 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