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http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/21958
Título : | Diseño e implementación de un sistema de control y monitoreo de temperatura en hornos eléctricos para la quema de cerámica en los laboratorios de diseño gráfico. |
Autor : | Morán Ipiales, Pablo Andrés Laica Tulmo, Bryan Fabricio |
Director(es): | Morales Gordon, José Luis |
Tribunal (Tesis): | Altamirano Santillán, Edwin Vinicio |
Palabras claves : | CONTROL TEMPERATURA;HORNO ELÉCTRICO;SISTEMA DE MONITOREO;CERÁMICA |
Fecha de publicación : | 25-mar-2024 |
Editorial : | Escuela Superior Politécnica de Chimborazo |
Citación : | Morán Ipiales, Pablo Andrés; Laica Tulmo, Bryan Fabricio. (2024). Diseño e implementación de un sistema de control y monitoreo de temperatura en hornos eléctricos para la quema de cerámica en los laboratorios de diseño gráfico. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba. |
Identificador : | UDCTFIYE;108T0525 |
Abstract : | In some industrial electric furnaces, especially those exceeding 1000°C, pyrometric cones have traditionally been used to determine the furnace temperature. This method relies on the operator's continuous observation, which affects the final product's quality, requires constant attention, and exposes the operator to the risk of burns. Therefore, the curricular integration research project titled "Design and implementation of a temperature control and monitoring system in electric furnaces for firing ceramics in the laboratory of graphic design," the development of a system that controls the power in electrical resistors to vary the temperature, this system is fed back by sensors and provides the operator with the option to observe and control the firing process from a control panel. The work began with the research of the theoretical foundation of electric furnaces for ceramics, sensors, and types of temperature control. Subsequently, a study was conducted on the types of ceramic materials and their main characteristics. The controller was then designed based on mathematical models consulted in books, theses, and virtual references related to industrial furnaces. Using MATLAB tools, the appropriate parameters were obtained to create the control algorithm and maintain a stable temperature, highlighting that the PID control provides steady-state error correction. This control was validated through measurements with the sensors used, obtaining an error of ±2°C about all stages. In this context, this study successfully established the sensor's characteristics and the communication protocols for data transmission, leading to the successful development of the temperature control and monitoring system in electric furnaces during real-world tests with ceramic parts firing. |
Resumen : | En algunos hornos eléctricos industriales, especialmente aquellos que superan los 1000°C, se han utilizado tradicionalmente conos pirométricos para determinar la temperatura del horno. Este método depende de la observación continua del operario, lo que afecta la calidad del producto final, requiere atención constante y expone al operario a riesgos de quemaduras. Por consiguiente, el trabajo de integración curricular titulado “Diseño e implementación de un sistema de control y monitoreo de temperatura en hornos eléctricos para la quema de cerámica en los laboratorios de diseño gráfico”, el desarrollo de un sistema que controla la potencia en las resistencias eléctricas para variar la temperatura, este sistema se retroalimenta mediante sensores y brinda al operario la opción de observar y controlar el proceso de quema desde un tablero de control. El trabajo comenzó con la investigación del fundamento teórico sobre hornos eléctricos para cerámica, sensores y tipos de control de temperatura. Posteriormente, se llevó a cabo un estudio sobre los tipos de materiales cerámicos y sus principales características. Luego, se diseñó el controlador basándose en modelos matemáticos consultados en libros, tesis y referencias virtuales relacionadas con hornos industriales. A través del uso de herramientas de Matlab, se lograron obtener los parámetros adecuados para realizar el algoritmo de control y mantener la temperatura estable, destacando que el control PID brinda corrección del error en estado estable, aborda oscilaciones y corrige los cambios rápidos en el transitorio. Este control se validó mediante mediciones con los sensores utilizados, obteniendo un error de ±2°C en referencia a todas las etapas. En este contexto, este estudio logró establecer las características del sensor a usar y los protocolos de comunicación para la transmisión de datos, llegando al desarrollo exitoso del sistema de control y monitoreo de temperatura en hornos eléctricos durante pruebas reales con la quema de piezas cerámicas. |
URI : | http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/21958 |
Aparece en las colecciones: | Ingeniero en Electrónica, Control y Redes Industriales; Ingeniero/a en Electrónica y Automatización |
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