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HORNO TUNEL


Enviado por   •  1 de Septiembre de 2013  •  2.521 Palabras (11 Páginas)  •  635 Visitas

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CONTROL DIGITAL DE TEMPERATURA PARA UN HORNO DE TUNEL PARA

EL LABORATORIO DE ELECTRONICA

Claudia Ortiz Pauker, Mauricio Va ldés Álvarez y Alexander Martínez

Departamento de Ingeniería Electrónica

Facultad de Ingeniería, Ponticia Universidad Javeriana Cali

Resumen.- Este artículo describe el

desarrollo de una herramienta

implementada como ejemplo de un

sistema térmico para la enseñanza de

control de procesos industriales. La

herramienta consiste de un prototipo de

horno de túnel (con sus respectivos

actuadores y acondicionadores de señal),

de controladores para desarrollar perles

de temperatura, de un simulador del

sistema real y nalmente, de un software

que permite observar grácamente el

comportamiento de las variables del

sistema.

Abstract.- This paper describes the

design and development of a tool as an

example of a thermal system for teaching

industrial process control. The tool

consists of a continuous furnace

prototype (with its respective actuators

and signal conditioning devices), the

controllers to develop temperature

proles, a simulator of the real system

and nally, a software that allows a

graphical view of the system variables

behavior.

Palabras Clave: Horno Continuo, Horno

de Túnel, Regulación, Convección,

Termoencogible

INTRODUCCIÓN

De acuerdo con la creciente necesidad de

la industria de involucrar en sus procesos

sistemas de control automáticos para

hacerlos mas ecientes, la Ponticia

Universidad Javeriana Cali toma la

iniciativa de implementar un laboratorio

de instrumentación y control, mediante la

construcción plantas de procesos

industriales típicos que permitan a los

estudiantes de Ingeniería familiarizarse

con ellos.

Debido a la gran cantidad de aplicaciones

que tienen los hornos continuos en una

planta industrial, se escogió el horno de

túnel como el sistema a desarrollar en este

proyecto.

SISTEMA DE REGULACIÓN DE

TEMPERATURA

Se implemento un sistema de regulación

de temperatura que tiene como función

mantener constante una temperatura de

acuerdo con un punto de operación jado.

En el sistema de regulación de

temperatura se distinguen seis elementos

fundamentales mostrados en la Figura 1.

Horno de

Túnel

Sensor de

Temperatura

Circuito de Regulación

de Corriente

Circuito de

Acople RTD

Control Digital de

Temperatura

Visor de

Temperatura

Figura 1. Componentes Sistema de Regulación

Horno de Túnel

Es un tipo de horno continuo con sección

longitudinal mayor a la transversal,

fabricado en su parte exterior en lámina

de acero prensado y en su parte interior

en lámina de acero galvanizado.

Rodillo

Persianas

Cubierta Aislante

Cámara1 Cámara2 Cámara3

Ventilador

Resistencia

Ducto

RTD

Figura 2. Horno de Túnel

El horno está compuesto por tres cuerpos

o cámaras independientes acopladas en

línea sobre una estructura construida en

tubulares y ángulos de acero. En los

costados de cada cámara se ubica el

sensor de temperatura RTD, entre la

pared externa e interna se aloja una capa

de lana mineral de 50 mm de espesor, y

en las cámaras de los extremos una

persiana aislante en tela siliconada para

disminuir el intercambio de calor con el

ambiente.

Cada cámara lleva en su parte superior un

ducto colector de aire donde se

encuentran ubicados un ventilador de

recirculación de aire y un elemento

calefactor. El conjunto de ductos está

cubierto por una estructura de lámina

COR calibre 18 rellena de lana mineral,

también con el objetivo de disminuir el

intercambio de calor entre los ductos y el

ambiente.

El horno cuenta con dos rodillos que

brindan la posibilidad de instalar una

banda transportadora.

V

R

D

Flujo en la

Cámara

Ducto

Aislante

Deflector

Resistencia

VeVntilador

Ventilador

Figura 3. Vista Transversal Horno

El calentamiento de la carga se realiza

mediante convección forzada, es decir,

una corriente de aire a elevada

temperatura que cede calor a la carga.

Esta corriente es lograda por medio de la

recirculación del aire a través del

elemento calefactor, el cual es una

resistencia tubular de 1200W, ubicada en

la descarga de aire del ventilador. Los

ventiladores de recirculación son de tipo

multiálabe, accionados por servomotores

DC, los cuales cuentan con un codificador

que permite sensar la velocidad de giro.

El aire proveniente de la descarga del

ventilador ingresa a la cámara de proceso

por las paredes falsas derecha e inferior

con ayuda de deflectores que lo guían;

las zonas muertas de aire son evitadas por

las corrientes encontradas que envuelven

el producto. El aire que se encuentra en la

cámara de proceso es succionado por la

pared superior y dirigido al ducto

colector de aire que lo hace pasar a través

del ventilador y la resistencia para repetir

el ciclo nuevamente.

Sensor de Temperatura

El sensor de temperatura seleccionado fue

el detector de temperatura de resistencia

(RTD)

La selección de la RTD PT100 se da por:

− Temperatura máxima 850°C.

− Alta Sensibilidad

− Linealidad

− Estabilidad

− Durabilidad

Circuito de Acople RTD

Es un circuito que provee la corriente de

excitación para la RTD. Amplifica y

linealiza la señal de la RTD y la acopla

con el visor de temperatura.

Circuito de Regulación de Corriente

Aprovechando la principal característica

estática de un horno de resistencia,

denominada Factor de Amplificación,

que establece una relación proporcional

entre la temperatura limite que el horno

puede alcanzar y la potencia media de

calentamiento (manteniéndose

...

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