Semi automatización del tanque reactor para el mezclado de agua de panela de la empresa

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Semi automatización del tanque reactor para el mezclado de agua de panela de la empresa 
KAPI 
 
 
Emmanuel Aragón Villegas, earagonv@estudiante.uniajc.edu.co 
Jhon Alexander Reyes Ortega, @estudiante.uniajc.edu.co 
 
Trabajo de grado para optar el título de Tecnólogo 
 
Director 
Walter Adolfo Arredondo Paternina 
 
 
Institución Universitaria Antonio José Camacho 
Facultad Ingeniería 
Tecnología Electrónica y Mecatrónica 
2023 
 
 
Tabla de Contenido 
Pág. 
 
Introducción 12 
1. Semi automatización del tanque reactor para el mezclado de agua de panela 
de la empresa KAPI 14 
1.1 Planteamiento del problema. 14 
1.2 Justificación 17 
1.3 Objetivos 17 
1.3.1 Objetivo General 17 
1.3.2 Objetivos Específicos 17 
2. Marco Referencial 19 
2.1 Marco Teórico 19 
2.1.1 El tanque reactor 20 
2.1.2 Agitadores mecánicos 21 
2.1.3 Diseño asistido por computador (CAD) 21 
2.2 Marco Conceptual 21 
2.3 Marco Legal 24 
3. Método 26 
3.1 Investigación preliminar 26 
3.2 Recopilación de información 27 
 
 
3.3 Información del proceso de agua panela “KAPI” 27 
3.4 Desarrollo de 3D 31 
3.4.1 Desarrollo de 3D en SOLIDWORKS 31 
3.4.2 PROCESO PARA EL ARRANQUE SEGURO DEL EQUIPO 49 
3.4.3 Desarrollo de 3D en PROFICAD, CADE_SIMU Y PC_SIMU 53 
3.4.4 software para el dibujo técnico PROFICAD 54 
3.4.4.1 simulación del proceso 55 
3.5 Etapas proceso del producto 59 
3.6 Selección de materiales y Componentes 81 
3.7 Requerimientos de Diseño del Controlador de Temperatura 88 
3.8 Diseño de la estrategia de Control Optimo Discreto para el tanque reactor 88 
4. Resultados 90 
4.1 TABLERO DE CONTROL 91 
4.2 Pruebas principios heurísticos de jakobnielsen para el tablero de control 91 
5. Conclusiones 966 
6. Recomendaciones 98 
Referencias 99 
 
 
 
 
Lista de Figuras 
Pág. 
 
Figura 1. visita a instalaciones planta KAPI 27 
Figura 2. Tanque de mezclado para el proyecto 28 
Figura 3. Estufa pata derretir la panela 28 
Figura 4. visita de instalaciones #2 29 
Figura 5. proceso de panela derretida 29 
Figura 6. Boceto del proceso de llenado de botellas actualmente en planta 30 
Figura 7. Tapa 32 
Figura 8. Tapa 33 
Figura 9. Tapa 34 
Figura 10. Tablero vista superior 34 
Figura 11. Tablero 35 
Figura 12. Tablero 36 
Figura 13. Tablero 37 
Figura 14. Tablero 37 
Figura 15. Tablero vista frontal 38 
Figura 16. Barril 39 
Figura 17. Tanque reactor 40 
Figura 18. Tanque con sensores 41 
Figura 19. Tanque 41 
Figura 20. Bomba Inox 2 Hp 42 
 
 
Figura 21. Bomba Inox 2 Hp Vista Frente 42 
Figura 22. Bomba Inox 2 Hp 43 
Figura 23. Valvula 44 
Figura 24. Valvula 44 
Figura 25. Valvula 45 
Figura 26. Sensor De Nivel 46 
Figura 27. Sensor De Nivel 46 
Figura 28. Sensor De Nivel 47 
Figura 29. Instalacion De Sensores 48 
Figura 30. Instalacion De Sensores 48 
Figura 31. Diagrama Del Proyecto 49 
Figura 32. Simulacion En Proficad 54 
Figura 33. tablero de control en ProfiCAD 55 
Figura 34. Simulacion En PC_SIMU 55 
Figura 35. simulación en CADE_SIMU 57 
Figura 36. Pantalla de proceso de suministro 59 
Figura 37. Pantalla de proceso mezclado 59 
Figura 38. pantalla proceso de vaciado de tanque 60 
Figura 39. pantalla parada de emergencia 61 
Figura 40. Dimensiones de la pantalla hdmi plc 62 
Figura 41. Pantalla inicial 63 
Figura 42. proceso suministro 1 65 
Figura 43. proceso suministro 65 
 
 
Figura 44. proceso mezclado 1 67 
Figura 45. proceso mezclado 67 
Figura 46. Proceso vaciado tanque 69 
Figura 47. Pantalla de estado proceso mezclado 69 
Figura 48. Pantalla configuración Hora fecha 71 
Figura 49. Estado de la alarmas 72 
Figura 50. Alarma Nivel Bajo 73 
Figura 51. Pantalla Alarma Nivel Alto 75 
Figura 52. Pantalla Parada de Emergencia 76 
Figura 53. Pantalla Configuracion Temperatura 77 
Figura 54. Pantalla De Arranque Manual 78 
Figura 55. Pantalla De Estado De Sensores 79 
Figura 56. Minibreker 81 
Figura 57. Bornera Portafusible) 82 
Figura 58. Bornera Multiproposito 82 
Figura 59. Rele 8 pines 83 
Figura 60. contactor de 3X18X110 VAC 84 
Figura 61. Fuente Conmutada 24vdc 5a S-120-24 84 
Figura 62. Sensor De Temperatura Rtd Pt100 (3 Hilos) 85 
Figura 63. Transmisor para Pt100 85 
Figura 64.Plc Xinje Xp1 18r Con Hmi Integrado 86 
Figura 65.Tablero de control resultado (Fuente propia) 91 
Figura 66.Tablero de control (Fuente propia) 919 
 
 
Lista de Tablas 
Pág. 
 
Tabla 1. Fases del proceso 26 
Tabla 2. Pruebas usando principios de Nielsen 91 
Tabla 3. Tabla Presupuesto 97 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resumen 
 
El proyecto actual se enfoca en la implementación de un sistema de Semi automatizado 
para el proceso de mezclado de agua de panela en la empresa Kapi. La necesidad de este sistema 
surge debido a la alta demanda del producto en el mercado local y a la ineficiencia del método de 
producción actual. El objetivo principal de esta iniciativa es triple: mejorar la calidad del 
producto, reducir los tiempos de producción y crear un entorno de trabajo más favorable para los 
operarios. 
 
El sistema de semi automatizado se divide en tres etapas fundamentales: 
 
En primer lugar, la etapa de suministro está controlada por sensores capacitivos de nivel 
bajo y nivel medio. Estos sensores son responsables de activar o desactivar la bomba de 
suministro, así como de gestionar los equipos de campo, los equipos de control y los equipos de 
supervisión. 
 
La segunda etapa, denominada mezclado, se compone de una bomba de mezclado y un 
sensor de temperatura RTD PT100 de 3 hilos. El sensor de temperatura tiene la crucial tarea de 
mantener la temperatura dentro de los parámetros requeridos en todas las etapas del proceso de 
mezclado. 
 
 
 
La última etapa, conocida como vaciado/desagüe, es la fase en la que el producto ya está 
listo para ser transferido al tanque de llenado de botellas. Una bomba se encarga de vaciar 
completamente el contenido, y esto se logra con la ayuda de los sensores de nivel bajo y medio. 
 
El componente central del control de procesos es el Controlador Lógico Programable 
(PLC) XINJE XP1 18R con HMI integrado. Este controlador es esencial, ya que gestiona todas 
las variables de entrada procedentes de los sensores y equipos de maniobra, toma decisiones y 
genera condiciones para activar sus salidas correspondientes. Además, cumple la función de 
intercambiar información con el sistema de supervisión a través de su pantalla HMI integrada. El 
desarrollo del sistema automatizado de mezclado para el tanque reduce la contaminación por 
contacto humano del producto, facilita el trabajo del operario, conlleva a una buena calidad del 
producto y que la producción por jornada sea aprovechada al máximo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Abstract 
 
The current project focuses on the implementation of an semi automated system for the 
panela water mixing process at the Kapi company. The need for this system arises due to the high 
demand for the product in the local market and the inefficiency of the current production method. 
The main objective of this initiative is threefold: improve product quality, reduce production 
times and create a more favorable work environment for operators. 
 
The semi automated system is divided into three fundamental stages: 
 
Firstly, the supply stage is controlled by low-level and mid-level capacitive sensors. 
These sensors are responsible for activating or deactivating the supply pump, as well as 
managing field equipment, control equipment, and monitoring equipment. 
 
The second stage, called mixing, consists of a mixing pump and a 3-wire RTD PT100 
temperature sensor. The temperature sensor has the crucial task of maintaining the temperaturewithin the required parameters at all stages of the mixing process. 
 
The last stage, known as emptying/draining, is the phase in which the product is ready to 
be transferred to the bottle filling tank. A pump is responsible for completely emptying the 
contents, and this is achieved with the help of the low and medium level sensors. 
 
 
 
The core component of process control is the XINJE XP1 18R Programmable Logic 
Controller (PLC) with integrated HMI. This controller is essential, since it manages all the input 
variables from the sensors and maneuvering equipment, makes decisions and generates 
conditions to activate their corresponding outputs. In addition, it fulfills the function of 
exchanging information with the supervision system through its integrated HMI screen. 
The development of the semi automated mixing system for the tank reduces 
contamination by human contact of the product, facilitates the work of the operator, leads to a 
good quality of the product and that the production per day is used to the maximum. 
 
 
 
 
 
12 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Introducción 
 
Este documento proporciona una visión detallada de los procesos de semi automatización 
llevados a cabo en la empresa Kapi, especializada en la producción artesanal de bebidas a base 
de panela. El objetivo principal de este proyecto es la transición de la producción manual a una 
semi automatizada, mediante la implementación de diversos componentes tecnológicos. A 
continuación, se describen las etapas clave del proceso de semi automatización, los programas y 
aplicativos utilizados, así como otros aspectos importantes: 
 
Contexto de Semi automatización: 
Kapi, una empresa dedicada a la producción artesanal de bebidas a base de panela, busca 
mejorar su proceso de producción mediante la semi automatización. 
 
Componentes Tecnológicos: 
Se utilizarán diversos componentes tecnológicos para llevar a cabo la semi 
automatización de los procesos, lo que incluye hardware y software específico. 
 
Beneficios de la Semi automatización: 
La semi automatización se implementa para mejorar la eficiencia de la producción, 
ahorrar tiempo y lograr una armonización de los procesos industriales mediante la 
integración de tecnología. 
Tres Etapas de Producción: 
13 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
El proceso de semi automatizado consta de tres etapas fundamentales: suministro, 
mezclado y vaciado. Cada etapa tiene su propio proceso y requerimientos específicos. 
 
Interfaz HMI (Interfaz Hombre-Máquina): 
Se utiliza una interfaz HMI para controlar y supervisar el proceso semi automatizado. 
Esta pantalla proporciona información en tiempo real sobre la etapa en la que se 
encuentra el proceso y genera alertas según sea necesario. 
 
Mejora de la Producción: 
La implementación de la semi automatización tiene como objetivo mejorar la calidad del 
producto final, reducir los tiempos de producción y proporcionar un ambiente de trabajo 
más eficiente para los operarios. 
Este proyecto de semi automatización es esencial para modernizar la producción de 
bebidas a base de panela en Kapi, lo que resultará en beneficios significativos en términos de 
eficiencia, calidad del producto y control del proceso. La utilización de componentes 
tecnológicos y una interfaz HMI garantizarán una transición efectiva hacia la producción semi 
atomatizada y una mayor competitividad en el mercado. 
 
14 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
1. Semi automatización del tanque reactor para el mezclado de agua de panela de la 
empresa KAPI 
 
1.1 Planteamiento del problema. 
 
Aguapanela Kapi, una microempresa dedicada a la producción de bebidas a base de 
panela y limón, enfrenta desafíos significativos en su proceso de elaboración. El proceso actual 
es completamente manual y se lleva a cabo en una caldera artesanal, donde la panela se derrite 
hasta que es maleable. A partir de ahí, la panela se traslada a un tanque mezclador, donde se 
agrega agua purificada y zumo de limón. El mezclado se realiza manualmente con una paleta de 
madera, y luego el operario enciende una electrobomba para impulsar la mezcla hacia el área de 
envasado de la bebida. 
 
Este proceso manual presenta varios problemas: 
 
Retrasos en la Producción: La dependencia de la mano de obra manual ocasiona 
retrasos en la producción, lo que podría afectar la capacidad de la empresa para satisfacer la 
demanda del mercado. 
 
Tecnología Obsoleta: El uso de tecnología obsoleta y componentes multifuncionales, 
como la electrobomba que realiza múltiples tareas en diferentes áreas, dificulta la eficiencia del 
proceso. 
 
15 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Errores Humanos: La realización de múltiples funciones manuales, como abrir y cerrar 
válvulas y supervisar niveles de tanques, aumenta el riesgo de errores humanos, lo que podría 
llevar a inconsistencias en el producto final. 
 
Consumo Ineficiente de Energía: La falta de semi automatización conlleva al consumo 
ineficiente de energía, ya que las bombas y otros equipos pueden estar en funcionamiento 
durante períodos innecesarios debido a intervenciones manuales. 
 
Riesgos para la Salud del Personal: La supervisión constante de operarios para tareas 
de apertura y cierre de tanques y válvulas representa un riesgo para la salud del personal debido a 
la exposición a sustancias químicas y la realización de tareas repetitivas. 
 
Para abordar estos desafíos, se requiere una solución de semi automatización que mejore 
la eficiencia del proceso, reduzca los errores, disminuya los retrasos en la producción y brinde un 
ambiente de trabajo más seguro para el personal. La implementación de tecnología moderna y la 
optimización de los flujos de trabajo pueden ser clave para resolver estos problemas y mejorar la 
competitividad de Aguapanela Kapi en el mercado. 
 
El uso de herramientas didácticas en el aprendizaje es de gran utilidad en diversas 
disciplinas, y esto se vuelve aún más evidente en campos tecnológicos avanzados. En estas áreas, 
se requiere un profundo conocimiento sobre el diseño, construcción y operación de procesos 
industriales altamente especializados. 
 
16 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
La integración de computadoras como herramientas de apoyo ha adquirido una 
importancia significativa en la actualidad. En un mundo altamente competitivo, resulta 
prácticamente impensable subsistir sin su uso. Esta aplicación abarca una amplia gama de 
campos y esferas de actividad humana. Si bien es cierto que en ocasiones se pueden percibir 
aplicaciones informáticas que pueden parecer banales o innecesarias, es innegable que su utilidad 
y relevancia siguen creciendo. 
 
En este contexto, se plantea la creación e implementación de un prototipo para el proceso 
de mezclado del tanque reactor en la empresa KAPI. Este proyecto tiene como objetivo principal 
la semi automatización de este proceso y la construcción de un tablero de control asociado. Se 
espera que esta iniciativa brinde numerosos beneficios a la empresa, mejorando la eficiencia de 
la producción, reduciendo los errores y contribuyendo al crecimiento y la competitividad de 
KAPI en su sector. 
 
En resumen, el uso de herramientas didácticas y la implementación de proyectos de semi 
automatización como el mencionado en KAPI son ejemplos claros de cómo la tecnología y la 
informática están transformando y mejorando las operaciones en la industria, llevándolas a un 
nivel más avanzado y eficiente. 
 
 
17 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
1.2 Justificación 
 
El diseño Asistido por Computador (CAD), es hoy día, una herramienta imprescindible 
para lograr un diseño competitivo.Estos programas de software ampliamente usados para ayudar 
redactar documentación de construcción, explorar ideas de diseño, visualizar conceptos mediante 
renderizaciones fotorrealistas y simular el rendimiento de un diseño en el mundo real, en este 
caso para la semi automatizar procesos industriales. CAD o diseño y dibujo asistido por 
computadora (CAD) es una tecnología para el diseño y la documentación técnica, que sustituye 
el dibujo manual por un proceso semi automatizado. Si se es diseñador, dibujante, arquitecto o 
ingeniero, es probable que se haya usado programas CAD 2D o 3D como AutoCAD. 
 
1.3 Objetivos 
 
1.3.1 Objetivo General 
 
Semi automatización del tanque reactor de mezclado de la empresa kapi para cumplir las 
condiciones de higiene en el procesamiento de bebidas. 
 
1.3.2 Objetivos Específicos 
 
• Modelar el sistema de mezclado del tanque reactor en un software CAD. 
• Desarrollar el sistema de control para el nivel de líquido, la temperatura del 
tanque en cada etapa del proceso. 
18 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
• Implementar una interfaz gráfica para parámetros, mediante una pantalla HDMI 
 
 
19 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
2. Marco Referencial 
 
2.1 Marco Teórico 
 
Es esencial tener en cuenta una serie de conceptos y elementos clave para llevar a cabo 
con éxito el trabajo relacionado con el tanque reactor semi automatizado en la empresa. Estos 
conceptos incluyen: 
Semi automatización de Procesos Industriales: La semi automatización de procesos 
industriales se refiere a la utilización de tecnología y sistemas semi automatizados para 
controlar y gestionar las operaciones en un entorno industrial. Esto implica reemplazar o 
mejorar las tareas manuales con la semi automatización de maquinaria y sistemas para 
aumentar la eficiencia, la precisión y la productividad. 
Diseño Asistido por Computadora (CAD): El diseño asistido por computadora es una 
tecnología que utiliza programas informáticos para crear, modificar, analizar y 
documentar diseños en forma gráfica. Esto se aplica a objetos bidimensionales y 
tridimensionales, y es ampliamente utilizado en campos como la ingeniería, la 
arquitectura y la fabricación. 
Procesos de la Empresa: Estos son los procedimientos y actividades específicas que la 
empresa lleva a cabo como parte de su operación diaria. En el caso del tanque reactor 
semi automatizado, los procesos se refieren a las etapas de suministro, mezclado y 
vaciado del producto. 
Eficiencia: La eficiencia se refiere a la capacidad de realizar una tarea o proceso de 
manera óptima, utilizando la menor cantidad de recursos posible, como tiempo y energía, 
20 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
para lograr un resultado deseado. La semi automatización suele mejorar la eficiencia al 
reducir el error humano y acelerar las operaciones. 
Precisión: La precisión se relaciona con la capacidad de realizar una tarea con exactitud 
y sin errores. Los sistemas semi automatizados suelen ser altamente precisos, lo que es 
fundamental en procesos industriales para garantizar la calidad del producto final. 
Productividad: La productividad se refiere a la capacidad de una empresa para producir 
bienes o servicios de manera eficiente y rentable. La semi automatización de procesos 
suele aumentar la productividad al acelerar las operaciones y reducir los costos de mano 
de obra. 
Control: La semi automatización permite un mayor control sobre los procesos 
industriales al proporcionar la capacidad de supervisar y ajustar parámetros en tiempo 
real. Esto es esencial para mantener la calidad y la consistencia del producto. 
 
2.1.1 El tanque reactor 
 
El tanque reactor va a constar de un sistema de agitación casi perfecta, en el que hay un 
flujo continuo de material reaccionante y desde el cual sale continuamente el material que ha 
reaccionado (material producido). La condición de agitación no es tan difícil de alcanzar siempre 
y cuando la fase líquida no sea demasiada viscosa. 
 
El propósito de lograr una buena agitación es lograr que en el interior del tanque se 
produzca una buena mezcla de los materiales, con el fin de asegurar que todo el volumen del 
recipiente se utilice para llevar cabo la reacción, y que no existan o queden espacios muertos. 
21 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
2.1.2 Agitadores mecánicos 
 
Los agitadores mecánicos consisten en un rodete montado en un eje y accionado por un 
motor eléctrico. Se dividen en dos clases: los que generan corrientes paralelas al eje del agitador 
y los que dan origen a corrientes en dirección tangencial o radial. Los primeros se llaman 
agitadores de flujo axial y los segundos agitadores de flujo radial. 
 
2.1.3 Diseño asistido por computador (CAD) 
 
Se conoce como el uso de programas, para usos de aplicaciones específicas 
computacionales, donde se crean representaciones graficas de objetos en dos o tres dimensiones, 
este es ampliamente utilizado para animaciones, publicidad y productos de diferentes industrias. 
Este tipo de software realiza cálculos con los cuales se llega determinar formas y tamaños para 
gran variedad de productos. 
 
2.2 Marco Conceptual 
 
La utilización de la interfaz gráfica de ProfiCAD se ha revelado como un recurso de alta 
calidad para el diseño de diagramas eléctricos, fundamentales en la modelación y comprensión 
de comportamientos eléctricos. Esta herramienta facilita la creación y edición de circuitos 
eléctricos, permitiendo un análisis detallado de los procedimientos modelados mediante CAD. 
 
22 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
ProfiCAD brinda acceso a una amplia variedad de símbolos eléctricos que pueden ser 
fácilmente incorporados y editados en los diagramas, lo que simplifica la tarea de comprender el 
funcionamiento de los circuitos. Además, ofrece la opción de solicitar la creación de símbolos 
específicos por un costo adicional, lo que agrega flexibilidad al proceso de diseño. 
 
En el estudio longitudinal realizado para modelar el tanque reactor de la empresa KAPI, 
se han utilizado técnicas de CAD (Diseño Asistido por Computadora). SOLIDWORKS ha sido 
una herramienta fundamental para obtener un modelo en 3D de las piezas del tanque reactor y 
llevar a cabo simulaciones del proceso, lo que contribuye al desarrollo de planos y productos 
terminados de manera eficiente. 
 
Los estudios longitudinales desempeñan un papel crucial al proporcionar una 
comprensión más profunda del comportamiento y el desgaste de uso de un componente a lo largo 
del tiempo. Esto permite una investigación más precisa y la adaptación del tanque con las 
características adecuadas para su función. 
 
Durante el modelado de los esquemas eléctricos relacionados con el diseño del tanque 
reactor, se ha encontrado un programa útil llamado Cade_Simu. Este software de ayuda es 
especialmente valioso ya que permite crear esquemas eléctricos y realizar simulaciones para 
verificar la lógica del circuito, lo que facilita la comprensión y prueba de los diseños eléctricos. 
 
23 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Cade_Simu se destaca por su capacidad para insertar elementos y símbolos eléctricos, lo 
que simplifica el análisis y la implementación de planos eléctricos. Su capacidad de simulación 
en una interfaz gráfica facilita la verificación del correcto funcionamiento de los circuitos. 
 
Por otro lado, PC_SIMU es otra herramienta valiosa que proporciona una interfaz 
amigable y fácil de usar para la simulación de procesos semi automáticos. Esta herramienta es 
particularmente útil para semi automatizar el proceso del tanque reactor de KAPI mediante la 
simplificación de la activación de interruptoresy visualización de datos, lo que se ajusta 
perfectamente al sistema de Control y Adquisición de Datos (CDA). 
 
En términos de elementos que pueden simularse, la gama es amplia e incluye desde 
interruptores hasta ascensores, lo que brinda una versatilidad considerable para el diseño y 
prueba de circuitos y procesos semi automáticos. 
 
En conjunto, estas herramientas tecnológicas y software desempeñan un papel esencial en 
el diseño, modelado y simulación de procesos industriales, lo que contribuye significativamente 
a la eficiencia y eficacia en la empresa KAPI. 
 
Tener un sólido entendimiento de estos conceptos es fundamental para el diseño, la 
implementación y la operación exitosa de un tanque reactor semi automatizado en un entorno 
industrial. La combinación de la semi automatización de procesos y el diseño asistido por 
computadora permite mejorar la eficiencia, la calidad y la competitividad de la empresa. 
 
24 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
 
2.3 Marco Legal 
 
Marco Legal para el Uso de Tanques de Mezclado en la Industria de Bebidas para 
Consumo Humano 
 
La fabricación y embotellado de bebidas destinadas al consumo humano es una actividad 
que requiere una atención meticulosa a las condiciones higiénicas y de calidad para 
garantizar la seguridad de los productos y la salud de los consumidores. En este contexto, 
el uso de tanques de mezclado desempeña un papel crucial en la producción de bebidas 
de alta calidad. 
Normas de Buenas Prácticas de Fabricación (BPF): Se deben seguir las BPF para la 
producción de alimentos y bebidas, que incluyen requisitos específicos para el diseño y 
mantenimiento de equipos, como los tanques de mezclado. Esto abarca aspectos como la 
limpieza, desinfección y control de calidad. 
 
Regulaciones de Etiquetado: Las bebidas embotelladas deben cumplir con las 
regulaciones de etiquetado, que incluyen la lista de ingredientes, la información 
nutricional y las advertencias necesarias. 
 
Condiciones Higiénicas para el Uso de Tanques de Mezclado: 
 
25 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Limpieza y Desinfección: Los tanques de mezclado deben limpiarse y desinfectarse 
adecuadamente antes y después de cada uso. Se deben seguir protocolos de limpieza que 
cumplan con las regulaciones de higiene alimentaria. 
 
Materiales Aprobados: Los materiales utilizados en la construcción de los tanques 
deben ser aptos para el contacto con alimentos y estar certificados como seguros para uso 
alimentario. 
 
Control de Temperatura: Los tanques deben contar con sistemas de control de 
temperatura para garantizar que las bebidas se mantengan a las temperaturas adecuadas 
durante el proceso de mezclado. 
 
Prevención de Contaminación Cruzada: Se deben implementar medidas para prevenir 
la contaminación cruzada, como la separación de ingredientes alérgenos y el uso de 
sistemas de ventilación adecuados. 
 
Seguimiento y Registro: La empresa debe llevar un registro detallado de los procesos de 
mezclado, incluyendo fechas, horas, ingredientes utilizados y condiciones de operación. 
 
26 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
3. Método 
 
Para el desarrollo del objetivo general del proyecto se planteó un método que segmentará 
el trabajo, sirviendo como herramienta para controlar el avance de forma organizada en búsqueda 
de los objetivos planteados anteriormente. Para conseguirlo se realizó en fases de proyecto 
pasando por sus respectivas etapas según el caso. 
 
Tabla 1. 
Fases del proceso 
FASES DE PROCESO 
Investigación preliminar 
Recopilación de información 
Desarrollo del programa 
 
3.1 Investigación preliminar 
 
Esta etapa hace alusión a toda aquella información que se presentó en la Marco de 
referencial. Se realizó una búsqueda de libros, normas y textos que podrían servir para la semi 
automatización del tanque reactor y sus elementos que lo componen actualmente. También se 
acudió a los catálogos de proveedores de materiales eléctricos para la fabricación del tablero de 
control. 
 
27 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
3.2 Recopilación de información 
 
Se realiza la adquisición de aquellos datos que dan información sobre el proceso del 
producto agua de panela de la empresa kapi. 
 
3.3 Información del proceso de agua panela “KAPI” 
 
En este momento se presenta la información de la producción del agua de panela esto 
debido a que se va a recrear de forma digital a los objetos que lo componen, es por ello, que para 
la posición espacial de cada componente es necesario un registro fotográfico como se muestra a 
continuación. Cabe destacar que para esto se dio información limitada por parte de la empresa, 
que se no hizo firmar una carta de exclusividad para no tener mucho conocimiento la receta que 
es utilizadapor ellos para realizacióndel agua de panela. 
 
Figura 1. 
visita a instalaciones planta KAPI 
 
(Fuente propia) 
28 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Figura 2. 
Tanque de mezclado para el proyecto 
 
(Fuente propia) 
Figura 3. 
Estufa pata derretir la panela 
 
(Fuente propia) 
29 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Figura 4. 
visita de instalaciones #2 
 
(Fuente propia) 
Figura 5. 
proceso de panela derretida 
 
(Fuente propia) 
30 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Una vez al realizar el reconocimiento de los componentes físicos y del proceso de agua 
de panela se procede a contrastar y construir el respectivo diagrama de proceso de la planta en 
base de la información anteriormente recopilada y que de esta forma sea de apoyo para la 
construcción del 3D. 
 
Figura 6. 
Boceto del proceso de llenado de botellas actualmente en planta 
 
(Fuente propia) 
 
31 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
3.4 Desarrollo de 3D 
 
Para la visualización del proyecto en 3D se opta por el diseño asistido por ordenador 
CAD, el cual consiste en el uso de programas de ordenador para crear, modificar, analizar y 
documentar representaciones gráficas bidimensionales o tridimensionales (2D o 3D) de objetos 
físicos como una alternativa a los prototipos de producto. El CAD utilizado en este caso es de 
SOLIDWORKS para lo estructural y PROFICAD para el diseño eléctrico Además de hacer uso 
de CADE_SIMU y PC_SIMU, para hacer una simulación del proceso. 
 
3.4.1 Desarrollo de 3D en SOLIDWORKS 
 
Al analizar detenidamente las instalaciones de la empresa, se pudo observar la 
distribución de los espacios y los componentes necesarios para llevar a cabo el proceso de 
producción. En respuesta a esta evaluación, se emprendió la tarea de utilizar la tecnología 
de diseño asistido por computadora (CAD) como un método contemporáneo para crear, 
modificar, analizar y documentar visualmente objetos tanto en dos como en tres 
dimensiones (2D y 3D), con un enfoque particular en los elementos físicos. Esta 
aproximación resultó ser una alternativa moderna y eficaz en contraposición a los 
tradicionales borradores manuales o prototipos de productos. 
Para llevar a cabo este proceso, se optó por el software SolidWorks, una herramienta de 
diseño asistido por computadora (CAD) que brinda la capacidad de crear componentes 
mecánicos, sólidos, eléctricos y otros elementos en formato 2D y 3D. Su interfaz de 
usuario intuitiva y versátil permitió la creación de piezas y ensamblajes de alta calidad. 
32 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Un ejemplo concreto de esta aplicación fue el diseño del tablero de control. En el entorno 
de SolidWorks, se desarrollaron tres piezas individuales y, posteriormente, se procedió a 
su ensamblajede manera coherente. Estas tres piezas se crearon y ajustaron 
meticulosamente para cumplir con los requisitos funcionales y estéticos del tablero de 
control, garantizando un diseño que no solo fuera efectivo sino también estéticamente 
agradable. 
En resumen, la utilización de tecnología CAD, en particular el software SolidWorks, 
demostró ser una elección acertada para optimizar el diseño y la producción de 
componentes industriales en las instalaciones de la empresa. Este enfoque moderno y 
eficiente refleja el compromiso de la empresa con la mejora continua y la excelencia en 
sus operaciones. 
1. Tapa: parte delantera de tablero donde encontraremos, el PLC (xinje), luces piloto de 
control de funcionamiento, y botón Start y parado de bomba de mezclado y vaciado. 
Vista de Tapa: 
Vista superior 
Medida: 2x62 
 
Figura 7. 
Tapa 
33 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
 
(Fuente propia) 
Vista Frente 
Medida: 39x62 
Figura 8. 
Tapa 
 
(Fuente propia) 
34 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Vista superior 
Medida: 2x39 
Figura 9. 
Tapa 
 
(Fuente propia) 
2. Cajón; En esta sección, se encuentran todos los elementos eléctricos de control y 
protección destinados tanto al PLC como a los diversos componentes del proceso. 
Vista superior 
Medida: 22 x 41 
 
Figura 10. 
Tablero vista superior 
 
(Fuente propia) 
 
 
35 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Vista lado 
 
Figura 11. 
Tablero 
 
(Fuente propia) 
 
 
 
36 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Vista frente 
 
Figura 12. 
Tablero 
 
(Fuente propia) 
 
Material es, especificaciones medida 41 (a)x 65(alto) x 18 (p) 
37 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
 
Figura 13. 
Tablero 
 
(Fuente propia) 
 
Vista lado 
 
Figura 14. 
Tablero 
 
(Fuente propia) 
 
Vista frente 
38 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
 
Figura 15. 
Tablero vista frontal 
 
(Fuente propia) 
Material; Acero Inoxidable (AISI304) /(316L)., Chapa de acero (ColdRolled), Poliéster 
insaturado GFK reforzado con fibra de vidrio. 
Medidas:20 (P) x65 (Al) x41 (A) 
 
 
39 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
2. Barril Euronorm: El cilindro en cuestión se utiliza para llevar a cabo las etapas de 
llenado, mezclado y suministro, con el propósito de vaciar el contenido en cada botella. Se 
considera esencial tener dos cilindros: uno destinado al proceso secuencial de ingredientes y otro 
en el que se obtiene una mezcla homogénea. Cada uno de estos cilindros tiene una capacidad de 
50 litros. 
Uno con 3 agujeros donde irán los sensores, y uno sin agujeros. 
 
Vista superior 
 
Figura 16. 
Barril 
 
(Fuente propia) 
 
 
 
 
40 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Vista lado 
 
Figura 17. 
Tanque reactor 
 
(Fuente propia) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
41 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Vista frente sensores 
Figura 18. 
Tanque con sensores 
 
(Fuente propia) 
Vista superior si sensores 
Figura 19. 
Tanque 
 
(Fuente propia) 
material es acero inoxidable norma EC 1935-2004 Normativa para productos en contacto 
con alimentos 
Especificaciones, diámetro de 395mm, 532mm X490mm, peso de 11.8kg 
 
42 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
3. bombas centrifugas; inoxidable 25GPM 1Hp. SSXH25ME100: bomba Eléctrica 
monofásica, 110- 220 v de doble voltaje con 25 GPM con motor de 1 HP y descarga de 1” NPTes 
la utilizada en las industrias de alimentos por cumplir con los protocolos de salubridad, 
centrifuga con sellos de teflón. Con un peso de 13KG 
 
Vista superior 
 
Figura 20. 
Bomba Inox 2 Hp 
 
(Fuente propia) 
Vista lado 
 
Figura 21. 
Bomba Inox 2 Hp Vista Frente 
43 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
 
(Fuente propia) 
Vista frente 
 
Figura 22. 
Bomba Inox 2 Hp 
 
(Fuente propia) 
Material acero inoxidable en cuerpo y propulsor, sellos son cerámicos, carbón y acero 
inoxidable o buna 
 
Especificaciones41.00 X 17.00 X 24.00 cm 
 
44 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
4. válvulas: Se utilizan electroválvulas en el sistema, las cuales permiten un control 
preciso del flujo de suministro, asegurando así la seguridad y eficacia del proceso. Estas 
electroválvulas funcionan mediante un solenoide y tienen dos posiciones: abiertas y cerradas, 
logrando este cambio de posición mediante el uso de magnetismo. Se han empleado válvulas de 
dos tamaños diferentes, 3/4 de pulgada y 1/2 de pulgada, para distribuir el flujo a lo largo de todo 
el sistema, incluyendo las etapas de suministro, mezclado y descarga. 
Vista superior 
 
Figura 23. 
Válvula 
 
(Fuente propia) 
 
Vista lado 
 
Figura 24. 
Válvula 
45 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
 
(Fuente propia) 
 
Vista frente 
 
Figura 25. 
Válvula 
 
(Fuente propia) 
Material es, acero inoxidable 316, 
Especificaciones; voltaje de 110-220v, 2/2 caminos, sello FKM, 13psi, orificio ¾ (, 
orificio de ½ (8mm) 
 
46 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
5.sensores de nivel: tipo flotador q tiene función de indicar el nivel de llenado 
quetenemos servir de activador de alarmas si no censarnivel; forma cilíndrica nos da un alcance 
de 8mm, alimentación de 110-220v frecuencia de 20hz. 
Vista superior 
 
Figura 26. 
Sensor De Nivel 
 
(Fuente propia) 
Vista lado 
 
Figura 27. 
Sensor De Nivel 
 
(Fuente propia) 
47 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
 
Vista frente 
 
Figura 28. 
Sensor De Nivel 
 
(Fuente propia) 
Material es,Poliamida 6, Bronce niquelado + poli butileno de tereftalato (área sensible) 
Especificaciones: Diámetro de 18mm 
 
Este ensamble reúne todos los elementos previamente mencionados, proporcionando una 
representación visual de cómo se instalará en la planta. Este proceso aprovecha la funcionalidad 
que nos brinda SolidWorks, permitiéndonos mostrar al cliente cómo se vería el diseño final, 
incluyendo cualquier cambio o solicitud específica. La creación de este ensamble en 3D y 2D es 
esencial para obtener una visión completa y precisa de la implementación del proyecto. 
 
 
48 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
vista superior 
Figura 29. 
Instalacion De Sensores 
 
(Fuente propia) 
 
vista lado 
Figura 30. 
Instalacion De Sensores 
 
(Fuente propia) 
 
49 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
vista frente 
 
Figura 31. 
Diagrama Del Proyecto 
 
(Fuente propia) 
3.4.2 PROCESO PARA EL ARRANQUE SEGURO DEL EQUIPO 
 
 
A continuación, se dan los pasos que se usaron para el desarrollo de la programación de la 
pantalla HMI y el plc. Estos pasos fueron dados por los requerimientos hablado en la planta por 
los encargados de área producción 
 
bomba de suministro. 
 
para accionar la bomba de suministro se debe presionar en pantalla el botón Start y 
dependiendo de los siguiente. 
 
50 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
• debe estar apagado parada de emergencia. 
• los sensores de nivel bajo, medio y alto deben estar apagados. 
• debe estar apagado la parda de la bomba suministro. 
 
al presionar el Start se muestra en pantalla el estado actual de la bomba, inmediatamente 
debe arrancar el timer el cual desactiva la bomba y la válvula de suministro al no activar el 
sensor de nivel bajo por faltade líquido o agua. 
 
en el caso que el sensor nivel bajo no se active, debe mostrar en pantalla lo siguiente: 
verificar la entrada de agua y de seguido se debe presionar Reset para continuar en el proceso 
antes que se presentara la falla. 
 
la bomba y la válvula de suministro solo se apagarán o terminara proceso cuando el nivel 
este por encima de nivel requerido y esto es activado por el sensor de nivel medio. 
 
bomba de mezclado 
 
para accionar bomba de mezclado se debe presionar el Start (botónfísico) que se 
encuentra en el tablero. la bomba seactivará siempre y cuando se cumpla las siguientes 
condiciones. 
 
• la bomba y la válvula de suministro debe estar apagado. 
• los sensores nivel bajo y medio deben estar activados. 
• el sensor nivel alto no debe estar activado. 
51 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
• no debe estar accionado la parada de emergencia. 
• no debe estar accionado la parada de la bomba de mezclado. 
 
para que la bomba se active, se debe ingresar por medio de la pantalla el tiempo requerido 
para el proceso de mezclado. 
 
en pantalla debe mostrar el estado actual de la bomba y el tiempo del proceso de 
activación de la bomba de mezclado. 
 
el timer del proceso de mezclado se encarga de desactivar el proceso de mezclado de la 
bomba cuando este finalice su tiempo programado. 
 
en el momento que se termine el proceso de mezclado se debe mostrar en pantalla el 
proceso de mezclado terminado y preguntar por pantalla al operario si desea repetir el proceso de 
mezclado o continuar con el siguiente proceso. 
 
bomba de desagüé. 
 
para accionar bomba de desagüe se debe presionar el Start (botónfísico) que se encuentra 
en el tablero. la bomba se activará siempre y cuando se cumpla las siguientes condiciones. 
 
• la bomba y la válvula de mezclado, suministro deben estar apagadas. 
• no debe estar accionado la parada de emergencia. 
• no debe estar accionado la parada de la bomba de desagüe. 
52 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
 
Se debe mostrar en pantalla el estado actual de la bomba de desagüe y desactivación de 
los sensores en secuencia medio y bajo. 
 
La bomba termina su proceso cuando el sensor nivel bajo se desactive en el proceso de 
desagüe del tanque y activando un timer. 
 
El timer de desagüe se activa en el momento de apagado sensor nivel bajo y comenzara el 
conteo establecido para el desagüe total del tanque. promedio de tiempo desagüe establecido en 
la programación. 
 
condiciones especiales de la bomba de desagüe 
 
• la bomba de desagüe se activará si en algunos de los procesos de mezclado y 
suministro se activan el sensor nivel alto en pantalla se debe mostrar: 
 
Alarma nivel alto. 
Desea desaguar tanque hasta el nivel requerido. 
 
Opción si: el tanque se descargara hasta que el sensor nivel medio se desactive y 
vuelva a suministrar liquido al tanque. 
Opción no: el tanque se descargará en su totalidad y los sensores medio y bajo se 
desactivarán para inicial el conteo del timer de desagüe y comenzar de nuevo el 
proceso de suministro. 
53 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
 
Alarmas del sistema. 
En pantalla se debe visualizar las fallas o alarmas que el sistema presente en su proceso: 
• parada de emergencia activada. 
• sensor nivel bajo activo: tanque no presenta líquido. 
• sensor nivel alto: nivel de tanque sobrepaso nivel requerido. 
• sensor de temperatura: temperatura sobrepasa más de los 50°. 
• protecciones bombas: falla protección de bombas, verificar guarda motores. 
 
Hora fija y configuración de hora sistema plc. 
En la pantalla, es necesario mostrar la fecha y hora del sistema para presentar el proceso 
cronometrado de manera precisa y organizada. Esto garantizará un seguimiento adecuado del 
tiempo y permitirá una gestión eficiente de cada etapa del proceso. 
• el plc debe estar conectado a la tensión 
• debe estar en buen estado la batería interna 
• debe tener la opción de modificar fecha y hora del sistema 
• Debe aparecer en una pantalla auxiliar para modificar fecha y hora del sistema . 
 
 
3.4.3 Desarrollo de 3D en PROFICAD, CADE_SIMU Y PC_SIMU 
 
A continuación, se da el desarrollo del CAD del tablero de control y la simulación del 
proceso. 
 
54 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
3.4.4 software para el dibujo técnico PROFICAD 
 
Este programa CAD está diseñado para dibujar diagramas eléctricos y electrónicos, 
esquemas, diagramas de circuitos de control y también se puede utilizar para diagramas 
hidráulicos, neumáticos y otros tipos de diagramas técnicos. 
 
En la siguiente imagen se desarrolla el tablero de fuerza con la cual se pretende dar 
marcha al proceso de producción de agua de panela 
 
Figura 32. 
Simulacion En Proficad 
 
(Fuente propia) 
 
55 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Figura 33. 
tablero de control en ProfiCAD 
 
(Fuente propia) 
3.4.4.1 simulación del proceso 
A continuación, se da el desarrollo de la simulación del proceso en CADE_SIMU y 
pc_simu 
Figura 34. 
Simulacion En PC_SIMU 
 
(Fuente propia) 
56 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
En la imagen anterior, se lleva a cabo la simulación del tanque reactor y el tablero de 
control utilizando los programas CADE_SIMU y PC_SIMU. PC_SIMU es una aplicación 
electrotécnica que facilita la creación de diagramas de control eléctrico. A través de este 
software, es posible diseñar los circuitos eléctricos del tanque reactor y simular su 
funcionamiento de manera precisa. 
 
Simulacion en CADE_SIMU 
 
En la siguiente ilustración, se presenta el plano de conexión de los componentes del 
tablero de control. En este plano, se distingue claramente la sección de fuerza, que incluye los 
contactores y los mini interruptores, así como la sección de elementos de control, que abarca 
sensores, indicadores luminosos, pulsadores y una pantalla. Este diseño detallado permite una 
comprensión precisa de la disposición y la interconexión de todos los componentes eléctricos en 
el tablero de control. 
 
 
 
 
 
 
 
 
57 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Figura 35. 
simulación en CADE_SIMU 
 
(Fuente propia) 
 
Interfaz Gráfica De Usuario Empresa Kapi 
 
Introducción 
 
El manual de usuario desempeña un papel fundamental al proporcionar a las personas que 
utilizan los sistemas de información una guía completa para comprender y utilizar las 
funcionalidades que ofrece para semi automatizar procesos. Además de servir como una 
referencia esencial, el manual también sirve como una herramienta de asistencia para los 
58 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
usuarios finales, brindando información detallada sobre el funcionamiento de las aplicaciones y 
resolviendo problemas comunes que puedan surgir durante su uso. 
 
Por ejemplo, el sistema cuenta con una interfaz gráfica que permite a los usuarios 
interactuar con los procesos de suministro, mezclado y vaciado de forma manual a través de 
botones digitales programados. Esta funcionalidad permite extender o acortar el tiempo de 
procesamiento de manera manual, brindando flexibilidad en la gestión de cada etapa del proceso. 
 
El Manual del Tanque Reactor se centra en facilitar la semi automatización del proceso de 
mezclado de agua de panela en la empresa Kapi. Este proceso comprende tres etapas principales 
que culminan en la producción de un producto final listo para su distribución y comercialización. 
El manual proporciona instrucciones detalladas y orientación sobre cómo utilizar eficazmente el 
sistema semi automatizado para lograr resultadosóptimos en cada etapa del proceso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
59 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
3.5 Etapas proceso del producto 
 
La primera etapa es suministro del tanque. Figura 0.1 
Figura 36. 
Pantalla de proceso de suministro 
 
(Fuente propia) 
Figura 37. 
Pantalla de proceso mezclado 
 
(Fuente propia) 
 
 
60 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Figura 38. 
pantalla proceso de vaciado de tanque 
 
(Fuente propia) 
 
Diseño Del Manual 
 
El diseño del manual se creó para tener una guía y secuencia de pasos que muestran el 
funcionamiento de la aplicación interactiva de cada proceso como es proceso de suministro, 
proceso de mezclado y proceso de vaciados del tanque reactor que son los tres pilares o los 
procesos importantes de la producción. Los procesos y fallas del sistema son evaluados e 
informados en el manual para concluir con una posible solución de la interacción maquina 
operador manual. 
 
Existe interfaz donde se evaluara las fallas con posibles soluciones, la aplicación está 
equipada con una serie de sensores para monitorear el estado del proceso y evaluar en casos de 
errores donde se origina nuestra falla, para llegar a una hipótesis de posible solución y con 
información que brinda el programa para soluciones. 
 
 
61 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Error parado de emergencia (P.E.). Figura 0.4 
 
Figura 39. 
pantalla parada de emergencia 
 
(Fuente propia) 
Elementos que interactúa con el usuario para brindar información acertada. 
 
Lenguaje de programación por bloques. 
 
El lenguaje de programación Ladder se basa en programación en bloques con diagrama 
en escalera, es un lenguaje que está basado en los esquemas eléctricos de control clásicos para 
semi automatizar procesos eléctricos y ser eficientes. De este modo, con los conocimientos que 
poseemos, es muy fácil adaptarse a la programación en este tipo de lenguaje. Ladder es un 
entorno de programación visual y ejecuta programas que requiere ingreso de datos en tiempo real 
como datos establecidos y constantes de sistemas ya programadas. 
 
Se uso una plataforma Programable que usa para establecer interacción de los procesos 
maquina operador. (PLC) XINJE XP1 18R CON HMI INTEGRADO. Características: voltaje de 
entrada 24VDC, posee 10 entradas digitales PLC y HMI integrado, aislamiento óptico, 8 Salidas 
62 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
digital (relés programables), Fácil edición y entendimiento de su programación, excelente 
Pantalla LCD con medidas de 192 × 64 píxeles (3.7 pulgadas LCD), 26 teclas funcionales para 
ingresar a las interfaz programadas y que interactúan con el usuario, consumo de corriente menos 
de 10 w, voltaje de resistencia AC1000V-10mA 1 minuto (señal y tierra), resistencia aislada 
DC500v-unos 10MΩ (señal y tierra). 
 
Figura 40. 
Dimensiones de la pantalla hdmi plc 
 
(Fuente propia) 
 
 
 
63 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Inicio Proceso de Producción 
 
Observación: tener en cuenta que la interfaz gráfica posee botones digitales que 
interactúan con el proceso de producción, igual botones físicos que posee el PLC para ser 
cómoda y amigable la interacción con el usuario, como se debe operar de forma adecuada cada 
interfaz. Figura 40 
 
 
Figura 41. 
Pantalla inicial 
 
(Fuente propia) 
En la figura 41, se muestra la interfaz inicial en la pantalla del PLC, que se presenta como 
un menú principal. Esta interfaz proporciona información detallada sobre el proyecto, incluyendo 
el nombre del proyecto y el nombre de la empresa responsable de la semi automatización del 
proceso. Además, muestra la hora y la fecha en tiempo real del sistema, lo que permite un 
seguimiento preciso de los tiempos de procesamiento en cada etapa. 
 
64 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
En esta interfaz, los usuarios tienen la opción de modificar la hora y la fecha del sistema 
en caso de ser necesario, lo que facilita el control y la sincronización de los procesos semi 
automatizados. Esta funcionalidad es especialmente útil para garantizar un registro preciso de los 
tiempos de producción y para mantener un seguimiento eficiente del proceso en su conjunto. 
iniciar la primera etapa: 
 
El proceso de suministro del tanque es realizado por un operador que controlando los 
sensores capacitivo nivel bajo y nivel medio supervisados por la interfaz para ser analizados en 
tiempo real. El control de este proceso el cual nos permiten la interacción del encendido y 
pagado de la bomba suministro para activar los sensores. 
En esta interfaz, se puede supervisar el estado en tiempo real de los sensores que están instalados 
en el tanque. Además, se proporciona información en tiempo real sobre el estado de la bomba. La 
interfaz también incluye tres botones digitales que han sido programados para interactuar con el 
proceso. 
 
La Figura 42 muestra de manera visual y clara todos estos elementos, lo que facilita la 
monitorización y el control del sistema en todo momento. Esta información en tiempo real es 
esencial para asegurar un funcionamiento eficiente y preciso de todo el proceso semi 
automatizado. 
 
 
 
 
65 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Figura 42. 
proceso suministro 1 
 
 
 
(Fuente propia) 
 
Figura 43. 
proceso suministro 
 
(Fuente propia) 
66 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
En la Figura 43 de la pantalla, se muestra la interfaz denominada "Proceso de 
Suministro". En esta interfaz, se proporciona información importante sobre el estado de la 
bomba, que puede estar en uno de tres estados: "Bomba_OFF", "Bomba_ON", y se complementa 
con un piloto digital que indica el estado de activación de la bomba. 
 
Además, en esta interfaz se incluyen dos indicadores adicionales que ofrecen información 
en tiempo real sobre el estado de los sensores capacitivos, específicamente el sensor de nivel 
bajo y el sensor de nivel medio. Estos sensores supervisan el proceso de suministro y 
proporcionan información crucial para su control y seguimiento. 
 
La segunda etapa, denominada "Mezclado", está representada en esta interfaz y consta de 
la interacción entre la bomba de mezclado y el sensor de temperatura RTD PT100 de 3 hilos. 
Este sensor se encarga de supervisar que la temperatura se mantenga dentro de los niveles 
requeridos durante todas las etapas del proceso de mezclado. 
 
Esta interfaz también permite el control manual del proceso en minutos y brinda la opción 
de programar un tiempo establecido a través de la pantalla. En resumen, esta interfaz proporciona 
una vista completa y detallada de la etapa de suministro y mezclado, facilitando así la 
supervisión y el control efectivo del proceso. 
Se observa el estado de la bomba por medio de un piloto digital y texto. Figura 44. 
 
 
 
67 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Figura 44. 
proceso mezclado 1 
 
(Fuente propia) 
Figura 45. 
proceso mezclado 
 
(Fuente propia) 
La Figura 45 muestra la interfaz gráfica en pantalla del PLC correspondiente al segundo 
proceso de nuestro proyecto. Esta interfaz incluye los siguientes elementos: 
1. Nombre del Proceso: La interfaz muestra el nombre del proceso en ejecución. 
2. Piloto de Temperatura: Se presenta un indicador que supervisa la temperatura del 
tanque y activa una alarma si la temperatura supera el valor establecido como normal 
(70°). Esto garantiza un control preciso de la temperatura del proceso. 
68 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
3. Estado de la Bomba: La interfaz incluye una etiqueta queindica si la bomba está en 
funcionamiento o detenida, lo que permite una supervisión continua de la bomba. 
4. Módulo de Tiempo: En la parte derecha de la interfaz, se encuentra un módulo que 
permite ajustar el tiempo de proceso de manera diferente al tiempo establecido 
inicialmente. Esto brinda flexibilidad para prolongar o continuar el proceso después de su 
finalización. 
5. Botones Digitales: Se proporcionan dos botones digitales que permiten programar el 
tiempo de proceso o aumentar el tiempo en caso de que el proceso haya finalizado. 
6. Botón de Reset: Un botón de reset se utiliza para reiniciar, detener o modificar el tiempo 
ingresado para ejecutar el proceso, lo que facilita el control y la gestión del tiempo. 
7. Botón "Back": Este botón permite regresar al menú principal de la aplicación. 
 
La última etapa del proceso, conocida como "Vaciado o Desagüe", se encarga de llevar el 
producto terminado al tanque de llenado de las botellas. La bomba se encarga de vaciar 
completamente el contenido del tanque, y esto se realiza con la ayuda de los sensores de nivel 
bajo y medio para garantizar la finalización exitosa del proceso. 
Figura 46 
 
 
 
 
 
69 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Figura 46. 
Proceso vaciado tanque 
 
(Fuente propia) 
 
Figura 47. 
Pantalla de estado proceso mezclado 
 
(Fuente propia) 
La Figura 47 muestra la interfaz gráfica correspondiente al tercer proceso de vaciado y 
transición al proceso de empacado del producto. En esta interfaz, se presentan los siguientes 
elementos: 
 
70 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Nombre del Proceso: El nombre del proceso al que pertenece la interfaz se encuentra en 
la parte superior. 
 
Estado de la Bomba de Vaciado: Se incluye un piloto que indica el estado de la bomba 
de vaciado, indicando si está activa y lista para iniciar el proceso de empacado. 
 
Supervisión de Sensores: Dos pilotos supervisan el estado de los sensores ubicados en el 
tanque, específicamente el sensor de nivel bajo y el sensor de nivel medio. Estos sensores son 
esenciales para el control y seguimiento del proceso. 
 
Botón Digital "Reset": Se proporciona un botón digital de reinicio que permite reiniciar 
el proceso en caso de una falla en el sistema o para cualquier otra acción requerida. 
 
Botón de Retroceso: Aunque la interfaz no incluye un botón "Back", se menciona que el 
PLC cuenta con un botón físico para retroceder entre las interfaces mostradas en la pantalla del 
PLC y volver al menú principal de la aplicación. 
 
Esta interfaz gráfica proporciona información esencial para supervisar y controlar el 
proceso de vaciado y empacado del producto, lo que contribuye a un funcionamiento eficiente y 
seguro de la planta de producción. 
Procesos secundarios de la programación 
 
 
71 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Figura 48. 
Pantalla configuración Hora fecha 
 
(Fuente propia) 
La Figura 48 muestra la interfaz de configuración que permite al usuario modificar una 
secuencia de datos según sea necesario. Los elementos clave de esta interfaz son los siguientes: 
1. Configuración de Fecha y Hora: La interfaz ofrece la posibilidad de modificar la fecha 
y la hora del sistema PLC. Esta función es útil cuando el equipo ha estado apagado 
durante un tiempo prolongado y se requiere actualizar la fecha y hora. 
2. Botón "SET": Para confirmar los cambios realizados en la fecha y hora del sistema, se 
utiliza el botón digital "SET". Al presionarlo, los nuevos valores se guardarán y se 
reflejarán en la interfaz principal del menú. 
3. Acceso a la Operación de Suministro: La interfaz proporciona un botón digital que 
permite al usuario acceder a la primera operación, que es el proceso de suministro del 
tanque. Este proceso es controlado por un operador y supervisado mediante sensores 
capacitivos de nivel bajo y nivel medio. La interacción con estos sensores permite 
encender y apagar la bomba de suministro. 
4. Botones de Inicio, Parada y Reinicio: La interfaz cuenta con tres botones digitales 
interactivos que permiten seleccionar las acciones de inicio (Start), parada (Stop) y 
72 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
reinicio (Reset) del sistema. Estas funciones son esenciales para el control del proceso y 
para abordar cualquier problema o reiniciar el proceso según sea necesario. 
Esta interfaz de configuración proporciona una forma eficiente de ajustar la fecha y hora 
del sistema, así como de acceder y controlar el proceso de suministro del tanque. Estas funciones 
son fundamentales para el funcionamiento y la gestión eficaz de la planta de producción. 
 
 
Figura 49. 
Estado de la alarmas 
 
(Fuente propia) 
La Figura 49 muestra los tipos de alarma que son fundamentales para monitorear el 
proceso en la empresa Kapi. Esta interfaz está diseñada para brindar información importante 
sobre el estado del proceso y garantizar la seguridad y eficiencia en la producción. Los elementos 
clave de esta interfaz son los siguientes: 
1. Alarmas de Sensores de Nivel: La interfaz incluye etiquetas y pilotos que indican el 
estado de los sensores de nivel bajo y nivel alto en el tanque. Estos sensores son 
esenciales para controlar el suministro y el vaciado del tanque de manera adecuada. Los 
73 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
pilotos proporcionan información visual sobre si los niveles están dentro de los rangos 
requeridos. 
2. Alarma de Parada de Emergencia: La interfaz también supervisa una parada de 
emergencia. Esta función es crucial para detener el proceso de manera inmediata en caso 
de una situación de emergencia o un problema grave. El piloto correspondiente indica si 
la parada de emergencia está activada. 
3. Alarma de Temperatura del Tanque: La temperatura del tanque es un parámetro crítico 
que debe mantenerse dentro de límites específicos para garantizar la calidad del producto. 
La interfaz supervisa la temperatura y asegura que no exceda los 90 grados Celsius. El 
piloto asociado indica si la temperatura está dentro de los límites seguros. 
4. Botones de Información: Junto a cada piloto de alarma, se encuentran botones digitales 
de información que permiten al usuario obtener detalles sobre la causa de la alarma y las 
acciones necesarias para resolverla. Estos botones son una herramienta valiosa para el 
diagnóstico y la solución de problemas. 
 
Figura 50. 
Alarma Nivel Bajo 
 
(Fuente propia) 
En la Figura 50, se presenta información detallada sobre la activación de las alarmas y las 
posibles soluciones para abordar nivel bajo que puedan surgir durante el proceso. Esta interfaz es 
74 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
fundamental para mantener un control eficiente del sistema y garantizar una respuesta adecuada 
ante situaciones de emergencia. A continuación, se describen los elementos clave de esta interfaz: 
1. Información de Activación de Alarmas: En esta sección, se proporciona información 
sobre las alarmas activadas en el sistema. Cada alarma se enumera junto con una 
descripción clara del problema o la falla que ha generado la activación. Esto permite a los 
operadores identificar rápidamente el problema específico que necesita atención. 
2. Posibles Soluciones: Para cada alarma activada, se presentan posibles soluciones o 
acciones recomendadas para abordar la falla. Estas soluciones son instrucciones 
detalladas que guían al operador sobre cómo resolver el problema de manera efectiva y 
segura. Proporcionan una respuesta rápida y eficiente a las situaciones de alarma. 
3. Botón de Reset: Se incluye un botón de "Reset" que permite reiniciar el proceso en caso 
de que se haya solucionado la falla y se esté listo para continuar conla operación normal. 
Este botón es esencial para restablecer el sistema después de que se haya abordado la 
alarma. 
4. Botón Back: El botón "Back" permite al usuario regresar a la pantalla de nivel de 
alarmas activas del sistema. Esto es útil si se han abordado algunas alarmas y se desea 
verificar si hay más problemas o si todas las alarmas han sido resueltas con éxito. 
 
 
 
 
 
75 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Figura 51. 
Pantalla Alarma Nivel Alto 
 
(Fuente propia) 
La Figura 51 presenta información específica sobre la activación de la alarma relacionada con el 
nivel alto en el tanque, así como las posibles soluciones para abordar esta falla. A continuación, 
se describen los elementos clave de esta interfaz: 
1. Información de Activación de la Alarma - Nivel Alto: En esta sección, se proporciona 
información detallada sobre la activación de la alarma de "Nivel Alto" en el tanque. La 
interfaz enumera claramente esta alarma y ofrece una descripción concisa de la situación, 
lo que permite a los operadores comprender rápidamente el problema. 
2. Posibles Soluciones para la Falla: Se presentan posibles soluciones o pasos 
recomendados para abordar la falla del nivel alto en el tanque. Estas soluciones son 
instrucciones específicas que guían al operador sobre cómo resolver el problema de 
manera efectiva y segura. Proporcionan una respuesta rápida y eficiente a la situación de 
alarma. 
3. Botón de Reset: El botón de "Reset" se incluye en la interfaz y permite reiniciar el 
proceso una vez que se ha solucionado la falla del nivel alto en el tanque. Este botón es 
76 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
esencial para restablecer el sistema y reanudar la operación normal después de abordar la 
alarma. 
4. Botón Back: El botón "Back" facilita el regreso del usuario a la pantalla que muestra el 
nivel de todas las alarmas activas en el sistema. Esto permite al operador verificar si se 
han resuelto todas las alarmas o si aún quedan problemas por abordar. 
 
Figura 52. 
Pantalla Parada de Emergencia 
 
(Fuente propia) 
En la Figura 52, se presenta información específica sobre la activación de la alarma 
relacionada con la "Parada de Emergencia" en el proceso del sistema, junto con posibles 
soluciones para abordar esta falla. A continuación, se describen los elementos clave de esta 
interfaz: 
1. Información de Activación de la Alarma - Parada de Emergencia: Esta sección ofrece 
detalles precisos sobre la activación de la alarma de "Parada de Emergencia" en el 
proceso del sistema. La interfaz proporciona una descripción concisa de la situación, lo 
que permite a los operadores comprender rápidamente la gravedad del problema. 
77 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
2. Posibles Soluciones para la Falla: Se presentan posibles soluciones o pasos 
recomendados para abordar la falla de "Parada de Emergencia" en el proceso del sistema. 
Estas soluciones son instrucciones específicas que guían al operador sobre cómo resolver 
el problema de manera efectiva y segura. Proporcionan una respuesta rápida y eficiente a 
situaciones de emergencia. 
3. Botón Back: El botón "Back" facilita el regreso del usuario a la pantalla que muestra el 
nivel de todas las alarmas activas en el sistema. Esto permite al operador verificar si se 
han resuelto todas las alarmas o si aún quedan problemas por abordar. 
 
Figura 53. 
Pantalla Configuracion Temperatura 
 
(Fuente propia) 
En la Figura 53, se presenta una interfaz que proporciona información sobre la temperatura en 
cualquier etapa del proceso del sistema. A continuación, se describen los elementos clave de esta 
interfaz: 
1. Información de Temperatura: Esta sección muestra datos relacionados con la 
temperatura en el proceso del sistema. Proporciona información sobre la temperatura 
78 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
actual o configurada y permite a los operadores supervisar y ajustar este parámetro 
esencial. 
2. Botón para Actualizar o Modificar la Temperatura: Se incluye un botón que permite 
actualizar o modificar la temperatura del tanque, en caso de que sea necesario realizar 
cambios en la configuración. Los operadores pueden utilizar este botón para ajustar la 
temperatura según los requisitos específicos del proceso. 
3. Botón SETPOINT: El botón "SETPOINT" permite actualizar la temperatura de 
activación del sistema. Los operadores pueden utilizar este botón para configurar el punto 
de referencia de temperatura deseado, lo que influye en cuándo se activará la alarma 
relacionada con la temperatura. 
4. Botón Back: El botón "Back" permite a los usuarios regresar al nivel de visualización de 
todas las alarmas activas en el sistema. Esto facilita la navegación y el monitoreo de las 
condiciones del proceso en general. 
Figura 54. 
Pantalla De Arranque Manual 
 
(Fuente propia) 
La Figura 54 muestra la interfaz gráfica correspondiente al proceso manual de la bomba. 
Esta interfaz consta de varios elementos clave: 
79 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
1. Nombre del Proceso: En la parte superior de la interfaz, se muestra el nombre del 
proceso, que en este caso es "Manual de Bomba". Este título proporciona una indicación 
clara de la función de esta interfaz. 
2. Botones Digitales: Se incluyen cuatro botones digitales, cada uno de los cuales está 
asociado a una función específica relacionada con el control de las bombas. Estos botones 
permiten a los operadores interactuar con el proceso de forma manual según sea 
necesario. 
3. Pilotos para Supervisión Visual: Junto a cada botón digital, se encuentra un piloto que 
ofrece una representación visual del estado de las bombas. Esto permite a los operadores 
supervisar visualmente si las bombas están en funcionamiento o detenidas. 
4. Activación Manual de las Bombas: La interfaz gráfica permite la activación manual de 
las bombas en caso de que sea necesario prolongar el tiempo de mezclado del producto, 
aumentar la cantidad de suministro o activar el proceso de vaciado de manera controlada. 
Los operadores pueden realizar estas acciones presionando el botón digital 
correspondiente al proceso deseado. 
Figura 55. 
Pantalla De Estado De Sensores 
 
(Fuente propia) 
La Figura 55 muestra la interfaz gráfica denominada "Sensores/Parámetros". Esta interfaz 
está compuesta por varios elementos clave: 
80 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
1. Pilotos para Supervisión Visual: En la parte superior de la interfaz, se encuentran tres 
pilotos que permiten a los usuarios supervisar visualmente el estado de los sensores del 
sistema y el estado de las bombas. Estos pilotos proporcionan información instantánea 
sobre si los sensores están activos o inactivos, así como el estado de las bombas. 
2. Control de la Temperatura: En la parte inferior de la interfaz, se presenta un módulo 
para controlar la temperatura en tiempo real del tanque. Esto permite a los operadores 
monitorear y ajustar la temperatura según sea necesario para garantizar que esté dentro de 
los parámetros requeridos. 
3. Supervisión en Tiempo Real: La interfaz está diseñada para brindar una supervisión en 
tiempo real de los procesos en ejecución y los procesos inactivos en el sistema. Esto 
ayuda a los operadores a mantener un control detallado y mantener un registro del 
funcionamiento del sistema. 
 
En resumen, esta interfaz permite a los operadores supervisar el estado de los sensores, 
controlar la temperatura en tiempo real y acceder al manual de usuario para obtener una 
comprensión completa del sistema y sus procesos. La interfaz proporciona una herramienta 
integral para mantener un control efectivo del sistema semi automatizado.81 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
3.6 Selección de materiales y Componentes 
 
Después de simular el prototipo y considerar los elementos disponibles en la planta, el 
siguiente paso es la selección de los componentes de control, protección y la interfaz. Esto es 
fundamental para garantizar que el sistema semi automatizado funcione de manera efectiva y 
segura. 
 
 
3.6.1 Lista de componentes eléctricos y electrónicos del tablero. 
 
1. El interruptor semi automático trifásico marca Schneider clase C60N es un 
componente esencial en el sistema de control y protección de la planta de producción. Su función 
principal es suministrar la energía eléctrica necesaria para alimentar todos los componentes del 
sistema y, al mismo tiempo, proporcionar una protección crucial para el tablero en general. 
Este tipo de interruptor semi automático es conocido por su capacidad de protección 
contra sobrecargas y cortocircuitos en sistemas eléctricos trifásicos. 
 
Figura 56. 
Minibreker 
 
82 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
(Fuente: https://www.electropartes.com.co/wp-content/uploads/2017/07/EZ9F56306.jpg) 
 
Los fusibles de control de 2 amperios desempeñan un papel crucial en la protección de 
los circuitos de control eléctrico, especialmente en lo que respecta al componente principal, el 
PLC Xinje 
 
Figura 57. 
Bornera Portafusible 
 
(Fuente:https://www.legrand.es/sites/g/files/ocwmcr651/files/ecat_asse
ts/06-06-2023/11-00/037281-LEGRAND-1000.jpg) 
Las borneras de distribución del cableado de control son componentes clave en sistemas 
eléctricos e industriales, y desempeñan un papel importante en la organización y la distribución 
eficiente de los cables de control. 
Figura 58. 
Bornera Multiproposito 
83 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
 
(Fuente: https://cncrepowering.com.co/1656-medium_default_2x/bloque-de-distribucion-
multiproposito.jpg) 
Relé mini de 8 pines Relé mini de 14 pines 
(control válvula de agua). (24 VDC) 
 
Figura 59. 
Rele 8 pines 
 
(Fuente: https://ingecomsas.com/wp-content/uploads/2021/06/Relevo-8-Pines-redondos-
Lateral-Final-1.jpg) 
 
84 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Figura 60. 
contactor de 3X18X110 vac 
Contactor de CA CJX2 -1810 BOBINA 110VAC es adecuado para usar en un circuito 
manejando una frecuencia de 50/60 Hz, modo trifásico, tensión nominal 360VAC, corriente 
nominal hasta 18A. Este dispositivo sirve para encender y apagar las bombas del proyecto. 
 
 
(Fuente: https://encrypted-
tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSIQ04zIFPeC8mjiqc0sqPVevkYoNEhH36jtw&usqp=C
AU) 
 
Figura 61. 
Fuente Conmutada 24vdc 5a S-120-24 
Estas fuentes de alimentación son esenciales en sistemas eléctricos y electrónicos, ya que 
permiten la conversión de la corriente alterna de la red eléctrica en corriente continua que es 
necesaria para el funcionamiento de muchos dispositivos electrónicos, incluidos los PLC y 
85 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
sensores. La conversión de CA a CC es importante porque muchos dispositivos electrónicos 
requieren una fuente de alimentación continua y estable para funcionar correctamente. 
 
(Fuente: https://industrialesandes.co/921-home_default/fuente-conmutada-24vdc-3a-s-75-
24.jpg) 
 
Figura 62. 
Sensor De Temperatura Rtd Pt100 (3 Hilos) 
Es cierto que, en comparación con la mayoría de los termistores NTC (coeficiente de 
temperatura negativo) y PTC (coeficiente de temperatura positivo), los sensores de resistencia de 
platino (RTD) del tipo PT son conocidos por ser mucho más estables y precisos en la detección 
de temperatura. Se regulo a una temperatura segura de 90 ℃ y máxima 125 ℃ 
 
 
(Fuente: https://tdelectronica.com/wp-content/uploads/2018/10/PT10ROSCA.jpg) 
86 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Figura 63. 
Transmisor para Pt100 
 
(Fuente: https://m.media-amazon.com/images/I/61LmCzp55xL.jpg) 
 Transmisor para Pt100 para realizar el cambio de señal de Ohms a Amperes, con ello se 
elimina la carga de resistencia derivada del cable de extensión para Pt100 
 
Figura 64. 
Plc Xinje Xp1 18r Con Hmi Integrado 
 
(Fuente: https://industrialesandes.co/1667-home_default/plc-xinje-xp3-18rt-con-hmi-integrado.jpg) 
87 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
El PLC con HMI integrado es un dispositivo que combina las funciones de un Controlador 
Lógico Programable (PLC) con las de una Interfaz Hombre-Máquina (HMI) en una sola 
unidad. A continuación, se describen algunas de sus características principales: 
Entradas y Salidas Digitales: Este PLC con HMI integrado dispone de 10 entradas digitales 
con aislamiento óptico y 8 salidas digitales (relé). Las entradas digitales permiten al sistema 
recibir señales binarias, mientras que las salidas digitales permiten controlar dispositivos 
externos, como motores, válvulas, luces, etc. 
Pantalla LCD: El dispositivo está equipado con una pantalla LCD de 192 × 64 píxeles, que 
tiene un tamaño de 3.7 pulgadas. Esta pantalla se utiliza para mostrar información importante 
sobre el proceso o el sistema controlado, lo que facilita la supervisión y la interacción con el 
equipo. 
Teclas Funcionales: Dispone de 26 teclas funcionales que permiten al usuario interactuar 
con el sistema y realizar diversas acciones, como navegación por menús, ajustes de 
parámetros y activación de funciones específicas. 
Facilidad de Edición: El dispositivo se destaca por su facilidad de edición, lo que significa 
que es sencillo crear y modificar la interfaz de usuario y la lógica de control a través de la 
pantalla LCD y las teclas funcionales. 
Compatibilidad de Cableado: Utiliza el mismo cable para compilar tanto la HMI como el 
PLC, lo que simplifica la instalación y el cableado, además de ahorrar espacio en el panel de 
control. 
Configuración Compacta: Su diseño compacto es ideal para aplicaciones en las que el 
espacio es limitado, lo que ayuda a optimizar el espacio en el panel de control. 
88 
 
MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Este tipo de dispositivo es muy útil en sistemas de semi automatización y control, ya que 
combina las funciones de control y supervisión en una sola unidad, lo que puede simplificar 
el diseño y la operación de sistemas industriales. 
 
3.7 Requerimientos de Diseño del Controlador de Temperatura 
 
Diseño de la estrategia de Control Optimo Discreto para el tanque reactor Los 
requerimientos del diseño del controlador de temperatura del producto, son: 
 
1. La Temperatura del tanque reactor debe ser precisa, es decir, un error en estado 
estacionario nulo. 
2. El tiempo de establecimiento debe ser: 𝑡𝑠<30 min. 
3. Con respecto al sobre nivel porcentual, es recomendable que sea mínimo, pues lo 
contrario significaría un rango mayor de variación de la temperatura del producto. 
 
3.8 Diseño de la estrategia de Control Optimo Discreto para el tanque reactor 
Los requisitos para el diseño del controlador de temperatura del reactor son 
los siguientes: 
Precisión de la Temperatura: El controlador debe garantizar que la temperatura del 
reactor sea precisa, lo que significa que el error en estado estacionario debe ser nulo. 
En otras palabras, la temperatura real debe ser lo más cercana posible a la 
temperatura de referencia (set point). 
89 MODELO DEL SISTEMA DE MEZCLADO Y DESRROLLO DEL CONTROL DELTANQUE REACTOR 
Tiempo de Establecimiento: El tiempo que lleva al sistema alcanzar un estado 
estable después de una perturbación o cambio en la temperatura debe ser lo más corto 
posible. Esto garantiza una respuesta rápida del controlador ante variaciones en la 
temperatura del reactor. 
Sobrenivel Porcentual Mínimo: