Maestría en Automatización y Sistemas de Control
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Item Sistema de monitoreo de grupos electrógenos(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Maestría en Automatización y Sistemas de Control, 2019) Larco Montenegro, Gandy Jonnathan; Manzano Villafuerte, Victor SantiagoLa generación de energía eléctrica es esencial en el empleo de procesos industriales. Los grupos electrógenos (GE) tienen la finalidad de proveer flujo permanente de energía en lugares y momentos en los cuales se suspenda o corte el suministro de energía de la red pública. Bajo las necesidades del campo industrial aparece el concepto de generación distribuida, este concepto hace referencia a utilizar grupos electrógenos de baja y media potencia para dar energía eléctrica de manera no centralizada. En la actualidad en Ecuador existen varios sistemas de generación de energía eléctrica no centralizados (grupos electrógenos), los mismos que carecen de sistemas de monitoreo y visualización de datos provenientes de las variables físicas como: temperatura, corriente de carga, voltaje de generación, presión etc. Por la razón expuesta se dificulta las tareas de calibración, mantenimiento, detección de fallas durante el funcionamiento del grupo electrógeno. En la actualidad los sistemas de adquisición y monitoreo de datos son herramientas utilizadas en al campo industrial. El propósito de los sistemas de monitoreo de datos es visualizar la información generada por variables físicas de los equipos en tiempo real. El presente trabajo implementa un sistema compuesto por hardware y software que adquiere, visualiza y almacena información proveniente de las variables físicas de un GE. Las variables físicas generadas por el grupo electrógeno son: voltaje de generación, corriente de carga, temperatura de cilindros, presión de aceite, temperatura del refrigerante y frecuencia de red eléctrica. En la parte de hardware se utiliza un sistema industrial conocido como PLC que adquiere la señales físicas acondicionas previamente a niveles de voltaje comprendidos entre 0 voltios a +/-10 voltios, la visualización de las variables adquiridas por el PLC son mostradas en una interfaz hombre maquina HMI implementado bajo la herramienta Labview. El almacenamiento de los datos generados se lo realiza en el disco duro del ordenador en el que está instalado el HMI.Item Análisis de objetos translúcidos usando técnicas de visión por computador(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Maestría en Automatización y Sistemas de Control, 2019) Vargas Maisa, William Giovanny; Mendoza Chipantasi, Darío JoséEl avance de la tecnología a nivel mundial permite implementar sistemas de visión por computador, desarrollando soluciones integrales a empresas industriales, mejorando su calidad, minimizando pérdidas, detectando fallos en las líneas automáticas y aumentando su producción, mediante el procesamiento digital de imágenes que tiene la capacidad de detectar, analizar, almacenar e interpretar los resultados para un análisis estadístico del producto. El tema de investigación se basa en realizar diferentes instancias de detección de un objeto translúcido presentes en la escena que proporciona una cámara, dentro de la imagen que se analiza se determina la característica del objeto, el interés principal de la operación es encontrar las escenas que se presenten como fallos al ser identificados (burbujas, rayaduras o incrustaciones). Las variaciones de las propiedades del objeto a ser analizado se han establecido como elemento de interacción a ser analizado. Focalizando así la detección de manchas se puede minimizar el tiempo de visualización por el ser humano a un tiempo real de procesamiento de imágenes, de esta manera será posible la detección de manchas en los objetos de interés. Para poder desarrollar este análisis del objeto, está dentro de un ambiente controlado, el cual, minimiza totalmente la inherencia de la iluminación exterior y realizar un análisis real en cuanto a sus características. Las operaciones y funciones que tiene OpenCV validan las diferentes instancias del objeto de interés en una imagen para extraer toda mancha a ser analizada. Las librerías de soporte para el desarrollo del tema propuesto permite analizar la imagen de interés y encontrar alternativas de solución en cuanto al control de calidad de un objeto translúcido a ser analizado tomando una determinada acción por parte del sector vidriero en la calidad del producto que ofrece al mercado. Los datos estadísticos visualizados en el reporte de este sistema de procesamiento de imágenes será la validación para demostrar si un objeto translúcido analizado tiene manchas de aceptación o de rechazo.Item Sistema de monitoreo y control para el proceso de potabilización en las juntas administradoras de agua potable (JAAP)(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Maestría en Automatización y Sistemas de Control, 2019) Conde Chicaiza, Wilmer Alfredo; Freire Carrera, Fausto RodrigoEn la actualidad los constantes avances tecnológicos permiten desarrollar aplicaciones similares a las diseñadas para el ámbito industrial con dispositivos electrónicos económicos, conscientes de las diferencias que existe entre equipos industriales y enfocado en la necesidad de las Juntas Administradoras de Agua Potable (JAAP), que no cuentan con equipos de medición y puedan verificar la calidad de agua debido a costos elevados de los equipos, por ello en el presente proyecto de titulación se analiza una alternativa de monitorización y control, donde se utiliza dispositivos electrónicos de bajo costo económico obteniendo como resultado valores aceptables de turbiedad, pH, caudal, que permite al operador diferenciar cuantitativamente las características importantes del agua para determinar la dosificación de coagulante. Una vez identificadas las características del agua se utiliza una estrategia de control inteligente muy aplicada en sistemas similares conocida como Lógica Difusa que permite extraer la información del experto y proporcionar apropiadamente el coagulante considerando la interrelación entre las características del agua en la primera etapa del sistema de tratamiento que es la coagulación – floculación, considera la etapa más importante del proceso de potabilización. La recolección de datos de los diferentes sensores se realiza a través de dispositivos electrónicos que facilita la detección, procesamiento, comunicación y permite conformar una red de sensores inalámbricos (WSN), que facilita la adquisición y tratamiento de datos en tiempo real, por medio de plataformas de Internet de las Cosas IoT además que da facilidad de ubicación de los diferentes sensores en la planta potabilizadora y presenta una alta tasa de autonomía debido al uso eficiente de energía de los nodos. Finalmente se procesa los datos recolectados en un software libre que permite aplicar la estrategia de control y realiza una interfaz gráfica de fácil utilización para el usuario final.Item Industria 4.0 para la monitorización de un proceso industrial(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Maestría en Automatización y Sistemas de Control, 2019) López Flores, Mauricio Xavier; García Sánchez, Marcelo VladimirEl presente trabajo de investigación centra su estudio en actualizar el modelo de monitorización de procesos, desarrollando como propuesta de solución, una plataforma basada en Industria 4,0 para la monitorización de un proceso industrial, mediante la aplicación de Internet de las Cosas (IoT) con el protocolo de comunicación MQTT. El protocolo aplicado opera mediante una arquitectura cliente-servidor, utiliza comunicación sobre WebSockets y el transporte de mensajería se filtra por eventos de publicación/suscripción El proceso industrial es controlado mediante un Controlador Lógico Programable (PLC) y simulado en el software Factory I/O. La plataforma de comunicación consta de un bróker y dos clientes y su funcionamiento es demostrado mediante pruebas de funcionamiento y el análisis de tráfico de datos mediante la herramienta Wireshark. La plataforma de comunicación desarrollada a través del protocolo MQTT, permite una monitorización de procesos en línea mediante una página web, su utilización y aplicabilidad es sencilla, además posee características de escalabilidad, calidad de entrega, seguridad y sobre todo la comunicación en entornos restringidos.Item Diseño de una plataforma Web de software libre para la creación de HMIS para los PLC S7-1200 y su incidencia en la reducción de costos de monitoreo(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Maestría en Automatización y Sistemas de Control, 2019) Nuñez Ramires, Alex Vladimir; Encalada Ruiz, German PatricioEn el presente trabajo de investigación se evalúa una nueva propuesta para la creación de HMIs a través de una plataforma web de acceso libre. Se analizó la incidencia en el costo de monitorización que provee el trabajo de investigación propuesto frente a los sistemas convencionales de pago. El proyecto se basó en estudiar, analizar y detectar las principales necesidades de una plataforma web para la creación de HMIs enfocados a la monitorización de diferentes procesos de la industria. Adicionalmente se realizó una investigación sobre la mejor tecnología para establecer la comunicación entre el controlador y la plataforma web, optando como mejor opción la utilización del protocolo OPC UA. Mismo que permite proveer mejoras en cuanto a seguridad de la información, así como mejoras en la gestión de las variables a monitorizarse y tiempos de respuestas de comunicación. Mediante la utilización de este protocolo, las técnicas y lenguajes de programación web estudiados tales como: HTML, CSS, JavaScript, AJAX y JQuery se hace posible la integración de los procesos industriales y el internet, permitiendo la interconexión de cada vez más dispositivos a la red. Lo cual plantea un gran avance en la industria 4.0.Item Reconocimiento de imágenes para detección temprana de alteraciones posturales(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Maestría en Automatización y Sistemas de Control, 2019) Romero Rodríguez, Claudia Verónica; Galarza Zambrano, Eddie EgbertoEl presente trabajo de titulación desarrolla un sistema el cual permite detectar la desviación de la columna vertebral de forma automática en pacientes que se realicen radiografías lumbares; el sistema es desarrollado en software libre por lo tanto el costo de instalación se reduce considerablemente. El objetivo del desarrollo es determinar mediante una radiografía el ángulo de desviación de la columna, con el uso de una red Convolucional la cual se encarga de detectar la sección o máscara con la cual se va a trabajar, para ello se entrena previamente a la red con radiografías que presenten escoliosis las mismas que se compararan con las Rx ingresadas por el sistema para determinar la sección de estudio de esta, seguidamente se obtiene el centro longitudinal de la columna según sea su forma y ajustar mediante regresión polinomial de octavo grado la forma de la desviación. Obteniendo la función propia de la columna de cada paciente se compara con la función de una columna ideal y realizando un análisis tangencial de los puntos de intersección de la columna con referencia al punto inicial y final donde se genera la desviación, por lo tanto, se obtiene forma automática el ángulo de desviación de la columna del paciente; este sistema al no ser manual evita la subjetividad de localizar la vértebra en la cual inicia y termina la deformidad de la columna. EXECUTIVE SUMMARY The present titration work develops a system which allows detecting the deviation of the spine automatically in patients who perform lumbar radiographs; the system is developed in free software therefore the installation cost is considerably reduced. The objective of the development is to determine by means of an X-ray the angle of deviation of the column, with the use of a Convolutional network which is in charge of detecting the section or mask with which it is going to work, for it is previously trained to the network with radiographs that present scoliosis the same as those that were compared with the Rx entered by the system to determine the section of study of this, then the longitudinal center of the column is obtained according to its shape and adjust by means of 8th degree polynomial regression the form of the deviation. Obtaining the proper function of each patient's column is compared with the function of an ideal column and performing a tangential analysis of the points of intersection of the column with reference to the initial and final point where the deviation is generated, therefore, the angle of deviation of the patient's column is automatically obtained; This system, not being manual, avoids the subjectivity of locating the vertebra in which the deformity of the spine begins and ends.Item Sistema de control de termografía 3D y su incidencia en el mantenimiento predictivo de los equipos de la Dirección de Educación a Distancia y Virtual(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Maestría en Automatización y Sistemas de Control, 2019) Flores Rivera, Luis Danilo; Galarza Zambrano, Eddie EgbertoEl trabajo investigativo “Sistema de Control de Termografía 3D y su incidencia en el Mantenimiento Predictivo de los Equipos de la Dirección de Educación a Distancia y Virtual” tiene como objetivo final diseñar un sistema de control confiable que permita un eficiente y efectivo mantenimiento predictivo de los equipos computacionales de la DEaDV. La necesidad y problemática surge de la complejidad del mantenimiento de equipos electrónicos que inciden en etapas vinculadas a bases de datos, transmisión - recepción de datos y control automático afectando a las actividades y procesos que realiza la DEaDV. Una solución fiable y viable a la gestión de mantenimiento predictivo es por medio de un sistema de control de termografía 3D que inspeccione las actividades y procesos. Su aplicación e implementación por medio de una cámara térmica interconectada al sistema de control, facilitan la detección y el pronóstico de posibles averías de los equipos electrónicos que almacenan y controlan la información. Otra particularidad del sistema es proporcionar una gestión planificada del mantenimiento, determinada en la confiabilidad, mantenibilidad y disponibilidad de equipos. Se eligió el presente trabajo investigativo porque en la actualidad la DEaDV, no cuenta con un sistema de control predictivo para sus equipos electrónicos. El desarrollo del sistema y su aplicabilidad permitirá optimizar y beneficiar los procesos administrativos, continuidad en las actividades de las distintas modalidades de estudio que maneja la Dirección; así como el no incurrir en paradas inesperadas que pueden generarse por no tener un control automatizado que posibilite la gestión de mantenimiento predictivo. La investigación permite proyectar e innovar nuevas alternativas en la gestión asistida de sistemas de control predictivo apoyado de la termografía 3D, asimismo ser una plataforma que viabilice opciones e iniciativas para desarrollos y estudios de imágenes térmicas, termografía infrarroja y 3D, en cualquier campo de las ciencias y / o procesos industriales, contribuyendo a la sociedad y a la comunidad universitaria. EXECUTIVE SUMMARY The research work "3D Thermography Control System and its incidence in the Predictive Maintenance of the Equipment of the Direction of Distance and Virtual Education" has as final objective to design a reliable control system that allows an efficient and effective predictive maintenance of the DEaDV computational equipment. The need and problems arise from the complexity of the maintenance of electronic equipment that incise in the stages linked to databases, transmission - reception of data and automatic control affecting the activities and processes carried out by DEaDV A reliable and viable solution to predictive maintenance management is by means of a 3D thermography control system that inspects activities and processes. Its application and implementation by means of a thermal camera interconnected to the control system, facilitate the detection and the prognosis of possible failures of the electronic equipment hat stores and controls the information. Another particularity of the system is to provide a planned maintenance management, determined in the reliability, maintainability and availability of equipment. The research work was chosen because DEaDV currently does not have a predictive control system for its electronic equipment. The development of the system and its applicability will allow to optimize and benefit the administrative processes, continuity in the activities of the different modalities of study that the Direction handles; as well as not incur unexpected stops that can be generated by not having an automated control that enables the management of predictive maintenance. The research allows us to project and innovate new alternatives in the assisted management of predictive control systems supported by 3D thermography, as well as being a platform that enables options and initiatives for developments and studies of thermal imaging, infrared and 3D thermography, in any field of research sciences and / or industrial processes, contributing to society and the university community.Item Análisis de tráfico vehicular mediante visión artificial(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Maestría en Automatización y Sistemas de Control, 2019) Pérez Nasser, Jovann; Mendoza Chipantasi, Darío JoséLa inteligencia artificial posee 3 campos de estudio de interés: procesamiento de lenguaje, habla y visión artificial. Esta última comprende un campo de estudio de gran interés. La aplicación de la metodología de la ingeniería inversa, junto a la aplicación de algoritmos especializados, permiten automatizar procesos o solucionar problemas de forma que no podría ser llevada a cabo mediante un esquema operativo tradicional. El presente trabajo de investigación propone el desarrollo de un programa orientado al análisis de tráfico en modalidad fuera de línea. El análisis de tráfico es el requisito previo a cualquier diseño y/o construcción de obras de vialidad; derivadas de la necesidad de crecimiento sostenible de una urbe. La aplicación de la visión artificial para el estudio de este tipo de procesos es muy poco intrusiva, por lo cual es una de las alternativas más populares, a más de confiables. El presente trabajo de investigación divide el análisis de tráfico en dos problemáticas principales: el seguimiento de vehículos y el conteo de los mismos para obtener flujos. Para el seguimiento de vehículos se hace un estudio de algoritmos especializados, eligiendo a los que ofrezcan mayor velocidad de procesamiento y mayor porcentaje de precisión. Se detalla el procedimiento utilizado para obtener estimaciones de distancia recorridas y velocidades promedio registradas, acompañadas de sus reportes respectivos. El conteo de vehículos es implementado mediante la utilización de una red neuronal de flujo directo. Esta alternativa supone un rendimiento significativamente superior a los sistemas basados en sustracción de fondo, debido a su mayor porcentaje de asertividad y tolerancia a perturbaciones.Item Migración de un sistema electrónico denominado ETL a una plataforma de código abierto para UAV’S(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Maestría en Automatización y Sistemas de Control, 2019) Medina Pazmiño, Wilson Efraín; Lavín, José MaríaLa investigación sobre Sistemas Aéreos no Tripulados (UAS) en los últimos años ha despertado el interés en entidades comerciales, educativas e investigativas. Es así que el Centro de Investigación y Desarrollo de la Fuerza Aérea Ecuatoriana (CIDFAE) lleva dos décadas investigando e integrando sistemas aéreos operados de manera autónoma. En la actualidad, el CIDFAE cuanta con dos prototipos de aeronaves que realizan tareas de vigilancia y reconocimiento de áreas estratégicas. Los Vehículos Aéreos no Tripulados (UAV) del CIDFAE llevan a bordo varios equipos que realizan tareas específicas que corroboran en el desarrollo de misiones seguras y eficientes. Uno de los equipos que va a bordo de las aeronaves UAV es conocido como sistema de Extracción Tratamiento y Carga (ETL), el ETL es un sistema que se encarga de adquirir datos de diferentes sistemas o fuentes de información, una vez adquirida la información la trata con el fin de estandarizarla para poder cargar esa información en otro sistema que requiera esa información. El sistema ETL se encuentra instalado y funcionando en las aeronaves UAV sin embargo: el CIDFAE se ha visto afectado por el recorte presupuestario que fue aplicado a todas las entidades gubernamentales en el Ecuador. Por este y otros motivos de carácter técnico el CUDFAE tiene la necesidad de desarrollar un sistema que realice las tareas que en la actualidad realiza el sistema ETL. El CIDFAE necesita un sistema que realice las tareas del sistema ETL manteniendo la eficiencia en las tareas encomendadas y lo más importante que reduzca los costos de implementación. En la actualidad, las tareas de adquisición y procesamiento de datos tienen una gama amplia en lo referente a estándares de comunicación, adquisición de datos procesamiento de señales como para poder escoger una alternativa que cumpla con los requerimientos del CIDFAE En base a los requerimientos establecidos por el CIDFAE, se plantea desarrollar un sistema que realice las tareas que en la actualidad el sistema ETL ejecuta a bordo de la aeronave UAV. Con las siguientes ventajas en la estructura física como son: reducción de peso y volumen que utiliza el del sistema ETL a bordo de la aeronave UAV. Dando la posibilidad de aumentar la capacidad de carga útil transportada por la aeronaveItem Reconocimiento de patrones de imágenes médicas para establecer diagnósticos previos en trastornos pulmonares(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Maestría en Automatización y Sistemas de Control, 2019) Elaine Valeria Cabezas Gómez, Elaine Valeria; Galarza Zambrano, Eddie EgbertoEl presente proyecto de titulación desarrolla un sistema que permite efectuar diagnóstico previo en problemas pulmonares. El método empleado se basa en la adquisición de imágenes de rayos x de tórax con alto kilovoltaje, las mismas que deben almacenarse en un computador de preferencia en formato JPG, las cuales al ser ingresadas al sistema desarrollado son preprocesadas estandarizándolas para su manejo, procesadas y segmentadas mediante técnicas de visión artificial y programación que permitan abstraer la información de relevancia que en este caso son los nódulos, quistes y calcificaciones presentes con sus respectivos diámetros para poder contabilizarlos y emitir un resultado que puede servir para el médico y para el paciente en forma previa el que se detallan también antecedentes médicos que en el caso de enfermedades de tipo pulmonar son muy importantes de considerar para el diagnóstico y posterior tratamiento, recalcando que no debe reemplazar de ninguna forma el criterio del médico experto en el tema. Para la construcción del sistema se ha empleado software libre con librerías especializadas en visión artificial y manejo de imágenes, tanto por el costo como por la facilidad de manipulación, documentación y escalabilidad en un futuro lo que permitirá seguir trabajando y mejorando el tema, además de tener una codificación sencilla para un programador que facilite realizar modificaciones. El sistema una vez desarrollado se ha sometido a suficientes pruebas que permitan determinar en una placa de rx de tórax en un paciente la cantidad de nódulos, quistes y calcificaciones presentes emitiendo resultados en un reporte las mismas que se han contrastado con el criterio médico especializado para poder corregir errores principalmente en la parte médica y determinar su grado de confianza, con lo cual se ha demostrado la validez del sistema además de la funcionalidad y asertividad en la visualización de los resultados que se obtienen
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