Diseño e implementación de un sistema de control de temperatura y monitoreo de humedad para un horno de secado de transformadores

Abstract

Los hornos de secado son una herramienta utilizada ampliamente en la industria, en especial en la fabricación de transformadores. En la actualidad, el proceso de secado de transformadores se realiza en hornos eléctricos, los cuales consumen una gran cantidad de energía debido a las largas horas de operación. Por esta razón, se presentó una propuesta innovadora, la cual es reemplazar las resistencias calefactoras por un sistema de calentamiento a gas. Para que esto fuese posible, era necesario diseñar e implementar un nuevo sistema de control de temperatura que permitiera alcanzar una estabilidad de +/-5°C hasta un máximo de 130°C y, adicionalmente, añadir un sistema de monitoreo de humedad con una exactitud de +/-5% para determinar si es posible establecer una relación entre esta y la calidad final de los transformadores. El desarrollo de este trabajo de tesis consistió en la selección de los sensores adecuados para los rangos de temperatura y humedad; y el diseño y desarrollo de los circuitos de acondicionamiento de señal respectivos. La selección de un controlador que permita implementar un algoritmo de control para mantener una variación de +/-5°C como máximo. El desarrollo de una interfaz de usuario y la selección de la fuente de alimentación para todo el sistema. Para verificar que se cumplió los requerimientos de exactitud y estabilidad, se realizó varias pruebas en el laboratorio, en donde se pudo obtener una exactitud de +/-1°C en el rango de interés para el módulo de temperatura y una exactitud de +/-3% para el módulo de humedad. En la prueba de estabilidad realizada al horno como sistema, se obtuvo una máxima variación de +/-4°C al programar una temperatura de 120°C. Este trabajo de tesis brindó resultados satisfactorios en lo que respecta a estabilidad de temperatura, pero aún es necesario realizar algunas mejoras en lo que respecta a uniformidad y distribución de esta.