Desarrollar un sistema automatizado para control y alarmas de luces

DESARROLLO DE SISTEMA AUTOMATIZADO
PARA CONTROL Y ALARMAS DE LUCES DE
OBSTRUCCIÓN EN TORRES DE
TELECOMUNICACIONES
DIGITEL GSM CENTRO-OCCIDENTE
ESTUDIANTE: ELIANA GONZÁLEZ
TUTOR ACADÉMICO: PROF. JOSEP PEGUEROLES
TUTOR INDUSTRIAL: ING. LUIS MUÑOZ
AGRADECIEMIENTO
Quisiera agradecer sinceramente a todo el personal del Departamento de
Operaciones de Digitel GSM Centro-Occidente, por brindarme su confianza, su
apoyo y ayuda en todo momento, sobretodo por transmitirme su calidez humana y
por ser para mi, ejemplos de profesionales íntegros y honestos.
A los ingenieros Melania Hernández, Miguel Orduz, Edgar Barradas, Antonio
Sandoval, Peggy Sarmiento, Daniel Hurtado, muy especialmente a Luis Muñoz,
Larry Orellana y Hernán Anzola.
A todos ellos y a todo el departamento en general, fue para mi un honor
trabajar y aprender de ustedes. Me llevo conmigo un pedacito de cada uno. Dios
quiera nos volvamos encontrar en poco tiempo.
¡Muchas gracias por todo!
INDICE GENERAL
Resumen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
CAPITULO I: Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.1. Planteamiento del problema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2. Objetivos del estudio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
1.2.1. Objetivo general. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
1.2.2. Objetivos específicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
1.3. Límites. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
1.4. Alcance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
CAPITULO II: Marco Teórico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1. Descripción de la empresa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
2.2. Diseño y funcionalidad del “Controlador de Luces de Obstrucción”. . . 14
2.2.1. Modelo 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.1.1. Cálculos eléctricos implicados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.1.2. Equipos y componentes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.1.3. Programación del PLC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.1.4. Funcionamiento del sistema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.2. Modelo 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2.2.1. Cálculos eléctricos implicados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
2.2.2.2. Equipos y componentes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2.2.3. Funcionamiento del sistema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
2.2.3. Consideraciones importantes de los dos modelos. . . . . . . . . . . . . . . .29
CAPITULO III: Marco Metodológico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.1. Metodología empleada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
3.2. El PLC: la pieza principal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2.1. Interfaz de usuario para el Modelo 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2.2. Interfaz de usuario para el Modelo 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
CAPITULO IV: Resultados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.1. Análisis de resultados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
4.1.1. Funcionalidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.1.2. Costo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.1.3. Evolución. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
4.1.4. Ventajas y desventajas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
CAPITULO V: Conclusiones, Recomendaciones y Líneas futuras. . . . . . . . . . .48
5.1. Conclusiones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
5.2. Recomendaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
BIBLIOGRAFÍA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51
ANEXOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Anexo 1: Pasos a seguir si se ha recibido una alarma por luz de balizaje en torres
de mayor de 45 metros y menores a 105 metros de altura (Modelo 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Anexo 2: Pasos a seguir si se ha recibido una alarma por luz de balizaje en torres
de menor a o igual a 45 metros de altura (Modelo 2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
Anexo 3: Imágenes del controlador anterior, operativo aún en algunas de las
estaciones de la empresa Digitel GSM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Anexo 4: Imágenes del Controlador de Luces de Obstrucción instalado como prueba
piloto en una de las estaciones de la empresa Digitel GSM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Anexo 5: Plano de hardware del Controlador de Luces de Obstrucción. . . . . . . . . . . . . . . . .58
Anexo 6: Extracto de la Gaceta 5.044 referente al uso de luces de balizaje
como ayudas visuales indicadoras de obstáculos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
INDICE DE FIGURAS
Figura 1: Funcionalidad del Controlador de Luces de Obstrucción para los
dos modelos de torres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Figura 2: PLC modelo LOGO! 23ORC marca SIEMENS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Figura 3: Sensor de corriente modelo 3UG4622-1AW30 marca SIEMENS . . . . . . 17
Figura 4: Diagrama de bloques del funcionamiento del sistema, Modelo 1. . . . . . . .23
Figura 5: Diagrama de bloques del funcionamiento del sistema, Modelo 2. . . . . . . 28
Figuras 6 – 11: Pantallas del PLC como interfaz de usuario en modo
TEST, Modelo 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
Figuras 12 – 15: Pantallas del PLC como interfaz de usuario en modo
MANUAL y modo AUTO, Modelo 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Figuras 16 – 20: Pantallas del PLC como interfaz de usuario en modo
TEST, Modelo 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
Figuras 21 – 25: Pantallas del PLC como interfaz de usuario en modo
MANUAL y modo AUTO, Modelo 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Figura 26: Comparación de costos del controlador actual con el nuevo
prototipo (Modelo 1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
INDICE DE IMAGENES
Imagen 1: Torre de telecomunicaciones. 90 metros de altura. Estación
“El Manteco”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Imagen 2: Prototipo instalado y operativo en la estación “El Manteco”
de la empresa Digitel GSM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Imagen 3: Equipo construido por ensambladora, instalado y operativo
en la estación “El Manteco” de la empresa Digitel GSM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
Imagen 4: Equipo construido por ensambladora, instalado y operativo
en la estación “El Manteco” de la empresa Digitel GSM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
Imagen 5: Plano de estaciones base de Digitel GSM centro-occidente. . . . . . . . . . . 45
Imagen 6: Parte frontal de del controlador de luces de balizaje actual,
ubicado en la estación “El Cercado” de la empresa Digitel GSM. . . . . . . . . . . . . . . 55
Imagen 7: Parte interior de del controlador de luces de balizaje actual,
ubicado en la estación “El Cercado” de la empresa Digitel GSM. . . . . . . . . . . . . . . 55
Imagen 8: Parte frontal del prototipo Controlador de Luces de Obstrucción. . . . . . .56
Imagen 9: Parte interna del prototipo Controlador de Luces de Obstrucción. . . . . . .56
Imagen 10: Prototipo instalado y operativo en la estación
“El Manteco” de la empresa Digitel GSM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Imagen 11: Prototipo instalado y operativo en la estación
“El Manteco” de la empresa Digitel GSM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
INDICE DE TABLAS
Tabla 1: Equipos y componentes para la construcción del Modelo 1. . . . . . . . . . . . .18
Tabla 2: Tipos de lenguaje para programar PLCs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Tabla 3: Equipos y componentes para la construcción del Modelo 2. . . . . . . . . . . . .25
Tabla 4: Ventajas y desventajas del Controlador de Luces de Obstrucción. . . . . . . .47
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