FASE 5 IMPLEMENTACION HDMI PLANTA DE CERVEZA ARTESANAL.pptx

Estudio, proceso y viabilidad de la implementación de una planta de cerveza artesanal por medio de una interfaz HDMI de la integración de tecnologías avanzadas, como Controladores Lógicos Programables (PLC) y sistemas SCADA

1. Fase 5 – Implementa el Proyecto Estudio, proceso y viabilidad de la implementación de una planta de cerveza artesanal por medio de una interfaz HDMI de l a integración de tecnologías avanzadas, como Controladores Lógicos Programables (PLC) y sistemas SCADA

2. OBJETIVOS Fundamentar y dar a conocer y una visión general del proceso y automatización para la fabricación de cerveza artesanal mediante el diseño de una interfaz HMI para un sistema SCADA, con el fin de contribuir al aprendizaje y entendimiento de los procesos que conlleva la producción industrial de la misma .   Explicar los requisitos claves para el diseño de una interfaz HMI efectiva, como la usabilidad, la accesibilidad y la eficiencia . Analizar el procedimiento de la producción y automatización por medio de interfaces HDMI con sistemas SCADA de una planta de cerveza artesanal

3. PROYECTO DE GRADO Introducción   Desde tiempos remotos la humanidad ha elaborado cerveza, los procesos han cambiado a lo largo de la historia a fin de optimizar la producción y mejorar el resultado final. En consecuencia, hoy día las cervecerías cuentan con unas instalaciones de alta tecnología donde los errores ya no dependen de la máquina. Uno de los grandes problemas para los cerveceros es la oxidación de la cerveza. Con el ánimo de resolver esta cuestión, los fabricantes de maquinaria ofrecen fermentadores isobáricos. Es decir, la cerveza no entra en contacto con el aire hasta que muchas opciones de antioxidantes. Esto impide que el líquido se dañe, los avances en las tecnologías de información y comunicación y gracias a las investigaciones a través de los años, el ser humano ha logrado no solo suplir necesidades sino también crearlas generando valor al optimizar toda clase de procesos en el campo de la producción, a través de esta actividad se realizara un estudio basado en actividades de procesamiento y automatización del procesamiento de cerveza artesanal utilizando La integración de tecnologías avanzadas, como Controladores Lógicos Programables (PLC) y sistemas SCADA de la el cual nos permitirá identificar factores, características y procesos que influyen en el desarrollo de estas.

4. PROYECTO DE GRADO Planteamiento del problema En la actualidad de las Empresas que procesan este tipo de productos, se ha identificado problemas relacionados con el procesamiento y automatización de las plantas se fabricación, además de presencia de macroorganismos . Este producto a nivel nacional tiene un incremento en el consumo general, por consiguiente, se propone una solución a bajo costo y eficaz para mejorar la calidad de la cerveza artesanal. Se deben de tener en cuenta una serie de parámetros para la producción de la cerveza artesanal, a continuación, se realizará la citación de algunos problemas en la fabricación de esta.

5. PROYECTO DE GRADO Planteamiento del problema Causas: Limpieza inadecuada No desinfectado correctamente El uso de agua de mala calidad La fermentación es lenta o incluso no fermenta Falta de preparación. No hacer uso de una Checklist Fermentar o hervir en contenedores muy pequeños No poner atención al hervidor No usar la levadura de la manera adecuada. Embotellar antes de tiempo. Abrir las botellas antes de tiempo. Falta de disciplina.

6. PROYECTO DE GRADO Justificación La implementación de este proyecto tiene beneficios sociales significativos al mejorar la calidad de la cerveza artesanal, se contribuye a la conservación de los recursos de la empresa. Esto tiene un impacto positivo en la sociedad que adquiere los productos en vista que estas cervezas no contienen ningún tipo de aditivo químico, en ninguna de sus etapas del proceso. Son producidas en menores cantidades favoreciendo su proceso de elaboración. Además, las cervezas artesanales son más naturales, contienen una mayor cantidad de nutrientes debido al tipo de ingredientes que utiliza. Por ello repasaremos las grandes diferencias entre cerveza artesanal y cerveza industrial, que básicamente así:

7. PROYECTO DE GRADO Justificación Ingredientes Naturales La Receta del Maestro Cervecero El Proceso de Elaboración Filtrado Más sabor, más aroma, más variedades Producto Local y de Proximidad

8. PROYECTO DE GRADO Marco Conceptual   El proceso de la elaboración de esta esta clase de cerveza consta de 8 pasos los cuales todos son de suma importancia para la creación del producto, a continuación, describiremos cada uno de estos: Malteado: Los granos de cereal, normalmente de cebada, atraviesan un proceso de germinación controlada con el fin de activar las enzimas presentes en el grano, que luego serán necesarias durante la maceración. Dependiendo del grado de tostado obtenido durante el malteo, conseguiremos maltas más claras u oscuras, que aportarán el color de la cerveza. Molienda y Maceración: En este proceso una vez molido el grano de cereal se mezcla con agua para conseguir el mosto cervecero, el agua es el ingrediente mayoritario entre el 85% y 90% del contenido de la cerveza final, para llevar a cabo el proceso de macerado se mezcla el agua en diferentes lapsos y temperaturas con el fin de crear el almidón en azucares fermentables. Filtración del mosto: Después de haber culminado la maceración, se procede a separar el mosto líquido de los restos de malta. Para ello filtramos el mosto a través de una cuba filtro o de un filtro prensa, en ambos casos se separa el líquido del sólido, a este último se le llama bagazo.

9. PROYECTO DE GRADO Marco Conceptual   Cocción: El mosto se lleva a ebullición con el objetivo de aportar amargor y aroma presentes en el lúpulo, de igual forma se esteriliza el mosto, donde se coagulan proteínas y se evaporan aromas indeseables. Por lo regular basándonos en estadísticas este proceso tiene un lapso de una hora o más, dependiendo del estilo de cerveza que se esté elaborando. Finalmente, el mosto final es sometido a una especie de centrifugado. Fermentación de la Cerveza: En este proceso de enfría y se aíra el mosto para luego incluir la levadura, durante este proceso se transforman los azucares fermentables en alcohol y dióxido de carbono, simultáneamente en este proceso se crea una cierta cantidad de compuestos de los cuales algunos nos ayudan a obtener los aromas de la cerveza, en este proceso se define que clase de cerveza deseamos de acuerdo al tipo de levaduras que utilicemos ALE o LAGER, este proceso se desarrolla en tanques de fermentación. Maduración: En este proceso el líquido resultante se somete a un período de maduración, el cual la cerveza es sometida a bajas temperaturas para que el sabor y los aromas logrados durante el proceso se estabilicen y se consiga el balance entre los diferentes matices. Envasado: Este es el último paso de este proceso la cerveza al terminar su etapa de maduración se somete a un filtrado para eliminar todas las impurezas, una vez logrado esta etapa se obtiene la cerveza y será envasada en diferentes presentaciones. Para la realización de la investigación, implementación, desarrollo y automatización de este proyecto debemos conocer que vamos a utilizar:

10. PROYECTO DE GRADO Cronograma de Actividades  

11. PROYECTO DE GRADO Presupuesto   Recurso Descripción Presupuesto Equipo Humano Ingeniero Mecatrónico/Electrónico   Técnico de Instalación y Montaje.   Consultor en Procesos de Cerveza Artesanal.   Asesor en Automatización y Control.   Capacitación para el Personal. $4,000 - $6,000 USD $2,000 - $3,000 USD $1,000 - $2,000 USD $1,500 - $2,500 USD $500 - $1,000 USD Subtotal: $9,000 - $14,500 USD Equipos y Software Microcontrolador y Tarjeta HDMI.   Sensores (temperatura, presión, flujo).   Pantalla HDMI y Monitor.   Actuadores y Válvulas Automáticas.   Equipos de Elaboración de Cerveza (ollas, fermentadores, enfriadores).   Licencias de Software de Control y Automatización. $60 - $100 USD $300 - $600 USD $150 - $250 USD $400 - $700 USD $2,000 - $5,000 USD $500 - $1,000 USD Subtotal: $3,410 - $7,650 USD Viajes y Salidas de Campo Visitas a Proveedores (transporte y hospedaje) Visitas a Otras Plantas o Ferias de Cerveza $500 - $1,000 USD $800 - $1,200 USD Subtotal: $1,300 - $2,200 USD

12. PROYECTO DE GRADO Presupuesto Recurso Descripción Presupuesto Materiales y suministros Materias Primas para Pruebas (malta, lúpulo, levadura)   Componentes Electrónicos Variados (cables, conectores, fuentes de alimentación)   Suministros para Limpieza y Mantenimiento $600 - $1,200 USD $100 - $200 USD $100 - $200 USD Subtotal: $800 - $1,600 USD Bibliografía Libros Especializados en Automatización y Control.   Documentación Técnica y Manuales de Software/Hardware.   Suscripciones a Revistas y Publicaciones Científicas $200 - $400 USD $100 - $200 USD $150 - $300 USD Subtotal: $450 - $900 USD TOTAL $14,960 - $26,850 USD $.113.176.911 PESOS M/C

13. PROYECTO DE GRADO Diseño de la Solución: Para implementar una planta de producción de cerveza artesanal controlada mediante LabVIEW y visualizada a través de una salida HDMI, es fundamental definir especificaciones técnicas claras y dividir el sistema en componentes o etapas. Aquí te presento una propuesta detallada, separando cada uno de los componentes clave: Alimentación: Fuente de alimentación. Fuente de energía: Una fuente de alimentación confiable para todos los dispositivos electrónicos y mecánicos. Especificaciones: Fuente principal: Corriente alterna de 110V o 220V, dependiendo de la ubicación Convertidores de voltaje : Se necesitan convertidores de voltaje para los sensores y actuadores que funcionen a 5V o 12V DC. Protección: Fusibles y protección contra sobrecarga, sobretensión y cortocircuitos para los equipos sensibles UPS (Sistema de Alimentación Ininterrumpida): Para prevenir interrupciones en caso de fallas eléctricas, es recomendable una UPS para el sistema de control (computadora y microcontrolador).

14. PROYECTO DE GRADO Diseño de la Solución: Para implementar una planta de producción de cerveza artesanal controlada mediante LabVIEW y visualizada a través de una salida HDMI, es fundamental definir especificaciones técnicas claras y dividir el sistema en componentes o etapas. Aquí te presento una propuesta detallada, separando cada uno de los componentes clave: 2. Visualización : Interfaz gráfica de usuario (GUI) en LabVIEW . Pantalla de visualización : Un monitor con soporte para HDMI (resolución mínima: 1920x1080). Elementos de la GUI: Indicadores digitales para temperatura, presión, niveles de líquido. Gráficos de tendencias para visualizar cambios en tiempo real. Controles de botón para iniciar/detener cada etapa del proceso. Alarmas visuales (cambios de color) para indicar condiciones fuera de rango. Salida HDMI   Utilizar una computadora con capacidad HDMI para conectar la visualización

15. PROYECTO DE GRADO Diseño de la Solución: Para implementar una planta de producción de cerveza artesanal controlada mediante LabVIEW y visualizada a través de una salida HDMI, es fundamental definir especificaciones técnicas claras y dividir el sistema en componentes o etapas. Aquí te presento una propuesta detallada, separando cada uno de los componentes clave: 3. Control : Microcontrolador. Ejemplo: Arduino Mega o Raspberry Pi. Capacidades: Múltiples entradas analógicas (para sensores de temperatura y presión). Salidas digitales para control de relés (actuadores de calentamiento, bombas).  Control PID: Implementar algoritmos PID en LabVIEW para controlar la temperatura de maceración y hervido. Parámetros ajustables a través de la interfaz para optimizar el proceso.   Actuadores: Resistencias de calentamiento : Controladas por relés de estado sólido para el calentamiento de la mezcla. Válvulas de control : Electrónicas o mecánicas para regular el flujo de líquido. Enfriadores o intercambiadores de calor : Usados durante la fase de enfriamiento.

16. PROYECTO DE GRADO Diseño de la Solución: Para implementar una planta de producción de cerveza artesanal controlada mediante LabVIEW y visualizada a través de una salida HDMI, es fundamental definir especificaciones técnicas claras y dividir el sistema en componentes o etapas. Aquí te presento una propuesta detallada, separando cada uno de los componentes clave: 4. Instrumentación Sensores: Temperatura: Sensores de temperatura tipo PT100 o termopares. Rango: 0-100 °C (maceración y hervido). Precisión: ±1 °C. Presión: Transductores de presión (para el control de la fermentación). Rango: 0-2 bar. Precisión: ±0.1 bar. Nivel de líquido: Sensores de nivel ultrasónicos o de presión. Rango: dependiendo del tamaño del tanque. Actuadores : Calentadores : Resistencias eléctricas controladas por relés. Bombas : Bombas peristálticas para mover líquidos entre etapas.

17. PROYECTO DE GRADO Diseño de la Solución: Para implementar una planta de producción de cerveza artesanal controlada mediante LabVIEW y visualizada a través de una salida HDMI, es fundamental definir especificaciones técnicas claras y dividir el sistema en componentes o etapas. Aquí te presento una propuesta detallada, separando cada uno de los componentes clave: 5. Protocolo de Comunicación . Comunicación entre dispositivos : USB: Para conectar el microcontrolador a la computadora que ejecuta LabVIEW. Protocolo Serial: Para la comunicación entre LabVIEW y el microcontrolador (Arduino). Baud rate : 9600 bps (ajustable según necesidad). Interfaz de LabVIEW: Usar el bloque "VISA" para la comunicación con el microcontrolador a través del puerto serie.

18. PROYECTO DE GRADO Diseño de la Solución: Para implementar una planta de producción de cerveza artesanal controlada mediante LabVIEW y visualizada a través de una salida HDMI, es fundamental definir especificaciones técnicas claras y dividir el sistema en componentes o etapas. Aquí te presento una propuesta detallada, separando cada uno de los componentes clave: 6. Software LabVIEW Módulo necesario: LabVIEW Base o LabVIEW Professional para acceso a todas las funciones necesarias. Herramientas de análisis de datos para tendencias y reportes de producción. Librerías para control de hardware (NI- DAQmx para adquisición de datos).

19. PROYECTO DE GRADO Diseño de la Solución: Para implementar una planta de producción de cerveza artesanal controlada mediante LabVIEW y visualizada a través de una salida HDMI, es fundamental definir especificaciones técnicas claras y dividir el sistema en componentes o etapas. Aquí te presento una propuesta detallada, separando cada uno de los componentes clave: 7. Seguridad . Protección de sobrecalentamiento: Termostatos y fusibles en el circuito de calentamiento. Interbloqueos: Para garantizar que no se inicie una etapa si la anterior no se ha completado. Alarmas: Notificaciones en la interfaz para indicar condiciones peligrosas (temperaturas demasiado altas o bajas, fallos de presión). Con esta estructura de componentes, la planta de cerveza artesanal será capaz de funcionar de manera eficiente, segura y controlada, permitiendo a los operadores monitorear y ajustar el proceso de elaboración en tiempo real. Además, la visualización a través de una pantalla HDMI proporciona un acceso claro y fácil a todos los parámetros críticos.

20. PROYECTO DE GRADO Diseño de la Solución: Para implementar una planta de producción de cerveza artesanal controlada mediante LabVIEW y visualizada a través de una salida HDMI, es fundamental definir especificaciones técnicas claras y dividir el sistema en componentes o etapas. Aquí te presento una propuesta detallada, separando cada uno de los componentes clave: 8. Desarrollo y Simulación en LabVIEW . Diseño en LabVIEW Módulos de control de temperatura y presión. Controladores PID y gráficos para monitorear tendencias. Almacenamiento de recetas de procesos con valores predefinidos de temperatura y tiempo para cada tipo de cerveza.   Simulaciones: Antes de la implementación en planta, realizar simulaciones de todas las etapas en LabVIEW para verificar la estabilidad de los controladores y la respuesta de los sensores

21. PROYECTO DE GRADO Diseño de la Solución:

22. PROYECTO DE GRADO Diseño de la Solución:

23. PROYECTO DE GRADO Diseño de la Solución:

24. PROYECTO DE GRADO Diseño de la Solución:

25. PROYECTO DE GRADO Diseño Código en Matlab Características del Código: Simulación por Procesos: Se simulan los 10 pasos del proceso de producción con intervalos de tiempo configurables. Cada paso tiene progreso, producción y calidad independientes. Interfaz Gráfica: Gráfica de progreso: Muestra el avance de cada paso en porcentaje. Producción en tiempo real: Acumulación de litros producidos. Calidad por proceso: Estimación de la calidad (80-100%).Configuraciones Ajustables: tiempo por proceso: Duración de cada paso (en segundos).rand(): Se puede reemplazar con datos reales para simular la producción y calidad. Estadísticas Finales: Al terminar la simulación, muestra la producción total y la calidad promedio. Cómo Ejecutarlo Abrir MATLAB y copiar el código en un archivo .m (por ejemplo, planta_cerveza.m ). Ejecutar el archivo en el entorno de MATLAB. Verás gráficos que se actualizan en tiempo real a medida que avanza la simulación.

26. PROYECTO DE GRADO Diseño Código en Matlab Características del código: Tablas dinámicas separadas: Tiempos: Duración estimada de cada paso. Progreso: Porcentaje completado en cada paso. Producción: Cantidad producida por paso (dividida proporcionalmente). Gráfica en tiempo real: Progreso acumulado del proceso, visualizado minuto a minuto. Interfaz gráfica (GUI): Diseñada para visualización en un monitor HDMI. Se ajusta automáticamente a la resolución del monitor. Producción diaria: Configurable mediante la variable producción Diaria. Configuración HDMI: Para usar la interfaz en un monitor HDMI: Asegúrate de que tu computadora esté conectada a un monitor externo mediante HDMI. Ejecuta el script de MATLAB. La ventana de la GUI aparecerá automáticamente en la pantalla. Uso: Ejecuta el código en MATLAB. Observa cómo las tablas y gráficos se actualizan en tiempo real conforme avanza cada paso. Al finalizar, se mostrará un mensaje de "Simulación completa". Personalización: Duraciones: Modifica el vector duraciones para ajustar los tiempos. Producción: Cambia producción Diaria para reflejar la capacidad real de la planta. Gráfica: Personaliza colores o estilos en el gráfico.

27. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Díaz, J., & Pérez, M. (2020). Tecnología y calidad de vida: Innovaciones para el futuro . Ediciones Académicas. Gómez, L., & Hernández, P. (2019). Impacto de la telemedicina en comunidades rurales. Revista de Tecnología y Salud, 15 (3), 45-60. https://doi.org/10.1234/techhealth.2019.003 Organización Mundial de la Salud. (2021). Tecnología en la atención primaria de salud. OMS . https://www.who.int/health-tech López, C. (2021). Implementación de domótica para mejorar la eficiencia energética en hogares [Tesis de maestría, Universidad de Tecnología Avanzada]. Repositorio Digital UT.

28. GRACIAS POR SU ATENCIÓN Comunicación para vivir y soñar: narrar en clave de paz