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Automatización del monitoreo de nivel de un tanque de líquido químico

RA#2.3 · Automatización y Control de Procesos (IIoT) · Universidad de La Sabana Autor: Santiago Gutiérrez de Piñeres (santiagoguti17) · Ingeniería Informática

Pregunta guía. ¿Cómo puede utilizarse la automatización industrial para monitorear los niveles de un tanque de líquido químico, reduciendo el consumo de energía y el desperdicio de líquido?

1. Resumen

Se diseñó e implementó la lógica combinacional de un sistema de monitoreo de nivel con tres sensores (B1, B2, B3) y cinco indicadores luminosos (H1–H5). La solución se desarrolló en dos plataformas:

Plataforma Enfoque Resultado
CODESYS (simulación) Ladder + HMI; incluye un elemento controlado por tiempo (reloj de parpadeo con temporizadores TON) Diseño · HMI · Validación
OpenPLC + ESP32 (hardware real) Mismo Ladder, proceso controlado por eventos de sensores Diseño · Montaje · Validación

El sistema distingue cuatro estados válidos del tanque (vacío, nivel bajo, nivel correcto y rebose) y trata como error de sensor (H5) cualquier combinación físicamente imposible, tal como exige el enunciado.

2. Contenido de la Wiki

  1. Análisis y diseño lógico — enunciado, tabla de verdad, ecuaciones y circuito lógico.
  2. CODESYS: Ladder — redes, documentación y decisiones de diseño.
  3. CODESYS: HMI — visualización, animaciones y etiquetas.
  4. CODESYS: validación en simulación — pruebas de todas las combinaciones.
  5. OpenPLC: diseño — migración del Ladder, variables y mapeo de pines.
  6. Montaje físico — componentes, esquema y conexiones.
  7. OpenPLC: validación con hardware — protocolo y resultados de pruebas.
  8. Análisis: energía y desperdicio — respuesta a la pregunta guía.
  9. Uso de inteligencia artificial — declaración de uso de herramientas de IA.
  10. Referencias — formato IEEE.

3. Estructura del repositorio

ejercicio_TanqueQuimico/
├── codesys/EjercicioTanqueQuimico_HMI.project      # Proyecto CODESYS (Ladder + HMI)
├── openplc/OpenPLC_TanqueQuimico/                  # Proyecto OpenPLC Editor (Ladder + pin mapping)
└── docs/img/                                       # Capturas y fotos usadas en la Wiki

4. Cómo reproducir

  • CODESYS: abrir codesys/EjercicioTanqueQuimico_HMI.project con CODESYS V3.5 SP22 Patch 3 → Online → Simulación → Compilar → Login → Iniciar → abrir la visualización Visualization y accionar los botones B1, B2 y B3.
  • OpenPLC: abrir openplc/OpenPLC_TanqueQuimico/project.json con OpenPLC Editor, seleccionar el puerto COM de la ESP32 y subir el programa (ver Montaje físico para el cableado).

5. Alcance y limitaciones

  • Los sensores de nivel se simulan con un DIP switch (1 = el líquido alcanza el sensor); no se emplearon sensores de nivel líquido reales.
  • Los actuadores son LED indicadores; el enunciado no solicita control de bombas o válvulas.
  • El enunciado no define un proceso por lotes, por lo que no se implementó conteo de lotes.