Automatització d'una planta de processos químics

Resum L’any 1969 es van començar a comercialitzar els sistemes digitals programables coneguts com autòmats programables o PLC’s, utilitzats per controlar qualsevol tipus de procés industrial. Al llarg de tots aquests anys, aquests sistemes i tota la tecnologia en general han evolucionat molt, i només és qüestió de temps que la tecnologia que utilitzem avui en dia quedi obsoleta i substituïda per una de millors característiques i amb més avantatges. Aquest és el motiu de l’elaboració d’aquest treball, que com a objectiu pretén modernitzar un procés de fabricació d’una industria química que ha quedat molt limitat a causa de l’antiguitat de la instal•lació. Per dur a terme aquesta modernització, s’introdueixen sistemes de control amb majors prestacions, s’utilitzen xarxes de comunicacions per facilitar el muntatge elèctric de la instal•lació i un sistema de supervisió i adquisició de dades per poder obtenir un control més estricte del procés de fabricació i de tots els factors que intervenen. El funcionament del procés de fabricació és que a partir d’unes matèries primeres líquides emmagatzemades en dipòsits, es dosifiquin aquestes matèries en l’ordre i la quantitat desitjada dins un o diversos recipients per barrejar-les i aplicar els tractaments que siguin necessaris. Tot aquest procés està controlat per un autòmat programable, i disposa de diferents terminals operadors per poder interactuar amb el sistema. També té implementat un sistema SCADA en diversos ordinadors per aportar una visió general de la planta en temps real, un registre de dades dels paràmetres que es controlen i alhora serveix per enllaçar amb la xarxa d’ordinadors existent. Com annex d’aquest treball, es presenten els esquemes elèctrics i el programa de l’autòmat programable per veure totes les característiques elèctriques dels dispositius i el mètode de funcionament del procés. S’ha aconseguit donar un salt tecnològic i poder gaudir de tots els avantatges que ofereixen les noves tecnologies, que com a resultat s’ha optimitzat i millorat el procés de fabricació. De totes les conclusions, la més destacada és la d’haver dissenyat un sistema de control basat en una estructura descentralitzada molt flexible, que es pot expandir i adaptar fàcilment als possibles canvis.

Estudi i implantació de programari lliure

Actualment la majoria de nosaltres sabem de l’existència de molts programes lliures, però hem tenir clar que lliure no vol dir sempre programa gratuït. Tot i que a vegades sí que pot ser-ho, es té en compte molt més que això: és una manera de pensar i entendre el programari i al llarg dels anys ha generat tot un moviment social. Considerem que un programa lliure és aquell que garanteix als usuaris la llibertat per executar, copiar, distribuir, estudiar, canviar i millorar el codi programat, com molt bé defineixen les seves llibertats bàsiques. El programari lliure el podem trobar funcionant en ordinadors personals, escoles, empreses diverses, administracions, etc. ja que la majoria de programes que utilitzenactualment, com hem vist, tenen el seu equivalent en lliure. El fet de si és viable que una empresa es passi a programari lliure, depèn ben bé del seu entorn, ja que en funció d’aquest li serà més o menys fàcil la migració. La finalitat d’aquest projecte és, primer de tot, fer un ampli estudi del món del programari lliure i del seu moviment social. S’ha fet una recerca de diferents aspectes dins del programari lliure per conèixer-lo a fons i després s’ha proposat una possible implantació d’aquest en un usuari domèstic i en una administració pública, tenint en compte tots els aspectes vistos en l’estudi, valorant si totes les idees que defensa i els beneficis que aporta són aplicables i viables en qualsevol persona i àmbit i el perquè. Com a conclusió principal en destacaria que tot i que el programa lliure disposa d’una ideologia que agrada i té uns programes tècnicament perfectes (sense que això sigui el seu objectiu principal), penso que encara hi ha molt camí per recórrer quant a una migració en grans entorns, ja que per exemple en un ajuntament una migració total és encara difícil (tot i que no impossible perquè n’hi ha que s’hi han migrat). A l’apartat d’annexos s’hi inclou un glossari amb un seguit de terminologies amb paraules que no tothom pot saber i s’ha cregut oportú incloure-les en aquest apartat. La primera vegada que apareix alguna d’aquestes paraules la podem trobar senyalitzada amb un *.

Adquiridor de dades analògiques

L’empresa TER és una empresa dedicada al disseny i la construcció de projectes electrònics. La necessitat de comprovar el funcionament dels seus dissenys ha motivat a realitzar un projecte capaç de recollir dades significatives de diferents àmbits com pressió, voltatge, intensitat, temperatura etc. En el mercat les dos maneres més freqüents de recollir aquestes dades són per sensors que donen una equivalència d’un paràmetre físic a un rang de voltatge (0 a 10v) o per corrent (4 a 20mA). Aquestes dades seran adquirides i processades periòdicament per un microcontrolador que les emmagatzemarà una a una per posteriorment visualitzar-les en un LCD o en un programa fet per Visual Basic capaç de generar un document que guardi les dades en Excel. Com a conclusions es pot dir que s’han assolit els objectius, tant els personals com els proposats, per tal de tenir un prototip funcional

Obtenció d'estruvita a partir de la fracció líquida digerida de purins de vaca

Actualment a Catalunya existeixen zones amb importants limitacions per l’aplicació de purins al sòl, pel que és imprescindible trobar alternatives de gestió i tractament que permetin l’aprofitament adequat dels recursos continguts a les dejeccions ramaderes sense afectar el medi. La digestió anaeròbia és una de les tècniques utilitzades en el tractament de les dejeccions ramaderes. L’efluent líquid que s’obté d’aquest tractament no modifica el contingut de nitrogen i fòsfor i per tant ha de ser gestionat correctament. L’objectiu general d’aquest projecte és avaluar la precipitació d’estruvita (sal de magnesi, amoni i fosfat) com una alternativa de gestió de l’efluent líquid d’una planta de digestió anaeròbia i compostatge que tracta dejeccions ramaderes conjuntament amb altres residus orgànics. S’han avaluat els efectes dels diferents paràmetres operacionals en la formació d’estruvita (pH, temperatura, velocitat d’agitació, alcalinitat), mitjançant assaigs en discontinu amb solució sintètica. A continuació s’ha procedit a obtenir estruvita a partir de la fracció líquida digerida de purí (FLD), en assaigs en discontinu per estudiar l’efecte del contingut de matèria orgànica i sòlids Totals (ST), així com el contingut en fosfats i el pH de reacció. Finalment, s’han optimitzat els paràmetres de procés en continu, mitjançant la posada en marxa d’un reactor a escala de laboratori i estudi de l’efecte de la velocitat d’agitació i de la introducció del stripping de CO2, tant amb solució sintètica com amb la fracció líquida digerida del purí. Dels resultats obtinguts es pot concloure que els factors que tenen una major influència en el procés d’obtenció d’estruvita són el pH (el pH òptim es situa al voltant de 9), i la presència de matèria orgànica i sòlids ens suspensió, que interfereix de forma quantitativa i qualitativa en la formació de l’estruvita. En el procés en continu s’ha aconseguit reduccions d’un 84% i 98% d’amoni i fòsfor respectivament, obtenintse estruvita que pot ser utilitzada com a fertilitzant d’alliberació lenta. Es pot concloure que la precipitació d’estruvita és una bona alternativa per millorar la gestió de les dejeccions ramaderes alhora que permet recuperar nutrients i tancar cicles. La combinació amb un tractament previ que elimini la matèria orgànica, com podria ser la digestió anaeròbia, i una separació de fases, per eliminar els sòlids en suspensió, es presenta com una configuració amb molts avantatges.

Teclat virtual amb predicció del llenguatge

L'objectiu de la realització d'aquest treball és la creació d'un teclat virtual destinat a ajudar a persones amb mobilitat reduïda, que no poden utilitzar el teclat físic de l'ordinador, a escriure intentant aconseguir una velocitat d'escriptura raonable per a textos de qualsevol mida. Per aconseguir aquesta velocitat d'escriptura raonable s'ha implementat un sistema de predicció del llenguatge que té dos aspectes. D'una banda es prediuen paraules segons la seva freqüència d'ús en un determinat diccionari i, d'altra banda, es prediuen paraules seguint les regles d'escriptura de la gramàtica catalana. Un altre aspecte important era que el programa creat es pogués utilitzar en diferents sistemes operatius ja que només hi havia versions específiques per a cada un d'ells. El programa creat es pot executar en els sistemes operatius Windows XP, Mac OS i Ubuntu Linux. El programa creat pretén ser una base per a posteriors millores i ampliacions en diferents parts del seu conjunt. No obstant això, com a resultat s'ha obtingut un programa que permet escriure raonablement ràpid i permet a l'usuari gestionar diccionaris i els dos tipus de predicció que s'han implementat.

Estudi tècnic-econòmic per a la instal·lació d'una granja d'ànecs per a producció de foie-gras situada en el terme municipal de Fontanals de Cerdanya

Inversors però, principalment professionals de l'àmbit agrari, per tal de buscar una diversificació de l'activitat agrícola i ramadera que desenvolupen a les seves finques, sobretot joves emprenedors, poden estar interessats en produccions alternatives com la producció d'ànecs per a foie-gras, per tal de complementar la seva renda agrària. Actualment cal augmentar la competitivitat de les finques agrícoles per tal que aquestes siguin econòmicament viables. L’objectiu de l'estudi és determinar la viabilitat econòmica d’una explotació ramadera d’ànecs per a la producció de foie-gras, en el terme municipal de Fontanals de Cerdanya, analitzant les diverses alternatives en quant a dimensionament i disseny de les instal·lacions, segons el cicle productiu de l’animal. L'alternativa escollida per realitzar l'estudi es la de semi-integració (cria, engreix i embocat), de règim semi-intensiu (durant l'etapa de l'engreix), amb animals mascles de la raça híbrida Mulard. Les instal·lacions tindran una capacitat de 6.500 animals, amb lots de 250 caps. Aquest dimensionament permet, durant la fase d'embocat, en la qual es requereix més dedicació, que la demanda de mà d'obra pugui ser satisfeta per un únic treballador. La principal conclusió que es pot extreure de l'estudi és que la inversió projectada és massa elevada i que aquesta econòmicament no és viable o rendible, ja que la despesa és massa elevada. Es mouen uns fluxos de caixa molt elevats i el marge comercial és molt reduït. Únicament si l'objectiu del promotor és obtenir una remuneració per la seva feina, sempre i quan és produeixi un augment del preu actual de la carn i una disminució del preu del pinso, es podria recomanar que es portés a terme la implantació de l'explotació, intentant, però, reduir la despesa d'execució de construccions i instal·lacions.

Sistema d'adquisició de temperatures de 2 canals via R.F.

Poder mesurar i enregistrar diferents tipus de magnituds com pressió, força, temperatura etc. s’ha convertit en una necessitat per moltes aplicacions actuals. Aquestes magnituds poden tenir procedències molt diverses, tals com l’entorn, o poden ser generades per sistemes mecànics, elèctrics, etc. Per tal de poder adquirir aquestes magnituds, s’utilitzen els sistemes d’adquisició de dades. Aquests sistemes, prenen mostres analògiques del món real, i les transformen en dades digitals que poden ser manipulades per un sistema electrònic. Pràcticament qualsevol magnitud es pot mesurar utilitzant el sensor adient. Una magnitud molt utilitzada en sistemes d’adquisició de dades, és la temperatura. Els sistemes d’adquisició de temperatures estan molt generalitzats, i podem trobar-los com a sistemes, on l’objectiu és mostrar les dades adquirides, o podem trobar-los formant part de sistemes de control, aportant uns inputs necessaris per el seu correcte funcionament, garantir-ne l’estabilitat, seguretat etc. Aquest projecte, promogut per l’empresa Elausa, s’encarregarà d’adquirir, el senyal d’entrada de 2 Termoparells. Aquests mesuraran temperatures de circuits electrònics, que es trobaran dintre la càmera climàtica de Elausa, sotmesos a diferents condicions de temperatura, per tal de rebre l’homologació del circuit. El sistema haurà de poder mostrar les dades adquirides en temps real, i emmagatzemar-les en un PC que estarà ubicat en una oficina, situada a uns 30 m de distància de la sala on es farà el test. El sistema constarà d’un circuit electrònic que adquirirà, i condicionarà el senyal de sortida dels termoparells, per adaptar-lo a la tensió d’entrada d’un convertidor analògic digital, del microcontrolador integrat en aquesta placa. Seguidament aquesta informació, s’enviarà a través d’un mòdul transmissor de radiofreqüència, cap al PC on es visualitzaran les dades adquirides. Els objectius plantejats són els següents: - Dissenyar el circuit electrònic d’adquisició i condicionament del senyal. - Dissenyar, fabricar i muntar el circuit imprès de la placa d’adquisició. - Realitzar el programa de control del microcontrolador. - Realitzar el programa per presentar i desar les dades en un PC. - El sistema ha d’adquirir 2 temperatures, a través de Termoparells amb un rang d’entrada de -40ºC a +240ºC - S’ha de transmetre les dades via R.F. Els resultats del projecte han estat satisfactoris i s’han complert els objectius plantejats.

Parametrització de contorns oberts

Un dels principals problemes quan es realitza un anàlisi de contorns és la gran quantitat de dades implicades en la descripció de la figura. Per resoldre aquesta problemàtica, s’aplica la parametrització que consisteix en obtenir d’un contorn unes dades representatives amb els mínims coeficients possibles, a partir dels quals es podrà reconstruir de nou sense pèrdues molt evidents d’informació. En figures de contorns tancats, la parametrització més estudiada és l’aplicació de la transformada discreta de Fourier (DFT). Aquesta s’aplica a la seqüència de valors que descriu el comportament de les coordenades x i y al llarg de tots els punts que formen el traç. A diferència, en els contorns oberts no es pot aplicar directament la DFT ja que per fer-ho es necessita que el valor de x i de y siguin iguals tan en el primer punt del contorn com en l’últim. Això és degut al fet que la DFT representa sense error senyals periòdics. Si els senyals no acaben en el mateix punt, representa que hi ha una discontinuïtat i apareixen oscil·lacions a la reconstrucció. L’objectiu d’aquest treball és parametritzar contorns oberts amb la mateixa eficiència que s’obté en la parametrització de contorns tancats. Per dur-ho a terme, s’ha dissenyat un programa que permet aplicar la DFT en contorns oberts mitjançant la modificació de les seqüencies de x i y. A més a més, també utilitzant el programari Matlab s’han desenvolupat altres aplicacions que han permès veure diferents aspectes sobre la parametrització i com es comporten els Descriptors El·líptics de Fourier (EFD). Els resultats obtinguts han demostrat que l’aplicació dissenyada permet la parametrització de contorns oberts amb compressions òptimes, fet que facilitarà l’anàlisi quantitatiu de formes en camps com l’ecologia, medicina, geografia, entre d’altres.

Eficiència energètica aplicada a les instal·lacions de la Universitat de Vic

En termes generals, es pot definir l’Eficiència Energètica com la reducció del consum d’energia mantenint els mateixos serveis energètics, sense disminuir el nostre confort i qualitat de vida, protegint el medi ambient, assegurant el proveïment i fomentant un comportament Sostenible al seu ús. L’objectiu principal d’aquest treball, és reduir el consum d’energia i terme de potència contractat a la Universitat de Vic, aplicant un programa d’estalvi amb mesures correctores en el funcionament de les seves instal·lacions o espais. Per tal de poder arribar a aquest objectiu marcat, prèviament s’ha realitzat un estudi acurat, obtenint tota la informació necessària per poder aplicar les mesures correctores a la bossa més important de consum. Un cop trobada, dur a terme l’estudi de la viabilitat de la inversió de les mesures correctores més eficients, optimitzant els recursos destinats. L’espai on s’ha dut a terme l’estudi, ha estat a l’edifici F del Campus Miramarges, seguint les indicacions d’Arnau Bardolet (Cap de Manteniment de la UVIC). Aquest edifici consta d’un entresol, baixos i quatre plantes. L’equip de mesura que s’ha fet servir per realitzar l’estudi, és de la marca Circutor sèrie AR5-L, aquests equips són programables que mesuren, calculen i emmagatzemen en memòria els principals paràmetres elèctrics en xarxes trifàsiques. Els projectes futurs complementaris que es podrien realitzar a part d’aquest són: instal·lar sensors, instal·lar mòduls convertidors TCP/IP, aprofitar la xarxa intranet i crear un escada amb un sinòptic de control i gestió des d’un punt de treball. Aquest aplicatiu permet visualitzar en una pantalla d’un PC tots els estats dels elements controlats mitjançant un sinòptic (encendre/parar manualment l’enllumenat i endolls de les aules, estat d’enllumenat i endolls de les aules, consums instantanis/acumulats energètics, estat dels passadissos entre altres) i explotar les dades recollides a la base de dades. Cada espai tindria la seva lògica de funcionament automàtic específic. Entre les conclusions més rellevants obtingudes en aquest treball s’observa: · Que és pot reduir la potència contractada a la factura a l’estar per sota de la realment consumida. · Que no hi ha penalitzacions a la factura per consum de reactiva, ja que el compensador funciona correctament. · Que es pot reduir l’horari de l’inici del consum d’energia, ja que no correspon a l’activitat docent. · Els valors de la tensió i freqüència estan dintre de la normalitat. · Els harmònics estan al llindar màxim. Analitzant aquestes conclusions, voldria destacar les mesures correctores més importants que es poden dur a terme: canvi tecnològic a LED, temporitzar automàticament l’encesa i apagada dels fluorescents i equips informàtics de les aules “seguint calendari docent”, instal·lar sensors de moviment amb detecció lumínica als passadissos. Totes les conclusions extretes d’aquest treball, es poden aplicar a tots els edificis de la facultat, prèviament realitzant l’estudi individual de cadascuna, seguint els mateixos criteris per tal d’optimitzar la inversió.

Anàlisi d'imatges estereoscòpiques utilitzant mètodes de baixa càrrega computacional

Mitjançant imatges estereoscòpiques es poden detectar la posició respecte de la càmera dels objectes que apareixen en una escena. A partir de les diferències entre les imatges captades pels dos objectius es pot determinar la profunditat dels objectes. Existeixen diversitat de tècniques de visió artificial que permeten calcular la localització dels objectes, habitualment amb l’objectiu de reconstruir l’escena en 3D. Aquestes tècniques necessiten una gran càrrega computacional, ja que utilitzen mètodes de comparació bidimensionals, i per tant, no es poden utilitzar per aplicacions en temps real. En aquest treball proposem un nou mètode d’anàlisi de les imatges estereoscòpiques que ens permeti obtenir la profunditat dels objectes d’una escena amb uns resultats acceptables. Aquest nou mètode es basa en transformar la informació bidimensional de la imatge en una informació unidimensional per tal de poder fer la comparació de les imatges amb un baix cost computacional, i dels resultats de la comparació extreure’n la profunditat dels objectes dins l’escena. Això ha de permetre, per exemple, que aquest mètode es pugui implementar en un dispositiu autònom i li permeti realitzar operacions de guiatge a través d’espais interiors i exteriors.

Reconeixement de gestos de la mà amb el sensor Kinect

El reconeixement dels gestos de la mà (HGR, Hand Gesture Recognition) és actualment un camp important de recerca degut a la varietat de situacions en les quals és necessari comunicar-se mitjançant signes, com pot ser la comunicació entre persones que utilitzen la llengua de signes i les que no. En aquest projecte es presenta un mètode de reconeixement de gestos de la mà a temps real utilitzant el sensor Kinect per Microsoft Xbox, implementat en un entorn Linux (Ubuntu) amb llenguatge de programació Python i utilitzant la llibreria de visió artifical OpenCV per a processar les dades sobre un ordinador portàtil convencional. Gràcies a la capacitat del sensor Kinect de capturar dades de profunditat d’una escena es poden determinar les posicions i trajectòries dels objectes en 3 dimensions, el que implica poder realitzar una anàlisi complerta a temps real d’una imatge o d’una seqüencia d’imatges. El procediment de reconeixement que es planteja es basa en la segmentació de la imatge per poder treballar únicament amb la mà, en la detecció dels contorns, per després obtenir l’envolupant convexa i els defectes convexos, que finalment han de servir per determinar el nombre de dits i concloure en la interpretació del gest; el resultat final és la transcripció del seu significat en una finestra que serveix d’interfície amb l’interlocutor. L’aplicació permet reconèixer els números del 0 al 5, ja que s’analitza únicament una mà, alguns gestos populars i algunes de les lletres de l’alfabet dactilològic de la llengua de signes catalana. El projecte és doncs, la porta d’entrada al camp del reconeixement de gestos i la base d’un futur sistema de reconeixement de la llengua de signes capaç de transcriure tant els signes dinàmics com l’alfabet dactilològic.

Què es pot fer per millorar la convivencia?: la visió dels docents

A partir de la conferència titulada La millora de la convivència. Tot allò que hom voldria saber i no gosa preguntar, pronunciada el mes de setembre de 2008 com a activitat inaugural del PFZ de la comarca del Montsià, el centenar de docents que hi assistiren hi van poder fer les aportacions o les preguntes que van creure oportunes respecte al tema plantejat a la sessió. En aquest article, s'hi analitzen i s'hi categoritzen les opinions que els mestres i els professors van exposar en relació amb la convivència als centres educatius

Distinção entre cachaças destiladas em alambiques e em colunas usando quimiometria

One hundred fifteen cachaça samples derived from distillation in copper stills (73) or in stainless steels (42) were analyzed for thirty five itens by chromatography and inductively coupled plasma optical emission spectrometry. The analytical data were treated through Factor Analysis (FA), Partial Least Square Discriminant Analysis (PLS-DA) and Quadratic Discriminant Analysis (QDA). The FA explained 66.0% of the database variance. PLS-DA showed that it is possible to distinguish between the two groups of cachaças with 52.8% of the database variance. QDA was used to build up a classification model using acetaldehyde, ethyl carbamate, isobutyl alcohol, benzaldehyde, acetic acid and formaldehyde as chemical descriptors. The model presented 91.7% of accuracy on predicting the apparatus in which unknown samples were distilled.

Influence of basic properties of Mg,Al-mixed oxides on their catalytic activity in knoevenagel condensation between benzaldehyde and phenylsulfonylacetonitrile

The catalytic performance of Mg,Al-mixed oxides (MO20, MO25 and MO33) derived from hydrotalcites was evaluated in the Knoevenagel reaction between benzaldehyde and phenylsulfonylacetonitrile at 373 and 383 K. The best results were obtained for the sample MO20 that presented the highest basic sites density and external area and the smallest crystallite sizes. The relative amount of basic sites with weak to intermediate strength also played an important role on catalytic performance. By increasing the catalyst content from 1 to 5 wt.% at 383 K, a complete conversion of the reactants is attained, producing α-phenylsulfonylcinnamonitrile with a selectivity of 100%.