Diseño e implementación de un proceso industrial accionado mediante gestos usando PLC, HMI y un ordenador Monoplaca

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Título : Diseño e implementación de un proceso industrial accionado mediante gestos usando PLC, HMI y un ordenador Monoplaca
Autor : Albuja Paredes, Joao Moisés
Falconi Caro, Stefano Isaac
Director de Tesis: Larco Torres, Víctor David
Resumen traducido: The project aims to focus on the design and implementation of an industrial process that uses gesture recognition to actuate devices by integrating technologies such as PLC, HMI and a single board computer. The paper establishes the relevance of artificial intelligence and vision in optimizing industrial processes, in a global context where leading countries such as the United States, which contains strong investments in industrial automation, and Germany, which is a pioneer in the integration of cyber-physical systems, have invested in the infrastructure and development of these technologies. Furthermore, the urgent need for innovative approaches to interact with industrial equipment is emphasized by our solution, which serves as an alternative method of direct control for users with disabilities or physical limitations. The project has one goal, which is to develop a system that translates gestures into commands and uses images to build a dataset to train machine learning models to identify these gestures and establish a communication interface between the single-board computer and the PLC. By using dedicated access and fast hardware, such as Raspberry Pi, for this purpose, together with the use of today's industrial programming and control tools, a smooth and secure integration into automation environments is achieved. The proposed methodology is organized in different phases ranging from gestural research and selection to the final validation of the system in a pilot scenario. First, a data capture and annotation phase is completed, followed by the development and fine-tuning of the gesture processing, detection and segmentation algorithms. Then, the system is integrated by configuring industrial communication protocols, exhaustive tests are performed to maximize accuracy and response times, and finally validation is carried out in a controlled environment, demonstrating the feasibility and impact potential of this innovation in the field of labor automation.
Resumen : El proyecto tiene como objetivo centrarse en el diseño e implementación de un proceso industrial que utiliza el reconocimiento de gestos para accionar dispositivos mediante la integración de tecnologías como PLC, HMI y un ordenador monoplaca. El documento establece la relevancia de la inteligencia y la visión artificial en la optimización de procesos industriales, en un contexto global donde países lideres cómo Estados Unidos que contiene fuertes inversiones en automatización industrial, Alemania que es pionera en la integración de sistemas ciber físicos, han invertido en la infraestructura y desarrollo de estas tecnologías. Además, la necesidad urgente de enfoques innovadores para interactuar con equipos industriales se enfatiza con nuestra solución, que sirve como un método alternativo de control directo para usuarios con discapacidades o limitaciones físicas. El proyecto tiene un objetivo, el cual es desarrollar un sistema que traduzca gestos en comandos y utilice imágenes para construir un conjunto de datos para entrenar modelos de aprendizaje automático para identificar estos gestos y establecer una interfaz de comunicación entre la computadora de plaza única y el PLC. Al utilizar acceso especifico y hardware rápido, como Raspberry Pi, para este objetivo, junto con el uso de herramientas de control y programación industrial de hoy en día, se logra una integración fluida y segura en entornos de automatización. La metodología propuesta está organizada en diferentes fases que van desde la investigación gestual y selección hasta la validación final del sistema en un escenario piloto. Primero, se completa una fase de captura ya notación de datos, seguida del desarrollo y ajuste fino de los algoritmos de procesamiento, detección y segmentación gestual. Luego, el sistema se integra mediante la configuración de protocolos de comunicación industrial, se realizan pruebas exhaustivas para maximizar la precisión y los tiempos de respuestas, y se lleva a cabo la validación en un entorno controlado, demostrando la viabilidad y el potencial de impacto de esta innovación en el campo de la automatización laboral.
Palabras clave : RECONOCIMIENTO DE GESTOS
AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL
VISIÓN ARTIFICIAL
PLC
APRENDIZAJE AUTOMÁTICO
Fecha de publicación : 2025
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/30232
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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