Automatización de dosificadora de químicos N2...
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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA
SEDE – GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍAS
CARRERA: INGENIERÍA ELECTRÓNICA
TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE:
INGENIERO ELECTRÓNICO
MENCIÓN EN SISTEMAS INDUSTRIALES
TEMA: AUTOMATIZACIÓN DE DOSIFICADORA DE QUÍMICOS N2 APLICADO A LA EMPRESA DUPOCSA
AUTORES:
GABRIEL ALEJANDRO JÁCOME BRIONES
PEDRO JOSÉ SOLÍS RIVERA
DIRECTOR: ING. BYRON LIMA C.
GUAYAQUIL, AGOSTO 2013
II
DECLARATORIA DE RESPONSABILIDAD
Nosotros, GABRIEL ALEJANDRO JÁCOME BRIONES portador de la cédula de
ciudadanía Nº 0920321395 y PEDRO JOSÉ SOLÍS RIVERA portador de la cédula
de ciudadanía Nº 0921137865, estudiantes de la Universidad Politécnica Salesiana
declaramos que la responsabilidad del contenido de esta tesis de Grado, nos
corresponde exclusivamente, y la propiedad intelectual a la Universidad Politécnica
Salesiana.
Guayaquil, Agosto 12 del 2013.
Sr. Gabriel Alejandro Jácome Briones Sr. Pedro José Solís Rivera
C.I. 0920321395 C.I. 0921137865
III
DEDICATORIA
Este trabajo de tesis va dedicado a Dios por todos los favores y bendiciones que me
ha brindado; por ser mí guía por darme fortaleza en los momentos difíciles cuando
estaba a punto de declinar.
A mi papi Alejandro, mi mami Anita, mis hermanos Alejandro y Francisco, por ser
mis pilares fundamentales en toda mi vida estudiantil y en mi inicio como
profesional, por ser parte en el proceso de lograr este objetivo que me propuse en mi
vida.
Dedico parte de este trabajo a mi mamita Otilda, aunque no se encuentre conmigo
físicamente, su presencia espiritual esta siempre a mi lado, por sus consejos, ánimos
que nunca me faltaron y que los guardo en mi corazón.
Gabriel Jácome
IV
DEDICATORIA
Este trabajo de tesis de grado está dedicado a:
Dios, por darme la oportunidad de vivir y por estar conmigo en cada paso que doy,
por fortalecer mi corazón e iluminar mi mente, por las oportunidades que se han
presentado en la vida y por haber puesto en mi camino a aquellas personas que han
sido mi soporte y compañía durante toda este periodo de estudio.
Mi madre Roberta Rivera, por darme la vida, por su apoyo y esfuerzo realizado para
dejarme la mejor herencia que me pudo dejar que es el estudio. Mamá gracias por
guiarme y dejarme una carrera para mi futuro.
Mi padre Pedro Solís por su esfuerzo realizado en sus labores diarias, por los
consejos y ejemplos de perseverancia que lo caracterizan, por el valor mostrado para
salir adelante en la vida.
Mis hermanos, Javier, Maritza y María, por apoyarme siempre, los quiero mucho.
Mis sobrinos y sobrinas para que veas en mí un ejemplo a seguir.
Mis tíos, primos, abuelos y amigos por su colaboración y apoyo incondicional.
Pedro Solís Rivera
V
AGRADECIMIENTOS
Al Dr. Xavier López con el cargo de Gerente de Producción de la empresa
DUPOCSA por haber permitido que este proyecto se haya efectuado en sus
instalaciones.
Al tutor de tesis Ing. Byron Lima, por sus recomendaciones, atención e interés
efectuado durante la realización del proyecto.
A todo el personal técnico, operarios y supervisores de la empresa DUPOCSA.
A mi compañero de tesis Gabriel Jácome, por la dedicación que tuvo durante la
realización del proyecto.
A mi familia, compañeros y profesores que han aportado de una u otra forma en la
realización del proyecto.
Pedro Solís Rivera
VI
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a Dios desde el fondo de mi corazón por ser mi fortaleza, descanso y
regocijo en mi vida tanto personal como profesional.
Mis padres, a los que más amo por estar siempre a mi lado, por sus enseñanzas y
consejos que me sirvieron para crecer personalmente.
A mis hermanos y no podría faltar este agradecimiento a mi novia Nilda por estar
siempre pendiente de mi, por brindarme todo su amor y cariño, por ser paciente y
comprender y lograr que cumpla mi objetivo.
Gabriel Jácome
VII
ÍNDICE GENERAL CARATULA…………………………………………………………………………I
DECLARATORIA DE RESPONSABILIDAD ......................................................... II
DEDICATORIA ........................................................................................................ III
AGRADECIMIENTOS .............................................................................................. V
ÍNDICE GENERAL.................................................................................................. VII
ABSTRACT ......................................................................................................... XVIII
INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 20
CAPÍTULO 1: EL PROBLEMA ............................................................................. 21
1.1 Planteamiento del Problema ................................................................................ 21
1.1.1 Problemas que se presentan al momento de la producción ........................... 21
1.1.2 Delimitación del Problema ........................................................................... 22
1.2 Objetivos ............................................................................................................. 22
1.2.1 Objetivo General ........................................................................................... 22
1.2.2 Objetivos Específicos .................................................................................... 22
1.3 Justificación......................................................................................................... 23
1.4 Hipótesis ............................................................................................................... 24
1.5 Variables e Indicadores ....................................................................................... 25
1.5.1 Cuadro de variables de la envasadora de químicos “N2”.............................. 25
1.6 Marco Metodológico ........................................................................................... 26
1.6.1 Método Deductivo ........................................................................................ 26
1.6.2 Método Inductivo ......................................................................................... 26
1.6.3 Método Científico ......................................................................................... 26
1.7 Población y Muestra ............................................................................................ 27
1.8 Descripción de la Propuesta ................................................................................ 27
1.8.1 Beneficiarios .................................................................................................. 28
1.8.2 Impacto .......................................................................................................... 28
CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO .......................................................................... 29
2.1 Generalidades de la Empresa Dupocsa ................................................................ 29
2.1.1 Localidad ................................................................................................. 29
2.1.2 Productos incluidos en el sistema de gestión integrado ........................... 30
VIII
2.2 Principales productos que se elaboran ................................................................ 30
2.3 Gráfica de formulación del glifosato................................................................... 31
2.4 Descripción del Proceso de Trabajo .................................................................... 31
2.4.1 Dosificación ................................................................................................... 31
2.4.2 Diagrama de bloques del proceso de envasado ............................................. 32
2.5 Envasadora manual de químicos ......................................................................... 32
2.6 Casos similares de envasadoras de químicos ...................................................... 34
2.7 Razones para la Automatización de la Envasadora de Químico “N2”. ............. 36
2.8 Automatismo ...................................................................................................... 36
2.8.1 Automatización ............................................................................................ 36
2.8.2 Electricidad Industrial ................................................................................... 36
2.8.3 Controlador Lógico Programable PLC. ......................................................... 37
2.8.4 Simatic HMI. Panel operador OP7 ............................................................... 38
2.8.5 Variador de velocidad................................................................................... 38
2.8.6 Sensores ........................................................................................................ 40
2.8.7 Sensor Magnético .......................................................................................... 40
2.8.8 Sensores de Proximidad ............................................................................... 41
2.8.9 Sensor Fotoeléctrico ...................................................................................... 41
2.8.10 Sensor de Nivel ........................................................................................... 42
2.8.11 Motor Eléctrico ............................................................................................ 42
2.8.12 Relé ............................................................................................................. 43
2.8.13 Neumática ................................................................................................... 43
2.8.14 Actuadores Neumáticos .............................................................................. 43
2.8.15 Cilindros Neumáticos .................................................................................. 44
2.8.16 Cilindros de Doble Efecto ........................................................................... 44
2.8.17 Bomba Neumática ...................................................................................... 45
2.8.18 Válvulas Neumáticas .................................................................................. 45
2.8.20 Unidad de Mantenimiento ....................................................................... 46
2.8.21 Manguera y Racores ................................................................................ 47
2.8.22 Sistemas Electro neumáticos ................................................................... 47
2.8.22 Electroválvulas ........................................................................................... 48
2.8.23 Electroválvula de 3/2 vías monoestable, normalmente cerrada. ................ 49
2.8.24 Electroválvula de 3/2 vías monoestable, normalmente abierta. ............... 50
2.8.25 Boquilla Hidráulica. ................................................................................. 50
IX
2.8.26 Tanque de Almacenamiento. ....................................................................... 51
CAPÍTULO 3: DISEÑO DE CONTROL DE LA MÁQUINA ENVASADORA N2
.................................................................................................................................... 53
3.1 Sistema de Control General, para el proceso de Dosificado en la Máquina
Envasadora "N2" ........................................................................................................ 53
3.2 Transportación y Detección de Botellas ........................................................... 54
3.3 Llenado del Reservorio ....................................................................................... 55
3.4 Dosificación del Químico ................................................................................... 55
3.5 Evacuación de las Botellas ................................................................................... 56
3.6 Sistema de Control de Envasadora N2 .............................................................. 56
3.6.1 Conexiones de la CPU 224 ......................................................................... 57
3.6.2 Características de las Entradas de la CPU 224 ............................................. 58
3.7 Panel Operador HMI OP7 .................................................................................... 59
3.7.1 Conexiones del HMI ..................................................................................... 61
CAPÍTULO 4: INSTALACIÓN DEL SISTEMA .................................................... 62
4.1 Instalación del Tanque de la Máquina Envasadora "N2" .................................... 62
4.1.1 Instalación del Sistema de Control para el llenado del tanque .................... 62
4.1.2 Instalación bomba neumática ....................................................................... 64
4.1.3 Conexiones de la bomba neumática .............................................................. 64
4.2 Instalación de la Banda Transportadora ............................................................... 65
4.2.1 Motor de Banda Transportadora ................................................................... 66
4.3 Instalación del Variador de Velocidad ................................................................ 67
4.3.1 Conexiones del variador ................................................................................ 68
4.3.2 Configuración del variador de velocidad ..................................................... 68
4.4 Instalación de Sensor Fotoeléctrico ................................................................... 70
4.4.1 Instalación de Traba de Entrada .................................................................... 71
4.4.2 Instalación de Traba de Salida ...................................................................... 71
4.5 Instalación de Boquillas ...................................................................................... 72
4.5.1 Sistema de Boquillas ..................................................................................... 72
4.5.2 Sistema de Elevación del Banco de Boquillas .............................................. 73
4.7 Instalación de la Unidad de Mantenimiento de Aire Comprimido ..................... 75
X
4.7 Instalación de Electroválvulas............................................................................. 75
4.8 Instalación de Tablero de Eléctrico ..................................................................... 76
CAPÍTULO 5: PROGRAMACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL DE LA
MÁQUINA ENVASADORA N2. ............................................................................. 77
5.1 Diagrama de Flujo de la Máquina Envasadora N2 ........................................... 77
5.2 Direcciones de las entradas y salidas del programa. ......................................... 80
5.3 Direcciones de Memorias, contadores y temporizadores del programa ............. 80
5.4 Programa de Control de la Máquina Envasadora N2 en Micro/win 32 ............. 81
5.4.1 Programa Principal ....................................................................................... 81
5.4.2 Recetas del Programa .................................................................................... 83
5.5 Funcionamientos de los estados de la máquina envasadora "N2" ....................... 85
5.5.1 Secuencia de la Máquina .............................................................................. 85
5.5.2 Llenado del tanque de la envasadora N2 ...................................................... 86
5.5.3 Traba de entrada Retraída ............................................................................. 87
5.5.4 Traba de Salida Extendida. ........................................................................... 88
5.5.5 Banda Transportadora Encendida ................................................................. 88
5.5.6 Habilitación del Sensor de entrada de botellas .............................................. 88
5.5.7 Traba de entrada extendida. ......................................................................... 89
5.5.8 Banda Transportadora OFF ......................................................................... 90
5.5.9 Sellado de las Boquillas ............................................................................... 90
5.5.10 Tiempo de Llenado. ..................................................................................... 91
5.5.11 Pistón de Sellado Extendido ........................................................................ 93
5.5.12 Traba de salida Retraída ............................................................................. 93
5.5.13 Banda transportadora ON ............................................................................ 93
5.6 Programación del HMI "OP7" .......................................................................... 96
5.6.1 Configuración de recetas en el panel operador. ............................................. 96
5.6.2 Configuración Mediante Simatic Protool / Pro CS V6.0 ............................. 96
5.6.3 Creación de proyecto En Simatic Protool/ Pro CS V6.0 ............................. 97
5.6.4 Creación de variables en protool. ................................................................ 100
5.6.5 Creación de Imagen en Protool. .................................................................. 101
PRESUPUESTO ...................................................................................................... 103
XI
CONCLUSIONES ................................................................................................... 104
RECOMENDACIONES .......................................................................................... 105
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES ................................................................... 108
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 111
ANEXO 1 ................................................................................................................. 113
CARACTERÍSTICAS Y DATOS TÉCNICOS DE LA CPU 224 .......................... 113
ANEXO 2 ................................................................................................................. 116
MANUAL DE USUARIO DE LA MÁQUINA ENVASADORA N2 .................... 116
ANEXO 3 ................................................................................................................. 129
MANUAL DE FALLAS Y POSIBLES SOLUCIONES ........................................ 129
ANEXO 4 ................................................................................................................. 137
PROGRAMA DE CONTROL DEL PLC. ............................................................... 137
ANEXO 5 ................................................................................................................ 165
DIAGRAMAS ELÉCTRICOS, NEUMÁTICO Y MECÁNICO DE LA MÁQUINA
ENVASADORA N2. ............................................................................................... 165
XII
ÍNDICE DE GRÁFICOS
CAPÍTULO 1 Gráfico 1.1 Máquina envasadora “N2” antes de la automatización ........................... 23 CAPÍTULO2 Gráfico 2.1: Instalaciones de la Planta Dupocsa ....................................................... 30
Gráfico 2.2: Gráfica de formulación del glifosato .................................................... 31
Gráfico 2.3: Marcas principales productos que se elaboran en Dupocsa .................. 31
Gráfico 2.4: Diagrama de bloques del proceso de envasado .................................... 32
Gráfico 2.5: Sistema de boquillas usadas en la máquina anteriormente .................... 33
Gráfico 2.6: Máquina Envasadora " N2" ................................................................... 33
Gráfico 2.7: Diagrama de bloque de un PLC ............................................................ 37
Gráfico 2.8: Panel Operador OP7 .............................................................................. 38
Gráfico 2.9: Variador de Velocidad ........................................................................... 39
Gráfico 2.10: Sensor Magnético ................................................................................ 40
Gráfico 2.11: Sensor Óptico ....................................................................................... 41
Gráfico 2.12: Motor Eléctrico .................................................................................... 42
Gráfico 2.13: Relé ...................................................................................................... 43
Gráfico 2.14: Cilindros Neumáticos .......................................................................... 44
Gráfico 2.15: Válvulas Neumáticas ........................................................................... 46
Gráfico 2.16: Símbolo de unidad de mantenimiento ................................................. 47
Gráfico 2.17: Bobinas de electroválvulas .................................................................. 49
Gráfico 2.18: Electroválvula normalmente cerrada ................................................... 50
Gráfico 2.19: Boquilla de la Máquina N2 .................................................................. 51
Gráfico 2.20: Tanque de Máquina Envasadora N2 .................................................... 52
CAPÍTULO 3 Gráfico 3.1: Sistema general del proceso de dosificado ........................................... 53
Gráfico 3.2: Diagrama de bloque de Subprocesos de la Máquina Envasadora N2... 54
Gráfico 3.3: Transportación y detección de las botellas ............................................ 54
Gráfico 3.4: Tanque de almacenamiento ................................................................... 55
Gráfico 3.5: Reservorio de la máquina ..................................................................... 55
Gráfico 3.6 Dosificación del producto ...................................................................... 56
Gráfico 3.7: CPU 224 Siemens .................................................................................. 57
Gráfico 3.8 Conexiones de alimentación del autómata S7-200 ................................. 57
Gráfico 3.9: Conexiones Eléctricas del PLC S7200 .................................................. 58
XIII
Gráfico 3.10: Teclado del HMI OP7 .......................................................................... 60
Gráfico 3. 11: Puerto de comunicación del HMI ....................................................... 61
Gráfico 3.12: Configuración del puerto de comunicación ........................................ 61
CAPÍTULO 4
Gráfico 4.1: Tanque de Máquina Envasadora N2 ...................................................... 62
Gráfico 4.2: Control de nivel por electrodos .............................................................. 63
Gráfico 4.3: Relé de nivel C-AFR CAMSCO ........................................................... 64
Gráfico 4.4: Bomba neumática de diafragma ............................................................ 64
Gráfico 4.5: Conexiones de la bomba neumática....................................................... 65
Gráfico 4. 6: Banda transportadora ............................................................................ 66
Gráfico 4.7: Motor de banda transportadora ............................................................. 66
Gráfico 4.8: Variador de velocidad ATV ................................................................... 67
Gráfico 4. 9: Diagrama de Cableado del Variador ..................................................... 68
Gráfico 4.10: Configuración de Parámetros Variador ATV12H037M2 .................... 68
Gráfico 4.11: Tipo de control del variador................................................................. 69
Gráfico 4.12: Ubicación del sensor óptico ................................................................. 70
Gráfico 4.13: Ubicación de las botellas en posición de llenado ................................ 71
Gráfico 4.14: Ubicación de las 8 boquillas ................................................................ 72
Gráfico 4.15: Mango de Calibración de base de boquillas ....................................... 73
Gráfico 4.16: Unión mecánica entre el pistón y base de banco ................................ 73
Gráfico 4.17: Válvulas de Estrangulamiento ............................................................ 74
Gráfico 4.18: Sensor magnético, ubicado en cilindro neumático .............................. 74
Gráfico 4.19: Traba de salida ..................................................................................... 72
Gráfico 4.20: Unidad de mantenimiento y regulador de presión ............................... 75
Gráfico 4.21: Banco de electroválvulas .................................................................... 75
Gráfico 4.22: Tablero Eléctrico.................................................................................. 76
CAPÍTULO 5
Gráfico 5.1: Diagrama de Flujo ................................................................................ 77
Gráfico 5.2: Diagrama de Flujo ................................................................................ 78
Gráfico 5.3: Diagrama de Flujo ................................................................................. 79
Gráfico 5.4: Impresión Pantalla de Programa MicroWin ........................................ 82
Gráfico 5.5: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin .................................... 82
Gráfico 5.6: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ..................................... 83
Gráfico 5.7: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ..................................... 83
XIV
Gráfico 5.8: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ..................................... 84
Gráfico 5.9: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin .................................... 85
Gráfico 5.10: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 86
Gráfico 5.11: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 86
Gráfico 5.12: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 87
Gráfico 5.13: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 87
Gráfico 5.14: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 88
Gráfico 5.15: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 88
Gráfico 5.16: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 89
Gráfico 5.17: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 89
Gráfico 5.18: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 90
Gráfico 5.19: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 90
Gráfico 5.20: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 91
Gráfico 5.21: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 91
Gráfico 5.22: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 92
Gráfico 5.23: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 92
Gráfico 5.24: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 93
Gráfico 5.25: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 93
Gráfico 5.26: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 94
Gráfico 5.27: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 94
Gráfico 5.28: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 95
Gráfico 5.29: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 95
Gráfico 5.30: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin ................................... 96
Gráfico 5.31: Cuadro Esquemático de Fases de Configuración y Dirección de
Procesos ..................................................................................................................... 97
Gráfico 5.32: Selección del equipo en el asistente de configuración ......................... 98
Gráfico 5.33: Configuración del dispositivo .............................................................. 98
Gráfico 5.34: Finalización de la Configuración ......................................................... 99
Gráfico 5.35: Configuración de Parámetros............................................................... 99
Gráfico 5.36: Creación de las Variables .................................................................. 100
Gráfico 5.37: Listas de variables creadas ................................................................. 101
Gráfico 5.38: Imagen del Programa ......................................................................... 101
Gráfico 5.39: Campo de Entrada /Salida ................................................................. 102
XV
ANEXO 1
Anexo 1 Gráfico 1 CPU 224 ................................................................................................ 114
ANEXO 2
Anexo 2 Gráfico 1 Máquina Envasadora N2 ...................................................................... 117
Anexo 2 Gráfico 2 Envasadora de Químicos N2, Calibración de boquillas ........................ 118
Anexo 2 Gráfico 3 Manual de Envasadora de Químicos N2, Mensaje de Inicio ................ 119
Anexo 2 Gráfico 4 Teclado de panel operador .................................................................... 119
Anexo 2 Gráfico 5 Manual de Envasadora de Químicos N2, Menú de Opciones ............... 119
Anexo 2 Gráfico 6 Manual de Envasadora de Químicos N2, Menú de Test Actuadores .... 120
Anexo 2 Gráfico 7 Manual de Envasadora de Químicos N2, Mensaje de Salida ................ 120
Anexo 2 Gráfico 8 Manual de Envasadora de Químicos N2, Calibración de la Altura de
Boquillas .............................................................................................................................. 120
Anexo 2 Gráfico 9 Manual de Envasadora de Químicos N2, Menú de Receta .................. 121
Anexo 2 Gráfico 10 Menú de Configuración de Cantidad de botellas a Ingresar .............. 121
Anexo 2 Gráfico 11 Menú de Configuración del Tiempo de Llenado ................................. 121
Anexo 2 Gráfico 12 Menú de Configuración de Tiempo de Vacío ..................................... 122
Anexo 2 Gráfico 13 Menú de Configuración de Tiempo de Retardo del Pistón de Salida.. 122
Anexo 2 Gráfico 14 Menú de Configuración de Retardo de la Banda Transportadora ...... 122
Anexo 2 Gráfico 15 Menú de Configuración de Retardo de Pistón de Entrada .................. 122
Anexo 2 Gráfico 16 Mensaje Para Guardar la Configuración Realizada ........................... 123
ANEXO 3
Anexo 3 Gráfica 1 Manual de fallas ........................................................................ 130
Anexo 3 Gráfica 2 Manual de fallas ........................................................................ 131
Anexo 3 Gráfica 3 Manual de fallas ........................................................................ 131
Anexo 3 Gráfica 4 Manual de fallas, Figura de traba de salida ............................... 132
Anexo 3 Gráfica 5 Manual de fallas, Figura de electroválvula de traba de salida ... 132
Anexo 3 Gráfica 6 Manual de fallas, Figura de sensor de entrada, ubicado al inicio
del área de dosificación ............................................................................................ 133
Anexo 3 Gráfica 7 Manual de fallas, Figura de cilindro de banco de dosificación de
máquina envasadora “N2”........................................................................................ 134
Anexo 3 Gráfica 8 Manual de fallas, Figura de bomba neumática, generalmente
usada para aplicaciones de traslado de químicos ..................................................... 135
Anexo 3 Gráfica 9 Manual de fallas, Figura de OP7, ubicado en el panel de control
de la envasadora “N2” .............................................................................................. 135
XVI
ANEXO 5
Anexo 5 Gráfica 1: Planos Eléctricos de Máquina Envasadora .............................. 166
Anexo 5 Gráfica 2: Planos Eléctricos de Máquina Envasadora .............................. 167
Anexo 5 Gráfica 3: Planos Eléctricos de Máquina Envasadora .............................. 168
Anexo 5 Gráfica 4: Planos Eléctricos de Máquina Envasadora .............................. 169
Anexo 5 Gráfica 4: Planos Eléctricos de Máquina Envasadora .............................. 170
Anexo 5 Gráfica 6: Planos Estructural de Máquina Envasadora ............................ 171
Anexo 5 Gráfica 7: Plano Estructural de Máquina Envasadora .............................. 172
Anexo 5 Gráfica 8: Plano Estructural de Máquina Envasadora .............................. 173
Anexo 5 Gráfica 9: Plano Estructural de Máquina Envasadora .............................. 174
Anexo 5 Gráfica 10: Plano Estructural de Máquina Envasadora ............................ 175
Anexo 5 Gráfica 11: Plano Estructural de Máquina Envasadora ............................ 176
XVII
ÍNDICE DE TABLAS
CAPÍTULO 1
Tabla 1.1: Identificación de la máquina ..................................................................... 25
Tabla 1.2: Identificación técnica de la máquina......................................................... 25
Tabla 2.1: Longitudes de carreras normalizadas …………………...……………….45
CAPÍTULO 2
Tabla 4.1: Tabla de datos de motor de banda transportadora….…..……………….69
Tabla 4.2: Configuración del Variador de Velocidad………………………………70
CAPÍTULO 3
Tabla 5.1: Dirección de Entradas para el programa de control……………..………80
Tabla 5.2: Dirección de Salidas para el programa de control…………….…………80
Tabla 5.3: Contador para el programa de control..…………… . …………………..80
Tabla 5.4: Temporizadores para el programa de control..…………………………..81
Tabla 5.5: Parámetros para dosificar envases de 1 litro…………………………..…84
Tabla 5.6: Variables utilizadas en el programa de control……………………..… 100
PRESUPUESTO
Tabla 1 Presupuesto total de la Máquina envasadora “N2” ................................................. 103
ANEXO 1
Anexo 1 Tabla 1: Características de software de CPU 224 Familia S7-200 ........... 114
Anexo 1 Tabla 2: Características de Hardware de CPU 224 Familia S7-200 ......... 114
Anexo 1 Tabla 3: Características destacadas de CPU 224 Familia S7-200 ............ 115
Anexo 1 Tabla 4: Características técnicas del CPU 224 Familia S7-200 ............... 115
ANEXO 2
Anexo 2 Tabla 1 Manual de Envasadora de Químicos N2 ...................................... 126
Anexo 2 Tabla 2 Manual de Envasadora de Químicos N2 ...................................... 128
Anexo 2 Tabla 3 Manual de Envasadora de Químicos N2 ...................................... 128
XVIII
ABSTRACT AÑO ALUMNO/S DIRECTOR DE
TESIS TEMA TESIS
2013 GABRIEL ALEJANDRO JÁCOME BRIONES PEDRO JOSÉ SOLÍS RIVERA
ING. BYRON LIMA. AUTOMATIZACIÓN DE
DOSIFICADORA DE
QUÍMICOS N2
APLICADO A LA
EMPRESA DUPOCSA
El proyecto de tesis realizado tuvo como finalidad la automatización de una
máquina dosificadora de químicos conocida como “N2” para la empresa Dupocsa,
cuya aplicación es para dosificar productos químicos como herbicidas en botellas
tipo pet de tamaño de 1/2 litro, 1 litro y 1 galón, para el funcionamiento automático
de todos los subprocesos de la máquina se a implementando un controlador lógico
programable PLC cuyo programa controla los siguientes subprocesos transportación
de las botellas, detección de las botellas, llenado del reservorio, dosificación del
producto y evacuación de las botellas. Para ingresar y modificar las recetas de
funcionamiento de la máquina se ha considerado un panel operador OP7 que se
maneja a través de teclado, también se eligieron adecuadamente sensores, relé,
variador de frecuencia, cilindros y accesorios neumáticos, switches, botones, motor
eléctrico, fuente de poder, breaker, contactores, conectores, cables eléctrico válvulas
y mangueras. El estudio del funcionamiento de cada uno de estos dispositivos
ayudo a seleccionar su utilización dentro del sistema de la máquina. La culminación
del proyecto fue alcanzada una vez que se realizó las pruebas con los productos
Paraquat y Glifosato en envases de 1 litro y de 1 galón. Se logró obtener un equipo
moderno, flexible de fácil manejo para el operador y se instaló en línea junto con
las demás máquinas que realizan el sellado y etiquetado de las botellas.
PALABRAS CLAVES.
Automatización / dosificación / control de nivel / envases / banda transportadora
/sensores / recetas/ volumen/ peso/ boquillas / glifosato / paraquat / PLC/ HMI.
XIX
ABSTRACT YEARS STUDENT /S THESIS DIRECTOR THESIS TOPIC 2013 GABRIEL
ALEJANDRO JÁCOME BRIONES PEDRO JOSÉ SOLÍS RIVERA
ING. BYRON LIMA.
AUTOMATION OF
CHEMICAL DOSING N2
APPLIED IN THE
DUPOCSA COMPANY
This thesis had as objective the automation of a chemical dispenser machine known
as “N2” for an Enterprise called Dupocsa, its application is to dose chemical
products such as herbicides in pet bottles in ½ little, 1 little and 1 gallon, for the
automation of all the sub processes of the machine was added a PLC in which the
program control the following sub processes: transportation and detection of the
bottles, filling the reservoir, dosage of the product and evacuation of the bottles.
To get in and modify recipes for machine operation has been considered a OP7
operator panel that is handled through of keyboard, Too sensors adequately
chosen,relay, frequency variator, cylinders, neumatic accessories, switches, buttons,
electric motor, power supply, breaker, counters, electrical wires, connectors, valves and
hoses.
The study of the performance of each device helped to choose their usage inside the
machine system. The end of the project was reached after doing the test with the
products “Paraquat and Glifosato” in 1 liter and 1 gallon containers.
The results that were accomplished were modern equipment, flexible, easy usage for the operator and it was installed online next to the other machines that makes the sealing and labeled of the bottles.
KEYWORDS
Automatización / dosificación / control de nivel / envases / banda transportadora
/sensores / recetas/ volumen/ peso/ boquillas / glifosato / paraquat / PLC/ HMI.
20
INTRODUCCIÓN
Dupocsa, es una empresa que se dedica a la producción y comercialización de
productos y servicios de alta calidad para la agricultura; sus instalaciones se
encuentran ubicada en el Km 1.5 Vía Durán Tambo, Guayaquil- Ecuador.
En Dupocsa para el proceso de envasado de sus productos herbicidas se utilizaban
dos máquinas envasadoras llamadas N1 y N2, el proceso de dosificado con estas
máquinas se lo realizaba manualmente, es decir que la persona que trabajaba en la
máquina le correspondía estar pendiente de todo el proceso de dosificado, además
existían limitaciones al momento de realizar el proceso de dosificación del
producto, no se alcanzaba obtener el peso o volumen correcto en los envases esto
ocasionaba que se tenga que verificar el peso por medio de una balanza electrónica
y de acuerdo al peso medido completar o quitar producto del envase, lo que
provocaba que el proceso se haga más lento generando perdidas en el tiempo de
producción y aumento de mano de obra para la elaboración de sus productos.
Debido a estos inconvenientes que presentaban las máquinas envasadoras N1 y N2
la empresa Dupocsa decide automatizar la máquina envasadora N2 con la finalidad
de mejorar su tiempo producción.
Para la realización de este proyecto de automatización de la envasadora de químicos
“N2” se ha considerado obtener una máquina flexible por lo tanto se ha instalado un
panel operador OP7 para manejo e ingreso de parámetros de trabajo de la máquina,
el control se lo realiza mediante un PLC S7-200 CPU 224, los actuadores
neumáticos son controlado por electroválvulas, utiliza un sensor óptico para detectar
las botellas a su ingreso, sensor de nivel para controlar el llenado del tanque de la
máquina cuya capacidad de almacenamiento se la aumento a 250 litros, la velocidad
de la banda transportadora es regulable ya que es controlada por un variador de
velocidad, se construyeron 8 boquillas lo que permite dosificar mayor cantidad de
envases por minuto y garantizar el peso o volumen requerido para cada envase desde
1/2 litro, 1litro y 1galón (3.88 litros).
21
CAPÍTULO 1: EL PROBLEMA
1.1 Planteamiento del Problema
En la empresa de químicos DUPOCSA, se realizaba trabajos de procesamiento y
envasado de sus productos en botellas tipo pet en una máquina obsoleta, la
producción por hora era de 400 litros aproximadamente, debido a que solo tenía 4
boquillas y el envasado del producto era irregular provocando que el peso de los
envases no llegue a el valor establecido por el control de calidad, para obtener el
peso adecuado se procedía a rellenar y pesar manualmente las botellas provocando
pérdida de tiempo y mano de obra en la elaboración del producto, como también
existía riesgos de derrame del producto provocando contaminación en la línea de
producción que podría poner en riesgo la salud de los obreros que laboran en la
planta debido a que el producto es un herbicida.
1.1.1 Problemas que se presentan al momento de la producción
Los problemas que se representan una limitante al momento de trabajar con la
envasadora “N2” son los siguientes:
� La producción de la máquina envasadora era muy baja debido a que el
equipo no se lograba calibrar para obtener el peso correcto en los envases de
litro y galón y se debía completar manualmente hasta obtener el peso
correcto.
� EL llenado del tanque no era controlado, puesto que el operador tiene que
estar fijando su atención hacia el nivel del tanque y maniobrando
manualmente la bomba para controlar el llenado del tanque.
� La capacidad del tanque era de 50 litros, esta limitación provoca que solo se
pueda utilizar 4 boquillas para dosificar.
� La Velocidad de la banda transportadora era fija, provocando pérdida de
tiempo en la producción ya que la máquina trabaja a una sola velocidad.
22
� Existía derrame de producto durante el proceso de dosificado.
� El panel operador se manejaba mediante pulsadores y switches.
1.1.2 Delimitación del Problema
El proyecto se realizará en la empresa Dupocsa ubicada en el Km 1.5 Vía Durán
Tambo, en el área de fertilizantes la fecha de inicio es 4 marzo 2012 del hasta la
fecha actual.
1.2 Objetivos 1.2.1 Objetivo General
Realizar la automatización de la envasadora de químicos "N2" en la empresa
Dupocsa, con la finalidad de obtener una máquina moderna capaz de controlar cada
uno de sus procesos, y que sea capaz de acoplarse a la línea de envasado de los
productos herbicidas como son el Glifosato y Paraquat, en presentaciones 1/2 litro, 1
litro y 1 galón, garantizando el peso o volumen correcto de cada envase dosificado,
reduciendo la cantidad de manos de obra, ahorro de tiempo y materias prima
durante el proceso de dosificado.
1.2.2 Objetivos Específicos
� Realizar un levantamiento técnico sobre el funcionamiento actual de la
máquina dosificadora de químicos conocida como “N2”, encontrando sus
falencias y delimitaciones que presenta la máquina en la línea de producción.
� Realizar un bosquejo sobre condiciones, características y funcionamiento de
la máquina Dosificadora "N2".
� Diseñar los planos eléctricos, neumático, mecánico para el nuevo diseño de
la máquina dosificadora "N2".
� Cotizar materiales y elementos a utilizar en el proyecto.
� Diseñar y construir las boquillas de la máquina.
� Implementar el proyecto de la máquina envasadora "N2".
23
� Realizar el programa de control del PLC para la máquina.
� Realizar el programa del HMI de la máquina.
� Calibrar parámetros de tiempo para secuencia del funcionamiento de la
máquina.
� Realizar la instalación de la máquina en la línea de producción.
� Realizar las pruebas en la máquina.
� Calibrar el tiempo de llenado para envases de litro y galón con producto
Paraquat.
� Calibrar el tiempo de llenado para envases de litro y galón con producto
Glifosato.
� Capacitar al personal técnico y operador sobre el funcionamiento de la
máquina.
1.3 Justificación En la empresa Dupocsa se utilizaba la envasadora "N2" para dosificar productos
herbicidas. Esta máquina no permite satisfacer una producción anual o llegar a las
expectativas proyectadas debido a que es una máquina manual de tecnología
antigua, ocasionando que exista muchas pérdidas tanto de materia prima y de
recursos humanos porque se utiliza demasiado personal en el proceso de dosificado.
Fuente: Empresa Dupocsa, 2012
Gráfico 1.1 Máquina envasadora “N2” antes de la automatización
24
Al realizar el estudio técnico-productivo de esta Máquinaría en su estado actual, los
resultados de producción no son satisfactorio.
Mediante la realización del estudio pro-mejoras de este equipo se están logrando
duplicar la producción y obtener una línea de envasado completa y automática que
permite realizar todo el proceso de producción pasando por las siguientes etapas
dosificado, sellado de las botellas y etiquetado. En la rehabilitación de esta máquina
se logra que su funcionamiento sea más amigable y de fácil compresión para el
personal operador.
En las Máquinarías o líneas de producción el uso de tecnología de punta representan
para las empresas mejores ingresos económicos, menor cantidad de pérdidas en el
tiempo, como en el envasado de los productos y algo muy importante es que reduce
considerablemente el uso de mano de obra para esta labor, con esto las empresas
tienen o disponen de tiempo y de personal para la fabricación de otros productos y
así mejorar sus rentabilidades.
1.4 Hipótesis Con la automatización de la máquina dosificadora "N2" se logrará dosificar 900
litros por hora logrando duplicar la producción, el volumen y peso de los envases
dosificados tiene un rango de tolerancia del +/- 0.5 % del peso requerido, la
máquina realizara sus procesos de dosificado automáticamente y se podrá seleccionar
la cantidad y tamaño de botellas de entrada que se desee envasar por grupo, la
máquina envasadora "N2" se acopla para trabajar en línea con la selladora y
etiquetadora para completar todo el proceso de producción, se requiere de una sola
persona para operar el equipo lo que ayudará a bajar el costo de la producción y
mejorar el uso o disposición del personal en la línea de producción, también se
reduciría la cantidad de desperdicio de producto, todos estas variables ayudan a tener
mayor ganancia o rentabilidad a la empresa.
A continuación se muestran tablas con las variables e indicadores que se tomaron en
cuenta en la Máquina envasadora de químicos “N2”.
25
1.5 Variables e Indicadores
1.5.1 Cuadro de variables de la envasadora de químicos “N2”.
IDENTIFICACIÓN MAQUINARÍA LLENADORA N2 Variables de trabajo
Numero de boquillas 8
Tiempo de llenado
Depende del envase a
utilizarse
Tiempo pistón de entrada 4 segundo
Tiempo pistón de salida 7 segundo
Tiempo encendido banda
transportadora 2.5 segundo
Tiempo Off Máquina 2 segundos
Velocidad Máquina (1 litro) 16 botellas x minuto
Tabla 1.1: Identificación de la máquina Fuente: Los autores, 2013.
IDENTIFICACIÓN TÉCNICA-
MAQUINARÍA LLENADORA N2
Equipo actual:
Válvulas operativas 8
Voltaje de alimentación 220VAC
N. De operadores en línea 3
Capacidad tanque de envasadora 250 litros
Velocidad de la banda 0 a 10 mts por min.
Control de llenado del tanque Automático
Técnica de envasado Por recirculación producto
Medidas de la máquina
3052 mm longitud x 2300
mm altura x 770 mm
ancho
Velocidad producción 16 envases x min.
Tipo de estructura de la máquina Acero inoxidable
Tabla 1.2: Identificación técnica de la máquina Fuente: Los autores, 2013
26
1.6 Marco Metodológico Para el desarrollo de este proyecto se hizo uso del método científico, utilizando los
siguientes parámetros el sistema de dosificado mediante recirculación de fluidos.
1.6.1 Método Deductivo
La producción de químicos para el uso agrícola y la competencia de empresas a nivel
nacional que se dedican a estas actividades nos llevan a dirigir la mirada hacia la
empresa Dupocsa, que contaba con equipos de tecnología antigua y anti técnicos
para el envasado de productos en cualquiera de sus presentaciones.
Los datos de producción obtenidos por esta empresa nos ayudan a deducir sus
falencias y problemas que tienen en el último proceso de su producción que es el
envasado de herbicidas.
1.6.2 Método Inductivo
En el área de envasado de herbicida estaba ubicada la máquina envasadora de
químicos “N2”, su producción por minutos en las condiciones anteriores era de 12
botellas por minutos, teniéndose los siguientes problemas:
� Baja velocidad de producción.
� Alto desperdicio de materia prima al momento del trabajo del equipo,
máquina deformaba los envases.
� Gran demanda de personal operador al momento de utilizar el equipo.
� Desperdicio de tiempo al momento de trabajar con la máquina, equipo no
sincronizado al momento de funcionar.
1.6.3 Método Científico
Para la automatización de esta máquina se investigo un método de envasado que sea
idóneo para el tipo de producto que se envase en esta máquina, la cual sea fácil de
usar, económico y novedoso, teniendo en cuenta que el producto de mayor demanda
que ellos producen es el glifosato.
27
Una cualidad de este producto es su alta espumosidad al momento del transporte,
almacenaje y envasado.
Se estudió varias formas o técnicas utilizadas en procesos de envasado de productos
espumosos y se encontró que el SISTEMA DE DOSIFICADO MEDIANTE
RECIRCULACIÓN DE FLUIDOS , es el más apropiado por su técnica de utilizar
tanque elevado, boquillas diseñadas para este propósito y porque la presión de fluido
que se maneja al momento del dosificado es constante, esto se logra automatizando
el control de nivel de fluido en el tanque de la máquina.
1.7 Población y Muestra
En el proceso de envasado se puede señalar como población a todos los
departamentos que comprenden la empresa Dupocsa como son: producción,
mantenimiento, bodega, laboratorio, control de calidad.
Y como muestra se puede indicar al departamento de producción, en relación al uso
diario que le dan al equipo para lograr los objetivos y parámetros en sus procesos.
1.8 Descripción de la Propuesta
La modernización o automatización de la envasadora de químicos “N2”, se realizara
utilizando elementos de últimas tecnologías, de fácil manejo y amigables para operar
por parte de los usuarios.
Se utilizara tecnología Siemens, la cual es familiar para la empresa, puesto que se
encuentra presente en el control de diferentes procesos y Maquinarías.
Se empleara el uso de OP7 (panel operador) para el ingreso de las variables de
trabajo dependiendo del producto y el tipo de envase a utilizar, este programa es
amigable y de fácil uso, lo que garantiza su fácil comprensión por parte de los
operadores y personal técnico al momento de la puesta en marcha y calibraciones
del equipo.
28
En el rediseño de la máquina se tomo en cuenta ciertos aspectos como son: ajuste de
altura de las boquillas, para calibrar los diferentes envases que se utiliza, facilidad
para limpieza de la máquina tanto interna como externamente por parte de los
operadores, ingreso de parámetros de funcionamiento, aumento de ingreso de mas
botellas al momento del envasado en comparación al estado anterior de la máquina.
Con esto se lograra reducir pérdidas tanto de tiempo, materia prima y sobre todo el
ahorro de personal operador al momento del envasado de los productos en sus
diferentes presentaciones.
1.8.1 Beneficiarios
Uno de los principales beneficiarios de las mejoras realizadas a esta envasadora de
químicos “N2”, es la empresa Dupocsa, porque verá aumentada sus parámetros de
producción y reducidos sus índices de pérdida de tiempo, uso de mano de obra y de
materia prima.
El departamento de producción tendrá mejores índices de producción en el área de
herbicidas.
1.8.2 Impacto
Lograr que las pérdidas que se tenía al tener una máquina envasadora obsoleta y de
antigua tecnología sean reducidas considerablemente al tener un equipo totalmente
productivo y de fácil manejo de acuerdo a las necesidades de los usuarios de la
empresa se logra tener un impacto beneficioso que ayudara a que los objetivos y
metas trazados por los niveles de producción sean superados fácilmente.
29
CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO
2.1 Generalidades de la Empresa Dupocsa
Dupocsa, Productores Químicos para el Campo S.A. (DUPOCSA), fue fundada en
Mayo de 1987. Dupocsa inicia operaciones como distribuidora de Crystal Chemical
Inter-América, empresa que fue fundada en 1958 en Houston, Texas, que se
posicionó en el mercado latinoamericano como un productor de agroquímicos de alta
calidad, principalmente propanil.
A partir de 1992, Dupocsa instala su planta de síntesis y formulación de
agroquímicos en Ecuador, y empieza a producir localmente propanil, paraquat y
glifosato bajo licencia de Crystal Chemical Inter-América, distribuyendo en
exclusiva los productos Crystal Chemical en el país, razón por la cual se la conoce en
el mercado como DUPOCSA o Crystal Chemical del Ecuador. En la documentación
que emite la empresa tanto interna como externa se puede utilizar cualquier de los
nombres antes mencionados.
Dupocsa comienza a formular diversos herbicidas, insecticidas, fungicidas y
Fertilizantes foliares sólidos y líquidos.
Dupocsa cuenta hoy en día con más de 200 registros de 40 diferentes ingredientes
activos en más de 12 países. Todos estos factores han contribuido a la aceptación de
los productos Crystal Chemical por parte del distribuidor y Agricultor
latinoamericano.
2.1.1 Localidad
La compañía cuenta con un terreno industrial de 8000 mts2, que se encuentra
ubicado en la provincia del Guayas, cantón Durán, en la parroquia Tarquí a la altura
del Km. 1.5 Vía Durán - Tambo; en la zona industrial. Las instalaciones de los
galpones cuentan con todas las facilidades físicas y técnicas para realizar la actividad
industrial.
30
La ubicación de la planta permite la distribución y comercialización de los productos
para el mercado local y provincial.
Gráfico 2.1: Instalaciones de la Planta Dupocsa
Fuente: www.dupocsa.com, 2009
2.1.2 Productos incluidos en el sistema de gestión integrado
El Sistema de Gestión Integrado de DUPOCSA incluye los siguientes productos:
• Insecticidas
• Fungicidas
• Herbicidas
• Fertilizantes
2.2 Principales productos que se elaboran
El glifosato (N-fosfonometilglicina, C3H8NO5P, CAS 1071-83-6) es un herbicida no
selectivo de amplio espectro, desarrollado para eliminación de hierbas y de arbustos,
en especial los perennes. Es un herbicida total. Es absorbido por las hojas y no por
las raíces. Se puede aplicar a las hojas, inyectarse a troncos y tallos, o asperjarse a
tocones como herbicida forestal.
La aplicación de glifosato mata las plantas debido a que suprime su capacidad de
generar aminoácidos aromáticos.
El glifosato es el principio activo
producido por Monsanto
países el evento "40
glifosato. Aunque existen actualmente muchos otros tipos de cultivo resistentes al
glifosato como maíz, algodón, canola, etc.
(Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Glifosato
2.3 Gráfica de formulación del glifosato
Gráfico 2.
Fuente:
2.4 Descripción del
2.4.1 Dosificación
La utilización de máquina
boquillas manuales, sistema de llenado
mangueras tanto para la parte hidráulica y neumática inadecuados para el proceso
tanto para el producto a envasar.
31
principio activo del herbicida Roundup (
Monsanto, cuya patente expiró en 2000). Monsanto patentó en algunos
países el evento "40-3-2" en la soja transgénica, el cual confiere
Aunque existen actualmente muchos otros tipos de cultivo resistentes al
glifosato como maíz, algodón, canola, etc.
http://es.wikipedia.org/wiki/Glifosato)
Gráfico 2.2: Gráfica de formulación del glifosato Fuente: http://File:Glyphosate.svg?uselang=es
ráfica de formulación del glifosato
Gráfico 2.3: Marcas principales productos que se elaboran en Dupocsa
Fuente: http://www.dupocsa.com/content/fertilizantes
Proceso de Trabajo
máquinas dosificadoras con sistemas análogos, con la utilización de
boquillas manuales, sistema de llenado del tanque de forma inadecuada.
mangueras tanto para la parte hidráulica y neumática inadecuados para el proceso
tanto para el producto a envasar.
(nombre comercial
). Monsanto patentó en algunos
, el cual confiere resistencia al
Aunque existen actualmente muchos otros tipos de cultivo resistentes al
principales productos que se elaboran en Dupocsa
, con la utilización de
tanque de forma inadecuada. Sistema de
mangueras tanto para la parte hidráulica y neumática inadecuados para el proceso
32
Envasadora equipada con banda transportadora de velocidad regulable, máquina en
estado descrito realiza una producción determinada de la siguiente forma:
• Envases de un litro: 400 litros por hora
• Envases de un galón: 112 galones por hora
2.4.2 Diagrama de bloques del proceso de envasado
Gráfico 2.4: Diagrama de bloques del proceso de envasado Fuente: Los autores, 2102.
2.5 Envasadora manual de químicos
Para el proceso de envasado, se utiliza una máquina envasadora de 4 boquillas que se
operan manualmente, cuenta con un tanque de almacenamiento de producto con
capacidad de 48 galones.
El llenado de este tanque se lo realiza manualmente, teniendo como indicador de
nivel un tubo plástico el cual sirve de referencia de llenado para los operadores.
El traslado de los envases dentro del proceso de envasado en la máquina se lo realiza
utilizando una banda transportadora cuya velocidad no es variable y es baja. Ref.
5mts por minuto.
A continuación se muestran fotografías de la Máquina envasadora durante su
construcción, de manera general y el sistema de boquillas.
Durante este tiempo aun no se realizaba el montaje de la banda transportadora ni los
otros elementos complementarios de la envasadora “N2”.
Envasadora manual
de químicos en botella
Colocación de tapas manualmente
Encartonado y empaletizado de
procesos en bodega de ventas
Bodega de químicos y
materia prima Formulación
Tanque de alimentación de
productos químicos
Etiquetado manual de botellas
33
Gráfico 2.5: Sistema de boquillas usadas en la máquina anteriormente Fuente: Empresa Dupocsa, 2012.
Gráfico 2.6: Máquina Envasadora " N2" Fuente: Empresa Dupocsa, 2012.
34
2.6 Casos similares de envasadoras de químicos
Como parte de investigación que se realizo al momento del desarrollo de este
proyecto, fue el investigar casos similares de automatizaciones de envasadoras de
químicos que existan en diferentes plantas o industrias de Guayaquil.
De los cuales obtuvimos datos de funcionamiento de dos empresas reconocidas en el
campo de los agroquímicos y que expondremos a continuación:
Empresa: Agripac
Dirección: Km 15 ½ vía a Daule
Ubicación: Guayaquil- Ecuador
Máquina: Envasadora de químicos
Tipo de producto: Insecticida
Presentaciones: ¼ litro, ½ litro, 1 litro
Máquina envasadora de químicos utilizada para el llenado de insecticidas en envases
tipo pet de presentaciones de ¼, ½ y 1 litro, esta dosificadora cuenta con un sistema
de 6 boquillas que son actuadas en conjunto por un banco dosificador que es
comandado por un cilindro general.
El principio de dosificado que se emplea es el de recirculación de fluidos, con el cual
se garantiza un llenado uniforme y preciso en los envases, no se ocasiona derrames y
el tiempo empleado es mínimo.
Con la utilización de este sistema se logra controlar un factor muy importante en este
tipo de productos livianos y de viscosidad mediana, el cual es la generación de
espuma la cual ocasiona inconvenientes al momento de llenar los envases,
obteniendo envases de diferentes niveles de llenado y en alguno con poco producto y
demasiada espuma.
Datos de Producción
Envases de 1 litro.
Numero de boquillas habilitadas: 4 boquillas
35
Tipo de producto: Insecticida
Promedio de producción: 12 envases por minuto
Envases llenos en una hora: 310 envases de un litro
Empresa: Farmagro
Dirección: Km 7.5 Vía Daule
Localidad: Guayaquil-Ecuador
Máquina: Envasadora de químicos
Tipo de producto: Glifosato
Presentaciones: ½ litro, 1 litro
Máquina envasadora de químicos utilizada para el llenado de agroquímicos,
glifosato, en envases tipo pet de presentaciones de ½ y 1 litro, esta dosificadora
cuenta con un sistema de 8 boquillas que son actuadas en conjunto por un banco
dosificador que es comandado por un cilindro general.
El principio de dosificado que se emplea es el de recirculación de fluidos, con el cual
se garantiza un llenado uniforme y preciso en los envases, no se ocasiona derrames y
el tiempo empleado es mínimo.
Con la utilización de este sistema se logra controlar un factor muy importante en este
tipo de productos livianos y de viscosidad mediana, el cual es la generación de
espuma la cual ocasiona inconvenientes al momento de llenar los envases,
obteniendo envases de diferentes niveles de llenado y en alguno con poco producto y
demasiada espuma.
Datos de Producción
Envases de 1 litro.
Numero de boquillas habilitadas: 8 boquillas
Tipo de producto: Glifosato
Promedio de producción: 18 envases por minuto
Envases llenos en una hora: 1080 envases de un litro
Cantidad de personal operador en el proceso de envasado: 4 operadores
36
2.7 Razones para la Automatización de la Envasadora de Químico “N2”.
Para poder apreciar las razones por las que se desea automatizar o modernizar la
envasadora de químicos “N2”,es necesario comprender la importancia que representa
para las industrias al momento de elaborar o procesar un producto o trabajo el contar
con equipos o Máquinarías de última tecnología que vallan de acorde con la demanda
o expectativas de producción y que representen perdidas mínimas tanto de tiempo,
materia prima y personal humano que elevan el costo de elaboración de un
determinado producto, frente a un producto elaborado en máquinas modernas de
plantas industriales que cuentan con últimas tecnologías .
Para lograr este objetivo de automatización de esta envasadora, se utilizará PLC de la
familia Siemens, CPU 224, guiándonos en parámetros de los demás autómatas de la
misma marca utilizados en otros procesos de la empresa DUPOCSA.
El desarrollar este proyecto Dupocsa logra aumentar sus márgenes de producción
optimizando sus recursos tanto en mano de obra, tiempo de producción y bajar los
márgenes de desperdicios.
2.8 Automatismo
Sistema que permite ejecutar una o varias acciones sin intervención manual.
El objetivo de un sistema de Automatización industrial se centra en la función de
controlar los indicadores y variables de una máquina o proceso a valores óptimos de
calidad.
2.8.1 Automatización
Aplicación de sistemas o elementos computarizados para controlar máquinas y/o
procesos industriales substituyendo a operadores humanos.
2.8.2 Electricidad Industrial
La electricidad dentro de la automatización de procesos se emplea para controlar
una gran variedad de dispositivos industriales, estos elementos se denominan
37
actuadores y sensores eléctricos, debido a que la energía utilizada para ejecutar la
función y operación de los diferentes elementos son señales eléctricas.
2.8.3 Controlador Lógico Programable PLC.
Un controlador lógico programable es un dispositivo operado digitalmente, que usa
una memoria para el almacenamiento interno de instrucciones con el fin de
implementar funciones especificas tales como lógica, secuenciación, registro y
control de tiempos, conteo y operaciones aritméticas para controlar a través de
entradas/salidas digitales o análogas varios tipos de máquinas o proceso.
Gráfico 2.7: Diagrama de bloque de un PLC Fuente: www.siemens.com
El funcionamiento del PLC es un continuo ciclo cerrado, primero el sistema
operativo inicia la vigilancia de tiempo de ciclo, después el CPU escribe los valores
de imagen de proceso de las salidas en los módulos de salida, a continuación la CPU
lee el estado de las entradas y actualiza la imagen de proceso de las entradas, el CPU
procesa el programa del usuario en segmentos de tiempo y ejecuta las operaciones
indicadas en el programa, al final de un ciclo el sistema realiza las tareas pendientes
por ejemplo carga y borrado de bloques.
Los PLCS operan de manera secuencial y cíclica, es decir, una vez finalizado el
recorrido completo de un programa, comienza a ejecutar su primera instrucción.
38
2.8.4 Simatic HMI. Panel operador OP7
Con los paneles de operador OP7 y OP17 se pueden visualizar estados de servicio,
valores actuales del procesos y las anomalías de un control acoplado.
Adicionalmente se puede efectuar entradas en el OP, las cuales son escritas
directamente en el control. En el panel de operador también se pueden ejecutar
algunas funciones para el diagnóstico de las máquinas. Los paneles de operador
ofrecen una serie de funciones estándar. Las indicaciones y el manejo de los equipos
se pueden adaptar, sin embargo, por parte del personal de configuración a las
necesidades del proceso de forma óptima.
Gráfico 2.8: Panel Operador OP7 Fuente: Catalogo digital SIMATIC HMI, OP7
2.8.5 Variador de velocidad
Un regulador electrónico de velocidad está formado por circuitos que incorporan
transistores de potencia como el IGBT (transistor bipolar de puerta aislada) o
tiristores, siendo el principio básico de funcionamiento transformar la energía
eléctrica de frecuencia industrial en energía eléctrica de frecuencia variable.
Esta variación de frecuencia se consigue mediante dos etapas en serie. Una etapa
rectificadora que transforma la corriente alterna en continua, con toda la potencia en
el llamado circuito intermedio y otra inversora que transforma la corriente continua
en alterna, con una frecuencia y una tensión regulables, que dependerán de los
valores de consigna. A esta segunda etapa también se le suele llamar ondulador.
39
Todo el conjunto del convertidor de frecuencia recibe el nombre de inversor.
Gráfico 2.9: Etapas de un Variador de Velocidad Fuente: http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r88671.PDF
El modo de trabajo puede se manual o automático, según las necesidades del
proceso, dada la enorme flexibilidad que ofrecen los reguladores de velocidad,
permitiendo hallar soluciones para obtener puntos de trabajo óptimos en todo tipo de
procesos, pudiendo ser manejados por ordenador, PLC, señales digitales o de forma
manual.
La mayoría de las marcas incluyen dentro del propio convertidor protecciones para el
motor, tales como protecciones contra sobre intensidad, sobre temperatura, fallo
contra desequilibrios, defectos a tierra, etc., además de ofrecer procesos de arranque
y frenados suaves mediante rampas de aceleración y de frenado, lo que redunda en
un aumento de la vida del motor y las instalaciones.
Como debe saberse, el uso de convertidores de frecuencia añade un enorme potencial
para el ahorro de energía disminuyendo la velocidad del motor en muchas
aplicaciones. Además aportan los siguientes beneficios:
� Mejora el proceso de control y por lo tanto la calidad del producto.
� Se puede programar un arranque suave, parada y freno (funciones de
arrancador progresivo).
� Amplio rango de velocidad, par y potencia. (velocidades continuas y
discretas).
� Bucles de velocidad.
� Puede controlar varios motores.
Rectificador Circuito intermedio Inversor
Unidad de Control
40
� Factor de potencia unitario.
� Respuesta dinámica comparable con los drivers de DC.
� Capacidad de by-pass ante fallos del variador.
� Protección integrada del motor.
2.8.6 Sensores
Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas,
llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las
variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad
lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión,
humedad, pH, etc. Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica (como
en una RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), una Tensión
eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como en un fototransistor),
etc.
2.8.7 Sensor Magnético
Los sensores magnéticos están compuestos por un interruptor de láminas puestos en
una ampolla de vidrio que contiene gas, las láminas (o contactos) construidas de
material magnético (ferro-níquel) son flexibles y están revestidas en los puntos de
contacto con metales nobles anti arco. La conmutación se realiza mediante un
oportuno campo magnético y su accionamiento se efectúa a través del imán
permanente contenido en los émbolos.
Gráfico 2.10: Sensor Magnético Fuente: http://es.scribd.com/doc/40656323/Detectores-magneticos
41
2.8.8 Sensores de Proximidad
Los sensores de proximidad tienen la función de relevar o dar la posición del pistón
del cilindro. Cuando estos sensores se encuentran dentro del campo magnético
generado por el imán del pistón del cilindro, los sensores cierran un circuito eléctrico
generando una señal útil para comandar una electroválvula a través de un relé o dar
una señal a una plaqueta de un PLC.
2.8.9 Sensor Fotoeléctrico
Un sensor fotoeléctrico es un dispositivo electrónico que responde al cambio en la
intensidad de la luz. Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la
luz, y un componente receptor que “ve” la luz generada por el emisor. Están
diseñados especialmente para la detección, clasificación y posicionado de objetos; la
detección de formas, colores y diferencias de superficie, incluso bajo condiciones
ambientales extremas.
Los sensores de luz se usan para detectar el nivel de luz y producir una señal de
salida representativa respecto a la cantidad de luz detectada. Un sensor de luz incluye
un transductor fotoeléctrico para convertir la luz a una señal eléctrica y puede incluir
electrónica para condicionamiento de la señal, compensación y formateo de la señal
de salida.
Gráfico 2.11: Sensor Óptico Fuente: Electrónica para industrias
42
2.8.10 Sensor de Nivel
Los medidores de nivel pueden clasificarse en dos grupos generales: directos e
indirectos.
Los medidores directos aprovechan la variación de nivel del material (líquido o
sólidos granulares) para obtener la medición.
Los medidores indirectos, usan una variable, tal como presión, que cambia con el
nivel del material. Para cada caso, existen instrumentos mecánicos y eléctricos
disponibles.
2.8.11 Motor Eléctrico
Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en
energía mecánica por medio de campos magnéticos variables electromagnéticas.
Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía
mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores Son ampliamente
utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares.
Pueden funcionar conectados a una red de suministro eléctrico o a baterías. Así, en
automóviles se están empezando a utilizar en vehículos híbridos para aprovechar las
ventajas de ambos. A continuación se muestra una fotografía del motor eléctrico con
sus partes principales.
Gráfico 2.12: Motor Eléctrico
Fuente: Electricidad, Partes de un motor asíncrono trifásico, 200
43
2.8.12 Relé
El relé es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado
por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se
acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos
eléctricos independientes.
Gráfico 2.13: Relé Fuente: Photograph, Electronic component - relays, 2007
2.8.13 Neumática
La neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de
transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El
aire es un material elástico y, por tanto, al aplicarle una fuerza se comprime,
mantiene esta compresión y devuelve la energía acumulada cuando se le permite
expandirse.
2.8.14 Actuadores Neumáticos
Los Actuadores Neumáticos convierten la energía del aire comprimido en trabajo
mecánico generando un movimiento lineal mediante servomotores de diafragma
pistones o cilindros o bien un movimiento giratorio con motores neumáticos.
� Los actuadores son elementos que transforman la energía en trabajo.
� Movimiento lineal o giratorio.
44
� Acumulación transporte de energía.
2.8.15 Cilindros Neumáticos
Lo energía del aire comprimido se transforma por medio de cilindros en un
movimiento lineal de vaivén, y mediante motores neumáticos, en movimiento de
giro.
2.8.16 Cilindros de Doble Efecto
La fuerza ejercida por el aire comprimido anima al émbolo, en cilindros de doble
efecto, a realizar un movimiento de traslación en los dos sentidos. Se dispone de una
fuerza útil tanto en la ida como en el retorno.
Los cilindros de doble efecto se emplean especialmente en los casos en que el
émbolo tiene que realizar una misión también al retornar a su posición inicial.
En principio, la carrera de los cilindros no está limitada, pero hay que tener en cuenta
el pandeo y doblado que puede sufrir el vástago salido.
También en este caso, sirven de empaquetadura los labios y émbolos de las
membranas.
Gráfico 2.14: Cilindros Neumáticos Fuente: Neumática Airmac S.A. Tableros didácticos de Cilindros y Actuadores Neumáticos
45
Tabla 2.1: Fuerza de empuje y fuerza a restar por el área del vástago del pistón en el retroceso Fuente: Neumática e Hidráulica, Antonio Creus Solé 2da edición, 2011
2.8.17 Bomba Neumática
Es un tipo de bomba de desplazamiento positivo alternativo, en la que el aumento de
presión se realiza por el empuje de unas membranas elásticas (o diafragmas) que
permiten crear un volumen variable en la cámara de bombeo, aumentándola en la
fase de aspiración y reduciéndola en la fase de expulsión del fluido. Unas válvulas de
retención (normalmente de bolas, pero también de tipo clapetas rígidas o seta)
controlan que el movimiento del fluido se realice de la zona de menor presión a la de
mayor presión.
La acción de estas bombas es neumática, o sea que se aprovecha la presión del aire
comprimido, o de cualquier otro gas compatible con el uso.
2.8.18 Válvulas Neumáticas
Las válvulas son elementos que controlan, mandan o regulan la puesta en marcha, el
paro y la dirección, así como la presión o el caudal de un fluido.
Diámetros del cilindro
(mm)
Área del piston (mm2)
Diámetro
del vástago
del pistón
(mm2)
Área del
vástago del
pistón
(mm2)
1,0 5,0 7,0 10,0 1,0 5,0 7,0 10,0
6 28 2,8 14,1 19,8 28,3 4 13 1,3 6,3 8,8 12,6
8 50 5,0 25,1 35,2 50,2 6 28 2,8 14,1 19,8 28,3
10 79 7,9 39,3 55,0 78,5 8 50 5,0 25,1 35,2 50,2
12 113 11,3 56,5 79,1 113,0 10 79 7,9 39,3 55,0 78,5
14 154 15,4 76,9 107,7 153,9 12 113 11,3 56,5 79,1 113,0
16 201 20,1 100,5 140,7 201,0 16 201 15,4 76,9 107,7 153,9
20 314 31,4 157,0 219,8 314,0 20 314 20,1 100,5 140,7 201,0
25 491 49,1 245,3 343,4 490,6 25 491 31,4 157,0 219,8 314,0
32 804 80,4 401,9 562,7 803,8 32 804 49,1 245,3 343,4 490,6
40 1.257 125,6 628,0 879,2 1.256,0 40 1.257 125,6 628,0 879,2 1.256,0
50 1.963 196,3 981,3 1.373,8 1.962,563 3.117 311,6 1.557,8 2.181,0 3.115,780 5.027 502,4 2.512,0 3.516,8 5.024,0100 7.854 785,0 3.925,0 5.495,0 7.850,0125 12.272 1.22,6 6.132,8 8.585,9 12.265,6160 20.106 2.009,6 10.048,0 14.067,2 20.096,0200 31.416 3.140,0 15.700,0 21.980,0 31.400,0
Fuerza de empuje en newtons a varias presiones (bar)
Fuerza de retroceso a varias presiones
(newtons)
Fuerza de empuje actuando el aire en toda el área del pistón Fuerza a restar por el área del vastago del piston en el retorno
46
Gráfico 2.15: Válvulas Neumáticas Fuente: Neumática Airmac S.A. Tableros didácticos de Cilindros y Actuadores Neumáticos
2.8.20 Unidad de Mantenimiento
La unidad de mantenimiento representa una combinación de los siguientes ítems:
� Filtro de aire comprimido
� Regulador de presión
� Lubricador de aire comprimido
Deben tenerse en cuenta los siguientes puntos:
1. El caudal total de aire en m3/h es decisivo para la elección del tamaño de unidad.
Si el caudal es demasiado grande, se produce en las unidades una caída de presión
demasiado grande. Por eso, es imprescindible respetar los valores indicados por el
fabricante.
2. La presión de trabajo no debe sobrepasar el valor estipulado en la unidad, y la
temperatura no deberá ser tampoco superior a 50 C (valores máximos para recipiente
de plástico).
El filtro tiene la misión de extraer del aire comprimido circulante todas las impurezas
y el agua condensada.
En el siguiente grafico se muestra el símbolo utilizado por normativa para la
representación de la unidad de mantenimiento en los planos respectivos mostrados en
la parte de anexos.
47
Gráfico 2.16: Símbolo de unidad de mantenimiento Fuente: monografia.com/unidades mantenimiento
El regulador tiene la misión de mantener la presión de trabajo lo más constante
posible, independientemente de las variaciones que sufra la presión de red y del
consumo de aire. La presión primaria siempre ha de ser mayor que la secundaria.
El lubricador tiene la misión de lubricar los elementos neumáticos en medida
suficiente. El lubricante previene un desgaste prematuro de las piezas móviles,
reduce el rozamiento y protege los elementos contra la corrosión.
2.8.21 Manguera y Racores
Para realizar las conexiones instantánea y segura a prueba de fuga de aire entre los
diferentes elementos neumáticos utilizamos los racores. Estos elementos presentan
considerables ventajas, debido a que se fabrican en diversos materiales, sus
aplicaciones típicas son los sistemas de control neumático.
Las mangueras son accesorios utilizados para conducir el aire comprimido de los
sistemas neumáticos, en líneas de señal y trabajo de instrumentación y control, en
donde se requiere un medio de conducción seguro, ligero, resistente y flexible, de
aire comprimido.
Tanto los racores como las mangueras neumáticas reducen los tiempos de ensamble
y mantenimiento, en las líneas de aire comprimido.
2.8.22 Sistemas Electro neumáticos
En el electro neumático, los actuadores siguen siendo neumáticos, pero las válvulas
de gobierno mandadas neumáticamente son sustituidas por electroválvulas activadas
48
con electroimanes en lugar de pilotadas con aire comprimido. Las electroválvulas
son convertidores electro neumáticos que transforman una señal eléctrica en una
actuación neumática.
Por otra parte los sensores, fines de carrera y captadores de información son
elementos eléctricos, con lo que la regulación y la automatización son, por tanto,
eléctricas o electrónicas.
Las ventajas de la electro neumática sobre la neumática pura son obvias y se
concretan en la capacidad que tienen la electricidad y la electrónica para emitir,
combinar, transportar y secuenciar señales, que las hacen extraordinariamente
idóneas para cumplir tales fines. Se suele decir que la neumática es la fuerza y la
electricidad los nervios del sistema.
Teniendo en cuenta lo anterior se puede definir a la electro-neumática como la
tecnología que trata sobre la producción y transmisión de movimientos y esfuerzos
mediante el aire comprimido y su control por medios eléctricos y electrónicos.
2.8.22 Electroválvulas
Las válvulas distribuidoras de maniobradas mecánicamente o neumáticamente se
sustituyen en la electro neumática por electroválvulas. La diferencia que existe entre
las válvulas distribuidoras que pudiéramos llamar convencionales, y las
electroválvulas se limita exclusivamente a su forma de maniobra.
Las electroválvulas reúnen las ventajas de la electricidad y de la neumática y pueden
ser consideradas convertidores electro neumático. Constan de una válvula neumática
como medio de generar una señal de salida, y de un accionamiento eléctrico
denominado solenoide.
La aplicación de una corriente al solenoide genera una fuerza electromagnética que
mueve la armadura conectada a la leva de la válvula.
49
Las electroválvulas pueden ser monoestables o biestables. Las primeras tienen una
sola bobina también llamada solenoide, y se reposicionan automáticamente mediante
muelle en el momento en que se deja de actuar eléctricamente sobre el solenoide. Las
electroválvulas biestables disponen dos bobinas, una a cada lado; cuando se deja de
actuar sobre una de ellas la válvula queda en la misma posición, siendo necesaria la
actuación sobre la bobina contraria para que la válvula se invierta. Las bobinas
pueden maniobrarse mediante corriente alterna o mediante corriente continua, siendo
esto lo más frecuente.
Gráfico 2.17: Bobinas de electroválvulas Fuente: http://indumatic.blogspot.com/2009/07/blog-post_829.html
2.8.23 Electroválvula de 3/2 vías monoestable, normalmente cerrada.
Esta válvula de asiento, normalmente cerrada (NC) es actuada directamente por un
solenoide y devuelta a su posición de reposo por un muelle. En esta válvula, la
armadura del solenoide y la leva de la válvula forman una sola pieza que se
denomina cabezal. La abertura del cabezal está conectada a escapes.
Cuando una corriente eléctrica (señal) se aplica a la bobina, se genera una fuerza
electromotriz (FEM) que levanta la leva del asiento de la válvula cerrando el escape.
El aire comprimido fluye desde 1 hacia 2 ya que 3 se halla cerrado por la parte
superior de la leva. La leva está forzada contra el asiento de escape.
En estado de reposo, tiene la posibilidad de accionamiento manual.
50
Gráfico 2.18: Electroválvula normalmente cerrada Fuente: http://www.directindustry.es/prod/camozzi/valvulas-neumaticas-manuales-5625-429598.html
2.8.24 Electroválvula de 3/2 vías monoestable, normalmente abierta.
Esta válvula es idéntica a la normalmente cerrada excepto que se ha conectado de
forma diferente para que esté abierta en reposo. En esta disposición, la alimentación
1 está conectada al cabezal. Al aplicar una señal eléctrica se levanta la leva, cerrando
el asiento superior y con ello la alimentación. Al mismo tiempo, el asiento inferior
libera el aire de la salida 2 hacia el escape 3. Muchas válvulas puede utilizarse
indistintamente como NC y NA.
Esta configuración (NA) es útil cuando se precisa una señal neumática sin que exista
señal eléctrica, o cuando un cilindro de simple efecto debe tener el vástago extendido
en su posición inicial.
2.8.25 Boquilla Hidráulica.
Las boquillas son tubos de pequeña longitud constituidos por piezas tubulares
adaptadas a los orificios. Se emplean para dirigir el chorro líquido. Su longitud debe
estar comprendida entre 1,5 y tres 3,0 veces su diámetro. De un modo general, Las
boquillas pueden ser entrantes o salientes y se clasifican en cilíndricas, convergentes
y divergentes. A las boquillas convergentes suele llamárseles toberas.
La boquilla cilíndrica de tres orificio o chorro múltiples está constituida por un tubo
perforado con tres orificios de 3 mm de diámetro cuyo caudal es constante Las
presiones de trabajo están entre 1 y 3 bar sin riesgo de obstrucción, incluso con
productos densos. Están diseñados para la dosificación de líquidos de viscosidad
baja media, por el tipo de cámara de circulación interna de las boquillas.
51
Cuenta con las siguientes características:
� Construida en acero inoxidable 316
� Con cámara para el rebose o sistema anti espuma
� Sellado hermético con la botella al momento de llenar.
� Ideal para dosificación de botellas de 500ml, 1000ml, 1 galón
� Sistema de recirculación del liquido
Gráfico 2.19: Boquilla de la Máquina N2 Fuente: Los Autores, 2013.
2.8.26 Tanque de Almacenamiento.
Los Tanques de Almacenamiento son estructuras de diversos materiales, por lo
general de forma cilíndrica, que son usadas para guardar y/o preservar líquidos o
gases a presión ambiente, por lo que en ciertos medios técnicos se les da el
calificativo de Tanques de Almacenamiento Atmosféricos. Los tanques de
almacenamiento suelen ser usados para almacenar líquidos, y son ampliamente
utilizados en las industrias de gases, del petróleo, y química, y principalmente su uso
más notable es el dado en las refinerías por sus requerimientos para el proceso de
52
almacenamiento, sea temporal o prolongado; de los productos y subproductos que se
obtienen de sus actividades
El tanque de almacenamiento tiene una forma cilíndrica y está construida de acero
inoxidable con las siguientes características:
� Capacidad de 250 litros de producto
� Juego de 8 válvulas de dosificación.
� Con visor de llenado.
� Construido en acero inoxidable 316.
� Forma cilíndrica que permite que todo el producto sea usado.
� Llenado automático.
Gráfico 2.20: Tanque de Máquina Envasadora N2 Fuente: Los autores, 2012.
53
CAPÍTULO 3: DISEÑO DE CONTROL DE LA MÁQUINA ENVASAD ORA
N2
3.1 Sistema de Control General, para el proceso de Dosificado en la Máquina Envasadora "N2"
El proceso general de la máquina envasadora N2 consiste en el ingreso de botellas
vacías y a la salida obtenemos un envase dosificado manteniendo el volumen y peso
adecuado.
Gráfico 3.1 Sistema general del proceso de dosificado
Fuente: Los Autores, 2013.
El proceso se divide en 5 subprocesos, los cuales son:
� Transportación de las botellas.
� Detección de las botellas.
� Llenado del reservorio.
� Dosificación del líquido.
� Evacuación de las botellas dosificadas.
El diagrama de bloque de cada subproceso se describe a continuación en el siguiente
gráfico donde se puede observar la secuencia de los mismos.
Salida de Botellas Dosificadas con volumen de líquido seleccionado.
Ingreso de Botellas Vacías
54
Fuente: los Autores, 2013. 3.2 Transportación y Detección de Botellas
En este subproceso se colocan las botellas vacías sobre la banda transportadora de la
envasadora que se encarga de llevar y colocar las botellas en la posición de llenado
ubicada debajo del banco de boquillas, pasando por la sección de detección de
botella cuya función es detectar y contar las botellas ingresadas hacia la posición de
llenado determinado por el parámetro número de envases previamente ingresada en
el panel operador, las demás botellas son retenidas para un nuevo ciclo, para esto es
preciso activar la traba de entrada cuando el sensor fotoeléctrico haya contado el
número de botellas establecido por el operador.
Gráfico 3.3 Transportación y detección de las botellas
Fuente: Los Autores,2013.
TRANSPORTACIÓN DE BOTELLAS
DETECCIÓN DE
BOTELLAS
DOSIFICACIÓN DE LÍQUIDO
EVACUACIÓN DE BOTELLAS
LLENADO DEL
RESERVORIO
Gráfico 3.2 Diagrama de bloque de Subprocesos de la Máquina Envasadora N2
55
3.3 Llenado del Reservorio
El proceso de llenado del reservorio se realiza controlando una bomba neumática la
cual es la encargada de transportar el liquido desde el tanque de almacenamiento
hacia el reservorio de la máquina, este ciclo es repetitivo dependiendo del nivel en el
que se encuentre el reserborio durante el proceso de envasado.
Fuente: Los autores,2013.
Fuente: Los autores,2013.
3.4 Dosificación del Químico Una vez que se hayan ubicado las botellas vacías en la posición de llenado, el
siguiente subproceso es el de dosificación, este sistema de dosificación es por
gravedad, las boquillas utilizadas están diseñadas para realizar este tipo de proceso,
el banco de boquilla se mueve verticalmente mediante un cilindro neumático que se
activa para colocar las boquillas sobre las botellas un determinado tiempo, en el cual
las botellas se llenan con el peso adecuado, para mantener una presión constante del
Gráfico 3.4: Tanque de almacenamiento
Gráfico 3.5: Reservorio de la máquina
56
producto se controla el nivel del tanque de almacenamiento mediante los electrodos
que se encuentran ubicados dentro del reservorio.
Gráfico 3.6 Dosificación del producto
Fuente: Los autores, 2013.
3.5 Evacuación de las Botellas
En este subproceso se transportan las botellas dosificadas hacia la máquina
taponadora la traba de salida se retrae para permitir el paso de las botellas una vez
que las botellas son evacuadas se extiende la traba de salida y la traba de entrada se
retrae para permitir el paso del siguiente grupo de botellas.
Para completar el proceso de producción se ha considerado implementar en la línea
de producción las siguientes máquinas taponadora, selladora y etiquetadora para al
final tener un producto terminado y listo para embalar.
3.6 Sistema de Control de Envasadora N2
Para controlar la máquina envasadora utilizamos el PLC siemens de la familia S7-
200 CPU 224. Cuyo programa de control se realizara de acuerdo a las necesidades
y requerimientos de la máquina.
En la empresa Dupocsa el personal técnico está familiarizado con los equipos
siemens, por tal motivo hemos seleccionado de la familia Siemens S7-200 la CPU
224 AC/DC/Relay. Teniendo en consideración las características técnicas del PLC,
57
de acuerdo al número de entradas y salidas digitales, voltaje de alimentación y
además la compatibilidad con el HMI OP7 que utilizamos como panel operador.
Fuente: Los Autores, 2013.
3.6.1 Conexiones de la CPU 224
En la tapa superior vemos la siguiente inscripción AC/DC/RLY ,esto significa que el
autómata se alimenta con una tensión alterna AC, posee una salida de voltaje
continuo DC y las salidas tienen conexión de relé o contacto libre de potencial RLY.
En el caso de la CPU-224, las salidas tienen conexión por relé debido a esto, la
tensión con que debemos alimentar los comunes ( 1L, 2L, 3L) de las salidas debe
coincidir exactamente con la tensión nominal de la carga que se encuentre conectada
a la salida. Esta tensión puede ser:
• 24V de corriente continua
• De 24 V a 230V de corriente alterna.
Fuente: Manual del usuario CPU 224 Siemens.
Gráfico 3.7: CPU 224 Siemens
Gráfico 3.8 Conexiones de alimentación del autómata S7-200
58
Puesto que normalmente disponemos de varias cargas que requieren distintos niveles
de tensión, deberemos conectar todas aquellas cargas que precisen la misma tensión
a las salidas pertenecientes a un mismo común, y alimentar dicho común con la
tensión nominal que necesiten dichas cargas.
En el caso del autómata S7-200, existe una salida de tensión de 24V de continua que
se puede utilizar para alimentar las entradas del autómata.
Gráfico 3.9: Conexiones Eléctricas del PLC S7200
Fuente: Los autores, 2013.
3.6.2 Características de las Entradas de la CPU 224
Las entradas tienen las siguientes características:
• Necesitan una tensión de entrada de 0V ó 24V de corriente continua para
activarse.
• Tienen una separación galvánica vía opto acoplador. De esta forma, si a la
entrada llega un pico de tensión, la circuitería interna de la CPU-224
permanece intacta.
59
• Los módulos de entradas y salidas analógicas necesitan de 0-10 VCC ó de
4-20mA.
Para activar las entradas se deben hacer dos cosas:
• Conectar las entradas comunes 1M, 2M una tensión de 0V ó de 24V de
corriente continua.
• Dependiendo de qué tensión hayamos aplicado a los comunes, tendremos
que introducir a las entradas I0.0, I0.1,...I0.7, etc., 0V ó 24V para provocar
una diferencia de tensión y activarlas.
• Si queremos que las entradas se activen al aplicar 24V, debemos introducir
0V al común que pertenezca dicha entrada.
En la parte frontal del equipo tenemos una tapa donde está ubicado un selector de
tres posiciones que nos permite situar al PLC en tres modos de funcionamiento
distinto.
Modo RUN El PLC ejecuta cíclicamente las instrucciones de programa de usuario.
Modo TERM. Este estado permite el control del PLC desde un terminal externo
como, por ejemplo, un PC. Desde este terminal s puede poner el autómata en modo
Run o Stop.
Modo STOP. El autómata esta encendido, pero el programa de usuario no se ejecuta.
3.7 Panel Operador HMI OP7 En los paneles de operador OP7 se pueden visualizar estados de servicio, valores
actuales del procesos y las anomalías de un control acoplado. Adicionalmente se
puede efectuar entradas en el OP, las cuales son escritas directamente en el control.
60
En el panel de operador también se pueden ejecutar algunas funciones para el
diagnóstico de las máquinas.
Los paneles de operador son apropiados para su montaje en armarios y pupitres de
distribución.
Debido al ambiente corrosivo y húmedo que existe en la planta, se selecciono un
panel operador que se maneje atreves de teclado, facilitando menos riesgo de daño al
equipo, ya que su ubicación es en la parte exterior del tablero de control.
Se ha considerado la utilización de este panel operador OP7 siemens, por su puerto
de comunicación versátil que se ajusta a los requerimientos del equipo de control
PLC siemens S7-200 CPU 224.
Como HMI se utiliza el panel operador OP7 de siemens el cual se maneja atreves
del teclado. El teclado se compone de los bloques funcionales.
• Teclas del sistema (bloque numérico y teclas de control).
• Teclas de funciones.
Gráfico 3.10: Teclado del HMI OP7 Fuente: Los autores, 2013.
61
3.7.1 Conexiones del HMI
En la parte posterior del equipo se encuentran los terminales de alimentación del
equipo OP7, el voltaje de alimentación es 24 Vdc, que lo suministra una fuente de
alimentación externa.
Fuente: Los autores, 2013.
A través del conmutador DIL en la cara posterior de las variantes de equipo DP y
DP-12 se puede configurar la interface IF1B. Para ello se conmutan los datos de
recepción de RS422 y la señal RTS.
Fuente: Los autores, 2013.
Gráfico 3. 11: Puerto de comunicación del HMI
Gráfico 3.12: Configuración del puerto de comunicación
62
CAPÍTULO 4: INSTALACIÓN DEL SISTEMA
4.1 Instalación del Tanque de la Máquina Envasadora "N2"
El reservorio es un tanque de acero inoxidable 304 con capacidad de 250 litros.,
ubicado a una altura de 1,65 metros.
Este tanque tiene 8 válvulas de bola de acero inoxidable de 3/4, estas válvulas se
conectan mediante un tubo flexible hacia las boquillas, su función es permitir el paso
del líquido hacia las boquillas.
Gráfico 4.1: Tanque de Máquina Envasadora N2
Fuente: Los autores, 2013.
4.1.1 Instalación del Sistema de Control para el llenado del tanque
Para controlar el nivel de llenado del producto en el reservorio de la máquina se
colocó un sensor que indica el nivel que se encuentra el liquido, controlando el
encendido y apagado de la bomba neumática, para mantener una presión constante
en las vías, en la figura 6.2 se puede observar los electrodos de acero inoxidable de
316 que soporta ambientes agresivos tales como agua de mar, disolventes, aceites,
fertilizantes, etc.
Al no contener piezas mecánicas, no se bloquea y no presenta peligro alguno ni para
las personas ni para los sistemas eléctricos o electrónicos y no produce electrolisis.
63
El dispositivo que controla la señales que envía los electrodos es un C-AFR1 relé
de nivel, el voltaje de alimentación de este dispositivo es de 220 VCA conectado
entre los pines 7 y 2, que pertenecen a la bobina.
Gráfico 4.2: Control de nivel por electrodos Fuente: Los Autores, 2013.
El sistema de control se realiza por conmutación de tierra, por tanto el dispositivo
tiene tres terminales E1, E2 y E3 en estos terminales se conecta los electrodos que se
encuentran dentro del tanque.
E3 pertenece al pin 1 y está conectado al electrodo más largo en el cual está
circulando una señal de tierra y realiza la función de común. E2 pertenece al pin 4 y
trabaja dentro del rango de control este electrodo envía la señal para que se encienda
la bomba.
E1 pertenece al pin 3 y trabaja dentro del rango de control este electrodo envía la
señal para que se apague la bomba. Entre los pines 8, 5 y 6 se encuentran el relé de
conmutación, el pin 8 es el común, el pin 6 en el contacto normalmente abierto y el
pin 5 es el contacto normalmente cerrado.
En el pin 8 se conecta una señal de 24 voltio de la fuente de poder, cuando se cierra
el contacto entre el pin 8 y el pin 6 la señal de 24 voltio llega a la entrada I 0.5 del
PLC, y mediante el programa de control se enciende la bomba atreves de la
activación de la salida Q0.5.
64
Gráfico 4.3: Relé de nivel C-AFR CAMSCO
Fuente: Los Autores, 2013
4.1.2 Instalación bomba neumática
Para el traslado del químico se utiliza una bomba neumática de doble diafragma,
construida en polipropileno con diafragma de teflón, estas bombas neumáticas son
adecuadas para trabajar con productos químicos corrosivo, y no genera turbulencia
en el producto al momento de transportarlo.
Fuente: Los Autores, 2013
4.1.3 Conexiones de la bomba neumática
En la fig. 5.5 se muestra la conexión de la bomba neumática, la presión de aire es
de 90 PSI, que ingresa en la entrada de aire de la bomba, el encendido y apagado
de la bomba es controlado por una electroválvula que la controla el PLC.
En la entrada y salida del líquido se conecta una cañería flexible y una válvula de
cierre para permitir el paso del producto.
Gráfico 4.4: Bomba neumática de diafragma
65
Gráfico 4.5: Conexiones de la bomba neumática Fuente: www.aryessrl.com.ar
4.2 Instalación de la Banda Transportadora
La banda transportadora tiene una longitud de 3 metro, y el ancho 40 cm, está
construida de eslabones de acero inoxidable de grado alimentación, para calibrar el
ancho de la botella se construyeron corrales ajustable a la medida del ancho de la
botella.
La velocidad de la banda es regulable mediante un potenciómetro de 5k que nos
permite ajustar la velocidad requerida para regular el proceso de llenado en los
diferentes tipos de envases que se utilicen.
El movimiento de la banda transportadora se lo realiza por medio de un motor
trifásico en cuyo eje de rotación se conecta una caja reductora la función de este
elemento es reducir la velocidad de rotación que originalmente entrega el motor.
A continuación se muestra una fotografía de la banda transportadora en pleno
funcionamiento ajustada con un estilo de botella.
En la parte de anexos se muestran los diferentes estilos de botellas a utilizarse en la
producción de envasado.
66
Gráfico 4. 6: Banda transportadora Fuente: Los Autores, 2013
4.2.1 Motor de Banda Transportadora
El motor se encuentra ubicado, en la parte derecha inferior de la banda
transportadora, la alimentación del motor es trifásica conexión en delta 220 VCA,
alimentada desde el panel de control mediante el variador de velocidad.
La caja reductora reduce las revoluciones 1800 rpm a 1000rpm.
Gráfico 4.7: Motor de banda transportadora Fuente: Los Autores, 2013
En la grafica 4.7 se muestra el motor eléctrico de la banda transportadora montado en
la parte inferior de la Máquina.
67
4.3 Instalación del Variador de Velocidad
El variador de velocidad se encuentra ubicado en el tablero de control, este es el
dispositivo que controla la velocidad del motor, el modelo ATV12H037M2
ALTIVAR de Schneider Electric trabajar con un rango de voltaje de entrada 200-
240 VCA 50/60 HZ, alimentación de red monofásica, corriente de línea máxima a
200 V 5,9 A y 240V 4,9A y a la salida entrega un voltaje trifásico 220 VCA para
la alimentación del motor.
La potencia del motor debe ser de 0.37 Kw o 0,5 HP, la potencia aparente es de 2
KVA.
Características:
� Modelo ATV12H037M2, fabricante: Schneider Electric.
� Potencia de 0.37 kw, 0.55 HP.
� Voltaje de alimentación: 220VAC. Monofásico
� Carga recomendada: Motores Asíncronos de hasta 0.55 HP para este modelo.
� Corriente nominal de trabajo: 4.9Amp.
� Grado de protección ambiental: IP-20.
� Frecuencia de trabajo: 50/60Hz
� Frecuencia de salida del variador: 0 a 400 Hz
Gráfico 4.8: Variador de velocidad ATV Fuente: Los Autores, 2013
68
4.3.1 Conexiones del variador
En el siguiente grafico se muestra las conexiones que se deben realizar en el variador.
Gráfico 4. 9: Diagrama de Cableado del Variador Fuente: Manual de usuario ATV12H037M2
4.3.2 Configuración del variador de velocidad
La siguiente tabla presenta los valores de configuración de fábrica.
Gráfico 4.10: Configuración de Parámetros Variador ATV12H037M2 Fuente: Manual de usuario ATV12H037M2
69
Para configurar estos parámetros necesitamos los datos de placa del motor donde
están las características de trabajo del motor.
De acuerdo a las características del motor se ha configurado los siguientes valores
en el variador de velocidad.
Código Descripción valor bFr Frecuencia estándar del motor 60 Hz UnS Tensión nominal del motor 220V ACC Aceleración 3 segundos dEC Deceleración 3 segundos LSP Velocidad mínima 0 Hz HSP Velocidad máxima 60 HZ Ctt Tipo control motor Ley U/F standar Ufr Compensación RI (ley U/F) 100%
Tabla 4.1: Tabla de datos de motor de banda transportadora
Fuente: Los Autores, 2013 En el modo configuración menú Full configuramos los siguientes parámetros:
En el menú de entrada/salida configuramos el tipo de control, este variador se va a
controlar con la configuración control de 2 hilos por lo tanto seleccionamos la
siguiente configuración 2C. En la figura fig. 5.11 se muestra la descripción de las
dos opciones que nos permite controlar el variador.
Gráfico 4.11: Tipo de control del variador Fuente: manual de usuario.
70
Código Descripción valor bFr Frecuencia estándar del motor 60 Hz UnS Tensión nominal motor 220V npr Potencia nominal motor 0.37 KW Cos Motor cos phi nominal 0.75 ncr Intensidad nominal del motor 1.1A frs Frecuencia nominal del motor 60 HZ Ctt Tipo control motor Ley U/F standar tfr Frecuencia maxima 60 Hz nsp Velocidad nominal del motor 1800 rpm
Tabla 4.2: Configuración del Variador de Velocidad
Fuente: Los Autores, 2013 4.4 Instalación de Sensor Fotoeléctrico
El dispositivo que realiza la detección de las botellas es un sensor fotoeléctrico
reflectivo este sensor está ubicado en la banda transportadora, a una altura de 15 cm,
el sensor tiene un emisor y un receptor. El emisor emite un haz de luz infrarrojo
cuya distancia es de 50cm regulable, frente al emisor se coloca el dispositivo
receptor el cual es un diamante ubicado a una altura de 15cm y una distancia de
40cm.
Gráfico 4.12: Ubicación del sensor óptico Fuente: Los Autores, 2013
Funcionamiento del sensor este emite una haz de luz el cual se refleja en un diamante
que está ubicado frente al emisor, cuando pasa la botella frente al sensor se corta el
haz de luz, en ese instante se emite un pulso hacia la entrada I0.5 del PLC, que se
registra en el programa mediante un contador, cuando la cantidad de botellas
ingresadas es igual a la cantidad configurada en el menú del panel operador se activa
71
la traba de entrada y se detiene la banda transportadora quedando las botellas en la
posición de llenado.
4.4.1 Instalación de Traba de Entrada
La traba de entrada permite el ingreso de las botellas, este elemento es un cilindro
neumático de doble efecto, que se encuentra ubicado en la banda transportadora, su
posición es regulable tanto la altura como el desplazamiento horizontal para ajustar
de acuerdo al tamaño de la botella. La traba de entrada es controlada por el
Programa del PLC, que mediante la salida Q0.0 controla la electroválvula V1,
permitiendo la activación del cilindro neumático.
Gráfico 4.13: Traba de entrada Fuente: Los Autores, 2013
4.4.2 Instalación de Traba de Salida
La traba de salida permite detener las botellas, para que se coloquen en la posición
de llenado una vez que las botellas se dosifican esta traba se abre permitiendo el paso
de las botellas este elemento es un cilindro neumático de doble efecto, que se
encuentra ubicado en la banda transportadora, su posición es regulable tanto la altura
como el desplazamiento horizontal para ajustar de acuerdo al tamaño de la botella.
La traba de salida también es controlada por el Programa del PLC, que mediante la
salida Q0.2 activa la electroválvula V2, permitiendo la activación del cilindro
neumático. En la fig. 5.12 se puede observar la ubicación de las traba de salida y las
botellas se ubican entre las trabas y quedan en posición de llenado.
72
Gráfico 4.14: Traba de salida Fuente: Los Autores, 2013
4.5 Instalación de Boquillas
4.5.1 Sistema de Boquillas
Las boquillas se encuentran sostenidas por una base metálica, que se desplaza
verticalmente mediante el movimiento de un cilindro neumático de doble efecto,
estas boquillas son construidas de acero inoxidable, son regulables de acuerdo al
tamaño de la botella tanto de altura como de posición horizontal. El ajuste de la
altura de las boquillas se la realiza manualmente mediante un eje el cual tiene una
forma de tornillo sin fin que se puede girar desde un mango para graduar la altura del
banco de boquilla.
Gráfico 4.15: Ubicación de las 8 boquillas Fuente: Los Autores, 2013
73
4.5.2 Sistema de Elevación del Banco de Boquillas
Esta construida mecánicamente por un una barra metálica en forma de tornillo la cual
al girar permite regular la altura del banco de boquillas.
Un cilindro neumático de doble efecto está ubicado debajo de la mesa de la máquina,
el vástago se acopla con el banco de boquilla para realizar un movimiento vertical
logrando que el banco de boquillas se eleve para liberar las boquillas de las botellas o
baje para dosificar el líquido.
Gráfico 4.16: Mango de Calibración de base de boquillas Fuente: Los Autores, 2013
Gráfico 4.17: Unión mecánica entre el pistón y base de banco Fuente: Los Autores, 2013
74
En el cilindro se encuentra ubicado un sensor magnético el cual indica la posición de
las boquillas, este sensor detecta la parte metálica del vástago cuando el cilindró se
encuentra retraído y envía una señal al programa del PLC por la entrada I1.2.
La electroválvula que actúa en el movimiento del cilindro es V3, es una
electroválvula 3/2 la cual es controlada por el PLC atreves de la salida Q0.2. En la
conexión neumática de este cilindro se usa dos válvulas de estrangulamiento para
regular la velocidad de desplazamiento del vástago.
En la figura 4.18 se muestra la ubicación del cilindro y las válvulas de
estrangulamiento con el sensor magnético.
Gráfico 4.18: Válvulas de Estrangulamiento Fuente: Los Autores, 2013
Gráfico 4.19: Sensor magnético, ubicado en cilindro neumático Fuente: Los Autores, 2013
75
4.7 Instalación de la Unidad de Mantenimiento de Aire Comprimido
La Unidad de Mantenimiento está compuesta por un regulador de presión y filtros
para garantizar la mejor calidad del aire seco y libre de impurezas, que afecten a los
elementos neumáticos como cilindros y electroválvulas de la máquina la manguera
que se utiliza para la conexión es #10 tanto a la entrada como a la salida.
Gráfico 4.20: Unidad de mantenimiento y regulador de presión
Fuente: Los Autores, 2013
4.7 Instalación de Electroválvulas
Las electroválvulas se encuentran instaladas en una caja de acero inoxidable, el
voltaje de alimentación de la electroválvula es de 220 VCA la interface entre el
circuito de control la realiza los relé K1 para la electroválvula V1, K2 para la
electroválvula V2, K3 para la electroválvula V3 y K4 para la electroválvula V4, el
control se realiza mediante el PLC que controlan a los relés de 24 VDC.
Gráfico 4.21: Banco de electroválvulas
Fuente: Los Autores, 2013
76
4.8 Instalación de Tablero de Eléctrico
En el tablero eléctrico se encuentra los elementos de control como el PLC siemens
S7-200, HMI, pulsadores, luces piloto, relé, contactor, variador de velocidad,
breaker, relé de nivel y borneras de conexiones sus dimensiones son 50cm x 50cm.
Gráfico 4.22: Tablero Eléctrico
Fuente: Los Autores, 2013
77
CAPÍTULO 5: PROGRAMACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL DE LA MÁQUINA ENVASADORA N2.
5.1 Diagrama de Flujo de la Máquina Envasadora N2
La máquina envasadora N2 es una máquina secuencial construida de 12 estados, en
cada estado se realiza una función específica, a continuación se muestra el diagrama
de estado.
Fuente: Los Autores, 2013
Gráfico 5.1: Diagrama de Flujo
78
Gráfico 5.2: Diagrama de Flujo Fuente: Los Autores, 2013.
79
Gráfico 5.3: Diagrama de Flujo Fuente: Los Autores, 2013.
80
5.2 Direcciones de las entradas y salidas del programa.
El programa se realizó en Microwin 32 Versión 4.0.
La dirección de las entradas y salidas utilizadas del autómata se detallan a
continuación.
Entradas Dispositivo de entrada Dirección Descripción
S1 Pulsador I1.0 Start. S2 Pulsador I1.1 Paro. S3 Sensor magnético I1.2 Cilindro de sellado.
S4 Sensor óptico I0.5 Ingreso de botellas. S5 CN Sensor de nivel I0.6 Control de nivel del tanque.
Tabla 5.1: Dirección de Entradas para el programa de control Fuente: Los Autores, 2013.
Salidas Dispositivo de Salidas Dirección Descripción Relé K1 Q0.0 Electroválvula V1 Traba de entrada Relé K2 Q0.1 Electroválvula V2 Traba de salida Relé K3 Q0.2 Electroválvula V3 Pistón de sellado de
botellas Relé K4 Q0.4 Electroválvula V4 Bomba neumática B1 Relé K5, k 6 Q0.5 Contactor KM1 Banda Transportadora
Relé k7 Q0.6 Luz piloto de Start L1 Relé k8 Q0.7 Luz piloto dosificado L2 Relé k9 Q1.0 Luz piloto de bomba L3
Tabla 5.2: Dirección de Salidas para el programa de control
Fuente: Los Autores, 2013.
5.3 Direcciones de Memorias, contadores y temporizadores del programa Contadores
Valor Preselección
Contador ascendente
Dirección PV Descripción
VW212 CTU C0 +1 Contador de ingreso de botellas
Tabla 5.3: Contador para el programa de control Fuente: Los Autores, 2013
81
Temporizadores
Tabla 5.4: Temporizadores para el programa de control Fuente: Los Autores, 2013
5.4 Programa de Control de la Máquina Envasadora N2 en Micro/win 32
5.4.1 Programa Principal
Las recetas se la selecciona desde el panel operador, el contacto SM0.0 es una
marca especial, este bit siempre esta activado y es solo de lectura. Los contactos
M11.1 hasta M11.6 están direccionados como variables en el programa y realizan
la siguiente función.
La tecla F1 del panel operador corresponde al contacto M11.1 al pulsar F1 activa la
receta para envase de 1 litro, F2 corresponde al contacto M11.2 al pulsar F2 activa
la receta para envase de 1 galón, F3 corresponde al contacto M11.3 al pulsar F3
activa la receta para envase de 1/2 litro, F4 corresponde al contacto M11.4 al pulsar
F4 activa la receta 4, K1 corresponde al contacto M11.5 al pulsar K1 activa la
receta 5, K2 corresponde al contacto M11.6 al pulsar activa la opción de operador.
En el gráfico se muestra la parte del programa del controlador que realiza esta
función.
Valor Preselección PT
Retardo a la conexión
Dirección Resolución ms
Descripción
20 TON T37 100 Tiempo de retardo del pistón de sellado baje.
VW204 TON T38 100 Tiempo de dosificado. VW208 TON T39 100 Tiempo de vacio VW242 TON T40 100 Tiempo de retardo para
encendido de la banda transportadora
VW240 TON T41 100 Tiempo de salida de botellas VW244 TON T42 100 Tiempo de retardo de la traba de
entrada
82
Gráfico 5.4: Impresión Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
En el siguiente segmento la se muestra la opción de reset de la máquina, es decir la
máquina se reinicia y se pone lista para empezar a dosificar nuevamente.
El contacto I1.1 habilita la entrada ( EN ) del MOV_W haciendo que se traslade el
valor de la entrada IN hacia la salida OUT en este caso es el numero 1, este valor es
comparado y cierra el contacto M10.0 para deshabilitar la bobina Q0.0 en ese
instante todas las salidas del PLC son reiniciadas.
Gráfico 5.5: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin
Fuente: Los Autores. 2013
83
Gráfico 5.6: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin
Fuente: Los Autores. 2013
Cuando los contactos I1.1 , I1.0 y M10.0 se cierran el valor de la entrada del
MOV_W se mueve a la salida donde se encuentra la variable VW200 este valor es
comparado para activar la bobina M10.1 y colocar en el estado 1 la máquina. Cada
vez que el valor de la variable VW200 cambia en sentido ascendente se va realizando
el avance de estados de la máquina en este grafico se muestra parte del programa
para ver el programa completo revisar el anexo 4.
Gráfico 5.7: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin
Fuente: Los Autores. 2013
5.4.2 Recetas del Programa
Existen 5 subrutinas las cuales fueron creadas como recetas para realizar el
dosificado de los diferentes tamaños de envases y configurar los parámetros que se
84
necesitan para realizar el dosificado adecuado en cada una de las representaciones
que se desea envasar.
En esta subrutina se ingresan los parámetros de tiempo, que deseamos que el equipo
trabaje en este caso se muestra la receta para envases de 1 litro.
Tabla de Parámetros para Dosificar Envases de 1 litro.
Menú Datos Ingresados
Variables del PLC
Botella ingresada 8 VW212
Tiempo de llenado 110 VW204
Tiempo de vacio 10 VW208
Retardo de traba de salida 70 VW240
Retardo de traba de entrada 10 VW242
Retardo de banda transportadora 10 VW244
Tabla 5.5: Parámetros para dosificar envases de 1 litro Fuente: Los Autores, 2013
El valor ingresado en la variable VW212 corresponde al número de botellas que van
a ingresar para esta receta es el 8, el valor de 110 corresponde VW204 tiempo de
llenado, el valor 10 corresponde VW208 tiempo de vacío, el valor 70 corresponde
VW240 retardo de traba de salida, el valor 10 corresponde VW242 retardo de traba
de entrada y el valor 10 corresponde VW244 retardo de banda transportadora, en el
siguiente grafico se observa la subrutina para la receta de 1 litro, para ver el
programa de las otras recetas revisar el anexo 4.
Gráfico 5.8: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin
Fuente: Los Autores. 2013
85
Gráfico 5.9: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
5.5 Funcionamientos de los estados de la máquina envasadora "N2"
5.5.1 Secuencia de la Máquina
Como se muestra en este segmento del programa cuando el contacto SM0.0 se cierra
se selecciona la subrutina ciclo de envasado, en esta subrutina se realiza toda las
secuencias del funcionamiento de la máquina.
86
Gráfico 5.10: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
En este segmento del programa se realiza el avance de la los estados de la máquina,
inicialmente se almacena en la variable de memoria VW200 el #1, y se compara
para activar la bobina M10.0. La secuencia es en el orden ascendente por tanto cada
vez que la variable VW200 cambia de numero en forma ascendente va aumentando
el estado en el que se encuentra la máquina. En el grafico se muestra parte del
segmento, para ver el segmento completo revisar el anexo 4.
Gráfico 5.11: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
5.5.2 Llenado del tanque de la envasadora N2
En el estado de inicio se empieza a llenar el tanque a través de la bomba neumática,
controlada por un sensor de nivel (CN). Si el sensor de nivel (CN) indica que el
tanque esta vacio, el contacto I0.6 se cierra y envía un pulso para que se active la
bobina Q0.4 y encender la bomba de llenado (B1), hasta que el sensor de nivel
indique que el tanque está lleno, en ese momento el contacto I0.6 se abre y corta la
87
señal de la bobina Q0.4 la cual se desactiva y se apaga la bomba (B1), la interface
entre el circuito de control y fuerza se lo realiza a través del relé K4.
Gráfico 5.12: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
5.5.3 Traba de entrada Retraída
En el estado 1 la bobina Q0.0 del PLC se desactiva cuando el contacto M10.1 se
cierra para que la traba de entrada se retraiga y permitir el ingreso de las botellas
hacia la posición de llenado, la electroválvula que controla el cilindro es (V1)
atreves de él relé K1 que es el elemento de interface.
Gráfico 5.13: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
88
5.5.4 Traba de Salida Extendida.
En el estado 2 la bobina Q0.1 del PLC se activa cuando el contacto M10.2 se cierra
para que la traba de salida se extienda y detener las botellas para dejarla ubicada en
la posición de llenado, la electroválvula que controla el cilindro es (V2).
Gráfico 5.14: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
5.5.5 Banda Transportadora Encendida
En el estado 3 se activa la bobina Q0.5 al cerrarse el contacto M10.3 para encender
la banda transportadora, el relé k5 es la interface entre el circuito de control y
fuerza.
Gráfico 5.15: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
5.5.6 Habilitación del Sensor de entrada de botellas
En el estado 3 el contacto M10.4 se cierra quedando habilitada la entrada CU del
contador C0, el contacto I0.5 está conectada a el sensor óptico (S4), cuando se
cierra el contacto I0.5 se envía la señal a el contador para registrar la cantidad
de botellas ingresadas que pueden ser 8 ó 4 dependiendo del tipo de envase que se
89
esté utilizando. El contacto M30.4 al cerrarse deja pasar la señal a la entrada R
para realizar el reset del contador el contacto de paro I1.1 realiza la misma función.
Gráfico 5.16: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
5.5.7 Traba de entrada extendida.
En el estado 5 la bobina Q0.0 se activa cuando el contacto M10.5 se cierra, para
extender la traba de entrada y detener el paso de las botellas, una vez que el número
de botellas ingresadas se ha completado.
El contacto M20.7 es utilizado en el modo de test y realiza la misma función al
presionar el teclado desde el panel operador.
Gráfico 5.17: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
90
5.5.8 Banda Transportadora OFF
En el estado 6 la bobina Q0.5 se desactiva al cerrarse el contacto M10.6 para
detener la banda transportadora.
Gráfico 5.18: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
5.5.9 Sellado de las Boquillas
En el estado 7 se activa la bobina Q0.2 para controlar la electroválvula V3 al
cerrarse el contacto M10.7, la electroválvula V3 permite el paso de aire para el
pistón del cilindro neumático se retraiga y las boquillas bajen introduciéndose en
las botellas.
Gráfico 5.19: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
El contacto M10.6 al cerrarse activa el temporizador T37 el cual empieza a
cronometrar un retardo de 2 segundos, el contacto T37 se cierra activando al estado
8.
91
Gráfico 5.20: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
El contacto I1.2 del PLC se cierra cuando el sensor magnético ubicado en el cilindro
de sellado detecta la posición del cilindro que debe estar retraído, en ese instante se
realiza el cambio al siguiente estado.
Gráfico 5.21: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
5.5.10 Tiempo de Llenado.
En el estado 8 empieza la dosificación del producto, cuando se cierra el contacto
M20.0 y Q0.3 el temperorizador T38 empieza a cronometrar el respectivo tiempo
seteado en la palabra VW204, en el instante que termina el tiempo se cierra el
contacto T38 para pasar al siguiente estado.
92
Gráfico 5.22: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin
Fuente: Los Autores. 2013
La bobina Q1.0 se activa cuando al cerrarse el contacto M20.3, el relé K9 está
conectado a una luz piloto que nos indica cuando esta dosificando la máquina, y se
desactiva cuando termina el proceso de dosificado al cerrarse el contacto M20.5 se
desactiva la bobina Q1.0
Gráfico 5.23: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
93
5.5.11 Pistón de Sellado Extendido
En el estado 9 el cilindro de sellado se extiende para liberar las boquillas de las
botellas por tanto la bobina Q0.2 se desactiva, al cerrarse el contacto M20.6 ó M31.1
y M13.1 desde el teclado del panel operador.
Gráfico 5.24: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
5.5.12 Traba de salida Retraída
En este estado 10 la bobina Q0.1 se desactiva cuando el contacto M20.7 se cierra,
para que la traba de salida se retraiga y permitir la salida de las botellas dosificadas.
Gráfico 5.25: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
5.5.13 Banda transportadora ON
El valor ingresado en la variable VW242 es un tiempo de retardo para el encendido
de la banda transportadora el temporizador T40 empieza a cronometrar cuando el
contacto M20.7 se cierra, en el instante que se cierra el contacto T40 pasa al
siguiente estado.
94
Gráfico 5.26: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
En este estado 11 la bobina Q0.5 se activa, cuando el contacto M30.0 se cierra y la
banda transportadora se enciende para transportar las botellas hacia la salida.
Gráfico 5.27: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
El valor ingresado en la variable VW240 es un retardo para la activación de la
traba de salida, temporizador T41 empieza a cronometrar cuando el contacto M30.1
se cierra, en el instante que el contacto T41 se cierra pasa al siguiente estado.
95
Gráfico 5.28: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
El contacto Q0.0 se encuentra cerrado y al cerrarse el contacto M30.2 se realiza el
cambio al estado 12.
Gráfico 5.29: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
En este estado 12 se desactiva la bobina Q0.0 para retraer la traba de entrada y se
activa Q0.1 para extender la traba de salida, al cerrarse el contacto M30.4.
96
Gráfico 5.30: Impresión de Pantalla de Programa MicroWin Fuente: Los Autores. 2013
5.6 Programación del HMI "OP7"
5.6.1 Configuración de recetas en el panel operador.
Por medio del panel operador OP7 tenemos acceso a la configuración de las 5
recetas que existen en el programa, las cuales se seleccionan dependiendo del tamaño
del envase que se utilice, los parámetros que se configuran en cada una de las recetas
son los siguientes:
• Ingrese número de botellas de entrada.
• Ingrese tiempo de vacío.
• Ingrese tiempo de llenado.
• Ingrese tiempo retardo de traba de salida
• Ingrese tiempo retardo de traba de entrada
• ingrese retardo de banda transportadora.
5.6.2 Configuración Mediante Simatic Protool / Pro CS V6.0
La configuración para el OP7 se creará en un ordenador (PC/PG) con el software de
configuración ProTool en Microsoft Windows. Una vez terminada la configuración,
ésta es transferida al OP7. Para este paso, el ordenador debe conectarse al panel de
operador. Después de la transferencia se debe acoplar el OP7 al control (PLC).
97
Ahora el OP7 comunica con el control y, con ayuda de los datos previos
proyectados, reacciona ante procesos del programa en el control.
Gráfico 5.31: Cuadro Esquemático de Fases de Configuración y Dirección de Procesos Fuente: Los Autores. 2013
5.6.3 Creación de proyecto En Simatic Protool/ Pro CS V6.0
El software simatic protool nos permite realizar las configuraciones y editar el
proyecto para la utilización del panel operador que estamos usando OP7.
Para crear un proyecto inicializamos el simatic protool y en el menú seleccionamos
nuevo, en esta primera ventana de asistente de proyecto seleccionamos equipo de
destino a utilizar en nuestro caso es el OP7, avanzamos con la opción siguiente y nos
muestra otra ventana para seleccionar el control en nuestro caso colocamos PLC_1 y
el protocolo que utilizaremos es el Simatic-200 V6.0.
A continuación se muestran las impresiones de las pantallas del programa que se
realizaron durante el proceso de programación, con estas graficas donde se evidencia
los pasos que se siguieron de acuerdo a los requisitos planteados.
98
Gráfico 5.32: Selección del equipo en el asistente de configuración Fuente: Los Autores. 2013
Gráfico 5.33: Configuración del dispositivo Fuente: Los Autores. 2013
99
Gráfico 5.34: Finalización de la Configuración Fuente: Los Autores. 2013
En la opción parámetros podemos visualizar la configuración de la red la cual tiene
perfil PPI y de velocidad es de 9.6, los parámetros del OP7 dirección 1, e interface
IF1B y por último el interlocutor de comunicación.
Gráfico 5.35: Configuración de Parámetros Fuente: Los Autores. 2013
Una vez configurado el asistente de proyecto, procedemos a crear las variables que
vamos a utilizar en nuestro proyecto.
100
Para crear las variables realizamos el siguiente procedimiento y usamos la siguiente
tabla.
Nombre Tipo Dirección Descripción BOT_IN WORD VW212
Contador de botellas
ENC_BANDA WORD VW242 Tiempo de encendido de banda transportadora
P_IN WORD VW244 Traba de entrada P_OUT WORD VW240 Traba de salida
T_LLENADO WORD VW204
Tiempo de llenado
T_VACIO WORD VW208 Tiempo de vacio RECETA_GALON BOOL M11.2 Receta para galón RECETA_LITRO BOOL M11.1 Receta para litro
OPERADOR BOOL M11.6 Menú de operador RECETA_3 BOOL M11.3
Receta 3
RECETA_4 BOOL M11.4 Receta 4 RECETA_5 BOOL M11.5 Receta 5
Tabla 5.6: Variables utilizadas en el programa de control
Fuente: Los Autores. 2013
5.6.4 Creación de variables en protool.
Seleccionamos en el menú de herramientas insertar variable y se abre la ventana
variable, aquí colocamos el nombre de la variable en este caso nuestra variable se
llama BOT_IN, esta variable es de tipo WORD y el área es VW212, en control
tenemos la opción PLC_1 el cual ya configuramos anteriormente, aceptamos y de
esta forma se ha creado la variable BOT_IN.
Gráfico 5.36: Creación de las Variables
Fuente: Los Autores. 2013
101
Gráfico 5.37: Listas de variables creadas Fuente: Los Autores. 2013
5.6.5 Creación de Imagen en Protool.
Luego creamos una imagen desde el menú de herramientas imágenes seleccionamos
nueva y aparece una ventana para crear la imagen en la cual vamos a insertar la
variable BOT_IN, desde la barra de herramientas colocamos insertar campo de
entrada/salida seleccionamos la variable BOT_IN, en el tipo de campo entrada,
representación decimal y damos aceptar. Las imágenes se guardan con el nombre de
PIC_1, como se observa en el grafico tenemos 5 imágenes creadas para este
programa.
Gráfico 5.38: Imagen del Programa Fuente: Los Autores. 2013
102
Gráfico 5.39: Campo de Entrada /Salida Fuente: Los Autores. 2013
La opción Operador del menú del proyecto se asigno la tecla K2, se ha seleccionado
la imagen PIC_3, esta imagen nos despliega las opciones para ingresar manualmente
los parámetros de trabajo de la maquia desde el panel operador. En la figura se
muestra el menú de recetas y la selección de imagen.
Gráfico 5.40: Menú de Recetas y Selección de Imagen Fuente: Los Autores. 2013
103
PRESUPUESTO
Cod. Articulo Descripción Cantidad P. Unitario TOTAL
1 Automatizacion de Envasadora de Quimicos 1 8200 8200,00
"N2"
1 Construccion de tanque de almacenamiento 1en acero inoxidable con capacidad para
2 Rediseño de banda transportadora de 3 mts 1con su respectiva guia, piñones y motoreductor y templadores
3 Construccion de pulmones de aire 24 Soporte porta boquillas de 1,22 mts 15 Construccion de juegos de 6 boquillas en 1
acero inoxidable para productos quimicos
6 Automatizacion y construccion de tablero 1electrico para comando de la envasadora
7 Juego de 6 cilindros neumatico para boquillas 18 Accesorios neumaticos, conectores 1
mangueras, reguladores de aires, silenciadores
electrovalvulas y actuadores
9 Cilindro neumatico para banco de boquillas 1
10 Cilindro neumatico para topes de botellas 1
Son: Nueve mil ciento ochenta y cuatro,00/100 dol ares Sub-Total $ $8.200,00
12% IVA $984,00
TOTAL $ $9.184,00
tanque, adicional visor en policarbonato65 galones, incluye tapa para limpieza del
CUADRO DE DETALLE DE MATERIALES USADOS Y COSTO TOTA L DEL PROYECTO
Tabla 1 Presupuesto total de la Máquina envasadora “N2” Fuente: Los autores
El 100% del costo del proyecto fue financiado por la empresa Dupocsa
104
CONCLUSIONES
� En el proyecto realizado en la empresa Dupocsa, se implementó la
automatización de una máquina envasadora para químicos herbicidas como
son glifosato y paraquat con control de volumen a presión constante y el
sistema de llenado por recirculación de liquido, aplicando los conocimientos
adquiridos durante el proceso de formación profesional, que permite tener
una visión adecuada y práctica de las diferentes etapas que se tienen en el
proceso.
� En el presente proyecto se incluyó varios conocimientos de Ingeniería como
son: Control de Procesos Industriales, Interfaces de Comunicación, Mandos
Neumáticos, Instrumentación, Control Industrial y sistemas mecánicos
industrial.
� Fue necesario trabajar en la parte mecánica en lo que respecta al diseño y
construcción del sistema de boquillas, tanque de almacenamiento para que
las limitaciones que se presenten no sean un problema en el momento en que
se implemente un sistema de control, y cumplir con las expectativas
propuestas en el mismo.
� Los dispositivos utilizados para de control en el sistema son de características
ON/OFF, los cuales son gobernados por el PLC y presentan resultados
satisfactorios de operación que garantizan el buen funcionamiento del
proceso.
� La implementación del panel de control permite desarrollar una interfaz
hombre máquina amigable, para el control y operación automática del
proceso.
� La configuración de los programas o recetas para dosificar los diferentes
tamaños de envase garantiza flexibilidad en la operación y funcionamiento
del proceso.
105
� El volumen de llenado en cada botella, de litro o galón, presenta un
porcentaje de error mínimo de +/- 0.3% en cada dosificación. Esto se
consigue con la implementación de las boquillas en cuyo mecanismo
presentan un sistema de recirculación que garantiza que el exceso de líquido
se regrese hacia el reservorio de almacenamiento.
� El Volumen del tanque de almacenamiento de la máquina es de 250 litros y el
llenado se lo realiza automáticamente en el proceso controlando una bomba
neumática.
� La automatización de este tipo de procesos resulta más conveniente en
algunos casos, que comprar un nuevo sistema, por los elevados costos que
representa la adquisición y el tiempo de recuperación de la inversión
realizada.
� De acuerdo con los datos obtenidos de la producción estimada para los
diferentes valores de volumen de dosificación, se concluye que el sistema
mejorará la producción de la línea de envasado brindando un margen de
competitividad.
RECOMENDACIONES
� Previo la utilización de la máquina se debe leer los manuales instructivos de
operación y mantenimiento, de tal manera que se realice las acciones
apropiadas para el buen funcionamiento del sistema y evitar daños en los
elementos de control.
� Se recomienda hacer un mantenimiento preventivo periódico de todo el
sistema, inclusive cuando el proceso no haya estado en funcionamiento,
debido a que el ambiente de polvo que existe en la planta, puede llegar a
causar anomalías en la operación de todo el proceso de dosificación.
106
� El sensor óptico que se encuentra en la parte externa de la máquina debe
mantenerse fijo en su base y limpio para que pueda trabajar correctamente
durante el proceso.
� Se recomienda tener cuidado con todas las conexiones realizadas en la
máquina, ya sean éstas eléctricas o neumáticas, para evitar cualquier lesión
sobre el personal.
� Cuando se requiera realizar un cambio en las partes mecánicas, eléctricas y
neumáticas implementadas en el sistema, hay que cambiarlas por nuevas que
sigan exclusivamente las dimensiones y forma presentada en los anexos.
� Realizar el respectivo cambio de los filtros de la unidad de mantenimiento
cada 6 meses para garantizar aire limpio y seco en las vías neumáticas de la
máquina.
� Lubricar el tornillo sin fin que realiza la calibración de la altura del banco de
boquillas.
� Se recomienda que todas las botellas que se empleen para el llenado sean del
mismo tipo, para asegurar un buen funcionamiento del sistema a nivel
mecánico y de control.
La automatización o mejoras realizadas en el funcionamiento de la máquina
envasadora de químicos “N2”, nos permitió tener un equipo idóneo y capaz de
cumplir con las expectativas de trabajo o producción requeridas por la empresa
Dupocsa.
Se pudo realizar mejoras en el llenado de los envases con el diseño, fabricación y
puesta en funcionamiento de boquillas idóneas para productos espumosos, y su
llenado exacto, también se pudo solucionar el problema de llenado automático del
tanque de almacenamiento de producto de la envasadora, como también problemas
de accionamiento de la banda transportadora, ingreso de botellas en la máquina.
107
Como recomendación que se pueda dar para el constante buen funcionamiento del
equipo es su constante mantenimiento tanto en la parte mecánica como en la parte
eléctrica para lo cual se dejo elaborado los manuales de funcionamiento del equipo y
de las fallas más comunes con sus respectivas soluciones.
Adjuntamos los manuales de funcionamiento, de fallas y soluciones, adicional los
anexos correspondientes.
108
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES 2012
MES: MARZO
JUEVES 01 MARZO AL 03 MARZO
Revisar estado actual de la envasadora de químicos "N2", en las instalaciones de la
empresa DUPOCSA, verificar estado operativo.
LUNES 05 MARZO AL VIERNES 09 MARZO
Planificar de plan de trabajo a ser aplicado en la envasadora.
LUNES 12 MARZO AL VIERNES 16 MARZO.
Seleccionar el PLC y panel operador a ser utilizados en la automatización de la
máquina envasadora “N2”.
LUNES 19 MARZO AL VIERNES 23 DE MARZO.
Cotizar y comprar materiales eléctricos y neumáticos para la elaboración del tablero
de control de la envasadora “N2”.
LUNES 26 MARZO AL VIERNES 30 DE MARZO.
Cotizar y comprar planchas y tubos de acero inoxidable de diferentes medidas
seleccionadas para la fabricación del tanque de almacenamiento y estructura de la
máquina.
MES: ABRIL
LUNES 02 DE ABRIL AL VIERNES 06 DE ABRIL
Diseñar, construir e instalar el tablero de control de la máquina envasadora “N2”.
LUNES 09 DE ABRIL AL VIERNES 27 DE ABRIL
Construir tanque de almacenamiento de máquina envasadora “N2”, soldar tubos de
soporte de nueva estructura de la envasadora “N2”
MES: MAYO
LUNES 01 AL VIERNES 31 DE MAYO.
Visitar e investigar los diferentes tipos de boquillas de las máquinas envasadoras
existentes en las otras fabricas de químicos de Guayaquil, fallas y calibraciones más
comunes
MES: JUNIO
LUNES 04 DE JUNIO AL VIERNES 29 DE JUNIO.
109
Diseñar y construir boquillas que van a trabajar en el equipo envasador “N2”.
MES: JULIO.
LUNES 02 DE JULIO AL VIERNES 28 DE JULIO.
Mantenimiento de banda transportadora, junto con partes y piezas que la conforman.
MES: AGOSTO
LUNES 01 DE AGOSTO AL VIERNES 29 DE AGOSTO.
Realizar programa de control para el PLC y HMI
MES: SEPTIEMBRE
LUNES 02 SEPTIEMBRE AL VIERNES 27 DE SEPTIEMBRE.
Probar el funcionamiento del programa en el tablero de control de la envasadora
“N2”.
MES: OCTUBRE
LUNES 01 DE OCTUBRE AL MARTES 30 DE OCTUBRE.
Instalación de la máquina en la línea de producción de la empresa Dupocsa.
MES: NOVIEMBRE
JUEVES 01 DE NOVIEMBRE AL JUEVES 22 DE NOVIEMBRE.
Probar funcionamiento de la máquina envasadora con diferentes tipos de productos y
envases que se procesan en la empresa DUPOCSA.
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES 2013
MES: ENERO
VIERNES 04 DE ENERO AL VIERNES 25 ENERO.
Elaborar libro de tesis, recopilando datos obtenidos durante el proceso de
automatización y pruebas de la máquina envasadora “N2”
MES: FEBRERO
LUNES 04 DE FEBRERO AL VIERNES 22 DE FEBRERO.
Elaborar tablas de datos de las pruebas obtenidas en los diferentes tiempos de
producción con diferentes envases y productos.
MES: MARZO
LUNES 12 DE MARZO AL VIERNES 22 DE MARZO.
Capacitar al personal operador, supervisor e instructor sobre el funcionamiento de la
máquina envasadora “N2”.
MES: ABRIL
MARTES 17 DE ABRIL AL VIERNES 25 DE ABRIL.
Presentar libro de la monografía al tutor encargado de la tesis.
110
MES: MAYO
MARTES 14 MAYO AL JUEVES 23 DE MAYO.
Presentar primer borrador de tesis al consejo de carrera de Electrónica.
MES: JUNIO
MARTES 18 AL JUEVES 29 DE JUNIO.
Corregir observaciones realizadas al libro de tesis, solicitar visita de tutor y
profesores para verificación de funcionamiento de la envasadora “N2”.
MES: JULIO
LUNES 01 DE JULIO AL VIERNES 19 DE JULIO.
Realizar visita técnica del tutor encargado de la tesis junto con el profesor delegado,
entrega de nuevo libro de tesis corregido.
JUEVES 1 DE AGOSTO AL VIERNES 2 DE AGOSTO
Revisiones del documento.
111
BIBLIOGRAFÍA
Citas de textos.
CREUS SOLÉ, Antonio, Libro DE NEUMÁTICA E HIDRÁULICA, Edición N.- 2
México D.F.-México, Enero 2011
MALONEY, Timothy J, ELECTRÓNICA INDUSTRIA MODERNA, Edición N.-5,
México D.F.-México 2006
Citas de páginas de internet:
www.aryessrl.com.ar
http:///File:Glyphosate.svg?uselang=eshttp://www.dupocsa.com/content/fertilizantes.
php
http://www.directindustry.es/prod/camozzi/valvulas-neumaticas-manuales-5625-
429598.html
http://es.scribd.com/doc/40656323/Detectores-magneticos
http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r88671.PDF
http://ocw.uc3m.es/ingenieriamecanica/neumaticahidráulica/transparencias/cilindros
Neumaticos.pdf
http://indumatic.blogspot.com/2009/07/blog-post_829.html
www.monografia.com/unidades mantenimiento
www.siemens.com
Catálogos de Productos
Catalogo digital SIMATIC HMI, OP7
Catalogo digital Altivar ATV12H037M2
Electrónica para industrias
Electricidad, Partes de un motor asíncrono trifásico, 2008.
Manual Simatic S7-200 Tecnología de control al Máximo Nivel
Manual de usuario ATV12H037M2
Manual de Usuario Simatic S7-200 CPU 224, 2005
112
Manual S7-200 PDF. Automata S7-200
Neumática Airmac S.A. Tableros didácticos de Cilindros y Actuadores Neumáticos
Photograph, Electronic component - relays, 2007
S7-200_ system_manual_es-ES.pdf
Byte, bit, palabra y doble palabra
Acceso a memorias de datos
Descripción del direccionamiento del PLC.
Acceso a diversas aéreas de memoria de la CPU
113
ANEXO 1
CARACTERÍSTICAS Y DATOS TÉCNICOS DE LA CPU 224
114
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CPU 214, FAMILIA S7-200
Anexo 1 Gráfico 1 CPU 224 Fuente: Los autores
Anexo 1 Tabla 1: Características de software de CPU 224 Familia S7-200 Fuente: Manual Simatic S7-200 Tecnología de control al Máximo Nivel
HARDWARE
• Voltaje de alimentación de 220VAC. • 14 puntos de entrada • 10 puntos de salida. • Salida a relé • Montaje máximo a 7 módulos de expansión. • Comunicación por medio de cable PPI. • Formato compacto • Conectibilidad por medio de puerto RS-485.
Anexo 1 Tabla 2: Características de Hardware de CPU 224 Familia S7-200 SIEMENS Fuente: Manual Simatic S7-200 Tecnología de control al Máximo Nivel
SOFTWARE
• STEP 7-Micro/WIN • Gran facilidad de uso • Estándar Windows • Parametrizar en lugar de
programar: los asistentes • Gran repertorio de instrucciones, • aplicables por simple «arrastrar
& colocar» • Función de visualización de
estado para lenguajes AWL, KOP y FUP
115
Características destacadas
• Tarjeta de memoria para Data Logging, administración de recetas, almacenamiento de proyecto Micro/WIN, archivo de la documentación en formatos diversos
• Función PID Auto Tune • 2 puertos integrados amplían las
posibilidades de comunicación, p. ej. con equipos externos (CPU 224 XP, CPU 226)
• CPU 224 XP con entradas y salidas analógicas integradas
Anexo 1 Tabla 3: Características destacadas de CPU 224 Familia S7-200 SIEMENS Fuente: Manual Simatic S7-200 Tecnología de control al Máximo Nivel
Características técnicas generales
• Formato compacto • Extensa funcionalidad básica • Ampliable modularmente • Puerto RS 485 integrado para empleo en bus
de sistema • Excelente respuesta en tiempo real • Control secuencial y de proceso
extremadamente rápido y preciso • Supervisión sin lagunas de procesos de
tiempo crítico gracias a interrupciones temporizadas
• Simple y cómodo sistema de conexión mediante regletas desenchufables en CPU y módulos de ampliación, es decir, cableado
• independiente
Anexo 1 Tabla 4: Características técnicas del CPU 224 Familia S7-200 SIEMENS Fuente: Manual Simatic S7-200 Tecnología de control al Máximo Nivel
116
ANEXO 2
MANUAL DE USUARIO DE LA MÁQUINA ENVASADORA N2
117
ANEXOS 2: MANUAL DE USUARIO
ENVASADORA DE QUÍMICOS N2
Descripción
Máquina dosificadora para el envasado de productos químicos a base de agua, de
viscosidad mediana.
Boquillas diseñadas para el control del envasado de productos espumosos con una
precisión en el llenado de hasta el 0.5%.
Capacidad de almacenaje en el reservorio del equipo de hasta 250 litros,
alimentación hacia el equipo por medio de bomba neumática.
Velocidad de la banda transportadora regulable de 0 a 10 mts por minutos, tablero de
control totalmente automatizado.
Anexo 2 Gráfico 1 Máquina Envasadora N2 Fuente: Los autores
118
Máquina totalmente diseñada en acero inoxidable lo que la hace ideal para el trabajo
en ambientes agresivos o químicos.
DATOS TÉCNICO
Calibración del Banco de Boquillas.
• Conectamos la máquina al voltaje de trabajo, 220 VCA monofásico.
• Verificamos que la presión de aire en la entrada este dentro del rango de 85
a 100 PSI.
• Ubicar las botellas en formación de llenado, es decir debajo de cada boquilla
como se observa en el gráfico.
• Encender la máquina y verificar que el botón de paro de emergencia no esté
accionado.
Anexo 2 Gráfico 2 Envasadora de Químicos N2, Calibración de boquillas Fuente: Los autores
Voltaje de Alimentación 220 VAC. Monofásico Potencia 1.2 KW presión de Aire de Entrada 80 a 100psi Número de Boquillas 8 boquillas Capacidad del Tanque 250 litros Capacidad de Llenado 0.5 litros a 3.89 litros Velocidad de Llenado 16 botellas por minutos Tipo de Fluidos a Envasar Fluidos Medianamente Viscosos Tipo de Envases Botellas Plásticas Velocidad de la Banda Transportadora 0 a 10 mts. / minutos Estructura del Equipo Acero Inoxidable Principio de funcionamiento Llenado por Caída Libre Porcentaje de error envasado +/- 0.5 % de error en el envasado
Medidas de las máquina 3mts de largox2,50mts de altox2mts de ancho
• En la pantalla
principal, para ingresar al menú pulsar la tecla F1
Anexo 2 Gráfico
• Con el cursor inferior del teclad
• Seleccionamos la opción descarga pulsando la tecla K4.
Anexo 2 Gráfico
• En la pantalla del panel operador Pistón ON (F1de las boquillas que existe con referencia a los envases ya sea de litro o galón.
119
En la pantalla del panel del operador se enciende y se muestra
para ingresar al menú pulsar la tecla F1.
Anexo 2 Gráfico 3 Manual de Envasadora de Químicos N2, Mensaje de InicioFuente: Los autores
cursor inferior del teclado buscamos la opción descarga
Anexo 2 Gráfico 4 Teclado de panel operador Fuente: Los autores
Seleccionamos la opción descarga pulsando la tecla K4.
Anexo 2 Gráfico 5 Manual de Envasadora de Químicos N2, Menú de Opciones Fuente: Los autores
la pantalla del panel operador se muestra las siguientes opciones:F1) se utiliza para bajar el pistón de sellado y verificar la altura
de las boquillas que existe con referencia a los envases ya sea de litro o
y se muestra el mensaje
, Mensaje de Inicio
o buscamos la opción descarga.
, Menú de Opciones
se muestra las siguientes opciones: se utiliza para bajar el pistón de sellado y verificar la altura
de las boquillas que existe con referencia a los envases ya sea de litro o
120
Pistón OFF (F2) se utiliza para subir el pistón de sellado y liberar las boquillas de los envases. Para salir del menú de test pulsar K4
Anexo 2 Gráfico 6 Manual de Envasadora de Químicos N2, Menú de Test Actuadores Fuente: Los autores
Anexo 2 Gráfico 7 Manual de Envasadora de Químicos N2, Mensaje de Salida Fuente: Los autores
Para regular la altura de las boquillas se debe girar este tornillo, ajustar hasta obtener la altura adecuada entre las boquillas y las botellas.
Anexo 2 Gráfico 8 Manual de Envasadora de Químicos N2, Calibración de la Altura de Boquillas Fuente: Los autores
Configuración de parámetros para la Receta de Operador.
• En la pantalla se muestra el menú principal pulsamos la tecla F1 para entrar al
menú de recetas, seleccione la opción operador pulsando la tecla K2, Esta
opción nos permite ingresar los tiempos de trabajo de la máquina.
Anexo 2 Gráfico
En la pantalla se muestra el mensaje para ingresar y luego presione enter, este valor puede ser del el valor y luego pulsamos la tecla enter para guardar el valor ingresado
Anexo 2 Gráfico
• El siguiente mensaje ingrese
depende del tipo de envase que se está
el tiempo es de 15 segundo si es para envase de 1 galón el tiempo es de 32
segundos, el valor que se ingresa se debe
queremos que el tiempo de envasado de un producto sea de 10 seg.
ingresar 100, de
funcionamiento.
Anexo 2 Gráfico
• El siguiente parámetro de funcionamiento es el tiempo de vacío o tiempo en
que la máquina deja de dosificar este tiempo se coloca 2
121
Anexo 2 Gráfico 9 Manual de Envasadora de Químicos N2, Menú de RecetaFuente: Los autores
En la pantalla se muestra el mensaje para ingresar el número de botellasy luego presione enter, este valor puede ser del 1 al 8, mediante el teclado se ingresa
pulsamos la tecla enter para guardar el valor ingresado
Anexo 2 Gráfico 10 Menú de Configuración de Cantidad de botellas a IngresarFuente: Los autores
l siguiente mensaje ingrese tiempo de llenado, el valor de este tiempo
depende del tipo de envase que se está utilizando si es para envase de 1 litro
el tiempo es de 15 segundo si es para envase de 1 galón el tiempo es de 32
segundos, el valor que se ingresa se debe multiplicar
queremos que el tiempo de envasado de un producto sea de 10 seg.
de esta forma se ingresa los tiempos en los demás parámetros de
funcionamiento.
Anexo 2 Gráfico 11 Menú de Configuración del Tiempo de LlFuente: Los autores
El siguiente parámetro de funcionamiento es el tiempo de vacío o tiempo en
máquina deja de dosificar este tiempo se coloca 2 segundos
, Menú de Receta
el número de botellas de entrada , mediante el teclado se ingresa
pulsamos la tecla enter para guardar el valor ingresado.
de Configuración de Cantidad de botellas a Ingresar
el valor de este tiempo
si es para envase de 1 litro
el tiempo es de 15 segundo si es para envase de 1 galón el tiempo es de 32
por 10, es decir si
queremos que el tiempo de envasado de un producto sea de 10 seg. Debemos
en los demás parámetros de
Llenado
El siguiente parámetro de funcionamiento es el tiempo de vacío o tiempo en
segundos.
122
Anexo 2 Gráfico 12 Menú de Configuración de Tiempo de Vacío
Fuente: Los autores
• El tiempo de retardo de pistón de salida, este tiempo se debe setear entre un
periodo de 1 a 4 segundo para garantizar que al momento de accionar el
pistón este no choque con la ultima botella envasada.
Anexo 2 Gráfico 13 Menú de Configuración de Tiempo de Retardo del Pistón de Salida
Fuente: Los autores
• El parámetro que sigue es el tiempo de accionamiento de la banda
transportadora, este tiempo es de 2 segundos.
Anexo 2 Gráfico 14 Menú de Configuración de Retardo de la Banda Transportadora
Fuente: Los autores
• Ingrese el retardo del pistón de entrada, este tiempo debe de ser 2 a 4
segundos.
Anexo 2 Gráfico 15 Menú de Configuración de Retardo de Pistón de Entrada
Fuente: Los autores
123
Nota.- al momento que se están ingresando los parámetros de funcionamiento debemos presionar la tecla de enter y la del cursor hacia abajo para navegar de una opción a otra.
• Una vez ingresado todos los parámetros de funcionamiento en el equipo se
debe presionar la tecla F1, la cual nos permitirá grabar en la memoria del
PLC de la máquina.
Anexo 2 Gráfico 16 Mensaje Para Guardar la Configuración Realizada
Fuente: Los autores
• Presionamos el pulsante de arranque y comenzamos a ingresar los envases en
la botella.
• Si tenemos alguna emergencia durante el proceso de envasado presionamos el
botón de emergencia situado en el panel eléctrico de la máquina.
PROBLEMAS MÁS FRECUENTES EN EL PROCESO DE ENVASADO
� ¿Por qué al momento de haber ingresado todos los envases que se desea
dosificar, no se inicia el ciclo de llenado?
Se debe revisar que el sensor de producto este limpio, que el sensor de producto este
correctamente enfocado con el espejo reflector.
Que las botellas no estén pasando frente al sensor de manera muy junta lo que no
permita que el sensor diferencie un envase de otro.
La altura del sensor sea mayor al cuello de la botella.
� ¿Porque el pistón de salida de la máquina choca con la ultima botella?
El tiempo de retardo o accionamiento ingresado es mínimo con el tiempo de
recorrido de salida de las botellas, se debe aumentar este tiempo.
124
� ¿Tengo problemas con sistema neumático de la máquina, cual es el
problema?
La cantidad de aire presurizado al sistema no sea el adecuado, verificar que la
presión sea de 80 a 100PSI.
Chequear que no existan fugas de aire en el sistema neumático.
� ¿No se está llenando correctamente el tanque de almacenamiento de la
envasadora?
No se está cebando correctamente la bomba hidráulica en el recipiente de
alimentación, cantidad de producto en el recipiente de alimentación es bajo o vacio.
Switch automático de la bomba se encuentra en posición OFF, bomba deshabilitada.
� ¿Existen derrames de productos en las boquillas en el momento de dosificar?
Posición de las boquillas al momento de ingresar en las botellas es incorrecta,
boquillas mal ubicadas.
Cuadrante de las boquillas no está bien ajustada, existen fugas al momento de sellar
los envases existen fugas de productos
Descripción general del equipo.
� Equipo puede dosificar en presentaciones desde 0.5 a 3.89 litros, para envases
de 0,5 lts. a 1 lt se utilizan las ocho boquillas, para presentación de galón o de
3.89 lts solamente se utilizan 4 boquillas
� Verificamos que no exista fuga de aire en las botellas que puede ocasionar
que el producto se derrame, la máquina cuenta con una opción que nos
permite testear la cual se programa de la siguiente manera:
• Presionamos la tecla F1 del panel de operador del equipo para ingresar a las
principales de las opciones, esta nos permite ubicarnos en la primera pantalla
de funcionamiento.
125
• Con el curso de ubicación, presionamos la flecha de hacia abajo el cual nos
permitirá ingresar a otra segunda pantalla, en donde podemos encontrar varias
opciones, y una de esas opciones es la de calibración (tecla K4)
• Presionamos esta tecla y automáticamente ingresamos a una tercera pantalla,
en la cual tenemos programado de la siguiente manera.
• F1 banco de boquillas se activa, bloque baja, pistón grande se acciona.
• F2 banco de boquillas se desactiva, bloque sube, pistón grande se desactiva
Listado de partes y piezas que conforman la Envasadora de Químicos “N2”.
Elementos Neumático
ÍTEM PARTE DESCRIPCIÓN TÉCNICA
01 Unidad de
mantenimiento
Regulador con sistema de retención de agua y
aceites, con manómetro de escala de 0 a 150 psi.
02 Trabas de entrada y
salida
Cilindros neumáticos de 5 mm diámetro del
vástago y 5 cm de recorrido, racores de 1/8 `para
manguera N.- 6
03 Cilindro Principal Cilindro neumático de 2,5 cm de diámetro del
vástago y 30 cm de recorrido el vástago, racores de
½ para manguera N.- 10
04 Bomba Neumática Para uso de productos químicos, sistema interna
por membrana, punto de aire para manguera N.-6.
Clan de entrada y de salida de ½”, caudal de la
bomba 35 mts cúbicos por minutos.
05 Maninfold Sistema de almacenamiento de aire, con el cual se
garantiza que la capacidad de aire sea constante,
entrada de aire conector de ½ para manguera N.-
10 y cada uno de las tomas con conector ¼ para
manguera N.- 6
06 Racores Conectores en acero inoxidable de rosca de hilo
fino de ¼ y ½ con conectores para manguera N.-
6,8 y 10
126
07 Mangueras
neumáticas
Mangueras de medidas N.- 6,8 y 10 que soportan
presiones de hasta 200 psi.
08 Actuadores
neumáticos
Mecanismo 5 a 2, 3 entradas 2 salidas conmutadas,
las cuales solo se utiliza una entrada, las otras dos
entradas se anulan colocando tapones o
silenciadores de piedra.
Anexo 2 Tabla 1 Manual de Envasadora de Químicos N2 Fuente: Los autores
Elementos Eléctricos
01 Breaker principal Breaker bipolar de 15 Amp, para ser montado en
riel DIN, tipo caja moldeada, de accionamiento
rápido, protección general para todo el sistema
eléctrico de la envasadora.
02 Breaker PLC Breaker un solo polo de 2 Amp, para ser montado
en riel DIN, tipo caja moldeada, de accionamiento
rápido, protección eléctrica para el PLC- Siemens
de la máquina envasadora.
03 Breaker Banda
Transportadora
Breaker bipolar de 6 Amp, para ser montado en
riel tipo DIN, tipo caja moldeada, de accionamiento
rápido, protección eléctrica del motor y variador de
velocidad
04 Breaker Sensores y
fuente de poder
Breaker bipolar de 12 Amp, para ser montado en
riel tipo DIN, tipo caja moldeada, de accionamiento
rápido, protección eléctrica de la fuente de poder de
24VDC/10 Amp que alimenta sensores de poder y
relés de accionamiento.
05 Relés Electrónicos Relé electrónico para ser montado en riel tipo DIN,
de bobina de 24 VDC, contacto conmutado.
06 Luces Piloto Luces piloto de tecnología Led, alimentación de
220 VAC, medida de la ranura de 22 mm
07 Pulsador de arranque Pulsador de 22 mm, contacto interno totalmente
abierto antes del accionamiento.
08 Pulsador de Pulsador de 22mm contacto interno totalmente
127
Emergencia cerrado antes del accionamiento, para ser usado en
emergencias del equipo.
09 Contactor Contactor de bobina 220VAC, capacidad de 18
Amp, para activación de motor de banda
transportadora.
10 Sensor Fotoeléctrico Sensor fotoeléctrico de haz de luz con sistema
refractivo que se activa cuando la luz es
interrumpida, voltaje de funcionamiento 24 VDC,
de trabajo pesado, totalmente hermético.
11 Sensor de nivel Sensor de nivel electrónico, con salida a contactos
conmutados, voltaje de alimentación 220 VAC, con
base de 8 pines redondos.
12 Electrodos – sensor
de nivel
Varillas de acero inoxidable de 3 mm de diámetro.
Van ubicados dentro del tanque de
almacenamiento.
13 Base para electrodos Base plástica para sujetar los electrodos del sensor
de nivel, se encuentra ubicado en la parte superior
del tanque
14 Tablero Metálico Tablero metálico, pintado con pintura para
ambientes agresivos, con fondo falso de 3 cm de
alto, medidas 58cmx70cmx28cm
15 Cable de poder Cable concéntrico 3x8, 3 cables de calibre numero
8.
16 Selector de 2
posiciones
Selector de 2 posiciones, ON-OFF, de 22 mm, para
activación de sistema automático del tanque de
almacenamiento de la máquina
17 Borneras Borneras apilables para cable N.-16, para riel DIN
18 PLC-Siemens Plc Siemes, Familia S7-200 CPU-224 , voltaje de
alimentación 220VAC salidas a relé, 8 entradas 10
salidas.
19 Variador de
velocidad
Variador de velocidad para motores de hasta ½ de
HP, 220 VAC de alimentación y salida 220 VAC
trifásico, Marca Telemecanique, modelo
128
ATV12H037M2 ALTIVAR de Schneider Electric
20 OP-7 Pantalla HMI Pantalla de ingreso de parámetros de funcionamiento
21 Motor trifásico Motor trifásico de ½ Hp, 220 VAC. 1800 rpm.
Anexo 2 Tabla 2 Manual de Envasadora de Químicos N2 Fuente: Los autores
Elementos Hidráulicos.
01 Boquillas
dosificación
Compuesta por 3 partes:
1.- Ingreso de producto, entrada para manguera de
¾ , en acero inoxidable
2.- Octurador comando con sistema de resorteo,
aislado herméticamente por sellos vulcanizados,
capaces de resistir químicos agresivos.
3.- Salida de producto o recirculación, salida para
manguera de ¾”, en acero inoxidable.
02 Mangueras
dosificación
Manguera de teflón y carbón con alma de acero de
medida de ¾” para uso en químicos agresivos.
03 Llaves de paso Ubicados entre el tanque de almacenamiento y las
boquillas, entrada para rosca de ½ y salida neplo
de ¾” de
04 Manguera de llenado Ubicada entre la bomba neumática y el tanque de
almacenamiento, medida de la manguera de 1”
Anexo 2 Tabla 3 Manual de Envasadora de Químicos N2 Fuente: Los autores
129
ANEXO 3
MANUAL DE FALLAS Y POSIBLES SOLUCIONES
130
ANEXO 3: MANUAL DE FALLAS DEL EQUIPO Y POSIBLES SOLUCIONES
Banda transportadora no enciende
� Revisar variador de velocidad que los parámetros de funcionamiento sean
los regulares de trabajo, que el variador de velocidad se encuentre energizado
y correctamente cableado.
� Revisar contactor, que la bobina de accionamiento se encuentre en buen
estado, que los cables de alimentación se encuentren en buen estado, que los
contactos de accionamiento no estén pegados.
� Revisar potenciómetro del variador, no este dañado ni desconectado.
� Revisar motor, que le llegue el suficiente voltaje para su funcionamiento, que
la bobina del motor no esté quemada, no exista trabas en el eje del motor, que
el eje no esté roto.
� Revisar caja de reducción, no exista piñones ni engranes rotos, que este
totalmente lubricado y engrasado.
� Revisar relé Q5, no este quemado o esté bien colocado en su base de sócalo
de trabajo, este relé es el encargado de activar la bobina del contactor.
Anexo 3 Gráfica 1 Manual de fallas Fuente: Los autores
131
Anexo 3 Gráfica 2 Manual de fallas Fuente: Los autores
Traba de entrada no se activa.
� Revisar el suministro de aire comprimido este en los niveles adecuado de
trabajo, esto es de 80 a 100 PSI.
� Revisar electroválvula V1, que la bobina actuadora este en buen estado que
no esté quemada ni abierta, los cables de alimentación hacia la bobina estén
en buen estado, verificar que el voltaje que le llegue a la bobina sea el
correcto 220VAC.
� Revisar relé Q1, que no esté quemada o abierta, este relé es el encargado de
activar la bobina actuadora de la electroválvula V1.
� Revisar cilindro de entrada, ubicado en el inicio de la banda transportadora,
que las mangueras de entrada como de salida estén correctamente colocada y
ajustada, que no existan fugas ni deterioro de las mismas.
� Asegurarse que no exista fuga de aire en manifold principal del equipo.
� Revisar fuente de poder SP1.
Anexo 3 Gráfica 3 Manual de fallas
Fuente: Los autores
Traba de salida no se activa.
132
� Revisar el suministro de aire comprimido este en los niveles adecuado de
trabajo, esto es de 80 a 100 PSI.
� Revisar electroválvula V2, que la bobina actuadora este en buen estado que
no esté quemada ni abierta, los cables de alimentación hacia la bobina estén
en buen estado, verificar que el voltaje que le llegue a la bobina sea el
correcto 220VAC.
� Revisar relé Q2, que no esté quemada o abierta, este relé es el encargado de
activar la bobina actuadora de la electroválvula V2.
� Revisar cilindro de entrada, ubicado al final de la banda transportadora, que
las mangueras de entrada como de salida estén correctamente colocada y
ajustada, que no existan fugas ni deterioro de las mismas.
� Asegurarse que no exista fuga de aire en manifold principal del equipo.
� Revisar fuente de poder SP1.
Anexo 3 Gráfica 4 Manual de fallas, Figura de traba de salida
Fuente: Los autores
Anexo 3 Gráfica 5 Manual de fallas, Figura de electroválvula de traba de salida
Fuente: Los autores
Contador de botellas no trabaja.
133
� Revisar fuente de alimentación SP1, que este brindando los voltajes
adecuados, 24VDC.
� Revisar sensor óptico emisor y receptor, que los lentes estén limpios o libres
de humedad, que se encuentren en buen estado.
� Revisar la sensibilidad del sensor de producto sea la correcta.
� Que la altura de cesamiento sea la adecuada, que diferencia espacios entre
productos.
� Que el espejo reflectivo se encuentre cuadrado con el haz de luz que emite el
emisor, se encuentre limpio y libre de humedad.
� Verificar que el cable de alimentación de el sensor este en buen estado, que
no esté roto ni aplastado, que exista un buen contacto en los bornes de
conexión de la misma.
Anexo 3 Gráfica 6 Manual de fallas, Figura de sensor de entrada, ubicado al inicio del área de
dosificación
Fuente: Los autores
Cilindro de sellado no trabaja.
� Revisar el suministro de aire comprimido este en los niveles adecuado de
trabajo, esto es de 80 a 100 PSI.
� Revisar electroválvula V3, que la bobina actuadora este en buen estado que
no esté quemada ni abierta, los cables de alimentación hacia la bobina estén
en buen estado, verificar que el voltaje que le llegue a la bobina sea el
correcto 220VAC.
� Revisar relé Q3, que no esté quemada o abierta, este relé es el encargado de
activar la bobina actuadora de la electroválvula V3.
134
� Revisar cilindro de entrada, ubicado al final de la banda transportadora, que
las mangueras de entrada como de salida estén correctamente colocada y
ajustada, que no existan fugas ni deterioro de las mismas.
� Revisar que banco de boquillas este libre en su movimiento, que este
correctamente engrasado y lubricado.
� Asegurarse que no exista fuga de aire en manifold principal del equipo.
� revisar fuente de alimentación PS1
Anexo 3 Gráfica 7 Manual de fallas, Figura de cilindro de banco de dosificación de máquina
envasadora “N2”
Fuente: Los autores
Bomba Neumática no trabaja.
� Revisar el suministro de aire comprimido este en los niveles adecuado de
trabajo, esto es de 80 a 100 PSI.
� Revisar electroválvula V4, comprobar que este correctamente alimentada por
220VAC al momento de trabajar, verificar que no existan fugas de aire en las
mangueras, ni que estén dobladas.
� Verificar que estén bien identificados la entrada y salida de la bomba
neumática y estén correctamente conectados
� Comprobar que el caudal de aire que alimenta a la bomba sea el adecuado,
35mts cúbicos por minuto.
� revisar relé Q5, que se esté energizando cuando se vaya a prender la bomba
neumática, comprobar que la bobina este en buen estado y que este haciendo
contacto con la base socket.
� Comprobar correcto funcionamiento del programa y del PLC.
135
Anexo 3 Gráfica 8 Manual de fallas, Figura de bomba neumática, generalmente usada para
aplicaciones de traslado de químicos
Fuente: Los autores
Panel operador no trabaja.
� Revisar la fuente de alimentación, que este proporcionando los voltajes
adecuados (24VDC) al panel.
� Revisar cable de comunicación PPI, que no se encuentre cortado, doblado o
en mal estado, verificar que los conectores estén en buen estado.
� Verificar que el panel del operador se encuentre en buen estado, que las teclas
no estén dañada o sucias.
Anexo 3 Gráfica 9 Manual de fallas, Figura de OP7, ubicado en el panel de control de la envasadora
“N2”
Fuente: Los autores
Botellas se llenan de forma desigual.
� Ver que el nivel de líquido en el tanque del equipo sea el adecuado (tanque
más de la mitad de su capacidad de trabajo).
� Comprobar que las boquillas no estén tapadas.
136
� Comprobar que las mangueras estén libres de dobladuras o que presenten
fugas.
� Verificar que las llaves de paso estén abiertas a su total capacidad.
� Comprobar que las boquillas estén totalmente niveladas en el banco de
llenado.
� Verificar que el estado de los supples de caucho sean óptimos, que no estén
deformados ni rotos.
� Comprobar que estado de los resortes de las boquillas sea el correcto,
elasticidad adecuada, no muy tenso.
137
ANEXO 4
PROGRAMA DE CONTROL DEL PLC.
138
Bloque: PRINCIPAL Autor: Fecha de creación: 10.04.2012 15:47:12 Fecha de modificación: 02.07.2013 18:56:01
Símbolo Tipo var. Tipo de datos Comentario TEMP
TEMP
TEMP TEMP
ENVASADORA N2 PROGRAMA PRINCIPAL
Network 1
MENU DE RECETAS
SELECCIÒN DE RECETAS
SM0.0 TF1
TF2
TF3
TF4
TK1
TK2
RECETA_LITRO
EN
RECETA_GALON
EN
RECETA_MED_L~
EN
RECETA_4
EN
RECETA_5
EN
OPERADOR
EN
Símbolo Dirección Comentario TF1 M11.1 RECETA PARA 1 LITRO TF2 M11.2 RECETA PARA 1 GALON TF3 M11.3 RECETA PARA 1/2 LITRO TF4 M11.4 RECETA 4 TK1 M11.5 RECETA 5 TK2 M11.6 OPERADOR
Network 2
CICLO DE ENVASADO
SM0.0 CICLO_ENVASA~
EN
139
Network 3
TEST DE LA MAQUINA
M10.0 M12.0 MOV_W
EN
ENO
+25 IN OUT VW200
M12.1 MOV_W
EN
ENO
+26 IN OUT VW200
Network 4
RESET DE LA MAQUINA
PARO
/
MOV_W
EN
ENO
M12.6 +1 IN OUT VW200
M13.4
Símbolo Dirección Comentario PARO I1.1 RESET DE MAQUINA
Network 5
CAMBIO A ESTADO 1
PARO START M10.0 MOV_W
EN
ENO
5.A
+2 IN OUT
5.A
VW200
Símbolo
Dirección
Comentario PARO START
I1.1 I1.0
RESET DE MAQUINA ENCENDIDO DE LA MAQUINA
140
Network 6
CAMBIO A ESTADO 2
M10.1 K1
/
MOV_W
EN
ENO
+3 IN OUT VW200
Símbolo Dirección Comentario K1 Q0.0 TRABA DE ENTRADA
jjjkjqsfl,-mnbbhjjjkkkkj
Network 7
CAMBIO A ESTADO 3
M10.2 K2 MOV_W
EN
ENO
+4 IN OUT VW200
Símbolo Dirección Comentario K2 Q0.1 TRABA DE SALIDA
Network 8
CAMBIO A ESTADO 4
M10.3 K5 MOV_W
EN
ENO
+5 IN OUT VW200
Símbolo Dirección Comentario K5 Q0.5 MOTOR DEL TRANSPORTADOR
141
Network 9
CAMBIO A ESTADO 5 RETRAZO DE TRABA DE ENTRADA
M10.4 B_IN
<=I
CT1
IN
T_BANDA PT
T42
T42
TON 100 ms
MOV_W
EN
ENO
9.A
+6 IN OUT
9.A
VW200
Símbolo
Dirección
Comentario B_IN CT1 T_BANDA
VW212 C0 VW244
CANTIDAD BOTELLA INGRESADA CONTADOR DE BOTELLAS RETARDO DE BANDA TRANSPORTADORA
Network 10
CAMBIO A ESTADO 6
M10.5 K1 MOV_W
EN
ENO
+7 IN OUT VW200
Símbolo Dirección Comentario K1 Q0.0 TRABA DE ENTRADA
142
Network 11
CAMBIO A ESTADO 7
M10.6 K5 T37
/ IN
TON
+20 PT 100 ms
11.A
T37 MOV_W
EN
ENO
+8 IN OUT
11.A
VW200
Símbolo
Dirección
Comentario K5 Q0.5 MOTOR DEL TRANSPORTADOR
Network 12
POSICIÒN DEL CILINDRO DE SELLADO ABAJO
M10.7 S3 MOV_W
EN
ENO
+9 IN OUT VW200
Símbolo Dirección Comentario S3 I1.2 SENSOR MAGNETICO
Network 13
CAMBIO A ESTADO 10
M20.1 Q0.3
/
MOV_W
EN
ENO
+10 IN OUT VW200
143
Network 14
TEMPORIZADOR DE LLENADO
M20.0 Q0.3 T38
IN
TON
T_LLENADO PT
T38
100 ms
MOV_W
EN
ENO
14.A
+11 IN OUT
14.A
VW200
Símbolo
Dirección
Comentario T_LLENADO VW204 TIEMPO DE LLENADO
Network 15
CAMBIO A ESTADO 12
M20.2 Q0.3
/
MOV_W
EN
ENO
+12 IN OUT VW200
144
Network 16
TEMPORIZADOR DE VACIO
M20.3 K9 T39
IN
TON
T_VACIO PT
T39
100 ms
MOV_W
EN
ENO
16.A
+14 IN OUT
16.A
VW200
Símbolo
Dirección
Comentario K9 T_VACIO
Q1.0 VW208
INDICADOR DE DOSIFICADO TIEMPO DE VACIO
Network 17
M20.5 K9
/
MOV_W
EN
ENO
+15 IN OUT VW200
Símbolo Dirección Comentario K9 Q1.0 INDICADOR DE DOSIFICADO
145
Network 18
M20.6 S3
/
MOV_W
EN
ENO
+16 IN OUT VW200
Símbolo Dirección Comentario S3 I1.2 SENSOR MAGNETICO
Network 19
RETARDO PARA ENCENDIDO DE BANDA TRANSPORTADORA
M20.7 K2 T40
/ IN
TON
T_IN PT 100 ms
19.A
T40 MOV_W
EN
ENO
+17 IN OUT
19.A
VW200
Símbolo
Dirección
Comentario K2 T_IN
Q0.1 VW242
TRABA DE SALIDA RETARDO TRABA DE ENTRADA
146
Network 20
M30.0 K5 MOV_W
EN
ENO
+18 IN OUT VW200
Símbolo Dirección Comentario K5 Q0.5 MOTOR DEL TRANSPORTADOR
Network 21
RETRAZO DE TRABA DE SALIDA
M30.1 T41
IN
TON
T_OUT PT 100 ms
T41 MOV_W
EN
ENO
+19 IN OUT VW200
Símbolo Dirección Comentario T_OUT VW240 RETARDO TRABA DE SALIDA
Network 22
CAMBIO A ESTADO 12
M30.2 K1 MOV_W
EN
ENO
+21 IN OUT VW200
Símbolo Dirección Comentario K1 Q0.0 TRABA DE ENTRADA
147
Network 23
ACTIVACION DE SENSOR DE ENTRADA
M30.4 K2 MOV_W
EN
ENO
+5 IN OUT VW200
Símbolo Dirección Comentario K2 Q0.1 TRABA DE SALIDA
Network 24
CONTROL DE BOMBA NEUMATICA
PARO START M15.0
M15.0
Símbolo Dirección Comentario PARO I1.1 RESET DE MAQUINA START I1.0 ENCENDIDO DE LA MAQUINA
Network 25
ENCENDIDO BOMBA NEUMATICA
M15.0 CN K4
Símbolo Dirección Comentario CN K4
I0.6 Q0.4
SENSOR DE NIVEL BOMBA NEUMATICA
148
Bloque: CICLO_ENVASADO Autor: Fecha de creación: 03.01.2013 10:16:02 Fecha de modificación: 16.05.2013 20:37:07
Símbolo
EN Tipo var.
IN Tipo de datos Comentario
BOOL IN IN_OUT OUT TEMP
149
CICLO DE DOSIFICADO
Network 1
ESTADOS DE LAMAQUINA
SM0.0 VW200
==I
+1
VW200
==I
+2
VW200
==I
+3
VW200
==I
+4
VW200
==I
+5
VW200
==I
+6
VW200
==I
+7
VW200
==I
+8
VW200
==I
+9
VW200
==I
+10
VW200
==I
+11
VW200
==I
+12
VW200
==I
+13
VW200
==I
+14
VW200
==I
+15
VW200
==I
+16
M10.0 M10.1 M10.2 M10.3 M10.4 M10.5 M10.6 M10.7 M20.0 M20.1 M20.2 M20.3 M20.4 M20.5 M20.6 M20.7
150
VW200
==I
+17
VW200
==I
+18
VW200
==I
+19
VW200
==I
+20
VW200
==I
+21
VW200
==I
+22
VW200
==I
+25
VW200
==I
+26
M30.0 M30.1 M30.2 M30.3 M30.4 M30.5 M31.0 M31.1
Network 2
RESET DE SALIDAS
M10.0 K1
R
11
M13.5
R
1
Símbolo Dirección Comentario K1 Q0.0 TRABA DE ENTRADA
Network 3
ESTADO 1 TRABA DE ENTRADA RETRAIDA
M10.1 K1
R
1
Símbolo Dirección Comentario K1 Q0.0 TRABA DE ENTRADA
151
Network 4
ESTADO 2 TRABA DE SALIDA EXTENDIDA
M10.2 K2
S
1
Símbolo Dirección Comentario K2 Q0.1 TRABA DE SALIDA
Network 5
ESTADO 3 BANDA TRANSPORTADORA ENCENDIDA
M10.3 K5
S
1
Símbolo Dirección Comentario K5 Q0.5 MOTOR DEL TRANSPORTADOR
Network 6
ESTADO 4 SENSOR DE ENTRADA ACTIVADO
S4 M10.4 CT1
CU
CTU
PARO
/ R
M30.4 +1 PV
Símbolo Dirección Comentario CT1 C0 CONTADOR DE BOTELLAS PARO I1.1 RESET DE MAQUINA S4 I0.5 SENSOR OPTICO
Network 7
ESTADO 5 TRABA DE ENTRADA EXTENDIDA
M10.5 K1
S
1
M20.7
Símbolo Dirección Comentario K1 Q0.0 TRABA DE ENTRADA
152
Network 8
ESTADO 6 BANDA TRANSPORTADORA DETENIDA
M10.6 K5
R
1
Símbolo Dirección Comentario K5 Q0.5 MOTOR DEL TRANSPORTADOR
Network 9
ESTADO 7 ACTIVACION DE PISTON DE SELLADO
M10.7 K3
S
1
M31.1 M13.0
Símbolo Dirección Comentario K3 Q0.2 PISTON DE SELLADO
Network 10
ESTADO 8 PISTON DE SELLADO EXTENDIDO
M20.0 K3
S
1
M31.0 M12.4
M31.1 M13.2
Símbolo Dirección Comentario K3 Q0.2 PISTON DE SELLADO
Network 11
ESTADO 8 PISTON DE SELLADO RETRAIDO
M20.2 K3
R
1
M31.0 M12.5
M31.1 M13.3
Símbolo Dirección Comentario K3 Q0.2 PISTON DE SELLADO
153
Network 12
ESTADO 8 LUZ PILOTO INDICADOR DE DOSIFICADO ON
M20.3 K9
S
1
Símbolo Dirección Comentario K9 Q1.0 INDICADOR DE DOSIFICADO
Network 13
ESTADO 8 LUZ PILOTO INDICADOR DE DOSIFICADO OFF
M20.5 K9
R
1
Símbolo Dirección Comentario K9 Q1.0 INDICADOR DE DOSIFICADO
Network 14
ESTADO 9 CILINDRO DE SELLADO EXTENDIDO
M20.6 K3
R
1
M31.1 M13.1
Símbolo Dirección Comentario K3 Q0.2 PISTON DE SELLADO
Network 15
ESTADO 10 TRABA DE SALIDA RETRAIDA
M20.7 K2
R
1
Símbolo Dirección Comentario K2 Q0.1 TRABA DE SALIDA
Network 16
ESTADO 11 BANDA TRANSPORTADORA ACTIVADA
M30.0 K5
S
1
Símbolo Dirección Comentario K5 Q0.5 MOTOR DEL TRANSPORTADOR
154
Network 17
ESTADO 12 TRABA DE ENTRADA RETRAIDA Y SALIDA EXTENDIDA.
M30.4 K1
R
1
K2
S
1
Símbolo Dirección Comentario K1 K2
Q0.0 Q0.1
TRABA DE ENTRADA TRABA DE SALIDA
Network 18
TEST
M31.0 M12.2 M13.5
S
1
M12.3 M13.5
R
1
155
Bloque: RECETA_LITRO Autor: Fecha de creación: 03.01.2013 10:16:32 Fecha de modificación: 26.05.2013 14:29:48
Símbolo
EN Tipo var.
IN Tipo de datos Comentario
BOOL IN IN_OUT OUT TEMP
156
RECETA PARA LITRO
Network 1
PARAMETROS PARA ENVASES DE LITRO.
SM0.0 MOV_W
EN
ENO
8 IN OUT B_IN
MOV_W
EN
ENO
110 IN OUT T_LLENADO
MOV_W
EN
ENO
10 IN OUT T_VACIO
MOV_W
EN
ENO
70 IN OUT T_OUT
MOV_W
EN
ENO
10 IN OUT T_IN
MOV_W
EN
ENO
10 IN OUT T_BANDA
MOV_B
EN
ENO
1 IN OUT VB252
Símbolo B_IN
Dirección VW212
Comentario CANTIDAD BOTELLA INGRESADA
T_BANDA VW244 RETARDO DE BANDA TRANSPORTADORA T_IN VW242 RETARDO TRABA DE ENTRADA T_LLENADO VW204 TIEMPO DE LLENADO T_OUT T_VACIO
VW240 VW208
RETARDO TRABA DE SALIDA TIEMPO DE VACIO
157
Bloque: RECETA_GALON Autor: Fecha de creación: 03.01.2013 10:16:32 Fecha de modificación: 02.07.2013 18:21:10
Símbolo
EN Tipo var.
IN Tipo de datos Comentario
BOOL IN IN_OUT OUT TEMP
158
RECETA PARA GALÒN
Network 1
PARAMETROS PARA ENVASES DE GALÒN.
SM0.0 MOV_W
EN
ENO
5 IN OUT B_IN
MOV_W
EN
ENO
210 IN OUT T_LLENADO
MOV_W
EN
ENO
10 IN OUT T_VACIO
MOV_W
EN
ENO
70 IN OUT T_OUT
MOV_W
EN
ENO
20 IN OUT T_IN
MOV_W
EN
ENO
10 IN OUT T_BANDA
MOV_B
EN
ENO
1 IN OUT VB252
Símbolo B_IN
Dirección VW212
Comentario CANTIDAD BOTELLA INGRESADA
T_BANDA VW244 RETARDO DE BANDA TRANSPORTADORA T_IN VW242 RETARDO TRABA DE ENTRADA T_LLENADO VW204 TIEMPO DE LLENADO T_OUT T_VACIO
VW240 VW208
RETARDO TRABA DE SALIDA TIEMPO DE VACIO
159
Bloque: RECETA_MED_LITRO Autor: Fecha de creación: 03.01.2013 10:16:32 Fecha de modificación: 26.05.2013 14:43:02
Símbolo
EN Tipo var.
IN Tipo de datos Comentario
BOOL IN IN_OUT OUT TEMP
160
RECETA PARA MEDIO LITRO
Network 1
PARAMETROS PARA ENVASES DE 1/2 LITRO
SM0.0 MOV_W
EN
ENO
8 IN OUT B_IN
MOV_W
EN
ENO
110 IN OUT T_LLENADO
MOV_W
EN
ENO
10 IN OUT T_VACIO
MOV_W
EN
ENO
70 IN OUT T_OUT
MOV_W
EN
ENO
10 IN OUT T_IN
MOV_W
EN
ENO
10 IN OUT T_BANDA
Símbolo Dirección Comentario B_IN VW212 CANTIDAD BOTELLA INGRESADA T_BANDA VW244 RETARDO DE BANDA TRANSPORTADORA T_IN T_LLENADO
VW242 VW204
RETARDO TRABA DE ENTRADA TIEMPO DE LLENADO
T_OUT VW240 RETARDO TRABA DE SALIDA T_VACIO VW208 TIEMPO DE VACIO
161
Bloque: RECETA_4 Autor: Fecha de creación: 03.01.2013 10:16:32 Fecha de modificación: 26.05.2013 14:43:18
Símbolo
EN Tipo var.
IN Tipo de datos Comentario
BOOL IN IN_OUT OUT TEMP
162
RECETA 4
Network 1
SM0.0 MOV_W
EN
ENO
+8 IN OUT B_IN
MOV_W
EN
ENO
+100 IN OUT T_LLENADO
MOV_W
EN
ENO
+100 IN OUT T_VACIO
MOV_W
EN
ENO
+100 IN OUT T_OUT
MOV_W
EN
ENO
+50 IN OUT T_IN
MOV_W
EN
ENO
10 IN OUT T_BANDA
MOV_B
EN
ENO
4 IN OUT VB252
Símbolo B_IN
Dirección VW212
Comentario CANTIDAD BOTELLA INGRESADA
T_BANDA VW244 RETARDO DE BANDA TRANSPORTADORA T_IN VW242 RETARDO TRABA DE ENTRADA T_LLENADO VW204 TIEMPO DE LLENADO T_OUT T_VACIO
VW240 VW208
RETARDO TRABA DE SALIDA TIEMPO DE VACIO
163
Bloque: OPERADOR Autor: Fecha de creación: 03.01.2013 10:16:32 Fecha de modificación: 26.05.2013 15:37:30
Símbolo
EN Tipo var.
IN Tipo de datos Comentario
BOOL IN IN_OUT OUT TEMP
164
RECETA DEL OPERADOR
Network 1
INGRESO DE PARAMETROS DESDE EL PANEL OPERADOR
SM0.0 MOV_W
EN
ENO
VW220 IN OUT B_IN
MOV_W
EN
ENO
VW224 IN OUT T_LLENADO
MOV_W
EN
ENO
VW228 IN OUT T_VACIO
MOV_W
EN
ENO
VW246 IN OUT T_OUT
MOV_W
EN
ENO
VW248 IN OUT T_IN
MOV_W
EN
ENO
VW250 IN OUT T_BANDA
MOV_B
EN
ENO
6 IN OUT VB252
Símbolo B_IN
Dirección VW212
Comentario CANTIDAD BOTELLA INGRESADA
T_BANDA VW244 RETARDO DE BANDA TRANSPORTADORA T_IN VW242 RETARDO TRABA DE ENTRADA T_LLENADO VW204 TIEMPO DE LLENADO T_OUT T_VACIO
VW240 VW208
RETARDO TRABA DE SALIDA TIEMPO DE VACIO
165
ANEXO 5
DIAGRAMAS ELÉCTRICOS, NEUMÁTICO Y MECÁNICO DE LA MÁQUINA
ENVASADORA N2.
166
Anexo 5 Gráfica 1: Planos Eléctricos de Máquina Envasadora Fuente: Los autores
167
Anexo 5 Gráfica 2: Planos Eléctricos de Máquina Envasadora Fuente: Los autores
168
Anexo 5 Gráfica 3: Planos Eléctricos de Máquina Envasadora Fuente: Los autores
169
Anexo 5 Gráfica 4: Planos Eléctricos de Máquina Envasadora Fuente: Los autores
170
Anexo 5 Gráfica 5: Planos Eléctricos de Máquina Envasadora Fuente: Los autores
171
Anexo 5 Gráfica 6: Planos Estructural de Máquina Envasadora Fuente: Los autores
172
Anexo 5 Gráfica 7: Plano Estructural de Máquina Envasadora Fuente: Los autores
173
Anexo 5 Gráfica 8: Plano Estructural de Máquina Envasadora Fuente: Los autores
174
Anexo 5 Gráfica 9: Plano Estructural de Máquina Envasadora Fuente: Los autores
175
Anexo 5 Gráfica 10: Plano Estructural de Máquina Envasadora Fuente: Los autores
176
Anexo 5 Gráfica 11: Plano Estructural de Máquina Envasadora Fuente: Los autores