Introducción

En la industria de la transformación uno de los procesos más importantes

se llevan a cabo mediante la automatización, esto aumenta la producción,

la calidad de trabajo y la seguridad del empleado, además reduce el

número de operadores produciendo un ahorro económico en la empresa.

La automatización se define por la realización de tareas y funciones

mediante maquinas de funcionamiento autónomo, sin la intervención directa

del hombre.

La fabricación automatizada surgió de la relación entre fuerzas económicas e

innovaciones técnicas como la división del trabajo, la transferencia de energía y la

mecanización de las fábricas.

La automatización es fundamental para elevar el número de producción en un

periodo de tiempo más corto, ya que sin ella toda el área de la industria sería

diferente. Además de que la producción seria más lenta y con un mayor margen

de error y poco efectivo.

Con el paso de los años la automatización ha ido mejorando ya que nacen nuevas

y mejores tecnologías cada vez, así de tal manera la industria tiene que ir a la par

con ella. Las tecnologías que utiliza la industria en la automatización de procesos

son informática, computacional y controles de programación para máquinas y

herramientas.

En la siguiente memoria técnica se explica un problema a resolver se detallan las

razones para la implementación de este proyecto, se establecen los objetivos a

cumplir, se realizan las hipótesis y conclusiones de nuestras investigaciones.

Además de lo anterior se incluye un marco teórico de trabajo, donde se describen

los procesos a desarrollar del proyecto, el impacto que causara en la productividad

de las empresas su alta innovación y facilidad de uso.

Planteamiento del problema

Las empresas que realizan trabajos repetitivos dependen de la mano de obra del

trabajador y es una constante preocupación de la gerencia observar que sus

procesos en algunas situaciones no son constantes debido al factores como el

cansancio del ser humano, operaciones difíciles de controlar manualmente o por

el intelecto humano, es por ello que las empresas buscan automatizar sus

procesos y que su calidad dependa más de la automatización que del ser

humano, buscando que no impacten en el costo del producto, ejerciendo esto se

mejorara las condiciones de trabajo del personal y se volverán más competitivos,

ya que los objetivos de las empresas son mejorar la calidad del producto,

productividad, eficiencia y mejorar continuamente, sin embargo deben ser capaces

de cumplir con altos estándares en seguridad ya que al estar automatizando los

procesos se corren los riesgos de accidentes por parte del operador, otro punto no

menos importante es la seguridad de la maquina u estación automatizada de

trabajo.

Es por ello que al automatizar los procesos hay que tener en cuenta los siguientes

puntos en el siguiente orden: Seguridad del Operador, Seguridad de la Maquina u

estación y calidad del producto estos 3 puntos nos deben de llevar a lograr el

alcance de los objetivos (Competitividad, Mejora de la calidad, productividad y

eficiencia).

Pero no todo se puede automatizar es por ello que la automatización se divide en

dos partes el ciclo de mano de obra y el ciclo de maquina

Ciclo de mano de obra: Es en la cual el proceso depende de los mandos del

operador.

Ciclo de maquina: Es el que depende 100% de la automatización donde

transforma la materia prima en producto. Ambos ciclos de mano de obra y de

operador definen el tiempo de ciclo del proceso.

Justificación

En las empresas que integran maquinas automatizadas se refleja el aumento de

producción y la calidad del producto o proceso, el prototipo desarrollado facilitara

el trabajo al operador de la maquina, el cual no tendrá que observar la pieza

detalladamente sino se auxiliará de la integración de una ayuda visual y

automática donde el material que indica sea el correcto. Con esto se acelerara y

aumentara el proceso de producción en diversas áreas ya que se reducirá el

tiempo empleado que se requiere por pieza analizada por un operador según los

distintos materiales. Esto facilitará y aumentará la calidad de trabajo en la

organización de los materiales, esta aplicación es específica para este propósito

pero hay una gran área de aplicaciones donde se puede implementar este

prototipo el cual tiene su principio fundamental en comunicación entre PLC- PC-

Software y convertirse en una ayuda visual con mensajes al operador, que ayudan

a diagnosticar en tiempo real fallas o pasos a seguir.

Hipótesis

¿Que se espera del prototipo?

¿Cómo sería una empresa que contara con un sistema de control como este?

Al momento de que una empresa implementa este sistema estará dando un gran

paso hacia el progreso ya que el operador realizaría un trabajo más fácil, más

rápido y menos desgastante y algunas veces menos denigrantes, incrementaría su

autoestima ya que sería el encargado de operar el proceso automatizado. Este

prototipo puede ser implementado fácilmente en estaciones de trabajo similares

que se quieran automatizar ya que el prototipo esta estandarizado y requerirá de

poco tiempo para los cambios necesarios para una nueva estación de trabajo, no

requiere comenzar de cero.

Objetivo General

Facilitar y agilizar el trabajo de un operador mostrando las acciones que se están

llevando a cabo en un proceso, por medio de pantallas interactivas y así llevar un

mejor control del proceso mediante el control de entradas y salidas (ej Sensores,

actuadores).

Objetivo Específico

Este prototipo tiene como fin identificar, mostrar y separar el objeto seleccionado

de acuerdo al tipo de material que sea (metal, plástico o cristalino) agilizando el

proceso, esto a su vez permite al operador interactuar con el prototipo

mostrándole que todo esté en su lugar correspondiente.

Objetivo Particular

Tener un mecanismo automatizado (Ej. Brazo robotico) que cuente con la

programacion y la facilidad de separar distintos materiales en solo cuestión de

segundos y así evitar gastos innecesarios a las empresas en operadores para

realizar este tipo de trabajo.

Marco teórico

La idea de realizar un prototipo como este, surgió a partir de que el operador tenía

que estar checando la pieza detalladamente para así poder saber que pieza y a

qué grupo de piezas correspondía esta, por lo tanto se decidió facilitar este trabajo

colocando pantallas visuales en las cuales le indica al operador por medio de una

diversidad de sensores (ej. laser, capacitivo e inductivo) que detectan el tipo de

pieza y además todas sus características mandando agilizando el proceso.

Este equipo cuenta con un PLC (familia SLC 5/05), un paro de emergencia en

caso de un error en el proceso el cual al ser accionado detiene el proceso, una

serie de sensores (capacitivo, inductivo y laser) para detectar materiales además

de una pantalla para mostrar los pasos de proceso al operador.

Principalmente este equipo está enfocado a la comunicación entre un PLC y el

software C# por medio de Ethernet. El PLC está constituido por cinco elementos

principales:

Fuente de alimentación

CPU

Módulos de entradas y salidas

Memoria (en donde se almacenan las referencias de I/O y programas)

Módulo de comunicación integrado en el Procesador

Hay varios tipos de operandos, desde los más simples como lógica booleana,

contadores, temporizadores, contactos, bobinas y operadores matemáticos, hasta

operaciones más complejas como manejo de tablas, apuntadores, algoritmos y

funciones de comunicación multiprotocolo que le permitirían interconectarse con

otros dispositivos.

Hay distintos tipos de PLC, tanto en sus funciones, en su capacidad, en su

aspecto físico y otros, es que es posible clasificar teniendo en cuenta sus distintas

características:

PLC unitario: Es el tipo más sencillo de controlador y contiene todos los

componentes básicos de sistema en una única carcasa o caja. Estos

componentes incluyen habitualmente el procesador, que ejecuta el software,

además de los puertos para las conexiones de entrada y salida. Ej.

micrologix1000.

PLC modular: Contiene muchos módulos diferentes que se pueden acoplar juntos

para construir un controlador personalizado. Habitualmente el módulo base

contiene las funciones principales, tales como la regulación de energía eléctrica, el

procesador del sistema y las conexiones de entrada, estos Tipos de PLC pueden

crecer agregándoles mas módulos de Entradas/Salidas u otros tipos de módulos,

su límite depende de la aplicación y de la capacidad del PLC. Ej. SLC 500,

ControlLogix de la marca Allen Bradley.

Descripción de planeación y desarrollo del proyecto.

Se comenzó por señalar los todos los materiales que se utilizaron, los principales

son: SLC 5 que este viene siendo un dispositivo de entradas y salidas, relevadores

y con un procesador interno donde almacena el programa elaborado, sensores

que estos son dispositivos capaces de detectar magnitudes físicas o químicas

(laser basado en la emisión de un rayo de luz que si es interrumpido manda la

señal, capacitivo basado en detectar una magnitud física de cualquier tipo de

material e inductivo basado en detectar una magnitud física de metal únicamente),

brazo robótico y paro de emergencia, después se elaboró la base prototipo para

que fuera lo suficientemente estable para soportar el peso, luego se comenzó a

ensamblar las piezas principales de una manera que al momento de hacer

conexiones no se mezclen los cables y nos pueda producir inconvenientes.

Después de tener todo ensamblado se conectaron todos los cables que van del

brazo robótico a las salidas del SLC y de los sensores mencionados anteriormente

a las entradas del mismo.

Para elaborar el programa del prototipo se utilizaron dos programas, uno llamado

C# (C Sharp: un lenguaje de programación orientado a objetos desarrollado y

estandarizado por Microsoft como parte de su plataforma) y RSLogix 500 un

programa donde su software de programación lógica en escalera consiste en

hacer que el programa trabaje de manera cíclica y autónoma , esto con el fin de

facilitar el proceso.

Descripción del grado de innovación

Se espera que con este prototipo se pueda mejorar y aumentar la comunicación

humano-computadora y con esto aumentar el campo de la producción a un menor

costo.

Al momento de que el hombre logra una comunicación tan practica como esta está

dando un gran paso hacia el futuro ya que se estaría logrando una comunicación

total y así poder trabajar al mismo ritmo.

Es esencial que una empresa cuente con una comunicación como esta ya que al

contar con algo como esto está mejorando la calidad de trabajo, además de

reducir el margen de error, generar una mayor productividad y practicidad,

aumentar ganancias y reducir gastos.

Descripción de grado de factibilidad (técnica y financiera)

En este prototipo tiene una desventaja, que esta solo se puede ser instalado en

PLC’s de la compañía Allen Bradley debido al software con que cuenta ya que

solo este se puede relacionar con el Microsoft Excel y así poder realizar la

comunicación entre PLC-C#.

En cuanto a la cuestión del financiamiento es de altos costos ya que con las

piezas que cuenta son de materiales costosos, sin embargo al adquirir un prototipo

como este se está realizando una excelente inversión ya que este equipo dejara

una gran ganancia, ya la empresa no realiza gastos innecesarios.

Descripción de impacto social o tecnológico y/o desarrollo sustentable

La automatización de este proceso nos permite tener empleados más capacitados

ya que se requiere de una especialización en automatización, para poder llevar a

cabo la operación de estos equipos; Esto se visualiza socialmente en el desarrollo

económico de los técnicos ya que su salario mejora con la capacitación y

desempeño para operar el sistema, cabe mencionar que el desempeño de los

técnicos se presenta también con la experiencia que ellos van obteniendo al cabo

del tiempo de operar los equipos.

En cuanto a la inversión inicial de la compra del equipo se planea recuperarla en

aproximadamente un año ya que la producción se aumentaría y esto aumentaría

la venta de producto lo cual es un punto esencial para la empresa.

Conclusiones

Al concluir el estudio y probar el prototipo presentado es más que una ayuda

visual al operador es un sistema que disminuye el margen de error humano,

dándole al operador una operación de mayor calidad además de que podrá

generar oportunidades a aquellos que se especialicen en esta área de trabajo y de

esta manera poder desarrollar una mejor producción y eficacia ya que esto

generara mayores contribuciones a la industria.

Además se podrá de ir perfeccionando el prototipo con nuevas ideas tomándolo

como una base de inicio.

Bibliografía

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© 2001, 2002 Rockwell Software Inc., a Rockwell Automation company.

All rights reserved

Printed in the United States of America

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