INSTITUTO POLITÉCNICONACIONALtesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/10501/1/29.pdf · INDICE DE CONTENIDO. Capítulo I: Introducción al diseño y transporte automatizado del pañal

INSTITUTO POLITÉCNICONACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN

“DISEÑODEL TRANSPORTE AUTOMATIZADO PARA EL PAÑAL

DIAPRO”

“TESIS”

QUÉ PARA OBTENER EL GRADO DE INGENIERO EN CONTROL Y

AUTOMATIZACIÓN.

PRESENTAN:

ABEL HERNÁNDEZ MUÑOZ.

JOSÉ CRUZ PÉREZ PARRA.

LORETO JOVANE SOLANO BARRAZA.

México D.F 13 de mayo del 2010

INDICE DE CONTENIDO.

Capítulo I: Introducción al diseño y transporte automatizado del pañal DIAPRO.

2

1.1.- Fabricación del pañal DIAPRO. 2

1.2.- Análisis dela etapa de formación, corte final y doblez del pañal. 3

1.3.- Forma Manual. 4

1.3.1.- Evaluación final del problema Real. 8

1.4.- Forma automatizada. 8

Capítulo II: Planteamiento y desarrollo mecánico.

2.1.- Planteamiento y desarrollo mecánico. 14

2.2.- Bandas de transporte. 14

2.2.1.- Elección de la banda de transporte. 15

2.3.- Datos de producción y propuesta de mejoramiento. 15

2.4.- Propuesta para la eliminación del transporte manual. 16

2.5.- Introducción y desarrollo mecánico en base a los módulos

de bandas de transporte 18

2.6.- Desarrollo mecánico del módulo BT1. 19

2.7.- Desarrollo mecánico delmódulo A. 24

2.8.- Desarrollo mecánico de módulo BT2 y BT3. 29

2.9.- Desarrollo mecánico del módulo B. 31

2.10.- Desarrollo mecánico del módulo especial de transmisión. 34

2.11.- Presentación de la máquina completa. 37

Capítulo III: Implementación del equipo eléctrico.

3.1.- Equipos de fuerza y alimentación. 42

3.1.1.-Transformador. 42

3.1.2.- Motor y motorreductor de C.A marca SEW EURODRIVE. 43

3.1.3.- Fuentes de alimentación eléctrica. 44

3.1.4.- Bloque de terminales principal. 44

3.2.- Equipos de distribución y protección. 45

3.2.1.- Tablero de control. 45

3.2.2.- Ducto de distribución PANDUIT. 46

3.2.3.- Riel de distribución DIN. 46

3.2.4.- Bloques de terminales (clemas). 47

3.2.5.- Interruptor de alta tensión principal. 48

3.2.6.- Interruptor termomagnético primario. 48

3.2.7.- Interruptor termomagnético secundario. 49

3.3.- Equipos de accionamiento, seguridad y comunicación. 50

3.3.1.- Interruptores e indicadores. 50

3.3.2.- Botones de arranque y paro. 50

3.3.3.- Luces indicadoras. 50

3.3.4.- Alarma visual. 51

3.3.5.- Alarma sonora. 52

3.3.6.- Interruptor selector de 2 posiciones sin iluminación. 52

3.3.7.- Switchpara Ethernet / IP Stratix6000 53

3.4.-Equipo de control eléctrico. 53

3.4.1.- CompactLogix L23E. 53

3.4.2.- Variador de frecuencia Power Flex CA 40. 55

3.4.3.- Contactor. 55

3.4.4.- Relevadores de control industrial serie CS7. 56

3.5.- Equipo de control neumático. 56

3.5.1.- Cilindro neumático de doble efecto y simple efecto. 56

3.5.2.- Electroválvula. 58

3.5.3.- Unidad de mantenimiento. 58

3.5.4.- Silenciadores tipo U. 59

3.5.5.- Mangueras de conexión (conectores). 60

3.5.6.- Acumulador de aire. 60

3.6.- Listado de dispositivos a utilizar para la máquina propuesta. 61

Capítulo IV: Análisis del sistema de control.

4.1.- Descripción de la automatización de la máquina. 66

4.2.- Automatización planeada. 66

4.3.- Control Automatizado. 67

4.4.- Control manual. 71

4.5.- Diagramas eléctricos. 73

Capítulo V: Comunicación y programación.

5.1.- Definición de red. 82

5.2.- Topologías de red. 82

5.2.1.-Topología tipo estrella. 83

5.2.2.- Conexión punto-multipunto. 84

5.3.-Protocolo de comunicación. 85

5.3.1.- Protocolo TCP/IP. 85

5.3.2.- Módelo de comunicación y mecanismo maestro-esclavo. 86

5.4.-Ethernet / IP de red general. 86

5.5.- Programación. 89

5.5.1.- Programación del controlador (Compact LogixL23E). 89

5.5.2.- Implementación de los variadores de velocidad. 92

5.6.- Perfil de movimiento. 98

5.7.- Descarga del programa. 100

Capítulo VI: Costo del proyecto.

6.1.- Presupuesto de instalación. 105

6.2.- Relación de conceptos y cantidades de obra. 105

6.3.- Presupuesto de mano de obra para instalación y montaje del equipo. 108

Capítulo VII: Conclusiones y mejoras a futuro.

7.1 Recomendaciones de trabajos a futuro. 111

7.2 Ganancia de producción. 112

7.3Conclusiones. 113

7.4 Glosario. 114

Referencias.

Anexos.

A.- Subrutina de modo automático. 117

B.- Subrutina en modo manual. 124

Índice de Figuras.

Capítulo I: Introducción al diseño y transporte automatizado del pañal DIAPRO.

Figura 1.1. Dibujo de la máquina de producción de pañal DIAPRO. 2

Figura 1.2. Etapa de molienda y aplicación de SAM a la celulosa. 2

Figura 1.3. Etapa de formación y aplicación de

polietileno y cintas del pañal DIAPRO. 3

Figura 1.4.Última formación, corte final y doblez del pañal. 3

Figura 1.5. Plano de la etapa de formación final con polietileno,

corte y doblez del pañal DIAPRO de la máquina RIF 32-39 Viola Macchine S.R.L.3

Figura 1.6. Etapa de transporte manual y empacado. 5

Figura 1.7. Forma manual de transporte. 6

Figura 1.8.Transporte automatizado por Stacker. 8

Figura 1.9.Ejemplo de expulsión de pañal de una máquina principal hacia el

móduloStackeMarca DCTAUT.9

Figura 1.10. Apilamiento y formación del producto (Stackermarca DCTAUT). 9

Figura 1.11. Expulsión para embolsamiento de un Stacker de la marca VIOLA. 10

Figura 1.12.Foto deStacker independiente de la marca DCTAUT. 10

Figura 1.13. Transporte automatizado por un módulo“stacker”. 11


Figura 2.1 Telas que conforman la banda PAP W. 15

Figura 2.2. Bloques de proceso automatizado de la propuesta. 16

Figura 2.3. Presentación del pañal al ser expulsado por la máquina. 17

Figura 2.4. Módulo BT1 (Banda de Transmisión 1) acotaciones. 19

Figura 2.5. Base guía especial que evita eldesdoble del producto. 19

Figura 2.6. Acoplamiento de flecha y rodillos. 20

Figura 2.7. (Derecha) Seguro de sujeción para flecha de rodillo,

(Izquierda) Rodamientos con seguros tipo OMEGA. 20

Figura 2.8. Guía sobre bastidor para la flecha de rodillo conducido. 20

Figura 2.9. Diámetros de los rodillos. 21

Figura 2.10. Transmisión del módulo BT1. 21

Figura 2.11. Módulo BT1 despiece. 22

Figura 2.12.Despiece a detalle de la parte 11 del módulo BT1. 22

Figura 2.13. Módulo A, acotaciones. 24

Figura 2.14. Modulo A despiece. 25

Figura 2.15. Módulo A’ acotaciones y despiece. 27

Figura 2.16. Modula A (repartición de los cilindros neumáticos). 28

Figura 2.17.Cilindro neumático FESTO No. DGSL-20-200-P1A 28

Figura 2.18.Cilindro neumático FESTO No.193664 CDN-80-320-PPV. 28

Figura 2.19. Modulo BT1 y BT2 acotaciones. 29

Figura 2.20. Detalle A del Módulo BT2 y BT3, despiece. 30

Figura 2.21. Módulo BT2 y BT3, despiece. 31

Figura 2.22. Módulo B. 32

Figura 2.23. Módulo B, despiece. 33

Figura 2.24. Transmisión para el módulo BT2 y BT3. 34

Figura 2.25. Tensador de banda y crucetas de transmisión para flechas. 35

Figura 2.26. Enlace cruceta - cardan. 35

Figura 2.27. Módulo de transmisión despiece. 36

Figura 2.28. Detalle A del módulo de transmisión, despiece. 37

Figura 2.29. Diseño completo de la máquina de transporte

automatizado para pañal DIAPRO. 38

Figura 2.30. Vista aérea de la máquina. 38

Figura 2.31. Máquina de transporte automatizado para pañal DIAPRO. 39

Figura 2.32. Lay Out de localización de área descrita en el

proyecto de la máquina automatizada. 40

Capítulo III: Implementación de equipo eléctrico.

Figura 3.1. Transformador marca Allen Bradley. 42

Figura 3.2. Motor y motorreductor de CA. 43

Figura 3.3. Fuentes de alimentaciónAllen Bradley. 44

Figura 3.4. Bloque de terminal principal. 44

Figura 3.5. Tablero de control RITTAL ES. 45

Figura 3.6. Ducto de distribución recomendable. 46

Figura 3.7. Riel DIN tipo copa. 46

Figura 3.8. Bloques de terminales. 47

Figura 3.9. Interruptor principal. 48

Figura 3.10. Interruptor primario unipolar y tripolar de la marca Allen Bradley. 48

Figura 3.11. Interruptores secundarios de la marca ABB. 49

Figura 3.12. Botones de arranque y paro. 50

Figura 3.13. Luces indicadoras. 51

Figura 3.14.Columnas luminosas. 51

Figura 3.15. Bocinas electrónicas para uso general de la marcaAllen Bradley. 52

Figura 3.16. Botón selector. 52

Figura 3.17.Switch para Ethernet tipo IPSTRATIX 6000 53

Figura 3.18.CompactLogix L23E 54

Figura 3.19. Variador de frecuenciaPower Flex CA 40 55

Figura 3.20. Contactores. 56

Figura 3.21. Relevador 56

Figura 3.22. Actuador neumático tipo CDN. 57

Figura 3.23. Actuador neumático tipo DGSL. 57

Figura 3.24. Electroválvula normalizada tipo VSVA/VSPA. 58

Figura 3.25. Unidad de mantenimiento FRC-KA, serie D. 59

Figura 3.26. Silenciador tipo U 59

Figura 3.27. Conector tubo flexible de material plástico PUN. 60

Figura 3.28. Acumulador de aire comprimido VZS. 60


Figura 4.1. Dispositivos de entrada y de salida. 66

Figura4.2. Módulos y dispositivos. 67

Figura 4.3. Localización de los motores I y II de C.A. 68

Figura 4.4. Relación de sensores con cilindros neumáticos. 68

Figura 4.5. Instalación del sensor I. 69

Figura 4.6. Instalación del sensor II. 69

Figura 4.7. Instalación del sensor II. 70

Figura 4.8. Instalación del sensor III. 70

Figura 4.9. Ubicación de botonera para usuario. 71

Figura 4.10. Método cascada aplicado. 72

Figura 4.11. Distribución de botones para modo manual. 72

Figura 4.12. FESTO No. DGSL-20-200-P1A. 72

Figura 4.13. Diagrama de alimentación I. 73

Figura 4.14. Diagrama de alimentación II. 74

Figura 4.15. Diagrama de alimentación III. 75

Figura 4.16. Diagrama de alimentación para variador de velocidad I. 76

Figura 4.17. Diagrama de alimentación para variador de velocidad II. 76

Figura 4.18.Arreglo del tablero. 77

Figura 4.19. Puerta de seguridad del tablero. 78

Figura 4.20. Repartición de la red del Switch Ethernet Startrix 6000. 78

Figura 4.21. Entradas para el PAC CompactLogixL23. 79

Figura 4.22Salidas para el PAC CompactLogixL23. 80

Capítulo V: Comunicación y Programación.

Figura 5.1. Red de área local (local área network – LAN). 82

Figura 5.2. Topología tipo estrella. 83

Figura 5.3.Identificación de cable (UTP-RJ45). 84

Figura5.4.Conectores y normatividad de como insertar los cables. 84

Figura 5.5. Conexión punto multipunto. 85

Figura 5.6. Módelo fuente destino e identificación del maestro y los esclavos 86

Figura 5.7. Propiedades de conexión de área local. 87

Figura 5.8. Asignación de dirección IP. 87

Figura 5.9. Comunicación enlazada correctamente. 88

Figura 5.10. Envió y recepción de paquetes. 88

Figura 5.11 Renglón 0 con subrutina del programa principal. 89

Figura 5.12 Renglón 0 con subrutina del programa principal. 89

Figura 5.13 Diagrama de flujo en modo manual. 90

Figura 5.14 Diagrama de flujo en modo automático. 91

Figura 5.15 Programación manual directa por operador. 92

Figura 5.16 Teclado integral del variador. 93

Figura 5.17 Bloque de terminales. 94

Figura 5.18 Edición de parámetros. 95

Figura 5.19 Gráfica relación tiempo y velocidad. 99

Figura 5.20 Programa Rslinx. 100

Figura 5.21 Ventana de configuración de los drives. 100

Figura 5.22 Ventana Add New Rslinx Driver. 101

Figura 5.23 Configuración Host Name. 101

Figura 5.24 Ejecución de la configuración. 102

Figura 5.25 Activación de la comunicación. 102

Figura 5.26 Programa activado. 103

Capítulo VII: Conclusión y mejoras a futuro.

Figura 7.1 Panel View Plus CE 1000. 112

Índice de Tablas.


Tabla 2.1Margen de la banda transportadora PAP W 15

Tabla 2.2 Cuadro comparativo de producción de Sistemas

Detransporte de Pañal DIAPRO. 16

Tabla 2.3 Módulo BT1 y número de partes. 23

Tabla 2.4 Módulo A despiece y número de partes. 25

Tabla 2.5 Módulo A’ y número de partes. 26

Tabla 2.6 Módulo BT2 y BT3y número de partes. 30

Tabla 2.7 Modulo B y numero de partes. 33

Tabla 2.8 Módulo de transmisión y número de partes. 36

Capítulo III: Implementación de equipo eléctrico.

Tabla 3.1 Características del tablero de control RITTAL ES. 45

Tabla 3.2 Características de los ductos PANDUIT. 46

Tabla 3.3 Características del bloque de terminales a utilizar. 47

Tabla 3.4 Característica del Interruptor principal. 48

Tabla 3.5 Características del botón selector. 52

Tabla 3.6 Características del controlador CompactLogixL23E. 54

Tabla 3.7 Especificaciones generales de los actuadores neumáticos. 57

Tabla 3.8 Especificaciones generales de la válvula normalizada VSVA/VSPA. 58

Tabla 3.9 Datos técnicos generales de la unidad de mantenimiento FRC-KA, serie D 59

Tabla 3.10 Datos técnicos generales del silenciador tipo U. 59

Tabla 3.11 Especificaciones generales del conector flexible de plástico tipo PUN 60

Tabla 3.12 Especificaciones generales del acumulador del aire VZS. 60

Tabla 3.13 Listado de equipos y dispositivos para fuerza y alimentación. 61

Tabla 3.14 Listado de equipos y dispositivos para distribución y protección. 61

Tabla 3.15 Listado de equipo para interface operador. 62

Tabla 3.16 Listado de equipos y dispositivos para el control eléctrico. 63

Tabla 3.17 Listado de equipos y dispositivos para el control neumático. 64


Tabla 4.1 Especificaciones del sensor I. 68

Tabla 4.2 Especificaciones del sensor II. 69

Tabla 4.3 Especificaciones del sensor III. 70

Capítulo V: Cominicación y programación.

Tabla5.1 Dirección IP. 85

Tabla 5.2 Características nominales del variador de velocidad Powerflex 40. 92

Tabla 5.3 Parámetros de grupos de programación básica. 96

Tabla 5.4 Parámetros de grupos de visualización. 97

Tabla 5.5 Parámetros de grupos avanzados. 97

Capítulo VI: Costo del proyecto.

Tabla 6.1 Equipo de fuerza y alimentación. 105

Tabla 6.2 Equipo de distribución y protección. 106

Tabla 6.3 Equipo de interface operador. 106

Tabla 6.4 Equipo de control eléctrico. 107

Tabla 6.5 Equipo de control neumático. 107

Tabla 6.6 Presupuesto compra de mano de obra para la instalación

de la máquina propuesta. 108

Descripción del Problema.

La empresa productora de artículos de línea sanitaria tales como toallas femeninas y pañales cuyo

nombre no se muestra en el presente trabajo por políticas de seguridad de la misma, se identificó

que actualmente en el área de producción se realiza un transporte manual del producto terminado

hacia la etapa de embolsamiento.

La máquina RIF 32-39 Viola Machine S.R.L productora de pañal DIAPROdepende de operadores

que cuentan y apilan el producto terminado de forma manual y lo trasladan a un módulo de

embolsamiento y por ende no se dispone de un sistema automatizado del cual se obtendría una

mejora en el manejo del producto terminado.

Por lo cualse proponediseñar e implementar una máquina automatizada con la capacidad de

transportar y trasladar el producto hacia una etapa de empaque manual, adquiriendo la utilización

de dispositivos que permitirán llevar a cabo dicha actividad de manera segura, eficiente y rápida.

Resumen.

Tal propuesta se adapta a la etapa final del proceso de la máquina principal RIF 32-39 M.D Viola

Machine S.R.L. Se explica detalladamente la identificación del problema así como las

características apropiadas que hicieron tomar las decisiones correctas para poder definir de manera

segura el diseño de la máquina mostrando sus ventajas y desventajas.

A través de la presente tesis se propone eldiseño de una máquina automatizada para corregir el

transportefinal delproducto para lograr un embolsamiento manual del pañal “DIAPRO”.

Se muestran los beneficios para la producción y la representación de un análisis cuantitativo y

calificativo del equipo, su cotización y el motivo de su selección.

Lamáquina propuesta constade un diseño mecánico compuesto por bandas de transporte y módulos

neumáticos especiales, así también se presenta el análisis del sistema de impulsión electroneumático

bajo la función de un sistema de control automático programable.

Se presenta la técnica de controlon-off utilizada para el control de los motores por medio de los

variadores de velocidad bajo el mecanismo maestro – esclavo.

El lenguaje de programación se basa en el método de escalera el cual nos permite identificar la

activación eléctrica de los dispositivos a controlar, facilita la estructuración de los diagramas

eléctricos y permite ordenar el arreglo físico dentro del tablero de control.

Así mismo se cuenta con la programación de los variadores de velocidad la cual se realiza

directamente en el dispositivo por medio de parámetros que permiten controlar el movimiento de

los motores.

Introducción

La presente tesis muestra una problemática que se localiza en el área de producción de la misma.

Este problema se identificó de manera visual, por consiguiente representa un área de oportunidad

para proponer una solución que conlleve a tener mejoras en la línea de producción y calidad del

producto.

El enfoque y análisis se realiza en la etapa final de producción de la máquina RIF 32-39 Viola

Macchine S.R.L. Que la empresa maneja hoy en día y no se menciona el nombre de la empresa por

políticas de seguridad.

El presente trabajotrata de un tema crucial como lo es la etapa final de transporte para un

embolsamiento del pañal para adulto “DIAPRO” que se produce con la máquina RIF 32-39 Viola

Macchine S.R.L.

Este tema refleja la inconformidad de llevar un transporte manual que depende de operadores que

apilan y cuentan el pañal DIAPRO y lo preparan para su embolsamiento.

Conociendo el problema a fondo y con la finalidad de dar una solución, en este trabajo se muestra el

diseño de una máquina automatizada que ayudará a que la producción optimice tiempos, incremente

la seguridad, y reduzca gastos y costos.

Se propone una máquina de transporte automatizada que utilice dispositivos de control que ayuden

a tener un mejor manejo del producto y mayor seguridad para los operadores, esta propuesta

ayudará no solo a dar una mejora a la producciónsino que también reubicara a las operadores en

otras áreas y otras actividades de tal manera que sigan apoyando a la empresa con el desarrollo de

su trabajo.

Objetivo general.

Diseñar y automatizar una máquina que reciba y transporte el producto terminado (pañal para adulto

DIAPRO), para su embolsamiento manual por medio de un solo operadormostrando una solución a

la última etapa del proceso para la obtención de dicho producto.

Objetivos Específicos.

Desarrollar un diseño mecánico y eléctrico para la máquina a automatizar para lograr una

producción constante, segurae higiénicaevitando el contacto directo del operador con el

producto.

Utilizar bandas transportadoras pequeñas e integrándolas con módulos clasificados para el

apilamiento y conteo del pañal, con el fin de emplear sistemas de impulsión y técnicas de

control con el fin de automatizar toda la máquina.

Utilizar tecnologías en sistemas de control eléctrico que serán la base de todo el proyecto a

desarrollar.

Hacer uso de la técnica On - Off bajo la tecnología moderna del PAC (Programador

Automático Programable).

Justificación.

A causa de que la empresa no cuenta con la adecuada información para sustituir la etapa de

transporte manual que realiza hoy en día con una etapa de transporte automatizada, en el presente

trabajo se propone el diseño de una máquina automatizada que realizarála función de recibir y

transportar el producto terminado a la etapa de embolsamiento que es realizado por un solo

operador. Se requiereoptimizar tiempos de producción, costos y gastos que se pudieran suscitar

debidos a que los operadores no realicen debidamente sus actividades laborales.

Así mismo mostrar la tecnología moderna del PAC (Controladores Automático Programables) entre

otros dispositivos, desarrollando su funcionamiento total que ayuden al buen funcionamiento de los

dispositivos en conjunto.

Al sustituir el modo manual del transporte del producto terminado se pretende aprovechar el trabajo

de los operadores que laboran en la misma etapa reubicándolos en otras áreas y asignándoles

nuevas actividades que proporcionen beneficios para la empresa y para ellos mismos, de esta

manera es como se pretende dar una mejora al proceso de producción final para el embolsamirnto

del pañal DIAPRO en la máquina RIF 32-39 Viola Macchine S.R.L

Estado del Arte.

A continuación se presentan algunos documentos de titulación que se familiarizaron con el presente

proyecto y por tanto proporcionaron conocimiento para la elaboración del mismo, cabe mencionar

que la información de algunos trabajos consultados no era lo suficientemente contundente

refiriéndose a la propuesta a realizar, por lo cual se tomó el conocimiento necesario y se adaptó para

su desarrollo.

La tesis elaborada el 15 de febrero del 2010 de la ESIME Unidad Culhuacán. Trata de la forma en

la que se controló el movimiento de una banda transportadora por medio de un controlador lógico

programable de la marca SIEMES serie S7-200 [14].

La información ayudó en poco a la elección del controlador, debido a que en el trabajo consultado

da a conocer el funcionamiento del PLC SIEMENS S7-200 y la forma en la que opera con los

demás dispositivos, este tipo de PLC no cumple con las expectativas de la propuesta ya que cuenta

con un adaptador para comunicación de tipo serial y no de tipo Ethernet / IP que es la requerida

para el protocolo de comunicación, otra desventaja de este PLC es que no permite integrarle

módulos de entrada y salida ya que se tienen la necesidad de manejar un numero extenso de

entradas y salidas, motivo por el cual, se decidió a la implementación del controlador PAC L23E

que facilita el manejo de información a los demás dispositivos de control.

Como resultado se tiene un mejor control de movimiento dado desde el lenguaje de

programaciónutilizado conocido como programación tipo escalera que el operador proporciona al

PAC L23E y llegando esa señal de control demovimiento hasta el motor a través de los variadores

de velocidad.

La tesis consultada que se realizó el 13 de mayo del 2010 y que se llevó acabo en la ESIME unidad

Zacatenco trata de la manera en la que se debe realizar la instalación de protección eléctrica

principalmente en un tablero de control [15].

La consulta del trabajo ayudoa la elección de aquellos elementos que podríandarprotección del

equipo de control librándolos de un inadecuado uso e incluso de una sobretensión que pudiera

dañarlos y causar corto circuito, con esta información fue posible obtener parámetros que deben

tomarse en cuenta al momento de hacer la elección de los elementos que protegerán a los

dispositivos de control seleccionados en la propuesta planteada.

La presente propuesta requiere de dispositivos de protección eléctrica diferentes, por consiguiente

no existe una similitud con la tesis que se consultó, pero si tiene una relación con respecto a la

forma en que se protegieron los dispositivos y equipos eléctricos.

La tesis que se titula elaborada el 26 de mayo del 2009 en la ESIME Culhuacán, da a conocer el

tipo de control moderno en la actualidad y la manera en la que pueden ser controlados los motores a

través de dispositivos y controladores de los cuales menciona el funcionamiento de los drivers

también conocidos como variadores de velocidad [16].

Consultando se logró obtener el conocimiento para realizar un control de velocidad para los

motores, así mismo se revisaron ejemplos donde se aplicaban parámetros de programación y que

son programados directamente en el variador de velocidad.

El trabajo brindo una serie de ideas para poder elegir el driver adecuado y que cumpla con las

características pertinentes que se requieren en la propuesta a realizar. Cabe mencionar que el tipo de

variador utilizado en el trabajo consultado no es el que se propone en la presente propuestadebido a

que no se adapta al tipo de comunicación que se establece.

Capítulo I Introducción al diseño y transporte automatizado del pañal DIAPRO.

Diseño del transporte automatizado para el pañal DIAPRO. Página 1

INTRODUCCIÓN AL DISEÑO Y

TRANSPORTE AUTOMATIZADO

DEL PAÑAL DIAPRO.



En este capítulose explica el proceso de producción de pañal DIAPRO, que se realiza en la máquina

RIF 32-39 Viola Macchine S.R.L. Esta investigación brindará mayorinformación acerca de la etapa

final que corresponde al transporte del producto terminado.

De este modo se mostrará la importancia que tienen los equipos de transporte con el objetivo de

introducir el proyecto y proponerlo como solución del problema real.

1.1.- Fabricación del pañal DIAPRO.

Se le llama DIAPRO por ser una línea de pañal de uso exclusivo para adultos y adolescentes,

clasificado así por grupo DINARA quien se encarga de la distribución de pañales y productos

desechables de alta rotación en todo el occidente, centro, norte y sureste de México.

En la figura 1.1 se muestra un dibujo similar en 3D de la máquinaRIF 32-39 Viola Macchine S.R.L.

Esta máquina es de origen italianayproduce el pañal de tipo DIAPRO para adulto.

Figura 1.1 Dibujo de la máquina de producción de pañal DIAPRO.

Para la fabricación del pañal se requiere de tres etapas que son:

1. Molino de celulosa (Rollos de Papel comprimido), transporte y aplicación de SAM (Polvos

anti humedad).En esta etapa se transporta la celulosa como materia prima a un molino,

produciendo una borra entretejida que inmediatamente se compacta por medio de rodillos y

se transporta por medio de bandas para formar una cama larga de borra. Al mismo tiempo

se rosea el SAM. En la figura 1.2 se puede observar la etapa de molienda y aplicación de

SAM.

Figura 1.2 Etapa de molienda y aplicación de SAM a la celulosa.



2. Formación y aplicación de polietileno, cintas y formación del cuerpo de pañal. En esta

etapa se introduce una capa de polietileno por debajo de la borracomo se observa en la

figura 1.3, se vuelve a compactar y se pega con un adhesivo biodegradable. Después se

sigue transportando y se le aplican cintas por medio de módulos compactos mecanizados.

Figura1.3 Etapa de formación y aplicación de polietileno y cintas del pañal DIAPRO.

3. Formación, corte final y doblez del pañal. En esta etapa se sigue transportando para

doblarse y se transporta a un modulo de corte por cuchilla dando el tamaño real del pañal y

respetando la localización de las cintas, esto se puede apreciar en la figura 1.4. Finalmente

se dobla como presentación final y sale de la maquina expulsado por una banda de

transporte.

Figura1.4Etapa de formación, corte final y doblez del pañal.

Se presenta un análisis de la etapa 3 para informar de cómo se obtiene el pañal DIAPRO, como

producto terminado y poder explicar la expulsión del pañal.

1.3.-Análisis de la etapa de formación, corte final y doblez del pañal.

Este análisis muestra la última parte de la maquina con el fin de comprender a fondo como se

expulsa el pañal como producto terminado de la maquina y se clasifica en tres secciones que se

pueden observar en la figura 1.5.

Figura 1.5 Plano de la etapa de formación final con polietileno, corte y doblez del pañal DIAPRO

de la máquina RIF 32-39 Viola Macchine S.R.L.



A. Formación final con polietileno:En la figura 1.5 se puede observar que se forma una capa

de polietileno por debajo del pañal para evitar que el líquido se derrame y salga del mismo,

esta capa de polietileno se pega a la celulosa al mismo tiempo que se va transportando

gracias a uno módulos de inyección de adhesivo biodegradable calentado a 160°C.

En esta etapa el pañal tiene una forma completa gracias a las 2 etapas anteriormente

mencionadas (Etapa 1; molienda y aplicación de SAM a la celulosa y etapa 2;formación y

aplicación de polietileno y cintas del pañal DIAPRO). Refiriéndose a que su forma física ya

tiene una capa de polietileno con cintas de sujeción y ya cuenta con su cama de borra

absorbente entretejida con una capa de polietileno interna para mayor seguridad.

B. Corte anatómico: Después por medio de las bandas transportadoras se lleva el pañal al

modulo de corte por cuchilla ejerciendo un corte anatómico, este corte se produce gracias a

un rodillo con cuchilla que al momento de girar corta el pañal respetando el tamaño y la

distancia de las cintas. Con esta etapa se obtiene el pañal DIAPRO a su tamaño natural.

C. Doblez del pañal: Finalmentedespués de ser cortado el pañal sigue transportándose por

medio de bandas que lo compactan para inmediatamente doblarlo al entrar en una sección

de hélices que toman al pañal por la mitad y lo introducen en medio de dos bandas de

transporte, que nuevamente lo compactan y lo expulsan de la máquina.

Al finalizar la etapa C, doblez del pañal, la última banda de transporte expulsa el pañal doblado a la

mitad y previamente compactado.

A continuación se inicia la etapa de transporte final para embolsar el producto de manera correcta

por lo cual se mencionala forma actual en la cual se transporta el pañal.

También se menciona una alternativa para llevar este transporte de forma automatizada dando un

ejemplo de campo actual, con el fin de proponer al último el proyecto planteado mostrando sus

ventajas y desventajas.

1.4.- Formamanual.

Cuando la máquina expulsa los pañales, la forma de transportar el pañal se hace de manera manual

para lograr su embolsamiento y se clasificó en tres partes.

Transporte y conteo

Apilamiento y formación

Compactación y embolsamiento.

Se llamo forma manual, porque la acción simplementees llevada por operadores que están en

contacto directo con el producto sin ningún uso de protección. En la figura 1.6, se observa la etapa

de transporte realizada en la empresa y las etapas finales que no forman parte de la máquina, como

embolsamiento del producto y sellado, empaque del producto y armado de tarima.



Figura 1.6 Etapa de transporte manual y empacado.



El problema real que se encuentra actualmente es la forma manual de transportar el pañal para su

embolsamiento o empaque.

La forma manual de transporte, no forma parte de la máquina, ni de la etapa 3 (Expulsión del pañal

DIAPRO), como se muestra en la figura 1.7. La forma de transporte manual es una adaptación

hecha a la máquina de forma externa.

Figura 1.7 Forma manual de transporte.

Esta etapa requiere de 3 a 4 operadores, a continuación se explica dicha etapa basadaen la

numeración de cada operador ilustrada en la figura 1.7.

1. Transporte y conteo.

Esta clasificación puede contar con un solo operador si la velocidad de producción de la máquina es

baja, pero cuando la maquina produce de forma rápida puede necesitar de mas operadores para

agilizar la producción.

De acuerdo a la numeración de los operadores 1 y 2, que se muestra en la figura 1.7, el operador

No.1 recibe los pañales expulsados por la máquina, los mantiene estáticos con una base, mientras

los cuenta de acuerdo a la bolsa o presentación del producto, después de contarlos se los asigna al

operador No 2, inmediatamente el operador No 2, los acomoda y ordena de forma correcta en la

mesa de manera que estén al alcance del operador No. 3

2. Apilamiento y formación.

El operador No. 3 apila los pañales y los forma adecuadamente en el módulo neumático para

compactación y embolsamiento, los toma de la mesa con ambas manos, después de apilarlos y

formarlos adecuadamente, los deposita en una cabina especial del módulo y oprime un botón que se

encuentra a su alcance, activando así el módulo de compactación y embolsamiento.



3. Compactación y embolsamiento.

El funcionamiento de este módulo se efectúa por actuadores neumáticos, donde el primer cilindro

compacta los pañales reduciendo su volúmen para un mejor almacenamiento en la bolsa, al

compactarlos, se activa el segundo cilindro que los expulsa fuera del modulo sin romper la

formación de los pañales. El operador No. 4 solo se dedica a esperar la salida de los pañales

tomando la bolsa dependiendo su presentación y el No de pañales, este operador toma la bolsa con

ambas manos y al abrir la bolsa la coloca en el modulo cubriendo una boquilla de salida, donde los

pañales salen con suficiente fuerza llenando completamente la bolsa.

Después el mismo operador deposita la bolsa con el producto en la banda transportadora que lleva

el embolsamiento del pañal a los módulos de sellado y armado de tarimas.

Sus principalesventajas son:

Poco mantenimiento: Esto se debe a que el módulo de compactación y embolsamiento requiere

pocas veces de un mantenimiento preventivo y correctivo, de igual forma no se puede realizar un

mantenimiento predictivo. Al momento de una falla, solo se remplazan válvulas y cilindros y la

presión del aire comprimido puede ser de forma manual.

Mayor supervisión del producto: Los operadores supervisan la calidad del producto con mayor

eficiencia gracias al contacto directo con el producto al salir de la máquina, esto genera que existan

pocos errores al visualizar y revisar el pañal tomándolo con las manos.

Ahorro de energía: Gracias a la mano del hombre no es necesario emplear un sistema que

consuma algún tipo de energía y esto es ahorrativo para la empresa.

Dentro de las principales desventajas se tiene:

Rol de turnos para los operadores: Ocasiona desgaste físico a los operadores debido a las

jornadas de trabajo por lo cual necesitan obligatoriamente rolar su turno de trabajo.

Poca seguridad de los operadores al estar en contacto con los equipos: Los operadores exponen

su vida al estar en contacto directo con la máquina, además si no se llevan las medidas de seguridad

correctas puede ocasionar un accidente grave.

Contacto directo del operador con el producto: No se puede garantizar una higiene completa en

el producto terminado debido a la exposición física que hay entre el operador y el producto.

Gasto por salarios y paro de producción: Debido a la inseguridad del operador puede ocasionar

un accidente y esto conlleva al paro total de la producción.

Para realizar esta tarea es necesario contemplar que habrá gastos al utilizar operadores, estos gastos

se podrían invertir en realizar un proceso automatizado que a largo plazo reflejaría un ahorro en

muchos aspectos.



1.4.1.- Evaluación final del problema real.

Con respecto a la forma de transportar manualmente el pañal, se deduce que no es muy favorable el

poder implementarlo como una propuesta de mejora continua para la producción de este producto y

que no brinda suficiente seguridad para el personal, a su vez no mejora la calidad del producto y

genera gastos al necesitar mano de obra por parte de los operadores.

Se aclara que este problema es real, y que se presenta en la actualidad.

Además de todas sus ventajas y desventajas, nos representa un área de oportunidad para generar un

proyecto que automatice esta etapa de transporte y mejore la producción. Esta área de oportunidad

abrió las puertas para presentar la propuesta de diseñar una máquina que sustituya la forma manual

de transportar el pañal DIAPRO.

1.5.- Forma automatizada.

Como único ejemplo se presenta el módulo de transporte y apilamiento llamadostacker quesignifica

“apilador” y sirve para recibir el pañal al ser expulsado de una máquina principal de producción y

poder realizar un embolsamiento de manera automatizada.

Estos módulos o máquinas automatizadas pueden formar parte de una máquina completa de

producción o algunas veces se instalan de manera independiente como se observa en la figura 1.8.

Pueden ser de diferentes marcas y para diferentes tipos de productos de pañal, aunque en lo

particular solo cambia la posición de apilamiento, este puede ser vertical u horizontal.

Figura 1.8 Transporte automatizado por Stacker.

Estamáquina transporta los pañales separándolos por medio de anaqueles móviles que soportan el

peso del pañalcomo se muestra en la figura 1.9, estos anaqueles o paletas giran en una misma

trayectoria y su movimiento solo depende de la velocidad en la que son expulsados los pañales y se

programa en el mismo módulo a través de un variador de velocidad que actúa sobre un motor o

también por medio de un PLC (Controlador Lógico Programable).

Así mismo el conteo se realiza por medio de sensores de presencia que cuantifican los pañales antes

de ser introducidos a su bolsa o empaque.



Figura 1.9Ejemplo de expulsión de pañal deunamáquina principal hacia el módulo stacker marca

DCTAUT.

El apilamiento se forma al ordenar por medio de los anaqueles o paletas que separan cada pañal

como se muestra en la figura 1.10, para evitar algún rozamiento entre los mismos, los anaqueles al

girar cada 180º respetan la formación de los pañales gracias a que son de plástico o algunas veces

de policarbono, la formación de los pañales se quita solo al ser contados antes de ser expulsados del

módulo.

Figura 1.10 Apilamiento y formación del producto (stacker marca DCTAUT).

El módulo de compactación del stacker funciona por medio de cilindros neumáticos, los cuales son

accionados cuando el sensor cuenta el número definido de pañales para retirarlos de las paletas o

gabinetes de formación y apilamiento.

Después decompactar los pañales dependiendo de la cantidad requerida son retirados

inmediatamente por un cilindroque los expulsa para su embolsamiento que puede ser de forma

manual como se muestra en la figura 1.11, donde los pañales son recibidos por el operador mediante

una boquilla de salida especial.



Figura 1.11 Expulsión para embolsamiento de un stacker de la marca VIOLA.

Como se menciona al principio del tema, se puede elegir un stacker independiente de la máquina

que produce el pañal y se puede acondicionar para transportar el producto hacia un embolsamiento

seguro de forma manual o incluso de forma automatizada.

Un embolsamiento automatizado puede generar aun mayores costos para esta aplicación, pero

puede ser adquirido mientras que la empresa lo acepte, ya que existen máquinas que cumplen con

estas características pero no se mencionan ya que no es tema de la propuesta.

En la figura1.12, se observar un stacker independiente de la marca DCTAUT.

Figura 1.12 Foto destacker independiente de la marca DCTAUT.

En la figura 1.13, se muestra un plano en vista aérea donde se observa la forma de transporte

automatizado por medio de un modulo “stacker” y las etapas finales que no forman parte de la

máquina, como son sellado de la bolsa y sellado de cajas para el armado de tarima [1].



Figura 1.13 Transporte automatizado por un modulo “stacker”.



A continuación se muestran las principales ventajas de utilizar módulos automatizados “stackers”.

Ahorro de espacio: La máquina o módulo no necesita de mucho espacio de trabajo, ya que es

compacta.

Mayor producción: Si comparamos este modulo con una automatización manual, es notable que

obtenemos una mejor producción de acuerdo a la velocidad de transporte, apilamiento y

embolsamiento, también una constante producción gracias a que la máquina puede trabajar mucho

más tiempo que un grupo de operadores.

Mayor seguridad: Obtenemos una mayor seguridad gracias a la poca disponibilidad de los

operadores a esta etapa de proceso y por la propia instalación de guardas de seguridad.

Poco mantenimiento: No se puede eliminar el mantenimiento, ya que es necesario para este

modulo como ventaja se puede aprovechar cada paro de producción para realizarlo.

Dentro de las desventajas se encuentra que se tiene lo siguiente:

Alto costo: Los módulos “stacker” son relativamente de muy elevado precio, por lo cual generaría

un gasto muy alto para la empresa que lo requiera.

Ruido: Este módulo produce ruido por el constante movimiento de los cilindros neumáticos y por

el movimiento, este agente de contaminación se puede minimizar con protección auditiva para los

operadores como norma de seguridad de la empresa pero no siempre se puede minimizar el ruido.

Consumo de energía: Al utilizar este equipo que incluye sistemas de impulsión neumáticos, y

eléctricos por el movimiento del motor y los sensores, consume un nivel de energía eléctrica y lo

cual contribuye a generar gastos para la empresa.

1.5 Propuesta para una solución del problemareal.

Para eliminar la forma manual de trasportar el pañal DIAPRO hacia un embolsamiento seguro, se

propone diseñar una máquina que cumpla la tarea de recibir y transportarel pañal DIAPRO hacia

una serie de etapas con el fin de lograr expulsarlo de la máquina diseñada para lograr un

embolsamiento manual.

Así mismo que no genere mayores gastos y que aumente la seguridad para los que laboran en la

empresa.

Esta propuesta no elimina el desempeño laboral de los operadores que realizan la forma manual de

transportar el pañalDIAPRO para su embolsamiento, ya que se les puede asignar tareas de

supervisión o planes de mantenimiento a esta etapa.

El desarrollo y diseño mecánico de la máquina como propuesta para eliminar este problema se

presenta en el siguiente capítulo.

Capítulo II Planteamiento y desarrollo mecánico.


PLANTEAMIENTO Y

DESARROLLO MECÁNICO.



2.1.-Planteamiento y desarrollo mecánico.

El análisis y diseño de este proyecto cumple con bases de estudio de ingeniería, gracias a que el

problema es real no se puede dar a la tarea de realizar un diseño de manera absurda y con falta de

credibilidad.

El principal objetivo es remplazar la forma manual de transporte por una nueva propuesta de

transportar el producto por medio de bandas transportadoras y poder guiarlo a una sección de

embolsamiento manual, garantizando una etapa de producción final correcta, proponiendo un

diseño mecánico para formar una máquina completa y eficaz que cumpla con buenas expectativas

de diseño.

2.2.- Bandas de transporte.

Introducción a las bandas de transporte.

En el transporte de materiales se han creado diversas formas de transporte; pero una de las más

eficientes es el transporte por medio de bandas transportadoras, ya que estos elementos son de gran

sencillez de funcionamiento, que una vez instaladas en condiciones suelen dar pocos problemas

mecánicos y de mantenimiento.

Las bandas y rodillos transportadores son elementos auxiliares de las instalaciones, cuya misión es

la de recibir un producto de forma continua y regular su transporte para conducirlo a otro punto. Las

bandas transportadoras constituyen sistemas mecanizados que forman líneas de proceso y no

requieren generalmente de ningún operario que manipule directamente sobre ellas de forma

continua.

En su forma más elemental, consisten en una banda que recibe su tracción mediante rodillos

especiales los cuales a su vez son conducidos por sistemas de impulsión mecanicos (motores). La

banda es fabricada, según su aplicación, con materiales y dimensiones diferentes y sirve directa o

indirectamente para transportar los materiales.

Existe una amplia variedad de bandas transportadoras en la industria, que difieren en su modo de

funcionamiento, medio y dirección de transporte, incluyendo transportadores de tornillo, los

sistemas de suelo móvil, que usan planchas oscilantes para mover cargas de alto peso, y

transportadores de rodillos, que usan una serie de rodillos móviles para transportar cajas.

A continuación se muestran las principales ventajas que se tienen al utilizar bandas transportadoras.

Permiten una distribución minorista, mayorista y manufacturera más eficiente, permitiendo

ahorrar mano de obra y transportar rápidamente grandes volúmenes en los procesos.

Ahorra costos a las empresas que envían o reciben grandes cantidades, reduciendo además

el espacio de almacenaje necesario.

Se adaptan al terreno.

Tienen una gran capacidad de transporte.

Permiten transportar una variedad grande de materiales.

Es posible la carga y la descarga en cualquier punto del trazlado sobre la misma banda.

Se puede desplazar.

No altera el producto transportado.



A continuación se muestran las principales desventajas.

La mayoría tiene un límite de vida en uso y su textura impide volver a reutilizar.

El montaje es laborioso al realizar algún mantenimiento.

En este capítulo se muestra el diseño mecánico de las bandas transportadoras que se utilizarán para

el transporte final del producto terminado (pañal DIAPRO).

El proyecto esta respaldado con técnicas de ingeniería, representando un diseño mecánico por

medio de un software de computador amigable llamado Autodesk Inventor. Este diseño se presenta

en una serie de planos y dibujos estructurados que a su vez forman un enlace entre los mismo para

formar asi una máquina completa.

Esta máquina es independiente de la máquina de producción principal nombrada anteriormente

(máquina RIF 32-39 Viola Macchine S.R.L.) por lo cual no depende de ninguna parte o forma de la

misma, teniendo asi sus propias dependencias.

2.2.1 Elección de la banda de transporte.

Para garantizar un transporte correcto y eficaz para el pañal DIAPRO, se opta por seleccionar la

banda transportadora de 90cm de carrera por 35cm de ancho de la marca metsominerals.

Banda metsominerals tipo PAP W.

Las cintas PAP W, como se puede apresiar en la figura 2.1, son utilizadas para el transporte de

rollos de papel y derivados del papel. La cubierta superior de estas cintas está diseñada

específicamente para este fin y se asegura un rendimiento confiable debido a los refuerzos

extremadamente fuertes. De esta forma promete un mayor cuidado al transportar el producto ya que

el polietileno es delicado por ser la cubierta principal del pañal [2]. En la tabla 2.1 se dan algunos

parámetros necesarios para elegir el tipo de banda.

Figura 2.1 Telas que conforman la banda PAP W.

Tabla 2.1 Margen de la banda transportadora PAP W.

Tipo de Cinta Número de

Telas.

Resistencia a la

rotura N/mm.

Ancho (mm). Peso (aprox)

Kg/m2

EP 1000/3 3 1000 400 Máximo 8.0

EP 1250/4 4 1250 400 Máximo 9.0

2.3.- Datos de producción y propuesta de mejoramiento.

Como datos de la producción se menciona que el tiempo del pañal al ser expulsado de la máquina

principal es de 1 pañal por segundo, aproximadamente cuando la máquina RIF 32-39 trabaja a un

80% de su capacidad que regularmente asi se usa hoy en día.



El pañal sale de la máquina doblado y al entrar en contacto con los operarios que realizan el

transporte del producto hacia su embolsamiento, el contacto con la máquina que los expulsa

finaliza. Con esta información se define que la etapa de transporte y embolsamiento es lenta y no es

favorable al realizarse de forma manual. Al automatizar esta etapa se garantiza ahorro en calidad y

tiempo de producción, y se puede comparar con las dos etapas de transporte ya mencionados en la

unidad I. En la tabla No 2.2, se muestra la comparación de los tipos de transportes mencionados.

Tabla 2.2 Cuadro comparativo de producción de sistemas de transporte de pañal DIAPRO.

Cuadro comparativo de producción de sistemas de transporte de pañal DIAPRO.

Transporte automatizado. Tiempo

de

prueba.

MERMA No de

Pañales

embolsados

Tiempo

perdido

Bolsa por

minuto

Bolsa por

hora

Transporte manual 12 s 25% 8 9 8.571 = 8

Bolsas

514 Bolsas

Transporte automatizado por

Stacker.

3 s 10% 8 0 20 Bolsas 1200

Transporte automatizado por

bandas de transporte.

3 s 10% 8 0 20 Bolsas 1200

Cabe mencionar que los datos ilustrados en la tabla 2.2 son datos aproximados únicamente para la

etapa de transporte automatizado por medio de bandas y se compara con el transporte automatizado

por Stacker debido a la gran versatilidad y eficiencia que podemos tener al ocupar bandas de

transporte gracias a su fácil manipulación con respecto a la velocidad y tiempo.

Se puede deducir que el proyecto es eficiente y competitivo con el transporte automatizado por

Stacker y puede ser una propuesta de mejora para la etapa final de producción de pañal DIAPRO.

Ahora se puede dar una justificación al proyecto ya que la idea es propia del equipo de trabajo y

solo se busca sustituir el transporte manual por el sistema de transporte automatizado.

A partir de este subtema se comienza a plantear y a desarrollar la propuesta de aplicar la máquina

externa automatizada para el transporte final de pañal DIAPRO a la máquina de producción RIF 32-

39 Viola Macchine S.R.L.

2.4.- Propuesta para la eliminación del transporte manual.

Se propone un transporte que consta de 3 bandas de transportadoras y dos módulos de

funcionamiento automatizado especial. En la figura 2.2 se pueden ver las diferentes secciones que

integran esta propuesta y que se acoplan a la expulsión del pañal que se obtiene de la máquina RIF

32-39 Viola Macchine S.R.L.

Figura 2.2 Bloque del proceso automatizado de la propuesta.

Etapa 3 Expulsión del pañal DIAPRO

BT 1 MÓDULO A BT2 Y BT3 MÓDULO B



Se observa en la figura 2.2 que el pañal al ser expulsado tiene como objetivo principal llegar al

módulo B que representa un embolsamiento manual dado por un solo operador. Cuantificando el

diagrama se tienen 4 bloques con diferente funcionamiento y diseño. Se explica brevemente como

será la operación de cada uno de los bloques representados en el diagrama de la figura 2.2.

1) Módulo BT1: BT1 son la iniciales que representan la banda transportadora 1, su función es

recibir el pañal de tal manera que no pierda su formación y no se desdoble, en la figura 2.3

se aprecia la medida real del pañal que es de 20 X 25 cm y 3 cm de grosor con un peso real

de 75grms.

Figura 2.3 Presentación del pañal.

En el módulo BT1 se diseñaron rieles especiales que permiten que el pañal al ser expulsado no

pierda su doblez a causa de movimiento o vibración, este diseño se muestra más adelante.

2) Módulo A: Representa la etapa de apilamiento, conteo y compactación, su funcionamiento

es de un contenedor el cual recibe los pañales de BT1 y desciende por medio de una

resbaladilla especial instalada, cada unidad de pañal será contada mediante un sensor al

bajar por la resbaladilla hacia el contenedor, un sensor cuantifica la cantidad correcta de

cada pañal, al detectar el límite de pañales programado activa el cilindro 2 el cual comprime

el pañal a una medida establecida de 190mm, gracias a otro sensor que delimita la carrera

del vástago del mismo cilindro 2.

Después el cilindro 1 expulsa el pañal hacia el módulo BT2 y BT3. Más adelante se

explicará de manera detallada la función de este módulo y la relación de los sensores con

los actuadores neumáticos.

3) Módulo BT2 y BT3: Este módulo se le nombrá así para abreviar dos bandas de transporte

independientes (BT2, banda de transporte 2 y BT3, Banda de transporte 3), las bandas giran

en diferente dirección, estas bandas se colocan paralelamente una de otra y su

funcionamiento es mantener la compactación antes realizada por el módulo A, para que no

pierdan su formación y así transportarlos al módulo B para su expulsión.

4) Módulo B: Este módulo depende de un sensor el cual acciona el movimiento del cilindro

(3) cuando detecta el paquete compactado de pañales ya apilados para que los expulse y

pasen por medio de una boquilla especial de almacenamiento para ser embolsados de forma

manual el cual no permite romper la formación del pañal.

Esta boquilla especial se diseño así con el motivo de brindar una comodidad al operador al

introducir la bolsa en la boquilla por donde se expulsarán los pañales, este módulo puede ir

resguardando los pañales compactados sin permitir una deformación del producto.



El operador al cubrir con una bolsa la boquilla solo espera a que los pañales expulsados por el

cilindro se introduzcan en la bolsa, para después retirarla para su correspondiente sellado que no

forma parte de este módulo ni del proyecto.

Es importante mencionar que el módulo B se encuentra integrado al módulo BT2 y BT3 pero su

función es independiente. Se menciona más adelante el diseño mecánico y algunas especificaciones

importantes acerca de cada uno de los módulos ya mencionados.

A continuación se muestran las principales ventajas de la propuesta para brindar una comparación

justa con los sistemas de transporte mencionados anteriormente.

Ahorro de espacio: La máquina no necesita de mucho espacio de trabajo, ya que es compacta.

Mayor producción: Si se compara una máquina pequeña automatizada con una forma manual de

transporte, es notable que se obtenga una mejor producción de acuerdo a la velocidad de transporte,

apilamiento y embolsamiento, también una constante producción gracias a que la máquina puede

trabajar mucho más tiempo que un grupo de operadores.

Mayor seguridad: Se obtiene mayor seguridad gracias a que los operadores no se encuentran en

constante contacto con la máquina y el producto.

Poco mantenimiento: No se puede eliminar el mantenimiento, ya que es necesario para que la

máquina desempeñe su función correcta, este mantenimiento se le puede realizar en cada paro de

producción.

Fácil mantenimiento: La estructura de las bandas se instala y se desinstala de manera rápida y

segura gracias a su facil diseño.

Ahora se muestran las principales desventajas.

Ruido: Este máquina produce ruido por el constante movimiento de los cilindros neumáticos y por

el movimiento de los polarizadores, este agente de contaminación se puede minimizar con

protección auditiva como norma de seguridad de la empresa.

Consumo de energía: Al utilizar sistemas de impulsión neumáticos y eléctricos se necesitan

fuentes de energías independientes de la máquina principal lo cual genera gastos a la empresa.

2.5.- Introducción y desarrollo mecánico en base a los módulos de bandas de transporte.

Fue necesario preparar una serie de ideas de cómo realizar el diseño físico del equipo donde se

instalaran los sistemas de impulsión para automatizarlo realizando un diseño mecánico para formar

una máquina. Así que la propuesta no solo depende de un diseño de control eléctrico y neumático,

sino también de un diseño mecánico.

Este diseño no forma parte de la máquina productora del pañal y solo es una adaptación

independiente con una alimentación de energía propia y no de la máquina productora del pañalRIF

32-39 Viola Macchine. A continuación se muestra el diseño mecánico total de cada una de los

módulos ya mencionados con algunas especificaciones importantes y diseños agrupados a cada uno

de los bloques.



2.6.- Desarrollo mecánico del módulo BT1

Se presenta el primer módulo BT1 en la figura 2.4, el cual esta acotado en medidas milimétricas. La

altura de expulsión de pañal producido por la maquina RIF 32-39 es de 114.7cm (1.14m).

Figura 2.4 Módulo BT1 (banda de transmisión 1), acotaciones.

Se menciona que el pañal sale doblado al ser expulsado, por lo cual se instala una plataforma que

disminuya la velocidad y consigo una placa especial arriba de la banda para que no pierda su doblez

el pañal y se facilite su transporte hacia el módulo A. Este mecanismo es extra y puede readaptarse

de acuerdo al tamaño del pañal y modificarse de manera mecánica. Solamente la placa puede ir

instalada arriba de la base como se muestra en la figura 2.5, donde se observa un sencillo diseño de

este equipo que puede adaptarse de manera externa a las bases de la banda de transporte.

Es importante señalar que este material tiene que facilitar el despliege del pañal por lo cual se

sugiere que sea de un material deslizable para el polietileno, ya que es la capa externa que cubre un

pañal de cualquier marca, puede ser de aluminio o de acero moldeado, cubierto con cromo o alguna

laca especial para permitir el deslizamiento.

Figura 2.5 Guía especial que evita el desdoble del producto.



Las características importantes de la banda de transporte se representan y se visualizan en las

siguientes figuras.

Figura 2.6 Acoplamiento de flecha y rodillos.

En la figura 2.6 mostrada anteriormente se observa la flecha del rodillo para el engrane motríz del

motoreductor, esta se acopla a la base de la banda por medio de un rodamiento y un reten con

tornillo prisionero. El seguro tipo omega externo tiene la funcion de sujetar el rodamiento al

bastidor para evitar que se patine el rodillo como se muestra en la figura 2.7, y el ensamble correcto

cuenta con tornillos en 2 puntos separados para garantizar un ensamble seguro entre el rodamento y

la flecha del rodillo motríz. Este ensamble se puede desmontar de manera fácil, garantizando un

mejor mantenimiento.

Figura 2.7 (Derecha) Seguro de sujeción para flecha de rodillo, (Izquierda) Rodamientos con

seguros tipo OMEGA.

Para terminar y complementar el apoyo de las flechas de los rodillos se diseñó en el mismo bastidor

una guía con tope del diámetro de la flecha (25mm), con fines de mantenimiento para dar una

facilidad al desmontar las bandas de transporte como se muestra en la figura 2.8.

Figura 2.8 Guía sobre bastidor para la flecha de rodillo conducido.



Se utilizaron dos tipos de rodillos en cada una de las bandas de transporte, definiéndolos

mecánicamente como se debe y se clasificaron cada uno como rodillo motríz y conducido, esto se

define mecánicamente de la siguiente forma.

El Rodillo motríz siempre es accionado por un sistema de impulsión mecánico que viene siendo un

motor de C.A, y el rodillo conducido es la parte dependiente del rodillo motriz para completar la

banda, el cual se encuentra siempre de forma opuesta al rodillo motríz solo para sostener , tensar y

hacer girar la banda.

Los diámetros de ambos rodillos se observan en la figura 2.9.

El diámetro Interior es de 50mm igual a 5cm.

El diámetro Exterior es de 100mm igual a 10 cm.

Figura 2.9 Diámetros de los rodillos.

En la figura 2.10 se muestra la transmisión por medio de un motorreductor que hace girar la banda

de transporte, el motor de C.A acciona al reductor el cual por medio de una relación de engranes

gira el rodillo de la banda.

Figura 2.10 Transmisión del modulo BT1.

Debido al mantenimiento que se tiene en una transmisión de engranes, se puede dificultar pero a

comparación de una transmisión banda – polea, se obtiene mayor seguridad de trabajo debido a que

una banda de transmición se puede ir desplazando con el movimiento, teniendo la necesidad de

instalar algún mecanismo que evite este factor, o también la mala sincronización y la roptura de la

misma banda.

El diseño de esta banda es idéntica para el modulo BT2 y BT3 garantizando un ahorro mayor en

refacciones al momento de requerirlos y garantizando un mantenimiento práctico al evitar partes

diferentes en cada módulo. Con estos datos importantes se puede garantizar un mantenimiento tanto

preventivo y correctivo para cada una de las partes que conforman las bandas transportadoras del

proyecto.



Se observa en la figura 2.11 el plano mecánico del módulo BT1 con el despiece de sus partes y el

número de partes que lo conforman.

Figura 2.11 Módulo BT1 despiece.

En la figura 2.12 se observa a detalle el despiece de la parte A del módulo BT1

Figura 2.12 Despiece a detalle de la parte 11 del módulo BT1.



Tabla 2.3 Módulo BT1 y número de partes.

Módulo BT1.

No parte Descripción de la pieza.

1 Flecha de rodillo motríz.

2 Reten de tornillo prisionero. 42X25X15mm.

3 Seguro externo tipo omega especial para el rodamiento.

4 Rodamiento 52X25X15mm.


6 Tapones para tambor guarda Rodamientos.

7 Tornillo Allen 7X14X4mm.

8 Tambor rodillo motriz.

9 Tornillo para bastidor tipo Allen 7X50X4mm

10 Bastidor.

11 Engrane motríz.

12 Engrane final del reductor.

13 Motor de C.A.

14 Banda metsominerlas.

15 Tornillo Allen 7X14X4mm

16 Soporte de motor – reductor.

17 Flecha rodillo conducido.

18 Tornillo bases de 7X14X4mm.

19 Soporte.

20 Tornillo especial allen para estructuras 18X25X12mm.

21 Uniones de soporte para bastidores.

22 Tornillo especial allen para estructuras 18X25X12mm.

23 Reductor de motor.



2.7.- Desarrollo mecánico del módulo A.

Se observa en la figura 2.13 el módulo A referente a la etapa de apilación, conteo y compactación

con sus respectivas acotaciones. Este diseño solo consta de una base para la canasta de apilamiento,

y la respectiva base para el cilindro neumático. Se puede observar que el cojinete dentro de la

canasta se adapta a la parte del vástago del cilindro neumático y la medida es exacta y no permite la

salida del producto, esta etapa se automatizará con un control electroneumático que se explicará

más adelante. La base puede ser fabricada de acero y se instala al piso gracias a su base rígida y

bipartida en cada lado.

Figura 2.13 Módulo A, acotaciones.



Se muestra en la figura 2.14 el despiece mecánico del módulo A con el número de sus partes.

Figura 2.14 Módulo A despiece.

Tabla 2.4 Módulo A despiece y número de partes.

Módulo A


1 Tornillo allen 5.5X25X3.5mm.

2 Base para cilindro.

3 Coginete especial.

4 Cilindro neumático.

5 Tornillo allen 7X14X4mm

6 Plataforma de descenso.

7 Tornillo especial allen para estructuras 18X25X12mm

8 Vástago del cilindro.


10 Base del modulo.

11 Trampas para pañal.

12 Gabinete de compactación.



Módulo A: El módulo A’ forma parte del módulo A y solo se encarga de compactar el pañal,

sonteniendo un cilindro neumático como se muestra en la figura 2.15, y podemos observar que se

extendió la base que sostiene el cilindro para adaptar la alarma de visualisacionen la parte superior.

Se observa en la figura 2.15, el módulo A’ con el despiece de sus partes y las partes que lo

conforman asi como sus acotaciones.

Tabla 2.5 Módulo A’ y número de partes.

Módulo A’.


1 Cilindro neumático.

2 Base principal.


4 Vástago del cilindro.

5 Coginete especila con placa metálica.

6 Alarma de visualizaciòn.



Figura 2.15 Módulo A’, acotaciones y despiece.



Se explica el funcionamiento del módulo A basándose con la numeración de los cojinetes de los

vástagos de los cilindros como se observa en la figura 2.16.

Figura 2.16 Módulo A (repartición de los cilindros neumáticos).

Cilindro 1 (Compactación): Se observa en el ovalo No 1 que su función es compactar el grupo de

pañales ya apilados dentro del contenedor, este será accionado cuando sea detectado un número

específico de pañales gracias a un sensor, el cilindro seleccionado es de doble efecto de la marca

FESTO No.DGSL-20-200-P1A de 20cm de carrera del vástago, su carrera del vástago es ajustable.

Figura 2.17 Cilindro neumático FESTO No. DGSL-20-200-P1A.

Cilindro 2 (Expulsión): Se observa en el ovalo No 2 que su función es solo expulsar el pañal hacia

el modulo BT1 y BT2 cuando el cilindro No 1 haya compactado el grupo de pañales. El Cilindro

seleccionado es de doble efecto de la marca FESTO No.193664 CDN-80-320-PPV de 32cm de

carrera del vástago como se puede apreciar en la figura 2.17.

.

Figura 2.18 Cilindro neumático FESTO No.193664 CDN-80-320-PPV.



2.8.- Desarrollo mecánico de módulo BT2 y BT3.

En este módulo solo se observa la instalación mecánica de las dos bandas de transporte, las cuales

son accionadas cuando el cilindro neumático de expulsión (cilindro 1) del modulo A, expulsa el

pañal hacia este módulo, la separación entre las bandas es de 19cm y solo depende de la banda

superior la cual puede moverse mecánicamente gracias a su base de apoyo como se muestra en la

figura 2.19.

Figura 2.19 Módulo BT1 y BT2 y acotaciones.

Se mencionó que el diseño de las bandas de este módulo es exactamente igual al de la banda del

modulo A, como se observa en la figura 2.19 esta idea se desarrolló con el fin de no depender de

partes diferentes para cada una de las bandas de transporte al realizar algún mantenimiento.

Para mejorar el mantenimiento es necesario tener refacciones iguales para todas las bandas, que

tener más refacciones diferentes que conlleve a más gastos y diferentes operaciones de

mantenimiento al instalarlos.

La instalación de ambas bandas depende de la base que la sujeta, es importante mencionar que la

banda superior se instala partiendo del gabinete de compactación, esta instalación es ideal para la

compactación de 8 a 12 pañales según la presentación del empaquetado y la distancia entre las



bandas es de 19 cm. La banda inferior siempre es instalada a ras del cojinete del cilindro neumático

de expulsión del modulo A para evitar que el cojinete golpee la banda y ocurran errores graves.

Tabla 2.6 Número de partes de los módulos BT2 y BT3.

Se muestra en las figuras 2.20 y 2.21 el despiece mecánico del módulo BT2 y BT3 y el número de

partes que lo conforman.

Figura 2.20 Detalle A del módulo BT2 y BT3, despiece.

Módulo BT2 y BT3.

No

parte

Descripción de la pieza.

1 Tornillo allen 7X50X4mm.


3 Seguro externo tipo omega especial para el rodamiento.

4 Rodamiento 52X25X15mm.


6 Flecha del rodillo motriz.

7 Rodillo o tambor motriz.

8 Tapa de tambor.


10 Bastidor.


12 Soporte.


14 Plataforma de anclage para BT2 y BT3.



Figura 2.21 Módulo BT2 y BT3, despiece.

2.9.- Desarrollo mecánico del módulo B.

Este módulo solo se encarga de expulsar los pañales apilados hacia una boquilla especial como se

observa en la figura 2.22, donde se ve claramente el cilindro neumático con su cojinete especial

instalado en su vástago.

Esta función se realiza instalando un sensor que detecte el pañal alineado de forma correcta hacia la

boquilla. Este mismo sensor activará el paro de ambas bandas y al mismo tiempo activará la

electroválvula del cilindro para la expulsión completa.



Figura 2.22 Módulo B.

Con este último módulo el operador solo se encarga de introducir la bolsa a la boquilla para que los

pañales entren apilados y compactados, con el único fin de que la bolsa adquiera el volumen

correcto cuando se introducen los pañales DIAPRO. Esta tarea ayuda al operador únicamente en

sostener la bolsa y esperar la llegada del pañal, después ya teniendo la bolsa con el producto puede

retirarlo y comenzar nuevamente su labor tomando otra bolsa colocándola en la boquilla y seguir la

misma rutina. Se observa en la figura 2.23 el módulo B con el despiece de sus partes y en la tabla

2.7 el número de partes que lo conforman.



Figura 2.23 Módulo B, despiece.

Tabla 2.7 Modulo B y numero de partes.

Módulo B.


1 Base principal de la boquilla.


3 Boquilla compactadora para embolsado de pañal.

4 Vastago del cilindro.



7 Cilindro neumàtico.

8 Base principal de cilindro expulsador.



2.10.- Desarrollo mecánico del módulo especial de transmisión.

La transmisión del módulo BT2 y BT3 se muestra en la figura 2.24, las acotaciones son

milimétricas y se puede observar la transmisión por medio de bandas y poleas.

Figura 2.24 Transmisión para el módulo BT2 y BT3.

Esta transmisión se diseñó para poder independizar el giro de las bandas de transporte, y obtener un

giro opuesto entre las bandas para que al momento de compactar se iguale su transporte y se

mantenga la compactación firme y no pierda su formación antes de llegar al módulo B.

Esta transmisión de tipo cruceta – cardan es de gran utilidad en la actualidad y se decidio emplearla

para mover las bandas del módulo BT1 y BT2, ya que una cruceta proporciona una suave

transmisión de la potencia hacia el diferencial conforme los angulos de giro cambian.

La labor de este sistema de transmisión es la de transmitir la torsión del motor hasta el eje

diferencial, miestras se transmite una fuerza bajo constantes cambios de angulos así el acople

deslisante permite las variaciones en la longitud de la barra.

Esta instalación se realiza de forma independiente del módulo de transmisión para enlasarlo con el

módulo BT2 y BT3 hacia las flechas de los rodillos motrices de ambas bandas de transporte.



Se muestra en la figura 2.25, la instalación de las crucetas en las flechas del módulo de transmisión

que se presentan de color amarillo, de la misma forma se puede observar el tornillo que tensa la

banda de transmisión para poder ajustar su tencion después de su instalación.

Figura 2.25 Tensador de banda y crucetas de transmisión para flechas.

En la figura 2.26, se muestra la transmisión completa por crucetas que se unen de forma mecánica a

las flechas de las bandas de transmisión del modulo BT1 y BT2.

Figura 2.26 Enlace cruceta - cardan.



Tabla 2.8 Módulo de Transmisión y número de partes.

Se observa en la figura 2.27, el sistema de transmisión con el despiece y número de partes que lo

conforman.

Figura 2.27 Módulo de transmisión despiece.

Módulo B.


1 Base principal.


3 Tornillo allen 7X14X4mm.

4 Banda dentada vulcanisada de 40X1010mm.

5 Guia arandella para flecha de 30.163X67.31X58.75mm.

6 Tornillo tensador de banda.

7 Cilindro neumàtico.

8 Base principal de cilindro expulsador.

9 Coples para arandella de 67.31X127X31.75mm.

10 Banda de transmisión principal.

11 Polea para flecha de motor de 25X55X40mm.

12 Base del motro de C.A.

13 Polea de transmisión de 30.163X227X40mm



Figura 2.28 Detalle A del módulo de transmisión, despiece.

2.11.- Presentación de la máquina completa.

Con todo el desarrollo de los módulos de la máquina de transporte quedaría de manera completa el

diseño de la máquina como se muestra en la figura 2.29, 2.30 y 2.31. En las siguientes figuras

también se observa la parte final de la máquina RIF 32-39 Viola Macchine S.R.L y la parte del

tablero de control para la máquina.



Figura 2.29 Diseño completo de la máquina de transporte automatizado para pañal DIAPRO.

Figura 2.30 Vista aérea de la máquina.



Figura 2.31 Máquina de transporte automatizado para pañal DIAPRO.

En la figura 2.31, se puede apreciar la forma en la que se distribuyen las etapas que conducen el

producto termiando a la etapa de embolsamiento, la parte que compete al proyecto es el transporte

automatizado que se localiza en la parte superior de la figura 2.32, donde se puede observar que el

primer operador recibirá el grupo de pañales apilados y compactados y colocará la bolsa a la banda

correspondiente para la etapa de sellado y empaquetado.

Por consiguiente estas etapas ya no dependen del desarrollo del tema tratado.

En la figura 2.32 se observa que la máquina propuesta de transporte automatizado se adapta a la

máquina principal RIF 32-39 Viola Macchine S.R.L., también es posible observar las demas etapas

que constituyen el proceso para la elaboración del producto terminado.



Figura 2.32 Lay Out de localización de área descrita en el proyecto de la máquina automatizada.

Capítulo III Selección de equipo eléctrico y neumático.


SELECCIÓN DE EQUIPO

ELÉCTRICO Y NEUMÁTICO.



Se dan a conocer los dispositivos que se pueden utilizar para llevar a cabo la automatización de la

máquina de transporte del pañal DIAPRO.La finalidad es que el lector sepa qué tipo de dispositivos

se utilizaron y en base a quécaracterísticas se seleccionaron.

Por consecuencia también se expone en este capítulo el motivo de su selección para garantizar una

confiable instalación, explicándolo más detalladamente para que al momento en que se desee

revisar la parte de instalación eléctrica sea comprensible al momento de ver su integración.

3.1.- Equipos de fuerza y alimentación.

El Sistema eléctrico consta de diferentes equipos y componentes eléctricos, así también de módulos

especiales de control eléctrico que ayudarán a automatizar el transporte del pañal DIAPRO.

Cabe mencionar que la etapa final a automatizar depende de 2 fuentes de energía (eléctrica y

neumática), por lo cual se relaciona el control electro neumático para integrar ambas fuentes, pero

no se demuestra el desarrollo e instalación de dichas fuentes ya que no es el propósito de este

proyecto.

3.1.1.-Transformador.

Se mencionael uso preventivo de un transformador como se observa en la figura 3.1 para energizar

el tablero de control, debido a que en la mayoría de las empresasse trabajan con fuentes de energía

mayores a los 220VCA y también se utilizan transformadores de aislamiento, por lo cual es

necesario utilizar un transformador para disminuir la alta tensión.

Estos transformadores están diseñados para reducir los voltajes de suministro que van a los circuitos

de control. Son transformadores que cuentan con un bloque opcional de fusibles primarios y

secundarios, que están pre cableados y montados en la parte superior del transformador con

capacidad de hasta 500 KVA [3].

Figura 3.1 Transformador marca Allen Bradley.

Características:

De 63 a 2000 KVA.

Voltajes primarios de una, dos y varias tomas.

Monofásico y trifásico.

EN 60-529 con protección contra contacto accidental.

Encapsulado epóxido.

Cumplimiento con restricciones de sustancias peligrosas.



3.1.2.- Motor y motorreductor de C.A marca SEW EURODRIVE.

Se menciona el uso de motores de la marca SEW EURODRIVE como se observa en la figura 3.2

para la versión DRS y la serie F.

La versión DRS es un motor que cumple el estándar de grado de rendimiento y se califican como

IE1 de conformidad con la IEC 60034 T30 [4].

Especificaciones:

Grados de rendimiento mejorado.

Motores CA de tipo DRS Tamaño de motor de 0,37 a 200 kW.

Jaula de fundición del rotor de aluminio o cobre.

Tamaño de 71 a 315mm con potencia de 2 a 4 polos con rango de 0.37 a 200Kw.

Frecuencia de 50/60 Hz.

Motorreductor de C.A serie F.

Los motorreductoresserie F de dos etapas con ejes paralelos delgados que proporcionan una

solución óptima para los espacios reducidos y se pueden utilizar en muchos ámbitos de aplicación.

Los motorreductores de ejes paralelos se utilizan habitualmente en aplicaciones de la técnica de

transporte y de procesos y se puede elegir entre las versiones con patas, con brida y desmontable. Es

recomendable para realizar tareas de posicionamiento precisas.

Algunas caracteristicas del motorreductor son:

Índice de reducción = 3.77 …281.71

Índice del reductor doble = 87… 31434

Par de salida Nm = 87 a 1800

Rango de potencia del motor = Kw 0.12 a 200

Gracias al peso tan ligero del producto se puede garantizar un desempeño productivo de alto

rendimiento para los motores al momento de ejercer el movimiento y mantener la velocidad

constante al momento de transportar y mantener compactado el producto por medio de las bandas

transportadoras [4].

Figura 3.2 Motor y motorreductor de CA.



3.1.3.- Fuentes de alimentación eléctrica.

Para poder energizar varios dispositivos de control dentro del tablero se utiliza una fuente de

alimentación o las que sean necesarias como se muestra en la figura 3.3. Para la propuesta es

necesario alimentar dispositivos de 24 VCD para que logren cumplir su desempeño.

Estas fuentes seleccionadas son de la marca Allen-Bradley y cuentan con algunas características

excelentes que garantizan el desempeño completo como fuente de energía[3].

Características:

Incorporan condensadores electrolíticos de larga vida útil combinados con un concepto de

circuito de muy bajas pérdidas térmicas para lograr niveles de eficiencia de más del 90%.

Todas las unidades están diseñadas especialmente para una operación eficaz cuando se conectan

en paralelo.

Figura 3.3 Fuentes de alimentación Allen Bradley.

3.1.4.- Bloque de terminales principal.

Se utilizan bloques de terminales para direccionar y repartir cables de alimentación principal para

energizar todo el tablero, en este caso se utilizan bloques moldeados en latón de alto grado como el

que se muestra en la figura 3.4.

La terminación consiste en una culata de latón chapada en níquel, dos tornillos de acero chapado en

zinc y dos resortes de lámina de acero inoxidable que protege a los conductores cuando la

terminación de tornillo se aprieta. Cada terminación acepta conductores sólidos y de filamento de

0,5 a 6 mm².

La longitud de pelado del aislante recomendada es de 8 mm y soportan una corriente nominal de 36

A (conductor sólido) para repartir la alimentación principal trifásica [3].

Figura 3.4 Bloque de terminal principal.



3.2.- Equipos de distribución y protección.

A continuación se mencionan algunos equipos de protección que garantizan mayor seguridad al

prevenir cortos circuitos y permitirdesenergizar cada uno de los componentes para poder elaborar

tareas de mantenimiento de ser posible.

Así mismo se presentan los equipos de distribución más importantes que ayudan a distribuir

correctamente cada uno de los equipos a utilizar dentro del tablero, designando una posición

correcta en cada equipo.

3.2.1.- Tablero de control.

La instalación de la estación de botones de arranque y paro, así como también el botón selector y

las luces indicadoras, el controlador entre otros dispositivos que se describen en este capítulo,

estos dispositivos serán localizados en el tablero de control de la marca RITTAL como se observa

en la figura 3.5, por medio de este tablero de control se puede tener un acceso fácil y rápido para

tareas de mantenimiento y mejorar el funcionamiento de la máquina y de sus dispositivos [5].

Figura 3.5 Tablero de control RITTAL ES.

La selección del tablero de control de la marca RITTAL tiene las siguientes características:

Integra las comunicaciones de datos de los dispositivos de control que formen parte del tablero.

Elimina los cables redundantes.

Proporciona una óptima gestión de los cables y de cordones para los componentes eléctricos.

Diseño de ventilación y ventilador opcional que proporciona control térmico a los equipos.

Tabla 3.1 Características del tablero de control RITTAL.

NÚMERO DE PIEZA PIEZA BASE

Parte descripción Dimensiones: 56"x 33.00" Wx8.60"D

(1420mm x840mmx218.4mm).

Color Blanco

Número de espacios de rack 3



3.2.2.- Ducto de distribución PANDUIT.

Se utiliza principalmente para el cableado de fuerza y de control con el propósito de presentar un

orden y una estética al momento de repartir el conductor, también es útil al momento de repartir el

cable de comunicación. Generalmente su funcionamiento es ideal para uso con bloques de

terminales.

Además consta de un conducto y tapa que forman una pared lateral que permite proporcionar mayor

capacidad para cables de diferentes calibres y tipos de señal de comunicación como se observa en la

figura 3.6.

Se Recomienda el uso del el ducto PANDUIT tipo F porque permite distribuir cables del 0.5 " x

0.5" hasta 6.0 " x 4.0"[6], en la tabla 3.2 se dan las caracteristicas y especificaciones del ducto

PANDUIT.

Figura 3.6 Ducto de distribución recomendable.

Tabla 3.2 Características de los ductos PANDUIT.

CARACTERISTICA. ESPECIFICACION.

Material Sin plomo de PVC

Color. gris claro

Altura (mm). 79,2

Longitud (m). 6

Longitud (mm). 1828.8

Ancho (mm) 69,9.

Método de montaje. Estándar de los orificios de montaje.

Normatividad NFPA 79-2002

3.2.3.- Riel de distribución DIN.

Este tipo de riel es utilizado para el montaje de interruptores y equipos de control industrial dentro

de los bastidores del equipo. Se le conoce como riel DIN porque originalmente fue estandarizado

por el DeutschesInstitutfürNormung(DIN), la organización nacional de las normas alemanas. El más

popular es de 35 mm de ancho como se observa en la figura 3.7 [7].

Figura 3.7 Riel DIN tipo copa.

http://www.panduit.com/Products/ProductOverviews/ProductSearch/ javascript:showgraphic('http:/www.panduit.com/stellent/images/panduit/details/DFductLG-72.jpg')



Existen tres tipos de riel DIN que a continuación se mencionan:

1. Sección de sombrero de copa o de tipo O.

2. Tipo C.

3. Tipo G.

Se recomienda utilizar el riel de 35mm de ancho tipo copa de la marca Weidmullerpara fijar de

forma segura y normalizada cada uno de los equipos que se instalan dentro del tablero.

3.2.4.- Bloques de terminales (clemas).

Los bloques de terminales también conocidos como ―Clemas‖ constan de modelos diferentes, desde

bloques de terminales de cableado de control hasta bloques especiales para conexión a tierra y

aislamiento como se observa en la figura 3.8 [7].

Figura 3.8 Bloques de terminales.

Tabla 3.3 Características del bloque de terminales a utilizar.

CARACTERÍSTICA. DESCRIPCIÓN.

Para calibre del conductor 22-12 AWG, 0.5-2.5mm, 22-10 AWG

Para rangos de voltaje Capacidad de hasta 600V, 800V

Para rangos de Corriente. 25A, 24A, 20A

Tamaño. 5X45X43mm

Placafinal EP 2.5/4UN

Etiquetas MT5

Características:

Terminales con recubrimiento de estaño y tornillos de acero para resistencia a la corrosión (los

bloques de terminales tienen terminales niquelados y tornillos de acero inoxidable).

Aleación de cobre con alto contenido de cobre para excelente conductividad.

Envolventes con protección contra contacto accidental.

Capacidad de montaje en riel DIN (tipo O y copa de 35mm), lo cual permite colocar los bloques

de terminales en el mismo canal que los contactores, arrancadores, relés y otros dispositivos de

control de montaje en riel DIN.



3.2.5.- Interruptor de alta tensión principal.

El interruptor de carga como se observa en la figura 3.9se utiliza para energizar o desenergizar la

alimentación de todo el circuito del tablero de control. Este interruptor se puede instalar dentro o

fuera del tablero de control y permite desenergizar totalmente los circuitos de alimentación

principal en caso de trabajar con líneas principales de alimentación y así poder brindar un

mantenimiento correctivo.

Además este interruptor de la marca Allen-Bradley cuenta con la capacidad de poder transmitir una

carga mayor a los 400 Volts, 60 A de CA [3].

Figura 3.9 Interruptor principal.

Tabla 3.4 Característica del interruptor principal.

CORRIENTE

NOMINAL.

CAPACIDAD NOMINAL DE

POTENCIA MÁXIMA.

DESCRIPCIÓN.

1 Ø (60Hz) 3 Ø (60Hz) Envolvente de

acero inoxidable

IP66

(Tipo 4/4X)

impermeable,

resistente a la

corrosión

Envolvente no

metálico IP66

(Tipo 4/4X)

impermeable,

resistente

a la

corrosión

115V 230V 200V 230V 460V 575V

100 7-1/2 15 25 30 60 75

200 ----- 25 50 60 125 150

400 ----- 50 100 125 250 300

Se recomienda seleccionar un interruptor principal para una corriente nominal de 100 A, a 3 Ø

(60Hz) para una tensión de 230V como alimentación principal repartida desde la subestación.

3.2.6.- Interruptor termomagnetico primario.

Para energizar los dispositivos de mayor carga en el tablero se recomienda el uso de los

interruptores termomagneticos S60 de la marca ABB para montaje en riel DIN, presentacion

unipolar 1X30A y tripolar de 3X30 Acomo se observa en la figura 3.10[3].

Figura 3.10 Interruptor primario unipolar y tripolar de la marca Allen Bradley.



Características:

Tensión máxima de servicio: 440 Volts.

Normas/Capacidad de interrupción: IEC 898/3kA, IEC 947-2/6kA.

Vida útil: 20000 maniobras mecánicas.

La maneta aísla el fusible de la alimentación eléctrica al instalar o retirar el fusible.

IP2 — Protección contra el contacto accidental en la parte frontal según IEC/EN 60529

Se monta en riel DIN de 35 mm estándar.

Se recomienda el uso de interruptores a 30A con fusibles clase CC y J porque son ideales para la

protección de cable y para motores de baja carga o para una protección grupal de cargas para varios

motores.

El porta fusible 1492-FB está diseñado principalmente para aplicaciones de protección para

equipos, tales como fuentes de alimentación eléctrica,solenoides, cargas de iluminación,

calefactores y variadores de velocidad. Por lo cual garantiza un desempeño esperado para proteger

los dispositivos de controly poder evitar accidentes al momento de realizar algún mantenimiento.

3.2.7.- Interruptor termomagnetico secundario.

Para proteger los equipos de baja y media tensión,así como sistemas y cables mediante una

desconexión rápida en caso de cortocircuito o sobrecarga térmica se recomienda utilizar

interruptores automáticos de protección como se observa en la figura 3.11gracias a su diseño

limitador de energía.

En caso de cortocircuito o sobrecarga térmica, estos dispositivos están diseñados para proteger los

equipos mediante una desconexión rápida.

Cumplen con la normativa de IEC/EC 60 898 y protegen cargas de energía tales como E/S de

controladores, solenoides y fuentes de alimentación eléctrica contra sobretensiones dañinas [3].

Figura 3.11 Interruptores secundarios de la marca ABB.

Características:

Flexible con un amplio rango de corrientes y características de disparo disponibles, se puede

elegir el nivel de protección apropiado para su aplicación.

Capacidad de limitación de energía gracias a que permiten un escape de energía entre 10 y 20

veces menor que los interruptores automáticos convencionales, lo cual resulta un menor

calentamiento del cable y minimiza el daño a los componentes.

Diseño que ahorra espacio gracias al tamaño reducido a 3.125 pulg. (80 mm).

Mantenimiento simplificado por tener indicadores de color rojo, verde y la posición de la

palanca basculante que identifican el fallo localizado de modo que la resolución de problemas

pueda hacerse fácilmente.



3.3.- Equipos de accionamiento, seguridad y comunicación.

3.3.1.- Interruptores e indicadores.

Se utilizan como interruptor principales de mando para energizar y desenergizarmódulos de proceso

e incluso partes de una maquina o una maquina entera. Se establecen botones de arranque y paro

con luces indicadoras de este accionamiento.

3.3.2.- Botones de arranque y paro.

Para poner en marcha la máquina que se describe es necesario de un botón que energice todo el

sistema y los dispositivos para lograr que la maquina entre en funcionamiento y realice su actividad

que le fue establecida, este botón se le conoce como botón de arranque, este tipo de botón será

localizado en el tablero de control, por lo general siempre está identificado con la palabra startque

son las siglas en ingles de arranque, el botón identificado en color rojo y con la palabra en ingles

stop permitirá parar el funcionamiento de la maquina total ya sea para corregir algún problema o

para simplemente dar mantenimiento, este botón será localizado en el tablero de control junto al

botón de arranque y se observan ambo botones en la figura 3.12[3].

Figura 3.12 Botones de arranque y paro.

Características:

Corriente nominal 16 A, 690 VCA. (AC-1 et AC-21 A).

Protección contra el contacto accidental.

Accesorios enchufables y modulares para conexiones fácilmente accesibles.

Estos botones de arranque y paro de emergencia con contactos de apertura cumplen con los

estándares EN418 y IEC 947-5-5.

3.3.3.- Luces indicadoras.

Se propone utilizar luces indicadoras que nos faciliten de manera visual la localización de algún

botón o accionador, para evitar problemas por falta de visibilidad que se llegaran a suscitar cuando

la maquina este en marcha.

Este tipo de luces indicadoras como se observa en la figura 3.13 serán colocadas en el tablero de

control con la finalidad de que el operador pueda visualizar de una manera rápida los botones

principales de control.

Se puede identificar cuando la maquina trabaje de forma manual o automática y cabe mencionar

que las luces indicadoras solo podrán dar la señal visual de algún accionamiento de botón principal

instalados en el tablero [3].



Figura 3.13 Luces indicadoras.

Se puede seleccionar el color para los botones de arranque y paro, e incluso para el botón selector

instalado en el tablero. Estas luces indicadoras tiene un diámetro de agujero de montaje de 22.5mm

con un material termoplástico de grado industrial con una vida útil de 100 000 horas es caso de ser

por led, si es incandescente puede durar 5000 a 20000 horas. Catalogo No. 855D P o 800 FD.

3.3.4.- Alarma visual.

Es necesario indicar de manera visual como se mantiene trabajando la máquina. Este tipo de alarma

puede colocarse a una altura razonable para evitar que pueda ser obstruida, así también con la

finalidad de que el destello de luz se pueda observar a una distancia considerable, este tipo de

alarma como se observa en la figura 3.14 contiene tres balizas estroboscopicas que son el color

verde, amarillo y el rojo. Los colores indican diferentes funciones desempeñadas por la máquina.

El color verde indica que la maquina ha sido puesta en marcha y está operando de manera

satisfactoria, el color rojo indica que se ha suscitado algún problema en la máquina, ya sea que haya

ocurrido un accidente o que un dispositivo no está funcionando correctamente y el color amarillo

indica que la maquina se ha puesto en alto total, es decir, hubo un paro total de la maquina ya sea

por emergencia o para dar mantenimiento [3].

Figura 3.14Columnas luminosas.

Características:

Opciones de voltaje disponibles en: 12 VCA/CC, 24 VCA/CC, 120 VCA, 240 VCA como

productos estándares.

Conectividad en red EtherNet o DeviceNet.

Facilidad de ensamblaje y mantenimiento sin herramientas, lentes de desmontaje por giro para

un fácil cambio de bombillas y bloques de terminales de montaje en la parte superior para un

fácil cableado de la base.

Tipo de iluminación con estroboscopio o led de montaje en socket incandescente.

Colores de lente (Rojo, verde, ámbar, azul, amarillo).



3.3.5.- Alarma sonora.

La seguridad tanto de los trabajadores como del mismo producto, requieren de un dispositivo de

seguridad que son las bocinas electrónicas de uso general, este tipo de alarma puede localizar en

alguna parte poco visible de la maquina propuesta. Al momento de que se active la señal visual de

color rojo, se debe activar la señal de la alarma sonora, se maneja este tipo de alarma sonora para

las ocasiones en que los operadores estén lejos de la máquina y no puedan tener una referencia

visual de la misma, por lo tanto tendrán la oportunidad de tener seguridad por medio de la alarma

sonora [3].

Características:

3 tonos seleccionables por el usuario para mayor contraste con el ruido ambiental.

Control de volumen no escalonado mediante potenciómetro para ajuste al cambiante ruido

ambiental.

Uso ideal para entornos sucios, húmedos y corrosivos.

Plástico estable ante los rayos UV, ideal para uso a la intemperie.

Alimentación de 127 VCA.

Figura 3.15 Bocinas electrónicas para uso general de la marca Allen Bradley.

3.3.6.- Interruptor selector de 3 posiciones sin iluminación.

Dentro de los dispositivos seleccionados para la maquina se propone el uso de un botón selector de

3 posiciones con iluminación independiente con la finalidad de dar al operador la elección de

realizar el funcionamiento de la máquina de forma automática, forma manual y apagado del tablero.

Este botón como se observa en la figura 3.16será colocado en el tablero de control [3].

Figura 3.16 Botónselector.

Tabla 3.5 Características del botón Selector.

DESCRIPCIÓN CONMUTADORES SELECTORES

Características 3 posiciones, mantenidos o retorno de resorte,

normal/palanca/perilla de aleta.

Operadores con iluminación, sin iluminación,

tipo ranura de moneda y con llave

Tamaño del agujero de montaje 30.5mm

Método de montaje Anillo de montaje en parte frontal del panel

Material y grado de protección 800T: metal, tipo 1/4/12/13, IP66



88H: plástico, tipo 1/4/4X/12/13, IP66

Número máximo de circuitos Con ilum.: 4 circuitos

Sin ilum.: 8 circuitos

Rango de temperaturas de funcionamiento -40…+131 ºF

-40…+55 ºC

Ensamble del modulo de alimentación y bloque

de contactos

Ensamblaje en la fabrica o en el campo

Estándares UL/CSA/CE

3.3.7. - SwitchPara Ethernet / IPStratix 6000.

Debido a la comunicación de los dispositivos y el operador, se da la necesidad de colocar un

Switchpara Ethernet del tipo IP STRATIX 6000 como se observa en la figura 3.17 con la finalidad de

lograr una comunicación entre los dispositivos y el operador para poder desarrollar su función

correctamente[3].

Dentro de sus características podemos encontrar que contiene:

Contiene conmutadores que ofrecen las etiquetas CIP.

Pantallas de configuración de software de programación RSLogix 5000.

Placas frontales de diagnóstico para FactoryTalk View software HMI.

Incluye ocho puertos de cobre con una opción para el enlace ascendente de fibra para redes de

alto nivel.

Figura 3.17Switchpara Ethernet tipo IPSTRATIX 6000

3.4.- Equipo de control eléctrico.

3.4.1.- CompactLogix L23E.

El uso recomendado de un controlador CompactLogix L23E mostrado en la figura 3.18es con el

objetivo de poder enlazar comunicación entre los variadores de velocidad y los demás dispositivos

de control, la ventaja que da este tipo de controlador es que se le pueden adaptar módulos de E/S si

es que se llegara a necesitar para conectarmás dispositivos, este tipo de controlador es bastante

compacto y permite ahorrar espacio mejorar la comunicación hacia los dispositivos de control que

se desean gobernar[3].



Figura 3.18CompactLogix L23E

Beneficios:

Menores costosysimplificación de la configuración.

Integra EtherNety puertosIP que ofrecenuna conectividadrentable.

Pre-configurados los puertos de E /S que simplifica el uso, la reducción delos costos

dedesarrollo y puestaen marcha.

El usodeunabase de datoscomúnentreFactoryTalk Viewy el PanelView Plus.

El controladorCompactLogixL23Eincluyeelmotorde controlLogix, fuente de alimentación y dos

configuraciones deentrada - salida,reduciendocostos ysimplificando la configuración.

CadaCompactLogixL23Eofrece512Kbdememoria. En la tabla 3.6se dan a conocer las caracteristicas

del CompactLogixL23E

Tabla 3.6 Características del controlador CompactLogix L23E.

Características Recepción

Incrustadoslos puertosde comunicación Aisladode serie(DF1 oASCII)

EtherNet/IP(MSG +E / S)

Conexiones EtherNet/IP

8 TCP/IP – 32 CIP

Memoria 512Kb

E /S(pre configurados enRSLogix5000) 16 entradas en DC y 16 salidas en DC

Expansión 2adicional1769módulos I / Oasí como también

1769módulos de comunicación

Tareas 3– periódicas, continuas o eventuales.

Programas 4

Rutinas ilimitadas

Lenguajes Todos (LD, FBD, ST and SFC)

Dimensiones 130 x 223 x 90

Requisitos de energía 19.2 - 31.2 VDC y 50 – 127 VAC

Características:

Un conjuntocomún decontroles, redes ysoftware deprogramacióndisponibleenmúltiples

plataformas de hardware.

Múltiplesdisciplinas de control enunsolo controlador, secuencialde variadores, control, etc.

Varios lenguajes de programacióndisponiblesentodos los controladores, diagrama de escalera,

bloque de funciones, texto estructurado, yde función secuencialgráfico.

RS-232 incorporado que proporciona acceso remoto, así comoASCII, DH-485, DF-1, modbus

maestro/esclavoypuentea otras redesque permite la configuraciónde dispositivos remotos.



3.4.2.- Variador de frecuencia Power Flex CA 40.

El variador de frecuencia que se propone utilizar es el PowerFlex CA 40 como se observa en la

figura 3.19, este tipo de variador proporciona un óptimo control de velocidad en el motor variando

radicalmente su frecuencia de modo que se obtenga la velocidad desea en el motor para que el

funcionamiento sea el indicado y la aplicación que se le haya indicado sea la que desempeñe y

cumpla con nuestras expectativas. Este variador de la marca Allen-Bradley son de diseño compacto,

lo que nos permite un manejo sencillo y ahorro de espacio a la hora de su instalación y localización

[3].

Características:

Disponible en potencias desde 0,2 hasta 11 kW (0,25 a 15 HP).

Alimentación eléctrica de 120, 240, 480 y 600 voltios.

Los variadores PowerFlex CA 4 y 40 están diseñados para satisfacer las demandas del usuario

final para la flexibilidad, ahorro de espacio y facilidad de uso.

Presenta alternativas rentables para el control de velocidad.

Figura 3.19 Variador de frecuenciaPower Flex CA 40

El variador propuesto en el proyecto proporciona un desempeño óptimo al contar con tarjetas de

comunicación opcionales de alto rendimiento y capacidades flexibles de configuración como las

que se muestran a continuación:

BACNet.

ControlNet.

DeviceNet.

EtherNet/IP.

LonWorks.

PROFIBUS DP.

3.4.3.- Contactor.

Se hace mención del uso de contactores que son componentes electromecánicos y que permitirán

interrumpir el paso de la corriente para alimentar a los variadores de velocidad, ya sea en el circuito

de potencia o en el circuito de mando, estos contactoresdan la flexibilidad de accionarlos a

distanciay por lo tanto tendrán dos posiciones de funcionamiento:

Al funcionamiento de estos contactores como se observa en la figura 3.20, se le llama ―todo o

nada‖. Estos contactores serán conectados a los circuitos que se desean gobernar y asegurar así el

establecimiento y corte de corrientes principales, cabe mencionar que estos contactores cuentan con

contactos auxiliares que son NA y NC y proporcionaran seguridad, el montage del contactor se

realiza de las siguientes maneras [3].



Especificaciones.

Contactos auxiliares de 2 polos para tipo ESB 24, ESB 40, ESB63 (adición de un bloque de 2

polos tipo EH 04. para módulo).

Cubierta de sellado.

Pieza de separación.

Montaje en ríel DIN de 35 mm (EN 50022) para cuadro de distribución.

Profundidad de montaje: 58 mm.

El circuito magnético garantiza un funcionamiento totalmente silencioso

Figura 3.20Contactores.

3.4.4.- Relevadores de control industrial serie CS7.

Los relevadores que se describen se pueden utilizar para ser instalados en los dispositivos que

requieren de conmutación a bajos niveles de energía como lo son los PLC’s entre otros dispositivos,

este tipo de relevador CS7-Bcomo se muestra en la figura 3.21cuenta con contactos bifurcados que

están diseñados para operar a niveles bajos de voltaje como 5V y 3mA de corriente [3].

Características:

Los relevadores CS7 están diseñados para rápida instalación y mantenimiento sin problemas.

Todos los componentes son modulares y se insertan sin el uso de herramientas.

Son montables en riel DIN, así que pueden ser instalados, movidos o reemplazados

rápidamente.

Figura 3.21 Relevador.

3.5.- Equipo de control neumático.

3.5.1.- Cilindro neumático de doble efecto y simple efecto.

Los cilindros a utilizar son de doble y simple efecto como se ilustra en la figura 3.22. Los cilindros

de doble efecto permitirán compactar y trasladar mediante la expulsión del vástago el producto con

el objetivo de llevarlo al empaquetado [8]. En la siguiente tabla 3.7 se dan las especificaciones de

los actuadores neumaticos.



Tabla 3.7 Especificaciones generales de los actuadores neumáticos.

TIPO DE

CILINDROS

FUNCIÓN DIAMETRO

(MM)

FUERZA (N)

CARRERA

(MM)

NORMA APLICABLE

193664

CDN-80-

320-PPV

Doble

efecto

32…100

320mm ISO 15552

Cilindro normalizado

económico.

Ranura perfilada para

detectores de proximidad y

conexiones de aire en el

mismo lado

Ningún detector de

proximidad sobresale.

DGSL-20-

200-P1A

Doble

efecto

1/100mm. 200 mm ISO 15552

Cilindro normalizado

económico.

Unidades de bloqueo

opcionales para evitar que la

carga descienda.

Tope metálico amortiguado

Figura 3.22 Actuador neumático de doble efecto tipo CDN.

Características:

Tecnología de eficiencia comprobada, diseño compacto, construcción robusta y fiable.

Émbolo con excelentes cualidades en los movimientos.

Diversas posibilidades de fijación.

Detectores de proximidad montados a ras en la ranura.

En la figura 3.23 se puede apresiar un tipo de actuador neumático que permite la salida del vástago

y dejarlo en diferentes posiciones gracias a sus mecanismos que contiene.

Figura 3.23 Actuador neumático tipo DGSL.



Caracteristicas:

Amortiguación con ajuste preciso de la carrera.

Unidad de sujeción mecánica para fijar el carro de guía en la posición deseada.

Conexiones para aire comprimido y ajuste de la carrera con tope de posición final delantera.

Tipo de fijación con orificios pasantes y tope metálico de 0,01 mm (amortiguador con tope

metálico)

3.5.2.- Electroválvula.

Para activar el movimiento de los cilindros es recomendable utilizar una electroválvula de la marca

FESTO como se muestra en la figura 3.24, con su funcionamiento de solenoide para controlar la

expulsión y el retroceso del vástago de los cilindros y de esta manera se tenga control sobre la

actividad que le fue designada a cada cilindro.

Tabla 3.8 Especificaciones generales de la válvula normalizada VSVA/VSPA.

TIPO FUNCIÓN

DE VÍAS

ACCIONA-

MIENTO

CAUDAL

(L/MIN)

TENSIÓN

Válvula

normalizada

VSVA/VSPA

2x3/2

5/2

5/3

Eléctrico

neumático

600…

..1.400

12,24 VCC

24,110,230 VCA

Figura 3.24 Electroválvula normalizada tipo VSVA/VSPA.

3.5.3.- Unidad de mantenimiento.

Se recomienda utilizar la unidad de mantenimiento tipoFRC-KA, serie D, como se observa en la

figura 3.25, con la finalidad de que proporcione la mayor seguridad de que el aire que se está

alimentando a los dispositivos neumáticos sea lo más limpio posible y libre de impurezas que

pudieran deteriorar el funcionamiento de los dispositivos.

En la unidad de mantenimiento FRC-KA, SERIE D cuenta con las siguientes características:

Unidad de filtro y regulador LFR.

Botón giratorio encastrable y manómetros.

Funda metálica de protección con dos conexiones para alimentación de aire a presión sin

lubricar.

Presión de entrada de1… 16 bar



Figura 3.25 Unidad de mantenimiento FRC-KA, serie D.

Tabla 3.9 Datos técnicos generales de la unidad de mantenimiento FRC-KA, serie D

Tamaño Mediano

Conexión neumática G1/2

Fluido Aire

comprimido

Tipo de fijación Con accesorios

Montaje en línea

Posición de montaje Vertical +- 5º

Histéresis máxima de la presión (bar) 0,3

Indicación de presión Con manómetro

3.5.4.- Silenciadorestipo U.

Los silenciadores son dispositivos que se localizan y se instalan en las válvulas de escape, válvulas

reguladoras de presión, entre otros dispositivos neumáticos como se observa en la figura 3.26. El

objetivo que se tiene al colocar los silenciadores es que reduzca de manera considerable el ruido que

se produce debido a la salida del aire que hay en varios dispositivos neumáticos. Estos silenciadores

ayudan a tener mayor seguridad ya que el ruido provocado por la salida de aire puede provocar

lesiones auditivas e incluso lesiones físicas.

Figura 3.26 Silenciador tipo U

Características.

Para reducción del nivel de ruidos y evitar el ensuciamiento de las conexiones de escape de

componentes neumáticos.

Ejecución pequeña.

Medición con 6 bars descargando a la atmósfera y a 1 m de distancia.

Tabla 3.10 Datos técnicos generales del silenciador tipo U.

Conexión neumática G1/2

Posición de montaje indistinta

Nivel de ruido (dB (A)) <82

Caudal contra atmosfera

(l/min)

10600

Peso del producto (g) 58



3.5.5.- Mangueras de conexión (conectores).

El tipo de manguera recomendado para la conexión y distribución de aire a los dispositivos

neumáticos son las conexiones de plástico tipo PUN como se muestra en la figura 3.27, estas

conexiones proporcionan una fácil distribución y permiten manejar distancias largas y cortas así

como también colocarlas en espacios reducidos.

Figura 3.27 Conector tubo flexible de material plástico PUN

Tabla 3.11 Especificaciones generales del conector flexible de plástico tipo PUN

TIPO DIÁMETRO

EXT.

(MM)

FLUIDO

PRESIÓN DE

FUNCIONAMIENTO

(BAR)

T (ºC) DESCRIPCIÓN

Tubo

flexible

de

material

plástico

PUN

-3….+16mm Aire

comprimido

vacío

-0.95….+16 -35…+60 Tubo flexible de

material plástico

Poliuretano

3.5.6.- Acumulador de aire.

El acumulador de aire que se propone en el proyecto es elacumulador VZS como se observa en la

figura 3.28, este acumulador permitirá guardar la mayor cantidad de aire para que al momento de

poner en marcha tanto la máquina como los dispositivos neumáticos se les pueda proporcionar a

estos el aire adecuado por medio de la unidad de mantenimiento para que los dispositivos

neumáticos funcionen correctamente.

Figura 3.28 Acumulador de aire comprimido VZS.

Tabla 3.12 Especificaciones generales del acumulador del aire VZS.

TIPO VOLUMEN

(L)

MATERIALES DESCRIPCIÓN

Acumulador

de aire

comprimido

VZS

5…20 Acero Funcioncon purga de

condensado.

Compensación de

oscilaciones de presión.

Preparación de grandes

cantidades de aire

comprimido para

alimentar actuadores de

ciclo rápido.



Características:

Los acumuladores sirven para compensar oscilaciones de la presión y como depósito al que

puede recurrirse para cubrir picos de consumo de aire comprimido

Apropiados para disponer de suficiente aire comprimido para alimentar actuadores que

funcionan ejecutando ciclos rápidos

Temperatura de -10ºC a 100ºC.

Presión de -0.95 bar a 16 bar

3.6.- Listado de dispositivos a utilizar para la máquina propuesta.

A continuación se presentan una serie de tablas reagrupando cada uno de los dispositivos ya vistos

en este capítulo, respetando su selección pero mencionando las especificaciones requeridas para la

puesta en marcha del proceso.

Tabla 3.13 Listado de equipos a utilizar en el proyecto.

Tabla 3.14 Listado de equipos y dispositivos para distribución y protección.

EQUIPOS DE DISTRIBUCIÓN Y PROTECCIÓN

MATERIAL. CANTIDAD. ESPECIFICACIONES REQUERIDAS.

Tablero de control. 1 Dimensiones de 1422.4 mm X 838.2 mm X

218.4 mm.

Espacio para 3 racks.

Ductos de distribución

PANDUIT.

2 Longitud del ducto de 6m.

Ancho del ducto de 7 cm.

Altura del ducto de 8 cm.

Riel de distribución DIN. 2 Riel DIN tipo copa.

Longitud de 1m.

Ancho del Riel de 35 mm.

40 aprox. Capacidad para cable del número22-12

EQUIPOS DE FUERZA Y ALIMENTACIÓN.


Transformador 1 Transformador con alimentación del primario

a 220 VCA y en el secundario a 127 VCA.

Motor y motorreductor de

C.A marca SEW

EURODRIVE

2 Potencia de1/4HP.

Velocidad 150 RPM.

Tensión de entrada 220/440 VCA.

Fuente de alimentación

eléctrica.

3 Alimentación principal de 127 VCA.

Alimentación de salida de 24 VCD.

Corriente de salida nominal de 15 Am.

Bloque de terminales

principal.

40 Aprox. Corriente máxima de 36 Am.

Tensión proporcionada por el cable es de 127

VCA.

Calibre del cable conectado al bloque es del

#22 y #12 AWG.

Longitud del cable pelado es de 10mm.



Bloque de terminales

(CLEMAS).

AWG.

Alimentación principal de 127 VCA.

Rango de corriente de 20 Am.

Tamaño solicitado 5X45X43mm.

Interruptor principal de alta

tensión.

Interruptor de carga.

1 Capacidad para transmitir una carga de 230

VCA.

Capacidad de corriente de 100 Am.

Interruptorest

ermomagnetic

os de

distribución

en el tablero.

Interruptores

primarios.

1 (Monopolar)

2 (tripolares)

Protectores suplementarios de un polo y tres

polos, magnético viaje Rango 3 .. 5 x Corriente

(resistiva o ligeramente inductivas Cargas), 30,0

A

Interruptores

secundarios.

7(Monopolar) Protectores suplementarios, un polo,

magnético viaje Rango 3 .. 5 x Corriente

(resistiva o ligeramente 1nductivas

Cargas), 15,0 A

Tabla 3.15 Listado de equipo para interface operador.

INTERFACE OPERADOR Y COMUNICACIÓN.


Botones de arranque y paro. 1 paro. Corriente nominal de 10 Am.

Tensión de alimentación de 127 VCA. 1 arranque.

Luces indicadoras. 3 Tamaño compacto.

Luz indicadora de 12.7 mm.

Alimentación de entrada a 24 VCC y 120

VCA.

Color rojo, amarillo, verde y naranja.

Alarma visual. 1 Conectividad estándar o DeviceNet.


1 columna luminosa con 1 bombilla

incandescente roja, una verde y una

amarilla.

Alarma sonora. 1 Alimentación de 127 VCA.

Corriente nominal de 10 Am.

3 tonos de alarma.

108 dB max a 1m.

Interruptor selector de dos

posiciones sin iluminación.

1 3 posiciones sin iluminación.

Con perilla estándar.


PanelView Plus CE 1000. 1 Entrada de tensión disponible a 127 VCA y

24 VCD.

Tipo de comunicación de Ethernety RS-

232.

Ranura Compact

Flashparatransferirarchivos,registrode

datos, oactualizacionesdel sistema.



Cable Ethernet de red general. 8m Para mensajería en general y servicios de

intercambio de información.

Para utilizar servicios de mensajería de

aplicaciones de control.

Que sea una solucióneconómica.

Switchpara

Ethernet/IPStratix8300.

1 Uso de 8 puertos.

Montage en riel DIN.

Uso de energía 127 VCA o 24 VCD.

Uso de led’s para cada puerto y la

alimentación.

Uso de conexión RJ45.

Uso de conector ST (cuadrado).

Tabla 3.16 Listado de equipos y dispositivos para el control eléctrico.

EQUIPO DE CONTROL ELÉCTRICO.


Compact LogixL23E. 1 Comunicación tipo Ethernet/IP.

Capacidad de memoria de 512 Kb.

16 ntradas en DC y 16 salidas en DC.

Alimentación de 50 VCA a 127 VCA.

Variador de frecuencia

PowerFlex CA 40.

2 Alimentación de 127 VCA.

Tipo de comunicación Ethernet/IP.

Potencia de 1.5 HP.

Corriente de salida de 0 - 6 Am.

Salida analógica de 0-10 V.

Contactores. 2 Alimentación de entrada a 127 VCA.

Corriente máxima de 12 Am.

Alimentación de entrada a 12 VCD.

3 polos de alimentacióneléctrica con

contactos auxiliares internos N.A o N.C.

Bloque de contactos auxiliares externo, de 2

o 4 polos.

Relés de sobrecarga electrónico o

bimetálico.

Relevadores. 2 Voltaje de bobina de 127 VCA o 24

VCD.

Los contactos son de 4 a 12 polos con doble

apertura.

Corriente máxima de 20 Am.

Corriente máxima en el bloque de contactos

auxiliares de 10 Am.

Carga mínima para relevador de oro es de

5V y 3 mA.

Montaje en riel DIN.



Tabla 3.17 Listado de equipos y dispositivos para el control neumático.

3.5.- EQUIPO DE CONTROL NEUMATICO.


Cilindro neumático de doble

efecto.

2 Cilindro de doble efecto.

Ranurado para colocación de detector.

Cilindro neumático de simple

efecto.

1 Cilindro de simple efecto.

Ranurado para colocación de detector.

Electroválvula. 3 Electrovalvula de 5/2.


Unidad de mantenimiento. 1 Caudal de 650 a 8200 l/min.

Indicador de flujo de aire (manómetro).

Filtro.

Conexión de alimentación para aire

comprimido lubricado.

Conexión de alimentación para aire

comprimido no lubricado.

Purga de condensados manual o

automático.

Presión de entrada de 1-16 bar.

Silenciadores tipo U. 7 Medición con 6 bar descargando a la

atmosfera.

Requerido para un mínimo de ruido.

Mangueras de conexión

(conectores).

10m de 3/8 in.

3m de ½ in.

Material de construcción (poliuretano).

Temperatura de -35 ºC a 60 ºC.

Presión de funcionamiento de -0.95 a 16

bar.

Acumulador de aire. 1 Volumen de 5 a 20 L.

Material de construcción (acero).

Purga de condensados.

Presión de -0.95 a 16 bar.

Temperatura de -10 ºC a 100 ºC

En este capítulo se analisarón y seleccionaron los dispositivos que se proponen para lograr una

automatización completa de la máquina. Estos dispositivos y mobiliarios existen actualmente en el

mercado, compuestos por características dadas por el fabricante las cuales se hacemejan a las

requeridas para el desarrollo de la propuesta.

Capítulo IV Análisis del Sistema de Control.


ANÁLISIS DEL SISTEMA DE

CONTROL.



DISPOSITIVOS DE ENTRADA

• Sensores de detección de

material.

•Sensor para posicionamiento

para cilindro neumático

•Botones pulsadores.

MÁQUINA

DISPOSITIVOS DE SALIDA

•Motores de C.A.

•Variadores de Velocidad.

•Cilindros Neumáticos.

•Alarma de Visualización.

•Alarma sonora.

Es importante dar a conocer el plan y la manera en que se puede lograr automatizar la máquina, por

ese motivo se dan a conocer los pasos y técnicas que se necesitaron para poder desarrollar una

automatización completa.

Este capítulo muestra la tarea grupal de los dispositivos de control eléctrico y electro neumático, de

la misma forma se muestra la interconexión de los mismos para poder lograr un control de

movimiento de la máquina propuesta y así obtener un desempeño completo y ordenado en el

transporte automatizado.

El objetivo principal es desarrollar y mostrar una idea lógica de automatización de la máquina y

que cumpla con formas y técnicas de ingeniería.

4.1.- Descripción de Automatización Propuesta.

Se muestra la máquina propuesta y asi mismo se clasifican e identifican los dispositivos de entrada

y de salida como se muestra en la figura 4.1 con el fin de poder desarrollar una propia técnica de

automatización.

Figura 4.1Dispositivos de entrada y de salida.

Previo a lo anterior se establece el montaje y localización de los dispositivos de entrada y salida así

como su funcionamiento que desempeñaran en dicha máquina.

4.2.- Automatización planeada.

Para automatizar la máquina se planteó una técnica mediante una serie de etapas ordenadas para

guiar y controlar el movimiento de la máquina. Primero se identifican los sistemas de control

neumáticos y eléctricos que controlaran el movimiento, como se observa en la figura 4.2.



Figura 4.2 Módulos y dispositivos.

Se define el control de movimiento como una técnica de control que actúa como cerebro del sistema

el cual toma los perfiles de las posiciones y movimientos deseados ayudando a crear las trayectorias

que deberán seguir los sistemas de impulsión que en este caso son motores y cilindros neumáticos..

Por lo cual se pueden controlar por medio de pulsos y dirección, o por un simple control On – Off

utilizando un software de aplicación de un controlador para indicar la posición y perfil de control de

movimiento.

Los variadores de velocidad (también llamados drives) toman los comandos del controlador y

generan la corriente necesaria para dirigir o girar el motor. Así los motores convierten la energía

eléctrica en energía mecánica y producen el torque requerido para mover las bandas en la posición

deseada.

A continuación se enlistan las etapas para controlar el transporte del producto en la máquina en el

modo manual como en el modo automatico, esto es con el fin de interconectar los sistemas de

impulsión y hacerlos dependientes de todo el sistema de control gobernados por un PAC

(Controlador Automático Programable).

4.3.- Control Automatizado.

Se presenta la técnica de control automatizado con el fin de activar la máquina con un botón

pulsador para el arranque (Arranque automático), y se vale bajo las siguientes etapas

correspondientes.

Etapa 1.- El movimiento de la banda de transporte del módulo BT1 es ejercido por el motor I y el

motor II también acciona al módulo de Transmisión para BT2 y BT3, ambos motores se pretenden

controlar por medio de variadores de velocidad Power Flex 40 de la marca Allen Bradley. Estos

motores como se muestra en la figura 4.3 se programan de forma independiente, es decir, el PAC

solo mandara la señal a los contactores de los drivers para energizarlos.

De modo que para controlar la velocidad de las bandas de transporte para los módulos BT1, BT2 y

BT3 solo depende de los dos variadores de velocidad.



Figura 4.3 Localización de los motores I y II de C.A.

Etapa 2.- Conociendo que el movimiento de las bandas de transporte es constante se puede emplear

la función de los sensores y la respuesta dependiente de los cilindros neumáticos. Observando la

figura 4.4 se ordenan los siguientes dispositivos de control dentro de esta etapa.

PASO 1: El Sensor I como se observa en la figura 4.4 contara a los pañales por grupos de ocho

pañales, al terminar de contar mandara una señal de entrada al controlador (PAC L23E).

Figura 4.4 Relación de sensores con cilindros neumáticos.

El sensor es fotoeléctrico estilo cilíndrico de metal con cuerda de la marca Allen Bradley con No de

Catalogo 42CF-D1LPA1-D4, funciona con un led emisor infrarrojo de difusión normal donde se

instala de manera atornillable en la plataforma inclinada del módulo A como se observa en la figura

4.5 cuyas especificaciones se presentan en la tabla 4.1.

Tabla 4.1 Especificaciones del Sensor I.

Voltaje de

operación y

corriente de

alimentación

Distancia de

Detección.

Salida

Activada

Tipo de

salida/capacidad/Tiempo

de respuesta.

Corriente

de fuga

máxima.

Tipo de

conexión

10 a 30 VCC

30mA

0 a 300 mm Luz de

obscuridad

seleccionable.

PNP/100 mA/1.25 ms <10 µA Micro CC

de 4 pines



Figura 4.5 Instalación del sensor I.

PASO 2: Al recibir el controlador la señal de entrada del Sensor I que cuantifica el producto,

accionara la electroválvula del Cilindro N 1, para compactar el grupo apilado de pañales dentro del

contenedor del modulo A.

PASO 3: El sensor II de tipo inductivo, es el que limita la posición del vástago del cilindro N1,

gracias a la placa metálica alojada en el cojinete de compactación como se observa en la figura 4.6,

además cuando el sensor II detecta la parte metálica de dicho cojinete manda una señal que ordene

al controlador active la electroválvula del cilindro Nº 2 para que expulse el grupo de pañales ya

compactados al modulo BT2 y BT3.

El sensor II seleccionado como se muestra en la figura 4.6 es un sensor de proximidad Inductiva de

la marca Allen Bradley con No de catalogo 871TM-DHENP18-H2.las especificaciones se pueden

encontrar en la tabla 4.2.

Tabla 4.2 Especificaciones del Sensor II.

Tipo de

conexión

Diámetro del

cilindro

Distancia de

detección

Configuración

de salida

Frecuencia de

conmutación.

Cable

toughlink

o conector

micro

18 mm 8mm. NA

PNP

60 Hz

Figura 4.6 Instalación del sensor II.

PASO 4: El sensor III como se señala en la figura 4.7 se encarga de mandar una señal de entrada al

PACL23 para hacer que los cilindros neumáticos regresen a su posición inicial y al mismo tiempo

activar el Drive II para mover el motor del módulo BT2 y BT3. Así las bandas a su vez

transportaran los pañales al modulo B de expulsión para su embolsamiento manual.



Figura 4.7 Instalación del sensor III.

El sensor III seleccionado es de proximidad Inductiva de la marca Allen Bradley con No de catalogo

871TM-DHENP18-H2, como se observa en la figura 4.7 la instalación se encuentra en la

plataforma de salida del módulo A, y detecta la parte metálica del cojinete del Cilindro No 2 del

mismo módulo. Las especificaciones del sensor se muestran en la tabla 4.3.

Tabla 4.3 Especificaciones del sensor III.

Tipo de

conexión

Diámetro del

cilindro

Distancia de

detección

Configuración

de salida

Frecuencia de

conmutación.

Cable

toughlink

o conector

micro

18 mm 8mm. NA

PNP

60 Hz

PASO 5: El Sensor IV al detectar el grupo de pañales compactados y transportados dentro del

modulo BT2 y BT3, manda una señal de entrada al PACL23 para detener la función del variador y

paren ambas bandas e inmediatamente activar el cilindro de simple efecto No 3 para que expulse y

retraiga su vástago con el objetivo de expulsar el grupo de pañales a la boquilla de embolsamiento

manual, como se señala en la figura 4.8. El sensor IV que se seleccionó es de tipo fotoeléctrico

estilo cilíndrico de metal con cuerda de la marca Allen Bradley idéntico al sensor I con No de

Catalogo 42CF-D1LPA1-D4.

Figura 4.8 Instalación del sensor IV.



4.4.- Control manual.

Para tener el control manual primero se debe accionar el paro total la máquina, el operador oprime

el botón de paro y acciona el botón pulsador que permite el modo manual. Con esta opción no se

desenergizan los dispositivos solo se activa una entrada al PACL23E (Controlador Automático

Programable) que desactiva el modo automático y cambia la función dentro del programada del

PAC con una subrutina, esta entrada activa los dispositivos en modo manual por medio de una

salida que activa una bobina de un contactor para energizar una fuente externa de 24VAC para la

botonera que el operador manipulara para activar las electroválvulas de los cilindros neumáticos y

las bandas.

La botonera será instalada por encima del móduloA como se observa en la figura 4.9.

Figura 4.9 Ubicación de botonera para usuario.

Cabe mencionar que el modo manual de la máquina se aplicará en caso de pruebas o de

mantenimiento. Para el modo manual el variador de velocidad tiene la opción de operar de forma

independiente del PAC L23E, por lo tanto se activara en control manual por medio de una botonera,

el variador se programa de manera manual por el operador para que actué por medio de 2 entradas

digitales dadas por el PAC L23E para controlar el arranque y paro de los motores del módulo A y el

módulo de transmisión para BT2 y BT3.

La botonera consta de 6 botones distribuidos como se muestra en la figura 4.11, y se enlista su

funcionamiento de la siguiente manera.

Botón 1: Hará funcionar el primer variador permitiendo el arranque de BT1.

Botón 2: Tendrá la función de parar el motor del módulo BT1.

Botón 3: Hará funcionar el segundo variador permitiendo el arranque del módulo BT2 y BT3.

Botón 4: Tendrá la función de parar el motor del módulo BT2 y BT3.



Botón 5: Tendrá la función de activar la etapa de compactación y expulsión en el módulo A, este

botón activara tanto al cilindro 1 (compactación) como el cilindro 2 (expulsión) por medio de un

control electro neumático por el método cascada como se muestra en la figura 4.10.

Figura 4.10 Método cascada aplicado.

Botón 6: Tendrá la función de activar solamente al cilindro 3 que expulsa el producto hacia la etapa

de embolsamiento.

Figura 4.11 Distribución de botones para modo manual.

La selección del Cilindro del módulo A como se observa en la figura 4.12 será para la

compactación, se encuentra en cátalo de FESTO bajo los siguientes lineamientos DGSL No.193664

CDN-80-320-PPV, que como aplicación consta de unidades de bloqueo mecánico y se puede ajustar

de manera manual a los 200mm de recorrido del vástago dicho recorrido servirá para compactar

dentro del contenedor para no depender de un sensor en caso de un control manual.

Figura 4.12 Cilindro neumático tipo FESTO No. DGSL-20-200-P1A.



4.5.- Diagramas eléctricos.

Esta es la etapa principal donde se establecen los componentes eléctricos que conforman tanto la

parte de potencia como de control y la distribución de los mismos dentro del tablero de control. Se

presentan las siguientes imágenes referentes a los diagramas eléctricos que se diseñaron donde se

ofrecen las características de conexión de los elementos conformados.

También se muestran los enlaces y números de cada conexión para cada conductor que enlazan

estos dispositivos con su alimentación principal o con otros equipos.

Se observa en la figura 4.13 la alimentación principal para todos los componentes eléctricos y de

fuerza, con 3 fases de 220 de alimentación repartida hacia un transformador de aislamiento y de

igual manera repartida hacia los variadores de velocidad y la alimentación de 120 para los

dispositivos de control.

Figura 4.13 Diagrama de alimentación I.



En la figura 4.14 se observa el circuito de alimentación de 120 VCA para los principales

dispositivos de control como es el PAC L23E y el Switch de comunicación.

Figura 4.14 Diagrama de alimentación II.



Se pueden utilizar dos fuentes de 24 VDC para alimentar las entradas y salidas del PAC L23E (I/O)

y también para alimentar la salida de 24VDC para activar las electroválvulas de los cilindros

neumáticos como se muestra en la figura 4.15.

Figura 4.15 Diagrama de alimentación III.

A continuación se muestran en las figuras 4.16 y 4.17 la alimentación de los variadores de

velocidad (Power Flex 40) para poder controlar los motores de C.A de los módulos que se

componen por medio de bandas transportadoras ya mencionados anteriormente.



Figura 4.16 Diagrama de alimentación para variador de velocidad I.

Figura 4.17 Diagrama de alimentación para variador de velocidad II.



Figura 4.18 Arreglo del tablero.

Se observa en la figura 4.18 el arreglo del tablero de control, donde se puede observar la ubicación

general de todos los dispositivos de control eléctrico, en la figura 4.19 se observa la puerta de

seguridad para el mismo tablero.



Figura 4.19 Puerta de seguridad del tablero.

En la figura 4.20 se puede observar la repartición del switch para Ethernet / IP Startrix 6000 para la

comunicación de red de tipo estrella, en el siguiente capitulo se explica con mas claridad.

Figura 4.20 Repartición de la red del Switch Ethernet Startrix 6000.



En las figuras 4.21 y 4.22 se observan los diagramas electricos respecto a entradas y salidas

repartidas para el controlador PAC L23E y se muestran las reparticiones de cableado (conductor) y

se visualiza un orden adecuado diferenciado para cada entrada y salida.

Figura 4.21 Entradas para el PAC CompactLogix L23E.



Figura 4.22 Salidas para el PAC CompactLogix L23E.

En todos los diagramas anteriores se pretende dar mayor entendimiento de la distribución de cada

dispositivo y se muestra la manera en la que deben instalarse e interconetar los equipos

seleccionados para garantizar un orden visual y detallado para evitar errores de conexión ya que son

frecuentes en la industria, de esta manera se facilita la localización de fallas, y se permirte realizar

algún tipo de mantenimiento de manera fácil.

Capítulo V Comunicación y Programación.

Diseño del transporte automatizado para el pañal DIAPRO Página 81

COMUNICACIÓN Y

PROGRAMACIÓN.



A continuación se pretende abordar los conceptos principales, con el objetivo de entender a grandes

rasgos que elementos conforman una red y cómo se establece la comunicación entre un maestro

quien es el encargado de mandar las ordenes (CPU) y los esclavos que son aquellos que acataran

dichas ordenes (dispositivos).

Para que la propuesta adquiera dichos criterios en caso de establecer físicamente una red y que esta

permita gobernar de acuerdo a los principios que se establecen en este capítulo, es necesario

comprender los conceptos que conforman dicha unidad.

5.1.- Definición de red.

Una red es un conjunto de ordenadores u otros dispositivos intercomunicados entre sí con el fin de

compartir recursos, si estos recursos son llevados en una sola área, la red adquiere un carácter de

Red de Área Local (Local Área Network – LAN) como lo muestra la figura 5.1.

Es de suma importancia el concepto anterior ya que en caso de implementar la propuesta se deberá

de establecer una Red LAN y se mantendrá en una misma área por la cantidad de dispositivos que

estarán conectados.

Figura 5.1 Red de Área Local (Local Área Network – LAN).

Una red debe de contener un servidor y clientes, es decir, un equipo generalmente muy potente en

materia de capacidad de entrada/salida, que permite almacenar la información (servidor), la cual se

comparte con los demás dispositivos y/o Pc’s (clientes) sobre la red, y por tanto decimos que dichos

clientes utilizan los recursos del servidor.

5.2.- Topologías de red.

La forma en la cual las conexiones de una red son hechas es mediante el uso de alguna de las

topologías de red, en donde dichas topologías específicamente refieren al arreglo físico o lógico en

el cual los dispositivos o nodos de una red se interconectan entre sí sobre un medio de

comunicación, en otras palabras, se entienden la distribución o localidad de los dispositivos que

conforman a la red y como el cable debe de correr entre los dispositivos teniendo así las siguientes

topologías:

Bus.

Anillo.

Árbol.

Estrella.



Una vez consientes que con cualquiera de las topologías se puede generar una conexión de red, se

aterriza en el uso de la topología de tipo estrella dadas las siguientes ventajas y características a

mencionar que son las que cumplen con el alcance de esta propuesta [9].

Tolerante: Si una computadora se desconecta o si se rompe el cable solo esa computadora

es afectada y el resto de la red mantiene su comunicación normalmente.

Flexibilidad: Es fácil de reconfigurar, añadir o remover una computadora, es tan simple

como conectar o desconectar el cable.

Diagnostico de fallas: Si el Hub se cae, la red no tiene comunicación.

Rapidez: Permite que todos los nodos se comuniquen entre si de manera conveniente.

5.2.1.-Topología tipo Estrella.

En una topología de estrella todos los cables corren desde los dispositivos a un punto central, el cual

sirve como medio para unir los nodos conocido como concentrador hub o a un conmutador de

paquetes swicth [10].

Se observa en la figura 5.2 la topología tipo estrella y de esta manera quedarían distribuidos los

dispositivos de la propuesta.

Figura 5.2 Topología tipo estrella.

Para que cualquier topología pueda transmitir mensajes, información, recursos, etc. Es necesario

que exista la Media.

La media puede ser cualquier medio físico que se emplea para transportar los mensajes, la media

que se recomienda utilizar para la propuesta de comunicación de los dispositivos es el cable UTP

RJ-45 con conectores Plug para dicho cable, en donde las terminales de cada cable para cualquier



dispositivo deben de quedar como se muestra en la figura 5.3 y la distribución de estos en el

conector se requieren que queden como se muestra en la figura 5.4 donde dicha distribución

depende de cual de los dos conectores se elija y con ellos se pueda llevar acabo una conexión

punto- multipunto que se mencionará mas adelante.

Figura 5.3 Identificación de cable (UTP-RJ45).

Figura 5.4 Conectores y normatividad de como insertar los cables.

5.2.2.- Conexión punto-multipunto.

Establece cuando entre dos o más localidades se comparten porciones de una línea común

generalmente a través de un conmutador (swicht) porque permiten el envío de paquetes de forma

simultánea por diferentes puertos como se observa en la Figura 5.5.

Es por este motivo que se requiere del tipo de conexión punto-multipunto dado que se

comunicaran más de dos dispositivos y la realización del conmutador permitirá que se establezcan

las conexiones de manera rápida valiéndose también de esta conexión.



Figura 5.5 Conexión punto-multipunto.

5.3.- Protocolo de comunicación.

Un protocolo es un conjunto de reglas que son usadas por computadoras para comunicarse unas con

otras por medio de una red, el protocolo también permiten el flujo de información entre equipos

que manejan lenguajes distintos, por ejemplo, si se tuviese dos computadores conectados en la

misma red pero con protocolos diferentes no podrían comunicarse jamás, para ello, es necesario que

ambas "hablen" el mismo idioma [11].

5.3.1.- Protocolo TCP/IP.

El protocolo TCP/IP fue creado para las comunicaciones en Internet pero además es el mas

utilizado en redes de tipo local por lo tanto se requiere de el uso de este en dicha propuesta.

Este protocolo se compone de:

TCP (Transmisión control protocol).

IP (Internet protocol).

El TCP es el encargado de enlazar cualquier tipo de computadoras, independientemente del sistema

operativo.

El IP es un protocolo de red que se encarga de la transmisión de paquetes de información.

Y para que en una red dos computadoras puedan comunicarse entre sí, ellas deben estar

identificadas con precisión. El identificador que utiliza TCP/IP es denominado dirección Internet o

dirección IP, cuya longitud es de 32 bits ósea 4 bytes y su distribución se muestra en la tabla 5.1 La

dirección IP identifica tanto a la red a la que pertenece una computadora como a ella misma dentro

de dicha red.

Tabla 5.1 Dirección IP.

Dirección IP

192.168.0.1

byte byte byte byte

192 168 0 1

http://es.wikipedia.org/wiki/Computadoras

http://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_computadoras

http://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_computadoras

http://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_TCP/IP

http://es.wikipedia.org/wiki/Internet



5.3.2.- Módelo de comunicación y mecanismo maestro-esclavo.

Se recomienda utilizar en la propuesta el modelo Fuente / Destino, dado que como fuente se cuenta

con el controlador PACL23E que se comunicará con cada dispositivo permitiendo el envió de datos

como se observa en la figura 5.6, que es basado en el mecanismo maestro-esclavo el cual tiene

como tarea hacer que el PACL23E gobierne principalmente a los variadores de velocidad

powerflex 40 y los demás dispositivos, de esta manera se logra una eficiente comunicación entre

el maestro (PACL23E) y los esclavos (dispositivos), gracias a la solicitud y envío de intercambio

de datos.

Figura 5.6 Modelo fuente destino e identificación del maestro y los esclavos

5.4.- Ethernet / IP de red general.

En la propuesta a desarrollar el emplear el tipo de comunicación EtherNet / IP ofrece un conjunto

completo para facilitar el control, configuración y servicios de recolección de datos por capas.

Una característica en particular que puede encontrarse en el tipo de comunicación EtherNet / IP es

que cuenta y utiliza TCP / IP para la mensajería en general y servicios de intercambio de

información UDP / IP para las I / O que se utilizan para servicios de mensajería de aplicaciones de

control.

La comunicación EtherNet / IP ayuda a interconectar dispositivos como los variadores de velocidad,

el controlador entre otros dispositivos ya que son dispositivos que generalmente se pueden localizar

en campo y dentro del área de trabajo.

Los beneficios que proporciona la comunicación EtherNet / IP son los siguientes:

Proporcionan una solución económica para la conexión de varios equipos.

Son la mejor opción cuando se desea conectar muchos dispositivos.

Funciona como el estándar de red para la conectividad con los sistemas empresariales

Este tipo de comunicación EtherNet / IP es compatible con la plataforma comercial de una gama

extensa de productos y medios de comunicación y así mismo cumple con los estándares IEEE

802.3/TCP/UDP/IP y convenciones.



Ya visto todo lo anterior es importante mencionar la manera en la que se establece la

comunicación, para poder establecer una red Ethernet/IP es necesario elegir en conexiones de red

el protocolo TCP/IP como se muestra a continuación [11].

Se procede a elegir el protocolo TCP/IP como se observa en la figura de conexión de área local 5.7

(este se encuentra en panel de control, conexiones e internet).

Figura 5.7 Propiedades de conexión de área local.

Después en propiedades se agrega la IP que se quiere asignar a dicho dispositivo (CPU) como se

observa en la Figura 5.8, ejemplo (192.168.1.1), dado el caso de que existan mas dispositivos solo

cambia el último digito que es el que determina el número que ocupa en la red que se esta

estableciendo y permita identificarlo.

Figura 5.8 Asignación de dirección IP.



Por consiguiente y si es que todo el proceso estuvo correcto, es decir, si no hay error principalmente

al momento de haber echo el cable (la media) y si es que se realizo el paso anterior correctamente la

comunicación estará enlazada como lo muestra la figura 5.9.

Figura 5.9 Comunicación enlazada correctamente.

Por último se verifica en símbolo del sistema que se envíen y reciban paquetes. Para ello basta con

escribir el siguiente comando >ping 192.168.1.1 como se muestra en la figura 5.10.

Figura 5.10 Envió y recepción de paquetes.



5.5.- Programación.

Partiendo de la lógica de programación, se propone usar un lenguaje de programación básico para

poder activar el funcionamiento de los dispositivos de control. Cada dispositivo cuenta con un

software que permitirá asociar el programa realizado con el equipo y cabe mencionar que habrá

algunos como los variadores de velocidad que dan la opción de ser programados directamente de

forma manual por algún operador.

5.5.1.- Programación del controlador (Compactlogix L23E).

Al Utilizar el software Rslogix5000 se cuentan con cuatro modalidades de programación,

dependiendo la habilidad del programador para ocupar cada una de ellas. Las modalidades son las

siguientes:

Programación tipo escalera.

Diagrama de bloques.

Texto estructurado.

Diagrama de funciones secuenciales.

Se realizó un programa bajo las características de tipo escalera que se puede apreciar en las

siguientes imágenes. El programa principal conyeva a la selección de la etapa manual y automática

describiendo cada línea de instrucción. Usando comandos básicos se logró realizar un programa que

consta de 3 partes las cuales son las siguientes:

Programa principal con 2 subrutinas.

Subrutina para control manual.

Subrutina para control automático.

La selección de la etapa manual y automática divididas por subrutinas se describen en el Anexo A.

En la figura 5.11 se observa el renglón 0 correspondiente al control automático de la máquina

activado por un botón selector.

Figura 5.11 Renglón 0 con subrutina del programa principal.

En la figura 5.12 se observa el renglón 1 correspondiente al control manual.



A continuación se observa en las figuras 5.13 y 5.14 los diagramas de flujo con respecto a las

subrutinas para el modo manual y automático.

Figura 5.13 Diagrama de flujo en modo manual.



Figura 5.14 Diagrama de flujo en modo automático.



5.5.2.- Implementación de los variadores de velocidad.

Se necesitan dos variadores Power Flex 40 de la familia Allen Bradley para el control de

movimiento de los motores de Corriente Alterna de la marca SewEurodrive especificados

anteriormente.

Las especificaciones de los motores ayudan a seleccionar las características nominales del variador

de acuerdo al manual de publicación 22B-UM001, estas características se muestran en la Tabla 5.2.

Tabla 5.2 Características nominales del variador de velocidadPowerflex 40.

Características Nominales

Entrada trifásica 200 – 240VCA ( 10%) Salida trifásica 0 – 230V

No de Catálogo Clasificación de salida Clasificación de entrada Protección

22B-B5-P0x104 Kw (Hp) Amps Rango

de

voltaje

KVA Amps Fusibles

0.75(1.0) 5.0 180-

264

2.45 5.7 10

La aplicación de estos variadores brinda un sistema de arranque programable para poder controlar el

movimiento de ambos motores. A continuación se observa en la figura 5.15 el teclado integral y la

forma de programación manual directa en la que se dan parámetros de referencia en forma numérica

o de bit para determinar la forma de controlar el movimiento del motor.

Figura 5.15 Programación manual directa por operador.

Todas las figuras vistas forman parte del manual del variador y solo se hará mención de los

parámetros que se deben utilizar para programarlo por lo cual no se considera documentar todo el

manual de puesta en marcha del variador, solo lo más importante. De acuerdo a la necesidad

principal de la propuesta se debe controlar el movimiento de las bandas de transporte de los

módulos BT1, BT2 y BT3. En la figura 5.16 se observa la descripcion del teclado integral del

variador.



Figura 5.16 Teclado integral del variador.



En la figura 5.17 se observa el bloque de terminales del variador y se muestra que el bloque

principal de alimentación, cuenta con cuatro entradas de mando digital, para las terminales 05 y 06

se mandara una señal del PAC L23E para un control On – Off del motor y así poder realizar un

control manual dependiente del controlador.

Figura 5.17 Bloque de terminales.

El controlador PAC L23E mandará una señal de tipo digital a las terminales 05 y 06 para controlar

el paro y arranque del motor, para lograr esta acción se muestran a continuación la forma de editar

los parámetros a programar de manera manual en el drive PowerFlex 40. En la figura 5.18 se

observa el ejemplo de edición de parámetros y las funciones de visualización básicas que

proporciona las instrucciones de navegación e ilustra cómo programar los parámetros de grupo.



Figura 5.18 Edición de parámetros.



Se basa en el manual para colocar los parámetros de grupos como se observa en la figura 5.18 estos

parámetros enlazan las entradas físicas de las terminales 05 y 06. Para obtener el control se arranque

y paro del motor el PAC L23 debe proporcionar dos estradas digitales al variador. Dichas entradas

se reparten de la siguiente forma:

Terminal 05 para control de Arranque del motor.

Terminal 06 para control de paro del motor.

Para la reversa de cualquier motor se puede realizar esta acción desde el mismo variador de

velocidad.

A continuación se mencionaran los parámetros que se utilizaron para programar el variador de

acuerdo a los parámetros divididos por grupo. Estos parámetros de acuerdo a su grupo se clasifican

de la siguiente manera.

Parámetros de grupos de programación básica.

Parámetros de grupos de visualización.

Parámetros de grupos avanzados.

Para iniciar la programación se deben utilizar los grupos de programación básica como se muestran

en la tabla 5.3. A continuación se enlistan los parámetros seleccionados para poder controlar la

velocidad requerida para las bandas de transporte.

Tabla 5.3 Parámetros de grupos de programación básica.

No. Parámetro Opción

predeterminada

Opción requerida

P031 Se establece el valor nominal de VCA. 1 VCA 220 VCA.

P032 Se establece el valor de frecuencia

nominal.

1 Hz 60 Hz.

P034 Mínima frecuencia: Establece la menor

frecuencia que produce el variador para

que actué con el motor de C.A.

0.1 Hz hasta 60 Hz 30 Hz para que el

motor trabaje un 50%

de su capacidad.

P036 Fuente de arranque: Establece el modo de

arranque para el motor.

1 - 6 6

P037 Modo de paro: Establece el modo de paro

del motor, el paro se establece por medio

de una entrada digital referente del PAC

L23 a una terminal de E/S del Drive.

0 - 9 6 (Forward) que

representa enviar un

dato de bit de entrada al

Drive.

P038 Referencia de velocidad: Establece la

fuente de referencia de velocidad.

0 – 7 1 (Internal Freq) Dado

por la frecuencia de l

motor.

P039 Tiempo 1 de aceleración: Establece la

velocidad de aceleración para el aumento

de velocidad.

0.1 segundos 10 segundos.

P040 Tiempo 1 de desaceleración: Establece la

velocidad de desaceleración para

disminuir la velocidad.

0.1 segundos 10 segundos.



Para poder visualizar los parámetros con respecto a la velocidad o consumo de energía del motor es

necesario programar ciertos parámetros de visualización para la pantalla de usuario del variador con

el fin de lograr un monitoreo adecuado. Los parámetros más importantes a elegir se muestran en la

tabla 5.4.

Tabla 5.4 Parámetros de grupos de visualización.


predeterminada

Opción requerida

D001 Frecuencia de salida: Visualiza a que

frecuencia esta trabajando el motor al

momento de accionarse.

0.0 60 Hz

D003 Corriente de salida: Visualiza a que

corriente esta trabajando el Motor.

0.00 1.25 Amps.

D004 Voltaje de salida: Visualiza a que voltaje

esta trabajando el motor.

0 220 VCA.

D013 Estado de control: Se configuran los bits

de entrada hacia el variador para gobernar

su funcionamiento.

0/1

Bit 0:Ent/Arr/Ava.

Bit 1: Ent/Dir/Rev

Bit 2: Ent Paro.

Bit 3: Trans DB Enc.

Bit 0 Entrada para

Arrancar el motor.

Bit 2 Entrada para

control de paro total.

Dentro del grupo de parámetros avanzados es necesario programar los parámetros que permitan

identificar las terminales de entrada del variador con el fin de poder controlar el arranque y el paro

del motor directamente del PAC L23E por medio de 2 bit de salida digital hacia las terminales

correctas del variador.

Tabla 5.5 Parámetros de grupos avanzados.


predeterminada

Opción requerida

A051 (Entrada digital 1) Terminal E/S 05. 0/27 23 Entrada lógica

enviada del PAC L23.

P036 (Entrada digital 2) Terminal E/S 06. 0/27 24 Entrada lógica

enviada por el PAC

L23.

Con la programación de estos parámetros se puede ejercer la tarea solicitada del variador de

velocidad, haciéndolo dependiente de las 5 señales digitales enviadas por el PAC L23E y lograr el

mecanismo maestro – esclavo deseado.



5.6.- Perfil de movimiento.

A continuación se dan a conocer los parámetros calculados que corresponden a la primera etapa del

módulo BT1, BT2 y BT3, estos parámetros se calcularon para poder programar el variador de

velocidad power flex CA 40 y por medio de ello poder obtener una velocidad adecuada a las bandas

de transporte, cabe mencionar que se usaron formulas en las cuales algunos valores como el tiempo,

la frecuencia entre otros datos se adaptaron a las necesidades que el sistema requiere para su

desempeño óptimo.

Datos de placa del motorreductor.

Frecuencia=60 Hz.

V = 220/440.

Cp = 0.33.

Kw = 0.249.

Potencia de polos = 2 a 4 polos.

Calculando las R.P.M del motorreductor.

(

)

(

)

La fórmula como tal aplica un tiempo máximo de 60s, pero teniendo en cuenta que la primera banda

transportadora no podría tener un tiempo de 60s para alcanzar su máxima velocidad, por tal motivo

se le dio un tiempo pequeño con la finalidad de que en el menor tiempo posible el motorreductor

alcanzara su velocidad máxima. La frecuencia es otro parámetro que se adaptó para que el sistema

manejara RPM bajas y no tuviera demasiada velocidad el motorreductor. Estos parámetros son

programados en los variadores de velocidad para que al momento de que el motorreductor y el

motor del módulo de transmisión entreguen una velocidad deseada y que permita el buen

funcionamiento de la banda transportadora.

Cálculo de la potencia.

( )( )



A continuación se muestra en la figura 5.19 la gráfica con la relación del tiempo y la velocidad con

respecto a las RPM, es decir, el comportamiento cuando alcanzan la máxima velocidad ambos

motores. Se puede interpretar la gráfica con fines didácticos ya que se trata de mostrar la rampa de

aceleración y desaceleración al momento de arrancar y parar los motores.

Las rampas de aceleración muestran que para cada paro o arranque el motor tardara 10 segundos en

lograr una velocidad estable de 150 rpm.

Gracias a la versatilidad de los variadores de velocidad se pueden adaptar y programar estos valores

en los parámetros y grupos que ofrece el mismo variador ya mencionados anteriormente.

Figura 5.19 Gráfica relación tiempo y velocidad.



5.7.- Descarga del programa.

Para poder descargar el programa del software Rslogix 5000 al Controlador (Compact Logix L23E)

se mencionaran a continuación los pasos a seguir para lograr este fin.

Antes se menciona en esta unidad como configurar una red LAN y también la configuración de la

IP/TCP de la máquina para una comunicación Ethernet/IP. Esto se tiene que realizar primero antes

de configurar la IP del PAC L23E dentro del programa de Rslinx.

Como primer paso se conecta el PAC L23E al cable de comunicación para Ethernet RJ-45, y se

procede a conectarlo directamente a la PC. Al momento de conectar el controlador con la PC se

configura la comunicación utilizando el software RSlix de la marca Allen-Bradley como se observa

en la figura 5.20.

Figura 5.20 Programa Rslinx.

Después una vez abierto RSlinx se elige el tipo de comunicación Ethernet como se muestra en la

figura 5.21.

Figura 5.21 Ventana de configuración de los drives.



Por consiguiente se debe elegir la comunicación “Ethernet Devices” el programa permite nombrar

la aplicación o también asigna un nombre predeterminado como se observa en la figura 5.22.

Figura 5.22 Ventana Add New Rslinx Driver.

A la vez se habré una ventana automática que permite agrega al hotName la dirección IP del PAC

como se muestra en la imagen 5.23.

Figura 5.23 Configuración Host Name.



Ahora se requiere configurar el Host Name al dar start como se muestra en la figura 5.24,

inmediatamente ejecuta la configuración para la comunicación de la PC y del controlador PAC

L23.

Figura 5.24 Ejecución de la configuración.

Teniendo configurada la comunicación a través de Rslinx, es momento de establecer la

comunicación a través del programa Rslogix 5000 ya teniendo el programa terminado y compilado.

A través del menú de configuración se puede dar de alta la comunicación para que el controlador

cargue el programa inmediatamente identificando la dirección IP a través del tipo de comunicación

Ethernet como se observa en la figura 5.25.

Figura 5.25 Activación de la comunicación.



Al activar la comunicación y seleccionar dowload el programa se descarga automáticamente al

controlador PAC L23E permitiendo un control optimo en todas sus sentencias y puede quedar listo

para su aplicación principal que es la de automatizar la máquina propuesta. Se puede observar en la

figura 5.26 el programa en modo ejecutable o run y la activación de sus sentencias y renglones.

Figura 5.26 Programa activado.

Al llevar a cabo una comunicación adecuada como se demostró anteriormente con el fin de cargar

correctamente el programa, la función del controlador PAC L23E quedara lista para gobernar sobre

los dispositivos con el fin de automatizar y controlar el movimiento de la máquina.

Capítulo VI Costo del proyecto.


COSTO DEL PROYECTO.



Se generará un análisis de costos contemplando si es que se toma la decisión de llevar a cabo la

adquisición del equipo eléctrico, neumático y electro neumático que conforman la propuesta. Es de

esta manera que es importante se cuente con la información necesaria de estos costos y gastos que

se derive del equipo con el fin de dar un panorama más amplio del alcance y efecto de la

implementación, aterrizando todo el proyecto en números y de una manera más concreta detallar

que se puede lograr a partir de un presupuesto dado por cantidad de producto terminado.

Se establecen condiciones para realizar esta propuesta:

1.- Presentar un presupuesto (muy aproximado dado a la vigencia de las cotizaciones) al costo total

del equipo eléctrico, neumático y electro neumático, incluyendo la. Excepto por el equipo

mecánico.

2.- Generar un reporte con el costo del equipo instalado antes mencionado así como ventajas y

desventajas que presenta.

6.1.- Presupuesto de instalación.

Se aprovecha la oportunidad de contar con catálogos en línea para llevar a cabo la cotización de

material para realizar la propuesta proporcionado en los diseños de la máquina donde de manera

general se muestra la relación de conceptos y cantidades de los mismos, cabe mencionar que la

cotización de mano de obra se establece con precios aproximados con el fin de contar con datos

reales para los fines pertinentes a esta cotización.

Es así que se extiende la lista de precios bajo las siguientes condiciones.

- Los precios están en pesos mexicanos.

- La vigencia de los precios es sin previo aviso dado el proveedor (actualización de los mismos).

6.2.- Relación de conceptos y cantidades de obra.

En las siguientes tablas se muestra la cotización hecha para la adquisición del equipo que integra la

máquina.

Tabla 6.1 Equipo de Fuerza y Alimentación.

EQUIPO DE FUERZA Y ALIMENTACIÓN.

No

Catalogo. CONCEPTO UNIDAD CANTIDAD

PRECIO

UNITARIO PRECIO TOTAL

97B-A3-

M12-0-N Transformador 1 PZA $ 835.76 $ 835.76

Serie DRS Motor de C.ASEW

EURODRIVE 1 PZA $25000 $ 25000

Serie F Motorreductor SEW

de Ejes Paralelos. 1 PZA $60000 $60000

1606-

XL60D

Fuente de

alimentación eléctrica

24V DC.

1 PZA $ 3149 $ 3149

1492-

PDL3163

Bloques de terminales

principales. 1 PZA $ 2580 $ 2580



Tabla 6.2 Equipo de distribución y protección.

EQUIPO DE DISTRIBUCIÓN Y PROTECCIÓN.

No


PRECIO

UNITARIO

PRECIO

TOTAL

ES8 Tablero de control

marca RITTAL 1 PZA $ 4160.337 $4160.337

F1X3LG6

Riel Panduit F dedo

estrecho, conductos de

PVC.

1 PZA $ 585.5 $ 585.5

TS-35 Riel DIN 1 TRM 2m $81.551 $ 81.551

1492-

WMG4 Bloques de terminales 45 PZA $ 63.3 $ 2848

194R-

NA300P3

Interruptor de alta

tensión principal 1 PZA $ 4260 $ 4260

1492-

SP1B300

Interruptor

termomagnético

primario de 30,0 A

1 PZA $ 467 $ 467

1492-

SP3C300

Interruptor

termomagnético

primario (tripolar),30,0

A

2 PZA $ 1776 $ 3552

1492-

SP1B150

Interruptor

termomagnético

secundario. 15,0 A

8 PZA $ 422.5 $ 3380

Tabla 6.3 Equipo de interface operador.

EQUIPO DE INTERFACE OPERADOR.

No


PRECIO

UNITARIO

PRECIO

TOTAL

800T-A1D1

Botones de arranque y

paro 30.5mm Color

verde.

8 PZA $ 537 $ 4296

800T-Q24G

Luces indicadoras:

30.5mm Tipo 13.04

Luz piloto 24V AC /

DC

2 PZA $ 1116 $ 2232

855H-

FG24GPA Alarma audible 855H 1 PZA $ 1087 $ 1087

855E-

24DN3

Torre de Control de

pila Luz, 24V AC 1 PZA $ 489 $ 489

800T-H2

Interruptor selector de

2 posiciones. 30.5mm

Tipo 4 / 13 2 Pos.

1 PZA $ 476.25 $ 476.25

T10C4D1-

2711PC Panel view plus 1000 1 PZA $ 31692 $ 31692

1783-

EMS08T

Switch, Stratix 6000

entrada de 8 puertos 1 PZA $ 15066 $15006



Tabla 6.4 Equipo de control eléctrico.

EQUIPO DE CONTROL ELÉCTRICO.

No


PRECIO

UNITARIO

PRECIO

TOTAL

1769-L23E-

QB1B

Compact Logix

Paquete Ethernet

Controller, 512 Kbytes

de memoria, 16DI,

16DO, 24VDC

1 PZA $22196 $ 22196

22B-

V6P0N104

Variador de

Frecuencia Power flex

40.

2 PZA $ 7941 $ 15882

100-C23R10

Contactor MCS-C,

IEC, 23A, 12 V 50 Hz,

solo pack

3 PZA $ 1760 $ 5280

700-

CF310ZJ Relevador 3 PZA $ 1168 $ 1168

Tabla 6.5 Equipo de control neumático.

EQUIPO DE CONTROL NEUMÁTICO.

No


PRECIO

UNITARIO

PRECIO

TOTAL

FESTO

No.193664

CDN-80-

320

Cilindro Neumático. 2 PZA $ 6453.10 $ 12906

FESTO

No.DGSL-

20-200

Cilindro Neumático de

Doble efecto – Mini

carro de bloqueo

mecánico.

1 PZA $ 20579 $ 20579

VSVA/VSP

A.

Electroválvula

FESTO. 2 PZA $ 1650 $ 3300

FRC-KA,

serie D

Unidad de

Mantenimiento. 1 PZA $ 2492.98 $ 2492.98

U Silenciadores. 6 PZA $ 125.54 $753.24

PUN 12mm Mangueras de

Conexión. 1 TRM 1m $ 78.59 $ 78.59

VZS Acumulador de aire. 1 PZA $ 6580.86 $ 6580.86

Al realizar un cálculo total con respecto al costo de todo el equipo tanto eléctrico y neumático con

relación a los precios mostrados en las tablas anteriores da un total de $ 257, 394.068.



6.3.- Presupuesto de mano de obra para instalación y montaje del equipo.

En la tabla 6.6 se tienen los gastos requeridos de mano de obra para llevar a cabo la instalación del

equipo ya mencionado para la máquina que se propone.

Tabla 6.6 Presupuesto de mano de obra para la instalación de la máquina propuesta.

Puesto. Sueldo por hora. Sueldo Total (14 días).

Supervisor electrónico. $350 $8,900

Supervisor mecánico. $350 $8,900

Técnico electricista. $280 $6,920

Técnico electrónico. $305 $6,270

Técnico mecánico. $280 $6,920

TOTAL. $1,565 $39,910

La suma total del presupuesto por hora da el resultado de $1,565 M.N. como un costo que integra la

instalación del equipo y la puesta en marcha del mismo, si se multiplica por una jornada de ocho

horas al día quincenalmente resultaría el pago de $801,280 MN.

Comparando con un sueldo total por día de $39,910 M.N. calculando una jornada de 15 días,

resultaría el pago de $598, 650.

Todo el equipo utilizado en la máquina automatizada propuesta es de la última generación

de productos de Rockwell Automation, FESTO, y SEW EURODRIVE por lo que su

participación y disponibilidad en el mercado es muy amplia, así mismo el soporte técnico

para su instalación y puesta en marcha es bastante eficiente porque se tiene una base de

información técnica en el sitio de internet de cada una de las marcas, además que los

proveedores de estos productos ofrecen una variedad de catálogos y manuales para una

mayor comprensión.

Se presentan las principales ventajas que se obtiene al implementar estos equipos de alta tecnología

para la propuesta.

Topología: Con base al protocolo de comunicación Ethernet IP de Allen Bradley que permite una

velocidad de comunicación de 100 Mbps punto primordial para incrementar la velocidad de la

máquina si esta se requiere en cuanto a comunicación con los dispositivos.

Variadores de Velocidad: Los drives Powerflex cuentan con la posibilidad de diferentes

protocolos de comunicación (NETLinx) al emplear Ethernet IP su velocidad de respuesta optimiza

el proceso.

Control de movimiento: Al tener esta nueva topología de control se puede ahorrar tiempo al

manejar datos de forma más precisa y dejar a un lado los enlaces físicos que generaba el personal.

Poco espacio: El espacio que ocupa el equipo ocupa un menor espacio gracias a la distribución del

tablero, su instalación y maniobrabilidad es muy sencilla.



Diseño expandible: Dado los diseños es de fácil adaptación realizar un ajuste en la máquina para

otro tipo de presentación, el diseño tiene la versatilidad de ajustar nuevos componentes si es que se

desea seguir automatizando aun más el proceso.

A continuación se presentan las principales desventajas del equipo instalado.

Alto costo: Actualmente la lista de materiales es un tanto amplia lo que implica que los costos de

refacciones se incrementen.

Presencia de riesgo: El equipo en modo manual ocasiona que el proceso tenga lentitud y a su vez

que el riesgo de seguridad del operario aumente principalmente por el equipo neumático.

Incremento de temperatura: El equipo eléctrico dentro del tablero provoca un incremento de la

temperatura en los dispositivos por el mismo efecto.

Riesgo a falsos Contactos: Todo el sistema de control actual emplea mucho cableado del

CompacLogix L23E hacia el sistema de control de los drives e implica muchos puntos de conexión

que son un factor de riesgo que provoca falsos contactos.

Tiempos Perdidos: De acuerdo al diagrama eléctrico cualquier falla que manifieste un dispositivo

impacta en un paro inmediato de máquina y genera tiempos perdidos.

Paro forzoso de la máquina en plan de mantenimiento: En caso de mantenimiento o

suplantación de equipo hay que realizar un paro para su posible reajuste o cambio.

Capítulo VII. Conclusión y Mejoras a Futuro.


CONCLUSIÓN Y MEJORAS A

FUTURO.



7.1 Recomendaciones de trabajos a futuro.

En esta sección se seleccionaron equipos de interface de tipo operador con el fin de realizar un

(HMI) interface hombre – máquina satisfactoria. Con estos equipos se hace fácil la manipulación

del funcionamiento de la máquina y activar las líneas de transporte de las bandas.

Cabe señalar y aclarar que este proyecto estará disponible a la integración y adaptación de posibles

trabajos a futuro, se hace mención del uso de un HMI (Interface Hombre-Máquina) que podría dar

mejores beneficios a la propuesta planteada en este proyecto, así mismo, dentro de este trabajo se

anexa el planteamiento del uso de un HMI seleccionado para completar la propuesta presentada, sin

embargo, este trabajo esta abierto para que se le adapte un tipo de HMI diferente al seleccionado y

de esta manera se pueda hacer mas eficiente la propuesta que aquí se presenta.

El Panel View Plus CE 1000 como se muestra en la figura 7.1 es el que se propone en este proyecto

debido a que proporciona a los operadores una visión clara en cuanto al seguimiento y control de

las aplicaciones que se llevarán a cabo en la máquina. Este tipo de panel se puede interconectar con

la aplicación del software Factory Talk View Machine Edition, permitiendo observar de manera

gráfica lo que se está realizando en la máquina, monitoreando el funcionamiento de cada

dispositivo y mostrando en la pantalla cual podría ser un problema que se tuviera a nivel máquina o

dispositivo [3].

Dentro de las características de este panel de pueden encontrar las siguientes:

Monitoreo en tiempo real de las exhibiciones de una terminal desde un navegador web de

desarrollo de software común.

Pantallas de 15 pulgadas con pantalla táctil, teclado, o ambos para la entrada.

Opciones para adaptar el tamaño de la memoria a los requisitos de aplicación.

El Panel View Plus CE 1000 dentro de sus funcionalidades permite acceder al escritorio de

Windows CE permitiendo:

Ahorrar tiempo viendo manuales directamente en su terminal de operador.

Acceder a la producción desde una terminal del panel View plus CE 1000 por medio de listas.

Dentro de algunos beneficios que proporciona este tipo de Panel podemos encontrar los siguientes:

Proporciona la máxima flexibilidad, reducción de inventario, y actualizaciones sencillas.

Se comunica a través de varios puertos.

Integrado con Factory Talk View Machine Edition para funcionalidad avanzada como

tendencias, expresiones, registro de datos, gráficos avanzados y navegación directa de las

direcciones de Logix.

Incluye teclado, pantalla táctil, terminales, combinación de opciones de entrada conveniente y

flexible creador.

Incluye ranura para tarjeta Compact Flash para transferir archivos, el registro de datos, o

actualizaciones del sistema.

Gráficos de gran alcance, proporciona imágenes claras y nítidas.

En cuanto al módulo de lógica o de comunicación se encuentra que el Panel View plus CE 1000

cuenta con lo siguiente:



Ethernet y RS-232 incorporada en la comunicación.

Dos puertos USB para el ratón y del teclado.

Entrada de corriente AC o DC.

Interfaz de red para el módulo de comunicación opcional.

Ranura Compact Flash para transferir archivos, registro de datos, o actualizaciones del sistema.

Figura 7.1 Panel View Plus CE 1000.

7.2.- Ganancia de producción.

Dado que en el presente trabajo se enfoco al diseño, control y automatización de una máquina, no se

acompleto una cotización completa ya que no se cuenta con los precios referentes a la estructura

mecánica para poder presentar un costo total de la máquina.

Debido a que no se cuenta con la información necesaria para obtener los resultados

correspondientes a las ganancias que se obtendrán en cuanto a un capital invertido en el proyecto, y

el tiempo de recuperación de la inversión en base a la producción.

Este tema se deja como trabajo a futuro para que se hagan las investigaciones pertinentes, cálculos y

se le anexe información correspondiente para acompletar la propuesta planteada.



7.3.- Conclusion.

Se han logrado implementar diferentes técnicas y conocimientos de ingeniería para lograr una mejor

respuesta de la máquina RIF 32-39 Viola Macchine S.R.L productora del pañal para adulto

“DIAPRO”, usando los diferentes equipos, asistidos por herramientas computacionales actuales e

innovadoras para automatizaciòn, se genero un panorama muy preciso de la solución del problema

y se puede ofrecer e integrar un análisis cualitativo y cuantitativo de los puntos a considerar para

una propuesta en marcha de la máquina para el transporte automatizado.

La forma de automatizar la máquina se presento a través de un método de pasos simples que

combinan la ingeniería e instalación detallada de los elementos que conforman el prototipo, por lo

cual esta información influye y capacita al lector para poder entender y aprovechar las técnicas de

desarrollo mecánico y eléctrico para poder tomar una estrategia de control de movimiento para

dicha máquina que se desee automatizar.

Existe un logro para el desarrollo de la ingeniería en control y automatización gracias al

aprovechamiento al máximo de las nuevas tecnologías empleadas hoy en día por las empresas más

competitivas en el ámbito industrial y que reflejan ser ahorrativas y versátiles, proporcionando asi el

desarrollo productivo para las empresas manofactureras que dependen de máquinas productoras.

Gracias a una idea que se formo para esta propuesta, muestra el aumento del rendimiento, así

mismo el incremento de la productividad y por ende los ingresos de la empresa son minimos, cosa

que provee a la misma una estabilidad económica y comercial.

La ingeniería en control y automatización puede desarrollar, innovar y asegurar un puesto firme de

producción en la globalización industrial y tecnológica.



7.4.- Glosario.

AC: Altern Current (Corriente Alterna).

Bit: Señal electrónica que puede estar encendida (1) o apagada (0). Es la unidad más pequeña de

información que utiliza una computadora.

Comunicación: Proceso de transmisión de información de un emisor a un receptor a través de un

medio.

Conector: Hardware utilizado para unir cables o para conectar un cable a un dispositivo.

Controlador: Recibe el nombre de controlador, el dispositivo que se emplea para el gobierno de

uno o varios procesos.

Compact Logix: Familia de controladores de la marca Allen Bradley

CPU: Central Processor Unit (Unidad Central de Proceso).

DC: Direct Current (Corriente Directa).

Drive: Controlador de dispositivo.

Ethernet/IP: Protocolo de red en niveles para aplicaciones de automatización industrial.

ETHERNET: Estándar de redes de computadoras de área local (IEEE 802.3).

HIM: Human Interface Machine (Interface Hombre-Máquina).

IP: Industrial Protocol (Protocolo Industrial).

Nodo: Punto de conexión entre dos o más elementos de un circuito.

PAC: Programmable Automatic Controller (Controlador Automático Programable).

Power Flex 40: Variador de corriente alterna de la marca Allen Bradley

Protocolo: Conjunto de estándares que controlan la secuencia de mensajes que ocurren durante una

comunicación entre entidades que forman una red.

Rslinx: Software que permite configurar el enlace (puertos de comunicación) del PLC a los

dispositivos.

Rslogix 5000: Software que permite programar un Compact Logix L23E

Software: Sin traducción específica asociado a Programa o Aplicación en el ámbito de la

informática.

Stacker: Módulo o máquina especial para apilado, conteo y empaque de pañal.



Switch: Es un dispositivo digital de lógica de interconexión de redes de computadoras y/o

dispositivos.

TCP: Transmission Control Protocol (Protocolo de Control de Transmisión).

Topología: Cadena de comunicación que los nodos conforman en una red usada para comunicarse.

.

UTP: Unshield Twisted Pair (Par trenzado sin blindaje).



Referencias.

[1]………………..http://www.dctaut.com.ar

[2]………………..http://www.Mecalux.com.mx/transportadores

[3]...…...………..http://www.rockwellautomation.com/en/e-tools

[4]………………http://www.seweurodrives.com/drs................http://www.eurobelt.com

[5]……………...http://www.rittal.com

[6]……………...http://www.panduit.com

[7]……………...http://www.weidmuller.com

[8]……………...http://www.festo.com

[9]……………...Fred Halsall. “Comunicación de datos, redes de computadores y sistemas

abiertos”. Cuarta edición. Addison-Wesley Iberoamericana. 1998.

[10]……………...Pedro Morcillo Ruiz, Julián Cócera Rueda. “Comunicaciones industriales”.

Internacional Thompson editores Spain paraninfo s.a. 2000.

[11]……………...Pedro Morcillo Ruiz, Julián Cócera Rueda. “Comunicaciones industriales”.

Internacional Thompson editores Spain paraninfo s.a. 2000.

[12………………Andrew s. Tanembaum. “Redes de computadoras”. Tercera edición. Prentice

hall hispanoamericana. 1997.

[13]……………..J. Balcells, J. l. Romeral. “autómatas programables”. Marcombo s.a. 1997.

[14]…………….. Pérez Cazares Mariel , Salas Cortez Beatriz “Control de una banda transportadora

con PLC Siemens S7-200”.

[15]…………….. Seleccion de protecciones del sistema eléctrico para una banda transportadora de

una central carboeléctrica.

Unidades Académicas: ESIME-ZAC

[16]……………. Control moderno aplicado a maquinas electricas, rotatorias y a sistemas

automatizados.



A.- Subrutina de modo automático.

A continuación se presenta la subrutina de modo automático para el programa.

En la figura A.1 se indica la entrada a la subrutina en modo automático.

Figura A.1 Renglón 0 de subrutina en modo automático.

En la figura A.2 se indica la entrada que mandará una señal digital a las salidas que energizarán a

los 2 contactores de los drivers 1 y 2.


En la figura A.3 se observa la entrada en modo automático que energizara tanto la alarma visual de

color amarillo como la alarma sonora, esto indicará que la máquina esta lista para ponerse en

marcha, también contiene dos contactos de las salidas que activan la alarma visual de color verde y

rojo esto es con la finalidad de que al momento de oprimir el arranque de la máquina la alarma

visual de color amarillo junto con la alarma sonora se desactiven y de la misma forma ocurre al

momento de oprimir el paro total de la máquina.




En la figura A.4 se observa el renglón donde se colocó el paro total de la máquina, esta entrada

activará una salida que será la alarma visual de color rojo, y esta salida enclavará el botón de paro y

será desenclavado hasta que el botón de arranque se oprima.


En la figura A.5 se observa que al oprimir el botón de paro se activan todas las salidas que indican

que cada dispositivo esta en paro total, en este caso se activan 2 salidas que indicarán el paro del

drive 1, esto es que la banda transportadora del modulo BT1 se detendrá, y al mismo tiempo se

activa la alarma visual de color rojo. Este renglón contiene un bit virtual o interno del PAC L23E

que permitirá dar comienzo al transporte, se coloca como contacto cerrado para que al momento de

activar el botón de start y la salida del bit virtual se active, en este renglón se desactiva el paro de la

máquina.


En la figura A.6 se observa el botón start que activará el bit virtual del comienzo del transporte y a

su vez se activa la alarma visual de color verde indicando que la máquina esta funcionando, el botón

start queda enclavado con el bit virtual de comienzo y antes de esto lleva un botón de paro para

poder detener el funcionamiento de la máquina.




En la figura A.7 se observa que al inicio se coloca el bit virtual de comienzo que activará el drive

del módulo BT1 lo que activará el motor para que funcione la banda transportadora.


En la figura A.8 se observa el drive 2 que estará en paro cuando el bit virtual de comienzo este

activado.


En la figura A.9 se observa la entrada donde será colocado un sensor que permitirá activar un

contador cada vez que este sensor detecte un producto, el contador tendrá la capacidad de contar

hasta 8 productos.


En la figura A.10 se observa un contacto del contador que activará un temporizador al llegar 8

productos, este temporizador tiene la finalidad de poder mantener el contador reseteándose cada que

cuente 8 productos.




En la figura A.11 se observa un contacto del temporizador que activará una salida de reset hacia el

contador, cada que el contador cuente los 8 productos deseados el temporizador mantendrá cierto

tiempo el contador activo y después lo reseteará.


En la figura A.12 se observa que el contador toma un contacto que es el mismo que activa el

temporizador y en este renglón ese contacto del contador activará un segundo bit virtual.


En la figura A.13 se observa que el segundo bit virtual activado por el contacto del contador activa

la expulsión del vástago del cilindro 1, en este caso el cilindro 1 tendrá la función de compactar los

8 productos que el contador detecto y que fueron alojados en el contenedor del módulo A de la

máquina. En paralelo con el bit virtual se tiene un contacto de la salida que activa la expulsión del

cilindro 1 y un contacto cerrado de la entrada que activa el sensor 3, el contacto del sensor 3 se pone

con la finalidad de que al activarse dicho sensor se pueda regresar el vástago del cilindro 1 a su

posición original.


En la figura A.14 se observa una vez que el cilindro 1 se activa, en la plataforma que contiene el

vástago y que ayudará a la compactación uniforme del producto, se tiene un tipo de material que

será censado por el sensor 2 que esta al inicio de este renglón, cuando el sensor 2 detecte ese

material detendrá la expulsión del cilindro 1 y activara un tercer bit virtual.




En la figura A.15 se observa el bit virtual que es activado por medio del sensor 2 activa un segundo

temporizador el cual se encargará de mantener cierto tiempo el vástago del cilindro 1 en expulsión

en lo que el cilindro 2 se activa.


En la figura A.16 se observa un contacto del segundo temporizador que activará la expulsión del

cilindro 2, en este renglón también se coloca un contacto cerrado de la entrada que activa el sensor

3 con la finalidad de que al momento que se active el sensor 3 pueda regresar a su posición inicial

tanto el cilindro 2 como el cilindro 1 ya que un contacto cerrado del sensor 3 fue colocado en el

renglón 12 que activa la expulsión del cilindro 1.


En la figura A.17 se observa que al activarse la entrada del sensor 3 se activa un cuarto bit virtual.


En la figura A.18 se observa que al activarse la entrada del sensor 3 también se activa el drive 2

que hará funcionar el motor de las bandas transportadoras que corresponde al modulo BT2 y BT3.

En paralelo se coloca un contacto abierto de la salida que activa al drive 2 para que la entrada del

sensor 3 quede enclavado y a su vez se coloca un contacto cerrado de la salida que activa la

expulsión del cilindro 3 con la finalidad de que al momento que se active el cilindro 3 se detenga el

drive 2.




En la figura A.19 se observa el bit virtual activado por el sensor 3 colocado en el renglón 16 y que

activa en este renglón a un tercer temporizador que tiene la finalidad de que cierto tiempo tengan

los cilindro 1 y 2 para regresar los dos al mismo tiempo a su posición original.


En la figura A.20 se observa un contacto del tercer temporizador que activa las salidas de regreso de

los cilindro 1 y 2 mientras el temporizador este activado será desactivado en cuanto el temporizador

llegue a su tiempo establecido, y esto hará que se active otro contacto del mismo temporizador que

activa el cuarto bit virtual colocado en el siguiente renglón, cuando ese bit virtual se active

desactivara las salidas de regreso de los cilindro 1 y 2.


En la figura A.21 se observa que el tercer temporizador es activado por el sensor 3 y cuando el

temporizador llega a su tiempo establecido activa un contacto de dicho temporizador que activará

las salidas que harán regresar los vástagos de los cilindro 1 y 2 a su posición inicial y junto con ello

se activa un cuarto bit virtual de retorno de los cilindro 1 y 2.




En la figura A.22 se observa que en este renglón se coloca un cuarto sensor que mandara la señal a

una entrada del PAC L23 que activará un sexto bit virtual.


En la figura A.23 se observa que el sexto bit virtual activado por el sensor 4 activará un cuarto

temporizador que tiene la finalidad de dar tiempo a que se active y regrese a su posición original el

cilindro 3.


En la figura A.24 se observa que mientras el temporizador esta activado, un contacto del

temporizador activa las salidas que activan la expulsión del cilindro 3 y al mismo tiempo detiene el

funcionamiento del drive 2, lo que permitirá que el producto llegue bien apilado y compactado a la

etapa de embolsamiento manual.


En la figura A.25 se observa que cuando el temporizador cumple con el tiempo establecido se activa

un segundo contacto del mismo temporizador que activará un séptimo bit virtual lo que provocara

que se desenergize el cilindro 3 del módulo B, logrando con esto que regrese a su posición inicial,

así mismo un contacto del séptimo bit virtual será colocado en el renglón 23 para que desactive la

expulsión del cilindro 3, como es un cilindro de simple efecto, regresara por medio de un resorte

interno del cilindro y tendrá tiempo de regresar a su posición inicial hasta que llegue el segundo

apilamiento del producto.




En la figura A.26 se observa un retorno al inicio de la subrutina para que vuelva a empezar el

programa.


B.- Subrutina en modo manual.

A continuación se presenta la subrutina de modo manual para programa.

En la figura B.1 se observa el inicio a la subrutina en modo manual, esta es accionada en el

programa principal.

Figura B.1 Renglón 0 de subrutina en modo manual.

En la figura B.2 se observa que al seleccionar el modo manual en el programa principal se activa

una entrada del PAC L23 y posteriormente se activan los dos contactores de los drivers.




En la figura B.3 se observa el arranque del módulo BT1 que activara la salida para que funcione el

driver 1, esta salida enclavara el contacto del botón de arranque, al inicio se coloca un contacto del

botón de paro para suspender el funcionamiento del módulo BT1.


En la figura B.4 se observa un contacto cerrado del drive 1 que activa la salida que indica que el

drive 1 no esta funcionando, cuando se activa el botón de arranque se activa la salida que indica el

funcionamiento del drive 1 y la salida que indicaba el paro del drive 1 se desactiva y se vuelve

activar al momento de oprimir el paro del modulo 1.


En la figura B.5 se observa el arranque del modulo BT2 y BT3 que activara la salida para que

funcione el driver 2, esta salida enclavara el contacto del botón de arranque, al inicio se coloca un

contacto del botón de paro para suspender el funcionamiento del módulo BT2 y BT3.


En la figura B.6 se observa que el contacto cerrado del drive 2 activa la salida que indica que el

drive 2 no esta funcionando, cuando se activa el botón de arranque se activa la salida que indica el

funcionamiento del drive 2 y la salida que indicaba el paro del drive 2 se desactiva y se vuelve a

activar al momento de oprimir el paro del módulo BT2 y BT3.




En la figura B.7 se observa que al funcionar el módulo A se activa un temporizador 5, el

funcionamiento del módulo A se enclava con un contacto “EN” del temporizador 5, en este renglón

se coloca un contacto "DN" de un temporizador 6 para desactivar el temporizador 5 una vez que el

temporizador 6 se activa.


En la figura B.8 se observa que el contacto "EN" del temporizador 5 activa la expulsión del cilindro

1, mientras el temporizador no llegue al tiempo preestablecido, el contacto "EN" estará activo.


En la figura B.9 se observa que una vez que el temporizador 5 ha llegado a su tiempo preestablecido

desactivara el contacto "EN" y activara el contacto "DN" del mismo temporizador 5 y este ultimo

contacto activara la expulsión del cilindro 2.


En la figura B.10 se observa que al activarse el contacto "DN" del temporizador 5 también se

activara un temporizador 6.




El la figura B.11 se observa un contacto "DN" del temporizador 6 que activa el temporizador 7, un

contacto cerrado del módulo A desactivara al temporizador 7 cuando el módulo A entre en función.


En la figura B.12 se observa el contacto "EN" del temporizador 7 que activara el regreso de los

cilindros 1 y 2 mientras que el temporizador 7 llega a su tiempo establecido.


En la figura B.13 se observa la activación para el funcionamiento del módulo B y la de un

temporizador 8, así mismo un contacto "EN" del temporizador 8 que enclava el funcionamiento del

módulo B, también es colocado un contacto cerrado "DN" del temporizador 9 que desactivara al

temporizador 8.


En la figura B.14 se observa que el contacto "DN" del temporizador 8 activara la expulsión del

cilindro 3 cuando el temporizador 8 haya llegado a su tiempo preestablecido.




En la figura B.15 se observa que el contacto “DN” del temporizador 8 activara un noveno

temporizador, cuando el temporizador 8 haya terminado su tiempo preestablecido de actividad, un

contacto “DN” del temporizador 9 colocado en el renglón 12 ayudara a desactivar el temporizador

8.


En la figura B.16 se observa el retorno a la subrutina de modo manual para el inicio del programa

manual.


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INSTITUTO POLITÉCNICONACIONALtesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/10501/1/29.pdf · INDICE DE CONTENIDO. Capítulo I: Introducción al diseño y transporte automatizado del pañal