AUTOMATIZACION DE UNA BANDA TRANSPORTADORAEN EL LABORATORIO DE AUTOMATIZACION EN LA CORPORACION UNIVERSIRTARIA COMFACAUCA MILTON GERARDO PITO MEDINA CORPORACION UNIVERSITARIA COMFACAUCA DIPLOMADO EN AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL SANTANDER DE QUILICHAO 2015 AUTOMATIZACION DE UNA BANDA TRANSPORTADORA EN EL LABORATORIO DE AUTOMATIZACION EN LA CORPORACION UNIVERSIRTARIA COMFACAUCA MILTON GERARDO PITO MEDINA INFORME DEL PROYECTO ING. EDGAR MATALLANA Tutor CORPORACION UNIVERSITARIA COMFACAUCA DIPLOMADO EN AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL SANTANDER DE QUILICHAO 2015 Nota de aceptación: _______________________________ 2 _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ Firma del presidente del jurado _______________________________ Firma del jurado _______________________________ Firma del jurado 3 . ........ RESUMEN..................................................................................................................27 10.............. OBJETIVOS...13 8............................................................. RESULTADOS ALCANZADOS Y DISCUSIÓN DE LOS MISMOS........................................................1FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.................................................. LISTA DE IMÁGENES.................................................12 7.................................................................1 OBJETIVO GENERAL......................................................... BIBLIOGRAFÍA...TABLA DE CONTENIDO pág..................11 7.......8 5.....................5 CONEXIÓN ELÉCTRICA......................................................8 4............................. DESARROLLO DEL PROYECTO...........26 9.......................... ABSTRACT......... CONCLUSIONES.........................................29 12........................ TÉRMINOS Y DEFINICIONES...............................3 DISEÑO ESQUEMÁTICO.....2 SELECCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS..9 5................................................5 2..........................................................................................................................13 8.........28 11............................................... INTRODUCCION............................12 8........................................................................................2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS...............................................................................4 PROGRAMACIÓN Y SIMULACIÓN DEL GRAFCET........... RECOMENDACIONES...6 3...................................................30 4 ..................................................................................................................................12 7.... JUSTIFICACIÓN........................25 8...........................21 8.......................................................................... 13 8..................................................................................................................... 1........................................1 INSTRUMENTOS UTILIZADOS PARA LA ELABORACION DE ESTE PROYECTO...................10 6................... ......................................... LISTA DE IMÁGENES Pág............................................................... Cableado de los dispositivos eléctricos y electrónicos de la banda transportadora...........................................................................................................16 Figura 8: Térmico...........................................20 Figura 14: Grafcet...................1.....................................23 Figura 16: Software........................................................................................................................................................22 Figura 15: Esquema eléctrico...............................................................................................14 Figura 4: Contactores...17 Figura 9: Tablero de control.............................................................................................................................................................................16 Figura 7: Selector................................................................................................................................................................................................25 Figura 18.....................................................................................................................17 Figura 10: Fuente DC 24 voltios.............................14 Figura 3: Sensores capacitivos.........................................................................................................25 Figura 17: Programación de PLC... Figura 1: Banda transportadora.........18 Figura 11: Sensor óptico................................19 Figura 13: Variador de velocidad.................................................................25 5 ....................10 Figura 2: PLC zelio soft.........15 Figura 6: Pulsadores.....18 Figura 12: Potenciómetro.............................................................................................................................................15 Figura 5: Relés.................................................................................. se aplican los siguientes términos y definiciones Grafcet: (Graphe Functionel de Commande Etape Transition) es un grafo o diagrama funcional normalizado. señalización y distribución. que permite hacer un modelo del proceso a automatizar. maniobra. Tablero de control . Se trata de un equipo electrónico. que. los tableros eléctricos son gabinetes en los que se concentran los dispositivos de conexión. se ha diseñado para programar y controlar procesos secuenciales en tiempo real. que traducido al español se entiende como “Controlador Lógico Programable”. todos estos dispositivos permiten que una instalación eléctrica funcione adecuadamente.En una instalación eléctrica. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que. Por lo general. PLC: El término PLC proviene de las siglas en inglés para Programmable Logic Controler.2. En términos generales. protección. se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes 6 . En los tableros eléctricos se encuentran los dispositivos de seguridad y los mecanismos de maniobra de dicha instalación. y los procesos intermedios que provocan estas acciones. acciones a realizar. es posible encontrar este tipo de equipos en ambientes industriales. control. los tableros eléctricos son la parte principal. Software Zelio Soft (Programacion): conjunto de programas y tareas que permiten al computador realizar determinadas tareas. TÉRMINOS Y DEFINICIONES Para el propósito de este proyecto. por medio de una bobina y un electroimán. contemplando entradas. medida. tal como su mismo nombre lo indica. Relé: El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. tan pronto se de tensión a la bobina (en el caso de ser contactores instantáneos). Sensor óptico: Un sensor óptico se basa en el aprovechamiento de la interacción entre la luz y la materia para determinar las propiedades de ésta. Hacen uso del campo eléctrico generado al aprovechar el efecto que tienen algunos materiales como el papel.Contactor: Un contactor es un componente electromecánico que tiene por objetivo establecer o interrumpir el paso de corriente. comprende la utilización de la fibra óptica como elemento de transmisión de la luz. Entonces de esta forma podemos controlar indirectamente la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se lo conecta en paralelo. 7 . Potenciómetro: es una resistencia que podemos controlar su valor. Una mejora de los dispositivos sensores. o la diferencia de potencial si está conectado en serie. plástico. de modo que se reduzcan las probabilidades de fallos y se obtengan los resultados buscados. los variadores de velocidad son dispositivos que permiten variar la velocidad y la acopla de los motores asíncronos trifásicos. Sistema de control: Un sistema de control está definido como un conjunto de componentes que pueden regular su propia conducta o la de otro sistema con el fin de lograr un funcionamiento predeterminado. vidrio. Automático: Todo mecanismo que funciona en todo o en parte por sí solo. Otra definición sería. Sensor capacitivo: Son interruptores eléctricos que se activan sin contacto. ya sea en el circuito de potencia o en el circuito de mando. de alterar la capacitancia del sensor cuando algún objeto metálico o no metálico influye sobre él. convirtiendo las magnitudes fijas de frecuencia y tensión de red en magnitudes variables. Variadores de velocidad: Los variadores son convertidores de energía encargados de modular la energía que recibe el motor. aceite y agua. 3. RESUMEN El trabajo se diseñó para controlar una banda trasportadora. este al percibir una botella enviara una señal al PLC para que se detenga la banda por un tiempo mientras realiza el llenado. al momento en que el sensor 2 fotocelda (óptico) que detecta la botella. en última instancia se ubica al final de la bando un contador. ABSTRACT 8 . nuevamente se enciende el motor de la banda. cuando este conteo cumpla con el valor asignado por el usuario se detendrá por completo la banda para proceder a realizar el mantenimiento preventivo. que como su nombre lo indica se encarga de llevar a cabo un conteo del número de botella selladas. que se mueve gracias a un motor trifásico. permitiendo al sensor 3 fotocelda (óptico) verificar el nivel del líquido en la botella. la banda se encargara de trasladar botellas de vidrio transparente de un lugar a otro. en primer lugar se instaló un sensor óptico que detecta el contraste o transparencias ubicado al inicio de la banda. este activara o detendrá la banda según el ladder implementado en el PLC. 4. de esta forma se detiene la banda. en caso de que el nivel sea el adecuado se procede al sellado de la misma. Las bandas transportadoras son elementos que minimiza el trabajo cuando hay grandes volúmenes de mercancía para embarcar o recibir en las empresas. agroindustriales. mineros. cuenten con dispositivo o herramientas cada vez más versátiles que permitan hacer más eficiente el trabajo. que todos aquellos procesos industriales o de desarrollo. agrícolas. INTRODUCCION El mundo moderno y cambiante demanda cada día. 9 . La automatización por medio de PLCs permite un gran beneficio tanto operativo como económico para la cualquier compañía ya que no será necesaria la manipulación de muchas personas para la ejecución de un proceso de producción.5. navales o farmacéuticos. automotrices. El uso de las bandas transportadoras se aplica especialmente al procesamiento de productos industriales. Es así. que en este proyecto se ha podido automatizar una banda transportadora para contar envases después de su proceso de llenado.1Formulación del problema En la Corporación Universitaria Comfacauca existe un laboratorio de control de procesos donde se puede hacer prácticas para aplicar los conocimientos teórico prácticos adquiridos en los cursos respectivos de las carreras de ingeniería. Figura 1: Banda transportadora 10 .5. igualmente en este proyecto se pudo identificar y definir todos aquellos componentes idóneos que permiten que el proceso se desarrolle eficientemente. con un mínimo de costos y con alta calidad en el producto final. JUSTIFICACIÓN Día a día los procesos requieren ser más eficientes. lo que hace que las compañías manufactureras sean más competitivas.6. El término eficiente hace referencia a que se hagan en el menor tiempo posible. y así poder evaluar lo aprendido durante los tres años de estudio en la Tecnología de Electrónica realizado en la Corporación Universitaria UNICOMFACAUCA. 11 . Es por eso que se justifica la automatización de un PLC. Uno de los elementos que permiten el mejor rendimiento en eficiencia es la banda transportadora. 8. 7. DESARROLLO DEL PROYECTO 12 .2 Objetivos específicos Diseñar el Grafcet como guía principal para la elaboración de este proyecto Realizar la programación en el software del PLC CS7-200 DE SIMATIC Efectuar las conexiones eléctricas pertinentes Realizar pruebas necesarias para corregir errores y obtener las debidas conclusiones.7.1 Objetivo general Automatización de la banda transportadora de la Corporación Universitaria Comfacauca. usando un PLC CS7-200 DE SIMATIC. OBJETIVOS 7. Realizar un informe donde se evidencien los resultados del proyecto. que sería la solución más efectiva para la implementación del sistema de control. Gracias a su diseño compacto. El S7--200 vigila las entradas y cambia el estado de las salidas conforme al programa de usuario que puede incluir operaciones de lógica booleana.8. Pulsadores Tablero de control PLC S7-200 SIMATIC Fuente DC 24 voltios Dos contactores Selectores Dos relés Dos sensores capacitivos Un sensor (óptico) Software zelio soft (programación) Paro de emergencia Relé Térmico Una vez analizadas las especificaciones necesarias de la banda transportadora. su configuración flexible y su amplio juego de 13 . así como comunicación con otros aparatos inteligentes. operaciones aritméticas complejas.2 Selección de los dispositivos eléctricos y electrónicos Los dispositivos eléctricos y electrónicos adecuados para complementar el diseño del control y automatización de la banda transportadora son: PLC Zelio Soft La gama S7--200 comprende diversos sistemas de automatización pequeños (Micro--PLCs) que se pueden utilizar para numerosas tareas. se opta por utilizar un PLC.1 INSTRUMENTOS UTILIZADOS PARA LA ELABORACION DE ESTE PROYECTO. se elige el equipo de control más adecuado para implementarlo en la misma. operaciones con contadores y temporizadores. 8. Figura 3: Sensores capacitivos Contactor Es un componente electromecánico (figura 4) que tiene por objetivo establecer o interrumpir el paso de corriente en el motor de la Banda. Hacen uso del campo eléctrico generado al aprovechar el efecto que tienen algunos materiales como el papel. el S7--200 es especialmente apropiado para solucionar numerosas tareas Figura 2: PLC zelio soft Un sensor capacitivo Es un interruptor eléctrico que se activan sin contacto. 14 . de alterar la capacitancia del sensor cuando algún objeto metálico o no metálico influye sobre él. vidrio.operaciones. plástico. ya sea en el circuito de potencia o en el circuito de mando. aceite y agua. Que en el estado de manual. evitando que el PLC maneje cargas demasiado altas que puedan dañarlo o desgastando los contactos del mismo comprometiendo de forma considerada su buen funcionamiento a corto o largo plazo. Estos con el fin de hacer una interfaz entre el PLC y el contactor. el usuario presiona para encender y 15 .Figura 4: Contactores Relés Dispositivo electromagnético que. Figura 5: Relés Pulsadores Elemento que permite el paso o interrupción de la corriente mientras es accionado. estimulado por una corriente eléctrica muy débil. abre o cierra un circuito en el cual se disipa una potencia mayor que en el circuito estimulador. El Relé Térmicos es un aparato que se utiliza para proteger el motor contra las sobrecargas débiles y prolongadas de corriente. 16 . creando un ambiente más industrializado.apagar la Banda y en automático. Que dependiendo de necesidad del usuario le da opción de colocar la Banda en manual o automático. Figura 7: Selector Relé térmico Para proteger el sistema eléctrico ante recalentamiento o corto circuitos. dispositivo utilizado para desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica. el usuario presiona para seleccionar el tiempo deseado de la banda. Figura 6: Pulsadores Un selector Un selector es un interruptor eléctrico. En términos generales. señalización y distribución.Figura 8: Térmico Tablero de control En una instalación eléctrica. 17 . medida. protección. En los tableros eléctricos se encuentran los dispositivos de seguridad y los mecanismos de maniobra de dicha instalación. control. cuya intensidad máxima no sea superior a 2A. todos estos dispositivos permiten que una instalación eléctrica funcione adecuadamente. los tableros eléctricos son la parte principal. maniobra. Figura 3: Tablero de control Fuente DC 24 voltios: Esta sencilla fuente de alimentación nos servirá para alimentar circuitos a 24 V. los tableros eléctricos son gabinetes en los que se concentran los dispositivos de conexión. Figura 11: Sensor Óptico Potenciómetro Es una resistencia que podemos controlar su valor. Una mejora de los dispositivos sensores. Figura 10: Fuente DC 24 voltios Sensor Óptico Un sensor óptico se basa en el aprovechamiento de la interacción entre la luz y la materia para determinar las propiedades de ésta. Montaremos el circuito siguiendo el esquema. Una vez montado procederemos a su comprobación con la ayuda de un téster. Únicamente hay que tener precaución a no equivocarnos con la colocación de los componentes. especialmente con la polaridad del condensador. Entonces de esta forma podemos controlar indirectamente la intensidad de corriente que fluye por un 18 .El montaje de esta fuente de alimentación es muy sencillo. comprende la utilización de la fibra óptica como elemento de transmisión de la luz. hidráulicos. Figura 12: Potenciómetro Variador de Velocidad Es un dispositivo o conjunto de dispositivos mecánicos.circuito si se lo conecta en paralelo. o la diferencia de potencial si está conectado en serie. especialmente de motores asincrónicos trifásicos. 19 . convirtiendo las magnitudes fijas de frecuencia y tensión de red en magnitudes variables. eléctricos o electrónicos empleados para controlar la velocidad giratoria de maquinaria. todos los sensores y actuadores se encuentran inactivos y apagados respectivamente. que es el mejor método para automatizar de manera secuencial y correcta para automatizar el proceso. esperando la orden del usuario.3 Diseño esquemático Se realiza el diseño esquemático con respecto al funcionamiento de la banda en GRAFCET (figura 10). así como también establecer los requerimientos básicos para el funcionamiento adecuado empezando por las normas de seguridad para evitar accidentes de trabajo. estará la maquina en manual. Como funciona: En la etapa inicial.Figura 13: Variador de velocidad 8. esto con el fin de saber si estará en manual o automático (Derecha automático. Cuando el selector se encuentra en la posición izquierda. Después de verificar si el selector se encuentra en la posición derecha o a la izquierda. 20 . en este estado el control de apagado y encendido de la banda es del usuario. Izquierda manual). extraer algún material ajeno al proceso o simplemente porque cree que es suficiente. después de pasado este tiempo el proceso finalizara apagando el motor de la banda. Cuando el selector este hacia la derecha. una vez presionando el pulsador de color rojo. el lado izquierdo (modo automático). Si en algún momento ocurre una emergencia o se quiere para el proceso de forma rápida. El grafcet que se aprecia en la (figura 14). . está en una divergencia en “or” ya que tiene dos opciones. el selector (figura 7). aquí el usuario tendrá dos posibilidades de programar la maquina. después de pasado este tiempo la maquina se apagara esperando una nueva orden del usuario. luego el grafcet regresa a la etapa 5 y realiza el mismo procedimiento. Si las condiciones se cumplen. este activará la banda durante una hora (1h). ya sea para agregar otros productos. luego de pasar por el sensor que acciona el contactor quien nos dice cuántas botellas pasaron por la banda. La segunda opción es la de presionar el pulsador negro. también cumple con la función para cambiar la banda en modo manual o automático. este pondrá en funcionamiento la banda durante dos horas (2h). 21 . el lado derecho (modo manual). la banda no se detendrá. estará la banda en automático. DIAGRAMA DE BLOQUES FUNCIONAL Figura 14: Grafcet 22 . ESQUEMA ELECTRICO Figura 15: Esquema eléctrico 23 . C1: Contactor de marcha de la banda transportadora TR1: Temporizador V: válvula del sistema de llenado h1: Piloto verde indica que está en funcionamiento la banda h2: Piloto rojo indica que esta en condición de reposo o parada h3: Piloto amarillo indica que el relé termo magnético se encuentra disparado por sobre corriente. Primero se realiza la programación del PLC basados en le grafcet (Figura 14).4 Programación y simulación del grafcet Conjunto de instrucciones de nivel lógico que cumplen un objetivo y diferentes tareas a través de un hardware. luego se hacen las respectivas simulaciones en el mismo software de programación (Figura 17) para corregir errores y evitar daños en la ejecución de la banda transportadora. 8. para ya colocarlo en producción.OL: Relé sobre corriente Fusible de control So: Stop S1: Star S2: Sensor que para la banda para ver la botella S3: Sensor que mide el nivel de llenado y pone en marcha de nuevo la banda S4: Sensor que detiene la banda en el ciclo final de la salida de las botellas y reanuda el funcionamiento para un nuevo ciclo. Para ello se utiliza el software de programación PLC Zelio (Figura 16). 24 Figura 16: Software Zelio Figura 17: Programación de PLC . Finalmente se procede a trasferir el software al PLC. Figura 18: Cableado de los dispositivos eléctricos y electrónicos de la Banda Transportadora.8. 9. esta a su vez funciona dando por terminado el trabajo de automatizar la banda. con las especificaciones y requerimientos necesarios para su buen desempeño.5 conexión eléctrica Se realizan las conexiones correspondientes entre la banda transportadora y los dispositivos eléctricos y electrónicos con el PLC (figura 15). Después de corrección de pequeños errores la banda transportadora quedo funcionando como se esperaba. se colocara en funcionamiento y se corrigen los detalles. RESULTADOS 25 . Se efectuó el diseño del Grafcet. con una distribución bien definida. 26 . evitando que el usuario entre en contacto con los dispositivos. Además de la programación adecuada del PLC CS7-200. para poder iniciar la elaboración de este proyecto. permitiendo que todos los componentes queden ubicados dentro de un solo panel o caja de control. 27 . para lograr corregir aquellos percances que puedan presentarse.10. no habría sido posible la ejecución del mismo. Gracias al proceso de retroalimentación se logró que el proyecto funcionara. Mediante la elaboración de este proyecto. Es necesario efectuar pruebas en todo tipo de proyecto. Zelio es una de las muchas aplicaciones que pueden emplearse para la programación del PLC. CONCLUSIONES El Diseño del Grafcet es primordial para la elaboración de proyectos de esta índole. se concluye que a través de los simuladores se pudo demostrar que un egresado del programa de Automatización industrial está en la capacidad de diseñar e implementar un proceso industrial. Sin este diseño. y gracias a esta herramienta se logró cumplir el objetivo de funcionamiento de la banda transportadora. 11. Realizar una guarda o base para que las botellas en su recorrido de llenado y sellado no corran el riesgo de caerse y dañarse. o derramen su contenido sobre esta. 28 . por ejemplo para verificar el llenado de los envases y así evitar errores en el proceso. RECOMENDACIONES Para realizar las pruebas con botellas de vidrio transparente se debe adicionar a la banda un variador de velocidad para controlar la velocidad de giro de la banda y así evitar que las botellas se caigan. Utilizar sensores ópticos o fotoceldas que son especiales para detectar la diferencia de contraste entre 2 objetos traslucidos u opacos. Instrumentación industrial: 6 ed Barcelona España Macombo.com/cursos/sens002/semana2/capacitivos_funcionamiento. S.pdf > WIKIPEDIA ENCICLOPEDIA EN LINEA. Relé [en línea] <es.org/wiki/variadores-de-velocidad> [citado el 21 de julio de 2013] SKILLTEN.wikipedia.htm > 29 . CREUS SOLÉ. JACK. “Automating manufacturing Systems: 5 ed de 2007. Thomson Learning Ibero 2005. SIEMENS.ucm.org/wiki/Contactor> [citado el 24 de junio de 2009] WIKIPEDIA ENCICLOPEDIA EN LINEA. Contactor [en línea] <es. MANDADO E. Manual del Usuario del micro sistema de automatización (Micro-PLCs) [en línea] <https://www. Sensores Ópticos [en línea] < http://pendientedemigracion.siemens.swe.wikipedia. ANTONIO. BIBLIOGRAFÍA. Variadores de velocidad [en línea] <es. Sensores Capacitivos [en línea] <http://www.com/spain/web/es/industry/automatizacion/simatic/Docu ments/S7200ManualSistema.A.wikipedia. HUGH.org/wiki/Relé> [citado el 24 de junio de 2014] WIKIPEDIA ENCICLOPEDIA EN LINEA.pdf> UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID. “Autómatas programables: entrono y aplicaciones”.es/info/otri/complutecno/fichas/tec_ebernabeu2. 1997.skillten.12.
Report "Correcion Banda Transportadora Milton Pito 3 Corregido (1)Final"