INDUSTRIA TEXTIL FILASUR

MODERNIZACIÓN DE UNA EMPRESA TEXTIL DE HILANDERÍA, DENTRO DE UN ENTORNO DE SUPERVISIÓN Y ADQUISICIÓN DE DATOS

SUPERVISIÓN Y ADQUISICIÓN DE DATOS

AUTOMATIZACIÓN EN MÁQUINAS TEXTILES

PROCESOS DE HILATURA

APERTURA Y LIMPIEZA

CARDADO

ESTIRADO

PEINADO

MECHERA

CONTINUA

RETORCEDORA

Algodón

Cono de hilo

APERTURA Y LIMPIEZA CARDA MANUAR I MANUAR II

MECHERA CONTINUA BOBINADORA TINTORERIA

HILANDERÍA SISTEMA CARDADA

*Sistema peinada

*Convencional

*Moderno

Ne <36

APERTURA Y LIMPIEZA CARDA MANUAR I REUNIDORA DE CINTAS

MECHERA MANUAR II

BOBINADORA

TINTORERIA

CONTINUA PEINADORA

HILANDERÍA SISTEMA PEINADA

*Sistema cardada

*Convencional

*Moderno

Ne >36

DEPARTAMENTO DE CONTROL DE CALIDAD

DEPARTAMENTO DE MANTENIMIENTO GENERAL

CRITERIOS PARA MODERNIZAR

DEFECTOS DE CALIDAD

¿PORQUE – PORQUE? ¿COMO - COMO?

Diagrama del cómo se resolverán los defectos de calidad en los productos de hilandería

Diagrama del por qué ocurren defectos de calidad de los productos de hilandería.

DIAGRAMA PARA LA SECCIÓN DE HILATURA

DIAGRAMA DE ISHIKAWA PARA LA SECCIÓN DE HILATURA

1 Planteamiento

Ventajas Se mantiene las mismas operaciones del proceso. la empresa no deberá capacitar a los operarios de producción, ni a los técnicos del

mantenimiento general. Desventajas Se mantienen los problemas por fallas mecánicas por el uso de la maquinaria. Se elimina la posibilidad de incluir esta máquina en el proceso de modernización

global de la planta al seguir operando con equipos obsoletos. Los técnicos de mantenimiento general deberán poseer bastante experiencia en la

reparación de estos equipos (cambio de repuestos) El tiempo empleado en el mantenimiento regular de estas máquinas sigue siendo el

mismo.

Máquinas son de los años 90 y ya no se fabrican. No hay soporte en repuestos en general.

Situación actual

Planteamiento Mandar a fabricar elementos de transmisión

mecánica y órganos de trabajo

Ventajas Mejoran la calidad del producto producido y mayor control en la operatividad de las

máquinas de hilandería. Existe soporte de repuestos en el parque de maquinarias de hilandería. El tiempo empleado en el mantenimiento regular de estas máquinas se reduce. Menor costo económico que máquinas de fabricación recientes nuevas. Desventajas Disminuyen pero no eliminan los futuros problemas por fallas mecánicas normales por el

uso de la maquinaria repotenciada. Los técnicos de mantenimiento general deberán capacitarse y poseer bastante

experiencia en la reparación de estas nuevas máquinas, que vienen con otras tecnologías (cambio de repuestos).

Deberá disminuirse la velocidad de producción de las máquinas, operaran en un 60 % de su valor normal, por ser máquinas repotenciadas, para así mantener la calidad del producto de salida.

Planteamiento 2

Renovar la maquinaria, con máquinas de segunda mano repotenciada de los años 2005.

Planteamiento

Ventajas Se mejora ostensiblemente la producción, el control y la adquisición y registro de

datos del proceso de hilatura. Supera y asegura la calidad del producto de salida y se evita producir producto fallado

(mermas). Se elimina el mantenimiento que realizaban a los antiguos y complejos mecanismos. Al usar tecnología de punta, se mantiene abierta la posibilidad de incluir esta

máquina en cualquier proyecto de modernización de la planta de hilatura. Permite la posibilidad que los datos adquiridos puedan ser observados en tiempo real

por cualquier funcionario de la empresa, utilizando la red interna de computadoras de la empresa o través del internet en cualquier parte del mundo.

Desventajas Se deberá invertir en máquinas nuevas y tecnología. La utilización de tecnología moderna requiere que los operarios de máquina, técnicos

de mantenimiento general, técnicos de hilandería, y laboratoristas sean capacitados adecuadamente.

Una vez planteado las soluciones la empresa decidió optar por el tercer planteamiento

Planteamiento 3

Renovar la maquinaria actual, con maquinaria de última generación controlados por PLC, variadores de frecuencia, control SCADA y un sistema de comunicación vía Ethernet o PROFIBUS.

Planteamiento

DEFINICIONES Y CONCEPTOS BÁSICOS EN LA HILANDERÍA

Número de fibras en la sección del hilo, Nf

FIBRAHILO MicxNe

15000Nf

Recta del mínimo número de fibras

Parámetros estadísticos en hilatura

n

Nei

Ne

n

1i

n

)NeNei(

Ne

n

1i

2

100x

eN%CV

CONTROL ON LINE

CV Limite

Nf

100LimiteCV

CV Real

Índex de Regularidad I

LimiteCV

alReCVI

Regularimetro USTER

Estiraje Mecánico Em Es la relación de velocidad del cilindro de salida y el cilindro de entrada .

2

112

3

223

V

VE;

V

VE

ParcialesEstirajes

3

113

V

VE

TotalEstiraje

231213 EEE

opiedadPr

Estiraje calculado Ec

DxNm

NmEDx

Ne

NeE

E

Sc

E

Sc

Sistema Indirecto

Sistema directo

DxKtex

KtexEDx

Tex

TexEDx

Dtex

DtexEDx

Den

DenE

S

Ec

S

Ec

S

Ec

S

Ec

Condición de regulación del estiro

MC EE

MecánicoEstirajeCalculadoEstiraje

Torsión Mecánica Es la relación de RPM del órgano torcedor (aleta, cursor, rotor) y la velocidad del cilindro de salida en m/min o en pulgadas.

min/mVs

torcedorRPMm/Tv

min/"Vs

torcedorRPM/"Tv

37.39/"Tvm/Tv

Torsión calculada Valor teórico que se aplica a la torsión mecánica, y se expresa también en Tv/m o Tv/”:

ee N/"T mm Nm/T

inglesatorsióndetetancons:

metricatorsióndetetancons:

e

m

Condición de regulación de la torsión

METRICACALCULADA

METRICACALCULADA

/"T/"T

m/Tm/T

MecánicaTorsiónCalculadaTorsión

37.39/"Tvm/Tv

Torsiómetro

SISTEMA DE CONTROL AUTOMÁTICO

Control de lazo abierto

DEFINICIONES Y CONCEPTOS BÁSICOS EN LA AUTOMATIZACIÓN

SISTEMA DE CONTROL AUTOMÁTICO

Control de lazo cerrado

Drives para Motores

VARIADOR DE FRECUENCIA “INVERTER”

Variador PowerFlex® 753

PLC Allen-Bradley ML 1500

PLC Allen-Bradley ML 1500

Controladores lógicos programables “PLC”

Cableado fisico

Cableado Lógico

Controladores lógicos programables “PLC”

Aplicación del PLC

Interfaz Hombre-Máquina HMI

SCADA (Adquisición, supervisión y control de datos)

Múltiples Unidades de Terminal Remota RTU o Estaciones Externas Estación Maestra y Computador con HMI. Infraestructura de Comunicación.

Se utiliza para la integración de procesos lejanos geográficamente distribuidos.

PARTES

SCD Sistema de Control Distribuido se utiliza normalmente en áreas confinadas dentro de la planta, redes de alta velocidad .

El OPC (OLE FOR PROCESS CONTROL)

Estándar de comunicación en el campo del control y supervisión de procesos industriales. Basado en una tecnología Microsoft. Ofrece un interface común para comunicación. Permite que componentes software individuales interaccionen y compartan datos. La comunicación OPC se realiza a través de una arquitectura Cliente-servidor.

La Fundación OPC está formada por: Siemens, Fisher, Intuitive, OPTO 22, Intellution, Rockwell, etc.

Redes Industriales

Red Industrial Ethernet

Es una red estándar basada en la norma IEEE802.3 Diseñada para la industria: equipos robustos e instalaciones inmunes al ruido. Trabajan a nivel de célula, pero con una enorme potencialidad para entrar al nivel de los

buses de campo utilizando protocolos normalizados como ISO y TCP/IP.

CARACTERÍSTICAS DE LA RED ETHERNET

RED MODBUS

Protocolo de comunicaciones situado en el nivel 2 del Modelo OSI “Nivel de enlace”. Basado en la arquitectura maestro / esclavo o cliente / servidor. Diseñado en 1979 por Modicon para su gama de controladores lógicos programables (PLCs). Es una red pública, fácil implementación y requiere poco desarrollo Maneja bloques de datos sin suponer restricciones.

Red Profibus

Estándar originado en normas alemanas y europeas DIN 19245 /EN 50170. Cumple también con el modelo OSI de 7 niveles y las normas ISA/IEC. Utilizado en aplicaciones de alta velocidad de transmisión de datos entre

controladores de I/O y complejas comunicaciones entre PLC. Tal es así que para diferentes tipos de comunicación presenta distinto tipos de

soluciones, los cuales satisface con tres implementaciones separadas y compatibles entre ellas FMS, DP, PA.

Características de la red profibus

Está diseñado para la comunicación con sensores y actuadores, donde importa la velocidad sobre la cantidad de datos (tiempo del ciclo del bus < 10 ms)

Red Profibus DP

Red Profibus PA Diseñado para la automatización de procesos, utilizando la norma IEC 1158.2 para el nivel físico el mismo bus suministra energía a los dispositivos de campo. Utiliza el mismo protocolo de transmisión que el DP, ambos pueden ser integrados en la red con el uso de un segmento acoplador.

Red Profibus FMS. Es la más completa y está diseñada para proveer facilidades de comunicación entre varios controladores programables como PLCs y PCs (Red de celdas) y acceder también a dispositivos de campo (Tiempo de ciclo del bus < 100 ms).

Red AS-i

Está especialmente diseñado para el nivel más bajo para de procesos de automatización en las instalaciones de industriales.

Su principal ventaja es que reduce el mazo de cables en un solo cable, condición suficiente para ser utilizado en cualquier diseño de red industrial.

Interconexión de redes Repetidor(HUB)

El objetivo del repetidor es la regeneración de las señales eléctricas y garantizar las conexiones entre los elementos de una red. Operan en el nivel 1 físico del modelo OSI

Además puede aprovechar para convertir la norma física (RS-232, RS-422, RS-485, etc.) o bien el sistema de cableado (coaxial, para trenzado UTP o FTP, FO, etc.)

Puente o Bridge

Es un dispositivo que posee alguna inteligencia, y realiza una serie de operaciones básicas en la red.

Los Bridge actúan a nivel físico y de enlace de datos del modelo OSI en Capa 2. Son capaces de almacenar y reenviar las tramas recibidas en función del

contenido de las mismas. Su principal aplicación es de unir dos redes del mismo tipo.

Encaminador o Router

Son dispositivos software o hardware que se pueden configurar para encaminar o convertir paquetes entre sus distintos puertos utilizando la dirección lógica correspondiente.

Operan en el nivel 3 de OSI. Lo que hace es unir dos redes de diferente configuración o estructura pero que

trabajen en el mismo protocolo.

Gateway (Puerta de enlace)

Un gateway (puerta de enlace) es un dispositivo que permite interconectar redes con protocolos y arquitecturas diferentes a todos los niveles de comunicación. Su propósito es traducir la información del protocolo utilizado en una red al protocolo usado en la red de destino. Son router que tienen programas adicionales

Normas físicas

MÁQUINAS DE APERTURA Y LIMPIEZA

Proceso Hilatura

MÁQUINAS DE APERTURA Y LIMPIEZA

BATÁN Vista seccional

AUTOREGULADOR MECÁNICO DEL BATÁN

AUTOREGULACIÓN MECÁNICA

BATÁN Cinematismo Actual

Tabla de estiraje

Wc1785609.031

22x

65

15x

65

15x

27

18x

48

Wcx

1

1x

1

90x

44

47x

65

230E

BATÁN Cinematismo Nuevo

1ARROLLADOR

1ARROLLADOR

N0272944.0V

230.014.331

22

65

15

65

15NV

2RALIMENTADO

2RALIMENTADO

N002123.0V

065.014.347

44

90

1NV

Velocidad Alimentación

Velocidad Salida

Estiraje Mecánico

2

1

2

1

RALIMENTADO

ARROLLADOR

N

N856.12

N002123.0

N027294.0Em

V

VEm

900 Rpm

ETHERNET

ETHERNET

ETHERNET

RED ETHERNET PARA EL NUEVO BATÁN

CARDA DE CHAPONES “Card”

Proceso Hilatura

CARDA Vista seccional

CARDA Cinematismo Actual

TABLA DE VELOCIDAD DE SALIDA

CARDA Cinematismo Nuevo

2

2

N05829.0Vs

055.014.330

30

19

38

29

20

63

37

300

125NVs

min/mSalidadeVelocidad

3

3

N0022352.0Vd

160.014.359

21

80

1

30

30NVd

adordesenrrollCildelVelocidad

1GT

11GT

N25.0N

N25.0100

25NN

TamborGrandelRPM

3

2

3

2

N

N078.26E

N0022352.0

N05829.0E

Vd

VsE

TotalEstiraje

PROFIBUS

Red Ethernet – Profibus para la Carda C70DM Rieter

PROFIBUS

PROFIBUS

ESTIRADORA MANUAR “Draw Frame”

Proceso Hilatura

Manuar Vista seccional

Manuar Cinematismo Actual

saC

Kx

a

e

Va

VsEm

ManuarEstiraje

2PPS

2PK85.8Em

35

28

20

80

2PPS

2PK

23

28

20

20

33

75Em

Manuar Cinematismo Nuevo

)586.0Nmc

N413.0(

1

2PPS

2PK2.5Eaut

35

28

20

47

)586.0Nmc

N413.0(

1

2PPS

2PK

23

28

20

20

33

75Eaut

adorautorregulEstiradoralC

Kx

a

s

Va

VsE

2

2

sa

2PPS

2PK876.8Em

35

28

20

47

586.0

1

2PPS

2PK

23

28

20

20

33

75Em

C

Kx

a

s

Va

VsEm

0NsolSi

sa

Manuar Curva de autoregulación

Red Ethernet para la Estiradora RSB 45DM

REUNIDORA DE CINTA “Unilap”

PEINADORA (“Comber”)

Proceso Hilatura

MECHERA(Pabilera) (“Roving Frame”)

Proceso Hilatura

Mechera o Pabilera Vista seccional

Mechera (Pabilera) Cinematismo Actual

C

B25.1

40

B

C

50

27

27E

Conducidos

sConductorexE

V

VE

TotalEstiraje

total

1d3d3d

1dtotal

2d

1dtotal

Tabla de estiraje total

D

5671.1428m/vT

24

48

40

40

D

27

70

157

001.02714.3

1mvT

Conducidos

sConductorex

027.0

1m/vT

V

aletaRPMm/vT

m/vTorsión

aleta1d

1

Tabla de Torsión v/m.

F2.090

35x

46

Fx

100

10x

58

13x

44

42x

146

238x

70

157x2.10x15x

27

54P

C

KxTxZxP

ndoSimplifica

V

Vcarro14.3P

EspirasdePaso

CARRO1dCC

CE

CT

1d

CT

Tabla del paso de espiras

Mechera (Pabilera) Cinematismo Nuevo

123

11

23

23

3

223

040

0404233

54

32

33

S

SS

P.E

P.P

E

C

KE

Ts

Ks.E

Ts

KsE

C

KE

24

20

84

32

32

23

13

13

3

113

2

2

0430

032014370

30

N.Vs

..NVs

1

1

22741

30

32

22

22

73

84

230

230

N.Naleta

NNaleta

2

1

2

1

54428

0430

22741

N

N.m/Tv

N.

N.

Vs

Naletam/Tv

min/mmN.Vcarro

.NVcarro

4

4

4651

4292840

20

90

1

min/mN.Vplegado

..NVplegado

m.mmvaciócarreteSí

3

3

030

06014330

32

22

22

74

88

31

15

16

321

58

230

06060

rpm426.3c/N3

rpm.N 91204

Pre-Estiraje

Estiraje

Mechera (Pabilera) Cinematismo Nuevo

Velocidad de salida

RPM de aleta

Torsión v/m

Velocidad de Carro porta bobina

Velocidad de Plegado

Red Ethernet – Profibus de Mechera (Pabilera) F15DM de Rieter

PROFIBUS

CONTINÚA DE ANILLOS (“Ring Frame”)

OE Proceso Hilatura

Continua de anillos

Vista seccional Cinematismo Actual

Cinematismo Actual

xPSTD

C04886.0E

42

121x

30

PSTx

D

Cx

43

112

32

48

27

27E

C

KE

23

13

13

3

1

13

Estiraje

xPTB

A12m/Tv

24

203x

27

60x

42

87x

40

PTx

B

A

40

42

027.0x14.3

1m/Tv

huso1cilC

K

1x

1m/Tv

m/VTorsión

Torsión

Tabla de Estiraje

Tabla de Torsión

Cinematismo Nuevo

3

3

N000628.0Va

025.014.3100

20

25

1NVa

Velocidad entrada

2

2

007850

025014310

1

N.Vs

..NVs

3

2

N

N5.12Em

Va

VsEm

1

1

058

25

230

240

210

N.Nhuso

NNhuso

2

1

N

N477.1025m/Tv

Vs

Nhusom/Tv

Velocidad salida

Estiraje

Torsión

RPM huso (cursor)

Red Ethernet para la Continua de Anillos G32DM de Rieter

OPEN END

Continua

BOBINADORA

RETORCEDORA

Monitoreo Actual (convencional)

Monitoreo Nuevo (Moderno)

EVALUACIÓN TECNOLÓGICA

Costo de máquinas y equipos

Costo de mano de obra

Pago de la Inversión

Se hizo el préstamo a una entidad bancaria de $ 5’050,000.00, lo cual será pagado en 36 meses con un interés rebatible del 2.5%. Las cuotas mensuales serán de $ 214,348.46

Relación Pagos e Ingreso bruto

LOGICA CABLEADA

PLC

FUNCIONES MATEMATICAS

FUNCIONES MATEMATICAS

VARIADOR DE FRECUENCIA

PLC

PROGRAMACIÓN DEL PLC

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