AUTOMATIZACION DE MAQUINAS PARA TRITURAR PRODUCTOS

1. INTRODUCCION

La automatización como una disciplina de la ingeniería que es más amplia que un mero sistema de control, abarca la instrumentación industrial, que incluye los sensores, los transmisores de campo, los sistemas de control y supervisión, los sistemas de transmisión y recolección de datos y las aplicaciones de software en tiempo real para supervisar, controlar las operaciones de plantas o procesos industriales.

En este caso aplicaremos los conocimientos de automatización para obtener beneficios en el campo de la industria para producir productos que se obtienen a base de mezclas de diferentes materiales.

1.1 SITUACION ACTUAL

En la actualidad existen diferentes campos (minería, industrias de diferentes tipos, medicina, especialmente para alimentos etc. En los cuales se ve la necesidad de hacer una mezcla de productos, para lo cual se la hacía con molinos, maquinas de bajo rendimiento o manualmente. Lo cual trae como consecuencia pérdida de tiempo en la producción y por ende perdida de dinero, además de atentar sobre la seguridad de los operadores de estas maquinas.

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Por lo planteado anteriormente se puede decir que para poder mejorar en muchos aspectos la producción de cualquier industria o fábrica y tener mayores beneficios en el campo comercial podemos tomar en cuenta las grandes ventajas que trae consigo la automatización industrial. La automatización de las maquinas de este tipo de procesos trae muchas ventajas, por ejemplo el gozar de un sistema eficaz el cual nos permite realizar el proceso de manera segura, mayor producción en menor tiempo lo cual es de mucho beneficio económico para cualquier fabrica o industria donde se realicen productos con este tipo de proceso.

3. DETERMINACION DE OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GENERAL

Automatizar una serie de maquinas para obtener un proceso eficaz de triturado y mezclado de diferentes materiales para obtener un producto final.

3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

DESCRIPCIÓN LITERAL DEL PROCESO A AUTOMATIZAR

GRAFCET NIVEL I y II

DIAGRAMA EN BASE A F.F-S.R

DIAGRAMA ESCALERA

CODIFICACION DE ENTRADAS Y SALIDAS

DIAGRAMA DE POTENCIA

DIAGRAMA DE CONEXIÓN DEL PLC

CAPITULO I

1. MARCO TEORICO

INTRODUCCION

Las maquinas trituradoras mezcladoras nos permiten realizar como su nombre lo indica triturado y mezclado de diferentes materiales para obtener un producto final.

Existen diferentes tipos de trituradoras las cuales según su robustez y diseño se las utiliza para realizar este trabajo, lo cual es de gran beneficio para las industrias o fabricas.

Una trituradora, chancadora o chancador, es una máquina que procesa un material de forma que produce dicho material con trozos de un tamaño menor al tamaño original. Chancadora es un dispositivo diseñado para disminuir el tamaño de los objetos mediante el uso de la fuerza, para romper y reducir el objeto en una serie de piezas de volumen más pequeñas o compactas.

Si se trata de una máquina agrícola, tritura, machaca y prensa las hierbas, plantas y ramas que se recogen en el campo. También se puede emplear para extraer alguna sustancia de los frutos o productos agrícolas, rompiendo y prensándolos.

Si se trata de una máquina empleada para la minería, la construcción o para el proceso industrial, puede procesar rocas u otras materias sólidas.

Las chancadoras se emplean especialmente en la construcción o minería, para romper rocas y reducirlas a un tamaño más pequeño.

Algunas de las trituradoras estacionarias son:

-Trituradora de mandíbula o chancadora general.

-Trituradora de cono.

-Trituradora de cono resorte.

-Trituradora o chancadora de cono hidráulica.

-Trituradora de impacto o chancadora de tipo europeo.

-Trituradora de impacto hidráulica.

-Trituradora de impacto de eje vertical.

-Trituradora de impacto de eje vertical con cámara profunda.

-Trituradora o chancadora primaria de impacto.

-Trituradora desbrozadora.

Ambiente de funcionamiento

Los sistemas con dispensadores para selección de productos y mezcla de los mismos son de gran utilidad en la elaboración de productos en los cuales se debe realizar la mezcla de diferentes materiales para obtener un producto final. Por ejemplo en fabricas de alimentos balanceados para animales, barras energéticas, medicamentos, etc.

Automatización

Cuando un proceso de automatización se realiza sin la intervención humana decimos que se trata de un proceso automatizado. La automatización permite la eliminación “total” o parcial de la intervención del hombre. Los automatismos son dispositivos para realizar tareas sin la intervención humana. Algunas maquinas coma las lavadoras tienen programadores y las ordenes que proporcionan se llaman programas.

¿Qué es un sistema automatizado? 

La automatización es un sistema donde se trasfieren tareas de producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnológicos.

Un sistema automatizado consta de dos partes principales:

·        Parte operativa

·        Parte de mando

La Parte Operativa es la parte que actúa directamente sobre la máquina. Son los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice la operación deseada. Los elementos que forman la parte operativa son los accionado res de las máquinas como motores, cilindros, compresores y los captadores como fotodiodos, finales de carrera.

Para realizar la automatización

Autómatas programables

  Un autómata programable industrial (API) o Programable logic controller (PLC), es un equipo electrónico, programable en lenguaje no informático, diseñado para controlar en tiempo real y en ambiente de tipo industrial, procesos secuenciales.

Un PLC trabaja en base a la información recibida por los captadores y el     programa lógico interno, actuando sobre el accionado res de la instalación

  Genéricamente, un Controlador Lógico Programable, es un dispositivo que puede ser programado para cumplir determinadas tareas de control en sistema automáticos.

Sensores

Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, movimiento, etc.

En nuestro caso se utilizan sensores de posición y sensores de nivel

Temporizadores

Un temporizador o minutero es un dispositivo, con frecuencia programable, que permite medir el tiempo.

En el proyecto se ve la necesidad de tener conocimientos sobre el funcionamiento y uso de estos aparatos ya que son de suma importancia para el automatizado de procesos.

Para obtener un automatizado eficaz se utiliza diferentes métodos de programación lo cual permite garantizar el buen funcionamiento de nuestros programas cualquiera sea el lenguaje que se utilice.(grafcet nivel I y II diagrama en base flip - flop, diagrama escalera, )además de diagramas de potencia y conexión del PLC lo cual facilita a tener un fácil manejo y entendimiento de las conexiones.

1. CONTACTOR

Un contactor es un componente electromecánico que tiene por objetivo establecer o interrumpir el paso de corriente, ya sea en el circuito de potencia o en el circuito de mando, tan pronto se energice la bobina (en el caso de ser contactores instantáneos). Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación, con la posibilidad de ser accionado a distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada". En los esquemas eléctricos, su simbología se establece con las letras KM seguidas de un número de orden.

2. CONTADORES

Al igual que los temporizadores vamos a disponer de una serie de contadores que nos permitirán efectúa contajes, tanto hacia adelante como hacia atrás.

Disponemos de 128 contadores, los cuales podemos direccionar como: C 0 a C 128 CTU= Contador hacia delante CTD= Contador hacia detrás CTUD= Contador hacia delante y hacia detrás.

CAPITULO II

2. INGENIERIA DEL PROYECTO

INTRODUCCION

Diseñar un plan de automatización estratégico para las maquinas que consta de las siguientes partes:

2.1 DESCRIPCION LITERAL DEL SISTEMA A AUTOMATIZAR

2.2 GRAFCET NIVEL I y II

2.3 DIAGRAMA EN BASE A F.F-S.R

2.4 DIAGRAMA ESCALERA

2.5 CODIFICACION DE ENTRADAS Y SALIDAS

2.6 DIAGRAMA DE POTENCIA

2.7 DIAGRAMA DE CONEXIÓN DEL PLC

2.1 DESCRIPCION LITERAL DEL SISTEMA A AUTOMATIZAR

El proceso a automatizar es una estación trituradora –mezcladora. Está constituida por una primera parte, en la que una serie de dispensadores nos permiten escogiendo unidades de dispensadores de producto nos permiten, escogiendo unidades de dispensadores diferentes, realizar la mezcla deseada.

Una vez las cantidades de materia prima están seleccionadas, se trituran todas juntas para obtener el producto final (mezcla deseada) . Finalmente el producto se envía a la estación siguiente.

Tenemos tres tipos de dispensadores en los que se puede poner los productos, situados sobre una base circular, para escoger unidades de producto de un dispensador, debemos situar el correspondiente dispensador en la posición apropiada. Las unidades de producto o pastillas son empujadas una a una al recipiente donde se realizara la mezcla. La base circular puede girar accionada por un motor asíncrono y cuenta con sensores de fin de carrera que nos permite localizar los dispensadores para detenerlos en la posición correcta.

El producto final a obtener viene determinado por una tabla, en laque se especifican, para cada tipo de producto básico (identificado por el número del dispensador). Las unidades o pastillas que debemos mezclar.

Funcionamiento

Se cuenta con un tablero de control en el que tenemos las diferentes botoneras con las que podemos controlar el proceso a automatizar.

Existen tres tipos de botoneras para la selección de producto (botonera 1-dispensador 1, botonera2- dispensador, botonera 3-dispensador 3).

Por ejemplo presionando la botonera 1 accionamos al motor 1 el cual permite la rotación de los dispensadores entonces cuando el sensor 1 detecta al dispensador 1, este apaga al motor 1 para posicionar de manera correcta el dispensador, entonces otro sensor detecta el nivel de productos en el dispensador, si todo esta correcto acciona el pistón electro neumático que está gobernado por un contador que después de realizar el conteo adecuado hace que el proceso vuelva a la etapa de inicio.

Pero si el sensor de nivel de los dispensadores detecta falta de producto, este activa una luz roja para indicar dicho problema el cual debe ser solucionado manualmente, entonces se presiona una botonera para regresar al estado inicial y apagar la luz roja.

El proceso es idéntico para todos los dispensadores (el giro de los dispensadores se produce con el motor 1) una vez se obtenga los productos deseados se puede presionar una botonera Bo para arrancar el motor de la trituradora-mezcladora el cual esta temporizado para luego detenerse automáticamente (motor 2) y a su vez se abre una válvula para vaciar la mezcla de productos. El proceso puede detenerse en cualquier momento por cualquier razón que trate de atentar con el buen funcionamiento del proceso, gracias a una botonera de parada.

SIMBOLO DESCRIPCION CODIG

OENTRADAS  

Bo botonera arranque motor2   I0.0Bpl botonera parada luz roja   I0.1B1 botonera de arranque 1   I0.2B2 botonera de arranque 2   I0.3B3 botonera de arranque 3   I0.4Sp1 sensor de posición dispensador 1   I0.5Sp2 sensor de posición dispensador 2   I0.6Sp3 sensor de posición dispensador 3   I0.7Sn1 sensor de nivel dispensadores   I1.0Sn sensor de nivel trituradora   I1.1Bp botonera parada   I1.2

ESTADOS DESCRIPCION CODIG

OINTERNOS  

Eo Reposo   M0.0E1 motor 1 on   M0.1E2 motor 1 off   M0.2E3 pistón electro neumático activado   M0.3E4 espera   M0.4E5 luz roja encendida   M0.5E6 motor 1 on   M0.6E7 motor 1 off   M0.7E8 pistón electro neumático activado   M1.0E9 espera   M1.1E10 luz roja encendida   M1.2E11 motor 1 on   M1.3E12 motor 1 off   M1.4E13 pistón electro neumático activado   M1.5E14 espera   M1.6E15 luz roja encendida   M1.7E16 motor 2 on   M2.0E17 válvula on-motor2 off   M2.1

TEMPORIZADOR

DESCRIPCION CODIGO

   T1 temporizador 1   T37

CONTADORESDESCRIPCION CODIG

O   C1 contador 1   C1C2 contador 2   C2

C3 contador 3   C3

SALIDAS DESCRIPCION CODIG

OREALES  K1 motor 1 on   Q0.0V válvula on -motor2 off   Q0.1Lr luz roja encendida   Q0.2P.E.N pistón electro neumático activado   Q0.3k2 motor 2 on   Q0.4

CONCLUSIONES

El proyecto se llevo a cabo satisfactoriamente, por lo tanto se realizo los objetivos generales y específicos.

Se ha logrado desarrollar un proyecto de automatización que consta de la programación del PLC. El programa del PLC ha sido desarrollado utilizando el Grafcet, diagrama escalera, logigrama en base FF - SR. Se ha desarrollado el programa utilizando los comandos set -reset,

Esta programación puede ser mejorada dependiendo del criterio de cada persona y los conocimientos que se tenga sobre los diferentes lenguajes de programación para modificar algún factor que no se haya tomado en cuenta además de poder incrementar de manera sencilla el número de dispensadores para procesos que requieran un número< mayor de materiales a triturar y mezclar.

RECOMENDACIONES.

Se recomienda fundamentalmente, obtener un poco mas de bibliografía, practicas de manipuleo de los PLCs para poder entender, más en profundidad el funcionamiento de los mismos.

Realizar los pasos de programación muy cuidadosamente, para no tener errores de funcionamiento.