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ING. MECATRÓNICA M 102-6 PROYECTO INEGRADOR

BANDA TRANSPORTADORA/LLENADORA

Mendoza Barrios Saraí Ramírez Tapia Mayra Alejandra Uribe Quevedo Jonathan Enrique

JUSTIFICACIÓN Nuestro principal objetivo, es cubrir necesidades, fabricando máquinas que mejoren algunos procesos, reduzcan costos y automaticen. Creamos máquinas, para realizar alguna tarea específica dentro de algún proceso. La realización de este proyecto conlleva a la interacción de los alumnos para la realización de este tipo de procesos industriales a pequeña escala. Con la elaboración de la banda transportadora/llenadora de botellas, se podrá tomar como una herramienta de práctica para los alumnos ya que este contiene programación con PLC que hoy en día se implementa en casi todos los procesos industriales automatizados. También se debe tomar en cuenta la importancia al utilizar hidráulica en procesos industriales, ya que son frecuentemente implementados. Tomando en cuenta todas estas características anteriores se puede concluir que este proyecto ayudara ampliamente en el aprendizaje.

OBJETIVO GENERAL Diseñar una banda transportadora que realice el llenado de botellas, haciendo uso de motores, bombas de agua y la programación en el PLC.

OBJETIVO ESPECIFICO Conocer Realizar

las características y las funciones programaciones en el PLC que

de las bombas de agua y ayuden al funcionamiento de

sus usos. la banda.

PROBLEMÁTICA A RESOLVER Con la implementación de este sistema de llenado automatizado tipo banda transportadora, podemos ahorrar personal ya que este sistema puede ser operado por solo 1 operario, que supervise que no ocurra una falla en el sistema o inspeccionando que las botellas cumplan con las características que el proceso requiera. Es decir, podemos solucionar la necesidad de mucho personal y además la falla a la hora de llenado.

ALCANSES Y LIMITACIONES El prototipo es una representación a escala de lo que es un sistema de llenado automatizado tipo banda transportadora, en el cual se muestran el funcionamiento de un motor de c.c y la aplicación de diseño aplicado. Cabe mencionar que el proyecto puede ser sometido a modificaciones.

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INTRODUCCIÓN Una cinta transportadora es un sistema de transporte continuo formado básicamente por una banda continua que se mueve entre dos tambores. Existen bandas transportadoras para uso ligero y uso pesado. La banda es arrastrada por fricción por uno delos tambores, que a su vez es accionado por un motor. El otro tambor suele girar libre, sin ningún tipo de accionamiento, y su función es servir de retorno a la banda. La banda es soportada por rodillos entre los dos tambores. Debido al movimiento de la banda el material depositado sobre la banda es transportado hacia el tambor de accionamiento donde la banda gira y da la vuelta en sentido contrario. En esta zona el material depositado sobre la banda es vertido fuera de la misma debido a la acción de la gravedad. Las cintas transportadoras se usan principalmente para transportar materiales granulados, agrícolas e industriales, tales como cereales, carbón, minerales, etcétera, aunque también se pueden usar para transportar personas en recintos cerrados (por ejemplo, en grandes hospitales y ciudades sanitarias). A menudo para cargar o descargar buques cargueros o camiones. Para transportar material por terreno inclinado se usan unas secciones llamadas cintas elevadoras. Existe una amplia variedad de cintas transportadoras, 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 la carga, y transportadores de rodillos, que usan una serie de rodillos móviles para transportar cajas o palés. Las cintas transportadoras se usan como componentes en la distribución y almacenaje automatizados. Combinados con equipos informatizados de manejo de palés, permiten una distribución minorista, mayorista y manufacturera más eficiente, permitiendo ahorrar mano de obra y transportar rápidamente grandes volúmenes en los procesos, lo que ahorra costes a las empresas que envía o reciben grandes cantidades, reduciendo además el espacio de almacenaje necesario.

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MARCO TEORICO BANDA TRANSPORTADORA Una cinta transportadora es un sistema de transporte continuo formado por una banda continua que se mueve entre dos tambores. La banda es arrastrada por la fricción de sus tambores, que a la vez este es accionado por su motor. Esta fricción es la resultante de la aplicación de una tensión a la banda transportadora, habitualmente mediante un mecanismo tensor por husillo o tornillo tensor. El otro tambor suele girar libre, sin ningún tipo de accionamiento, y su función es servir de retorno a la banda. La banda es soportada por rodillos entre los dos tambores. Denominados rodillos de soporte. Debido al movimiento de la banda el material depositado sobre la banda es transportado hacia el tambor de accionamiento donde la banda gira y da la vuelta en sentido contrario. En esta zona el material depositado sobre la banda es vertido fuera de la misma debido a la acción de la gravedad y/o de la inercia.Las cintas transportadoras se usan principalmente para transportar materiales granulados, agrícolas e industriales, tales como cereales, carbón, minerales, etcétera, aunque también se pueden usar para transportar personas en recintos cerrados (por ejemplo, en grandes hospitales y ciudades sanitarias). A menudo para cargar o descargar buques cargueros o camiones. Para transportar material por terreno inclinado se usan unas secciones llamadas cintas elevadoras. Existe una amplia variedad de cintas transportadoras, 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 la carga, y transportadores de rodillos, que usan una serie de rodillos móviles para transportar cajas o palés. Las cintas transportadoras ligeras, se usan como componentes en las cadenas de montaje, como extracción en procesos de fabricación, como enlacé y fundamentalmente como ayuda en el transporte de cargas. Asimismo son utilizadas en distribución y almacenaje automatizados. Combinados con equipos informatizados de manejo de palés (normalmente transportados por caminos de rodillos), permiten una distribución minorista, mayorista y manufacturera más eficiente, permitiendo ahorrar mano de obra y transportar rápidamente grandes volúmenes en los procesos, lo que ahorra costes a las empresas que envía o reciben grandes cantidades, reduciendo además el espacio de almacenaje necesario.

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Energía Eléctrica: La energía eléctrica que se ocupa en la maqueta es la que se ocupa en el funcionamiento de la cinta transportadora es para darle la potencia al motor y este moverá las poleas y estas a su vez moverá la correa, y se detallará a continuación la aplicación de la física, La batería que es ocupada transmite corriente eléctrica. ¿Qué es corriente eléctrica? Es el movimiento ordenado de cargas eléctricas en un medio conductor. En ausencia de campo eléctrico, los portadores de carga (partículas materiales cargadas) existentes en un conductor efectúan movimientos desordenados, pero si se establece un campo eléctrico, se superpone a este movimiento caótico una componente de velocidad media no nula en la dirección del campo que constituye la corriente. Las magnitudes características de la corriente son su intensidad, I, o número de cargas que atraviesan por unidad de tiempo una sección del conductor, y la densidad de corriente, j, o carga que atraviesa por unidad de tiempo la unidad de superficie normal a su dirección en cada punto. El establecimiento de una corriente eléctrica requiere el de un campo eléctrico en el conductor y, por tanto, de una diferencia de potencial entre sus extremos; los dispositivos diseñados con este fin son los generadores, que transforman la energía del tipo que sea en energía eléctrica. Esto será lo que le dará funcionamiento al motor y que este lo convertirá en ENERGIA MECANICA.

Energía Mecánica Energía que debe suministrarse para realizar trabajo; el trabajo se define como el producto de la fuerza por la distancia que recorre un objeto en la dirección de la fuerza. Cuando se ejerce una fuerza sobre un objeto pero la fuerza no hace que el objeto se mueva, no se realiza trabajo. La energía y el trabajo se expresan en las mismas unidades, como por ejemplo julios. Si se realiza trabajo para elevar un objeto a una altura superior, se almacena energía en forma de energía potencial gravitatoria. Existen muchas otras formas de energía: energía potencial eléctrica y magnética, energía cinética, energía acumulada en muelles estirados, gases comprimidos o enlaces moleculares, energía térmica e incluso la propia masa. En todas las transformaciones entre un tipo de energía y otro se conserva la energía total. Por ejemplo, si se ejerce trabajo sobre una pelota de goma para levantarla, se aumenta su energía potencial gravitatoria. Si se deja caer la pelota, esta energía potencial gravitatoria se convierte en energía cinética. Cuando la pelota choca contra el suelo, se deforma y se produce fricción entre las moléculas de su material. Esta fricción se transforma en calor o energía térmica. Energía Cinética Energía que un objeto posee debido a su movimiento. La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto según la ecuación E = ½mv2 donde m es la masa del objeto y v2 la velocidad del mismo elevada al cuadrado. El valor de E también puede derivarse de la ecuación

E = (ma)d

donde a es la aceleración de la masa m y d es la distancia a lo largo de la cual se acelera. Las relaciones entre la energía cinética y la energía potencial, y entre los conceptos de fuerza, distancia, aceleración y energía, pueden ilustrarse elevando un objeto y dejándolo caer.

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Cuando el objeto se levanta desde una superficie se le aplica una fuerza vertical. Al actuar esa fuerza a lo largo de una distancia, se transfiere energía al objeto. La energía asociada a un objeto situado a determinada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética. Energía Potencial Energía almacenada que posee un sistema como resultado de las posiciones relativas de sus componentes. Por ejemplo, si se mantiene una pelota a una cierta distancia del suelo, el sistema formado por la pelota y la Tierra tiene una determinada energía potencial; si se eleva más la pelota, la energía potencial del sistema aumenta. Otros ejemplos de sistemas con energía potencial son una cinta elástica estirada o dos imanes que se mantienen apretados de forma que se toquen los polos iguales. Para proporcionar energía potencial a un sistema es necesario realizar un trabajo. Se requiere esfuerzo para levantar una pelota del suelo, estirar una cinta elástica o juntar dos imanes por sus polos iguales. De hecho, la cantidad de energía potencial que posee un sistema es igual al trabajo realizado sobre el sistema para situarlo en cierta configuración. La energía potencial también puede transformarse en otras formas de energía. Por ejemplo, cuando se suelta una pelota situada a una cierta altura, la energía potencial se transforma en energía cinética. La energía potencial se manifiesta de diferentes formas. Por ejemplo, los objetos eléctricamente cargados tienen energía potencial como resultado de su posición en un campo eléctrico. Un explosivo tiene energía potencial química que se transforma en calor, luz y energía cinética al ser detonado. Los núcleos de los átomos tienen una energía potencial que se transforma en otras formas de energía en las centrales nucleares Trabajo Mecánico: Es el producto de una fuerza aplicada sobre un cuerpo y del desplazamiento del cuerpo en la dirección de esta fuerza. Mientras se realiza trabajo sobre el cuerpo, se produce una transferencia de energía al mismo, por lo que puede decirse que el trabajo es energía en movimiento. Las unidades de trabajo son las mismas que las de energía. Cuando se levanta un objeto desde el suelo hasta la superficie de una mesa, por ejemplo en la aplicación experimental el trabajo mecánico se ve reflejado en la acción que origina el motor al mover las poleas, el cual este trasformó la energía otorgada de la batería (energía eléctrica) en energía mecánica. La unidad de trabajo en el Sistema Internacional de Unidades es el julio, que se define como el trabajo realizado por una fuerza de 1 newton a lo largo de un metro. El trabajo realizado por unidad de tiempo se conoce como potencia. La potencia correspondiente a un julio por segundo es un vatio. Polea Dispositivo mecánico de tracción o elevación, formado por una rueda (también denominada roldana) montada en un eje, con una cuerda que rodea la circunferencia de la rueda. Tanto la polea como la rueda y el eje pueden considerarse máquinas simples que constituyen casos especiales de la palanca. Una polea fija no proporciona ninguna ventaja mecánica, es decir, ninguna ganancia en la transmisión de la fuerza: sólo cambia la dirección o el sentido de la fuerza aplicada a través de la cuerda. Sin embargo, con un sistema de poleas móviles (también llamado polipasto) sí es posible obtener una ventaja o ganancia mecánica, que matemáticamente se define como el cociente entre la fuerza de salida (carga) y la fuerza de entrada (esfuerzo). En el caso ideal la ganancia mecánica es igual al número de segmentos de cuerda que sostienen la carga que se quiere mover, excluido el segmento sobre el que se aplica la fuerza de entrada. El rozamiento reduce la ganancia mecánica real, y suele limitar a cuatro el número total de poleas.

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BOMBA HIDRÁULICA Una bomba hidráulica es una máquina generadora que transforma la energía (generalmente energía mecánica) con la que es accionada en energía del fluido incompresible que mueve. El fluido incompresible puede ser líquido o una mezcla de líquidos y sólidos como puede ser el hormigón antes de fraguar o la pasta de papel. Al incrementar la energía del fluido, se aumenta su presión, su velocidad o su altura, todas ellas relacionadas según el principio de Bernoulli. En general, una bomba se utiliza para incrementar la presión de un líquido añadiendo energía al sistema hidráulico, para mover el fluido de una zona de menor presión o altitud a otra de mayor presión o altitud. Existe una ambigüedad en la utilización del término bomba, ya que generalmente es utilizado para referirse a las máquinas de fluido que transfieren energía, o bombean fluidos incompresibles, y por lo tanto no alteran la densidad de su fluido de trabajo, a diferencia de otras máquinas como lo son los compresores, cuyo campo de aplicación es la neumática y no la hidráulica. Pero también es común encontrar el término bomba para referirse a máquinas que bombean otro tipo de fluidos, así como lo son las bombas de vacío o las bombas de aire.

PLC Un controlador lógico programable, más conocido por sus siglas en inglés PLC (programmable logic controller), es una computadora utilizada

en

la ingeniería

automática o

automatización

industrial,

para

automatizar

procesos electromecánicos, tales como el control de la maquinaria de la fábrica en líneas de montaje o atracciones mecánicas. Los PLC son utilizados en muchas industrias y máquinas. A diferencia de las computadoras de propósito general, el PLC está diseñado para múltiples señales de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto. Los programas para el control de funcionamiento de la máquina se suelen almacenar en baterías copia de seguridad o en memorias no volátiles. Un PLC es un ejemplo de un sistema

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de tiempo real «duro», donde los resultados de salida deben ser producidos en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado, de lo contrario no producirá el resultado deseado.

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DESARROLLO

PROGRAMACION

Para llevar a cabo la programacion de la banda trasnportadora, se desarrollo, la programacion en el software FESTO. Primero se asignaron las salidas , entradas y memorias que utilizariamos Se definio como:

ENTRADAS ARRANQUE GRAL : I0.1 SENSOR 1 : I0.3 SENSOR 2 :I0.4 PARO GRAL :I0.2

SALIDAS MOTOR BANDA : O0.2 MOTOR BOMBA :O0.3 LED INDICADOR :O0.4

MEMORIAS M1 asegurara la botella en el inicio M2: asegurar el funcionamiento de la bomba B2: paro

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SE ESTABLECIORON LA CONDICIONES EN LAS CUALES TRABAJARIAMOS

La salida O0.2, establecida para activar el motor de la banda, necesita de las condiciones activadas de arranque general y Sensor 1 para que a su vez esta se active (SET).

Para desactivar el motor de banda (RESET) y activar el motor de bomba (SET), se condiciono que el sensor 2 y la banda del motor estén activadas, realizando un solo pulso ya que el motor de banda se desactivara inmediatamente.

Con el sensor 2 y el motor de bomba activados, se procederá a contar un tiempo determinado con un ‘Timer’ On-Dealy.

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Con el tiempo transcurrido, el sensor 2 y el motor de bomba activados, se desactivara (RESET) el motor de bomba y se activara (SET) un led indicador.

Para desactivar (RESET) el led indicador, las condiciones son: led activado, sensor 2 activado, memoria 2 desactivado, y arranque desactivado, siendo estos dos manejados como contactos cerrados. La activación (SET) de la memoria 1 es el motor de banda, sensor 1 y arranque activados.

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En esta línea se activa (SET) la memoria 2, pero se activa solo si, la memoria 1 está activa y el motor de banda, sensor 2 y la bomba de motor están desactivadas.

Se desactivan (RESET) la memoria 1 y la memoria 2 si, se encuentran activados la memoria 1, memoria 2 y el sensor 1.

Un contador incrementara (I) con cada activación que reciba el led indicador.

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Se estableció el número de botellas a contar con una función de conteo, esta se tiene que ‘energizar’ con las condiciones asignadas y se le asigna una bobina de incremento y decremento.

Se estableció el paro de emergencia en esta línea, con una función de reset para todos los elementos.

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CONCLUSIONES Este proyecto tiene variadas utilidades entre las cuales podemos mencionar Industria: en el transporte de los productos elaborados, que pasan por distintas fases como el envasado, rotulación y control de calidad. Al construir bandas de transporte se hace mucho más fácil el transporte de objetos pesados y/o peligrosos. Con la implementación de este sistema se busca la mejora en cuanto a la formación didáctica de los alumnos, ya que es esencial contar con una formación académica que cumpla con los altos estándares y demandas que hoy en día se implementan en las empresas que cuentan con procesos automáticos. Esta experiencia nos ayudó a recordar y adquirir conocimientos, y poderlos llevar a la práctica de manera ingeniosa, dinámica y entretenida.

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BIBLIOGRAFÍA http://recursostic.educacion.es/observatorio/web/gl/component/content/article/502-monografico-lenguajes-deprogramacion?start=2 https://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_hidr%C3%A1ulica https://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_hidr%C3%A1ulica#Seg.C3.BAn_el_principio_de_funcionamiento

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