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Eduardo Calderón Herrera Joseph Polo Jorge Pérez

Profesor: ing. Juan Carlos Villamizar

Proyecto final autómatas programables.

Estación: Empacadora de Galletas. 1. Explicación del proceso 2. Diagramas de conexión 3. Hardware empleado en el proceso y asignación de variables en el PLC 4. Red de Petri 5. Código Ladder en PLC Siemens 6. Integración PLC con HMI.

1. Explicación del proceso Básicamente el proceso se encarga de recibir las galletas de un proceso previo de selección e introducirlas en el empaque, donde cada empaque de galletas debe tener 3 galletas y una vez se encuentren en el empaque el proceso debe sellar ese empaque distribuirlo mediante una banda como un producto terminado y comenzar el proceso nuevamente hasta que el operario decida parar el proceso o dejen de entrar galletas al sistema. Para lograr las operaciones anteriores comenzamos instalando el plástico en el tubo molde para los empaques. Se realiza un sellado vertical para dar forma de empaque al plástico, esto se realiza mediante la activación de una resistencia la cual se forzar a entrar en contacto con el plástico mediante un actuador o cilindro neumático de simple efecto, la resistencia se deja activada durante un tiempo predeterminado suficiente para calentar el plástico y asegurar que este quede pegado o sellado. Ahora debemos jalar el plástico para realizar un sellado horizontal, se comienza subiendo la resistencia de sellado horizontal mediante un cilindro de doble efecto. Una vez se encuentre en la posición superior se procede a forzar a entrar en contacto la resistencia horizontal, en este paso la resistencia horizontal solo se emplea como dispositivo de prensado y mediante el actuador neumático de doble efecto se jala la bolsa pero ahora enviado la señal neumática para activarlo hacia abajo, durante este proceso el cilindro de prensado horizontal se encuentra activo. Una vez la bolsa se encuentre abajo, se activa la resistencia horizontal pero esta vez se deja actuar un tiempo superior que la resistencia vertical, el propósito de esto es asegurar el sellado horizontal y también que se produzca suficiente calor de tal forma que el plástico se corte. En esta parte del proceso se deben ingresar las tres galletas en la bolsa y una vez el sensor las registre se procede a repetir el proceso y el motor de la banda de producto terminado entra en acción para llevarlo a una sección de acopio. Los actuadores neumáticos se activan mediante electroválvulas y tienen sensores magnéticos para determinar su posición actual. A continuación se muestran unas fotos tomadas de la guía del laboratorio de la UPB.

Figura 1. Fotos montaje empacadora

Los elementos neumáticos se encuentran alimentados por un compresor de piston marca Ingersoll Rand de 135 PSI y la presión de dispositivos neumáticos es ajustada mediante una válvula reguladora de presión a 100 PSI.

2. Diagramas de conexión.

 

Circuito neumático

Prensado Horizontal

Prensado Vertical

Cilindro de Bajada y Subida



Conexiones PLC

Lista de entradas y Salidas Anexado en la parte inferior





Circuito eléctrico

3. Hardware empleado en el proceso y asignación de variables en el PLC Por logistica de la práctica no se emplearon los pulsadores para arrancar y parar el proceso si no los sensores inductivos, debido a que se encontraban en otro cuarto. TIPO SEÑAL

ELEMENTO

NOMENCLATURA

FUNCION

SEÑAL

Resistencia calentamiento 1

R1

Sellado vertical

A0.5

Resistencia calentamiento 2

R2

Sellado horizontal

A0.4

Prensado Vertical (CILINDRO 1) Cilindro neumático

Electroválvula 1 Electroválvula 3/2 vías AirTAC 3V210-06-NC

EV1

para activación de cilindro SALIDAS DIGITALES

EV2

para activación de cilindro

A0.1

EV3

Cilindro Arriba (CILINDRO 3) Cilindro neumático doble efecto Airtac MI 16x125

A0.2

EV4

Cilindro Abajo (CILINDRO 3) Cilindro neumático doble efecto Airtac MI 16x125

A0.3

para activación de cilindro Electroválvula 4 Electroválvula 5/3 vías AirTAC 4V130C-06

Prensado Horizontal (CILINDRO 2) Cilindro neumático AirTAC SAL-20x75-S

Electroválvula 3 Electroválvula 5/3 vías AirTAC 4V130C-06

A0.0

AirTAC MSD-20x20-S

Electroválvula 2 Electroválvula 3/2 vías AirTAC 3V210-06-NC

Simple efecto

para activación de cilindro Motor 2

M2

Salida de empaque

A0.7

Sensor magnético 1

SM1

CILINDRO 1 AFUERA (EV1)

E0.0

Sensor magnético 3

SM3

CILINDRO 3 ARRIBA (EV3)

E0.2

Sensor magnético 4

SM4

CILINDRO 3 MEDIO

E0.3

Sensor magnético 5

SM5

CILINDRO 3 ABAJO (EV4)

E0.4

Sensor magnético 6

SM6

CILINDRO 2 ADENTRO (EV2)

E0.5

Sensor magnético 7

SM7

CILINDRO 2 AFUERA (EV2)

E0.6

Sensor magnético 8

SM8

CILINDRO 6 AFUERA (EV22)

E0.7

Sensor magnético 9

SM9

CILINDRO 5 AFUERA (EV11)

E1.3

Sensor magnético 10

SM10

CILINDRO 4 AFUERA (EV33)

E1.2

Sensor barrera 2

SR2

ESD Parado emergencia

E1.4

SR3

START Arrancar proceso

E1.6

ENTRADAS DIGITALES

Sensor barrera 3 Sensor Inductivo Autonics PR12-4DP

ENTRADAS ANALOGICAS

Sensor barrera 4

SR4

RTD 1 RTD 2 RTD 1

RTD1 RTD Pt-100

RTD2 RTD Pt-100

Counter Sensor para registrar conteo de las 3 galletas SELLADO VERTICAL SELLADO HORIZONTAL SELLADO VERTICAL

E1.7

IW294

IW296

4. Red de Petri E 1.4 1

A0.0 ; A0.5

T1 A0.2 E0.2

A0.2;A0.1;A0.4 T2

A0.3; A0.1 E0.4 M1 ( MOTOR INGRESO GALLETAS) Z1 ( CONTADOR GALLETAS)

A0.2 E 0.2

A0.2;A0.1;A0.4 T3 A0.7 ( MOTOR BANDA PROD. FINAL)

3. Diagrama Ladder Para el presente laboratorio se empleo un PLC S7-300 y el software STEP7 MICROWIN La lógica de la programación se realizo mediante memorias que se activan con los sensores y estas finalmente activan las bobinas en este caso los actuadores y resistencias y una vez pasa el proceso estas mismas memorias se encargar de contar el contacto de esas bobinas para continuar con el proceso. Para integrar el plc con los comandos del HMI fue necesario introducir otras memorias para las activaciones de las bobinas, básicamente estas se introducen en paralelo con el hardware del proceso.

4. Integración con el HMI, Se empleó el software WinCC de siemens para diseñar la interface, comandos y enlace al PLC. Para el presente reporte se adjuntan pantallazos del programa. Pantallazo 1. Es el panel de presentación el cual permite ingresar a la operación de la empacadora mediante la hmi.

Pantallazo 2. En esta pantalla poder arrancar la empacadora, pararla, ver cuantas empaques se han realizado, ingresar al panel de mantenimiento y condiciones iniciales de las variables.

Pantallazo 3. Continuamos en el panel de operación podemos observar que cuando arrancamos el proceso se enciende la luz del indicador visual para que el operador tenga presente que esta en funcionamiento

Pantallazo 4. Esta pantalla ingresamos al panel de mantenimiento en el cual podemos activar las bobinas o actuadores del proceso para verificar que estan funcionando ok y a su vez podemos ingresar a las condiciones iniciales del proceso.

Pantallazo 5 y 6. Estas pantallas continuamos en el panel de mantenimiento pero podemos evidenciar que al verificar que los actuadores funcionen se enciendan los testigos, en este caso se verifico prensado vertical y horizontal respectivamente. Los actuadores se mantienen activos solamente mientras se mantenga pulsado los botones

Pantallazo 7. En esta pantalla ingresamos al panel de las condiciones iniciales en la cual podemos setear el proceso a sus condiciones iniciales y también ver la posición de los actuadores mediante la animación de unos cilindros.