APLICACIÓN DE PLC EN MODERNIZACIÓN TECNOLÓGICA PARA UNA MÁQUINA FORMADORA DE VIDRIO

Scientia et Technica Año XIII, No 37, Diciembre de 2007. Universidad Tecnológica de Pereira. ISSN 0122-1701 217

Fecha de Recepción: 06 Septiembre de 2007

Fecha de Aceptación: 23 Octubre de 2007

APLICACIÓN DE PLC EN MODERNIZACIÓN TECNOLÓGICA PARA UNA MÁQUINA

FORMADORA DE VIDRIO

PLC’s application in the technological modernization for a training glass machine

RESUMEN

En la industria del vidrio es costoso y arriesgado para el personal, modificar y

ajustar en la línea de producción y la falla total o parcial de algún sistema o

componente, afecta la continuidad del proceso productivo. El tiempo requerido

para ajustar o reparar una estación de formado en la línea de producción, hace

necesaria una estación de pruebas fuera de ella.

La empresa Cristar S. A. tiene una estación Harford – 28 fuera de la línea de

producción, que sirve para pruebas y ajustes para prevenir posibles fallas o

corregir problemas antes de ser puesta en funcionamiento en la línea de

producción. Esta estación H-28 tiene una técnica de automatización obsoleta,

contando con un tambor de tiempos para el seguimiento de las secuencias y no

posee sistemas de protección al operario.

Este artículo presenta el procedimiento de actualización tecnológica en la

estación de pruebas, cambiando el tambor de tiempos por técnicas de

automatización basada en el PLC y elementos neumáticos.

PALABRAS CLAVES: ajustes, pruebas, seguridad, fallas, PLC.

ABSTRACT

In the glass industry, it is expensive and dangerous for the workers to make

modifications and adjustments in the line of production and the total or partial

fault of some of the systems or components affects the continuity of the

production process. The amount of time that requires the adjustment or

repairment of a forming station in the production line, makes necessary to have a

station of tests outside the line.

The company Cristar S.A. have a station Harford - 28 outside the production

line, that is used for tests and adjustments in order to prevent possible faults or

correct problems before putting in operation in the production line. This H-28

station has an obsolete technique automation, since it counts on a timing drum to

follow the sequences and it does not have security systems against crushing or

blows that might injure the worker.

In this article,it is presented the procedure of updating technology in the station

of tests, changing the technique timing drum by using techniques of automation

based on PLC and pneumatic devises.

KEYWORDS: adjustments, tests, security, faults.

LUÍS CARLOS RÍOS Q

Ingeniero Mecánico, M.Sc.

Profesor Asistente

Universidad Tecnológica de Pereira

lcrios@utp.edu.co

JULIÁN LÓPEZ

Ingeniero Mecánico

Ingeniero de producción

OI CRISTAR S.A.

Julian.Lopez@o-i.com

1. INTRODUCCIÓN

Debido a las continuas paradas de las máquinas

formadoras de vidrio de las líneas de producción de la

empresa CRISTAR S.A., en lo que se refiere a la falla

total o parcial de alguno de los sistemas o componentes

de las 12 estaciones que conforman la máquina afectando

la continuidad del proceso de producción de cristalería y

por la gran cantidad de tiempo perdido por efectuarse la

reparación parcial o total de la estación en la misma línea

de producción, surgió la necesidad de crear un módulo o

una estación de prueba para ver el funcionamiento de los

mecanismos y sistemas de una estación H-28 fuera de la

línea de producción.

El módulo de pruebas para las estaciones H-28 surge de

la necesidad de garantizar el buen funcionamiento y

desempeño de dichas estaciones una vez montadas en

cualquiera de las 3 líneas de producción que utilizan este

sistema de soplado en la empresa OI CRISTAR. Esta

importante tarea ha sido asignada al departamento de

reparación máquinas a un técnico encargado del

ensamble de estas estaciones, quien cuenta con una

amplia experiencia en la reparación de maquinaria para la

empresa PELDAR.

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Cuando se realiza el ensayo de la estación, éste se ve

limitado en cuanto a la posibilidad de operar un solo

mecanismo o sistema, debido a que si se pone en marcha

el tambor de tiempos que regula la operación de la

estación, este operará totalmente los actuadores que la

conforman a su debido tiempo. Así pues, si se desea

comprobar el funcionamiento de uno o varios

mecanismos de manera individual no se podrá realizar ya

que el módulo actuará realizando ciclos completos, hasta

que se detenga el tambor de tiempos.

Por otra parte, si se desean modificar los tiempos de

activación o desactivación de los mecanismos o sistemas

de la estación, la persona especializada en el manejo del

módulo de pruebas, tendrá que gastar más tiempo para

reconfigurar la posición, sobre el tambor de tiempos, de

los tornillos de apertura o cierre del bloque de válvulas

que depende de éste y que finalmente gobiernan los

actuadores del módulo.

Figura 1. Módulo de pruebas con la estación H-28 montada

para pruebas

El objetivo que se busca con este trabajo, es crear un

sistema de automatización y control para la estación de

prueba de las H-28 (figura 1) que sea mas versátil, seguro

y económico de manera tal que se puedan mejorar la

calidad de los ensayos para las estaciones H-28 , se pueda

economizar en labores de mantenimiento del equipo y a

la vez se pueda proteger la integridad de los mecánicos

que operan esta estación de prueba, en busca de un

mejoramiento en la calidad del puesto de trabajo y un

mejoramiento continuo de los equipos y técnicas de la

empresa que le permita obtener mejores índices de

gestión de calidad y un beneficio económico.

2. CONTENIDO

2.1 Planteamiento del problema

Existen básicamente tres tipos de procesos que se llevan

a cabo en las estaciones H-28 durante su desempeño en la

producción de cristalería, el proceso Hot Mold,

Tradicional y Clear Finish. Cada proceso de estos incluye

la operación de todos o algunos de los mecanismos o

sistemas de la estación H-28 y dependiendo del tipo de

proceso que se vaya a realizar se puede requerir que el

tiempo de accionamiento de estos mecanismos o sistemas

sea mayor, menor o en algunos casos nulo.

La manera como se cambian estos tiempos en la

formadora es añadiendo o retirando secciones de

excéntrica de la superficie de un gran tambor sobre el

cual giran 12 estaciones H-28 ya que básicamente lo que

hacen estas porciones de excéntrica es accionar o

interrumpir el accionamiento de un mecanismo o sistema.

Figura 2. Módulo de pruebas para estaciones H-28

Por otro lado, en el módulo de pruebas de las estaciones

H-28 Figura 2, cuando se quiere observar el

comportamiento de la estación, se deben utilizar unos

cilindros neumáticos de simple y doble efecto para que

una vez estos se accionen (salgan o entren) se simule la

acción de lo que hace la excéntrica ubicada en el tambor

principal de la formadora. En pocas palabras, lo que

quiere dar a entender es que una mayor longitud de

excéntrica sobre el tambor, está representada por un

mayor tiempo de accionamiento en uno de los cilindros

del módulo de prueba de la estación.

El flujo de aire comprimido hacia los cilindros

neumáticos se regula por medio de un bloque de válvulas

mecánico, que determina a cual cilindro enviar aire,

gracias a un tambor de tiempos que sobre su periferia

lleva unos tornillos dispuestos a diferentes grados que

conjugados con su velocidad, determinan los intervalos

de tiempo para que se accione el bloque de válvulas y por

lo tanto se reparta el aire a los diferentes cilindros en los

distintos instantes de tiempo, ver la figura 3.

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Figura 3. Tambor de tiempos y bloque de válvulas

El sistema anteriormente descrito es totalmente obsoleto

y fue puesto en el módulo de prueba con el fin de darle

una pronta solución a la necesidad de tener donde

ensayar las estaciones H-28 en el año 2003. Además este

módulo de prueba carece de dispositivos de seguridad

para el personal como paradas de emergencia o sensores

que eviten atrapamiento para así, evitar accidentes como

el ocurrido el 21 de enero de 2005.

2.2 Propuesta de solución

¿Será posible entonces diseñar un sistema basado en un

controlador lógico programable (PLC) para el módulo de

prueba de las H-28 que sea mas actualizado, seguro y

económico de manera tal que se brinde seguridad a los

mecánicos que operan este modulo de prueba,

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