Informe Accionamientos Eléctricos

PROYECTO FINAL ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS [pic 1]

FÁBRICA DE TABLEROS TIPO AGLOMERADO

Laura Ordoñez Cardona  Cod. 2081907

Victor Hugo Rodriguez Chinchia  Cod. 2101124

Juan Felipe Cáceres  Cod. 2093303

Josepth Thomas Páez  Cod. 2090281

Ferney Manrique Lizarazo  Cod. 2073649

Profesor:

Julio Augusto Gélvez Figueredo

 Ingeniero Electricista

Universidad Industrial de Santander

Facultad de Ingenierías Físico-Mecánicas

Escuela de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Telecomunicaciones 

Bucaramanga

 2016

Tabla de contenido

1.        INTRODUCCIÓN        1

2.        OBJETIVOS        2

3.        DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO        3

3.1 Información general del proceso        3

3.2 Proceso paso a paso        4

4.        ENTRADAS Y SALIDAS DEL PROCESO        6

4.1 Entradas        6

4.2 Salidas        7

4.3 Diagrama GRAFCET        8

5.        FUNCIONES UTILIZADAS        9

5.1 Bloques funcionales        9

5.2 Bloques simples        9

6.        CONCLUSIONES        10

1. INTRODUCCIÓN

La automatización ha sido eje fundamental del desarrollo industrial que se ha presentado en el mundo en los últimos años permitiendo obtener una mayor eficiencia y rendimiento en los procesos, reduciendo tiempos y pérdidas en la fabricación y buscando una mayor rentabilidad con estándares de calidad mucho más altos. El uso de accionamientos eléctricos y PLC´S en el diseño de sistemas de control que permita el manejo de los procesos industriales de forma más sencilla, marcan la tendencia en la actualidad encontrando líneas de producción donde no se requiere de recurso humano para el proceso. Como parte del ejercicio académico desarrollado en la materia Accionamientos Eléctricos, en este informe se presentan los resultados del diseño de automatización del proceso de fabricación de tableros tipo aglomerado, que mediante un controlador lógico programable (Referencia TWDLCAE40DRF), efectuará el proceso de control necesario para la fabricación de los diferentes pedidos según cantidad y tamaño. Para llevar a cabo este proceso, se han empleado los lenguajes LADDER y GRAFCET de la herramienta de programación TWIDO y configuración de controladores programables de la gama de SCHNEIDER ELECTRIC.

1. OBJETIVOS

Objetivo general:

Diseñar un control basado en el controlador lógico programable de referencia TWDLCAE40DRF, para una línea de producción de tableros aglomerados, que sea ajustable a distintas combinaciones de pedido, según sea el tamaño y cantidad ofrecidos por el fabricante.

Objetivos específicos:

• Identificar todas y cada una de las entradas como fotodetectores, finales de carrera o pulsadores y salidas como motores o electroválvulas; dentro del proceso de producción.

• Definir las distintas etapas del proceso, para facilitar la selección del tipo y herramientas de programación a usar.

• Programar en lenguaje GRAFCET y LADDER el control de la línea de producción de madera aglomerada e identificar las similitudes y diferencias entre estos lenguajes de programación.

• Construir una maqueta donde se pueda apreciar por completo el proceso, sus entradas representadas por pulsadores, sus salidas representadas por LED y ubicación en el proceso.

1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

3.1 Información general del proceso

El proceso tomado para este ejercicio académico es una línea de producción de láminas de madera aglomerada, que inicia con los troncos, los cuales pasan por una fase de triturado, secado, mezclado con pegamento y el material resultante pasa por una estación de prensado en caliente que seca la lámina. Cada uno de los pasos del proceso es temporizado y este tiempo depende a su vez de las entradas (cantidad y tamaño) que el operario haya ingresado. El control diseñado presenta tres tipos de tamaños en tres distintas cantidades a pedir, estas posibilidades de tamaño y cantidad pueden ser combinadas, dando como resultado nueve tipos de pedido.

Este proceso fue diseñado para almacenar un máximo de dos pedidos sin importar el tamaño y la cantidad de estos, debido a que la capacidad de almacenaje de la materia prima es igual a la necesaria para el pedido de mayor cantidad y de tableros más grandes. Comenzará la etapa de fabricación una vez el o los pedidos sean ingresados y se arranque por parte del usuario.

Los pedidos pueden ser en paquetes de 10, 20 y 50 unidades en tamaños pequeño, mediano o grande (Tabla 1). El registro se debe realizar pulsando el tamaño, luego la cantidad correspondiente y confirmando el pedido, en dado caso que el usuario se equivoque y pulse una cantidad o tamaño erróneos sin confirmar podrá inmediatamente pulsar el correcto, ya que el programa solo registrara la solicitud inmediatamente anterior a la confirmación. El proceso podrá ser arrancado después de registrado el primer pedido con éxito, en dado caso que se ingresen más de dos pedidos, por más de que sean confirmados, solo quedaran registrados en la memoria los dos primeros que se realizaron.

Tabla 1: Tabla

En cualquier parte o etapa, el proceso puede ser parado por parte del operario por medio de una parada de emergencia, sucedido esto, por precaución los registros de pedido se borran para evitar un arranque a mitad de proceso, ya que si es pulsado el botón de parada el material mezclado con pegamento se convierte en desecho.

3.2 Proceso paso a paso

1.         Inicia el programa con Run/Stop.  
2.         Se registran un máximo de dos pedidos, confirmando cada uno.
3.         Se presiona arranque para permitir que el material ingrese por medio de una puerta de entrada (Entrada M1) y sea transportado por una banda inclinada, para iniciar la fase de triturado (Trituradora M2).
4.         Una vez llenada la tolva con el material triturado, el FD1 detecta y energiza una electroválvula 1 (EV1) durante un tiempo asignado según el tipo de pedido, esto con el propósito de que la tolva no supere su capacidad de almacenamiento y se asegure suficiente cantidad de materia prima para cumplir con la combinación de pedido más grande.  
5.         Después el material pasa a una cámara sellada por una puerta de seguridad (M3) donde es secado mediante un bloque de resistencias (Secadora R), el secado dura un tiempo determinado según la cantidad de material ingresado.  
6.         Después del secado, la electroválvula 2 (EV2) permite el paso del material secado a una tolva mezcladora (M7) donde se le agrega la cola proveniente del contenedor de cola, a través de una electroválvula 3 (EV3).
7.         Una vez se cumple el tiempo de mezclado, el producto es expulsado por la electroválvula 4 (EV4) la cual se acciona el tiempo necesario para dejar pasar el material para la fabricación de una unidad según el tamaño solicitado.
8.         La mezcla cae directamente a un molde transportado por una banda transportadora (M4) pasando posteriormente por un par de rodillos de prensado en caliente (M5). Una vez finalizado el prensado, el tablero aglomerado es depositado en un contenedor de almacenamiento el cual tiene un final de carrera (FDC) que permite controlar la llegada de cada unidad.
9.         Cuando se activa el final de carrera (FDC), se reinicia la electroválvula 4 (EV4) para dejar salir la mezcla necesaria para la siguiente unidad. Este ciclo se repite de acuerdo a la cantidad de tableros solicitada por el operario.
10. Cuando se complete la cantidad de tableros pedida, el proceso retornará al estado inicial, esperando el ingreso de un nuevo pedido.

Representación gráfica del proceso:

[pic 2]

Figura 2: Diagrama del proceso

1. ENTRADAS Y SALIDAS DEL PROCESO

4.1 Entradas

Tabla 2: Entradas del proceso

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