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127
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR Decanato de Estudios Profesionales Coordinación de Ingeniería Electrónica Propuesta para automatización de Máquina de Inyección de Plástico para Plásticos Omega 2020 C.A. Por Daniel Martín Espinosa Pérez Sartenejas, Febrero 2009.

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  • UNIVERSIDAD SIMN BOLVAR Decanato de Estudios Profesionales

    Coordinacin de Ingeniera Electrnica

    Propuesta para automatizacin de Mquina de Inyeccin

    de Plstico para Plsticos Omega 2020 C.A.

    Por Daniel Martn Espinosa Prez

    Sartenejas, Febrero 2009.

  • UNIVERSIDAD SIMN BOLVAR Decanato de Estudios Profesionales

    Coordinacin de Ingeniera Electrnica

    Propuesta para automatizacin de Mquina de Inyeccin

    de Plstico para Plsticos Omega 2020 C.A.

    Por Daniel Martn Espinosa Prez

    Realizado con la Asesora de Profesora Mnica Parada

    INFORME FINAL DE CURSOS DE COOPERACIN TCNICA Y DESARROLLO SOCIAL

    Presentado ante la Ilustre Universidad Simn Bolvar como requisito parcial para optar al ttulo de Ingeniero Electrnico.

    Sartenejas, Febrero 2009.

  • UNIVERSIDAD SIMN BOLVAR Decanato de Estudios Profesionales

    Coordinacin de Ingeniera Electrnica

    Propuesta para automatizacin de Mquina de Inyeccin

    de Plstico para Plsticos Omega 2020 C.A.

    Proyecto de Grado presentado por Daniel Martn Espinosa Prez

    Realizado con la asesora de la Profesora Mnica Parada

    RESUME# Hoy en da la automatizacin es un tema que debe ser considerado por cualquier empresa industrial para su propia mejora y superacin. Con la tecnologa tan cambiante que existe actualmente, es fcil para cualquier empresa quedarse rezagada en este tema, lo que conlleva a consecuencias como una productividad menor a la de los competidores, entre otras. El sistema de instrumentacin y control de las mquinas de inyeccin de plstico ha sufrido ciertos cambios durante los ltimos aos. Anteriormente, estos sistemas eran controlados por rels y contactores, o por tarjetas lgicas electrnicas. Actualmente, los sistemas de instrumentacin y control de todas las mquinas de inyeccin de plstico son manejados por PLCs. En este proyecto se llev a cabo una propuesta para realizar la automatizacin de una mquina de inyeccin de plstico del ao 1978. La automatizacin se realizar mediante un PLC, por lo que la mayor parte del proyecto consiste en la programacin del mismo. Asimismo, mediante este proyecto se pretende realizar un estudio econmico para que la empresa evale la viabilidad y factibilidad de la implementacin de la automatizacin.

    PALABRAS CLAVES: Automatizacin, PLC, mquina de inyeccin de plstico, moldeo por inyeccin.

    Aprobado con mencin:_______ Postulado para el premio:_______

    Sartenejas, Febrero 2009.

  • iv

    #DICE GE#ERAL

    #DICE DE TABLAS Y FIGURAS ....................................................................................... vi

    LISTA DE SMBOLOS Y ABREVIATURAS ....................................................................... x

    1 I#TRODUCCI# ................................................................................................................. 1

    2 OBJETIVOS DEL PROYECTO .......................................................................................... 4

    3 FU#DAME#TOS TERICOS ............................................................................................ 6

    3.1 Mquina de inyeccin de plstico ..................................................................................... 6 3.1.1 Historia ....................................................................................................................... 6 3.1.2 Moldeo por inyeccin ................................................................................................ 6 3.1.3 Partes de una mquina de inyeccin de plstico ........................................................ 7 3.1.4 Variables de las mquinas para el proceso de inyeccin de plstico ....................... 10 3.1.5 Ciclo de la mquina de inyeccin de plstico .......................................................... 11 3.1.6 Definicin de componentes elctricos de la mquina .............................................. 12

    3.2 Automatizacin Industrial ............................................................................................... 14 3.3 Controlador Lgico Programable (PLC) ........................................................................ 14

    4 MTODOS, PROCEDIMIE#TOS, MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS ...... 16

    4.1 Software utilizado para la programacin del PLC .......................................................... 16 4.1.1 CX-Programmer ....................................................................................................... 16

    4.1.1.1 Funciones importantes del programa ................................................................ 17 4.1.2 CX-Simulator ............................................................................................................... 23 4.2 Evaluacin de fallas en las mquinas ............................................................................. 24 4.3 Ventajas de la automatizacin ........................................................................................ 27

    5 DESARROLLO DE LA AUTOMATIZACI# ............................................................... 30

    5.1 Descripcin del sistema de instrumentacin y control de la mquina de inyeccin de plstico que se quiere automatizar ........................................................................................ 30

    5.1.1 Tipos de tarjetas lgicas BBC .................................................................................. 30 5.1.2 Distribucin de las tarjetas lgicas BBC en el sistema de instrumentacion y control .......................................................................................................................................... 36 5.1.3 Componentes elctricos de la mquina .................................................................... 39

    5.2 Descripcin del programa realizado ............................................................................... 46 5.3 Caractersticas del programa para PLC........................................................................... 67

    6 RESULTADOS OBTE#IDOS ............................................................................................ 73

    6.1 Simulacin mediante CX-Simulator ............................................................................... 73 6.2 Estudio econmico .......................................................................................................... 75 6.3 Cronograma tentativo para implementacin del PLC en la mquina de inyeccin de plstico .................................................................................................................................. 80

    7 CO#CLUSIO#ES Y RECOME#DACIO#ES ................................................................. 82

    8 REFERE#CIAS BIBLIOGRFICAS ............................................................................... 84

  • v

    A#EXO A PROGRAMA PARA PLC - MQUI#A DE I#YECCI# DE PLSTICO

    .................................................................................................................................................. 85

  • vi

    #DICE DE TABLAS Y FIGURAS

    Figura 1.1 Piso 1 de la Planta ................................................................................................ 2

    Figura 1.2 Piso 2 de la Planta ................................................................................................ 2

    Figura 2.1 Mquina de inyeccin de plstico que se quiere automatizar ......................... 5

    Figura 3.1 Tolva de mquina de inyeccin de plstico ....................................................... 8

    Figura 3.2 Can .................................................................................................................... 8

    Figura 3.3 Parte superior de husillo ..................................................................................... 8

    Figura 3.4 Diseo genrico unidad de inyeccin ................................................................. 9

    Figura 3.5 Unidad de cierre .................................................................................................. 9

    Figura 3.6 Molde mquina que se quiere automatizar ..................................................... 10

    Figura 3.7 Molde para fabricar un clip ............................................................................. 10

    Figura 3.8 Electrovlvula .................................................................................................... 12

    Figura 3.9 Finales de carrera .............................................................................................. 13

    Figura 3.10 Controlador de Temperatura ......................................................................... 13

    Figura 3.11 Contador Demag ............................................................................................. 14

    Figura 3.12 PLC utilizado en una de las mquinas de la empresa .................................. 15

    Figura 4.1 PLC Omron CS1G ............................................................................................. 17

    Figura 4.2 Contacto #A ....................................................................................................... 17

    Figura 4.3 Contacto #C ....................................................................................................... 17

    Figura 4.4 OUT-Salida ........................................................................................................ 18

    Figura 4.5 - Funcin KEEP .................................................................................................... 18

    Figura 4.6 Funcin TIM ...................................................................................................... 18

    Figura 4.7 Funcin C#T ..................................................................................................... 19

    Figura 4.8 Funcin C#R ..................................................................................................... 19

    Figura 4.9 Funcin MOV .................................................................................................... 20

    Figura 4.10 Funcin CMP ................................................................................................... 20

    Figura 4.11 Funcin ++B ..................................................................................................... 20

    Figura 4.12 Funcin Resta .................................................................................................. 21

    Figura 4.13 Funcin CLC ................................................................................................... 21

    Figura 4.14 Funcin Divisin .............................................................................................. 22

    Figura 4.15 Funcin Suma .................................................................................................. 22

  • vii

    Figura 5.1 Tarjeta R411 ...................................................................................................... 31

    Figura 5.2 Tarjeta R412 ...................................................................................................... 32

    Figura 5.3 Tarjeta R414 ....................................................................................................... 32

    Figura 5.4 Tarjeta R421 ...................................................................................................... 33

    Figura 5.5 Tarjeta R436 ...................................................................................................... 34

    Figura 5.6 Tarjeta R511 ...................................................................................................... 34

    Figura 5.7 Tarjeta R522 ...................................................................................................... 35

    Figura 5.8 Tarjetas BBC y parte trasera de panel de operaciones ................................. 38

    Figura 5.9 Panel de operaciones ......................................................................................... 41

    Figura 5.10 Panel de operador ............................................................................................ 42

    Figura 5.11 Finales de carrera Lado Molde ...................................................................... 43

    Figura 5.12 Finales de carrera Lado Carga ...................................................................... 43

    Figura 5.13 Panel de operaciones de mquina a automatizar ......................................... 46

    Figura 5.14 Diagrama ciclo de la mquina ........................................................................ 48

    Figura 5.15 Termocuplas en husillo de la mquina .......................................................... 61

    Figura 5.16 Pantalla 1 Display ............................................................................................ 63

    Figura 5.17 Pantalla 2 Display ............................................................................................ 63

    Figura 5.18 Pantalla 3 Display ............................................................................................ 63

    Figura 5.19 Pantalla 4 Display ............................................................................................ 64

    Figura 5.20 Pantalla 5 Display ............................................................................................ 64

    Figura 5.21 Pantalla 6 Display ............................................................................................ 64

    Figura 5.22 Pantalla 7 Display ............................................................................................ 64

    Figura 5.23 Pantalla 8 Display ............................................................................................ 65

    Figura 5.24 Pantalla 9 Display ............................................................................................ 65

    Figura 5.25 Pantalla 10 Display .......................................................................................... 65

    Figura 5.26 Pantalla 11 Display .......................................................................................... 65

    Figura 5.27 Pantalla 12 Display .......................................................................................... 66

    Figura 5.28 Pantalla 13 Display .......................................................................................... 66

    Figura 5.29 Display Omron #T11S .................................................................................... 66

    Figura 6.1 Simulacin en CX-Simulator ............................................................................ 74

    Figura 6.2 - PLC Fatek FBs-60MATU .................................................................................. 77

  • viii

    Figura 6.3 Display Hitech .................................................................................................... 77

    Figura 6.4 - Mdulo expansin salidas PLC Fatek .............................................................. 77

    Figura 6.5 Tarjeta Comunicacin ...................................................................................... 77

    Figura 6.6 Mdulo Entrada Termocupla PLC Fatek ....................................................... 77

    Figura 6.7 - PLC Siemens S7-300 .......................................................................................... 79

    Figura 6.8 Display Siemens OP77B .................................................................................... 79

    Figura 6.9 Mdulo entradas digitales PLC Siemens ......................................................... 79

    Figura 6.10 Cronograma tentativo para implementacin de PLC .................................. 81

    Tabla 4.1 Resta BCD ........................................................................................................... 21

    Tabla 4.2 Divisin BCD ....................................................................................................... 22

    Tabla 4.3 Suma BCD ........................................................................................................... 23

    Tabla 4.4 - Datos de la mquina #20 ordenada por frecuencia de fallas ........................... 24

    Tabla 4.5 - Datos de la mquina #21 ordenada por frecuencia de fallas ........................... 25

    Tabla 4.6. Datos de la mquina #20 y #21 ordenada por frecuencia de fallas .................. 26

    Tabla 5.1 Lgica R411 ......................................................................................................... 30

    Tabla 5.2 Lgica R412 ......................................................................................................... 31

    Tabla 5.3 Lgica R414 ......................................................................................................... 32

    Tabla 5.4 Distribucin de tarjetas lgicas en la mquina ................................................ 38

    Tabla 5.5 Electrovlvulas .................................................................................................... 39

    Tabla 5.6 Switches Panel de operaciones ........................................................................... 40

    Tabla 5.8 Sensores Lado Molde ........................................................................................... 42

    Tabla 5.9 Sensores Lado Carga ........................................................................................... 43

    Tabla 5.10 Otro sensores ..................................................................................................... 44

    Tabla 5.11 Controladores de Temperatura ........................................................................ 44

    Tabla 5.12 Potencimetros .................................................................................................. 45

    Tabla 5.13 Contadores ......................................................................................................... 45

    Tabla 5.14 Entradas PLC .................................................................................................... 69

    Tabla 5.15 Salidas PLC ....................................................................................................... 70

    Tabla 5.16 Marcas PLC ....................................................................................................... 71

    Tabla 5.17 Timers PLC ....................................................................................................... 72

    Tabla 5.18 Contadores PLC ................................................................................................ 72

  • ix

    Tabla 5.19 Botones Display ................................................................................................. 72

    Tabla 6.1 Presupuesto PLC Fatek ....................................................................................... 76

    Tabla 6.2 Presupuesto PLC Siemens ................................................................................... 78

  • x

    LISTA DE SMBOLOS Y ABREVIATURAS

    - 2ZY1: Nombre de cilindro de cierre.

    - 3ZY1 y 3ZY2: Nombres de cilindros de desplazamiento.

    - C: Grados centgrados.

    - ++B: Funcin de Incremento BCD en el CX-Programmer.

    - /B, /BL: Funcin de Divisin BCD en CX-Programmer.

    - -B, -BL, -BC, -BCL: Funcin de Resta BCD en el CX-Programmer.

    - AND: (Y) Funcin lgica

    - A.I.S. Automatismo Industrial, C.A.: Empresa venezolana de automatismo y PLCs.

    - BBC: Brown, Boveri & Cie.

    - BCD: (Binary-coded decimal) Cdigo binario decimal.

    - Bs.: Bolvares

    - C.A.: Compaa annima.

    - CLC: (Clear carriage) Funcin de Borrar acarreo en el CX-Programmer.

    - CMP: (Compare) Funcin de Comparar en el CX-Programmer.

    - CNR: (Counter reset) Funcin de Reinicio de Temporizador/Contador en el CX-

    Programmer.

    - CNT: (Counter) Funcin de Contador en el CX-Programmer.

    - Cp1, Cp2: (Comparision data) Datos de comparacin.

    - CS1G/CJ1G: Nombres de PLC Omron.

    - CX-Programmer V6.0: software de programacin para las series de PLC de Omron.

    Versin 6.0.

    - CX-Simulator: software para simulacin de programas hechos en CX-Programmer.

    - CY: Acarreo.

  • xi

    - D: (Destination ) Destino

    - Dd: (Dividend word) Palabra dividendo.

    - Dr: (Divisor Word) Palabra divisor.

    - F1, F2, F3, F4: Botn de Display.

    - FBD: (Function Block Diagram) Diagrama de Bloques de Funciones.

    - FBs-xxxxxx: Nombre de productos marca Fatek,

    - HistZx: Margen de error Temperatura zona x.

    - Husillo: es un tipo de tornillo utilizado para transformar movimientos giratorios en

    movimientos lineales, sobresaliendo en ellos caractersticas de rigidez, precisin, larga

    vida de utilizacin y gran rendimiento.

    - KEEP: Funcin de Rel de enclavamiento en el CX-Programmer.

    - Lenguaje Ladder: Lenguaje o diagrama escalera.

    - LSV Controles C.A.: Empresa venezolana de automatismo y PLCs.

    - M0, M1, M2, M1aux, M4, MI, MR1, MR2, MRE, MHEM, offz1, offz2, offz3, offz4:

    Marcas o auxiliares en el programa desarrollado.

    - MH1, MH2, MH3: Zonas de husillo.

    - Mi: (Minuend Word) Palabra minuendo.

    - mm.: milmetros.

    - mseg.: milisegundos.

    - MOV: Funcin de mover en el CX-Programmer.

    - N1: (First number in range) Primer nmero en rango.

    - N2: (Last number in range) Ultimo nmero en rango.

    - NA: Normalmente Abierto.

    - NAND: (Not AND) Negacin de AND.

    - NC: Normalmente Cerrado.

  • xii

    - NT11S: Nombre de Display marca Omron.

    - OP77B: Nombre de Display marca Siemens.

    - OUT: Salida

    - PLC: (Programmable Logic Controller) Controlador Lgico Programable.

    - PWS6300S: Display marca Hitech.

    - R: (Result Word) Palabra Resultado.

    - Rxxx: Nombre de Tarjetas lgicas BBC

    - S: (Source) Fuente

    - SM321 32DI: Nombre de mdulo de 32 entradas digitales para PLC Siemens.

    - SM322 32DO: Nombre de mdulo de 32 salidas digitales para PLC Siemens.

    - SM322 16DO: Nombre de mdulo de 16 salidas digitales para PLC Siemens.

    - SM331 8AI: Nombre de mdulo de 8 entradas analgicas para PLC Siemens.

    - SPZx: (Set Point Zx) Punto de referencia zona x.

    - Su: (Subtrahend Word) Palabra sustraendo.

    - SV: (Set Value) Valor de referencia.

    - T0001-T0011: Direcciones usadas para Timers.

    - TIM: (Timer) Temporizador.

    - V: Voltios.

    - VDC: Voltios Corriente Directa.

    - Wd: (Word) Palabra.

    - xbx xbxx: Indica el nombre de un sensor o un switch (Ejm: 2b1, 2b10).

    - xsx xsxx: Indica el nombre de una electrovlvula (Ejm: 2s1, 2s10).

    - xhx xhxx: Indica el nombre de un bombillo (Ejm: 2h1, 2h10).

  • 1 I#TRODUCCI#

    Plsticos Omega 2020 C.A. es una empresa con ms de 30 aos en la industria del plstico

    en Venezuela. Fundada en el ao 1971, esta empresa se dedica actualmente a la produccin de

    envases y tapas para alimentos. Algunos de los clientes de Plsticos Omega 2020 incluyen a

    compaas como Kraft y La Estancia.

    La mayor parte de la maquinaria de la empresa consiste en mquinas de inyeccin de

    plstico. Asimismo, la empresa posee mquinas para imprimir los envases y tapas producidos

    con los logotipos de sus clientes, as como tambin mquinas troqueladoras que se encargan

    de la introduccin de la lmina en las tapas producidas.

    En la Planta de Plsticos Omega 2020 C.A. se realizan bsicamente 5 procesos de

    produccin:

    - Mezclado de Polipropileno.

    - Inyeccin.

    - Insercin de Liner.

    - Impresin.

    - Almacenaje y despacho.

    La planta de la empresa consta de dos pisos. A continuacin se presenta un plano de

    ambos pisos de la planta:

  • 2

    Figura 1.1 Piso 1 de la Planta

    Figura 1.2 Piso 2 de la Planta

    La empresa posee en total 23 mquinas de inyeccin de plstico. stas se encuentran

    ubicadas en el primer piso de la planta, organizadas en 2 filas y enumeradas del 1 al 23. Estas

    mquinas son de distintos aos. Las ms viejas son del ao 1970, mientras que las ms nuevas

    son del ao 1992. Dos de estas mquinas de inyeccin de plstico son de la compaa Engel,

    mientras que las restantes 21 de la compaa Demag.

  • 3

    Las mquinas de inyeccin de plstico se clasifican segn su fuerza de cierre, la cual es

    expresada en toneladas. En la planta tenemos los siguientes tipos de mquinas de inyeccin de

    plstico:

    - 60 Toneladas: 8 mquinas.

    - 80 Toneladas: 6 mquinas.

    - 100 Toneladas: 5 mquinas.

    - 120 Toneladas: 1 mquina.

    - 150 Toneladas: 1 mquina.

    - 175 Toneladas: 1 mquina.

    - 200 Toneladas: 1 mquina.

    Las mquinas de inyeccin de plstico ms nuevas de la empresa se diferencian

    notablemente de las ms viejas, sobre todo en sus sistemas de control e instrumentacin, ya

    que su funcionamiento mecnico es bastante similar. El sistema de control e instrumentacin

    de las mquinas ms viejas se basa en un mecanismo elctrico sencillo controlado por rels y

    contactores, y en algunos casos est basado en una serie de tarjetas electrnicas. El sistema de

    las mquinas ms nuevas es totalmente controlado por PLCs.

    La mayora de las mquinas trabajan con alguno de los 2 sistemas de control e

    instrumentacin viejos. Esto representa un problema para la empresa, ya que estos se

    encuentran obsoletos. Actualmente, todas las mquinas de inyeccin de plstico modernas

    utilizan PLCs para controlar su sistema de control e instrumentacin.

  • 2 OBJETIVOS DEL PROYECTO

    El objetivo de este proyecto es realizar una propuesta para automatizar una de las

    mquinas de inyeccin de plstico que posee el sistema de instrumentacin y control obsoleto

    (Mquina #20). Esta automatizacin va a consistir de la incorporacin de un PLC para

    controlar el sistema de instrumentacin y control de la mquina, por lo que gran parte de este

    proyecto radica en de la programacin de un PLC para realizar esta tarea. Asimismo, la

    propuesta debe incluir un estudio econmico donde se evalen diferentes presupuestos para la

    implementacin del proyecto.

    Esta automatizacin es necesaria para la empresa principalmente debido a las

    consecuencias que trae la obsolescencia del sistema de instrumentacin y control de esta

    mquina. Una de las principales consecuencias son las fallas continuas en el sistema, por lo

    que la produccin disminuye notablemente, adems del costo que implica el tiempo en que la

    mquina est parada. Asimismo, y tambin debido a la obsolescencia de la mquina, algunos

    componentes de este sistema son difciles de conseguir, lo que hace cada vez ms difcil

    continuar trabajando con este sistema de control e instrumentacin. Tambin debemos agregar

    el costo de las horas/hombre que implica la reparacin de la mquina.

    Esta propuesta le servir a la directiva de la empresa para evaluar las posibilidades de

    realizar esta automatizacin en un corto o mediano plazo.

    Especficamente, la propuesta del proyecto es para automatizar una mquina de inyeccin

    de plstico marca Demag, de 80 Toneladas y del ao 1978. Hay que sealar que existe en la

    empresa otra mquina de caractersticas prcticamente idnticas, solo diferenciadas en el ao

    en que fueron hechas (la otra mquina es del ao 1980), por lo que el proyecto servir tambin

    para una futura automatizacin de esta mquina.

    Asimismo, existen otras mquinas con caractersticas parecidas a la mquina sobre la que

    se basar la propuesta a realizar, por lo que otro objetivo del proyecto es otorgar una propuesta

  • 5

    que sirva como antecedente y base para realizar automatizaciones a otras mquinas de la

    empresa.

    Figura 2.1 Mquina de inyeccin de plstico que se quiere automatizar

  • 3 FU#DAME#TOS TERICOS

    3.1 Mquina de inyeccin de plstico

    3.1.1 Historia

    Las primeras mquinas de inyeccin datan del ao 1872. Sin embargo, los avances ms

    notorios en las mquinas de inyeccin de plstico fueron desarrollados en 1951, cuando fue

    realizada la primera mquina con un husillo. A partir de entonces, se han desarrollado avances

    enfocados en la eficiencia, softwares de control y robots para extraccin y recoleccin de

    piezas, entre otros.

    El sistema de control e instrumentacin de las mquinas tambin ha evolucionado en los

    ltimos aos. A mediados del siglo pasado, cuando se experimentaron los cambios ms

    notorios en las mquinas, los sistemas de instrumentacin y control funcionaban a travs de

    rels y contactores. Posteriormente, estos sistemas se sustituyeron por tarjetas lgicas

    electrnicas, las cuales controlaban la mayor parte del funcionamiento elctrico de la mquina.

    Luego de la invencin y popularizacin de los PLCs, los sistemas de control e instrumentacin

    de la mayora de las mquinas industriales fueron sustituidos por estos, incluidas las mquinas

    de inyeccin de plstico. Algunas compaas que fabrican mquinas de inyeccin de plstico

    tardaron ms que otras en utilizar los PLCs, aunque eventualmente todas lo hicieron. Demag

    comenz a utilizar PLCs a mediados de 1980, es por esto que la mquina sobre la que se

    realiz el proyecto no es controlada por un PLC.

    3.1.2 Moldeo por inyeccin

    El principal proceso para realizar la transformacin del plstico es el moldeo por

    inyeccin. La industria del plstico ha tenido un crecimiento importante en los ltimos aos a

    nivel mundial, principalmente debido a este proceso.

  • 7

    Una de las ventajas del moldeo por inyeccin es que es poco contaminante, ya que no

    perjudica el ambiente de forma directa, solo con bajos niveles de ruido. Asimismo, otra de las

    ventajas consiste en la versatilidad y complejidad de piezas que pueden fabricarse mediante

    este proceso, simplemente con cambiar la forma del molde se pueden obtener de diferentes

    maneras. Adems, es importante destacar la rapidez de fabricacin, altos niveles de

    produccin, bajos costos y variedad de colores, entre otros.

    Las mquinas de inyeccin de plstico producen los envases a travs del moldeo por

    inyeccin. Este proceso consiste en inyectar un polmero (para este caso siempre nos

    referiremos a polipropileno ya que es el utilizado) en estado fundido en un molde a travs de

    un orificio pequeo. El molde debe encontrarse a presin y fro, para de esta manera enfriar el

    polipropileno y solidificarlo, dando as forma a la pieza final.

    3.1.3 Partes de una mquina de inyeccin de plstico

    Una mquina de inyeccin de plstico se divide en 3 partes importantes. stas sern

    descritas brevemente a continuacin:

    Unidad de inyeccin: en esta unidad se mezcla y funde el polipropileno para ser

    inyectado a travs del husillo hacia la unidad de molde.

    Esta unidad puede subdividirse en varias partes, muchas de estas pueden ser

    opcionales y otras no, dependiendo del diseo de la mquina. A continuacin

    describiremos las partes principales que posee la mquina en la cual se trabaj:

    o Tolva: es donde se inserta el polipropileno inicialmente para ser procesado. El

    polipropileno debe ser introducido manualmente por un operador.

  • 8

    Figura 3.1 Tolva de mquina de inyeccin de plstico

    o Can: es la unidad que contiene el husillo en su parte interior.

    o Husillo: tambin denominado tornillo, es la unidad que se encarga de cargar el

    polipropileno, mezclarlo, plastificarlo, fundirlo y transportarlo hacia el molde.

    El husillo est dividido en 3 zonas: MH1, MH2, MH3.

    Figura 3.2 Can Figura 3.3 Parte posterior de husillo

    o Controladores de Temperatura y Termocuplas: se encargan de mantener el

    can y el husillo en una temperatura adecuada para realizar el proceso de

    fusin del material.

  • 9

    Figura 3.4 Diseo genrico unidad de inyeccin

    Unidad de cierre: esta unidad es la que se encarga de ejercer la presin para que el

    polipropileno sea enfriado correctamente en el molde. Consiste de una prensa formada

    por 2 placas portamoldes, una mvil y otra fija. Si la presin de cierre es insuficiente,

    el polipropileno se escapara por la unin del molde, haciendo que este se abra y no

    pueda ser enfriado y moldeado correctamente. Asimismo, se encarga de cerrar y abrir

    el molde.

    Figura 3.5 Unidad de cierre

    Molde: es la parte ms importante de la mquina de inyeccin de plstico. En esta

    unidad es donde se enfra a presin el polipropileno fundido que es inyectado a travs

    del husillo, para as dar forma a la pieza final, la cual es determinada por el molde. Si

    se quiere producir una forma particular para una pieza, el molde debe ser ajustado

    acordemente para esto.

  • 10

    Figura 3.6 Molde mquina Figura 3.7 Molde para fabricar un clip que se quiere automatizar

    Para el funcionamiento de las 3 unidades es necesaria tambin la utilizacin de

    electrovlvulas y sensores en cada una de ellas. Del mismo modo, la mquina posee paneles

    de control para el control de la misma. Todo esto ser explicado con ms detalle en el prximo

    captulo.

    3.1.4 Variables de las mquinas para el proceso de inyeccin de plstico

    Para las Mquinas de Inyeccin de Plstico existen 6 variables de las que depende

    bsicamente la produccin:

    - Tiempo de Enfriamiento: es el tiempo que necesita la mquina para enfriar el material

    (polipropileno) antes de darle forma al plstico.

    - Carrera de Inyeccin: es la distancia que se recorre para inyectar el material al molde.

    A mayor distancia, ms polipropileno se puede inyectar.

    - Fuerza de Cierre: es la presin que ejerce la Unidad de Cierre para enfriar el material.

    Generalmente se mide en toneladas.

    - Temperatura de Molde: es la temperatura necesaria en el molde cuando se cierra la

    Unidad de Cierre para enfriar el polipropileno ya fundido.

  • 11

    - Temperatura de Can: es la temperatura necesaria en el can de la mquina para

    fundir el polipropileno.

    - Carrera de plastificacin o tiempo de carga: consiste en la distancia que realiza el

    husillo de la mquina para recargarse con polipropileno nuevamente.

    3.1.5 Ciclo de la mquina de inyeccin de plstico

    El ciclo de la mquina puede dividirse bsicamente en 6 pasos, los cuales describiremos a

    continuacin:

    1) Se inicia el ciclo, el molde vaco se cierra y el polipropileno fundido se encuentra en el

    husillo. El molde se cierra en 3 pasos: primero con alta velocidad y baja presin; luego

    se disminuye la velocidad y se mantiene la presin; y por ltimo se aplica la presin

    necesaria para alcanzar la fuerza de cierre requerida.

    2) Se inyecta el polipropileno en el molde. Esto se realiza mediante el husillo, el cual

    acta como un pistn, inyectando as a travs de una boquilla el polipropileno en el

    molde.

    3) La presin del molde se mantiene constante. El husillo se mantiene adelante realizando

    la presin de mantenimiento o sostenimiento, la cual se mantiene hasta que la pieza

    comienza a solidificarse. El polipropileno se enfra dentro del molde dando forma a la

    pieza final.

    4) Mientras el molde permanece cerrado, el husillo rota hacia atrs para cargar material

    (polipropileno). El material es plastificado.

    5) La pieza termina de enfriarse dentro del molde. El tiempo de enfriamiento es el que

    ms tarda durante el proceso, por lo que es el ms caro del mismo. La presin del

    molde se elimina y ste se abre. Se expulsa la pieza final fuera de la cavidad del molde.

  • 12

    6) La unidad de cierre se encarga de cerrar el molde y vuelve a iniciarse el ciclo.

    El tiempo de este ciclo puede variar dependiendo de la mquina. En la mquina que se va a

    trabajar, este ciclo dura aproximadamente 6 segundos.

    3.1.6 Definicin de componentes elctricos de la mquina

    Electrovlvulas: estas vlvulas se utilizan cuando la seal proviene de un temporizador

    elctrico, un final de carrera elctrico, presostatos o mandos electrnicos. Una

    electrovlvula tiene dos partes fundamentales: el solenoide y la vlvula. El solenoide o

    bobina de la electrovlvula se encarga de convertir la energa elctrica en energa

    mecnica para que la vlvula acte.

    Figura 3.8 Electrovlvula

    Sensores: son dispositivos capaces de transformar variables de instrumentacin

    (magnitudes fsicas o qumicas) en magnitudes elctricas.

    Finales de carrera: tambin llamados sensores de contacto o interruptores de lmite, son

    sensores situados al final de un dispositivo mvil con el objetivo de producir una seal

    que pueda modificar el estado de un circuito con mayor precisin.

    Pueden contener internamente interruptores normalmente abiertos (NA),

    normalmente cerrados (NC) o conmutadores. La mayora de los sensores utilizados en

    la mquina de inyeccin de plstico son de este tipo.

  • 13

    Figura 3.9 Finales de carrera

    Switches: son dispositivos utilizados para desviar o interrumpir el paso de corriente

    elctrica en un determinado circuito.

    Controladores de temperatura: son dispositivos que se encargan de controlar la

    temperatura de otro dispositivo.

    Figura 3.10 Controlador de Temperatura

    Potencimetros: son resistores a los que se le puede variar la resistencia. En la mquina

    de inyeccin de plstico se utilizan en el tablero para controlar los tiempos de algunos

    timers.

    Contadores o temporizadores: son dispositivos elctricos mediante los cuales podemos

    regular la conexin o desconexin de un circuito dependiendo del tiempo que

    establezcamos.

  • 14

    Figura 3.11 Contador Demag.

    3.2 Automatizacin Industrial

    Se denomina automatizacin industrial al uso de sistemas o elementos computarizados que

    permiten controlar el funcionamiento de maquinarias y procesos industriales, sustituyendo as

    a operadores humanos.

    Para este proyecto, el elemento utilizado para realizar la automatizacin es un Controlador

    lgico programable (PLC).

    3.3 Controlador Lgico Programable (PLC)

    Los PLCs son dispositivos electrnicos programables utilizados en automatizacin

    industrial diseados para controlar en tiempo real y ambiente tipo industrial procesos

    secuenciales.

    Fueron creados a finales de la dcada de 1960 para reemplazar los sistemas elctricos

    basados en circuitos con rels, contactores e interruptores.

    Se caracterizan por su robustez, ya que estos permiten operar procesos en ambientes

    industriales con condiciones extremas. Asimismo, estn adaptados para un amplio rango de

    tareas de automatizacin. Los PLCs son utilizados tpicamente en procesos industriales de

    manufactura, donde probablemente van a existir cambios en los sistemas durante toda la vida

    operacional de estos procesos.

  • 15

    Los PLCs se caracterizan tambin por su fcil programacin. Existen varios lenguajes para

    su programacin, como el FBD (Diagrama de bloques de funciones), entre otros. Sin embargo,

    el ms conocido y usado es el diagrama escalera (tambin llamado lenguaje ladder). Para este

    proyecto se program el PLC utilizando este ltimo lenguaje.

    El diagrama escalera es un lenguaje de programacin que permite representar grficamente

    un circuito de control de un proceso a travs del uso simblico principalmente de contactos

    normalmente abiertos (NA), normalmente cerrados (NC) y bobinas, as como tambin

    temporizadores, contadores y otras funciones. Los contactos son utilizados como entradas

    mientras que las bobinas son utilizadas como salidas. Este lenguaje debe su nombre a la

    similitud que posee con los diagramas elctricos escalera basados en interruptores, rels y

    contactores.

    Una vez programado el PLC mediante un programa en lenguaje escalera, ste se encarga

    de leerlo de forma secuencial, siguiendo el orden en que los renglones o escalones fueron

    escritos, comenzando por el rengln superior. Las instrucciones de entrada siempre aparecen a

    la izquierda de cada rengln, mientras que las instrucciones de salida aparecen a la derecha.

    Figura 3.12 PLC utilizado en una de las mquinas de la empresa

  • 4 MTODOS, PROCEDIMIE#TOS, MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS

    4.1 Software utilizado para la programacin del PLC

    4.1.1 CX-Programmer

    Para la programacin del PLC, se decidi usar el software CX-Programmer V6.0. Este

    software de la marca Omron, permite programar diferentes PLC de esta marca. Se decidi

    usar este software ya que la empresa posee licencias para el mismo de anteriores trabajos con

    PLC. Del mismo modo, existe una mquina de inyeccin de plstico en la empresa que fue

    automatizada mediante un PLC Omron, por lo que aunque la empresa no estaba segura si la

    automatizacin se realizara mediante un PLC Omron, se concluy que lo mejor era realizar el

    programa bajo esta plataforma y luego adaptarlo a otra de ser necesario.

    El software est diseado para programar el PLC en diagrama escalera, y tambin incluye

    bloques de funciones para programar en FBD (Diagrama de bloques de funciones) si as se

    desea. Sin embargo, el programa realizado para este proyecto fue hecho en diagrama escalera.

    El software tambin permite elegir el tipo de PLC que se quiere programar, ya que la

    marca posee una amplia gama. Dependiendo del tipo de PLC a programar, el programa puede

    incluir o no algunas funciones o instrucciones. Si el mdulo es ms reciente, el programa

    permite la inclusin de ms instrucciones, lo cual facilita la programacin.

    Para este proyecto, se decidi trabajar sobre un mdulo CS1G/CJ1G (la opcin incluye

    ambos mdulos). Se decidi trabajar sobre este mdulo debido a que es uno de los ms nuevos

    que se puede elegir en el programa, y adems permite la utilizacin de un software de

    simulacin llamado CX-Simulator, el cual se utiliz para realizar las simulaciones del

    programa realizado.

  • 17

    Figura 4.1 PLC Omron CS1G

    4.1.1.1 Smbolos e instrucciones importantes del programa

    A continuacin se presentan los smbolos e instrucciones ms importantes que se utilizaron

    para realizar el programa para PLC:

    Contacto NA (Normalmente abierto)

    Figura 4.2 Contacto NA

    Funcin: se activa cuando hay un uno lgico en el elemento que representa, es decir, una

    entrada, una variable interna o un bit de sistema.

    Contacto NC (Normalmente cerrado)

    Figura 4.3 Contacto NC

    Funcin: invierte el estado del bit operando especificado.

  • 18

    OUT - Salida

    Figura 4.4 OUT-Salida

    Funcin: coloca en ON el bit designado para una condicin de ejecucin ON y lo coloca en

    OFF para una condicin de ejecucin OFF.

    KEEP(011) - Rel de enclavamiento

    Figura 4.5 - Funcin KEEP

    Funcin: define un bit (B) dependiendo de las entradas de la funcin. Es activado por una

    entrada de set (S) y por una de reset (R).

    TIM - Temporizador

    Figura 4.6 Funcin TIM

    Funcin: TIM es un temporizador decremental con retardo que se activa en unidades de 0,1

    ms. El set value del temporizador se puede fijar entre 0 y 999,9 segundos. Un temporizador se

    activa cuando su condicin de ejecucin es ON, y se resetea (al set value) cuando la condicin

  • 19

    de ejecucin se pone en OFF. Una vez activado, la funcin TIM decrementa el valor actual en

    unidades de 0,1 segundos con relacin a SV. Si la condicin de ejecucin permanece en ON lo

    suficiente para que transcurra el tiempo fijado en TIM, se pondr en ON el indicador de

    finalizacin del nmero de TIM utilizado y permanecer en dicho estado hasta que se resetee

    el TIM (es decir, hasta que su condicin de ejecucin se ponga en OFF).

    CNT - Contador

    Figura 4.7 Funcin CNT

    Funcin: CNT funciona como contador decremental. El rango seleccionado puede variar entre

    0 y 9999.

    CNR(545) - Reinicio Temporizador/Contador

    Figura 4.8 Funcin CNR

    Funcin: cuando N1 y N2 corresponden a nmeros de temporizador o contador, CNR(545)

    restaura los indicadores de completado de todos los temporizadores y contadores de N1 a N2.

  • 20

    MOV(021) - Mover

    Figura 4.9 Funcin MOV

    Funcin: copia el contenido de S a D.

    CMP(020) - Comparar

    Figura 4.10 Funcin CMP

    Funcin: CMP(020) compara el dato binario sin signo de S1 y S2 y enva el resultado a los

    indicadores aritmticos (mayor que, mayor o igual que, igual, menor que, menor o igual que,

    desigual) del rea auxiliar.

    ++B(594) - Incremento BCD

    Figura 4.11 Funcin ++B

    Funcin: incrementa el contenido BCD del canal, poniendo en ON el indicador de Acarreo

    (CY) si un dgito cambia de 9 a 0.

  • 21

    -B(414), -BL(415), -BC(416), -BCL(417) - Resta BCD

    Figura 4.12 Funcin Resta

    Funcin: estas 4 instrucciones realizan la resta BCD de la siguiente manera:

    Minuendo Sustraendo Incluye

    Acarreo

    Resultado

    -B(414) Mi Su No R

    -BL(415) Mi y Mi+1 Su y Su+1 No R a R+1

    -BC(416) Mi Su Si R

    -BCL(417) Mi y Mi+1 Su y Su+1 Si R a R+1

    Tabla 4.1 Resta BCD

    Si el resultado es negativo, se activa el acarreo y el complemento a 10 del resultado real se

    coloca en R. Para encontrar el resultado verdadero, debe restarse un complemento a 10 de

    0000.

    CLC(041) - Borrar acarreo

    Figura 4.13 Funcin CLC

  • 22

    Funcin: cuando la condicin de ejecucin es ON, CLC(040) coloca en OFF el indicador de

    acarreo (CY).

    /B(434), /BL(435) - Divisin BCD

    Figura 4.14 Funcin Divisin

    Funcin: estas 2 instrucciones realizan la divisin BCD de la siguiente manera:

    Dividendo Divisor Resultado

    /B(434) Dd Dr R - cociente

    R+1 - resto

    /BL(435) Dd a Dd+1 Dr a Dr+1 R a R+1 - cociente

    R+2 a R+3 - resto

    Tabla 4.2 Divisin BCD

    +B(404), +BL(405), +BC(406), +BCL(407) - Suma BCD

    Figura 4.15 Funcin Suma

  • 23

    Funcin: estas 4 instrucciones realizan la suma BCD de la siguiente manera:

    Sumando 1 Sumando 2 Incluye Acarreo Resultado

    +B(404) Au Ad No R

    +BL(405) Au a Au+1 Ad a Ad+1 No R a R+1

    +BC(406) Au Ad Si R

    +BCL(407) Au a Au+1 Ad a Ad+1 Si R a R+1

    Tabla 4.3 Suma BCD

    El acarreo (CY) se activa si el resultado es superior a 9999 (9999.9999 para instrucciones

    dobles).

    4.1.2 CX-Simulator

    El CX-Simulator es un software que permite la simulacin de programas realizados en el

    CX-Programmer. La licencia de este software no era poseda por la empresa, por lo que se

    recurri a utilizar una versin de prueba (trial version) disponible gratuitamente en internet. El

    simulador permite realizar la ejecucin del programa de diferentes maneras adems de una

    corrida normal. Tambin se puede ejecutar el programa mediante un scan run (corrida de un

    ciclo) o step run (corrida instruccin por instruccin).

    La simulacin realizada en este trabajo fue hecha mediante el step run o instruccin por

    instruccin, ya que de esa manera se detalla la activacin y desactivacin de vlvulas, las

    cuales ocurren varias veces durante un ciclo (las otras simulaciones no permiten observar esto,

    solo permiten observar el estado de las vlvulas al final del ciclo).

  • 24

    4.2 Evaluacin de fallas en las mquinas

    A continuacin se presentan 3 tablas en las que se observa el tipo de fallas y su frecuencia

    en 2 de las mquinas de la empresa, en la que se va a trabajar (mquina #20) y una mquina de

    caractersticas muy similares (mquina #21). Esta numeracin es la que se utiliza en la

    empresa. Esta tabla fue elaborada con datos recogidos por los mecnicos y supervisores de la

    empresa durante 6 meses, desde el 1/10/2007 hasta el 31/5/2008. Se decidi realizar el estudio

    en 2 mquinas de caractersticas similares para obtener datos ms fiables, y asimismo observar

    la necesidad real de realizar la automatizacin en la empresa.

    Fallas mquina #20

    Falla Nmero de ocurrencias

    Falla de Temperatura del molde 10

    Tapas picadas y/o con rebaba 6

    Falla de Sistema de cierre 4

    Falla del molde en general (otras) 3

    Mangueras del can de inyeccin rotas 7

    Falla de inyeccin 4

    Sistema de enfriamiento del molde (hembra y macho) 3

    Falla de tolva (no carga el material) 1

    Vasos sucios y/o manchados 2

    Falla de sistema de engrase 0

    Falla de sistema (se apaga) 0

    Falla de controladores de temperatura 0

    Tornillos partidos 2

    Falla de expulsor 1

    Filtracin de agua en el molde 1

    Total 44

    Tabla 4.4 - Datos de la mquina #20 ordenada por frecuencia de fallas

  • 25

    Fallas mquina #21

    Falla Nmero de ocurrencias

    Falla de Temperatura del molde 6

    Tapas picadas y/o con rebaba 7

    Falla de Sistema de cierre 5

    Falla del molde en general (otras) 4

    Mangueras del can de inyeccin rotas 0

    Falla de inyeccin 1

    Sistema de enfriamiento del molde (hembra y macho) 0

    Falla de tolva (no carga el material) 2

    Vasos sucios y/o manchados 1

    Falla de sistema de engrase 2

    Falla de sistema (se apaga) 2

    Falla de controladores de temperatura 2

    Tornillos partidos 0

    Falla de expulsor 0

    Filtracin de agua en el molde 0

    Total 32

    Tabla 4.5 - Datos de la mquina #21 ordenada por frecuencia de fallas

  • 26

    Fallas mquinas #20 y #21 juntas

    Falla Nmero de ocurrencias

    Falla de Temperatura del molde 16

    Tapas picadas y/o con rebaba 13

    Falla de Sistema de cierre 9

    Falla del molde en general (otras) 7

    Mangueras del can de inyeccin rotas 7

    Falla de inyeccin 5

    Sistema de enfriamiento del molde (hembra y macho) 3

    Falla de tolva (no carga el material) 3

    Vasos sucios y/o manchados 3

    Falla de sistema de engrase 2

    Falla de sistema (se apaga) 2

    Falla de controladores de temperatura 2

    Tornillos partidos 2

    Falla de expulsor 1

    Filtracin de agua en el molde 1

    Total 76

    Tabla 4.6. Datos de la mquina #20 y #21 ordenada por frecuencia de fallas

    Con base en los datos de estas 3 tablas se puede concluir que la mquina #20 ocasiona

    ms fallas que la mquina #21. Esto puede deberse a que, a pesar de que ambas son del mismo

    modelo, la primera es 2 aos ms vieja que la segunda (la primera es del ao 1978 y la

    segunda es del ao 1980).

    Del mismo modo hay que destacar que entre ambas mquinas han ocasionado 76 fallas en

    los ltimos 6 meses. La mquina #20 present en promedio una falla cada 4,1 das, mientras

    que la mquina #21 present una falla cada 5,6 das. Entre ambas se ocasion una falla cada

    2,4 das aproximadamente.

    Asimismo, se observa que las fallas ms frecuentes son parecidas para ambas mquinas.

    Dos de las fallas ms frecuentes para ambas mquinas son la falla de temperatura del molde y

    las tapas que salen picadas y/o con rebaba. La falla de temperatura de molde se soluciona

  • 27

    simplemente ajustando la temperatura del molde y arrancando la mquina. Este problema, el

    cual representa ms del 20% de las fallas totales para ambas mquinas, hace que la produccin

    se haga algo ineficiente, ya que se pierde mucho tiempo cada vez que se necesita calentar la

    temperatura del molde.

    La otra falla comn para ambas mquinas, consiste en que las tapas salen picadas y/o con

    rebaba. Generalmente esto se soluciona sacando la colada que queda almacenada detrs de las

    hembras del molde, para lo cual hay que bajarlas. Esta falla, la cual representa ms del 15% de

    las fallas totales para ambas mquinas, tambin causa que la produccin disminuya

    considerablemente.

    Adems de lo sealado, hay que agregar tambin que se pierde un tiempo considerable

    mientras se detecta la falla, ya sea por los operadores, los mecnicos o por el gerente de planta,

    lo cual es costoso en Horas/Hombre. Todo esto hace que la produccin poco a poco

    disminuya.

    Vemos que ambas fallas tienen en similitud que estn relacionadas con el molde de las

    mquinas. Adicionalmente, en las tablas se observa como otras fallas de las mquinas tambin

    son del molde de las mquinas.

    En este estudio se observa que existe la necesidad de la automatizacin de las mquinas en

    la empresa, debido a que las fallas que stas presentan son frecuentes.

    4.3 Ventajas de la automatizacin

    Las ventajas de esta automatizacin pueden resumirse en los siguientes puntos:

    o Aumento de la produccin: se aumenta la productividad ya que se reducen las fallas de la

    mquina en el sistema de instrumentacin y control, las cuales son considerables y

    disminuyen significativamente la produccin. Solamente se dependera del PLC para

  • 28

    controlar el funcionamiento elctrico y no de una serie de tarjetas lgicas electrnicas, las

    cuales se encuentran obsoletas y son difciles de conseguir.

    o Reduccin de costos de mantenimiento: el PLC requiere poco mantenimiento, a diferencia

    del sistema de instrumentacin y control usado actualmente. Muchas de las fallas se deben

    a las tarjetas lgicas electrnicas usadas por estas mquinas, por lo que se reduciran al

    estas ser sustituidas por el PLC.

    o Sustitucin de las tarjetas lgicas electrnicas de las mquinas: las tarjetas usadas por las

    mquinas estn obsoletas y descontinuadas, por lo que mediante la automatizacin se evita

    el problema de conseguir estas tarjetas. Esta situacin puede empeorar en un futuro, ya que

    las mismas cada vez sern ms difciles de conseguir, por lo que en un futuro prximo esta

    automatizacin se puede convertir en una obligacin.

    o Revalorizacin de la mquina de inyeccin de plstico en el mercado: la automatizacin

    permitir que la mquina tenga un sistema de instrumentacin y control moderno,

    comparable al de mquinas modernas, por lo que su valor en el mercado aumenta

    significativamente.

    o Posibilidad de monitorizacin de fallas y funcionamiento de la mquina: actualmente la

    produccin en la planta se cuantifica mediante un sistema manual. Mediante la

    implementacin del PLC se permite la posibilidad de monitorizacin de la mquina.

    Mediante una computadora, se podran supervisar, en la mquina, las fallas, produccin,

    etc. Esto facilitara las supervisiones realizadas en la planta, que actualmente se realizan de

    forma manual. La monitorizacin requerira de la implementacin de un sistema que logre

    comunicar el PLC a una computadora, y se podra realizar en todas las mquinas que

    trabajen con PLC. De esta manera se lograra implementar un sistema que permitiera

    recopilar toda la informacin de las mquinas de forma centralizada, haciendo este proceso

    mucho ms eficiente.

  • 29

    o Facilidad a nivel administrativo para control y supervisin de la planta: este punto es

    importante ya que la empresa trabaja con poco personal a nivel administrativo en

    comparacin con el personal obrero.

  • 5 DESARROLLO DE LA AUTOMATIZACI#

    5.1 Descripcin del sistema de instrumentacin y control de la mquina de inyeccin de

    plstico que se quiere automatizar

    El sistema de instrumentacin y control de esta mquina en particular es manejado a travs

    de una serie de tarjetas lgicas electrnicas de la marca Brown Boveri (BBC). Estas tarjetas se

    encargan de manejar todas las vlvulas, sensores, pulsadores y switches de la mquina. En

    total, la mquina posee 79 tarjetas electrnicas, de 10 tipos diferentes. Cada tarjeta tiene una

    funcin en particular.

    5.1.1 Tipos de tarjetas lgicas BBC

    A continuacin se describen cada tipo de tarjeta lgica que posee la mquina:

    1) Tarjeta R411

    Esta tarjeta posee 3 circuitos independientes AND, dos de los cuales poseen 2 entradas y

    uno 3 entradas.

    Un circuito AND simplemente lee las entradas, y si todas son un 1 lgico (o binario), su

    salida ser un 1 lgico. De lo contrario, su salida ser un 0 lgico.

    Por ejemplo, la lgica del primer circuito se puede observar en la siguiente tabla:

    1 (Entrada) 2 (Entrada) 3 (Salida)

    0 0 0

    0 1 0

    1 0 0

    1 1 1

    Tabla 5.1 Lgica R411

  • 31

    La misma lgica funciona para los otros 2 circuitos de la tarjeta. Vemos que la salida slo

    es un 1 lgico si ambas entradas son un 1 lgico.

    Figura 5.1 Tarjeta R411

    2) Tarjeta R412

    Esta tarjeta posee 3 circuitos independientes NAND o AND invertidos. Los primeros dos

    circuitos son de 2 entradas, mientras que el tercero es de 3 entradas.

    La lgica es la misma que para los circuitos de la tarjeta R411, simplemente que ahora las

    patas 2, 5 y 9 estn invertidas o negadas. Es decir, si por la entrada 2 viene una seal con un

    1 lgico, sta entrar al circuito como un 0 lgico. La lgica del circuito se muestra en la

    siguiente tabla:

    1 (Entrada) 2 (Entrada) 3 (Salida)

    0 0 0

    0 1 0

    1 0 1

    1 1 0

    Tabla 5.2 Lgica R412

  • 32

    Se observa que ahora el circuito se comporta de manera distinta. La misma lgica se puede

    aplicar para los otros 2 circuitos de la tarjeta.

    Figura 5.2 Tarjeta R412

    3) Tarjeta R414

    Esta tarjeta posee 3 circuitos OR independientes. Los primeros dos circuitos son de 2

    entradas, mientras que el tercero es de 3 entradas. La lgica del circuito OR es contraria a la

    del circuito AND. Simplemente basta que alguna de las entradas sea un 1 lgico para que la

    salida sea un 1 lgico. De lo contrario, la salida es un 0 lgico. En la siguiente tabla se

    muestra la lgica del circuito:

    1 (Entrada) 2 (Entrada) 3 (Salida)

    0 0 0

    0 1 1

    1 0 1

    1 1 1

    Tabla 5.3 Lgica R414

    Figura 5.3 Tarjeta R414

  • 33

    4) Tarjeta R421

    Esta tarjeta opera como un trigger biestable que funciona con circuitos lgicos.

    Bsicamente es una funcin de set-reset de memoria.

    Las entradas 1 y 2 funcionan como un OR al igual que las 3 y 4, y las salidas de ambas

    funcionan como un AND que activa (set) la salida. Las entradas 5 (negada), 6 y 7 hacen un

    AND que resetea la salida.

    Figura 5.4 Tarjeta R421

    5) Tarjeta R436

    Esta tarjeta es usada para realizar pequeos delays (retrasos de tiempo) sin una demanda

    elevada de potencia.

    La tarjeta consiste de 3 timers independientes. Cada timer es capaz de realizar un

    delay. Los timers 1 y 3 pueden realizar delays de 50 ms. o 150 ms. dependiendo del

    Terminal usado (en este caso, para ambos timers, el Terminal 1 realiza un delay de 50 ms.

    y el Terminal 2 realiza un delay de 150 ms.). El timer 2 puede realizar delays ajustables

    desde 20 ms. hasta 250 ms.

  • 34

    Figura 5.5 Tarjeta R436

    6) Tarjeta R511

    Esta tarjeta es usada para controlar componentes con altas demandas de potencia. La

    entrada est elctricamente separada de las salidas, las cuales son contactos rels. Un 1

    lgico a la entrada causa que el rel responda, mientras que un 0 lgico causa lo contrario.

    Figura 5.6 Tarjeta R511

  • 35

    7) Tarjeta R522

    La salida de esta tarjeta es usada para controlar cargas DC con altas demandas de potencia.

    La unidad est compuesta por un amplificador con un transistor de salida de alta eficiencia.

    Figura 5.7 Tarjeta R522

    8) Tarjeta R431

    Esta tarjeta es similar a la tarjeta R436. Posee un timer que es capaz de hacer un retraso

    en el tiempo o delay de hasta 10 segundos (ajustable).

    9) Tarjeta R508

    Esta tarjeta es un regulador de voltaje. La entrada es la alimentacin de la tarjeta (el voltaje

    normal de operacin de todas las tarjetas es de 24V), y la salida de la misma es una seal DC

    de 5V.

    10) Tarjeta R703

    La tarjeta posee 5 circuitos independientes. Dos de ellos son simplemente resistencias y

    tres de ellos son diodos. La tarjeta se utiliza como proteccin para otros componentes.

  • 36

    5.1.2 Distribucin de las tarjetas lgicas BBC en el sistema de instrumentacin y control

    Las tarjetas estn distribuidas en el sistema de instrumentacin y control de la siguiente

    manera (ordenadas segn la fila en que se encuentran):

    Fila #o. Tarjeta (Puerto) Tipo de Tarjeta

    Fila 1 u1 R414

    u2 R411

    u3 R414

    u4 R412

    u5 R414

    u6 R412

    u7 R421

    u8 R421

    u9 R411

    u10 R421

    u11 R421

    u12 R414

    u13 R414

    u14 R414

    u15 R414

    u16 R414

    u17 R414

    u18 R414

    u19 R414

    u20 R414

    u21 R414

    u22 R414

    u23 R511

    u24 R411

    u25 R421

    u26 R421

    u27 R421

    u28 R411

    u29 R412

    Fila 2 u30 R522

  • 37

    u31 R522

    u33 R522

    u34 R522

    u35 R522

    u36 R522

    u37 R522

    u38 R522

    u39 R522

    u40 R522

    u41 R522

    u42 R522

    u43 R522

    u44 R522

    u45 R414

    u46 R414

    u47 R412

    u48 R412

    u50 R436

    u51 R412

    u52 R421

    u53 R421

    u54 R411

    u55 R412

    u56 R411

    u57 R421

    u58 R414

    Fila 3 u61 R703

    u69 R522

    u70 R522

    u76 R522

    u92 R421

    u95 R414

    u96 R431

    u97 R421

    Fila 4 u101 R412

    u102 R431

  • 38

    u103 R412

    u104 R421

    u105 R411

    u106 R421

    u107 R414

    u129 R411

    u131 R414

    Fila 5 u68 R508

    u132 R421

    u133 R511

    u134 R421

    u134a R414

    u137 R414

    Tabla 5.4 Distribucin de tarjetas lgicas en la mquina

    Figura 5.8 Tarjetas BBC y parte trasera de panel de operaciones

  • 39

    5.1.3 Componentes elctricos de la mquina

    La mquina est compuesta por los siguientes componentes electrnicos: electrovlvulas,

    switches, sensores (en su mayora finales de carrera), controladores de temperatura,

    potencimetros y contadores. El PLC se va a encargar de interactuar con la mayora de ellos,

    ya sea como entradas o salidas del mismo.

    Una vez realizada la automatizacin, los potencimetros y contadores de la mquina sern

    removidos, ya que estos tiempos sern controlados a travs del PLC.

    A continuacin se enumeran todos los componentes electrnicos de la mquina que

    interactan con el PLC:

    Electrovlvulas (bobinas o solenoides)

    Funcin Nombre

    Cerrar molde 2s1

    Abrir molde 2s2

    Conexin diferencial 2s3

    Cargar 4s4

    Presin de inyeccin 1s4

    Presin de mantenimiento 1s5

    Alta presin 1s2

    Can adelante 3s1

    Can atrs 3s2

    Eyeccin por aire 2s11

    Inyeccin 4s1

    Retroceso hidrulico de husillo 4s2

    Contrapresin de husillo 4s3

    Caudal de aceite hidrulico 1s1

    Secuencia reguladora de presin 1s3

    Eyeccin hidrulica avance 2s5

    Eyeccin hidrulica retroceso 2s6

    Tabla 5.5 Electrovlvulas

  • 40

    Switches (Panel de operaciones o panel 1/2)

    Funcin Nombre Ubicacin

    Apagar 1b33 Panel de operaciones

    Modo Manual 1b34 Panel de operaciones

    Modo Semi-Automtico 1b35 Panel de operaciones

    Modo Automtico 1b36 Panel de operaciones

    Control de vlvulas 1b113 Panel de operaciones

    Control de bombillos 1b40 Panel de operaciones

    Encender bomba 1b31 Panel de operaciones

    Control de ciclo 1b101 Panel de operaciones

    Control tiempo de ciclo 1b39 Panel de operaciones

    Parada de emergencia 1b41 Panel de operaciones

    Puesta en operacin (Alta/Baja Presin) 2b41 Panel de operaciones

    Eyeccin hidrulica mltiple 2b59 Panel de operaciones

    Retroceso de can al comienzo de la

    cargar 3b33 Panel de operaciones

    Retroceso de can al final de la cargar 3b34 Panel de operaciones

    Inyectar con rotacin de husillo 4b35 Panel de operaciones

    Velocidad de inyeccin controlada 4b37 Panel de operaciones

    Calentar husillo 6b31 Panel de operaciones

    Tabla 5.6 Switches Panel de operaciones

  • 41

    Figura 5.9 Panel de operaciones

    Switches (Panel de operador o panel 2/6)

    Funcin Nombre Ubicacin

    Abrir molde 2b32 Panel de operador

    Cerrar molde 2b31 Panel de operador

    Can adelante 3b31 Panel de operador

    Can atrs 3b32 Panel de operador

    Inyeccin 4b31 Panel de operador

    Retroceso hidrulico de husillo 4b32 Panel de operador

    Eyeccin de aire 2b37 Panel de operador

    Cargar 4b33 Panel de operador

    Eyeccin hidrulica atrs 2b36 Panel de operador

    Eyeccin hidrulica adelante 2b35 Panel de operador

    Operacin manual/automtica 1b114 Panel de operador

    Start 1b38 Panel de operador

    Parada de emergencia 1b42 Panel de operador

    Tabla 5.7 Switches Panel de operador

  • 42

    Figura 5.10 Panel de operador

    Sensores Lado Molde (finales de carrera)

    Funcin Nombre Ubicacin

    Comienzo velocidad de molde cerrando 2b9 Regleta molde

    Comienzo seguridad de molde 2b4 Regleta molde

    Comienzo velocidad de molde abriendo 2b10 Regleta molde

    Comienzo eyeccin amortiguada 2b6 Regleta molde

    Fin puerta abierta 2b7 Regleta molde

    Retirada eyector 2b17 Regleta molde

    Comienzo eyeccin hidrulica 2b13 Regleta molde

    Comienzo eyeccin por aire 2b16 Regleta molde

    Tabla 5.8 Sensores Lado Molde

  • 43

    Figura 5.11 Finales de carrera Lado Molde

    Sensores Lado Carga (finales de carrera)

    Funcin Nombre Ubicacin

    Fin Carga 4b6 Regleta inyeccin

    Presin de mantenimiento 4b3 Regleta inyeccin

    Rechupe al final de tiempo de presin

    mantenimiento 4b4 Regleta inyeccin

    Rechupe al final de cargar 4b5 Regleta inyeccin

    Inyeccin a alta velocidad 4b2 Regleta inyeccin

    Fin can adelante 3b1 Regleta inyeccin

    Fin can atrs 3b2 Regleta inyeccin

    Tabla 5.9 Sensores Lado Carga

    Figura 5.12 Finales de carrera Lado Carga

  • 44

    Otros sensores

    Funcin Nombre Ubicacin

    Sensor de seguridad de puerta 1 2b1 Puerta de molde

    Sensor de seguridad de puerta 2 2b2 Puerta de molde

    Fin de seguridad de molde 2b5 Unidad de cierre

    Brazo extendido 2b8 Unidad de cierre

    Seguridad de puerta unidad de inyeccin 3b3 Unidad de inyeccin

    Fin de sistema de lubricacin 2b30 Unidad de inyeccin

    Fin eyeccin hidrulica adelante 2b14 Unidad de molde

    Fin eyeccin hidrulica atrs 2b15 Unidad de molde

    Control nivel aceite 1b3 Unidad de inyeccin

    Seguridad puerta 2SH4 Puerta de molde

    Tabla 5.10 Otro sensores

    Controladores de Temperatura

    Funcin Nombre Ubicacin Descripcin

    Controlador de Temperatura 6u5 Panel de operaciones Calentamiento Can

    Controlador de Temperatura 6u3 Panel de operaciones

    Calentamiento husillo zona

    MH3

    Controlador de Temperatura 6u2 Panel de operaciones

    Calentamiento husillo zona

    MH2

    Controlador de Temperatura 6u1 Panel de operaciones

    Calentamiento husillo zona

    MH1

    Tabla 5.11 Controladores de Temperatura

  • 45

    Potencimetros

    Funcin Nombre Ubicacin

    Retardo de can atrs 3d2 Panel de operaciones

    Control de ciclo 1d1 Panel de operaciones

    Tiempo de eyeccin por aire unidad

    de inyeccin 2d4 Panel de operaciones

    Tiempo de eyeccin por aire unidad

    de compresin 2d5 Panel de operaciones

    Tiempo de respuesta de eyeccin

    hidrulica mltiple 2d6 Panel de operaciones

    Tabla 5.12 Potencimetros

    Contadores

    Funcin Nombre Ubicacin

    Tiempo de pausa 2d2 Panel de operaciones

    Tiempo de inyeccin 4d1 Panel de operaciones

    Tiempo de presin de mantenimiento 4d3 Panel de operaciones

    Tiempo de enfriamiento 2d1 Panel de operaciones

    Retraso en carga 4d5 Panel de operaciones

    Tabla 5.13 Contadores

  • 46

    Figura 5.13 Panel de operaciones de mquina a automatizar

    5.2 Descripcin del programa realizado

    La mquina posee, en su ciclo de funcionamiento, varios procesos. Estos son realizados a

    travs de la activacin y desactivacin de las vlvulas (sus bobinas o solenoides), y son

    controlados por sensores y switches.

    El programa comprende la realizacin de todos los procesos que realiza la mquina para su

    ciclo de trabajo, procesos adicionales necesarios para realizar los procesos del ciclo de trabajo,

    la programacin de una unidad de sensor de temperatura para controlar la temperatura del

    can y la programacin de una propuesta para la inclusin de un display.

    El programa realizado se puede dividir en 4 secciones, las cuales a su vez estn sub-

    divididas en un total de 27 secciones. A continuacin se presentan las divisiones mencionadas:

  • 47

    Procesos del ciclo de la mquina: comprenden los procesos que realiza la mquina en

    su ciclo de trabajo. Dependiendo del ciclo y opciones seleccionadas, algunos procesos

    no ocurren en el ciclo de trabajo de la misma. En total, la mquina realiza 14 procesos

    de su ciclo.

    Cierre de molde

    Can adelante

    Inyeccin

    Cargar

    Retroceso hidrulico de husillo al final de cargar

    Retroceso hidrulico de husillo al final de presin de mantenimiento

    Retroceso de can atrs al final de cargar

    Retroceso de can antes de cargar

    Retroceso de can con retardo

    Abrir molde

    Retirada de eyector (o expulsor)

    Eyeccin hidrulica

    Eyeccin hidrulica mltiple

    Eyeccin por aire

    No todos estos procesos son utilizados en un ciclo determinado de la mquina. Por

    ejemplo, la actual configuracin de la mquina de inyeccin de plstico que se quiere

    automatizar realiza el siguiente ciclo:

  • 48

    Figura 5.14 Diagrama ciclo de la mquina

    Este ciclo es el ms habitual y es el que casi siempre realizara la mquina. Sin

    embargo, es necesaria la programacin de los dems procesos para el correcto

    funcionamiento de la mquina.

  • 49

    Procesos adicionales: son procesos que, a pesar de no pertenecer al ciclo de trabajo de

    la mquina, son necesarios para su correcto funcionamiento. Tenemos 6 procesos

    adicionales en total.

    Encendido

    Modo de operacin

    Baja presin

    Emergencia

    Falla lubricacin

    Control vlvulas

    Unidad de sensor de temperatura: esta seccin comprende la programacin de la

    unidad de sensor de temperatura, la cual se encarga de controlar la temperatura del

    can. En total tenemos 6 divisiones para esta seccin del programa.

    Unidad de sensor de temperatura

    Termocupla 1

    Termocupla 2

    Termocupla 3

    Termocupla 4

    Calentar can

    Display: esta seccin comprende la programacin para la propuesta del display para la

    automatizacin de la mquina.

    Display

    A continuacin se describen todos estos procesos con ms detalle. La programacin del

    PLC est totalmente basada en la descripcin de estos procesos, las cuales fueron obtenidas

    del manual de la mquina (en su mayora) y observacin emprica del comportamiento de la

    misma en algunos casos.

  • 50

    La descripcin incluye el comportamiento de todas las vlvulas (o electrovlvulas), las

    cuales sern las salidas del PLC, en funcin de todos los switches y sensores (entradas del

    PLC).

    Procesos del ciclo de la mquina

    Cierre de molde

    La unidad de cierre cierra el molde (o los portamoldes).

    Condiciones

    La puerta de la unidad de molde debe estar cerrada, de manera que el sensor 2b1 (sensor

    de seguridad de puerta 1) se encuentre activado y 2b2 (sensor de seguridad de puerta 2)

    desactivado. El molde debe estar completamente abierto y el sensor 2b7 (fin puerta abierta)

    debe estar activado.

    Al presionar el botn 1b38 en el panel 2/6 comienza el ciclo de la mquina.

    Funcionamiento

    Culmina el tiempo de pausa 2d2, comienza el control de ciclo 1d1, se activan las vlvulas

    2s1 (cerrar molde), 2s3 (conexin diferencial), 1s1 (caudal de aceite hidrulico) y 1s2 (alta

    presin). El aceite hidrulico fluye al cilindro de cierre 2ZY1. El molde cierra hasta activar el

    sensor 2b9 (comienzo velocidad de molde cerrando), la vlvula 1s1 es desactivada, el molde

    sigue cerrando hasta activar sensor 2b4 (comienzo seguridad de molde), se activa seguridad de

    molde, la vlvula 1s2 es desactivada, se cambia a baja presin.

  • 51

    El molde contina cerrando hasta activar el sensor 2b5 (fin seguridad de molde), los

    portamoldes hacen contacto, se desactiva vlvula 2s3, la conexin diferencial es desactivada,

    se activan las vlvulas 1s1 y 1s2, se cambia a gran caudal de aceite y alta presin, se activa

    sensor 2b8 (brazo extendido), las vlvulas 2s1, 1s1 y 1s2 son desactivadas.

    Can adelante

    Una vez el molde se encuentre cerrado, el can avanza.

    Condiciones

    Proceso de cargar debe haber terminado, el sensor 4b6 (fin carga) debe estar activado.

    Funcionamiento

    El sensor 2b8 (brazo extendido) activa vlvula 3s1, el aceite fluye a los cilindros de

    desplazamiento 3ZY1 y 3ZY2. El can avanza con poco caudal de aceite y alta presin hasta

    que el sensor 3b1 (fin can adelante) es activado.

    Inyeccin

    En este proceso se inyecta polipropileno en el molde a travs del husillo.

    Funcionamiento

    El sensor 3b1 (fin can adelante) activa vlvula 4s1 (inyeccin), 1s1 (caudal de aceite

    hidrulico), 1s2 (presin de inyeccin), 1s3 (secuencia reguladora de presin), empieza el

    tiempo de inyeccin 4d1, el aceite fluye hacia cilindro de inyeccin 4ZY1, el husillo avanza e

    inyecta, el sensor 4b3 (comienzo de presin de mantenimiento) es activado (despus del

    tiempo de inyeccin 4d1 en caso de presin de mantenimiento controlada por tiempo), las

    vlvulas 1s1 y 1s4 son desactivadas. Culmina el tiempo de inyeccin, comienza presin de

  • 52

    mantenimiento, la vlvula 1s5 (presin de mantenimiento) es activada, comienza tiempo de

    presin de mantenimiento 4d3. Culmina el tiempo de presin de mantenimiento 4d3 y el

    tiempo de control de ciclo 1d1. Las vlvulas 4s1, 1s2 y 1s5 son desactivadas. Finaliza presin

    de mantenimiento, comienza el tiempo de enfriamiento 2d1.

    Inyeccin con rotacin de husillo

    El botn 4b35 debe estar presionado. Como resultado, cuando el sensor 3b1 (fin can

    adelante) sea activado, la vlvula 4s4 (cargar) es activada. Comienza la rotacin del husillo.

    Al cambiar a presin de mantenimiento como resultado de que el sensor 4b3 (comienzo de

    presin de mantenimiento) es activado o el tiempo de inyeccin 4d1 finaliza, la vlvula 4s4 es

    desactivada.

    Esta funcin esta incluida en la programacin del proceso de inyeccin.

    Cargar

    En este proceso el husillo se carga de polipropileno que se encuentra en la unidad de

    inyeccin. Para esto, al realizar la carga del polmero, el husillo gira hacia atrs en forma

    rotatoria.

    Funcionamiento

    Finaliza el tiempo presin de mantenimiento 4d3 y retraso en carga 4d5. Las vlvulas 4s4

    (cargar), 1s1 (caudal de aceite hidrulico), 1s2 (alta presin) y 4s3 (contrapresin de husillo)

    son activadas, comienza la rotacin del husillo, el husillo rota hacia atrs cargando. El sensor

    4b6 (fin de carga) es activado, las vlvulas 4s4, 4s3, 1s1 y 1s2 son desactivadas. Fin de

    contrapresin. Fin de proceso de carga.

  • 53

    Funcionamiento de carga con retardo

    En caso de carga con retardo, el tiempo de retraso en carga 4d5 empieza paralelamente con

    el tiempo de enfriamiento 2d1. La carga es inicializada con un retraso, al final del tiempo 4d5

    (retraso en carga).

    Esta funcin se incluye en la programacin del proceso de cargar.

    Retroceso hidrulico de husillo

    Para este proceso tenemos 2 opciones. El retroceso hidrulico del husillo, tambin llamado

    rechupe, puede realizarse antes o despus del proceso de cargar. Slo uno de las 2 opciones

    puede ocurrir durante un determinado ciclo de la mquina.

    Retroceso hidrulico de husillo al final de cargar

    Mediante este proceso se realiza el retroceso hidrulico del husillo despus de realizado el

    proceso de carga de polipropileno.

    Funcionamiento

    El sensor 4b5 (rechupe al final de cargar) es activado, las vlvulas 4s2 (retroceso

    hidrulico de husillo) y 1s2 (alta presin) son activadas. El sensor 4b5 es desactivado, las

    vlvulas 4s2 y 1s2 son desactivadas. Fin de retroceso hidrulico.

    Retroceso hidrulico de husillo al final de presin de mantenimiento

    Mediante este proceso se realiza el retroceso hidrulico del husillo antes de realizar el

    proceso de carga de polipropileno.

  • 54

    Funcionamiento

    El sensor 4b4 (rechupe al final de tiempo de presin de mantenimiento) es activado. Luego

    de finalizado el tiempo 4d3 (tiempo de presin de mantenimiento) la vlvula 4s2 (retroceso

    hidrulico de husillo) es activada, el husillo retrocede hidrulicamente con alta presin. El

    sensor 4b4 es desactivado, las vlvulas 4s2 y 1s2 son desactivadas. Fin de retroceso

    hidrulico.

    Retroceso de can

    Para este proceso tenemos 3 opciones. El retroceso del can puede ocurrir despus del

    proceso de carga, antes del proceso de carga, o con retardo en el proceso de carga. Solo una de

    las 3 opciones puede ocurrir durante un determinado ciclo de la mquina.

    Retroceso de can al final de cargar

    Mediante este proceso el retroceso del can ocurre despus del proceso de carga de

    polipropileno.

    Funcionamiento

    El botn 3b34 (retroceso de can al final de cargar) debe estar presionado. El sensor 4b6

    (fin carga) es activado. Empieza el tiempo 3d3 de descarga de vlvula de secuencia. Fin del

    tiempo 3d3. La vlvula 3s2 (can atrs) es activada, el can retrocede con bajo caudal y

    baja presin. El sensor 3b2 (fin can atrs) es activado, la vlvula 3s2 es desactivada.

    Finaliza el retroceso del can.

    Las vlvulas 3s1 (adelantar el can) y 1s3 (secuencia reguladora de presin) son

    desactivadas al activarse la vlvula 3s2.

  • 55

    Retroceso de can antes de cargar

    Mediante este proceso el retroceso del can ocurre antes del proceso de carga de

    polipropileno.

    Funcionamiento

    El botn 3b33 (retroceso de can antes de cargar) debe estar presionado. Fin de tiempo de

    presin de mantenimiento 4d3 y de tiempo de descarga de vlvula de secuencia 3d3. Las

    vlvulas 3s1 (can adelante) y 1s3 (secuencia reguladora de presin) son desactivadas.

    Retroceso de can con retardo en carga

    Mediante este proceso el retroceso del can ocurre despus del proceso de carga de

    polipropileno con un retardo que depende del tiempo 3d2 (tiempo para retardo de retroceso de

    can).

    Funcionamiento

    El botn 3b34 (retroceso de can al final de cargar) debe estar presionado. El tiempo para

    retardo de retroceso de can 3d2 comienza paralelamente con el tiempo de enfriamiento 2d1.

    Finaliza el tiempo 3d2, comienza retardo en retroceso del can. Comienza el tiempo 3d3 para

    descarga de vlvula de secuencia. Fin del tiempo 3d3. La vlvula 3s2 (retroceso de can) es

    activada. El can retrocede.

    Abrir molde

    En este proceso la unidad de cierre abre el molde (o los portamoldes).

  • 56

    Condiciones

    Cuando el botn 3b34 para retroceso de can al final de cargar esta presionado, el

    proceso de cargar debe haber terminado, por lo que el sensor 4b6 (fin carga) debe estar

    activado. Con rechupe activado, el sensor 4b5 (rechupe al final de cargar) debe estar libre.

    Funcionamiento

    Termina el tiempo de enfriamiento 2d1. Comienza el tiempo de control de ciclo 1d1. Las

    vlvulas 2s2 (abrir molde) y 1s2 (alta presin) son activadas. El molde se abre lentamente con

    bajo caudal de aceite y baja presin. El sensor 2b10 (comienzo velocidad de molde abriendo)

    es activado, la vlvula 1s1 (caudal de aceite hidrulico) es activada. El molde abre

    rpidamente con alta presin. El sensor 2b6 (comienzo eyeccin amortiguada) es activado, la

    vlvula 1s1 es desactivada. El molde se abre completamente. Se activa el sensor 2b7 (fin

    puerta abierta), las vlvulas 2s2 y 1s2 son desactivadas. Empieza el tiempo de pausa 2d2.

    Finaliza apertura de molde.

    Retirada de eyector (o expulsor)

    En este proceso el eyector de molde es retirado durante el proceso de apertura de molde. El

    eyector de molde es el que permite la apertura del mismo.

    Funcionamiento

    Durante la apertura del molde, el sensor 2b17 (retirada de eyector) es activado. Las

    vlvulas 2s1 (cerrar molde) y 2s3 (conexin diferencial) son activadas. El molde se cierra con

    bajo caudal de aceite y baja presin. El sensor 2b17 es desactivado, las vlvulas 2s1 y 2s3 son

    desactivadas. Fin del proceso retirada de eyector.

  • 57

    Eyeccin hidrulica

    Mediante este proceso, el producto final es expulsado mediante eyeccin hidrulica del

    molde. La eyeccin hidrulica, que consiste en el movimiento hacia delante y hacia atrs de

    una placa que sostiene el molde, slo se realiza una vez.

    Funcionamiento

    Se activa el sensor 2b13 (comienzo eyeccin hidrulica). La vlvula 2s5 (eyeccin

    hidrulica adelante) es activada. Cuando finaliza el avance de la eyeccin hidrulica, el sensor

    2b14 (fin eyeccin hidrulica adelante) se activa. Se desactiva la vlvula 2s5 (eyeccin

    hidrulica adelante) y se activa la vlvula 2s6 (eyeccin hidrulica atrs).

    Eyeccin hidrulica mltiple

    Mediante este proceso, el producto final es expulsado mediante eyeccin hidrulica del

    molde. La eyeccin hidrulica puede repetirse varias veces, y es controlada por el tiempo 2d6

    (tiempo de eyeccin hidrulica mltiple).

    Funcionamiento

    El tiempo de eyeccin hidrulica mltiple 2d6 debe estar activado. El proceso de eyeccin

    hidrulica se repetir hasta que el tiempo 2d6 expire.

    Eyeccin por aire

    Mediante este proceso, el producto final es expulsado por aire del molde de la mquina.

  • 58

    Funcionamiento

    Se activa el sensor 2b16 (Comienzo eyeccin por aire). El tiempo 2d5 (tiempo de eyeccin

    por aire) se activa. La vlvula 2s11 (eyeccin por aire) se activa. Cuando expira el tiempo 2d5,

    se desactiva la vlvula 2s11.

    Pausa

    Durante el tiempo de pausa, no hay ningn movimiento en la mquina (a excepcin de la

    carga si el botn 3b33 esta presionado). Las bombas se encuentran en funcionamiento.

    Esta pausa est incluida en la seccin de cierre de molde. A pesar de no ser un proceso, es

    importante tomar en cuenta este tiempo de pausa, por lo que se hace el sealamiento aqu.

    Procesos adicionales

    Encendido

    En esta seccin se program el encendido de la mquina. Una vez encendida la mquina,

    al activar el switch 1b31 (Encendido de la bomba), el sensor 1b3 (control nivel de aceite)

    verifica el nivel del aceite en la mquina. Si el nivel de aceite es el correcto, se activa el rel

    que controla el motor de la bomba.

    Al activar el switch 2b41 (Puesta en operacin), la marca puesta en operacin se activa. Si

    esta marca est activada, la mquina solo funcionar en alta presin. Si el switch 2b41 no es

    activado, la mquina funcionar baja presin.

    En este proceso tambin se resetean todos los temporizadores y contadores menos el

    tiempo de pausa 2d2.

  • 59

    Modo de operacin

    La mquina posee 3 modos de operacin: automtico, semi-automtico y manual.

    o Automtico: es el modo de operacin de la mquina en que se ejecuta el ciclo

    de la mquina uno tras otro hasta ser interrumpida.

    o Semi-automtico: en este modo se ejecuta el ciclo de la mquina una sola vez.

    o Manual: en este modo cada accin debe ser tomada por el operador mediante el

    Panel de operaciones 2 para realizar determinados procesos.

    En esta seccin del programa, dependiendo de la seleccin del operador de alguno de los

    modos de operacin mediante los paneles de operaciones, se activa alguno de los 3 modos de

    operacin antes mencionados.

    Baja presin

    Baja presin es un modo de prueba de la mquina en el que solo funcionan 4 procesos

    (abrir y cerrar molde, y avance y retroceso de can) solo siendo activadas las 4 vlvulas

    principales que ejecutan estos procesos. Este modo se usa para realizar pruebas en la mquina,

    y solo funciona mediante el modo de operacin manual. Los procesos se activan cuando el

    operador activa los procesos mediante el panel de operaciones 2.

    Emergencia

    Este modo puede ocurrir por varias circunstancias. Puede ocurrir por alguna falla en algn

    proceso del ciclo de la mquina o alguna falla en general; o tambin puede ser activado por el

    operador al abrir la puerta del molde o activar el switch de emergencia.

    Al ser activado el modo de emergencia, la mquina para su ciclo y todas las vlvulas se

    apagan. Asimismo, los contadores y temporizadores se resetean.

  • 60

    Falla lubricacin

    Esta falla ocurre cuando el sensor 2b30 (fin sistema de lubricacin de grasa) es activado.

    Ocurre debido a una falla en el sistema de lubricacin de grasa.

    Control de bombillos de vlvulas

    Mediante esta seccin del programa se realiza el control de las vlvulas que se encuentran

    funcionando (presionando el switch 1b113). Cada vlvula tiene asociada un bombillo en el

    panel de operaciones 1. Al presionar el switch 1b113, se prenden los bombillos

    correspondientes a las vlvulas que se encuentran activadas.

    A su vez, en esta seccin del programa tambin se realiza el control de los bombillos de las

    vlvulas. Al presionar el switch 1b40 (control de bombillos), se activan todos los bombillos

    del panel de operaciones 1.

    Unidad de sensor de temperatura

    A pesar de que esta seccin est sub-dividida en 6 partes, stas se encuentran ntimamente

    relacionada