tesis final circuitos neumaticos autimation
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
ENERGÍAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA
MECÁNICA
“PROYECTO DE APLICACIÓN: LAVADORA, LLENADORA Y
TAPONEADORA DE AGUA PARA BIDON DE CAPACIDAD DE 5 Lt.”
PRESENTADO POR:
RODRIGUEZ GUEVARA, DiegoYAURI ORCONI, Christian
PONCE VILLAROEL, Andrethy
Callao, Julio del 2015PERÚ
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DEDICATORIA
El presente trabajo va dedicado a nuestros queridos padres quienes desde la infancia nos
forjaron una personalidad y futuro con gran cariño; por ser ellos nuestro apoyo
constante en la realización de nuestras metas y proyectos.
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AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios por brindarme toda la fuerza, persistencia y dedicación necesaria
para permitirme cumplir esta meta tan anhelada.
A nuestros padres, por su apoyo y guía incondicional durante toda mi vida.
Agradezco también, a todos los profesores de la Facultad de Ingeniería Mecánica
por su valioso aporte en mi formación académica, y a mis compañeros por su apoyo
y constancia para desarrollar este trabajo y a todos aquellos colegas que aportaron
con sus ideas y sugerencias.
Muchas Gracias.
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“PROYECTO DE APLICACIÓN: LAVADORA, LLENADORA Y
TAPONEADORA DE AGUA PARA BIDON DE CAPACIDAD DE 5 L.”
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Contenido1. ENUNCIADO...........................................................................................................6
1.1. Esquema de estacion automatizada.....................................................................6
1.2. Descripcion del puesto automatizado.................................................................6
1.3. Simulacion..........................................................................................................6
2. PROYECTO..............................................................................................................7
2.1. Esquema de estacion automatizada.....................................................................7
2.1.1. Layout con dimensiones de conjunto..........................................................7
2.1.2. Componentes no comerciales (Estructurales, soporte y union)...................8
2.1.3. Componentes comerciales...........................................................................9
2.2. Descripcion del puesto automatizado...............................................................12
2.2.1. Fase 1. Liempieza......................................................................................12
2.2.2. Fase 2. LLenado........................................................................................13
2.2.3. Fase 3. Taponado.......................................................................................14
2.3. Simulacion. Esquema en Automation Studio..................................................15
2.3.1. Esquema electrico......................................................................................15
2.3.2. Esquema Ladder........................................................................................16
1. ENUNCIADO
1.1. Esquema de estación automatizada
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1. Layout con dimensiones de conjunto
2. Componentes no comerciales ( Estructuras, soportes y unión)
3. Componentes comerciales
1. Componentes seleccionados de catalogo
2. Criterios de selección
3. Dimensiones y especificaciones de catalogo
1.2. Descripción del puesto automatizado
1. Memoria descriptiva con la secuencia de accionamiento reales del sitema.
Correspondencias del sistema real diseñado con el modelo elegido para
la simulación en Automation Studio
2. Mapeo de señales
Descripción de las señales reales del sistema y correspondencia con el
modelo simulado en Automation Studio
1.3. Simulación
1. Simulación del modelo y la función de control en Automation Studio
Esquemas en Automation Studio
o Esquema eléctrico
o Esquema Ladder
2. Descripción de la función de control
2. PROYECTO
El proyecto que se va a desarrollar pretende simular una planya de llenado de
bidones de agua de 5L para consumo cassero. Hasta el puest que se va a simular
llegan los bidones de aguas vacias, y este tendrá lugar en primer lugar la limpieza
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interior de los bidones con agua a presión ( para eliminar la suciedad que hayan
podido acumular en su transporte desde el a terior uesto), para posteriormente
proceder al llenado y taponado de estas.
El diseño del sistema se ha basado en el video adjunto en el CD.
Si bien es verdad que se han realizado ciertas modificaciones, reduciendo el número
de puestos de limpieza a uno (basándonos en el hecho de que los bidones del
proceso que se simulan son de menor capacidad) , y aumentado ligeramente el grado
de automatización de la fase de llenado y taponado.
Una vez realizada esta pequeña introducción, se procede a la descripción del
sistema.
2.1. Esquema de estación automatizada.
2.1.1. Layout con dimensiones de conjunto.
A continuación se muestra de forma esquemática una representación del puesto
de llenado. Para realizarlo se ha empleado el programa CAD Solid Edge V20
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Algunas medidas importantes del conjunto se muestran en la siguiente imagen.
Además de las mostradas, se tendrá en cuenta que el ancho de las cintas es del
500 mm.
Cabe destacar que lo mostrado anteriormente es una visión muy esquemática con
medidas aproximadas, pero se ha considerado suficiente para hacerse una idea
del conjunto. Posteriormente se realizara una descripción más detallada del
funcionamiento del mismo.
2.1.2 Componentes no comerciales (Estructuras, soporte y unión)
COMPONENTES (DESIGNACION)
DESCRIPCION IMAGEN
Transportadora de cadenas
Necesaria para la fase de limpieza. Además esta incluirá el sistema de sujeción de los bidones que se observa en el
video. |
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Cinta transportadoraNecesaria para la segunda
parte del proceso. Tendrá un ancho de 40 cm
PerfilesElementos estructurales
necesarios para el montaje del puesto completo
Tornillería Para consolidar las uniones
2.1.3 Componentes comerciales
COMPONENTES (DESIGNACION)
CRITERIO DE SELECCIÓN
DIMENSIONES Y ESPECIFICACIONES
IMAGEN
CILINDRO A:
Cilindro de doble efecto. Se encarga
de la fase de limpieza
.Carrera: 200 mm-Dimetro del embolo: 40 mm-
Amortiguacion: neumática ajustable a ambos lados
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CILINDRO B:
Doble efecto. Tiene que desplazar los
bidones, por lo que una mínima fuerza
es valida. Debe tener una carrera superior al ancho
de la cinta.
.Carrera: 700 mm-Diámetro: 40 mm-
Amortiguación: neumática ajustable
CILINDRO C:
Cilindro de doble efecto. Se encarga
de la fase de llenado
.Carrera: 200 mm-Diámetro del embolo: 40
mm-Amortiguación: neumática ajustable a
ambos lados
CILINDRO DDe doble efecto. Proporciona las
tapas.
.Carrera: 200 mm-Diámetro: 40 mm-
Amortiguación: neumática ajustable
CILINDRO E
Doble efecto, con fuerza elevada para
ejercer suficiente presión sobre el tapón y sellarlo
bien. La correa no debe ser muy larga
.Carrera: 50 mm-Diámetro: 32 mm-Amortiguación:
neumática ajustable
ELECTROVALVULA 5/2 (N.C)
Válvula 5/2 de accionamiento
eléctrico y retroceso por
muelle. Debe ser N.C. Se necesitan 5 unidades para cada
uno de los accionamientos
neumáticos
Reposición: muelle mecánico-Caudal: 1200 l/mi-Funcionamiento:
10bar
ELECTROVALVULA 3/2 (N.A)
Válvula 3/2 de accionamiento
eléctrico y retroceso por
muelle. Debe ser N.A. Sera necesaria para el sistema de
emergencia
Reposición: muelle mecánico-Funcionamiento:
10bar
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MOTOR CINTA TRANSPORTADORA
Se necesitan dos unidades para el
accionamiento de la cadena y la cinta
Tensión nominal: 48 V-Intensidad nominal: 1,2 A
SENSOR DE POSICION
son necesarios 3 unidades,
encargados de detectar pieza en
los puestos de lavado, llenado y
taponado
MANDO DE CONTROL
Es el elemento intermedio entre el
operario y el sistema. Permite
dar las órdenes de puesta en marcha, parada y rearme.
PULSADOR DE EMERGENCIA
Da la orden de parada total del
sistema en caso de emergencia
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2.2 Descripción del puesto automatizado
El ciclo comienza en el momento en el que se presiona el botón de puesta en marcha. En
ese momento, la transportadora de cadena empieza a moverse, impulsada por un motor
eléctrico trifásico (M1+),
Desde el comienzo del ciclo, distinguimos 3 fases.
2.2.1. Fase 1. Limpieza
Los bidones vacíos procedentes de almacén o de alguna fase previa son
colocados boca abajo en la trasportadora de cadena por un operario.
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Al llegar al punto de lavado (1) son detectados por un sensor de posición (SP1)
que detiene el movimiento de la cadena (M1-) y activa el funcionamiento de una
bomba que introduce agua a presión en los bidones permitiendo asi la limpieza
de esta (A+). Pasados 15 segundos (TON2), se detiene la bomba (A-) y la
cadena se pone de nuevo en movimiento (M1+) y no se detiene hasta finalizar el
proceso automatizado.
Ahí el bidón es depositado en una plataforma móvil que completa el cambio de
posición vertical, ayudado de un cilindro (B+)
2.2.2 Fase 2. Llenado
Una vez que Los bidones son colocados en la cinta transportadora, se detiene el
cilindro (B-) y la cinta se pone en movimiento (M2+), hasta que llegan al punto
de llenado (2) que son detectados por un sensor de posición (SP2) que detiene el
movimiento de la cinta (M2-) y activa el funcionamiento de una bomba que
introduce agua en el bidón (C+), una vez llena después de un tiempo de 30s
(TON4), se detiene la bomba (C-) y el bidón continua con su recorrido en la
cinta transportadora (M2+).
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2.2.3 Fase 3. Taponado
Los bidones son arrastrados por la cinta, recogiendo a su paso el tapon por
medio de un cilindro axial (D+), al llegar al punto de taponado (3) son
detectados por un sensor de posición (SP3), que activa el movimiento de un
cilindro para el prensado del tapón (E+) durante un tiempo de 5s (TON5).
Al finalizar el taponado se culmina con el proceso.
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2.3 Simulación. Esquema en Automación Studio
Antes de proceder a una descripción de la simulación del sistema, se va a
describir brevemente el esquema completo de Automation Studio, indicando la
nomenclatura empleada para que resulte mas fácil el entendimiento de la
simulación.
2.3.1 Esquema Eléctrico
En la imagen se muestra el circuito del sistema. Como se puede observar cuenta
con 5 cilindros neumático de doble efecto normalmente cerrados. Cada uno de
ellos se encuentra controlado por una válvula 5/2 monoestable.
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