control automatico de producci´ on de helado´ ice cream

Control automatico de produccion de helado

ICE CREAM POP

INFORME AVANCE

UNIVERSIDAD EAFIT

ASIGNATURA

Control Automatico de Procesos

PROFESOR

Davinson Castano Cano

Melissa Lobo ([email protected])

Natalia Alvarez ([email protected])

Maria Isabel Gomez ([email protected])

Anderson Fabian Pena ([email protected])

I. INTRODUCCION

El presente informe corresponde al avance del proyecto

final que esta siendo realizado para la materia control au-

tomatico de procesos, este requiere de la seleccion de un

proceso industrial para su posterior automatizacion, el cual

para este caso es la produccion de helado. Este producto tiene

como ingrediente principal “crema fresca o nata fermentada”,

la cual debe ser refrigerada para luego ser mezclada con los

otros ingredientes necesarios (Leche descremada en polvo,

estabilizantes naturales, emulsionan tes, harina y jarabe de

maız), posteriormente la mezcla final requiere de varios

procesos como pasteurizacion, homogeneizacion, adicion

de saborizante y congelacion, para ası alcanzar su sabor

y textura final. Relacionado a la produccion y venta del

producto, la companıa tiene en cuenta tambien el proveedor

de materia prima y su presentacion optima para el proceso,

y finalmente el envasado y almacenamiento del producto

final. La companıa “Ice Cream Pop” identifica como publico

objetivo a hombres, mujeres y ninos de todas las edades,

con gusto por los helados; y tiene como meta la produccion

diaria de 500 litros de helado, considerandose una empresa

de tamano mediano.Lo anterior, ligado a una amplia demanda

por nuestro producto, debido a factores como: la oferta y

multivariedad de sabores, el consumo masivo, la facilidad

de adquisicion, entre otros. La industria calcula que un

colombiano consume en promedio 1.4 kilos de helado al

ano y preve que dentro de 5 anos habra un alza del 22,9

por-ciento en su consumo.

A. DESCRIPCION DEL PROBLEMA

El proyecto final, como ya se menciono anteriormente,

exige la automatizacion de un proceso industrial. Este equipo

de trabajo pretende llevar a cabo la descripcion e informacion

necesaria para lograr la automatizacion total del proceso

de produccion de helado, a partir de la recepcion de la

materia prima, desde su refrigeracion hasta el alcance de una

mezcla final optima, y adicional el envasado y almacenado

del producto.

Para lograr lo anterior, se debe conocer detalladamente

los subprocesos que requiere el producto, entender el or-

den, el objetivo y necesidades de cada uno, la maquinaria

involucrada, y los funcionamientos de esta, para ası tener

la capacidad de llevar todo lo anterior a un funcionamiento

compacto y automatizado. Lo cual, es posible por medio

de sensores y actuadores que se encargaran de reconocer

el flujo o presencia de la mezcla y activar los diferentes

procesos que esta requiere, cada uno con especificaciones

previamente establecidas. Tambien, se deben involucrar otros

sistemas y conocimientos adquiridos como lo son, sistemas

de adquisicion de datos, PLC, IHM, MEF y plataformas de

programacion, que permitiran la compactacion de todos los

elementos para un funcionamiento final integrado.

El motivo por el cual se requiere automatizar la produccion

de helado es principalmente, para la practica, desarrollo

y aplicacion de conocimientos de los estudiantes a cargo

y en relacion con la industria en general, se relaciona

con el hecho de que es un proceso industrial realizado

mundialmente, como muchos otros a los cuales se pueden

enfrentar como profesionales en un futuro, el cual comprende

altas cantidades de produccion y como se dijo anteriormente,

presenta una demanda alta y que promete su crecimiento

acelerado. Ademas, la automatizacion total de los procesos

a nivel mundial se ve cada vez mas utilizada y exprimida

para sacar lo mejor de estos, en cuanto a incremento de

calidad, reduccion de costos, liberacion de recursos, elimi-

nacion de errores, disminucion de tiempos y aumento de la

productividad y rentabilidad.

B. OBJETIVOS

1) OBJETIVOS GENERALES: El proyecto pretende

cumplir con la investigacion, analisis y creacion de todo lo

necesario para la automatizacion de un proceso industrial,

especıficamente la produccion de helado, por medio de la

busqueda de informacion relacionada y un paso a paso para

la construccion de cada una de las fases necesarias para la

aplicacion y funcionamiento final del proceso automatizado.

2) OBJETIVOS ESPECIFICOS:

• Aplicar los conocimientos adquiridos en la asignatura

“Control Automatico de Procesos”, por medio de la

practica y el desarrollo de la automatizacion de un

proceso industrial elegido por los estudiantes a cargo.

• Permitir a los estudiantes conocer y sumergirse en la

industria, como funcionan los procesos en la actualidad

y plantear la automatizacion como una estrategia de

enfrentamiento a este mundo cambiante.

• Reconocer la importancia de la automatizacion y sus al-

cances, otorgandole la relevancia que se merece al tener

la capacidad de incrementar la calidad, productividad

y rentabilidad; a la vez logra la reduccion de costos,

errores y tiempos.

II. DESCRIPCION DEL PROCESO

El proceso productivo que se puede apreciar a contin-

uacion en ambos diagramas, comienza en la zona de descarga

donde es recibida la materia prima para iniciar la produccion

de helado, esta crema es almacenada y homogeneizada en los

silos refrigerantes, para luego pasar a ser mezclada con cinco

ingredientes adicionales que requiere el producto, despues se

lleva a un tanque de pasteurizacion y homogeneizacion para

aumentar su temperatura, activar algunos ingredientes y por

ultimo homogeneizar la mezcla al retirar sus residuos; de

nuevo pasa a una mezcladora para la adicion del saborizante

que se elija y por ultimo se lleva a la temperatura requerida

en el tanque de congelacion, generando ası la textura final

del producto. El producto es ahora envasado por medio de

inyeccion en cantidades de 1 litro, para luego ubicar las

unidades en bandejas que seran almacenadas en refriger-

adores llevados al almacen de producto terminado. NOTA:

Las maquinas utilizadas estan ubicadas estrategicamente en

el orden en que se realiza el proceso; debido a que este debe

ser continuo, ya que cada subproceso alimenta el siguiente.

A. Diagrama de flujo de materia

En la Figura 1, disponible en la siguiente pagina, se puede

observar el diagrama de flujo de materia.

B. Layout

En la Figura 2, disponible en la siguiente pagina, se puede

observar el layout de la companıa.

III. INSTRUMENTACION

PLC:Para el control e implementacion del proceso se elige

el PLC “FX3G Main Units with 60 I/O”, debido a que

este dispone de 36 entradas y 24 salidas, las cuales cubren

el numero total de variables involucradas en el proceso.

Sensor Variable PLC Entrada dispositivo Anexo

Startt Start 1 X000 A.1

Stopp Stop 1 X001 A.1

Posicion conmp 1 X002 A.1

Flujo de mezcla flujo2 1 X003 A.1

Temp Silos temp2 S.A 1 D8080 A.1

Flujo mezcla Flujo3 1 X004 A.1

Nivel de mezcla Niv3 S.A 1 D8081 A.1

Nivel reja Niv4 1 X005 A.1

Temp Past/Hom temp4 S.A 1 D8082 A.1

Flujo mezcla flujo4 1 X006 A.1


Temp Cong temp6 S.A 1 D8083 A.1


Peso Pesinv S.A 1 D8180 A.1

Posicion tapado Postap 1 X009 A.1

Encoder Enc S.A 2 D8181 A.1

Posicion Pospal 1 X0010 A.1

Posicion bandeja De Pos1 a Pos15 1 X011-X026 A.1

Posicion PosArr 1 X0027 A.1

Posicion PosInic 1 X0028 A.1

Nota1: Debido a que todos los subprocesos y maquinas estan conectados,se involucran tubos de transporte con mecanismos hidraulicos, por lo que

utiliza un sensor “flujo mezcla” para reconocer la presencia de esta encada una de las conexiones del proceso.

Nota2: La bandeja de almacenamiento cuenta con 15 posicionesdisponibles, cada una con un sensor de posicion para el control de cantidady el funcionamiento de la palanca, por lo que en N registramos el respectivo

numero de posicion.Nota3: Los sensores de senal continua son los que tienen por “PLC” unadescripcion de “S.A: Special Adapters” y su direccion de entrada inicia

por “D”, estos usan sistema de adquisicion ADC.Nota4: Los datos tecnicos de cada sensor esta disponible en “ Anexo A.1”.

Actuador Variable PLC Entrada Dispositivo Anexo

Compuerta con1 1 Y000 A.2

Bomba hidraulica ba1 1 Y001 A.2

Temp Silos Tref S.A 1 D8084 A.2



Motor mezcladora Mmez 1 Y004 A.2


Compuerta Ingred Cing 1 Y006 A.2


Temp Past/Hom Tph S.A 2 D8182 A.2

Piston reja Prej 1 Y008 A.2



Compuerta saborz Csab 1 Y011 A.2

Motor mezcla saborz Msab 1 Y012 A.2



Temp.Cong Tcong S.A 2 D8183 A.2


Piston inyeccion Piny S.A 2 D8184 A.2

Motor banda transp. Mban 1 Y016 A.2

Piston tapas Ptap 1 Y017 A.2

Motor palanca vert Mpalv 1 Y018 A.2

Motor palanca horz Mpalh S.A 3 D8085 A.2

Motor bandeja almac Malm 1 Y019 A.2

2

4

Número de sensores

Número de actuadores

S

A

S

S

S

S

S

S

S

S

A

A

A

A

A

A

A

A

21

3

3

3

2

3

4

3

3

4

4

4

4

5

S

A 1

2

Fig. 1. Diagrama de flujo de materia

Silos

refrigerantes Mezcladoras Pasteurización

y enfriamiento

Mezcladoras

(saborizante)

CongelaciónAlmacén producto

terminado

Envase por

inyección y

empacado

Zona

descarga

Zona carga

Zona

administrativa

Almacena y

homogeniza la

crema

Agregar ingredientes

adicionales

Tanques de

pasteurización y

homogenización

Adición

saborizante

Fig. 2. Layout de la companıa

Nota1: Las bombas hidraulicas ayudan al transporte de la mezclaen cada una de las conexiones del proceso por medio de tubos.

Nota2: La temperatura es generada mediante compresores de gasen los subprocesos que requieren de esta.

Nota3: La palanca para el transporte de los envases a la bandeja esactivada por medio de 2 motores paso a paso, esto debido a que

esta se desplaza en dos ejes (X y Y) y en el eje horizontal varia sudesplazamiento por lo que se implementa un controlador de la

resolucion de sus pasos.Nota4: Los adaptadores de senal continua son los que tienen por“PLC” una descripcion de “S.A: Special Adapters” y su direccionde entrada inicia por “D”, estos usan sistema de adquisicion ADC.

Nota5: Los datos tecnicos de cada actuador esta disponible en“ Anexo A.2”.

En la Figura 3 se puede observar el numero de elementos

utilizados en el proceso.

29

620

5

13

11

Sensores

digitales

Sensores

análogos

Actuadores

digitales

Actuadores

análogos

PLC

Special

Adapters

ADC

Fig. 3. Instrumentacion

A. SCADA

En esta seccion presentamos el Scada de la companıa, per-

mitiendole al usuario apreciar la disposicion de la maquinaria

junto con la respectiva descripcion de sensores y actuadores

utilizados en cada subproceso.

En la figura 4 se presentan los cuatro primeros sub-

procesos: descarga materia prima, refrigeracion, mezclado,

homogenizacion y pasteurizacion. Los cuales requieren de

la implemetacion de la siguiente instrumetacion para su

funcionamiento automatico:

• Descarga materia prima:

Sensores: Start, stop, posicion contenedor de materia

prima y flujo2.

Actuadores: Compuerta 1 y bomba hidraulica .

• Refrigeracion:

Sensores: Stop, flujo 2, floju 3 y temperatura de refrig-

eracion.

Actuadores: Compuerta 2, bomba hidraulica 2 y tem-

peratura.

• Mezclado:

Sensores: Stop, flujo 3, flujo 4 y nivel de mezcla.

Actuadores: Compuerta 3, bomba hidraulica 3, motor

mezcla y compuerta dispensador de ingredientes.

• Homogenizacion y Pasteurizacion:

Sensores: Stop, flujo 4, flujo 5, temperatura y nivel reja

de residuos.

Actuadores: Compuerta 4, bomba hidraulica 4, temper-

atura y piston movimiento reja.

En la figura 5 se continua con la representacion de

los cuatro subprocesos siguientes: adicion de saborizante,

congelacion, envasado por inyeccion y tapado del producto.

Los cuales requieren de la implementacion de la siguiente

instrumentacion para su funcionamiento automatico:

• Adicion Saborizante:

Sensores: Stop, flujo 5 y flujo 6.

Actuadores: Compuerta 5, bomba hidraulica 5, motor

mezcla y compuerta dispensador saborizante.

• Congelacion:

Descarga

materia primaRefrigeración Mezclado

Homogenización

y pasteurización

Fig. 4. SCADA

Sensores: Stop, flujo 6 y temperatura.

Actuadores: Temperatura para congelacion y motor

banda transportadora.

• Envasado por inyeccion:

Sensores: Stop, flujo 6 y peso del envase con y sin

producto.

Actuadores: Compuerta 7, piston para inyeccion de

producto y motor banda transportadora.

• Tapado del producto:

Sensores: Stop y posicion del envase.

Actuadores: Piston para posicionamiento y ensamble

de tapa para el producto.

Envasado por

inyección

Tapado del

producto

Congelación

Adición de

saborizante

Fig. 5. SCADA

Por ultimo, la figura 6 presenta el noveno subproceso:

Empaque final. El cual requiere de la implementacion de

la siguiente instrumentacion para su funcionamiento au-

tomatico:

• Empaque final:

Sensores: Stop, posicion del envase para ser trasladado,

posicion de la palanca (arriba – inicial) , encoder

rotacional para la bandeja de almacenamiento y 15

posiciones en la bandeja disponibles.

Actuadores: Motor para movimiento vertical de la

palanca, motor para movimiento horizontal de la

palanca y motor para desplazamiento de la bandeja de

almacenamiento.

Empaque final

Fig. 6. SCADA

IV. PROTOCOLO

A. Global:

1) Se inicia el proceso con una senal de START, despues

de que el contenedor de crema haya sido instalado

correctamente por el proveedor de materia prima al

tubo de transporte.

2) La senal de START abre la compuerta permitiendo a

la crema transitar por el tubo de transporte.

3) Dentro del tubo de transporte se acciona el mecanismo

hidraulico para la circulacion de la crema, haciendo

llegar esta al primer subproceso (refrigeracion).

4) En el conducto de entrada al subproceso en el cual se

encuentran los silos encargados de la refrigeracion, se

tiene posicionado un sensor que al identificar la crema

activa el funcionamiento de la maquina involucrada.

5) El subproceso requiere encender el sistema en una tem-

peratura establecida y mantenerla durante un tiempo

determinado (temporizador1), al alcanzar estas condi-

ciones se activa la compuerta para darle paso a la

mezcla inicial al subproceso Numero 2.


hidraulico para la circulacion de la mezcla inicial,

haciendo llegar esta al segundo subproceso (mezclado).

7) En el conducto de entrada al subproceso en el cual se

encuentra la maquina mezcladora, se tiene posicionado

un sensor que al identificar la mezcla inicial activa el

funcionamiento de la maquina involucrada.

8) El subproceso involucra depositar los ingredientes adi-

cionales a la mezcla inicial (temporizador A), revolver-

los durante un tiempo determinado (temporizador2) y

asegurarse por medio de un sensor de nivel que la

cantidad de ingredientes y mezcla es la requerida, al

alcanzar estas condiciones se activa la compuerta para

darle paso a la mezcla al subproceso Numero 3.


hidraulico para la circulacion de la mezcla haciendo

llegar esta al tercer subproceso (pasteurizacion y ho-

mogeneizacion).

10) En el conducto de entrada al subproceso en el cual

se encuentra el tanque de pasteurizacion, se tiene

posicionado un sensor que al identificar la mezcla


11) El subproceso involucra el calentamiento de la mez-

cla durante un tiempo determinado (temporizador3),

y luego de esto requiere de la disminucion de la

temperatura y la activacion del recorrido de la reja

encargada de separar los residuos, al terminar este

recorrido se activara la compuerta para darle paso a

la mezcla al subproceso Numero 4.


hidraulico para la circulacion de la mezcla haciendo

llegar esta al cuarto subproceso (adicion saborizante).


se encuentra la mezcladora, se tiene posicionado un

sensor que, al identificar la mezcla, activa el fun-

cionamiento de la maquina involucrada.

14) Este es el ultimo subproceso de mezclado donde se

agrega el saborizante del producto (TempB) y se mez-

clan ambos componentes durante un tiempo determi-

nado (temporizador4), para luego activar la compuerta

y darle paso a la mezcla final al subproceso Numero

5.


hidraulico para la circulacion de la mezcla final ha-

ciendo llegar esta al quinto subproceso (congelacion).


se encuentra el tanque de congelacion, se tiene posi-

cionado un sensor que al identificar la mezcla final


17) El subproceso involucra la disminucion de temperatura

para permitir la congelacion del producto, esto durante

un tiempo establecido (temporizador5), allı ya estarıa

listo el producto terminado para comenzar su proceso

de envasado y empaque final.

18) El proceso de inyeccion esta directamente conectado

con el anterior, este involucra una compuerta intermi-

tente, un piston de inyeccion, un sensor de peso y una

banda transportadora en la cual circulan los envases

vacıos y continuan a los siguientes procesos necesarios.

19) Posteriormente, el envase es cerrado por medio de un

sistema que posiciona y ensambla la tapa ejerciendo

cierta magnitud de fuerza, para luego transitar por un

sistema de verificacion de buen tapado el cual esta

relacionado con la altura final del envase.

20) Finalmente, el producto terminado es posicionado en

una bandeja de multiples unidades con la ayuda de una

palanca automatica, la cual luego sera almacenada en

los congeladores de producto final.

21) El proceso cuenta con una senal de STOP disponible

para el operario que detendra todo el sistema, esta

podrıa ser utilizada en casos de emergencia debido

al fallo de alguno de los subprocesos o maquinaria

de estos. Tambien, podrıa ser de uso para detener

todo el sistema cuando la produccion en el haya sido

finalizada y no se vaya a introducir mas materia prima

en el momento, ya sea por mantenimiento programado,

produccion suficiente, fallas de proveedor, entre otros.

22) Ya que cada subproceso entra en pausa al terminar su

labor, no se involucra esta senal de STOP continua-

mente, debido a que todo el sistema es una secuencia

y necesita del producto generado por el subproceso

anterior para activarse.

B. Subprocesos:

• Descarga materia prima:

1) La materia prima (crema fresca) para la produccion

de helado es tercerizada y se adquiere siempre en la

misma presentacion y cantidad, esto relacionado a la

capacidad del proceso.

2) El proveedor de la crema la descarga en la ubicacion

asignada.

3) Se hace la conexion al tubo de transporte que la lleva al

primer subproceso, activando un sensor que reconoce

la conexion.

4) Al presionar Start se abre la compuerta que permite

el flujo de la crema y al mismo tiempo se activa el

mecanismo hidraulico del tubo de transporte.

5) La compuerta y el mecanismo hidraulico desactivan su

funcionamiento cuando el sensor del siguiente subpro-

ceso ya no reconozca presencia de crema.

• Refrigeracion:

1) Un sensor ubicado en el conducto de entrada del silo

refrigerante reconoce la presencia de crema y activa la

maquina.

2) La activacion de la maquina consiste en encender el

sistema en -15 C para lograr la refrigeracion de la

crema a esta temperatura, involucrando tambien un

sensor para controlar y monitorear esta.

3) Cuando el sistema se establece en la temperatura

requerida, es activado un Timer2 que nos indicara

cuando el subproceso ha terminado (60min).

4) La finalizacion del tiempo activara la compuerta que

permite el flujo de la mezcla inicial y al mismo

tiempo se activa el mecanismo hidraulico del tubo de

transporte.




• Mezclado:

• Un sensor ubicado en el conducto de entrada de la

mezcladora reconoce la presencia de mezcla inicial y

activa varios componentes del sistema al tiempo, los

cuales son:

• El motor se activa iniciando el movimiento de la helice

que realiza la mezcla de ingredientes en el subproceso.

• Se deben adicionar cinco ingredientes, los cuales son

agregados al activar la compuerta del dispensador que

los contiene y un TimerA para el control de cantidad.

• La mezcladora tiene un sensor de nivel que permite

identificar que la cantidad de cada ingrediente sea la

correcta segun el nivel alcanzado, al igual que el nivel

de la mezcla al final.

• El sensor anterior, al reconocer el ultimo nivel registrado

activa el Timer3, el cual nos indicara cuando el subpro-

ceso ha terminado (15min).

• La finalizacion del tiempo activara la compuerta que

permite el flujo de la mezcla y al mismo tiempo se

activa el mecanismo hidraulico del tubo de transporte.

• La compuerta y el mecanismo hidraulico desactivan su



• Pasteurizacion y homogeneizacion:

1) Un sensor ubicado en el conducto de entrada del

tanque de pasteurizacion y homogeneizacion reconoce

la presencia de la mezcla y activa la maquina.


sistema en una temperatura de 72 C para generar el

calentamiento de la mezcla, involucrando tambien un

sensor para controlar y monitorear esta.

3) Al alcanzar la temperatura requerida, es activado el

Timer4, el cual es el encargado de contabilizar la

duracion establecida para la pasteurizacion (30 min).

4) La finalizacion del tiempo anterior envıa la senal

para disminuir la temperatura a 60 C y realizar el

subproceso de homogeneizacion.

5) Al mismo tiempo, activa el piston para el movimiento

de la reja encargada de la separacion de los residuos

de la mezcla.

6) El tanque en su parte superior cuenta con un sensor de

nivel, el cual reconocera cuando la reja haya acabado

su recorrido.

7) La finalizacion del recorrido de la reja activara la

compuerta que permite el flujo de la mezcla y al mismo

tiempo se activa el mecanismo hidraulico del tubo de

transporte.




• Adicion saborizante:

1) Un sensor ubicado en el conducto de entrada de la

mezcladora reconoce la presencia de la mezcla y activa

la maquina.

2) La activacion del motor inicia el movimiento de la

helice que realiza la mezcla con el saborizante.

3) Al mismo tiempo, el saborizante sera agregado al

activar la compuerta del dispensador que lo contiene y

un TimerB para el control de cantidad.

4) Al finalizar la adicion de ingredientes, es activado

un Timer5 que nos indicara cuando el subproceso ha

terminado (10min).

5) La finalizacion del tiempo activara la compuerta que

permite el flujo de la mezcla final y al mismo tiempo se

activa el mecanismo hidraulico del tubo de transporte.




• Congelacion:

1) Un sensor ubicado en el conducto de entrada del tanque

de congelacion reconoce la presencia de la mezcla final

y activa la maquina.


sistema en -30 C para lograr la congelacion de la

mezcla final a esta temperatura, involucrando tambien

un sensor para controlar y monitorear esta.

3) Cuando el sistema este en la temperatura requerida,

es activado un Timer6 que nos indicara cuando el

subproceso ha terminado (15min).

4) La finalizacion del tiempo otorga la aprobacion al

sistema para comenzar la inyeccion del producto final,

lo que activa el motor de la banda transportadora.

• Envasado por inyeccion:

1) La posicion ubicada justo debajo del tanque de con-

gelacion cuenta con un sensor de peso, el cual recono-

cera cuando el envase este allı listo para ser llenado.

2) Este activa la compuerta que permite la salida del

producto del tanque y el piston de inyeccion para verter

allı la mezcla.

3) Al alcanzar el peso requerido, la compuerta se cerrara,

el piston deja de generar presion y la banda transporta-

dora avanza una posicion.

4) Se repite este subproceso un numero de veces estable-

cidas (165L unidades), las cuales hacen referencia a la

cantidad de mezcla final que es capaz de ser procesada

por el sistema cada que se realiza el proceso desde su

inicio, terminado el conteo de estas unidades se detiene

el funcionamiento del piston para la inyeccion y la

compuerta ya que no habra mas producto disponible

en el tanque.

• Tapado del producto:

1) La posicion ubicada justo debajo del sistema de tapas

cuenta con un sensor de posicion el cual reconocera

cuando el envase este allı, listo para ser tapado.

2) Al ocupar esa posicion, el sistema se desplazara hacia

abajo por medio de la activacion de un piston, para

ubicar ası la tapa del envase y generar cierta fuerza

sobre este, quedando tapado correctamente.

3) Se incluye un Timer8 que otorgara la senal al piston

para que regrese a su posicion inicial, y esperar ası el

siguiente envase.

4) El avance de la banda transportadora esta ligado al

proceso de envasado, pero cuando esta avance, el

envase que acaba de ser tapado se topara con la

palanca del subproceso siguiente, dispositivo que es

utilizado alterna-mente como verificador de calidad y

permitira continuar en el proceso solamente los envases

que respecto a su altura final hayan quedado cerrados

correctamente, de lo contrario son expulsados por una

banda alterna a un proceso de rectificacion.

• Empaque final:

1) La ultima posicion de la banda transportadora cuenta

con un sensor de posicion, el cual reconocera cuando

el envase este allı listo para ser trasladado a la bandeja

2) Al reconocer el envase, la palanca se activara poniendo

en funcionamiento su motor para el desplazamiento

vertical, alcanzando ası el envase

3) Luego, para el desplazamiento horizontal de la palanca

contamos con 3 posiciones disponibles de cada seccion

de la bandeja de almacenamiento, al reconocer sen-

sores disponibles el motor se activara, hasta ocupar

cada uno en su respectivo orden

4) Despues de posicionar el envase, la palanca sube

hasta alcanzar su sensor de posicion arriba, para luego

devolverse a su posicion inicial y trasladar el siguiente

envase

5) La bandeja es posicionada inicialmente con su extremo

superior totalmente alineado con la banda transporta-

dora, luego al reconocer que la ultima posicion de cada

una de las secciones ha sido ocupada, activara su motor

hasta dejar en posicion otra seccion disponible

C. CAJA NEGRA Y MEF

Con el fin de automatizar el sistema, deben reconocerse

cada uno de los subprocesos de este por medio de un

diagrama de caja negra, el cual especifica cada una de las

variables de entrada y salida. Ademas, se debe desarrollar

cada una de las MEF (Maquinas de estados finitos), ya que

son estas las que permiten el funcionamiento logico de los

subprocesos, enviando senales a la maquinaria (actuadores)

segun la reaccion de los sensores implementados.

1) Caja negra: Las siguientes graficas representan la caja

negra de cada subproceso con sus respectivas entradas y

salidas.

Descarga

Materia

Prima

Startt Stopp

Conmpflujo2

con1: Compuertaba1: Bomba

hidraulica 1

Refrigeración

Stoppflujo2

temp2

Trefcon2: Compuerta 2

ba2: Bomba hidraulica 2

Mezclado

StoppNiv3

Flujo3flujo4

MmezCing

con1: Compuerta 3

ba1: Bomba

hidraulica 3

Pasteurización y

homogenización

StoppFlujo4

Temp4Flujo5

Niv4

TphPreja

con1: Compuerta 4

ba1: Bomba

hidraulica 4

Adición

saborizante

StoppFlujo5

Flujo6

MsabCsab

con1: Compuerta 5

ba1: Bomba

hidraulica 5

Congelación

StoppFlujo6

temp6

TcongMban

Envasado por

inyección

StoppPesiny

flujo6

Con7: Compuerta 7Piny

Mban

Tapado del

productoStopp

PostapPtap

Empaque

final

Stopp

Pospal

Pos1 a Pos15

Posarr

Posinicial

Enc

Mpalh

Mpalv

Malm

2) MEF: En las siguientes figuras 7, se presentan las

Maquinas de Estados Finitos disenadas para el correcto

funcionamiento del proceso con una breve descripcion de

su objetivo.

• La MEF en la figura 7 permite el paso de la crema

del contenedor, al reconocer su conexion al sistema y

presionar Start.

Fig. 7. Subproceso descarga materia prima (1)

• La MEF en la figura 8 se encarga de la refrigeracion de

la crema a -15 C durante 60 minutos.

Fig. 8. Subproceso refrigeracion (2)

• La MEF en la figura 9 activa la compuerta que permite

su paso al siguiente subproceso y la bomba hidraulica

para eficiencia en su transporte.

Fig. 9. Transporte del subproceso 2 al 3

• La MEF en la figura 10 se encarga del mezclado de

la crema con 5 ingredientes adicionales, los cuales

son agregados por medio de un dispensador controlado

bajo temporizacion, al estar todo agregado continua la

mezcla durante 15 min.

Fig. 10. Subproceso mezclado (3)

• La MEF en la figura 11 controla la compuerta y la

bomba hidraulica, las cuales son activadas al finalizarse

el tiempo anterior, y permiten el transporte de la mezcla.


• La MEF en la figura 12 se encarga de la pasteurizacion

de la mezcla para la activacion de sus ingredientes,

para luego homogeneizar esta con ayuda de una reja

encargada de separar los residuos, se involucran tambien

temporizadores.

• La MEF en la figura 13 controla la compuerta y bomba

hidraulica de este subproceso al recibir una senal de

finalizacion y son activadas.

Fig. 12. Subproceso pasteurizacion y homogenizacion (4)


• La MEF en la figura 14 permite realizar la mezcla

de saborizante, el cual es agregado por medio de un

dispensador y el motor es activado durante 10 min para

su correcta dispersion.

Fig. 14. Subproceso adicion saborizante (5)

• La MEF en la figura 15 permite por ultima vez el

sistema de compuerta y bomba hidraulica para el trans-

porte de la mezcla.


• La MEF en la figura 16 permite a la mezcla un ultimo

cambio de temperatura para alcanzar la congelacion

necesaria requerida por el producto (-30 C) durante un

tiempo determinado.

Fig. 16. Subproceso congelacion (6)

• La MEF en la figura 17 al estar el producto listo para ser

envasado, activa la banda transportadora que posiciona

los envases bajo el tanque de inyeccion y envıa la senal

de peso para reconocer el envase y controlar la cantidad.

• La MEF en la figura 18 activa la banda transportadora

para avanzar una posicion para traer el siguiente envase

vacio.

• La MEF en la figura 19 controla el subproceso de tapado

de los envases, el cual es ejercido por un piston que

Fig. 17. Subproceso envasado por inyeccion (7)

Fig. 18. Transporte envases

posiciona las tapas y ejerce un poco de fuerza para

fijarlas.

Fig. 19. Subproceso tapado del producto (8)

• La MEF en la figura 20 controla lo siguiente: La ultima

posicion de la banda transportadora activa una palanca

al reconocer un envase listo para ser trasladado a la

bandeja que luego sera llevada a un refrigerador de

almacenamiento, esta tiene varias posiciones las cuales

permiten el control del movimiento de la palanca al ir

ocupando en un orden logico cada lugar disponible.

Fig. 20. Subproceso empaque final (9)

• La MEF en la figura 21 controla la bandeja de almace-

namiento, la cual tiene varias secciones disponibles que

deben ir siendo alineadas con la banda transportadora,

por lo que esta tiene un motor que permite su desplaza-

miento horizontal al caducar el espacio de cada seccion.

Fig. 21. Desplazamiento bandeja de almacenamiento

TEMPORIZADORES

Subproceso Variable

Refrigeracion Timer2

Mezclado Timer3

Agregado de ingredientes TimerA

Pasteurizacion Timer4

Mezcla saborizante Timer5

Agregado saborizante TimerB

Congelacion Timer6

Contador unid.inyeccion C

Tapado del producto Timer8

Nota: Variables no mencionadas anteriormente como sen-

sores o actuadores en sus respectivas tablas.

• Convenciones de notacion

1) El sımbolo ! representa negacion de la variable

2) El sımbolo mayor o igual representa mayor o igual que

el temporizador o variable relacionado

3) El sımbolo menor o igual representa menor o igual que

el temporizador o variable relacionado

V. IMPLEMENTACION

Cada una de las MEF deben ser programadas en el

software GX Works para el control del PLC, el cual luego

se encarga del procesamiento de todas las variables para

su correcto funcionamiento y nos permite realizar una de-

mostracion posterior. Este sistema necesita del desarrollo de

15 maquinas de estados finitos, las cuales fueron desarrol-

ladas por el equipo de trabajo de forma individual en un

archivo .gxw del software, para luego ser compactadas en

una carpeta disponible como “MEF”.

A. INTERFAZ HOMBRE-MAQUINA (IHM)

Se disena la interfaz visual para cada uno de los sub-

procesos, facilitandole al operario el manejo de la maquina

y a su vez la lectura y los indicadores que esta arroja del

funcionamiento.

• IHM General

Fig. 22. Interfaz hombre-maquina general

• IHM Descarga de materia prima

Fig. 23. Interfaz hombre-maquina descarga de materia prima

Fig. 24. Interfaz hombre-maquina refrigeracion

• IHM Refrigeracion

• IHM Mezclado

Fig. 25. Interfaz hombre-maquina mezclado

• IHM Pasteurizacion y homogenizacion

Fig. 26. Interfaz hombre-maquina pasteurizacion y homogenizacion

Fig. 27. Interfaz hombre-maquina adicion de saborizante

• IHM Adicion de saborizante

• IHM Congelacion

Fig. 28. Interfaz hombre-maquina congelacion

• IHM Envasado por Inyeccion

Fig. 29. Interfaz hombre-maquina envasado por inyeccion

• IHM Tapado del producto

• IHM Empaque final

Fig. 30. Interfaz hombre-maquina tapado del producto

Fig. 31. Interfaz hombre-maquina empaque final

VI. CONCLUSIONES

• El informe en su totalidad provee toda la informacion

necesaria para comprender el proceso industrial el cual

se desea automatizar, al igual que las herramientas

y todas las pautas necesarias a seguir para lograrlo.

Siguiendo el respectivo orden, el lector debe lograr

comprender los pasos logicos y necesarios para la

produccion de helado, para luego entrar en la in-

strumentacion necesaria para su automatizacion y por

ultimo la implementacion, desarrollada paso a paso,

la cual permitirıa el funcionamiento del sistema al ser

aplicada, cumpliendo con los objetivos planteados.

• De manera mas especifica, el informe contiene cuatro

secciones con todo lo requerido para su desarrollo;

la descripcion del proceso que contiene de forma es-

quematica el paso a paso de la produccion, la materia

asociada a cada proceso y una vista superior de la

maquinaria implementada; luego, otorga la descripcion

de la instrumentacion necesaria (sensores y actuadores)

para la correcta automatizacion y tambien permite ob-

servar la instalacion de cada uno en el proceso; el

protocolo, tanto global como individual por subproceso,

es descrito detalladamente despues, este nos entrega el

paso a paso del funcionamiento de cada subproceso

necesario y relaciona el trabajo de cada sensor y ac-

tuador; por ultimo, la fase de implementacion le otorga

al lector el desarrollo de todo lo anterior mencionado,

en plataformas que luego permitiran llevar toda la

informacion al proceso y automatizar este.

• Adicional, el informe cuenta con referencias y anexos,

secciones en las cuales es posible adquirir tantos datos

tecnicos de la implementacion utilizada, como un poco

mas de informacion e ilustraciones del proceso desar-

rollado.

• En cuanto a resultados, el informe logra plasmar la

investigacion realizada y comprender teoricamente toda

la informacion necesaria para la automatizacion del

proceso industrial de produccion de helado; de mano

de esto, se logra un desarrollo practico paso a paso, el

cual permitirıa la correcta implementacion.

• Ligado a la investigacion, analisis y desarrollo, los

estudiantes a cargo se sumergen en todos los conceptos

adquiridos en el curso relacionado y ponen en practica

la correcta implementacion de estos, ademas de en-

tender el proceso y funcionamiento de maquinarias e

instrumentacion para su correcta aplicacion.

VII. REFERENCIAS

El informe y la adquisicion de toda la informacion nece-

saria para el desarrollo del proyecto de automatizacion de

la produccion de helado, contiene multiples referencias de

diferentes fuentes, las cuales se encuentran categorizadas

por: Procesos, sensores y actuadores, adaptadores especiales

y otra informacion. En cada seccion podemos encontrar,

ya sean vıdeos para ilustrar al lector de la actividad in-

dustrial actual o el funcionamiento de maquinaria en cada

subproceso, tambien como el sitio web para las adquisicion

de la instrumentacion y paginas visitas para otros datos

relacionados necesarios. Todos los links a cada una de las

referencias se encuentran disponibles para el lector en el

archivo adjunto ”Referencias.pdf”

VIII. ANEXOS

ANEXO A.1: Sensores

Boton Start-Stop: El proceso tiene un boton para iniciarlo

o detenerlo al posicionar e instalar el contenedor con la

materia prima en el principio del sistema, y que esta este lista

para ser transportada al primer subproceso (refrigeracion).

Datos tecnicos Suiche pulsador verde industrial self-lock

Ref: LA38-11BN-VE-S Caracterısticas:

• Tipo: self lock(auto bloqueo)

• Pulsador ON/OFF

• Voltaje de operacion: 400VAC

• Corriente nominal: 10A

• Numero de pines: 4

• Color: verde

Temperatura: El proceso necesita sensar la temperatura

de la mezcla en los subprocesos de: refrigeracion, pasteur-

izacion y congelacion, para llevar esta a la temperatura

requerida en la que se encuentra la maquina. Datos tecnicos:

Sensor de temperatura a prueba de agua Ref: DFR0198

Caracterısticas:

• Utilizable con 3.0V a 5.5V de alimentacion / datos.

• Mas o menos 0,5 C de precision desde: -10 a +85 C

• Rango de temperatura utilizable: -55 a 125 C (-67 a

+257 F )

• Resolucion seleccionable de 9 a 12 bits.

• Utiliza la interfaz 1-Wire-solo requiere un pin digital

para la comunicacion.

• ID unico de 64 bits en el chip.

• Sensores multiples pueden compartir un pin.

• Temperatura lımite de alarma del sistema.

• Tiempo de consulta es inferior a 750 ms.

• 3 cables de interfaz:

• Cable negro - GND

• Cable amarillo - DATOS

• Tubo de acero inoxidable de 6 mm de diametro por 35

mm de largo.

• Diametro del cable: 4mm

• Longitud del cable: 90 cm

Flujo o presencia de mezcla: Cada uno de los subpro-

cesos consta de un sensor de flujo o presencia de mezcla,

posicionado en los tubos de transporte del producto para

reconocer cuando este esta siendo bombeado a la maquina

correspondiente y activar su funcionamiento. Datos tecnicos:

Sensor de flujo de agua 2” Ref: SEN-DN50 Caracterısticas:

• Voltaje de funcionamiento: 5V 18V

• Corriente maxima de operacion @5V: 15mA

• Sensor DN50 Hall effect

• Exactitud en el Rango de flujo:10-200 L/min mas o

menos 3

• Resistencia a la presion del agua: ¡ 1.75Mpa

• Pulso de salida en alto:¿ DC 4.5V (@5V)

• Pulso de salida en bajo:¡ DC 0.5 V(@5V)

• Tiempo de subida en la salida: 0.04 Mus

• Tiempo de bajada en la salida: 0.18 Mus

• Capacidad de carga: menos igual 10 mA (@5V)

• Ciclo de trabajo, pulso de salida: 50 mas o menos 10

porciento

• Resistente al agua, al calor, a la presion y al frio

• Material: Plastico/monocristalino

• Color: negro

• Tubo de 2 pulgadas

• Temperatura de operacion: menor igual 80 C

• Temperatura de almacenamiento: -25 C - 80 C

• Rango de humedad: 35 porciento - 90 porciento RH (sin

estado de condensacion)

• Apropiado para calentador automatico de agua a gas

• Dimensiones: 92mm x 59mm

• Peso:200g

Nivel o posicion final: El proceso necesita de 2 sensores

de nivel, uno de ellos analogo en el subproceso de mezclado

para reconocer cuando los ingredientes son anadidos y la can-

tidad de mezcla esta completa y uno digital en el subproceso

de homogeneizacion para reconocer cuando la reja encargada

de separar los residuos ha terminado su recorrido y llegado

a su posicion final. Datos tecnicos analogo: Sensor radar

transmisor de nivel de lıquido Ref: RKL-02 Caracterısticas:

• Rango: 0-30m

• Precision: mas o menos 3mm

• Resolucion: mas o menos 0.3mm

• Salida de senal: 4-20mA

• Voltaje de alimentacion: 12V-24VDC

• Conexion: G1 1/2

• Material de la antena: acero 304

• Con cable M20x1.5

• Con display LCD

• Datos tecnicos digital:

• Sensor optico de nivel

• Ref: FS-IR02

• Caracterısticas:

• Voltaje: 5VDC

• Corriente: 12mA

• Salida de nivel bajo: menor 0.1V

• Salida de nivel alto: mayor 4.6V

• Precision en el nivel de deteccion: mas menos 0.5mm

• Ciclos de uso: 50000 horas

• Temperatura de funcionamiento: -25 C - 105 C

• Temperatura de almacenamiento: -40 C - 85 C

Peso: En el subproceso de inyeccion del producto se

instala un sensor de peso, el cual reconoce tanto la presencia

del envase para ser llenado, como la cantidad de producto

que es inyectado en el, para enviar la senal de parar cuando

la cantidad de helado requerida haya sido inyectada. Datos

tecnicos: Celda de carga de 5kg Ref: YZC-1B-5KG Carac-

terısticas:

• Resistencia de aislamiento: 5000 M OHMS

• Alambrado: Cable rojo: Voltaje positivo; cable negro:

Voltaje negativo; cable blanco: senal positiva; cable

verde: senal negativa

• Temperatura de operacion: - 30C - 80C

• Nonlinear: 0,017 percent F,S and 0,02 percent F,S

• Creep (30 minutes): 0,03 percent F,S

• Temperatura de salida: 0,003 percent F,S or degree

Celsius

• Zero temperature: 0,02 percent F,S or degree Celsius

• Zero balance: positive and negative 0.1000 mV or V

• Impedancia de entrada: 402 positive and negative 6

percent ohm

• Impedancia de salida: 350 positive and negative 3

percent ohm

• Grado de proteccion: IP65

• Color: Plateado

• Dimensiones: 13cm x 3cm x 2.18cm

• Peso: 168g

• Material: Aleacion de aluminio

Posicion: El proceso necesita multiples sensores de

posicion, uno de ellos para identificar cuando el envase esta

en posicion para ser tapado, despues de esto cuando el envase

esta en posicion para ser empujado por la palanca hacia las

bandejas de empacado final y por ultimo cada una de las

bandejas tiene multiples sensores de posicion que deben ser

completados para el almacenamiento de producto terminado

en el congelador. Datos tecnicos: Tilt Click Ref: MIKROE-

1834 Tarjeta accesoria para MikroBUS con sensor optico

de inclinacion de 4 direcciones. Con 2 LEDs indicadores.

Voltaje de alimentacion 3.3 o 5V. Caracterısticas:

• Sensor RPI-1035

• Censado en 4 direcciones: Izquierda, derecha, adelante

y atras.

• Jumper SMD para seleccion de 3.3 o 5V

• Poco propenso al ruido causado por vibraciones

• No es influenciado por ruido magnetico

Motor bandeja para almacenamiento: Para alinear cada

una de las secciones de la bandeja con la banda transporta-

dora de los envases, necesitamos de en sensor encoder de

rotacion que permite controlar los grados de desplazamiento

del motor que controla la bandeja Datos tecnicos: Modulo

Encoder de rotacion KY-040 Ref: SEN-ENCO-ROTA Car-

acterısticas:

• Voltaje de funcionamiento: 5V

• Cırculo de pulsos: 20

• Dimensiones: 2.5cm x 1.8cm x 3cm

ANEXO A.2: Actuadores

Valvula solenoide: El proceso contiene multiples

compuertas identificadas como actuadores, la funcion

de estas es permitir el paso de la mezcla cuando el

subproceso haya finalizado, senal que esta ligada a un

temporizador. Datos tecnicos: Butterfly valve DN250 with

electric actuator Ref: A5000 Caracterısticas:

• Working temperature -20 C / 130 C

• Power 90W

• the maximum torque 500 Nm

• Opening / closing time ¡60 s

• waterproof - IP65

• maintenance - free operation

• housing color - white

• housing material - metaL

• Direct connection to the valve plate ISO 5211 - F05,

F07 (socket 22mm)

• Motor thermal protection

• Contacts limit

Compresor de gas para generacion de temperatura:

Este proceso de produccion involucra varios cambios de

temperatura de la mezcla en los diferentes subprocesos

para su conformacion, por lo que necesitamos de tres de

estos actuadores en diferentes fases: en primer lugar para la

refrigeracion de la mezcla inicial a una temperatura de -15

C, luego la pasteurizacion y homogenizacion de la mezcla

lo cual requiere aumentar su temperatura a 72 C y luego

disminuirla a 55 C y conservarla allı durante un tiempo, y

por ultimo la congelacion de la mezcla final a -30 C.

Datos tecnicos: Compresor Lg 18k Btu 220v R410

Gj176k

Caracterısticas: Alto 7,0 INH

Ancho 12,75 IHN

Volumen bruto 0,78 FTQ

Peso bruto 36,23 LBR

Motores: El proceso involucra varios motores, 2 de ellos

son multirotor para lograr la mezcla de los ingredientes

adicionales y el saborizante, otros 2 motores DC encargados

de permitir el movimiento de la banda transportadora de

los envases para realizar el subproceso de inyeccion del

producto, al igual que la banda que permite el movimiento

vertical de la bandeja para el almacenamiento de varios

envases y por ultimo 2 motores paso a paso que permiten el

control de la posicion de la palanca para su movimiento y

el traslado de cada envase de la banda a la bandeja. Datos

tecnicos: Motor brushless Multirotor 2400Kv 10a Ref: BM-

M02 Caracterısticas:

• Sentido de giro: CW.

• Kv: 2400rpm/v. Sin carga

• Maxima corriente: 10A

• Corriente: 0.6A. Sin carga

• Alimentacion: Baterıas Lipo 2-3S, Baterıas NiMh: 4-8

cell.

Motor DC 3V-6V 2000 RPM

Ref: MEP-140 Motor DC.

Caracterısticas:

• Voltaje de funcionamiento: 3V – 6V

• Numero de revoluciones: 2000

• Longitud:25mm

• Diametro:21mm

• Longitud del eje: 9mm

• Diametro del eje: 2mm

• Motor paso a paso NEMA17 Hıbrido 0.4A 2.8kg/cm

• Ref: 42HS34-0404

• Caracterısticas:

• Carcasa: NEMA 17-size

• Pasos por revolucion: 200

• Consumo de corriente por fase: 0.4A

• Resistencia: 30 OHM por fase

• Torque: 2,8kg-cm

• Inductancia: 35mH por fase

Pistones: Se requiere del uso de pistones en 3 subproce-

sos, el primero genera el desplazamiento de la reja encargada

de separar los residuos en el proceso de homogenizacion,

otro mas que realiza la accion de inyeccion del producto

terminado en los envases y por ultimo en el sistema de tapado

que permite el movimiento de la tapa y sellado de los envases

con producto final.

Datos tecnicos: Servo Actuador Lineal L16-R 50mm 6Vdc

200N

Ref: L16-50-150-6-R

Caracterısticas:

• Voltaje de operacion: 6VDC.

• Maxima fuerza (levantado): 200N (45Lbf)

• Recorrido: 50mm

• Relacion engranajes: 150:1

• Maxima velocidad (sin carga): 8mm/s

• Temperatura de Funcionamiento: - 10 C - 50 C

• Indice IP: IP54

Bomba hidraulica: Todo el proceso requiere de un

metodo para transportar la mezcla de subproceso a sub-

proceso, ya que cada uno involucra una maquina y accion

necesaria para el producto final, por lo que los tubos que

conectan todo el sistema deben llevar implementado una

bomba hidraulica para la ayuda de la transferencia de la

mezcla.

Caracterısticas:

• Motor

• Tipo: Electrico

• Marca: Simens/Weg

• Potencia: 1.50 hp

• RPM: 3454 rpm

• Encendido: Directo

• Voltaje: 127/220 V

• Fases: Monofasico

• Proteccion termica: Si

• Bomba:

• Tipo: Multietapas

• Flujo optimo: 80.00 LPM

• Altura optima: 37.00 m

• Numero de etapas: 2 etapas

• Diametro de succion: 1.25 pulg

• Diametro de la descarga: 1.00 pulg

• Tipo de impulsor: Cerrado

• Material del cuerpo: Hierro gris

• Material del impulsor: Noryl

• Material del sello mecanico: Ceramica, carbon, acero

inoxidable y buna

• Temperatura maxima del agua: 40 c

• Info adicional

• Garantia: 1 ano

• Dimensiones: 45x22x30 cm

• Peso: 30 kg

ANEXO A.3: Adaptadores especiales

El proceso requiere de multiples adaptadores especiales

para la captacion de senales continuas, que deben ser luego

traducidas por el sistema de adquisicion del PLC al cual se

le adecuan estos modulos.

Los adaptadores especiales a utilizar son referenciados

como: FX3U-4AD-ADP, FX3U-3A-ADP y FX3G-1DA-BD,

todos adaptables al PLC que esta siendo utilizado (FX3G)

y seleccionados para satisfacer la convercion de la cantidad

de variables analogas del proceso. En el respectivo orden

que fueron mencionados, tenemos disponibles 4 entradas/1

salida, 3 entradas/3 salidas y 1 salida/1 entrada, lo que en

total nos permite disponer de 8 entradas/5 salidas para la

conexion, ya sea de sensores o adaptadores analogos del

proceso.

La anterior capacidad mencionada sera utilizada de la

siguiente manera: Los subprocesos de refrigeracion (2),

pasteurizacion-homogeneizacion (4) y congelacion (6),

utilizan sensores de temperatura los cuales nos entregan

un dato de salida en voltaje que debe ser convertido

por un codigo de comunicacion arduina, los adaptadores

especiales se encargan de esta transformacion con un rango

de temperatura de -50 a 250 C, en el cual estan incluidas

todas las temperaturas alcanzadas en los 3 subprocesos que

necesitan de este.

Tambien es necesario en el subproceso de mezcla, para

la implementacion de un sensor de nivel analogo. Esto

debido a que se agregan multiples ingredientes en diferentes

cantidades, los cuales van completando la mezcla para

conseguir el producto final, por lo que se necesita saber el

avance progresivo del nivel de esta. Luego, en el subproceso

de inyeccion recurrimos a un sensor de peso analogo, el cual

nos permite reconocer la presencia del envase para iniciar

la inyeccion del producto y ademas regular la correcta

cantidad de este para detener el actuador. Por ultimo, se

necesita de un controlador para el motor paso a paso, ya

que, segun la posicion a llenar en la bandeja del producto

final, el motor debe recurrir a un control de la resolucion

de sus diferentes pasos.

Ligado a lo anterior, reconocemos los actuadores que

por ende requieren de un modelado matematico para su

funcionamiento ya que su entrada de informacion involucra

sensores analogos.

ANEXO A.4: PLC

Base Units FX3G Las unidades base de la serie FX3G

estan disponibles con 14 a 60 puntos de entrada / salida,

y es posible elegir entre los tipos de salida de rele

y transistor. Caracterısticas especiales: Interfaz USB

integrada para la comunicacion entre PLC y PC, interfaz

serie integrada para la comunicacion entre PC y HMI,

LED para indicar el estado de entrada y salida, bornes

desmontables para todas las unidades, ranura para casetes

de memoria, reloj de tiempo real integrado, control de

posicionamiento integrado, interfaz capaz de cambiar y

adaptadores de extension para montaje directo en una

unidad base. Ampliable con I / Omodules digitales, modulos

de funciones especiales y modulos ADP. Sistemas de

programacion faciles de usar, incluido el software de

programacion compatible con IEC1131.3 (EN 61131.3),

HMI y unidades de programacion portatiles. Tambien

disponible: Especificaciones ambientales, especificaciones

electricas, specificaciones de programacion.

control automatico de producci´ on de helado´ ice cream

Documents