escuela de ingenierÍa electrÓnica

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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA DISEÑO DE UN SISTEMA DE SUPERVISIÓN Y CONTROL PARA AUTOMATIZAR LA DESEMPACADORA DE CAJAS DE UNA LINEA DE ENVASADO DE CERVEZA. Autores: TESIS PARA OPTAR EL GRADO ACADÉMICO DE INGENIERO ELECTRÓNICO Chiclayo, Perú 2017 DAVID JHONATAN CHAPOÑAN PASCO MIGUEL ANGEL CHUQUE DIAZ

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Page 1: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

DISEÑO DE UN SISTEMA DE SUPERVISIÓN Y CONTROL PARA

AUTOMATIZAR LA DESEMPACADORA DE CAJAS DE UNA LINEA DE

ENVASADO DE CERVEZA.

Autores:

TESIS PARA OPTAR EL GRADO ACADÉMICO DE

INGENIERO ELECTRÓNICO

Chiclayo, Perú

2017

DAVID JHONATAN CHAPOÑAN PASCO

MIGUEL ANGEL CHUQUE DIAZ

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DEDICATORIA

En primer lugar, agradecer a Dios por darme fuerza, salud e inteligencia para poder

llegar hasta este momento tan importante en mi vida.

En segundo lugar, agradecer a mis padres; por su constante apoyo y preocupación

por que alcancé mis metas, sueños y objetivos desde que empecé el colegio, pasando

por la universidad y por todo lo que me tiene preparado el futuro.

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4

ÍNDICE

Page 6: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

5

INDICE Pág.

I. ASPECTO DE LA INVESTIGACIÓN 12

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 13

2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 13

3. OBJETIVOS 13

3.1. OBJETIVO GENERAL 13 3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS 13 3.3. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN 14 3.4. HIPOTESIS Y VARIABLES 15

3.4.1. FORMULACIÓN DE LA HIPOTESIS 15

II. BASE TEORICA 16

1. MARCO DE REFERENCIA DEL PROBLEMA 17

1.1. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA 17

2. CONTROL AUTOMÁTICO DE PROCESOS 20

2.1. ¿QUÉ ES UN SISTEMA DE CONTROL? 20 2.2. DEFINICIONES BASICAS 21 2.3. LAZO CERRADO 21

3. COMPONENTES DEL SISTEMA DE CONTROL 22

3.1. SENSORES 22 3.1.1 SENSORES INDUCTIVOS 22 3.1.2 SENSORES FOTOELECTRICOS 27

3.2. VARIADORES DE VELOCIDAD 29 3.3. MOTORES AC 32 3.4 INTERRUPTOR MAGNÉTICO 42 3.5 CONTACTOR 43 3.6 INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO 44 3.7. AUTÓMATAS PROGRAMABLES (PLC’s) 46

3.7.1 INTRODUCCIÓN 46 3.7.2. CAMPOS DE APLICACIÓN 46 3.7.3. VENTAJAS E INCONVENIENTES 47 3.7.4. NUEVAS FUNCIONES 48 3.7.5. ESTRUCTURA MODULAR 49

3.8. HMI 55 3.9. FUNCIONAMIENTO DE LA DESEMPACADORA 57

3.9.1. LOGICA DE CONTROL DE DESEMPACADO 58

Page 7: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

6

Pág.

III. DISEÑO DE LA AUTOMATIZACIÓN 59

1. LISTA DE EQUIPOS 60

1.1. HOJA DE DATOS DE VARIADOR DE VELOCIDAD 60

2. ESPECIFICACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL 61

2.1. DIMENSIONAMIENTO DEL PLC 61 2.1.1. HOJA DE DATOS DEL CPU 61 2.1.2. HOJA DE DATOS DE MODULO DE ENTRADAS DIGITALES 62 2.1.3. HOJA DE DATOS DE MODULO DE SALIDAS DIGITALES 63 2.1.4. HOJA DE DATOS DEL HMI 64

3. DISEÑO Y DESARROLLO DE ALGORITMOS DE CONTROL 65

3.1. CONFIGURACIÓN DEL PLC 65 3.2. DIRECCIONAMIENTO DE ENTRADAS Y SALIDAS DEL PLC 67 3.3. PROGRAMA DEL PLC, EN LENGUAJE LADDER (Ver Anexo N°1) 72

4. DISEÑO Y DESARROLLO DE LA INTERFACE GRÁFICA HMI 73

5. DISEÑO Y ELABORACIÓN DE PLANOS ELECTRICOS

(Ver Anexo N°2) 76

IV. COSTO/BENEFICIO 77

1. COSTOS DEL PROYECTO 78

1.1. COSTOS DE HARDWARE 78 1.1.1. COSTOS DE EQUIPOS 78 1.1.2. COSTOS SISTEMA DE CONTROL 78

1.2. COSTOS DE INGENIERÍA 79 1.3. COSTOS DE CAPACITACIÓN 79

2. JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA 80

2.1. BENEFICIOS 80

V. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES 82

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 84

VII. ANEXO N°1 87

VIII. ANEXO N°2 88

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7

ÍNDICE DE TABLAS

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8

INDICE DE TABLAS

Pág.

TABLA N° 01: Listado de Equipos (Variadores de Velocidad) 60

TABLA N° 02: Requerimientos mínimos del Variador de Velocidad 60

TABLA N° 03: Requerimientos mínimos del CPU 61

TABLA N° 04: Requerimientos mínimos del Módulo de Entradas Digitales 62

TABLA N° 05: Requerimientos mínimos del Módulo de Salidas Digitales 63

TABLA N° 06: Requerimientos mínimos del HMI 64

TABLA N° 07: Costos de los Equipos del Proyecto 78

TABLA N° 08: Costos del Sistema de Control 78

TABLA N° 09: Costos de Ingeniería del Proyecto 79

TABLA N° 10: Costos de Capacitación 79

TABLA N° 11: Resumen del Costo Total del Proyecto 80

TABLA N° 12: Comparación del tiempo perdido por fallas de máquina 80

TABLA N° 13: Comparación del tiempo perdido por fallas operativas 81

Page 10: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

9

INDICE DE FIGURAS

Pág.

FIGURA N° 01: Principio de la Caja Negra 20

FIGURA N° 02: Control Lazo Cerrado 22

FIGURA N° 03: Sensor Inductivo 22

FIGURA N° 04: Sensor Inductivo Blindado 23

FIGURA N° 05: Sensor Inductivo NO Blindado 24

FIGURA N° 06: Características de Respuesta 24

FIGURA N° 07: Conexión Eléctrica Sensor Inductivo 27

FIGURA N° 08: Sensor Fotoeléctrico Tipo Reflexión sobre espejo 28

FIGURA N° 09: Conexión Eléctrica Sensor Fotoeléctrico 29

FIGURA N° 10: Velocidad de sincronismo del motor asíncrono trifásico 35

FIGURA N° 11: Red Trifásica 37

FIGURA N° 12: Tensiones Normalizadas 37

FIGURA N° 13: Tensiones de Servicio 38

FIGURA N° 14: Conexión Estrella-Triangulo 38

FIGURA N° 15: Despiece del Motor 40

FIGURA N° 16: Interruptor Magnético 42

FIGURA N° 17: Contactor 43

FIGURA N° 18: Interruptor Termomagnético 45

FIGURA N° 19: Estructura Modular del PLC 50

FIGURA N° 20: Símbolos de Contactos, Lenguaje Ladder 54

FIGURA N° 21: HMI Siemens KTP1000 56

FIGURA N° 22: Desempacadora de Cajas 57

FIGURA N° 23: Variador de Velocidad FC302 61

FIGURA N° 24: CPU 315-2EH14-0AB0 62

FIGURA N° 25: Modulo de Entradas Digitales 321-1BH02-0AA0 63

FIGURA N° 26: Modulo de Salidas Digitales 322-1BH01-0AA0 64

FIGURA N° 27: HMI KTP1000 Basic DP 65

FIGURA N° 28: Configuración del PLC 65

Page 11: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

10

Resumen

El presente proyecto propone el DISEÑO DE UN SISTEMA DE SUPERVISIÓN

Y CONTROL PARA AUTOMATIZAR LA DESEMPACADORA DE CAJAS DE UNA

LINEA DE ENVASADO DE CERVEZA.

El sistema de control estará basado un controlador lógico programable de la

marca Siemens, modelo S7300-CPU315, para el sistema de supervisión se usará una

HMI touchscreen a color de 10.4" de la marca Siemens, modelo KTP1000 Basic

PN/DP, el cual permitirá controlar y monitorear el funcionamiento de la

Desempacadora de Cajas.

En el Capítulo I se plantea el problema, los objetivos y la justificación para el

sistema de supervisión y control propuesto.

En el Capítulo II se muestra y/o propone la base teórica necesaria para poder

diseñar el sistema de supervisión y control, como por ejemplo teoría acerca de

variadores de velocidad, sensores fotoeléctricos, sensores inductivos, motores AC,

guardamotores, PLC, etc.

En el Capítulo III se diseña el sistema de supervisión y control, se seleccionan

los variadores de velocidad, PLC y módulos de entrada y salida digital, se elaboran

planos de interconexión de los módulos del PLC, adicionalmente se muestra la

programación del PLC y los faceplate del HMI.

En el Capítulo IV se realiza todo el sustento económico del sistema de control,

costos de hardware y software, costos de ingeniería, costos de capacitación y el

tiempo de recuperación de la inversión realizada.

En el Capítulo V se muestran las conclusiones y las recomendaciones al sistema

de supervisión y control.

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11

CAPITULO I

ASPECTO DE LA INVESTIGACIÓN

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12

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Las empresas manufactureras de elaboración y ventas de cerveza en el

mundo, se encuentran en continuo cambio para poder mantenerse competitivas en

el mercado, mejorando continuamente su proceso productivo en todos los aspectos

en que sea posible, reduciendo costos producción e incrementando la eficiencia de

su línea de envasado.

Para poder incrementar la eficiencia de la línea de envasado se necesita que

las máquinas sean confiables, en tal sentido se ha dado énfasis a la automatización

y control.

En el Perú la empresa en estudio no es ajena a estos cambios, por lo que está

destinando una partida presupuestal para automatizar su máquina

Desempacadora de cajas de su línea de envasado.

2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿Cómo Diseñar un Sistema de Supervisión y Control para Automatizar la

Desempacadora de Cajas de una Línea de Envasado de Cerveza.

3. OBJETIVOS

3.1. OBJETIVO GENERAL

Diseñar un Sistema de Supervisión y Control para Automatizar la

Desempacadora de Cajas de una Línea de Envasado de Cerveza.

3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

1. Estudiar el proceso de Desempacado de cajas

2. Plantear la lógica de control de Desempacado de cajas

3. Determinar y Seleccionar los Equipos del Sistema de Supervisión y Control

para Automatizar la Desempacadora de Cajas.

Page 14: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

13

4. Diseñar y Elaborar Planos Eléctricos

5. Identificar las condiciones de operación ideales para lograr la operación

optima de la Desempacadora de Cajas.

6. Realizar la programación del HMI en base a la optimización de la

operación de la Desempacadora de cajas.

7. Realizar la programación del PLC en base a la lógica de control planteada.

3.3. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN:

En la actualidad la desempacadora de cajas es una máquina que no es

confiable, en términos de eficiencia, debido a que posee una cantidad

considerable de horas acumuladas por fallas, lo cual resta productividad a la línea

de envasado e incumplimiento de la producción, esta investigación es importante

para la empresa porque producto de la automatización de la desempacadora de

cajas se reducirán las horas por falla de máquina, lo que traerá como

consecuencia que se incremente la producción.

La operación de la Desempacadora de cajas lo realiza una persona por

turno, haciendo uso de pulsadores ubicados en un pupitre cercano a la máquina,

toda la lógica de control de la Desempacadora se realiza mediante relés y

contactores, estos dispositivos al poseer partes mecánicas con el tiempo sufren

desgaste y traen como consecuencia fallas de máquina y por ende perdida de

producción, adicionalmente el cableado excesivo en el tablero de control dificulta

la resolución de problemas que se puedan presentar.

La desempacadora es una máquina totalmente ciega en el sentido de que no

posee un HMI, por lo que las fallas de máquina toman demasiado tiempo en ser

solucionadas, debido a que no se tiene una ayuda textual y/o visual de la

ubicación de la falla, para poder ser solucionada en el menor tiempo posible.

Page 15: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

14

Finalmente los Motores al poseer solo arranque directo o estrella triangulo,

el costo del mantenimiento preventivo y el consumo de energía son elevados, por

tal razón se usará variadores de velocidad para incrementar el tiempo de Rampa

de aceleración y la velocidad de la Desempacadora.

3.4. HIPOTESIS Y VARIABLES

3.4.1. FORMULACIÓN DE LA HIPOTESIS

El Diseño de un Sistema de Supervisión y Control para Automatizar la

Desempacadora de Cajas de una Línea de Envasado de Cerveza.

Constará de:

Un PLC Modular el cual reemplazará a toda la lógica de control

existente, la cual usa relé y contactores y se programará de acuerdo a

la lógica de funcionamiento existente.

Un HMI, el cual eliminará el pupitre de mando antiguo.

Variadores de velocidad para todos los motores de la Desempacadora,

cabe resaltar que:

- Se usarán los mismos motores

- Se usarán los mismos sensores inductivos y fotoceldas.

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15

CAPITULO II

BASE TEORICA

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16

1. MARCO DE REFERENCIA DEL PROBLEMA

1.1. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA

Titulo

Reingeniería e implementación de circuitos de control y fuerza usando un plc s7-300 de un molino refinador de licor de cacao en la empresa nestle ecuador s. A. De la ciudad de guayaquil.

Autor Quinga Cóndor Fernando Javier

Universidad Escuela Superior Politécnica De Chimborazo

Año 2014

Resumen

En el presente trabajo de tesis se ha desarrollado

una reingeniería e implementación de los circuitos

de control y fuerza usando un PLC S7-300 en un

molino refinador de licor de cacao, Así también se

detalla el funcionamiento y los procesos de

producción para previa obtención del licor de cacao.

Para ello se realizó, un diagnóstico del estado

técnico actual de la máquina, como se realiza el

proceso de producción, cuales son las falencias y

dificultades que repercuten el estado técnico de la

máquina, y tomar una decisión para readecuar el

sistema.

En lo correspondiente al diseño y programación de

los circuitos de control y fuerza, se empleó un PLC

S7-300 donde la respectiva programación se elaboró

en el software Simatic, donde se ha efectivizado el

funcionamiento, evitando las paradas de

funcionamiento inesperadas.

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17

Finalmente se elaboró un manual de operación,

mantenimiento, y seguridad de modo que el

personal que va a estar involucrado en la maquina

pueda estar familiarizado y pueda realizar las

diferentes funciones al cual va a estar designado.

Como resultado se obtuvo una máquina de alta

eficiencia, haciendo que la producción requerida sea

la necesaria sin pérdidas de producción y de alta

confiabilidad.

Titulo

Diseño de un sistema de supervisión y control para la planta de tratamiento de agua en la empresa UCP BACKUS & JOHNSTON S.A.A. planta motupe

Autor Farro Gómez, Henry Wagner

Esquerre Gil, Edson Armando

Universidad Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo

Año 2016

Resumen

El presente trabajo se realizó con el objetivo de elaborar el diseño de la automatización de una planta de tratamiento de agua.

Se diseñó los planos de instrumentación con los cambios realizados en el proceso de tratamiento de agua, partiendo de los elementos existentes en la planta de tratamiento de la Empresa Unión de Cervecerías Peruanas BACKUS & JOHNSTON S.A.A. Planta Motupe.

Se elaboró el algoritmo de control para un Controlador Lógico Programable tomando en cuenta la renovación del proceso y las consideraciones para el diseño de la automatización.

Se realizó el programa de supervisión, el cual nos permite observar los valores de las variables del proceso de tratamiento de agua.

Los resultados obtenidos nos permiten concluir:

Es factible la automatización de la planta de tratamiento de agua, mediante un PLC.

El algoritmo de control para el PLC, regulará

Page 19: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

18

automáticamente cada fase del proceso de tratamiento de agua.

El algoritmo de control para el PLC, garantiza la obtención de agua tratada, con las características fisicoquímicas planificadas por la empresa.

2. CONTROL AUTOMÁTICO DE PROCESOS

2.1. ¿QUÉ ES UN SISTEMA DE CONTROL?

Un sistema o proceso está formado por un conjunto de elementos

relacionados entre sí, que producen señales de salida en función de señales de

entrada.

Para caracterizar el sistema sólo se requiere conocer la relación que existe

entre la entrada y la salida del proceso, no es necesario conocer el

funcionamiento interno o cómo actúan los diversos elementos, que es el

principio conocido como de caja negra (Figura N°01).

Figura N° 01: Principio de Caja Negra

Fuente: Gomáriz, Biel, Matas, y Reyes, 1999, p 15

Las entradas pueden clasificarse en variables manipuladas, si sus valores

pueden ajustarse libremente por el ser humano o un sistema automático, y

variables de disturbio, si sus valores no se controlan del todo.

Page 20: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

19

Las salidas se pueden clasificar a su vez en variables medibles, si sus valores

se conocen por medición directa, y variables no medibles, cuyo valor no se

puede medir en forma directa (Molina, 1998).

Los elementos principales de un lazo de control son:

El elemento de medición (sensor / transmisor)

El elemento de decisión (controlador)

El elemento de acción (actuador / elemento final).

2.2. DEFINICIONES BÁSICAS

Variable de entrada:

Es una variable del sistema tal que una modificación de su magnitud o

condición puede alterar el estado del sistema.

Variable de salida:

es una variable del sistema cuya magnitud o condición se mide.

Perturbación:

Es una señal que tiende a afectar el valor de la salida de un sistema. Si la

perturbación se genera dentro del sistema se la denomina interna,

mientras que una perturbación externa se genera fuera del sistema y

constituye una entrada.

2.3. LAZO CERRADO

Los sistemas de control realimentados se denominan también sistemas de

control de lazo cerrado.

En un sistema de control en lazo cerrado, se alimenta al controlador la señal

de error de actuación, que es la diferencia entre la señal de entrada y la salida

de realimentación (que puede ser la señal de salida misma o una función de la

señal de salida y sus derivadas o/y integrales) a fin de reducir el error y llevar

la salida del sistema a un valor conveniente.

Page 21: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

20

El término control en lazo cerrado siempre implica el uso de una acción de

control realimentando para reducir el error del sistema.

Figura N° 02: Control Lazo Cerrado

Fuente: Internet

3. COMPONENTES DEL SISTEMA DE CONTROL

3.1. SENSORES

3.1.1 SENSORES INDUCTIVOS

Los sensores de proximidad inductivos incorporan una bobina

electromagnética la cual es usada para detectar la presencia de un objeto

metálico conductor, este tipo de sensor ignora objeto NO metálico.

Page 22: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

21

Figura N° 03: Sensor Inductivo

Fuente: Internet

A. SENSORES INDUCTIVOS BLINDADOS

El núcleo de ferrita concentra el campo radiado en la dirección del uso

Se le coloca alrededor del núcleo un anillo metálico para restringir la

radiación lateral del campo

Los sensores de proximidad blindados pueden ser montados al ras del

metal, pero se recomienda dejar un espacio libre de metal abajo y

alrededor de la superficie de sensado.

Figura N° 04: Sensor Inductivo Blindado

Fuente: Internet

Page 23: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

22

B. SENSORES INDUCTIVOS NO BLINDADOS

Un sensor de proximidad no blindado no tiene el anillo de metal

rodeando el núcleo para restringir la radiación lateral del campo

Los sensores no blindados no pueden ser montados al ras de un metal

Estos deben tener un área libre de metal alrededor de la superficie de

sensado.

Figura N° 05: Sensor Inductivo NO Blindado

Fuente: Internet

C. HISTÉRESIS

Se denomina histéresis a la diferencia entre la distancia de activación y

desactivación. Cuando un objeto metálico se acerca al sensor inductivo, éste lo

detecta a la "distancia de sensado". Cuando el mismo objeto es alejado, el

sensor no lo deja de detectar inmediatamente, sino cuando alcanza la

"distancia de reset" que es igual a la "distancia de sensado" más la histéresis

propia del sensor.

Page 24: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

23

Figura N° 06: Características de respuesta

Fuente: Internet

D. DISTANCIA DE SENSADO

La distancia de sensado (Sn) especificada en la hoja de datos de un sensor

inductivo está basada en un objeto de estándar con medidas de 1" x 1"

de hierro dulce.

Este valor variará sensiblemente si se quiere detectar otros tipos de

metales, incluso con materiales ferrosos como el acero inoxidable (SS). Para

otros no ferroros, como el aluminio, pueden ser detectados, pero a menores

distancias.

E. CONSIDERACIONES GENERALES

La superficie del objeto a detectar no debe ser menor que el diámetro del

sensor de proximidad (preferentemente 2 veces más grande que el tamaño

o diámetro del sensor). Si fuera menor que el 50% del diámetro del sensor,

la distancia de detección disminuye sustancialmente.

Debido a las limitaciones de los campos magnéticos, los sensores

inductivos tienen una distancia de detección pequeña comparados con

otros tipos de sensores. Esta distancia puede variar, en función del tipo de

Page 25: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

24

sensor inductivo, desde fracciones de milímetros hasta 40 mm en

promedio.

Para compensar el limitado rango de detección, existe una extensa

variedad de formatos de sensores inductivos: cilíndricos, chatos,

rectangulares, etc.

Los sensores inductivos cilíndricos son los más usuales en las aplicaciones

presentes en la industria.

Posibilidad de montar los sensores tanto enrasados como no enrasados.

Gracias a no poseer partes móviles los sensores de proximidad no sufren

en exceso el desgaste.

Gracias a las especiales consideraciones en el diseño, y al grado de

protección IP67, muchos sensores inductivos pueden trabajar en

ambientes adversos, con fluidos corrosivos, aceites, etc., sin perder

operatividad.

F. TERMINOLOGIA

Alcance nominal (Sn):

Alcance convencional que sirve para designar el aparato. No tiene en cuenta las

dispersiones (fabricación, temperatura, tensión).

Alcance real (Sr):

El alcance real se mide con la tensión de alimentación asignada (Un) y a la

temperatura ambiente asignada (Tn). Debe estar comprendida entre el 90% y

el 110% del alcance real (Sn): 0,9Sn < Sr < 1,1Sn

Alcance útil (Su):

El alcance útil se mide dentro de los límites admisibles de la temperatura

ambiente (Ta) y de la tensión de la alimentación (Ub). Debe estar comprendida

entre el 90% y el 110% del alcance real: 0,9Sr < Su < 1,1Sr

Alcance de trabajo (Sa):

Page 26: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

25

Es el campo de funcionamiento del aparato. Está comprendido entre el 0 y el

81% del alcance nominal (Sn): 0 < Sa < 0,9Sn

G. CONEXIÓN ELECTRICA

Figura N° 07: Conexión eléctrica del Sensor Inductivo

Fuente: Internet

3.1.2 SENSORES FOTOELECTRICOS

Un sensor fotoeléctrico es un dispositivo electrónico que responde al

cambio en la intensidad de la luz. Estos sensores requieren de un componente

emisor que genera la luz, y un componente receptor que percibe la luz

generada por el emisor.

Existen tres tipos de sensores fotoeléctricos:

Sensores por barrera de luz

Reflexión sobre espejo

Reflexión sobre objetos.

El sensor fotoeléctrico que se usa en la Desempacadora es el de reflexión

sobre espejo.

Page 27: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

26

Figura N° 08: Sensor Fotoeléctrico tipo reflexión sobre espejo

Fuente: Internet

A. SENSOR FOTOELECTRICO TIPO REFLEXIÓN SOBRE ESPEJO

Tienen el componente emisor y el componente receptor en un solo

cuerpo, el haz de luz se establece mediante la utilización de un reflector catadi-

óptico.

El objeto es detectado cuando el haz formado entre el componente

emisor, el reflector y el componente receptor es interrumpido.

B. VENTAJAS

Las fotocélulas de reflexión sobre espejo se componen únicamente de un

emisor y un receptor montados bajo una misma carcasa, por lo que el montaje

es sencillo y rápido. En estas fotocélulas el haz de luz recorre dos veces la

distancia de detección y además el objeto puede ser de reflectividad baja.

Page 28: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

27

C. CONEXIÓN ELECTRICA

Figura N° 09: Conexión eléctrica de Sensor Fotoeléctrico

Fuente: Internet

3.2. VARIADORES DE FRECUENCIA

A. PRINCIPIO GENERAL

El convertidor de frecuencia, alimentado a tensión y frecuencia fijas por la red,

suministra al motor, en función de las exigencias de velocidad, alimentación en

corriente alterna a tensión y frecuencia variables.

Para alimentar correctamente un motor asíncrono a par constante, sea cual sea

la velocidad, es necesario mantener el flujo constante.

Por tanto, necesita que la tensión y la frecuencia varíen simultáneamente y en

las mismas proporciones.

El circuito de potencia está constituido por un rectificador y un ondulador, que

a partir de la tensión rectificada, produce una tensión de amplitud y frecuencia

variables.

Page 29: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

28

Para respetar la directiva CE –Comunidad Europea– y las normas asociadas,

se coloca un filtro «de red» aguas arriba del puente rectificador.

El rectificador consta generalmente de un puente rectificador de diodos y de

un circuito de filtro constituido por uno o varios condensadores en función de

la potencia.

Al conectar el variador, un circuito limitador controla la intensidad. Ciertos

convertidores utilizan un puente de tiristores para limitar la corriente de carga

de los condensadores de filtro, que se cargan con una tensión de un valor

sensiblemente igual al valor de pico de la senoide de red (alrededor de 560 V

en una red trifásica de 400 V).

Este tipo de variador está destinado a la alimentación de los motores

asíncronos de jaula.

B. LAS PROTECCIONES INTEGRADAS

El variador se autoprotege y protege al motor contra calentamientos excesivos

desconectándose hasta que se alcanza una temperatura aceptable.

Se desconecta también con cualquier perturbación o anomalía que pueda

alterar el funcionamiento del conjunto, como las sobretensiones o la

subtensión, el fallo de una fase de entrada o de salida.

Page 30: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

29

C. POSIBILIDADES DE AHORRO CON UN VARIADOR

Ahorro en mantenimiento

Los elementos de transmisión de potencia duran más: ejes, poleas,

correas, reductores, etc.

Las máquinas duran más: menor desgaste a menor velocidad

Menor tiempo muerto

Productividad

Ahorro en tiempo de instalación

El variador de velocidad incorpora todos los elementos necesarios para

un gobierno total del motor y su instalación es muy simple

Ahorro en potencia activa

El consumo de potencia activa de un motor conectado a un variador de

velocidad es similar a la potencia mecánica, eficiencia

3.3. MOTORES AC

A. INTRODUCCION

Los motores asíncronos trifásicos pueden incluirse entre las máquinas

eléctricas más fiables que existen; desarrollan su función durante muchos años

con intervenciones de mantenimiento muy reducidas y se adaptan a distintas

prestaciones en función de las exigencias, cubriendo tanto aplicaciones de

producción como de servicio.

Los motores se utilizan en los sectores industriales más variados, como por

ejemplo las industrias alimentaria, química, metalúrgica, papelera, minera o

las instalaciones de tratamiento de aguas.

Page 31: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

30

Las aplicaciones incluyen máquinas con piezas móviles a velocidad fija o

variable, como por ejemplo los sistemas de elevación, como ascensores o

montacargas; de transporte, como las cintas transportadoras; los sistemas de

ventilación y climatización, como las unidades de tratamiento del aire; sin

olvidar el que es probablemente el uso más común: las bombas y los

compresores.

Estas indicaciones evidencian por qué el motor asíncrono trifásico puede

considerarse como la máquina eléctrica más ampliamente utilizada en el

entorno industrial (el consumo de energía de los motores eléctricos constituye

aproximadamente el 75% del consumo total del sector industrial).

A la luz de estos datos se entiende por qué es tan importante para la economía

empresarial y para la mejora de la eficiencia energética en general, potenciar

una reducción del consumo eléctrico (el coste de un motor durante su vida útil

se debe en aproximadamente un 98% al consumo de energía y en el 2%

restante a los gastos de compra y mantenimiento) recurriendo, por ejemplo, a

la utilización de accionamientos de velocidad variable.

B. TEORÍA DEL MOTOR ASÍNCRONO TRIFÁSICO

A continuación, sin entrar en detalladas explicaciones teóricas, aportaremos

algunos conceptos sobre el principio de funcionamiento del motor asíncrono.

El motor asíncrono es un tipo de motor eléctrico de corriente alterna en el que

la frecuencia de rotación no es igual sino inferior a la frecuencia de red, es

decir, no es "síncrono" con ella, de ahí el origen de su nombre.

Por efecto de la alimentación del circuito del estátor, se produce un campo

magnético rotante que tiene una velocidad (velocidad de sincronismo n0)

ligada a la frecuencia de la red de alimentación.

El rotor, cerrado en cortocircuito y sometido al campo magnético del estátor,

es objeto de una fuerza electromotriz inducida que genera corrientes cuyo

Page 32: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

31

efecto es el de crear un par motor que hace girar el rotor a fin de oponerse a la

causa que ha generado el fenómeno (ley de Lenz).

De este modo, el rotor acelera tendiendo idealmente a la velocidad de

sincronismo, a la que correspondería un par motor nulo, generando así una

situación de inestabilidad para el motor.

Sin embargo, en la práctica el motor alcanza una velocidad inferior (concepto

de deslizamiento, como diferencia de velocidad entre el campo magnético

estatórico y la velocidad del rotor) tal que en vacío (sin carga externa

conectada al eje del motor) el par motor iguala los pares de fricción y

ventilación, mientras que con carga el par motor iguala la suma de los pares

precedentes y del par de resistencia aplicado al eje.

Tal y como ya se ha mencionado, la velocidad a la que el motor no produce par

se llama velocidad de sincronismo.

Esta velocidad está ligada a la frecuencia de alimentación y al número de pares

de polos de la relación:

n0=

60 x fp

Donde:

n0 es la velocidad de sincronismo en vueltas por minuto

f es la frecuencia de la red de alimentación

p es el número de pares de polos

(Los pares de polos se determinan dividiendo entre dos el número de polos que

presenta el motor).

Page 33: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

32

Con la fórmula precedente, en el caso de, por ejemplo, un motor con 8 polos (4

pares de polos) alimentado a 50 Hz, es posible obtener la velocidad de

sincronismo "n0" que viene a ser:

n0=

60 x 504

=750 rpm

En la tabla siguiente a modo ilustrativo proporcionamos el valor de la

velocidad de sincronismo calculada, para motores con diverso número de

polos, a las dos frecuencias típicas de instalación (50 y 60 Hz).

Figura N° 10: Velocidad de sincronismo del motor asíncrono trifásico

Fuente: Internet

C. TIPOS Y USOS

El motor asíncrono trifásico puede ser:

con rotor bobinado, llamado también de anillos, o bien

con rotor en cortocircuito, o más conocido como rotor de jaula de ardilla.

La diferencia principal entre los dos tipos reside en la estructura del rotor;

para ser más precisos, en el primer tipo el rotor está constituido por varios

devanados como los del estator, presenta una estructura más compleja y

Page 34: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

33

delicada (escobillas que rozan con el rotor, con la posible interposición de

resistencias para el control de la fase de arranque) con necesidad de

mantenimiento periódico y dimensiones generales elevadas.

Mientras que el segundo tipo tiene un rotor constituido por barras cerradas en

cortocircuito, por lo que, gracias a una mayor simplicidad constructiva, da

origen a un tipo de motor muy simple, robusto y económico.

Gracias al desarrollo de la electrónica de control, que permite la regulación de

la velocidad de un modo muy simple y eficaz, todas aquellas aplicaciones que

priorizaban la utilización de motores sujetos a tener en su propio

comportamiento intrínseco la posibilidad de una regulación de la velocidad

(motores de corriente continua o motores de anillo) han cedido su puesto a los

motores asíncronos, en particular a los de jaula de ardilla, que se utilizan

comúnmente para controlar bombas, ventiladores, compresores y muchas

otras aplicaciones industriales.

La gama de motores de "uso general" comprende los siguientes tipos:

Motores estándar con carcasa de aluminio de 0,06 a 95 Kw

Motores estándar con carcasa de acero de 75 a 630 kW

Motores estándar con carcasa de fundición de hierro de 0,25 a 250 kW

Motores con protección IP23 de 75 a 800 kW

Motores de frenado automático de 0,055 a 22 kW

Motores monofásicos de 0,065 a 2,2 kW

Motores integrados con inversor de 0,37 a 2,2 Kw

Page 35: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

34

D. TENSIÓN DE SERVICIO

La tensión existente entre dos conductores activos (R, S, T) es la tensión de

línea (tensión compuesta o tensión de la red). La tensión que hay entre un

conductor activo y el neutro es la tensión de la fase (tensión simple).

Figura N° 11: Red Trifásica

Fuente: Internet

Las tensiones normalizadas para las redes de corriente trifásica, en baja

tensión, son las siguientes:

Figura N° 12: Tensiones Normalizadas

Fuente: Internet

En el Perú las redes públicas y las industriales prestan servicio a la frecuencia

de 60Hz.

Page 36: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

35

E. CONEXIÓN DE MOTORES TRIFÁSICOS

Los motores trifásicos se conectan los tres conductores R,S,T.

La tensión nominal del motor en la conexión de servicio tiene que coincidir

con la tensión de línea de la red (tensión de servicio).

Figura N° 13: Tensiones de Servicio

Fuente: Internet

Figura N° 14: Conexión Estrella-Triangulo

Fuente: Internet

Page 37: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

36

F. SENTIDO DE GIRO DE LOS MOTORES

Los bornes de los motores trifásicos están marcados de tal manera, que el

orden alfabético de la denominación de bornes U, V, W, coincide con el orden

cronológico si el motor gira hacia la derecha.

Esta regla es válida para todas las máquinas, cualquiera que sea su potencia y

su tensión. Tratándose de máquinas que sólo sean apropiadas para un sentido

de giro, estará éste indicando por una flecha en la placa de características.

Debajo de la flecha consta en qué orden se desconectarán los bornes con las

fases correlativas de la red. Se consigue invertir el sentido de giro,

intercambiando la conexión de dos conductores de fase. Antes de poner en

marcha el motor debe revisarse la conexión y el sentido de giro.

G. PUESTA A TIERRA

Los motores tienen en la caja de conexiones un tornillo para empalmar el

conductor de tierra. Si se trata de motores, superiores al tamaño constructivo

180, para la puesta a tierra se dispone adicionalmente un borne en la pata o

bien en la carcasa.

H. PROTECCIÓN DEL MOTOR

En términos generales, los motores se pueden proteger de las siguientes

maneras:

a) Con un guardamotor cuya función es proteger el motor contra sobrecargas y

cortocircuitos por medio de disparadores de sobreintensidad regulables que se

deben graduar exactamente a la intensidad nominal del motor y disparadores

de sobreintensidad electromagnéticas sin retardo, que actúan al originarse un

cortocircuito.

Page 38: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

37

b) Mediante fusibles, contactor y relé bimetálico; de esta forma se obtiene

tanto la protección de cortocircuito y sobrecarga como la de marcha en dos

fases. Permite además, mando a distancia.

I. DESPIECE DEL MOTOR

Figura N° 15: Despiece del Motor

Fuente: Internet

J. CAJA DE CONEXIONES

Los tamaños 71 y superiores, hasta el 220, poseen la caja de conexiones en la

parte superior de la carcasa; en los demás motores va instalada a la derecha.

Para la conexión a tierra se dispone, en todos los tipos, de un borne en la caja

de conexiones, debidamente marcado; del tama-ño 180 en adelante,

adicionalmente se tienen bornes de puesta a tierra en las patas. Los motores se

suministran con los puentes correspondientes para las diferentes conexiones

de sus bobinas.

Page 39: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

38

CARCASA

La carcasa de los motores de los tamaños 71 a 160 es de aluminio inyectado.

Del tamaño 180 en adelante tienen la carcasa en hierro fundido.

PLATILLOS

Los tamaños AH 71, 80 y 90 se fabrican con platillos de aleación de aluminio; a

partir del tamaño 112 los platillos de los motores son de fundición de hierro,

tanto en el lado de accionamiento como en el lado de servicio.

PINTURA

Los motores llevan dos capas de pintura. Una capa anticorrosiva, que ofrece

protección en caso de humedad o de instalación a la intemperie o en locales en

los que haya que contar con gases y vapores químicamente agresivos y otra de

acabado color gris.

VENTILADOR

Los ventiladores para la refrigeración del motor son de plástico en todos los

tamaños de la serie 1LA3/5/7 y su acción refrigerante es complementada por la

caperuza, fabricada en lámina de acero. Para las series 1LA4 y 1LA6 el

ventilador es fundido en aluminio.

Page 40: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

39

3.4. INTERRUPTOR MAGNÉTICO

Permite disponer de un umbral de intervención magnética más elevado (hasta

13 veces In) respecto del que está disponible en un interruptor

termomagnético que, como se ha mencionado, está estandarizado en un valor

de 10 veces la In.

Esto permite afrontar mejor eventuales problemas ligados a la corriente

particularmente elevada que el motor absorbe durante los primeros instantes

de su fase de arranque sin tener que recurrir necesariamente a calibres

superiores del interruptor.

Figura N° 16: Interruptor Magnético

Fuente: Internet

Page 41: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

40

3.5. CONTACTOR

Es el aparato destinado a ejecutar las maniobras de conexión/desconexión

(encendido/ apagado) del motor en condiciones normales, así como a

desconectar el motor de la red de alimentación en caso de sobretensiones

detectadas por el relé térmico que controla su apertura. Además, el contactor

deberá escogerse de modo que pueda soportar, en referencia a la categoría AC-

3, la intensidad nominal del motor.

El contactor destinado a la maniobra del motor permite realizar un número de

maniobras muy superior al que podría realizar el interruptor si se le solicitase

esta tarea.

Figura N° 17: Contactor

Fuente: Internet

Por regla general el contactor permite obtener una vida eléctrica superior a la

que sería posible con un interruptor. La vida eléctrica del contactor puede

determinarse con la ayuda de curvas proporcionadas por el fabricante y con

validez para condiciones específicas.

Page 42: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

41

3.6. INTERRUPTOR DOTADO DE PROTECCIÓN TÉRMICA Y

MAGNÉTICA

Esta solución, que proporciona protección de sobrecarga y magnética

integrada, se realiza con interruptores en caja moldeada equipados con relé

electrónico para el arranque del motor.

De esta forma, la protección magnética y la protección térmica, sensible a la

falta de fase y con compensación térmica, se consiguen con un único

dispositivo (asociando después el contactor de maniobras se obtiene un

arrancador extremadamente compacto).

La protección termomagnética que se obtiene con los clásicos interruptores y

relés para la distribución, presenta normalmente una curva de protección no

del todo idónea desde el punto de vista de la protección térmica y magnética

del motor.

El relé denominado "motor protection" (protección del motor), como se verá

mejor a continuación, permite implementar además protecciones orientadas a

gestionar situaciones anómalas que podrían presentarse en los motores.

La misma solución integrada en el interruptor, entendida como protección

magnética simple y protección térmica sensible a la falta de fase y con

compensación térmica.

Page 43: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

42

Figura N° 18: Interruptor Termomagnético

Fuente: Internet

Page 44: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

43

3.7. AUTÓMATAS PROGRAMABLES (PLC’s)

3.7.1. INTRODUCCIÓN

Un Controlador Lógico Programable (PLC), es un equipo electrónico,

programable en lenguaje no informático, diseñado para controlar en tiempo

real y en ambiente de tipo industrial, procesos secuenciales.

Un PLC trabaja en base a la información recibida por los captadores y el

programa lógico interno, actuando sobre los accionadores de la instalación.

3.7.2. CAMPOS DE APLICACIÓN

El PLC por sus especiales características de diseño tiene un campo de

aplicación muy extenso. La constante evolución del hardware y software

amplía constantemente este campo para poder satisfacer las necesidades que

se detectan en el espectro de sus posibilidades reales.

Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en

donde es necesario un proceso de maniobra, control, señalización, etc., por

tanto, su aplicación abarca desde procesos de fabricación industriales de

cualquier tipo a transformaciones industriales, control de instalaciones, etc.

Sus reducidas dimensiones, la extremada facilidad de su montaje, la

posibilidad de almacenar los programas para su posterior y rápida utilización,

la modificación o alteración de los mismos, etc., hace que su eficacia se aprecie

fundamentalmente en procesos en que se producen necesidades tales como:

Espacio reducido

Procesos de producción periódicamente cambiantes

Procesos secuenciales

Maquinaria de procesos variables

Instalaciones de procesos complejos y amplios

Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso

Page 45: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

44

3.7.3. VENTAJAS E INCONVENIENTES

No todos los autómatas ofrecen las mismas ventajas sobre la lógica

cableada, ello es debido, principalmente, a la variedad de modelos existentes

en el mercado y las innovaciones técnicas que surgen constantemente.

A. VENTAJAS

Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos debido a que:

No es necesario dibujar el esquema de contactos

No es necesario simplificar las ecuaciones lógicas, ya que, por lo general la

capacidad de almacenamiento del módulo de memoria es lo

suficientemente grande.

La lista de materiales queda sensiblemente reducida, y al elaborar el

presupuesto correspondiente eliminaremos parte del problema que

supone el contar con diferentes proveedores, distintos plazos de entrega.

Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado ni añadir

aparatos.

Mínimo espacio de ocupación.

Menor coste de mano de obra de la instalación.

Economía de mantenimiento. Además de aumentar la fiabilidad del

sistema, al eliminar contactos móviles, los mismos autómatas pueden

indicar y detectar averías.

Posibilidad de gobernar varias máquinas con un mismo autómata.

Menor tiempo para la puesta en funcionamiento del proceso al quedar

reducido el tiempo cableado.

Si por alguna razón la máquina queda fuera de servicio, el autómata sigue

siendo útil para otra máquina o sistema de producción.

Page 46: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

45

B. INCONVENIENTES

Hace falta un programador, lo que obliga a adiestrar a uno de los técnicos

en tal sentido, pero hoy en día ese inconveniente está solucionado porque

las universidades ya se encargan de dicho adiestramiento.

3.7.4. NUEVAS FUNCIONES

A. REDES DE COMUNICACIÓN:

Permiten establecer comunicación con otras partes de control. Las redes

industriales permiten la comunicación y el intercambio de datos entre

autómatas a tiempo real. En unos cuantos milisegundos pueden intercambiar

tablas de memoria compartida.

B. SISTEMAS DE SUPERVISIÓN:

También los autómatas permiten comunicarse con ordenadores provistos

de programas de supervisión industrial. Esta comunicación se realiza por una

red industrial o por medio de una simple conexión por el puerto serie del

ordenador.

C. CONTROL DE PROCESOS CONTINUOS:

Además de dedicarse al control de sistemas de eventos discretos los

autómatas llevan incorporadas funciones que permiten el control de procesos

continuos. Disponen de módulos de entrada y salida analógicas y la posibilidad

de ejecutar reguladores PID que están programados en el autómata.

D. ENTRADAS- SALIDAS DISTRIBUIDAS:

Los módulos de entrada salida no tienen por qué estar en el armario del

autómata. Pueden estar distribuidos por la instalación, se comunican con la

unidad central del autómata mediante un cable de red.

Page 47: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

46

E. BUSES DE CAMPO:

Mediante un solo cable de comunicación se pueden conectar al bus

captadores y accionadores, reemplazando al cableado tradicional. El autómata

consulta cíclicamente el estado de los captadores y actualiza el estado de los

accionadores.

3.7.5. ESTRUCTURA MODULAR

Su característica principal es la de que existe un módulo para cada uno de

los diferentes elementos que componen el autómata como puede ser una

fuente de alimentación, CPU, E/S, etc.

La sujeción de los mismos se hace por carril DIN, placa perforada o sobre

RACK, en donde va alojado el BUS externo de unión de los distintos módulos

que lo componen.

Figura N° 19: Estructura Modular del PLC

Fuente: http://www.ieec.uned.es

Page 48: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

47

A. FUENTE DE ALIMENTACIÓN (PS)

La fuente de alimentación proporciona las tensiones necesarias para el

funcionamiento de los distintos circuitos del sistema. La alimentación a la CPU

puede ser de continua a 24 Vcc, tensión muy frecuente en cuadros de

distribución, o en alterna a 110/220 Vca.

En cualquier caso es la propia CPU la que alimenta las interfaces

conectadas a través del bus interno.

La alimentación a los circuitos E/S puede realizarse, según tipos, en

alterna a 48/110/220 Vca o en continua a 12/24/48 Vcc. La fuente de

alimentación del autómata puede incorporar una batería, que se utiliza para el

mantenimiento de algunas posiciones internas y del programa usuario en

memoria RAM, cuando falla la alimentación o se apaga el autómata.

B. CPU

La CPU (Central Procesing Unit) es la parte inteligente del sistema.

Interpreta las instrucciones del programa de usuario y consulta el estado de las

entradas. Dependiendo de dichos estados y del programa, ordena la activación

de las salidas deseadas, la CPU está constituida por los siguientes elementos:

C. ENTRADAS Y SALIDAS (SM)

La sección de entradas mediante el interfaz, adapta y codifica de forma

comprensible para la CPU las señales procedentes de los dispositivos de

entrada o captadores.

Entradas digitales

Entradas analógicas

Page 49: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

48

C.1. ENTRADAS DIGITALES

Los módulos de entrada digitales permiten conectar al autómata,

captadores de tipo todo o nada como finales de carrera pulsadores. Los

módulos de entrada digitales trabajan con señales de tensión, por ejemplo

cuando por una vía llegan 24 voltios se interpreta como un "1" y cuando llegan

cero voltios se interpreta como un "0"El proceso de adquisición de la señal

digital consta de varias etapas.

Protección contra sobretensiones

Filtrado

Puesta en forma de la onda

Aislamiento galvánico o por optoacoplador.

C.2. SALIDAS DIGITALES

Un módulo de salida digital permite al autómata programable actuar

sobre los pre-accionadores y accionadores que admitan ordenes de tipo todo o

nada.

El valor binario de las salidas digitales se convierte en la apertura o cierre

de un relé interno del autómata en el caso de módulos de salidas a relé.

En los módulos estáticos (bornero), los elementos que conmutan son los

componentes electrónicos como transistores o triacs, y en los módulos

electromecánicos son contactos de relés internos al módulo. Los módulos de

salidas estáticos al suministrar tensión, solo pueden actuar sobre elementos

que trabajan todos a la misma tensión, en cambio los módulos de salida

electromecánicos, al ser libres de tensión, pueden actuar sobre elementos que

trabajen a tensiones distintas. El proceso de envío de la señal digital consta de

varias etapas:

Puesta en forma

Aislamiento

Page 50: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

49

Circuito de mando (relé interno)

Protección electrónica

Tratamiento cortocircuitos

D. LA PROGRAMACIÓN

El sistema de programación permite, mediante las instrucciones del

autómata, confeccionar el programa de usuario. Posteriormente el programa

realizado, se trasfiere a la memoria de programa de usuario.

Una memoria típica permite almacenar como mínimo hasta mil

instrucciones con datos de bit, y es del tipo lectura/escritura, permitiendo la

modificación del programa cuantas veces sea necesario. Tiene una batería

para mantener el programa si falla la tensión de alimentación.

La programación del autómata consiste en el establecimiento de una

sucesión ordenada de instrucciones, escritas en un lenguaje de programación

concreto. Estas instrucciones están disponibles en el sistema de programación

y resuelven el control de un proceso determinado.

D.1. LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

Cuando hablamos de los lenguajes de programación nos referimos a

diferentes formas de poder escribir el programa usuario. Los softwares

actuales nos permiten traducir el programa usuario de un lenguaje a otro,

pudiendo así escribir el programa en el lenguaje que más nos conviene.

Existen varios tipos de lenguaje de programación, los lenguajes de

programación más empleados en la actualidad son LD (Ladder), LI (Lista de

Instrucciones) y Bloques.

D.1.1. CONTACTOS

Es un lenguaje gráfico, derivado del lenguaje de relés, que mediante

símbolos representa contactos, solenoides. Su principal ventaja es que los

Page 51: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

50

símbolos básicos están normalizados según normas NEMA y son empleados

por todos los fabricantes.

Los símbolos básicos son:

Figura N° 20: Símbolos de Contactos, Lenguaje Ladder

Fuente: Elaboración propia

Los elementos básicos que configuran la función se representan entre dos

líneas verticales que simbolizan las líneas de alimentación.

Para las líneas de función más complejas como temporizadores, registros

de desplazamiento, etc., se emplea el formato de bloques.

Estos no están formalizados, aunque guardan una gran similitud entre sí

para distintos fabricantes y resultan mucho más expresivos que si se utiliza

para el mismo fin el lenguaje en lista de instrucciones o mnemónico.

Page 52: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

51

3.8. HMI

Un sistema HMI representa la interfaz entre el hombre (operador) y el

proceso (máquina/instalación).

El autómata posee el verdadero control sobre el proceso. Por lo tanto

existe una interfaz entre el operador y WinCC flexible (en el panel de operador)

y una interfaz entre WinCC flexible y el autómata.

Un sistema HMI se encarga de:

● Representar procesos El proceso se representa en el panel de operador.

Si se modifica por ejemplo un estado en el proceso, se actualizará la

visualización en el panel de operador.

● Controlar procesos El operador puede controlar el proceso a través de

la interfaz gráfica de usuario. Por ejemplo, el operador puede especificar un

valor teórico para el autómata o iniciar un motor.

● Emitir avisos Si durante el proceso se producen estados de proceso

críticos, automáticamente se emite un aviso (por ejemplo, si se sobrepasa un

valor límite especificado).

● Archivar valores de proceso y avisos El sistema HMI puede archivar

avisos y valores de proceso. De esta forma se puede documentar el transcurso

del proceso y, posteriormente, también será posible acceder a anteriores datos

de producción.

● Documentar valores de proceso y avisos El sistema HMI permite

visualizar avisos y valores de proceso en informes. De este modo podrá, por

ejemplo, emitir los datos de producción una vez finalizado el turno.

● Administrar parámetros de proceso y parámetros de máquina El

sistema HMI permite almacenar los parámetros de proceso y de máquina en

"Recetas". Dichos parámetros se pueden transferir, por ejemplo, desde el panel

Page 53: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

52

de operador al autómata en un solo paso de trabajo para que la producción

cambie a otra gama de productos.

SOFTWARE

WinCC flexible Engineering System

Es el software que permite realizar todas las tareas de configuración

necesarias. La edición de WinCC flexible determina qué paneles de operador

de la gama SIMATIC HMI se pueden configurar.

WinCC flexible Runtime

Es el software para visualizar procesos. En runtime, el proyecto se ejecuta

en modo de proceso.

Figura N° 21: HMI Siemens KTP1000

Fuente: http://www.siemens.com

Page 54: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

53

3.9. FUNCIONAMIENTO DE LA DESEMPACADORA

La Desempacadora es la máquina diseñada para retirar las botellas de las

cajas.

Figura N° 22: Desempacadora de Cajas

Fuente: Internet

1 Entrada de Cajas

2 Mesa de Entrada de Botellas

3 Cabezal de Agarre

4 Tulipas de Agarre

5 Elevación de Cabezal

6 Traslación de Cabezal

Page 55: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

54

3.9.1. LOGICA DE CONTROL DE DESEMPACADO

START

DESACTIVAR

FRENO

DE CAJAS

MESA DE CAJAS

VACIA?SI

CABEZAL SOBRE

MESA DE CAJAS?

MESA DE CAJAS

LLENA?

SI

CABEZAL SOBRE

MESA DE

BOTELLAS?

NO

MESA DE

BOTELLAS VACIA?

SI

SALIDA DE CAJAS

VACIO?

NO

START BAJAR

CABEZAL

TOPE INFERIOR

ACTIVO?

NO

STOP BAJAR

CABEZAL

Y

INFLAR

CABEZAL

SI

START SUBIR

CABEZAL

1S

TOPE SUPERIOR

ACTIVO?

NO

STOP SUBIR

CABEZAL

SI

SI

NO

MESA DE BOTELLAS

VACIA?

CABEZAL SOBRE

MESA DE BOTELLAS?

START

TRASLADAR

CABEZAL A

MESA DE

BOTELLAS

SI

NO

STOP

TRASLADAR

CABEZAL A

MESA DE

BOTELLAS

SI

START BAJAR

CABEZAL

TOPE MEDIO

ACTIVO?

NO

STOP BAJAR

CABEZAL

Y

DESINFLAR

CABEZAL

SI

START SUBIR

CABEZAL

1S

TOPE SUPERIOR

ACTIVO?

NO

STOP SUBIR

CABEZAL

SI

START

TRASLADAR

CABEZAL A

MESA DE CAJAS

CABEZAL SOBRE

MESA DE CAJAS?

STOP

TRASLADAR

CABEZAL A

MESA DE CAJAS

SI

NO

ACTIVAR FRENO

DE CAJASNO

NO

SI

SI

NO

NO

Page 56: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

55

CAPITULO III

DISEÑO DE LA AUTOMATIZACIÓN

Page 57: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

56

1. LISTA DE EQUIPOS

Tabla N° 01: Listado de Equipos

TAG DESCRIPCIÓN POTENCIA

5U3 VARIADOR TRASLACION DE CABEZAL 1.5 KW

6U3 VARIADOR ELEVACION DE CABEZAL 2.2 KW

7U3 VARIADOR MESA DE CAJAS 1.5 KW

Fuente: Elaboración Propia

1.1. HOJA DE DATOS DE VARIADOR DE VELOCIDAD

Tabla N° 02: Requerimientos mínimos del Variador de Velocidad

Manufacture Modelo DANFOSS FC302

Potencia Según Tabla N°01

Alimentación 380 - 480 Vac

Entrada

Analógica

Entradas

Digitales 2 (Tensión y Corriente)

4, Programables

(PNP y NPN)

Salida

Analógica

Salidas

Digitales 1, Tipo 4 - 20 mA

2, Tipo 24 Vdc y 2, Tipo

Relé

Grado de Protección IP 55

Protecciones Eléctricas del

Variador

Protección Térmica del Motor en cao de Sobre

Carga

Protección Contra Cortocircuitos en los

terminales del motor, Protección contra falta de

fase Protección contra falla a Tierra en los

terminales del motor

Display de Configuración SI, Alfa numérico

Fuente: Elaboración Propia

Figura N° 23: Variador de Velocidad FC302.

Page 58: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

57

Fuente: http://www.vlt-drives.com.ua

2. ESPECIFICACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL

2.1. DIMENSIONAMIENTO DEL PLC

2.1.1. HOJA DE DATOS DEL CPU

Tabla N° 03: Requerimientos mínimos del CPU

Manufactura Siemens

Modelo S7300

Tipo 315-2EH14-0AB0

Alimentación 24 Vdc

Memoria 384 Kbyte

Protocolo de

Comunicación

1 Interface MPI/DP 12 Mbit/s

1 Interface Ethernet Profinet

Fuente: Elaboración Propia

Figura N° 24: CPU 315-2EH14-0AB0

Page 59: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

58

Fuente: http://www.siemens.com

2.1.2. HOJA DE DATOS DE MODULO DE ENTRADAS DIGITALES

Tabla N° 04: Requerimientos mínimos del Módulo de Entradas Digitales

Manufactura SIEMENS

Modelo S7300

Tipo 321-1BH02-0AA0

Alimentación 24 Vdc

Número de Canales 16

Tipo PNP o NPN

Consumo de Corriente por

Canal 10 mA

Fuente: Elaboración Propia

Figura N° 25: Modulo de Entradas Digitales 322-1BH01-0AA0

Page 60: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

59

Fuente: http://www.siemens.com

2.1.3. HOJA DE DATOS DE MODULO DE SALIDAS DIGITALES

Tabla N° 05: Requerimientos mínimos del Módulo de Salidas Digitales

Manufactura SIEMENS

Modelo S7300

Tipo 322-1BH01-0AA0

Alimentación 24 Vdc

Número de Canales 16

Tipo Aisladas Ópticamente

Consumo de Corriente

por Canal 0.5 A

Fuente: Elaboración Propia

Figura N° 26: Modulo de Salidas Digitales 322-1BH01-0AA0

Page 61: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

60

Fuente: http://www.siemens.com

2.1.4. HOJA DE DATOS DEL HMI (INTERFACE HOMBRE-

MÁQUINA)

Tabla N° 06: Requerimientos mínimos del HMI (Interface Hombre Máquina)

Manufacture SIEMENS

Modelo 6AV6647-0AE11-3AX0

Tamaño 14"

Tipo TFT, LCD color

Touchscreen SI

Resolución VGA 640 x 480

Alimentación 24 Vdc

Protocolo de Comunicación Profibus Dp

Fuente: Elaboración Propia

Figura N° 27: HMI KTP1000 Basic DP

Page 62: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

61

Fuente: http://www.siemens.com

3. DISEÑO Y DESARROLLO DE ALGORITMOS DE CONTROL

3.1. CONFIGURACIÓN DEL PLC

Figura N° 28: Configuración del PLC

Fuente: Elaboración Propia

Page 63: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

62

Slot 1: CPU 315 2PN/DP: 6ES7-315-2EH14-0AB0

Slot 4: Módulo de salidas digitales: 6ES7-322-1BH01-0AA0

Slot 5: Módulo de entradas digitales: 6ES7-321-1BH02-0AA0

Slot 6: Módulo de salidas digitales: 6ES7-322-1BH01-0AA0

Slot 7: Módulo de entradas digitales: 6ES7-321-1BH02-0AA0

Slot 8: Módulo de entradas digitales: 6ES7-321-1BH02-0AA0

Slot 9: Módulo de entradas digitales: 6ES7-321-1BH02-0AA0

Page 64: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

63

3.2. DIRECCIONAMIENTO DE ENTRADAS Y SALIDAS DEL PLC

SLOT 4

MODULO SALIDAS DIGITALES

TIPO 322-1BH01-0AA0

DIRECCION DE PLC DESCRIPCION

A32.0 INFLAR, DESINFLAR CABEZAL

A32.1 RESERVA

A32.2 RESERVA

A32.3 RESERVA

A32.4 TOPE DE CAJAS 1

A32.5 TOPE DE CAJAS 2

A32.6 FRENO DE CAJAS 1

A32.7 FRENO DE CAJAS 2

A33.0 RESERVA

A33.1 RESERVA

A33.2 RESERVA

A33.3 HACIA TRB, DESEMPACADORA

FUNCIONANDO

A33.4 RESERVA

A33.5 FRENO SUBIR/BAJAR CABEZAL

A33.6 HACIA TRC, DESEMPACADORA

FUNCIONANDO

A33.7 HACIA TRC, MESA DE CAJAS VACIA

Page 65: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

64

SLOT 5

MODULO ENTRADAS DIGITALES

TIPO 321-1BH02-0AA0

DIRECCION DE PLC DESCRIPCION

E32.0 MARCHA

E32.1 PARADA

E32.2 RESERVA

E32.3 RESERVA

E32.4 RESERVA

E32.5 RESERVA

E32.6 RESERVA

E32.7 RESERVA

E33.0 RESERVA

E33.1 RESERVA

E33.2 RESERVA

E33.3 RESERVA

E33.4 RESERVA

E33.5 RESERVA

E33.6 RESERVA

E33.7 RESERVA

Page 66: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

65

SLOT 6

MODULO SALIDAS DIGITALES

TIPO 322-1BH01-0AA0

DIRECCION DE PLC DESCRIPCION

A0.0 LUMINARIA, STOP

A0.1 LUMINARIA, ALARMA

A0.2 LUMINARIA, PRODUCCION

A0.3 RESERVA

A0.4 RESERVA

A0.5 RESERVA

A0.6 RESERVA

A0.7 RESERVA

A1.0 RESERVA

A1.1 REVERSA MOTOR ELEVACION CABEZAL

A1.2 START MOTOR ELEVACION CABEZAL

A1.3 RESERVA

A1.4 REVERSA MOTOR TRASLACION

A1.5 START MOTOR TRASLACIÓN

A1.6 START MOTOR MESA DE CAJAS

A1.7 RESERVA

Page 67: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

66

SLOT 7

MODULO ENTRADAS DIGITALES

TIPO 321-1BH02-0AA0

DIRECCION DE PLC DESCRIPCION

E2.0 FALLA VARIADOR SUBIR/BAJAR CABEZAL

E2.1 FALLA VARIADOR TRASLACIÓN CABEZAL

E2.2 FALLA VARIADOR MESA DE CAJAS

E2.3 RESERVA

E2.4 RESERVA

E2.5 RESERVA

E2.6 RESERVA

E2.7 RESERVA

E3.0 PRESOSTATO

E3.1 TOPE SUPERIOR

E3.2 RESERVA

E3.3 TOPE MEDIO

E3.4 RESERVA

E3.5 TOPE INFERIOR

E3.6 RESERVA

E3.7 SEGURIDAD

Page 68: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

67

SLOT 8

MODULO ENTRADAS DIGITALES

TIPO 321-1BH02-0AA0

DIRECCION DE PLC DESCRIPCION

E4.0 RESERVA

E4.1 MESA DE BOTELLAS LLENA

E4.2 RESERVA

E4.3 TRANSPORTE DE CAJAS 1, ANTES DE

MÁQUINA LLENO

E4.4 TRANSPORTE DE CAJAS 2, ANTES DE

MÁQUINA LLENO

E4.5 TRANSPORTE DE CAJAS 1, EN MÁQUINA

LLENO

E4.6 TRSANSPORTE DE CAJAS 2, EN MÁQUINA

LLENO

E4.7 RESERVA

E5.0 RESERVA

E5.1 RESERVA

E5.2 ELEVADOR BLOQUEADO, BAJAR IZQ

E5.3 ELEVADOR BLOQUEADO, BAJAR DER

E5.4 CABEZAL SOBRE LA MESA

E5.5 RESERVA

E5.6 RESERVA

E5.7 CABEZAL SOBRE CAJAS

Page 69: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

68

SLOT 9

MODULO ENTRADAS DIGITALES

TIPO 321-1BH02-0AA0

DIRECCION DE PLC DESCRIPCION

E6.0 DESDE TRC, SALIDA DE CAJAS LLENA

E6.1 RESERVA

E6.2 RESERVA

E6.3 RESERVA

E6.4 RESERVA

E6.5 RESERVA

E6.6 RESERVA

E6.7 RESERVA

E7.0 RESERVA

E7.1 RESERVA

E7.2 RESERVA

E7.3 RESERVA

E7.4 RESERVA

E7.5 RESERVA

E7.6 RESERVA

E7.7 RESERVA

Page 70: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

69

3.3. PROGRAMA DEL PLC, EN LENGUAJE LADDER (VER ANEXO N°1)

4. DISEÑO Y DESARROLLO DE LA INTARFAZ GRAFICA DEL HMI

Page 71: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

70

Page 72: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

71

Page 73: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

72

Page 74: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

73

5. DISEÑO Y ELABORACIÓN DE PLANOS ELECTRICOS (VER

ANEXO N°2)

1.- Arquitectura de Red

2.- Alimentación 380 Vac Tablero de Control

3.- Alimentación 220 Vac Tablero de Control

4.- Arrancadores

5.- Arranque Motor Traslación de Cabezal 5M3

6.- Arranque Motor Subir/Bajar Cabezal 6M3

7.- Arranque Motor Mesa de Cajas 7M3

8.- Relés

9.- PLC Siemens

10.- Modulo de Entradas Digitales

11.- Modulo de Entradas Digitales

12.- Modulo de Entradas Digitales

13.- Modulo de Entradas Digitales

14.- Modulo de Entradas Digitales

15.- Modulo de Entradas Digitales

16.- Modulo de Entradas Digitales

17.- Modulo de Entradas Digitales

18.- Modulo de Salidas Digitales

19.- Modulo de Salidas Digitales

20.- Modulo de Salidas Digitales

21.- Modulo de Salidas Digitales

22.- Señales hacia TRB y TRC

Page 75: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

74

CAPITULO IV

COSTO/BENEFICIO

Page 76: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

75

1. COSTOS DEL PROYECTO

1.1. COSTOS DE HARDWARE

1.1.1. COSTOS DE EQUIPOS

Solo se considera el costo de los variadores de velocidad, los

motores, los sensores inductivos, los sensores fotoelectricos, el tablero

de control, electroválvulas y pistones se utilizará lo ya existente.

Tabla N° 07: Costos de los Equipos del Proyecto

DESCRIPCIÓN MODELO CANT PRECIO

UNITARIO

PRECIO

TOTAL

Variador de

Velocidad FC302-1.5KW 2 S/.2 970 S/.5 940

Variador de

Velocidad FC302-2.2KW 1 S/.6 900 S/.6 900

SUBTOTAL S/.12 840

Fuente: Elaboración Propia

1.1.2. COSTOS SISTEMA DE CONTROL

Tabla N° 08: Costos del Sistema de Control

DESCRIPCIÓN MODELO CANT

PRECIO

UNITARI

O

PRECIO

TOTAL

HMI 6AV6 647-0AE11-

3AX0 1 S/.5 500 S/.5 500

CPU 315-2EH14-0AB0 1 S/.6 900 S/.6 900

Módulo de

Entradas Digitales 321-1BH02-0AA0 4 S/.541 S/.2 164

Módulo de Salidas

Digitales 322-1BH01-0AA0 2 S/.838 S/.1 676

Recableado - 1 S/.5 000 S/.5 000

SUBTOTAL S/.21 240

Page 77: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

76

Fuente: Elaboración Propia

1.2. COSTOS DE INGENIERÍA

Solo se considera el costo de la mano de obra para programación del PLC y

HMI y costo de mano de obra para la elaboración de planos eléctricos, el

software para programación del PLC (Step 7) y el software para

programación del HMI (Wincc Flexible) serán proporcionados por la

empresa, es por eso que no ingresan en esta tabla.

Tabla N° 09: Costos de Ingeniería del Proyecto

DESCRIPCION CANT PRECIO UNITARIO PRECIO TOTAL

Elaboración de Planos 1 1 500 S/.1 500

Programación del PLC 1 800 S/.800

Programación del HMI 1 800 S/.800

SUBTOTAL S/.3 100

Fuente: Elaboración Propia

1.3. COSTOS DE CAPACITACIÓN

Tabla N°10: Costos de Capacitación

DESCRIPCION CANT PRECIO UNITARIO PRECIO TOTAL

Capacitación en el

Manejo del HMI 1 S/.1500 S/.1 500

SUBTOTAL S/.1 500

Fuente: Elaboración Propia

Page 78: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

77

Tabla N° 11: Resumen del Costo Total del Proyecto

COSTOS DE HARDWARE S/.34 080

COSTOS DE INGENIERÍA S/.3 100

COSTOS DE CAPACITACIÓN S/.1 500

COSTO TOTAL S/.38 680

Fuente: Elaboración Propia

2. JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA

Beneficio

CostoR

2.1. BENEFICIOS

Reducción del tiempo perdido por solución de fallas de máquina.

Tabla N° 12: Comparación del tiempo perdido por fallas de máquina al mes

ANTES AHORA

3.2 H 2.8 H

3.2 – 2.8= 0.4 H adicionales para producción

0.4 hora x 1 250 cajas/hora x 15 soles/caja= S/. 7 500

Ahorro S/.7 500

Fuente: Elaboración Propia

Page 79: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

78

Reducción del tiempo perdido fallas operativas.

Tabla N° 13: Comparación del tiempo perdido por fallas operativas al mes

ANTES AHORA

1.8 H 1.6 H

1.8 – 1.6= 0.2 H adicionales para producción

0.2 hora x 1 250 cajas/hora x 15 soles/cajas= S/. 3 750

Ahorro S/.3 750

Fuente: Elaboración Propia

Los beneficios en total ascienden a S/.11 250al mes

Por lo tanto el tiempo de recuperación de la inversión será de:

meses4.3

mes

S/.250 11

S/. 680 38

Page 80: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

79

CAPITULO V

CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES

Page 81: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

80

CONCLUSIONES

Luego de la implementación del presente proyecto de tesis se obtuvieron los

siguientes resultados:

Reducción del tiempo perdido para solución de problemas por falla

máquina, en 0.4H

Reducción del tiempo perdido por falla operativas, en 0.2H

Se redujo el cableado en el tablero de control en un 60%

El tiempo promedio para mantenimiento preventivo de los motores se

amplió de 3 a 6 meses, debido al uso de variadores de velocidad.

Manejo muy sencillo, gracias a la disposición clara de todas las funciones

en la pantalla táctil, se pueden realizar rápidamente todas las tareas de

operación.

RECOMENDACIONES

Se recomienda realizar un procedimiento de operación del HMI, hasta

lograr 100% de capacitación de los operadores

Se recomienda utilizar encoders incrementales para el sistema de

traslación y elevación, con el objetivo de lograr precisión en la carga y

descarga de botellas

Se recomienda guardar y realizar backup al PLC y HMI como respaldo

ante una contingencia

Page 82: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

81

CAPITULO VI

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Page 83: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

82

1.1 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. J. Acedo Sanchez, Control Avanzado De Procesos Teoría Y Practica

2. Antonio Creus Sole , Instrumentacion Industrial (7ª Edicion); Editorial

Marcombo, S.A

3. Elonka, Michael. Operación De Plantas Industriales.Mc Graw-Hill

4. Richard C. Dorf, Robert H. Bishop; Sistemas de Control Moderno; 2005;

10º Edición; Editorial Pearson – Prentice Hall.

5. Katsuhiho Ogata; Ingeniería de Control Moderna; 2003; 4º Edición;

Editorial Pearson – Prentice Hall.

6. Benjamin C. Kuo; Sistemas de control Automático; 1996; 7º Edición;

Editorial Prentice Hall.

7. Distefano, Stubberud y Williams; Retroalimentación y Sistemas de Control;

1992; 2º Edición; Colección SCHAUM; Editorial Mc. Graw Hill.

8. Carlos A. Smith y Armando B. Corripio; Control Automático de Proceso.

Teoría y Práctica; 1991; 1º Edición; Editorial LIMUSA.

1.2 REFERENCIAS WEBGRÁFICAS

1. http://www.schneider-

electric.com.ar/documents/recursos/myce/capitulo04_1907.pdf

2. http://prof.usb.ve/jaller/Guia_Maq_pdf/cat_motores_ind.pdf

3. http://banrepcultural.org/sites/default/files/lablaa/ciencias/sena/mineria/

electricidad-minas/modulo%204/modulo%204%20-%20d.pdf

4. http://www.edu.xunta.gal/centros/cifpcoroso/gl/system/files/1TXA007106

G0701_CT6.pdf

5. https://library.e.abb.com/public/60c66ea11b71473099ee019f266ddc77/GU

IA%20MOTOR%20COLOR%20BAJA.pdf

6. https://www.industry.siemens.com/home/aan/es/ecuador/Documents/Art

iculo%20variador%20de%20velocidad%20Siemens.pdf

7. http://www.schneider-electric.com.co/documents/press-

release/soluciones-y-ahorro-de-energia-con-variadores-de-velocidad.pdf

Page 84: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

83

8. http://catalogo.weg.com.br/files/wegnet/WEG-seleccion-y-aplicacion-de-

variadores-de-velocidad-articulo-tecnico-espanol.pdf

9. http://new.abb.com/docs/librariesprovider78/newsletters/actualidad-

colombia/actualidad-413.pdf?sfvrsn=2

Page 85: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

84

CAPITULO VII

ANEXO 1 (PROGRAMA EN LADDER)

Page 86: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

SIMATIC DESEMPACADORA_1\DESEMPACADORA\ 07/09/2017 19:36:43 CPU 315-2PN/DP\...\FC1 - <offline>

Página 1 de 10

Bloque: FC1

Segm.: 1 MEMORIA ELEVADOR BLOQUEADO

E5.2E5.2ELEVADORBLOQUEADOBAJAR

IZQUIERDO"ELEV_

BLOQ_BAJ_IZQ"

E5.3E5.3ELEVADORBLOQUEADOBAJARDERECHO"ELEV_

BLOQ_BAJ_DER"

M3.5M3.5"MEN_

ELEVADOR_BLOQUEADO"

E3.1E3.1TOPE

SUPERIOR"TOP_SUP"

M3.5M3.5"MEN_

ELEVADOR_BLOQUEADO"

Segm.: 2 LAMPARA STOP

M1.0M1.0"MEM_RUN"

M1.7M1.7"PRUEBA

DELAMPARAS"

A0.0A0.0LAMPARASTOP

"LAMP_STOP"

Page 87: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

SIMATIC DESEMPACADORA_1\DESEMPACADORA\ 07/09/2017 19:36:43 CPU 315-2PN/DP\...\FC1 - <offline>

Página 2 de 10

Segm.: 3 MEMORIA FALLA VLT SUBIR/BAJAR

E2.0E2.0FALLA

VARIADOR"FALLA

VLT SUBIR/BAJAR"

M4.0M4.0"MEM_

FALLA_VLT_ELEV"

Segm.: 4 MEMORIA FALLA VLT TRASLACION

E2.1E2.1FALLA

VARIADOR"FALLAVLT

TRASLACION"

M4.1M4.1"MEM_

FALLA_VLT_TRASL"

Segm.: 5 MEMORIA FALLA VLT DE MESA DE CAJAS

E2.2E2.2FALLA

VARIADOR"FALLAVLT MESADE CAJAS"

M4.2M4.2"MEM_

FALLA_VLT_CAJAS"

Segm.: 6 LAMPARA ALARMA

M5.0M5.0"MEM_

PRESOSTATO"

M3.5M3.5"MEN_

ELEVADOR_BLOQUEADO"

M4.0M4.0"MEM_

FALLA_VLT_ELEV"

M4.1M4.1"MEM_

FALLA_VLT_TRASL"

M4.2M4.2"MEM_

FALLA_VLT_CAJAS"

M0.0M0.0"MEM_

TIEMPO_PARPADEO"

M1.7M1.7"PRUEBA

DELAMPARAS"

A0.1A0.1LAMPARAALARMA"LAMP_ALARMA"

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SIMATIC DESEMPACADORA_1\DESEMPACADORA\ 07/09/2017 19:36:43 CPU 315-2PN/DP\...\FC1 - <offline>

Página 3 de 10

Segm.: 7 LAMPARA PRODUCCION

M2.0M2.0"MEM_

PRODUCCION"

M1.7M1.7"PRUEBA

DELAMPARAS"

A0.2A0.2LAMPARA

PRODUCCION"LAMP_

PRODUCCION_"

A33.3A33.3DESEMPACADORA EN

FUNCIONANDO

"HACIATRB"

Segm.: 8 MARCHA

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

E32.0E32.0MARCHA"MARCHA"

M1.0M1.0"MEM_RUN"

E32.1E32.1PARADA"PARADA"

M1.0M1.0"MEM_RUN"

Segm.: 9 MEMORIA PRESOSTATO

E3.0E3.0PRESOSTATO"PRESOST"

M5.0M5.0"MEM_

PRESOSTATO"

Segm.: 10 MEMORIA MESA DE BOTELLAS

E4.1E4.1MESA LLENA"MESA_FULL"

M5.1M5.1"MEM_MESA_BOTELLAS_LLENA"

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SIMATIC DESEMPACADORA_1\DESEMPACADORA\ 07/09/2017 19:36:43 CPU 315-2PN/DP\...\FC1 - <offline>

Página 4 de 10

Segm.: 11 MEMORIA SALIDA DE CAJAS

E6.0E6.0SALIDA DECAJASLLENA

"SALIDADE CAJASLLENA"

M5.2M5.2"MEM_SALIDA_CAJAS_LLENO"

Segm.: 12 MEMORIA CAJAS COMPLETAS EN MAQUINA, LADO 1

E4.5E4.5TDC 1 ENMAQUINALLENO

"TDC1_MAQ_FULL"

M5.3M5.3"MEM_CAJAS_

COMPLETAS_1"

Segm.: 13 MEMORIA CAJAS COMPLETAS EN MAQUINA, LADO 2

E4.6E4.6TDC 2 ENMAQUINALLENO

"TDC2_MAQ_FULL"

M5.4M5.4"MEM_CAJAS_

COMPLETAS_2"

Segm.: 14 MEMORIA FOTOCELDA DE SEGURIDAD

E3.7E3.7SEGURIDAD

"SEG"

M5.5M5.5"MEM_

FOTOCELDA_SEGURIDAD"

Segm.: 15 DESEMPACADORA PRODUCCION

M3.5M3.5"MEN_

ELEVADOR_BLOQUEADO"

M1.0M1.0"MEM_RUN"

M5.5M5.5"MEM_

FOTOCELDA_SEGURIDAD"

M2.0M2.0"MEM_

PRODUCCION"

Page 90: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

SIMATIC DESEMPACADORA_1\DESEMPACADORA\ 07/09/2017 19:36:43 CPU 315-2PN/DP\...\FC1 - <offline>

Página 5 de 10

Segm.: 16 INFLAR/DESINFLAR MEMORIA

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

E5.4E5.4CABEZALSOBRE LAMESA

"CAB_MESA"

E3.3E3.3TOPE MEDIO"TOP_MEDIO"

M2.4M2.4"MEM_INFLAR_

DESINFLAR"

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

M12.0M12.0"PANEL_INFLAR_

DESINFLAR"

E3.5E3.5TOPE

INFERIOR"TOP_INFER"

M2.0M2.0"MEM_

PRODUCCION"

M2.4M2.4"MEM_INFLAR_

DESINFLAR"

Segm.: 17 INFLAR/ DESINFLAR SALIDA

M2.4M2.4"MEM_INFLAR_

DESINFLAR"

A32.0A32.0INFLAR/DESINFLARCABEZAL"INFL_DESINFL_CAB"

Segm.: 18 AVANZAR TRASLACION MEMORIA - HACIA MESA DE BOTELLAS

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

E3.1E3.1TOPE

SUPERIOR"TOP_SUP"

E4.1E4.1MESA LLENA"MESA_FULL"

E5.4E5.4CABEZALSOBRE LAMESA

"CAB_MESA"

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

E3.1E3.1TOPE

SUPERIOR"TOP_SUP"

M12.1M12.1"PANEL_AVANZAR_TRASLACION

"

M3.2M3.2"MEM_

REVERSA_TRASLACION

"

M2.0M2.0"MEM_

PRODUCCION"

M3.1M3.1"MEM_

AVANZAR_TRASLACION

"

Segm.: 19 REVERSA TRASLACION MEMORIA - HACIA MESA DE CAJAS

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

E3.1E3.1TOPE

SUPERIOR"TOP_SUP"

M2.4M2.4"MEM_

INFLAR_DESINFLAR"

E5.7E5.7CABEZALSOBRECAJAS"CAB_CAJAS"

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

E3.1E3.1TOPE

SUPERIOR"TOP_SUP"

M12.2M12.2"PANEL_

RETROCEDER_TRASLAC"

M3.1M3.1"MEM_

AVANZAR_TRASLACION

"

M2.0M2.0"MEM_

PRODUCCION"

M3.2M3.2"MEM_

REVERSA_TRASLACION

"

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SIMATIC DESEMPACADORA_1\DESEMPACADORA\ 07/09/2017 19:36:43 CPU 315-2PN/DP\...\FC1 - <offline>

Página 6 de 10

Segm.: 20 START MOTOR TRASLACION

M3.1M3.1"MEM_

AVANZAR_TRASLACION

"

M3.2M3.2"MEM_

REVERSA_TRASLACION

"

A1.5A1.5STARTMOTOR

TRASLACION"TRANSL_

ON"

Segm.: 21 REVERSA MOTOR TRASLACION

M3.2M3.2"MEM_

REVERSA_TRASLACION

"

A1.4A1.4REVERSAMOTOR

TRASLACION"REV_MOT_TRASL"

Segm.: 22 SUBIR ELEVACION MEMORIA

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

E5.4E5.4CABEZALSOBRE LAMESA

"CAB_MESA"

E3.3E3.3TOPE MEDIO"TOP_MEDIO"

E5.7E5.7CABEZALSOBRECAJAS"CAB_CAJAS"

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

M12.3M12.3"PANEL_SUBIR_CABEZAL"

E3.1E3.1TOPE

SUPERIOR"TOP_SUP"

M3.4M3.4"MEM_BAJAR_CABEZAL"

M2.0M2.0"MEM_

PRODUCCION"

M3.3M3.3"MEM_SUBIR_CABEZAL"

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SIMATIC DESEMPACADORA_1\DESEMPACADORA\ 07/09/2017 19:36:43 CPU 315-2PN/DP\...\FC1 - <offline>

Página 7 de 10

Segm.: 23 BAJAR ELEVACION MEMORIA

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

E5.4E5.4CABEZALSOBRE LA

MESA"CAB_MESA"

E3.3E3.3TOPE MEDIO

"TOP_MEDIO"

E4.1E4.1MESA LLENA"MESA_FULL"

E5.7E5.7CABEZALSOBRECAJAS"CAB_CAJAS"

E4.5E4.5TDC 1 ENMAQUINALLENO

"TDC1_MAQ_FULL"

E4.6E4.6TDC 2 ENMAQUINALLENO

"TDC2_MAQ_FULL"

E3.5E3.5TOPE

INFERIOR"TOP_INFER"

E6.0E6.0SALIDA DE

CAJASLLENA

"SALIDADE CAJASLLENA"

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

M12.4M12.4"PANEL_BAJAR_

CABEZAL"

E5.4E5.4CABEZALSOBRE LA

MESA"CAB_MESA"

E3.3E3.3TOPE MEDIO

"TOP_MEDIO"

E5.7E5.7CABEZALSOBRECAJAS"CAB_CAJAS"

E3.5E3.5TOPE

INFERIOR"TOP_INFER"

M3.3M3.3"MEM_SUBIR_

CABEZAL"

M2.0M2.0"MEM_

PRODUCCION"

M3.4M3.4"MEM_BAJAR_

CABEZAL"

Segm.: 24 START MOTOR ELEVACION

M3.3M3.3"MEM_SUBIR_CABEZAL"

M3.4M3.4"MEM_BAJAR_CABEZAL"

A1.2A1.2STARTMOTOR

ELEVACION"START_MOTOR_

ELEVACION"

Segm.: 25 REVERSA MOTOR ELEVACION

M3.4M3.4"MEM_BAJAR_CABEZAL"

A1.1A1.1REVERSAMOTORSUBIRBAJARCABEZAL

"REV_MOT_ELEVACION_

CAB"

Page 93: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

SIMATIC DESEMPACADORA_1\DESEMPACADORA\ 07/09/2017 19:36:43 CPU 315-2PN/DP\...\FC1 - <offline>

Página 8 de 10

Segm.: 26 FRENO DEL MOTOR SUB/BAJ CABEZAL

M3.3M3.3"MEM_SUBIR_CABEZAL"

M3.4M3.4"MEM_BAJAR_CABEZAL"

A33.5A33.5FRENO DELMOTORSUB/BAJCABEZAL"FRENO_MOTOR_

ELEVACION"

Segm.: 27 TOPE DE CAJAS 1

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

E5.7E5.7CABEZALSOBRECAJAS"CAB_CAJAS"

M2.4M2.4"MEM_INFLAR_

DESINFLAR"

A32.4A32.4TOPE DECAJAS 1"TOP_CAJAS1"

E4.5E4.5TDC 1 ENMAQUINALLENO

"TDC1_MAQ_FULL"

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

M12.5M12.5"PANEL_TOPE_

CAJAS_1"

M2.0M2.0"MEM_

PRODUCCION"

A32.4A32.4TOPE DECAJAS 1"TOP_CAJAS1"

Segm.: 28 TOPE DE CAJAS 2

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

E5.7E5.7CABEZALSOBRECAJAS"CAB_CAJAS"

M2.4M2.4"MEM_INFLAR_

DESINFLAR"

A32.5A32.5TOPE DECAJAS 2"TOP_CAJAS2"

E4.6E4.6TDC 2 ENMAQUINALLENO

"TDC2_MAQ_FULL"

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

M12.6M12.6"PANEL_TOPE_

CAJAS_2"

M2.0M2.0"MEM_

PRODUCCION"

A32.5A32.5TOPE DECAJAS 2"TOP_CAJAS2"

Page 94: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

SIMATIC DESEMPACADORA_1\DESEMPACADORA\ 07/09/2017 19:36:43 CPU 315-2PN/DP\...\FC1 - <offline>

Página 9 de 10

Segm.: 29 FRENO DE CAJAS 1 ANTES DE MAQUINA

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

E4.5E4.5TDC 1 ENMAQUINALLENO

"TDC1_MAQ_FULL"

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

M12.7M12.7"PANEL_FRENO_CAJAS_1"

A32.6A32.6FRENO DECAJAS 1ANTES DEMAQUINA"FRENO_CAJ1_MAQ"

Segm.: 30 FRENO DE CAJAS 2 ANTES DE MAQUINA

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

E4.6E4.6TDC 2 ENMAQUINALLENO

"TDC2_MAQ_FULL"

M11.0M11.0"PANEL_AUTO"

M13.1M13.1"PANEL_FRENO_CAJAS_2"

A32.7A32.7FRENO DECAJAS 2ANTES DEMAQUINA"FRENO_CAJ2_MAQ"

Segm.: 31 START MOTOR MESA DE CAJAS

M2.0M2.0"MEM_

PRODUCCION"

E6.0E6.0SALIDA DECAJASLLENA

"SALIDADE CAJASLLENA"

A32.4A32.4TOPE DECAJAS 1"TOP_CAJAS1"

A32.4A32.4TOPE DECAJAS 1"TOP_CAJAS1"

M2.4M2.4"MEM_INFLAR_

DESINFLAR"

E3.1E3.1TOPE

SUPERIOR"TOP_SUP"

E5.4E5.4CABEZALSOBRE LAMESA

"CAB_MESA"

A1.6A1.6STARTMOTORMESA DECAJAS

"MESACAJ_ON"

A33.6A33.6MESA DECAJAS

FUNCIONANDO

"HACIATRC_1"

Page 95: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

SIMATIC DESEMPACADORA_1\DESEMPACADORA\ 07/09/2017 19:36:44 CPU 315-2PN/DP\...\FC1 - <offline>

Página 10 de 10

Segm.: 32 MESA DE CAJAS VACIA, ARRANQUE DE TRC PARA INGRESO DE CAJAS

E4.3E4.3TDC1

ANTES DEMAQUINALLENO"TDC1_ANTSMAQ_FULL"

E4.4E4.4TDC2

ANTES DEMAQUINALLENO"TDC2_ANTSMAQ_FULL"

A33.7A33.7MESA DECAJASVACIA

"HACIATRC"

Page 96: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

85

CAPITULO VIII

ANEXO 2 (PLANOS ELECTRICOS)

Page 97: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Page 98: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

3x380VAC + N + PE 60hZ

I>>I>>I>>

1

2

3

4

5

6

-2Q125-32A

L1 L2 L3 N PEN

-X0 1 2 3 4 5

1

2

-2Q21A

SIEMENS

x1

x2

-2H2TableroEnergizado

-R

-S

-T

N

PE

Page 99: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Tensión Estabilizada2x220 + PE

60Hz

1

2

3

4

-2aQ24A

1

2

3

4

-2aQ46 A

-2aG210AFUENTE PLC

(-)-X21 (+)

-2aG410AFUENTE INTERFACES

-2aQ32A

-2.AQ510A

UPS

1

2

3

4

-2aQ110A

L N PE

-P24

VDC 9.0

-P0V

DC 9.0

-FG

0VD

C 5.5

-FG

24VD

C 5.5

-PE -PE

-FG

0VD

C_1 9.0

-FG

24VD

C_1 9.0

Page 100: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

FRENO DEL MOTORSUBIR/BAJAR CABEZAL

RESERVA

I>I> I>

21

22

1

2

3

4

5

6

-4Q30,6-1A

765X1 8

I>I> I>

21

22

1

2

3

4

5

6

-4Q71.6-2.5A

1

2-8KM4

3

4

5

6

12X1 13 14 15

1

2

-8KM3/8.3

3

4

5

6

I>I> I>

21

22

1

2

3

4

5

6

-4Q50.6-1 A

x1

x2220VacPE

9-X1 10 11

1

2

-8KM23

4

5

6

1

2-8KM1

3

4

I>I> I>

21

22

1

2

3

4

5

6

-4Q12.5-4A

5

6

1-X1 2 3 4

-R

-S

-T

-R

-S

-T

-PE-PE

-N -N

RESERVARESERVA

Page 101: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Salida de Relé 1

MOTORTRASLACION DE CABEZAL

12.2 12.2

I>I> I>

21

22

1

2

3

4

5

6

-5Q31.6-2.5A

-5U3/12.2 -R -S -T

-U -V -W

M3~

U1 V1 W1 PE

-5M31.5 KW

-PE

-PE

20 19 18 27 12 RB+ RB-

55 50 1 2 3

x1

x2

-5R7RESISTENCIA DE FRENO

53

16-X1 17 18 19

-R

-S

-T

-N

-PE

-R

-S

-T

-N

-PE

-FG24VDC -FG24VDC

-FG0VDC-FG0VDC

19.5 19.6

Falla Variador

Page 102: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

MOTORSUBIR/BAJAR CABEZAL

I>I> I>

21

22

1

2

3

4

5

6

-6Q34.0-6.3A

-R -S -T

-U -V -W

M3~

U1 V1 W1 PE

-6M32.2 KW

-PE

-PE

20-X1 21 22 23

x1

x2

-6R7RESISTENCIA DE FRENO

-PE-PE

20 19 18 27 12 RB+ RB-

55 50 1 2 353

Salida de Relé 1

12.1 12.1

Falla Variador

19.2 19.3

-FG24VDC -FG24VDC

-FG0VDC-FG0VDC

-R

-S

-T

-N

-R

-S

-T

-N

-6U3/12.1

Page 103: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

MESA DECAJAS

I>I> I>

21

22

1

2

3

4

5

6

-7Q34-6.3A

-R -S -T

-U -V -W

M3~

U1 V1 W1 PE

-7M31.5KW3.2A

-PE

-PE

20 19 18 27 12 RB+ RB-

55 50 1 2 353

24-X1 25 26 27

S

T

N

PE

R

S

T

N

PE

-FG24VDC-FG24VDC

-FG0VDC-FG0VDC

19.7

-7U3/12.3

Salida de Relé 1

12.3 12.3

Falla Variador

Page 104: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

FRENO DEL MOTORSUBIR/BAJAR

CABEZALRESERVARESERVA

1 2 /4.63 4 /4.65 6 /4.6

A1

A2

-8KM2

11

14

-21K6/21.6

1 2 /4.53 4 /4.55 6 /4.5

A1

A2

-8KM3

1 2 /4.13 4 /4.15 6 /4.1

A1

A2

-8KM1

-FG24VDC

-FG0VDC

1 2 /4.63 4 /4.65 6 /4.6

A1

A2

-8KM4

RESERVA

Page 105: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

DI 16x24VDCDI 16x24VDCDI 16x24VDCDO 16x24VDCDI 16x24VDC

322-1BH01-0AA0

SIEMENS

SIMATICCPU S7-300

315-2EH14-0AB0

DO 16x24VDC

321-1BH02-0AA0 322-1BH01-0AA0 321-1BH02-0AA0 321-1BH02-0AA0 321-1BH02-0AA0

A32.0A32.1A32.2A32.3A32.4A32.5A32.6A32.7

A33.0A33.1A33.2A33.3A33.4A33.5A33.6A33.7

E32.0E32.1E32.2E32.3E32.4E32.5E32.6E32.7

E33.0E33.1E33.2E33.3E33.4E33.5E33.6E33.7

A0.0A0.1A0.2A0.3A0.4A0.5A0.6A0.7

A1.0A1.1A1.2A1.3A1.4A1.5A1.6A1.7

E2.0E2.1E2.2E2.3E2.4E2.5E2.6E2.7

E3.0E3.1E3.2E3.3E3.4E3.5E3.6E3.7

E4.0E4.1E4.2E4.3E4.4E4.5E4.6E4.7

E5.0E5.1E5.2E5.3E5.4E5.5E5.6E5.7

E6.0E6.1E6.2E6.3E6.4E6.5E6.6E6.7

E7.0E7.1E7.2E7.3E7.4E7.5E7.6E7.7

L+ M1L+/2L+ 1M/2M 1L+ 2M 1L+/2L+ 1M/2M 1L+ 2M 1L+ 2M1L+ 2M

1

2

-9F31A

1

2

-9F3.11A

1

2

-9F41A

1

2

-9F51A

1

2

-9F5.11A

1

2

-9F61A

-P24VDC

-P0VDC

-FG0VDC_1

-FG24VDC_1 -FG24VDC_1

-FG0VDC_1

Page 106: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

SIEMENS

PARADA RESERVAMARCHA

MOD_1/9.3

ENTRADAS DIG.DI 16x24VDC

E32.0

2

E32.1

3

E32.2

4

E32.3

5

E32.4

6

E32.5

7

E32.6

8

E32.7

9

1-X4

3

4

-10S1MARCHA

1

2

-10S2PARADA

2 3 4 5 6 7 8

L+24VDC

1 10

-FG24VDC-FG24VDC

FG0VDC -FG0VDC

TABLERO PANEL HMI

RESERVARESERVARESERVARESERVARESERVA

Page 107: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

SIEMENS

RESERVA

MOD_1/9.3

ENTRADAS DIG.DI 16x24VDC

E33.0

12

E33.1

13

E33.2

14

E33.3

15

E33.4

16

E33.5

17

E33.6

18

E33.7

19

-X4 11 12 13 14 15 16 17 18

11

M0VDC

20

RESERVA RESERVA RESERVA RESERVA RESERVA RESERVA RESERVA

Page 108: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

RESERVAFALLA VARIADORMESA DE CAJAS

SIEMENS

RESERVAFALLA VARIADORTRASLACION

RESERVAFALLA VARIADORSUBIR/BAJAR CABEZAL

-X4 20 21 22

MOD_3/9.4

ENTRADAS DIG.DI 16x24VDC

E2.0

2

E2.1

3

E2.2

4

E2.3

5

E2.4

6

E2.5

7

E2.6

8

E2.7

9

23 24 25

L+24VDC

1 10

26 27

RESERVA RESERVA

Page 109: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

SIEMENS

RESERVATOPEMEDIO

SEGURIDADPRESOSTATO RESERVA RESERVATOPE SUPERIOR TOPEINFERIOR

MOD_3/9.4

ENTRADAS DIG.DI 16x24VDC

E3.0

12

E3.1

13

E3.2

14

E3.3

15

E3.4

16

E3.5

17

E3.6

18

E3.7

19

-X4 29 30 31 32 33 34 35

+ -

1

4

2

-13B2TOPESUPERIOR

+ -

1

4

2

-13B4TOPEMEDIO

+ -

1

4

2

-13B6TOPEINFERIOR

+ -

1

4

2

-13B8SEGURIDAD

P13

14-13S1PRESOSTATO

11

M0VDC

20

36

37-X4 38-X4

-FG24VDC

-FG0VDC

-FG24VDC

-FG0VDC

MAQUINA

Page 110: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

TRANSPORTE DE CAJAS 2EN MÁQUINA LLENO

TRANSPORTE DE CAJAS 1ANTES DE

MÁQUINA LLENORESERVARESERVA RESERVA

TRANSPORTE DE CAJAS 2ANTES DE

MÁQUINA LLENO

MESA DE BOTELLASLLENA

TRANSPORTE DE CAJAS 1EN MÁQUINA LLENO

SIEMENS

MOD_4/9.5

ENTRADAS DIG.DI 16x24VDC

E4.0

2

E4.1

3

E4.2

4

E4.3

5

E4.4

6

E4.5

7

E4.6

8

E4.7

9

-X4 39 40 41 42 43 44 45 46

L+24VDC

1 10

-X4 47 48

-FG24VDC

-FG0VDC

-FG24VDC

-FG0VDC

+ -

1

4

2

-14B2MESA DEBOTELLASLLENO

+ -

1

4

2

-14B4TRC 1 ANTESMAQUINALLENO

+ -

1

4

2

-14B5TRC 2 ANTESMAQUINALLENO

+ -

1

4

2

-14B6TRC 1EN MAQUINALLENO

+ -

1

4

2

-14B7TRC 2EN MAQUINALLENO

MAQUINA

Page 111: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

RESERVARESERVA ELEVADORBLOQUEADOBAJAR IZQ.

ELEVADORBLOQUEADOBAJAR DER.

RESERVARESERVACABEZAL SOBRE

LA MESACABEZAL SOBRE

CAJAS

SIEMENS

MOD_4/9.5

ENTRADAS DIG.DI 16x24VDC

E5.0

12

E5.1

13

E5.2

14

E5.3

15

E5.4

16

E5.5

17

E5.6

18

E5.7

19

-X4 49 50 51 52 53 54 55 56

11

M0VDC

20

+ -

1

4

2

-15B3ELEVADORBLOQUEADOBAJAR IZQ.

+ -

1

4

2

-15B4ELEVADORBLOQUEADOBAJAR DER.

+ -

1

4

2

-15B5CABEZALSOBRELA MESA

+ -

1

4

2

-15B8CABEZALSOBRECAJAS

-X4 57 58

-FG24VDC

-FG0VDC

-FG24VDC

-FG0VDC

MAQUINA

Page 112: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

RESERVARESERVA RESERVA RESERVADESDE TRCRESERVA

SIEMENS

MOD_5/9.6

ENTRADAS DIG.DI 16x24VDC

E6.0

2

-X4 59 60 61

E6.1

3

E6.2

4

E6.3

5

E6.4

6

E6.5

7

E6.6

8

E6.7

9

63 64 65 66

L+24VDC

1 10

62

-FG24VDC-FG24VDC

FG0VDC -FG0VDC

TABLERO TRANSPORTE DE CAJAS

VER TRC

RESERVA RESERVASALIDA DE CAJAS LLENO

Page 113: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

RESERVA

SIEMENS

MOD_5/9.6

ENTRADAS DIG.DI 16x24VDC

E7.0

12

E7.1

13

E7.2

14

E7.3

15

E7.4

16

E7.5

17

E7.6

18

E7.7

19

-X4 69 70 71 72 73 74 75 76

11

M0VDC

20

RESERVA RESERVA RESERVA RESERVA RESERVA RESERVA RESERVA

Page 114: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

RESERVAPRODUCCIONALARMA RESERVASTOP

SIEMENS

RESERVA RESERVA RESERVA

MOD_2/9.4

SALIDAS DIGITALESDO 16x24VDC

2

A0.0

3

A0.1

4

A0.2

5

A0.3

6

A0.4

7

A0.5

8

A0.6

9

A0.7

x1

x2

-18H1x1

x2

-18H2x1

x2

-18H3

1

1L+24VDC

10

1M0VDC

9-X5.1

1-X5.1 2 3 4 5 6 7 8

-FG0VDC-FG0VDC

BALIZA MAQUINA

Page 115: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

START MOTORTRASLACION

SIEMENS

RESERVASTART MOTORMESA CAJAS

REVERSA MOTOR ELEVACION CABEZAL

START MOTORELEVACION CABEZAL

REVERSA MOTORTRASLACION

MOD_2/9.4

SALIDAS DIGITALESDO 16x24VDC

12

A1.0

13

A1.1

14

A1.2

15

A1.3

16

A1.4

17

A1.5

18

A1.6

19

A1.7

20

2M0VDC

11

2L+24VDC

-FG0VDC-FG0VDC

6.5 6.6 5.5 5.6 7.5

RESERVARESERVA

Page 116: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

FRENO DE CAJAS 2EN MÁQUINA

SIEMENS

INFLAR/DESINFLAR RESERVA TOPE DE CAJAS 1 TOPE DE CAJAS 2 FRENO DE CAJAS1EN MÁQUINA

RESERVA RESERVA

MOD_0/9.3

SALIDAS DIGITALESDO 16x24VDC

2

A32.0

3

A32.1

4

A32.2

5

A32.3

6

A32.4

7

A32.5

8

A32.6

9

A32.7

-X5.2 1 2 3 4 5 6

10

1M0VDC

1

1L+24VDC

x1

x2

-20Y8

7 8

-X5.2 9

x1

x2

-20Y7x1

x2

-20Y6x1

x2

-20Y5x1

x2

-20Y1.1x1

x2

-20Y1

1

2

-20F11A

1

2

-20F21A

1

2

-20F31A

1

2

-20F41A

1

2

-20F51A

1

2

-20F61A

1

2

-20F71A

1

2

-20F81A

-FG0VDC-FG0VDC

MAQUINA

Page 117: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

SIEMENS

FRENO DEL MOTORSUB/BAJ CABEZAL

SEÑAL INTERFACEHACIA TRANSP.CAJAS

SEÑAL DE INTERFACEHACIA TRANSPORTE DE BOTELLAS

MOD_0/9.3

SALIDAS DIGITALESDO 16x24VDC

12

A33.0

13

A33.1

14

A33.2

15

A33.3

16

A33.4

17

A33.5

18

A33.6

19

A33.7

20

2M0VDC

11

2L+24VDC

1411 /8.3

A1

A2

-21K6

1413 /22.1

A1

A2

-21K4

1413 /22.3

A1

A2

-21K8

-FG0VDC

RESERVA RESERVA RESERVA RESERVA

1413 /22.2

SEÑAL INTERFACEHACIA TRANSP.CAJAS

Page 118: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

HACIA TRBDESEMPACADORA FUNCIONANDO

13

14

-21K4/21.4

-X24 2 1

2 1

13

14

-21K7/21.7

4 3

4 3

HACIA TRCMESA DE CAJAS FUNCIONANDO

13

14

-21K8/21.8

6 5

6 5

HACIA TRCMESA DE CAJAS VACIA