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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
ESCUELA DE INGENIERÍA
ANÁLISIS Y DISEÑO PARA LA AUTOMATIZACIÓN DE LA
PLANTA DE EMBOTELLADO DE GASEOSAS DE LA EMPRESA
INDUQU1TO S.A.
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO
EN ELECTRÓNICA Y CONTROL
HERRERA GONZÁLEZ ÓSCAR ROBERTO
RAMOS LÓPEZ FRANCISCO XAVIER
DIRECTOR: Dr. LUIS CORRALES
Quito, Octubre 2003
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Osear Roberto HerreraGonzález y Francisco Xavier Ramos López, bajo mi supervisión.
Dr. Luis Corrales
DIRECTOR DE PROYECTO
I
AGRADECIMIENTO
Un especial agradecimiento al Dr. Luis Corrales por su acertada dirección, a la
empresa INDUQUITO S.A por la facilidades dadas para este proyecto y a
nuestros padres, amigos y demás personas que desinteresadamente ayudaron a
la realización de esta tesis.
Además a todas las personas que se interesen por leer y estudiar este proyecto,
que contiene un compendio de las materias de la Carrera de Electrónica y
Control, ya que con esto lo autores se sentirán satisfechos por el trabajo
investigativo realizado
Osear Herrera
Francisco Ramos
k-*"
DEDICATORIA
A Dios y la madre Dolorosa que me dieron las fuerzas y la ayuda para terminar
esta tesis,
A mis padres que en especial me ayudaron mucho tanto en cosas materiales
como en espirituales que fueron fundamentales en esta tesis.
A mis hermanas, familiares y amigos que me ayudaron en todos estos años
para que pueda culminar la carrera.
Ya todos las personas que intervinieron en esta tesis para que salga adelante.
Francisco Xavier
DEDICATORIA
A Dios y a la Virgen del Quinche por permitirme culminar una vez más con las
metas trazadas.
A mis padres por su esfuerzo y constancia, para incentivarme espiritual, moral
y materialmente que fueron factores fundamentales en la elaboración del
presente proyecto.
A mis hermanos, familiares y mis buenos amigos por estar en los momentos
más difíciles apoyándome e impulsándome para poder culminar la carrera.
Osear Roberto
CONTENIDO
CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN
PÁGINA1.1 DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA PLANTA
Y OBJETIVO DEL PROYECTO.. 1
1.2 DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS 2
1.2.1 INGRESO DE ENVASES 2
1.2.2 CALDEROS Y TRATAMIENTO DE AGUA 3
1.2.3 LIMPEZA DE ENVASES 4
1.2.4 VERIFICACIÓN DE LAVADO 5
1.2.5 ELABORACIÓN DE GASEOSA 6
1.2.6 ENVASADO .: 7
1.2.7 REVISIÓN FINAL 7
1.2.8 ETIQUETACIÓN 8
1.2.9 EMPACAMIENTO.. 9
1.3 DIAGNOSTICO SITUACIONAL 12
1.3.1 PLANTEAMIENTO DE LAS SOLUCIONES 14
CAPÍTULO 2: DISEÑO DEL SISTEMA DE IDENTIFICACIÓN
PÁGINA2.1 JUSTIFICACIÓN 19
2.2 MODULO DE IDENTIFICACIÓN EN ENVASES VACÍOS ............... 19
2.2.1 DISEÑO DEL MÓDULO DE IDENTIFICACIÓNDE ENVASES VACÍOS........................................................... 21
2.2.1.1 Diseño del módulo físico para la Identificación deenvases vacíos , 26
n
2.2.1.2 Diseño del programa para la identificación deenvases vacíos 30
2.2,1.2.1 Interfaz Gráfica 31
2.2.12.2 Adquisición de Imágenes 36
2.2.12.3 Procesamiento de las imágenes 39
2.3 MÓDULO DE IDENTIFICACIÓN EN ENVASES LLENOS 50
2.3.1 DISEÑO DEL MÓDULO DE IDENTIFICACIÓNDE ENVASES LLENOS 51
2.3.1.1 Diseño del módulo físico de la identificaciónde envases llenos 52
2.3.1.2 Diseño del programa de la identificación de los• envases llenos 56
2.2.2.2.1 Interfaz Gráfica 57
2.2.2.2.2 Adquisición de Imágenes 60
2.2.2.2.3 Procesamiento de las imágenes... 62
CAPÍTULO 3: DISEÑO DEL CONTROLADOR DE LOSCALDEROS Y DEL SISTEMA DE MUESTREO
PÁGINA3.1 JUSTIFICACIÓN 71
3.2 CONTROL DE TEMPERATURA DE LOS CALDEROS 71
3.2.1 DISEÑO DEL CONTROL DE TEMPERARURADE LOS CALDEROS 73
3.3 DOSIFICACIÓN DE QUÍMICOS EN LOS CALDEROS 84
3.3.1 DISEÑO DE LA DOSIFICACIÓN DE QUÍMICOSEN LOS CALDEROS 85
3.3.1.1 Diseño físico de la dosificación de químicosen los calderos 86
3.3.1.2 Diseño del programa para la dosificación dequímicos en los calderos.... 88
ni
3.4 SISTEMA DE MUESTREO..... 95
3.4.1 DISEÑO DEL SISTEMA DÉ MUESTREO................ 96
3.4.1.1 Muestra de Jarabe.. 97
3.4.1.1.1 Diseño físico del sistema de maestreopara el jarabe 101
• 3.4.1.1.2 Diseño del programa para el sistema demuestreo para el jarabe 102
3.4.1.2 Muestra de Gaseosas............... 109
3.4.1.2.1 Diseño del módulo físico del proceso demuestreo de gaseosas o producto terminado......... 111
3.4.1.2.2 Diseño del programa para el proceso demuestreo de gaseosas o producto terminado 112
CAPITULO 4: DISEÑO DEL SISTEMA AUTOMÁTICO DEETIQUETACIÓN Y DETECCIÓN DE LLENADO DELAS JABAS
PÁGINA4.1 JUSTIFICACIÓN 117
4.2 SISTEMAS FINALES 117
4.2.1 SISTEMA DE ETIQUETACION. 118
4.2.1.1 Diseño del sistema de etiquetación 119
4.2.1.1.1 Diseño físico del sistema de etiquetación..... 122
4.2.1.1.2 Diseño del programa del sistema de etiquetación.. 131
4.2.2 SISTEMA DE DETECCIÓN DE JABAS COMPLETAS.. 139
4.2.2.1 Diseño del sistema de detección dejabas completas.. 139
4.2.2.1.1 Diseño físico del sistema de deteccióndejabas completas......... 143
4.2.2.1.2 Diseño del programa del sistema de deteccióndejabas completas.. 147
rv
CAPITULO 5: DISEÑO DEL SISTEMA SCADA UTILIZANDO ELPROGRAMA LOOKOUT
PÁGINA5.1 JUSTIFICACIÓN 156
5.2 SISTEMA DE CONTROL SUPERVISORIO (SCADA) 156
5.2.1 PROGRAMA'LOOKOUT.......... 159
5.2.2 COMUNICACIÓN DEL PROGRAMA LOOKOUTCON LAS ESTACIONES REMOTAS PARA EL SISTEMASCADA....... 182
5.2.2.1 Detección de envases vacíos y llenos 183
5.2.2.2 Muestreo de jarabe...... 187
5.2.2.3 Muestreo de gaseosas.............. 192
5.2.2.4 Dosificación de químicos en los calderos 195
5.2.2.5 Control de Temperatura del vapor de salida delos calderos............ 198
5.2.2.6 Proceso de etiquetación.. 202
5.2.2.7 f Verificación dejabas llenas............... 202
5.2.3 PRUEBAS DEL SISTEMA SCADA 204
CAPITULO 6: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
PÁGINA6.1 CONCLUSIONES... 212
6.2 RECOMENDACIONES....... • 215
BIBLIOGRAFÍA 217
V
ANEXOS
ANEXO APÁGINA
Programa para el modulo de identificación de envases vacíos y llenos..... A-1
Especificaciones de la cámara térmica ThermoVision A-9
Especificaciones de la cámara CCD SONY A-11
Especificaciones de la tarjeta 1409......... A-15
Especificaciones de la tarjeta IEEE 1394............................ A-19
Especificaciones del sensor de presencia ULTRA-BEAM.... A-20
Especificaciones de cilindros neumáticos MICRO............ A-22
ANEXO B
Especificaciones del PLC MOMENTUM B-1
Especificaciones del RTD HONEYWELL......... B-7
Especificaciones de la válvula TRADELINE B-10
Especificaciones del actuador TRADELINE B-11
Especificaciones del sensor de nivel BABBITT...... B-12
Especificaciones de la electro válvula BURKERT B-15
Especificaciones de las fuentes MEAN WELL B-19
Especificaciones del controlador HONEYWELL UMC - 800......... B-22
Normas INEN 1077 bebidas gaseosas B-40
ANEXO C
Especificaciones de la celda de carga REACCIÓN.... C-1
Especificaciones del transmisor ARIAN..... C-2
Especificaciones de los cilindros FESTO C-6
Especificaciones de la electro válvula FESTO C-12
VI
Especificaciones del motoreductor VALEOSWF... C-15
Especificaciones del motoreductor VASCAT C-16
Especificaciones sensor magnético KEEPSAFER C-17
Especificaciones del PLC MOMENTUM C-18
RESUMEN
El objetivo de este proyecto es analizar y diseñar la automatización de los
procesos más críticos que posee la empresa de gaseosas INDUQUITO S.A. y
automatizarlos.
Para cumplir con estos objetivos se realizó el análisis de todos los procesos que
posee la empresa y se identificaron los siguientes: sistema de inspección de
envases vacíos y llenos, control de temperatura del vapor de los calderos,
dosificación de químicos, sistema de muestreo de jarabe y de producto terminado,
sistema de etiquetación y sistema de detección de jabas llenas.
El diseño del sistema de inspección de envases vacíos y llenos tiene como
objetivo identificar los envases rotos, sucios, con alta temperatura, falta de líquido
y mal corchados. Para conseguir esto el diseño utiliza cámaras térmicas y CCD
para adquirir las imágenes y luego procesarlas en el programa LabVIEW
mediante la librería IMAQ Vision. Este análisis fue simulado con imágenes
adquiridas por una cámara digital común y ubicadas en el disco duro de una
computadora dando como resultado una inspección más exacta con lo que se
puede afirmar que se identificará objetos de hasta 5 mm, envases rotos y también
una identificación de falta de líquido con una tolerancia de 0.5 cm.
En el diseño del control de temperatura del vapor que sale de los calderos se
utilizó un controlador para reducir el combustible y junto con el control de
combustión que poseen los calderos reducir la temperatura del vapor a valores
requeridos por los procesos. Además se diseñó un sistema de dosificación de los
químicos que ayudarán al mantenimiento de los calderos por medio de un
programa ejecutado en un PLC. El programa fue comprobado en el simulador del
programa Concept 2.5 dando como resultado un funcionamiento adecuado de
acuerdo a lo requerido en el diseño.
El proceso de recolección de muestras de jarabe y del producto terminado/s^e
diseñó mediante un sistema de recolección automática de muestras que cumplen
con las normas 1NEN de producción de gaseosas. Estos sistemas serán
ejecutados por medio de programas en PLCs, que también fueron comprobados
mediante el simulador del programa Concept 2.5.
En el sistema de etiquetación se diseñó un módulo capaz de etiquetar los
envases desechables de diferente tamaño que utilizan las etiquetas tipo collarín o
sleeves. Este módulo es un arreglo de cilindros neumáticos que son manejados
por un programa para un PLC. El funcionamiento de este algoritmo fue
comprobado en el simulador del programa Concept 2.5.
En la detección de jabas llenas se diseñó un sistema de pesaje capaz de
identificar faltantes de envases en las jabas. Esto se realizó mediante un
controlador que tomará las señales de una celda de carga y ejecutará un
programa para decidir si continúa o no con el proceso.
Todos los diseños planteados en este proyecto se encuentran en un sistema
SCADA mediante el programa Lookout capaz de moniíorear y controlar los
procesos. Cada proceso diseñado tiene una ¡nterfaz gráfica HMI elaborada en el
mismo programa Lookout.
Para dar validez al funcionamiento del sistema SCADA se realizaron pruebas
comunicando dos computadoras una que tendría el SCADA y otra que cumpliría
el papel estación remota. Además se realizó la comunicación del SCADA con un
simulador que reemplaza a un PLC, obteniéndose resultados favorables para el
monitoreo y control.
PRESENTACIÓN
En la actualidad para tener más producción a menor tiempo, con costos
rentables y alta calidad la industria ecuatoriana requiere automatizar sus
sistemas de producción, por esta razón existen varias empresas ya
automatizadas que elaboran sus productos a menores costos y en gran
cantidad.
El objetivo principal de este proyecto es el diseño e investigación de los
procesos más críticos o con mayores problemas que tiene la empresa de
embotellado de gaseosas INDUQUITO S.A. y dar una solución técnica que
permita reducir tiempo de producción, garantizar calidad de los envases de
gaseosa y mejor utilización de los recursos de la empresa.
Para cumplir con este objetivo en el Capítulo 1 se realiza un análisis previo de
todos los procesos que se ejecutan en esta planta, se identifica los procesos
que poseen más problemas en la actualidad y se plantean las posibles
soluciones técnicas para cada uno de los problemas.
En el Capítulo 2 se diseña los módulos de identificación de envases vacíos y
llenos, tanto la parte física como los programas que permitirán el
funcionamiento de estos.
El Capítulo 3 contiene los diseños de un control de temperatura del vapor de
los calderos y la dosificación de químicos ea e,síos. Además el diseño del
sistema de muestreo de jarabe y de gaseosas para el control de calidad.
En el Capítulo 4 se diseñan los sistemas de; etiquetación para los envases
desechables que utilizan etiquetas tipo collarín o sleeves y detección de jabas
llenas.
En el Capítulo 5 se diseña el sistema SCADA utilizando el programa Lookout y
se explica las pruebas realizadas para comprobar el funcionamiento de los
diseños planteados.
El estudio y el diseño de la automatización de los procesos de la planta de la
empresa de gaseosas INDUQUITO S.A. planteados en este proyecto permitirá
en un futuro la implementación de los mismos en esta empresa. Además estos
diseños pueden ser implementados en otras empresas embotelladoras de
bebidas que tengan los mismos problemas.
CAPITULO 1
INTRODUCCIÓN
1.1 DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA PLANTA Y OBJETIVO DELPROYECTO.
La Empresa INDUQUITO S.A., es una empresa ecuatoriana que elabora y
distribuye gaseosas, cuya producción está orientada a todo el país. La planta
de elaboración está ubicada en la provincia de Pichincha, en la ciudad de
Quito, en el sector Sur entre la Av. Pedro Vicente Maldonado y Joaquín
Gutiérrez S/N.
Las diferentes marcas de gaseosas elaboradas por esta planta son: Tropical,
Manzana, Crush, Full, RC; en sus presentaciones de 200 cm3, 250 cm3, 300
cm3, 500 cm3, llitro, 2 litros, 2Y-z litros y 3 litros, tanto en envases desechables,
como en envases retornables.
La distribución de los productos antes mencionados, se la realiza en distintas
partes del país, dando prioridad a la región centro norte y la región oriental.
En la empresa INDUQUITO se cuenta con una planta de embotellamiento
antigua, operada casi en su totalidad en forma manual y con maquinaría de tipo
mecánico sin ninguna automatización y sin ningún tipo de control sobre cada
uno de los procesos.
Las dificultades que se presentan en la planta de esta empresa, están
repercutiendo sobre la producción en cuanto a la calidad del producto y
especialmente en el aspecto económico de la misma.
En este proyecto se busca analizar los problemas más críticos en todos los
procesos y diseñar las soluciones de automatización más adecuadas, para
mejorar la eficiencia de la producción de la planta.
1.2 DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS
1.2.1 INGRESO DE ENVASES
Los envases requeridos en la planta provienen de dos fuentes, es así que para
la elaboración de productos desechables, ingresan envases plásticos nuevos,
mientras que para los productos retornables se utilizan los envases que
provienen de los camiones repartidores como también de envases de vidrio y
plástico nuevos, cuando es necesario cambiarlos o reponerlos.
Los envases ingresan a un sistema de bandas transportadoras, por el que son
conducidos hacia las lavadoras de botellas. Los envases de plástico llegan en
jabas o en paquetes bien sellados, los cuales son abiertos y puestos en forma
manual dentro del sistema de bandas transportadoras que los dirige hacia una
máquina que detecta hidrocarburos (por ejemplo; gasolina, diesel, kerex, tinher,
etc).
La máquina es de marca ALEXUS y su principio de funcionamiento es inyectar
aire al envase para que el aire del interior salga y sea analizado por el detector
de hidrocarburos, el cual envía la orden de separación o no del envase. Esto se
logra por medio de una paleta activada por un cilindro neumático, que actúa
cuando el envase tiene algún hidrocarburo o sustancia desconocida. La
actuación del cilindro se la realiza luego del paso de algunas botellas para esto
se emplea un contador y de esta manera separar las botellas. Este contador
puede ser calibrado manualmente según la velocidad de transportación.
Luego de pasar esta primera revisión el envase pasa a una bandeja donde son
acomodadas manualmente antes de llegar a la máquina lavadora. Los envases
de vidrio en cambio son ingresados con las jabas, a las bandas
transportadoras, para llegar a un punto donde una máquina se encarga .de
separar las botellas de las jabas automáticamente y colocarlas en otro sistema
de bandas transportadoras. Esto se lo logra con tiras de caucho que recogen
las botellas desde su pico y las depositan en la otra banda para llegar a una
bandeja. Aquí las botellas son arregladas para que tengan la misma orientación
para su posterior ingreso hacia la máquina lavadora, mientras que las jabas
siguen el recorrido hasta llegar a la lavadora de jabas.
1.2.2 CALDEROS Y TRATAMIENTO DE AGUA
Existen tres calderos de marca POWER FLAME BURNED que se encargan de
calentar el agua para la limpieza de los envases y generar vapor para la
cocción del jarabe. A la entrada de estos calderos existen tanques de
alimentación que contienen agua tratada en una cantidad de 300 litros. El
tratamiento de esta agua se lo hace manualmente inyectado químicos al
tanque.
Los calderos gastan diariamente 200 galones de diesel. El diesel es
transportado por tuberías, las cuales poseen filtros para evitar impurezas en el
combustible. Los calderos tienen la facilidad de que pueden funcionar con gas
cuando falte diesel o se tapen los filtros. Los gases producidos por los calderos
son expedidos a través de una chimenea hacia el ambiente. Cada uno de los
calderos poseen un control de combustión.
El caldero entrega vapor de agua con una temperatura que oscila entre 110 °C
a 130 °C. La temperatura no es fija, no así la presión a la que se manda el
vapor que es de 60 Ibf/pie2. Cuando la presión suba sobre este valor, el caldero
se apaga y si baja de esa presión se enciende hasta alcanzarla mediante un
control de protección instalado de tipo on-off.
El agua caliente es transportada hacia las lavadoras y al tanque de cocción por
medio de tuberías cubiertas de lana de vidrio.
Para el tratamiento del agua que será mezclada con el jarabe para hacer la
gaseosa se tiene un tanque FLOCULADOR donde se realiza la dosificación
necesaria de cloro en el agua. La obtención de este cloro se realiza mezclando
agua con sal yodada por medio de agitadores en tanques de 90 litros de
capacidad. Este cloro es llevado hacia el floculador por medio de bombas.
En e! floculador se mezcla el agua con el cloro por medio de un agitador. Esta
agua con cloro pasa por tres compartimentos en los cuales se filtra el agua del
cloro. Después de esta etapa llega a un filtro de arena que posee cuatro tipos
de graba para separar el cloro en 8 o 10 partes por millón. Este tanque posee
un manómetro para controlar la presión del agua. La circulación del agua hacia
la siguiente etapa se la efectúa mediante bombas.
La siguiente etapa a la que pasa el agua es el filtro de carbón que tiene tres
capas y que sirve para detener las partículas de arena y cloro que posee el
agua. Después de esta etapa se considera que el agua ya esta pura, pero por
seguridad pasa por unos cartuchos pulidores que están compuestos de papel
absorvente y filtro de hilos para retener partículas de carbón.
Esta agua pura por medio de bombas pasa a un ablandador, el cual es un
tanque conformado por resina catódica sin dureza en la parte superior y cuatro
capas de piedra en la parte inferior, que se usa para quitar la dureza del agua.
1.2.3 LIMPIEZA DE ENVASES
La planta posee dos lavadoras, una de marca STOWELL INDUSTRIES para
todo el envase de vidrio y la otra de marca SAN MARTIN para el envase de
plástico. Ocupan un área aproximada de 240 m2. Las lavadoras son
automáticas en todo su proceso, cada una tiene tablero de control que posee
un PLC y varios contactores que contribuyen para el funcionamiento de estás,
tanto en la mezcla de las sustancias para el lavado, como también en la
temperatura del lavado.
Para este proceso de lavado se tiene tres partes en las cuales las botellas giran
en la parte interna de la máquina y son:
Al ingreso de las botellas se requiere la esterilización total de los envases, para
esto se efectúa un rociado de una mezcla de agua con Sosa Cáustica (es el
nombre comercial del Hidróxido de Sodio NaOH.), la mezcla debe ser de 97%
de agua, con un 3% de sosa cáustica. Además de este control se debe
mantener la temperatura a 70°C.
La siguiente etapa del proceso de lavado es la introducción de las botellas a
otro rociado de la mezcla de las mismas sustancias, pero con un grado menor
de sosa cáustica en un 2,5% y de 97,5% de agua. En esta etapa el control de
la temperatura se lo efectúa a 49°C.
La tercera etapa es el proceso de enjuague de las botellas que se lo realiza
para quitar los residuos de la mezcla anterior, rociando agua a temperatura
ambiente a las botellas que están girando. En esta etapa el objetivo también es
poder enfriar las botellas que vienen a una temperatura de 49°C para que a la
salida estén a una temperatura de 24°C promedio.
En las lavadoras, para la medida de la temperatura se utilizan termómetros que
están ubicados en cada uno de los tanques y sirven para el control de las
mezclas con el agua y la sosa cáustica.
Después de estas etapas las máquinas lavadoras depositan los envases en las
bandas transportadoras que las conducen hacia el proceso de verificación.
Existe también una máquina lavadora de jabas que reutiliza el agua de las
lavadoras de los envases. Esta tiene dos etapas; la primera, el enjuague con el
agua reutilizada y después otro enjuague con agua normal; luego de esta etapa
las jabas se dirigen a la encajonadora.
1.2.4 VERIFICACIÓN DE LAVADO
Este proceso es totalmente manual y visual efectuado por operadores, se inicia
a la salida del lavado. Cuando las botellas circulan sobre las bandas
transportadoras, un operador verifica la calidad de lavado de las botellas y las
retira en el caso de haber algún defecto; además, este operador revisa la
temperatura de las botellas cuando son de vidrio o quita las etiquetas cuando
las botellas son de plástico.
Después de esta verificación siguen las botellas por la banda trasportadora
hasta unos lentes y lámparas de luz fluorescente con una pantalla acrílica, con
estos se verifica si contienen residuos en el interior o si las botellas están rotas.
En el caso de existir algún defecto se las retira y se las almacena en jabas
para, según el caso, lavar manualmente sacando los residuos y mandarlas otra
vez al proceso de lavado o apartarlas definitivamente.
Una vez concluido el proceso de verificación las botellas siguen por la banda
transportadora hasta llegar a la máquina llenadora.
1.2.5 ELABORACIÓN DE GASEOSA
La elaboración de la gaseosa se ha dividido en dos etapas: la elaboración de
jarabe y la elaboración del producto a ser envasado.
La elaboración de jarabe se realiza en una sala especial que esta conformada
por un tanque de cocción de doble camisa en la que en su parte intermedia
circula vapor de agua a una temperatura superior a los 100°C. En este tanque
se coloca algunos ingredientes como el azúcar, ácido cítrico, polvo carbón y
otras sustancias de acuerdo al sabor o tipo de gaseosa que se va ha elaborar.
Esto se cocina a una temperatura de 80°C revolviendo la mezcla
constantemente.
El producto al salir de esta cocción pasa por un filtro de marca Laredo que
extrae las impurezas de la mezcla. Después del filtrado pasa a un enfriador que
tiene la finalidad de bajar la temperatura de la misma a 40°C.
Por último, el jarabe pasa a unos tanques de reposo designados para cada
sabor, en donde se agita la mezcla antes de dejarla en reposo por ocho horas.
Luego de este tiempo se considera listo el jarabe.
Para la transportación de este jarabe hacia la siguiente etapa se utilizan
bombas y mangueras adecuadas.
Para la elaboración del producto terminado se utiliza una máquina de marca
CARBO-COOLER, que recibe el jarabe, el agua tratada y el CO2 (Dióxido de
Carbono), para elaborar la gaseosa.
Esta máquina se encarga de mezclar adecuadamente el agua y el jarabe,
bajando la temperatura de la mezcla a 2 ó 3 °C. Esta mezcla así queda lista
para que se la inyecte a presión el CO2, con lo cual la gaseosa puede ya ser
envasada.
1.2.6 ENVASADO
En este proceso se utiliza una máquina de marca MEYER DOTTI que llena el
líquido de gaseosa junto con el CO2, y otra máquina para corchar (as botellas.
Cabe indicar que existen dos líneas de producción independientes: una
máquina solo para envase de vidrio y otra para envase de plástico.
En la máquina llenadora se tiene un sistema de soportes mecánicos que se
cambian para cada tamaño de botella, tanto en vidrio como en plástico. Esta
máquina llenadora posee unos sensores para detectar el nivel que se requiere
para cada envase, y el envasado es controlado con la apertura y cierre de
válvulas mecánicas.
En la máquina corchadora de marca ZALKIN se procede a tapar
adecuadamente de acuerdo a la presentación de la gaseosa. El
encorchamiento se lo realiza mecánicamente al paso de las botellas cuando
entran a las corchadoras; en el caso de los envases de plástico el
corchamiento se lo realiza girando y presionando la tapa.
1.2.7 REVISIÓN FINAL
En esta etapa, luego del llenado de las botellas, se realiza la revisión manual
de cada botella por medio de unos lentes, lámparas de luz fluorescente y una
pantalla acrílica. Con estos se verifica si existe faltante de líquido, si está rota la
botella, si no están corchados adecuadamente o sí existen residuos en el
interior de los envases.
Los envases de vidrio, una vez que pasan la etapa de revisión, continúan por el
sistema de bandas transportadoras hacia unos sensores que detectan la
presencia de los envases, para imprimir en ellos, la fecha y la hora de
elaboración y la fecha en la que expira, así como también el precio de venta al
público, mientras que para los envases de plástico se imprime la fecha, la hora
de elaboración, la fecha en la que expira y el precio, en la tapa plástica. Estos
sensores y la impresión son regulados manualmente según el tamaño del
envase.
Por último, ios envases pasan por otra etapa de revisión final en la cual se
revisan detenidamente a través de lentes de luz fluorescente que se encuentre
bien impresa las fechas y precio explicados anteriormente.
En cada una de los pasos de revisión de esta etapa, todas las botellas que no
cumplan con las condiciones requeridas para alcanzar una alta calidad son
separadas. Las que están rotas se las separa en jabas especiales para luego
eliminarlas definitivamente. En caso de poseer residuos se las coloca en otras
jabas para, una vez que se arroje el líquido, volver a ponerlas en la bandeja de
lavado de botellas. Si existiera un mal encorchamiento se las vuelve a colocar
en la máquina corchadora. En cambio, si existe algún faltante del líquido, se las
coloca-en jabas para almacenarlas y luego utilizarlas para consumo interno.
1.2.8 ETIQUETACIÓN
Este proceso únicamente se da en los envases de plástico debido a que los
envases de vidrio ya vienen impresos con la marca de cada gaseosa a
elaborarse. En la planta existe una máquina etiquetadora, pero solo para
etiquetas cuadradas y solo para dos sabores de gaseosas. Las etiquetas son
de tipo sleeves (hoja tubular de plástico), que son colocadas manualmente por
operadores de la planta para el resto de sabores.
1.2.9 EMPACAMIENTO
Para este proceso existe una máquina encajonadora que recoge las jabas ya
lavadas y por medio de un cilindro neumático las eleva para que caigan los
envases ya elaborados, los envases provienen de la banda transportadora. El
operador, según el número de envases que tiene cada jaba, acciona una
compuerta que permite la caída en las jabas previamente levantadas. Esta
encajonadora se adapta mecánicamente a cualquier tipo de envase.
Las jabas ya llenas son llevadas a la bodega para su almacenamiento y
etiquetación, en el caso de producto con envase desechable se procede a
etiquetar y pasar a la fase de empaquetamiento.
Para los productos desechables se utiliza una máquina de termofijado (sellado
con envoltura plástica a alta temperatura). En está máquina se coloca un
número de envases manualmente de acuerdo al paquete deseado que
depende del tipo de presentación. Este paquete se envuelve en plástico y la
máquina se encarga de compactarlo, después de lo cual los paquetes son
almacenados en bodega, para su salida al mercado.
Para la visualización y comprensión de cada uno de los procesos antes
mencionados, se presenta a continuación una diagramación de cada uno de
estos desde que llegan los envases hasta su salida actual.
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1.3 DIAGNOSTICO SITUACIONAL
En la Planta existen varias etapas en las que hay problemas que representan
pérdidas para la Empresa, razón por la cual se realizará un estudio de lo mismo
y se investigará la solución más óptima. Estos problemas en general se
presentan debido a que la planta en su mayoría no es automatizada y no posee
tecnología actualizada. Los problemas se revisan a continuación.
a) En la etapa de revisión después de la lavadora existen los siguientes
problemas:
Los envases al salir de la lavadora conservan en su interior una temperatura
de 29 °C y lo mantiene durante el trayecto bajando su temperatura a 22 °C,
pero para algunos envases no se cumple con esta condición, razón por la
cual, al momento de envasar el líquido que se encuentra a 2 o 3 °C, se
produce un choque de temperatura y los envases de vidrio explotan, no así
con los envases de plástico, pero en estos en cambio se produce el daño de
la gaseosa en menor tiempo.
Al no tener un control de temperatura se hace una separación manual de
estos envases, con una inspección visual, pero esto no es efectivo ya que se
produce una explosión promedio cada quince minutos de producción.
Al pasar los envases por los lentes, el personal encargado tiene como
función identificar los envases con el fin de separar aquellos que se
encuentren dañados, rotos o con algún elemento extraño en su interior, para
luego retirarlos y colocarlos en jabas. Pero este chequeo no es tan eficaz,
pues es muy propenso a falla humana. Además, debido a que los operadores
encargados están forzando su vista, con el tiempo pueden dañarla o al
menos agotarla.
13
Otros problemas que se chequean con los lentes es la verificación de faltante
de gaseosa, mal corchamiento y rotura de los envases. Estos problemas se
producen debido a que en el proceso de embotellado del líquido las válvulas
se taponan, o los sensores de nivel empleados para cada envase no
detectan adecuadamente la gaseosa. En el corchamiento la máquina
encargada se traba o no presiona adecuadamente las tapas en los envases,
también ocurre que por tanta presión en las tapas se rompen estos envases.
b) En el proceso de calentamiento del agua mediante los calderos, se presenta
el problema de que no se tiene un control de temperatura, y los calderos
trabajan durante todo el tiempo de utilización, lo que produce una pérdida en
combustible. Además, los químicos para la protección del caldero se los
coloca manualmente y no se tiene consistencia con la dosis adecuada.
c) Otro proceso en el que existen problemas es la obtención de muestras para
el análisis del estado tanto del jarabe como de la gaseosa. Estas muestras
se recogen manualmente y no cumplen con las normas para elaboración de
gaseosas, por lo cual los datos que se obtienen en el laboratorio pueden
tener errores en el control de calidad.
d) En el proceso final de etiquetación, las botellas de plástico son etiquetadas
manualmente; por lo tanto, la salida de este producto para su distribución
requiere de más tiempo, lo que representa pérdidas a ia empresa.
e) En la encajonadora existe un problema al llenar las jabas. En esta máquina
las botellas se acumulan y llegan a la encajonadora de manera desordenada,
por lo cual algunas jabas salen con faltantes y, en algunas ocasiones, son
repuestos por el operador y otras son enviadas así a la bodega. Bajo estas
condiciones las jabas no pueden salir a la venta por faltantes y representan
pérdidas para la empresa.
14
1.3.1 PLANTEAMIENTO DE SOLUCIONES
Las soluciones planteadas a continuación son una propuesta preliminar de
solución de los problemas antes explicados. Estas soluciones serán analizadas y
diseñadas adecuadamente de una manera más detallada en los siguientes
capítulos.
Para la etapa de revisión se diseñará un sistema de inspección más preciso, la
revisión de los envases t se los tiene que efectuar tanto cuando están vacíos
(envases sucios, rotos y con alta temperatura) como cuando están llenos
(envases con faltante de líquido, rotos o mal corchados). Para cada inspección
se desarrollará un módulo independiente.
Los módulos tendrán la facilidad de detectar cualquier tamaño de envase,
además tendrá las indicaciones necesarias para que un operador pueda manejar
correctamente cada módulo y saber exactamente la falla que se produzca.
Para el proceso de calentamiento de agua se acondicionará un controlador que
recoja los datos de temperatura del agua al salir del caldero. Esta temperatura
no deberá pasar de un límite, ya que si pasa de esta temperatura se debe
detener el suministro de combustible para poder apagar el caldero.
Además, el controlador debe dosificar la cantidad de químicos utilizados para el
mantenimiento del caldero.
Para la obtención de muestras de jarabe y de gaseosa, se diseñará un sistema
que medíante la apertura y cierre de válvulas logre recolectar en recipientes
adecuados una cantidad necesaria de jarabe para un análisis más exacto. Para
la toma de muestras de gaseosa el sistema debe recolectar los envases
requeridos de acuerdo a las normas.
15
Para el proceso de etiquetación de las botellas de plástico se diseñará un
sistema automático que irá colocando cada una de las etiquetas en cada
envase, de acuerdo a las diferentes presentaciones (tamaños y sabores).
Las etiquetas para' estas botellas son del tipo sleeves (hoja tubular de plástico),
las cuales tendrán que ser colocadas por la parte superior de cada botella. Las
botellas ingresarán a la máquina por una banda transportadora y serán
reingresadas a la banda transportadora ya con su etiqueta.
Para el proceso de llenado de las jabas se diseñará un módulo que detecte los
envases faltantes en las jabas. Si no existiera una botella el sistema se detendrá
y emitirá una señal al personal. Este módulo servirá de igual manera para todas
las presentaciones y además tendrá los indicadores respectivos.
Todos estos sistemas serán monitoreados y registrados por medio de un sistema
SCADA con su respectivo interfaz gráfico HMI.
Para la total comprensión de las posibles soluciones, se indica en los siguientes
gráficos, el proceso y el lugar en el que se propone la operación de las mismas.
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18
Con el análisis efectuado a la planta y el planteamiento de las soluciones, se
procederá al diseño de los procesos antes mencionados en los siguientes Capítulos.
Los diseños contienen tanto el aspecto físico, como los programas necesarios para
su ejecución. Además se creará interfaces gráficas HMI para cada proceso nuevo de
la planta.
CAPÍTULO 2
CAPITULO 2
DISEÑO DEL SISTEMA DE IDENTIFICACIÓN
2.1 JUSTIFICACIÓN
Este sistema es necesario para la inspección de los envases antes y después del
llenado con la gaseosa.
El sistema se prevé para controlar dos módulos, uno antes del proceso de llenado y
el otro al final del proceso. El sistema será capaz de identificar los envases
defectuosos en todas las presentaciones
En los módulos que se van a diseñar, se seguirá la siguiente secuencia: identificar
los defectos que usualmente poseen las botellas, reconocer que ha ocurrido un
problema y separar los envases con defecto.
2.2 MODULO DE IDENTIFICACIÓN EN ENVASES VACÍOS
En este módulo se inspeccionarán todos los envases tanto de vidrio como de
plástico en todas sus presentaciones. La inspección tiene como objetivo idertificar
los envases rotos, sucios o con alta temperatura. Si los envases poseen alguno de
estos defectos, se indicará este particular visualmente en la pantalla de la interfaz
gráfica, y se registrará cuantos envases son rechazados. Los envases rechazados
serán retirados automáticamente de la línea de producción, a una bandeja desde
donde serán conducidos nuevamente a la bodega para posteriormente realizar una
revisión más minuciosa.
20
Para deducir cómo se implementarán estas tareas, se investigaron y realiaaron
pruebas experimentales con las cuales se llegó a las siguientes conclusiones:
- Los envases de vidrio circulan por las bandas transportadoras a una velocidad
de 120 botellas por minuto, ya que la llenadora trabaja a 60 botellas por
minuto. En cambio los envases de plástico circulan a una velocidad de 100
botellas por minuto.
- La temperatura dentro de los envases a! salir de la lavadora experimentan un
decremento de 5 °C a 7 °C durante todo el recorrido hasta llegar a la
llenadora, lugar al que arriban con una temperatura de 18 °C a 22 °C.
- La lavadora no es capaz de retirar los sorbetes que se encuentran doblados
en el interior de los envases.
- La explosión de los envases de vidrio ocurre aproximadamente una cada 20
minutos.
- Se tiene un error del 5-10% en la verificación visual de los envases rotos y
sucios.
De lo analizado se .extrajeron las siguientes especificaciones:
- La velocidad de identificación debe ser mínimo de 60 envases por minuto.
- El control de temperatura debe tener un rango de tolerancia de 18°C a 22°C.
- El control de suciedad debe tener un rango de detección de objetos de mínimo
5 mm.
- Debe ser capaz de registrar el defecto presentado.
21
- Si no está en los rangos permitidos de detección y de temperatura, la máquina
debe separar los envases automáticamente.
Debe ser capaz de ajustarse a cualquier tamaño y presentación de envases
fácilmente.
2.2.1 DISEÑO DEL MÓDULO DE IDENTIFICACIÓN DE ENVASES VACÍOS
Para cumplir con las especificaciones antes mencionadas, los envases se dividirán
en dos vías con bandas transportadoras para mayor velocidad de verificación. En
cada vía se efectuará la identificación y la separación de los envases defectuosos.
En la verificación se ' utilizará un análisis de imágenes tanto para medir la
temperatura, como para detectar la suciedad de los envases. Las imágenes serán
adquiridas a través de tres cámaras industriales: una térmica y dos CCD, en cada
una de las vías.
El método de identificación utilizado fue tomado de otros procesos donde se necesita
una exactitud en la detección de objetos y la experiencia de varios profesionales
dedicados a este campo. En los demás procesos se procedió de la misma forma
para el diseño.
La cámara térmica escogida es la THERMOVISION A20V de la marca FL1R
SYSTEMS (Las especificaciones técnicas ver en el ANEXO A). Las cámaras CCD
son Sony CFW-V500 (Favor ver especificaciones en el ANEXO A).
a) Cámaras Térmicas
Una cámara térmica infrarroja es un artefacto que sin tener contacto físico, detecta la
energía infrarroja (calor) del cuerpo y convierte esto en una señal electrónica, la cual
77
es procesada para producir una imagen de televisión o de video. Captar el calor por
la cámara infrarroja puede ser cuantificado o medido en una forma precisa,
permitiendo no sólo realizar el monitoreo térmico, sino también identificar los
sectores más calientes de un cuerpo.
Las imágenes que proporcionan estas cámaras se muestra a continuación en la
Figura 2.1.
Figura 2.1. Imagen proporcionada por la cámara térmica.
Para la medida de la temperatura se toma los colores más calientes del espectro que
son el rojo, violeta y amarillo, mediante tablas se podría saber exactamente la
temperatura en cada sector.
b) Cámaras CCD
Utilizan sensores CCD (Charged-Coupled Device) que son dispositivos electrónicos
que poseen una estructura en forma de mosaico con células sensibles a la luz
(pixels). Cada pixel es capaz de almacenar fotones y generar una carga eléctrica
(electrones) proporcional a la cantidad de luz que recibe.
El funcionamiento de la cámara consiste en exponer al sensor CCD a la luz durante
un tiempo denominado tiempo de integración, tras el cual los fotones que han sido
almacenados son transferidos de forma ordenada a una etapa de salida, que es un
amplificador que convierte la carga acumulada en cada pixel en una tensión eléctrica.
En los sensores CCD lineales, la transferencia o volcado de la información desde el
elemento de salida se produce con la ayuda de un registro de desplazamiento
intermedio.
23
Cuando el número de pixel es elevado, se utiliza más de un registro de
desplazamiento, con el fin de que la salida serie de la información se produzca en un
periodo de tiempo más breve.
El equivalente eléctrico de un CCD se muestra en la Figura 2.2.
aZona.Sensible Sona de Transferencia
Figura 2.2. Equivalente eléctrico de un CCD.
En la primera etapa, los interruptores S1 y S2 se encuentran abiertos. El CCD está
"expuesto", y el condensador C acumula carga en función de la luz que está
recibiendo el fotodiodo.
En la etapa siguiente, se cierra el interruptor S1 y se produce la transferencia de la
carga acumulada por el condensador C a través del transistor T a la salida.
Finalmente, se abre el interruptor S1 y se cierra el S2. El condensador C se descarga
y el sensor queda preparado para una nueva exposición.
Para que las cámaras se activen con los envases se tendrá dos sensores de
presencia mecánicos de marca BANNER ULTR/VBEAM SUA925QD (Ver
especificaciones ANEXO A), una para la cámara térmica y el otro para las cámaras
CCD, ya que las imágenes deben ser'iguales para poder efectuarla comparación
con los patrones en el software; por lo tanto, la botella debe estar en un determinado
sitio para poder captar la imagen precisa.
Las imágenes captadas por las cámaras se envían a un computador mediante
tarjetas de adquisición de imágenes. Las tarjetas son las PCI-IEEE 1394 para las
cámaras CCD y la NI-1409 para las cámaras térmicas. Estas tarjetas son
compatibles con el software a utilizarse (Ver especificaciones ANEXO A).
Los programas a utilizarse son de la casa National Instruments, estos son IMAQ
VISION, LabVIEW y Lookout.
a) IMAQ VISION
Este programa es que el que ayuda a adquirir y procesar las imágenes para poder
efectuar el control de un proceso. Este programa es una parte del programa
LabVIEW que se reseñará posteriormente.
La imagen captada por la cámara está en función de la intensidad de la luz y se
envía a la computadora como un arreglo de dos dimensiones representada en
coordenadas espaciales, a cada una de estas coordenadas se llama píxel.
Una imagen que es captada por la cámara es transferida al programa como un
número discreto de pixels. A cada píxel o localidad numérica es asignado un nivel de
grises o color que especifica el brillo o color del mismo.
Al efectuar lo antes mencionado la imagen está lista para ser procesada, esta
imagen tiene tres propiedades básicas:
Resolución; Esta dada por el número de n filas y m columnas, por lo cual la
resolución se mide en mxn.
Definición: Indica el número de sombras que puede mirarse en una imagen. Para
esto se utiliza un bit intensidad, que es un número necesario para codificar el valor
de un píxel. Por ejemplo si se tiene un bit intensidad igual a n, la definición de tonos
25
de la imagen es de 2n que quiere decir que tiene 2n valores diferentes. Actualmente
IMAQ VISION solamente soporta un rango de -32768 a 32767 valores para 16 bits.
Número de Planos: Corresponde al número de arreglos o píxel que componen la
imagen. Una imagen en escala de grises o pseudo color esta compuesta por un
plano, mientras que una imagen de colores verdaderos está compuesta por tres
planos: un rojo, un azul, y un verde.
Al cumplir todas estas propiedades la imagen puede ser manipulada por el programa
IMAQ VISION, por ejemplo, pueden ser extraídos los colores que conforman la
imagen, saber el número de partículas de la imagen, medidas exactas de regiones
establecidas, operaciones lógicas y matemáticas entre imágenes o colores
establecidos, etc.
b) LabVIEW
Este programa facilita la adquisición, salida y procesamiento de datos e imágenes
que a través de tarjetas de adquisición respectivas realizan el control de un proceso.
El programa sirve para et control de todo un proceso, tanto en su manejo en tiempo
real como también en el manejo de registros y patrones.
c) Lookout
Este programa sirve para facilitar la comunicación y visualización entre hombre y
máquina (HMI), además posee la ventaja de realizar un control supervisor (SCADA)
en todo un proceso industrial. El manejo y comunicación de este programa se
detallará en un Capítulo dedicado.
26
Después de que estos programas verifiquen cada botella, sí es defectuosa será
retirada mediante un arreglo de cilindros neumáticos marca MICRO con electro
válvula incluida MD 8-NG (Ver especificaciones ANEXO A).
2.2.1.1 Diseño del módulo físico para la identificación de envases vacíos.
Para este diseño se tomó en cuenta la división de las botellas en dos bandas, por lo
tanto se tendrá que construir para cada banda un módulo. Esto se puede apreciar en
la Figura 2.3.
Figura 2.3. Módulos de inspección de botellas vacías
Para estos módulos se necesita una fuente de 120VAC para-alimentar a las cámaras
térmicas, a las fuentes para la activación de las electro válvulas de los cilindros y
para los sensores de presencia.
27
Para el diseño de los cilindros se tomó en cuenta la fuerza que se necesita para
poder mover las botellas de la banda transportadora a la bandeja receptora, en el
cálculo de la fuerza se requiere el peso del elemento ha ser movilizado. En esta parte
se tomó la botella más pesada para el análsis: el envase de vidrio de 1 litro. El
cálculo de la fuerza se detalla a continuación:
Datos:
Peso de la botella 1 litro vacía (m) = 800 gramos
Coeficiente de fricción de la banda (Uk) = 0.5
Gravedad (g) = 9.8 m/seg2
Para un movimiento uniforme la fuerza de rozamiento debe ser igual a la fuerza
aplicada, como se muestra en la Ec.(2.1).
F = Úk*m*g Ec.(2.V)F = 0.5 *0.8* 9.8
Para el sistema se necesitará cilindros de simple efecto. Para el cálculo de la fuerza
del cilindro se tiene la Ec..(2.2).
F = Á*p-(Fr + FF) Ec. (2.2)
donde:
A= Superficie útil "del émbolo
p= presión
Fr= Fuerza de rozamiento
FF = Fuerza del muelle de recuperación
La fuerza de rozamiento es el 10% de la fuerza total por lo tanto es igual a 0.392N y
la fuerza del muelle de recuperación para estos dundos será de 10N.
28
La superficie depende de los diámetros tanto del cilindro como del vastago, por lo
tanto esos datos depende de la aplicación como se muestra en la Ec.(2.3). Para esta
aplicación se toma los siguientes datos:
Diámetro del cilindro (D) = 50 mm
Diámetro del vastago = 20 mm
A = í^l^Ll = í ^-1 = 19.625cm2 Ec,(23}
Con esto se consigue la presión mínima que se necesita y se obtiene despejando de
la Ec.(2.2) de la siguiente manera:
F + Fr 3 92+ 0392-i-10 TV"n= = ' =7292.738—
A 0.0019625 i^
La presión mínima-es aproximadamente de 1 bar.
Con esta presión mínima, el cilindro escogido es de la marca MICRON, serie MD 8-
NG de simple efecto. En este cilindro está incluida una electro válvula de 3 vías y dos
posiciones. La electro válvula será activada por los pulsos recibidos del programa por
medio de las tarjetas de adquisición de imágenes, estos pulsos son de 5 V que
activarán a un relé de estado sólido. La salida de estos relés nos entregarán un
voltaje de 24 Vac que serán entregados por un trasformador de 120V24V.
Este cilindro es de un diámetro del vastago de 20mm y soporta presiones desde 0.5
a 10 bares, posee una carrera de 50mm. Más especificaciones se incluyen en el
ANEXO A. La fuente de alimentación de los cilindros neumáticos está contenida en
los compresores que posee la Empresa.
Como se indicó anteriormente, para la activación de la adquisición de las imágenes
de cada cámara se requiere de un sensor de presencia. Este sensor es de marca
BANNER ULTRA-BEAM, código SUA925QD. Puede detectar objetos en un rango de
0.5 a 6 m. Estos sensores poseen un relé de salida, que servirá para enviar la señal
a las tarjetas y por ende al programa de detección. El relé al ser activado dejará
pasar un voltaje de 5 VDC que será proporcionado por una fuente.
Para la obtención del voltaje de 5 VDC se diseñará la fuente utilizando un
trasformador independiente de 120-12 Vac, con un puente y un reguiador de voltaje
para tener los 5V deseados como se muestra en la Figura 2.4.
,TRl
T T gnd
L2Q/Í2
Figura 2.4. Esquema de fuente de 5 VDC,
Para tomar las imágenes de la parte lateral de las botellas desde la parte superior, se
necesita un espejo con cierto ángulo de inclinación para que se refleje la botella y
poder analizar en el algoritmo utilizado que se explicará posteriormente en el diseño
de programa. Las dimensiones de este espejo, la cámara y de cada elemento del
módulo se muestra en la Figura 2.5.
30
CILINDRO DE EMPUJE
i
23 cni
""vi Pieza\a
CÁMARA TÉRMICA X
CÁMARAS CCD
Figura 2.5. Dimensiones del módulo de detección para envases vacíos.
La fuente se ubicará en la parte posterior a los sensores de presencia y el
trasformador para las electro válvulas en la parte inferior de cada cilindro. La
computadora donde se podrá observar y controlar el proceso, tendrá como mínimo
las siguientes características:
- Pentium 4 con una velocidad de 2.2 Gb.
- Memoria de 40 Gb en disco duro.
- Slots para 4 tarjetas PCI.
2.2.1.2 Diseño del programa para la identificación de envases vacíos:
El programa consta de tres partes: Interfaz gráfica, adquisición de imágenes y
procesamiento de las imágenes. Estas partes serán detalladas a continuación:
31
2.2.1.2.1 Interfaz Gráfica
Esta interfaz se la efectuó en el programa Lookout En la primera pantalla de esta
¡nterfaz gráfica el operador debe escoger el tipo de envase con el que va a trabajar
Desechable o Retornable. Esta pantalla se puede ver en la Figura 2.6.
Figura 2.6. Pantalla Principal para verificación de envases vacíos
Sí el operador escoge las botellas retornables saldrá otra pantalla como se muestra
en la Figura 2.7, donde debe escoger si la detección es para botellas de vidrio o de
plástico.
Figura 2.7. Pantalla de Botellas Retornables
32
Si se escoge las botellas desechables, retornables de vidrio o de plástico en la
próxima pantalla se debe escoger la marca que se va a analizar tal como se puede
ver en la Figura 2.8 siguiente:
Figura 2.8. Pantalla de Menú de Marcas
Para cada marca y tipo de botella existe varios tamaños de botellas tal como se
muestran en las Figuras 2.9 , 2.10 y 2.11 para cada tipo; es decir, una pantalla de la
botella desechable, una de botella de vidrio y una de botella de plástico de diferentes
marcas.
Figura 2.9. Pantalla Botellas Desechables Full Lemon
33
Figura 2.10. Pantalla Botellas Retornables de Vidrio Tropical
Figura 2.11. Pantalla Botellas Retornables de Plástico Manzana
El operador, con las pantallas anteriores, escoge el tamaño del envase a analizar.
Con la pantalla siguiente se iniciaría el proceso de verificación; por ejemplo, para el
caso de las botellas desechables de 2 litros de la marca Full Lemon, mostrada en la
Figura 2.12.
34
O
Figura 2.12. Pantalla de verificación de FuII Lemon 2 Litros.
En esta pantalla, el operador podrá controlar el proceso de verificación de los
envases. Además permite ver como está constituido el módulo.
Se tiene dos caminos, como se mencionó anteriormente, en cada uno se tiene las
cámaras, los cilindros de expulsión y los contadores de envases defectuosos.
Para el inicio del proceso se tiene que presionar el pulsador de encendido, este
enviará una señal al programa en LabVIEW para el inicio de la adquisición de
imágenes y verificación de las botellas, este programa será detallado posteriormente.
En la animación se observa el paso de las botellas primero por la cámara térmica,
que da las imágenes infrarrojas para controlar la temperatura, después por las
cámaras CCD para controlar la suciedad y la ruptura de los envases. En el módulo
real se tendrá dos cámaras, la primera que captará la vista superior de la botella y la
segunda la vista lateral de la botella, como se mostró en el diseño físico del módulo
35
en la Figura 2.5. En la animación se podrá apreciar también la activación de los
sensores de presencia en la parte posterior de las botellas al mismo nivel de las
cámaras.
Si se detecta alguna falla de los envases, se accionarán los cilindros para
expulsarlos y se incrementará el contador de la cámara que haya detectado la falla
como se muestra en la Figura 2.13.
Figura 2.13. Pantalla de verificación de Full Lemon 2 Litros al detectar falla.
Las señales de falla serán recibidas del programa en LabVIEW que es donde se
efectuará la comparación con los patrones y el control de salida de los envases
defectuosos, los detalles de este programa se presentará más adelante.
Los contadores pueden ser encerados en cada lote de producción por medio de un
pulsador de reset, que se encuentra en la parte inferior de la pantalla.
En cada pantalla existen pulsadores para regresar a la anterior pantalla y escoger
cualquier otra opción, estos se encuentran en la parte inferior de cada pantalla.
2.2.1.2.2 Adquisición de Imágenes
La adquisición se efectuará por medio de tarjetas de adquisición de datos e
imágenes. Las cámaras enviarán imágenes cada vez que el envase pase por el
sensor de presencia.
La señal de los sensores ingresará por medio de las tarjetas al programa LabVIEW, a
la librería del programa IMAQ, como una señal de disparo (Trigger).
Para la adquisición de la señal de disparo se utilizó un algoritmo efectuado en el
programa LabVIEW.
Este algoritmo crea una sesión del programa IMAQ en el momento de recibir la señal
del sensor de presencia, esto se muestra en la Figura 2,14,
¡error in (no error) 3| |RG¿
JExtemal trigger Q ^1
ÍToggersiartofacquisiíion |
Figura 2.14. Algoritmo para adquisición de la señal de disparo
Para la adquisición de las señales, o las imágenes, primero se tiene que crear una
sesión del IMAQ, para esto se utiliza el icono IMAQ Créate. En este se especifica él
37
tipo de imagen y el tamaño de la imagen, si se requiere guardar esta sesión se
puede incluir nombre para su identificación.
Para la captura de la señal de disparo se emplea la VI (Virtual Instruments) IVB
Triggered Snap vi. Esta VI es un arreglo de elementos que posee el programa IMAQ,
que sigue el algoritmo que se muestra en la Figura 2.15 a continuación:
ImagaSrc jlMAOCastlmaoel
llMAQ Configure Trtoqgí vi] llMAO Cíese.vi
Figura 2.15. Algoritmo de IVB Triggered Snap vi.
En este diagrama se puede ver como se configura la ¡nterface a utilizar, para poder
inicializar la comunicación. Esto se puede observar en IMAQ INIT.vi, que es el que
inicializa la comunicación con la tarjeta. Después de esto se especifica el tipo de
imagen, entre las siguientes opciones: 8 Bits, 16 Bits, RGB(32 Bits) por píxe!. Esto se
debe especificar para ingresar la VI IMAQ Cast Image, la cual es encargada de
especificar el tipo de imagen que se adquiere. Esta VI se configura con la VI crear
sesión del IMAQ que se presentó anteriormente.
Luego de la VI IMAQ Cast Image, el algoritmo estará en espera hasta que exista una
señal de disparo (trigger). Esta señal se configura en el icono IMAQ Configure
Trigger. vi, donde se establece si el trigger se activará por estado alto o bajo por
medio de un interruptor. Por defecto esta señal será activada por alto; además, se
especifica el tipo de trigger si es externo o interno. Esto se puede ver en el menú del
Trigger line. En el menú Trigger action se especifica el instante en el que se adquiere
Después de configurar la ¡nterface y el tipo de imagen, se utiliza la VI IMAQ Snap.vi
para capturar la imagen. En esta VI se puede especificar el canal de transmisión, la
39
región de interés de la imagen, los factores de reducción o ampliación en los Step x,
y. Estos pueden ser opcionales, ya que lo principal es la captura de la imagen.
Al final se utiliza la VI de IMAQ Glose, vi que sirve para cerrar ia sesión y dejar listo al
algoritmo para otra adquisición.
Para la aplicación presente la configuración para la adquisición es ia siguiente;
- Las cámaras adquieren imágenes tipo RGB.
El tamaño de las imágenes es 32 bits por pixel.
La señal de trigger se enviará por medio de ia ¡nterfaz RS-232,
- Esta señal será externa y a su vez la que active la adquisición.
La señal de trigger se estabiece de O - 5V, si se detecta la presencia de un
envase, en este caso será de 5V.
Las cámaras térmicas tienen un interfaz NTSC/ PAL
- Las cámaras CCD tienen una ¡nterfaz IEEE 1394.
- Se utiliza la tarjeta PCI-1409 para señales de trigger e imágenes térmicas.
- Se utiliza la tarjeta PCI-IEEE 1394 para las imágenes de las cámaras CCD,
2.2.1.2.3 Procesamiento de las imágenes
Según se haya escogido la marca y tamaño del envase en la interfaz gráfica, con el
pulsador de encendido se ejecutará el respectivo procesamiento, ya que para cada
40
tipo de envase y marca existe un patrón. Esto es la continuación de la adquisición de
imágenes que se detalló anteriormente.
Primero, para el procesamiento de la imágenes de la cámara térmica se descompone
la imagen en los colores que tienen el espectro con más alta temperatura con la VI
IMAQ Color Threshold; estos colores son el rojo y violeta. La imagen dará estos
colores como los más altos configurando la cámara a la temperatura de 18 a 40°C. Si
la cámara no se configura a esta temperatura dará datos erróneos. El algoritmo que
realiza esta función se muestra en la Figura 2.17.
IMAQ ColorTtireshold |
IRGB ^1 [2!
Green or Sat Range | l3!ue or Luma or Val or Ititen Ratigi]
Figura 2.17. Algoritmo para descomposición de imágenes de la cámara térmica.
Los valores de los colores fueron hallados de manera experimental y se los puede
ver en la siguiente Tabla 2.1.
RojoVerdeAzul
Máximo24475
212
Mínimo9010
Tabla 2.1 Colores de identificación para la cámara térmica.
Luego de efectuar esta descomposición se hace un análisis de las partículas que
quedan, este análisis se efectúa con la VI IMAQ Basic Particle y se comparan con el
valor aceptado de partículas que en el presente caso es de 2, Si es mayor existirá
41
una falla; es decir, que hay alta temperatura en el envase; por lo tanto, se efectuará
el proceso de salida del envase; esto se verá más adelante.
Para el procesamiento de las imágenes de las cámaras CCD, se utiliza un algoritmo
que descompone a la imagen en colores significativos como: Rojo, Naranja, Azul,
Verde, Amarillo y Negro. Para cada color se retira los bordes y partículas pequeñas;
luego, cuenta las partículas existentes y a cada valor se lo compara con el valor
obtenido de una imagen patrón. Un ejemplo para el coior rojo se puede ver a
continuación en la Figura 2.18.
¡GreenorSatRangel felue or Lumia or Val w Inten Ranqe]
Figura 2.18. Algoritmo para descomposición de imágenes de las cámaras CCD para
color rojo.
Describiendo el diagrama anterior, después de adquirir la imagen por medio de ia VI
IVB Snap. Vi, como se detalló anteriormente, se continúa a descomponer la imagen
en los colores, en este caso el color rojo. Para esto se utiliza la VI IMAQ Color
Threshold. En esta VI se especifica el tipo de imagen que se tiene, en este caso
RGB, además se especifica los rangos de valores de los colores básicos, que son e!
rojo, verde y azul. Con ia variación de estos rangos se obtiene solo ei color deseado
para el análisis, esto se efectúo experimentalmente y los rangos que se obtuvieron
para cada color de análisis fueron los siguientes y se muestra en la Tabla 2.2.
42
.
ROJO
NARANJA
AZUL
VERDE
' AMARILLO
NEGRO
RojoMin 69Max 165Min 47Max 165Min 2Max 81Min 5Max 152Min 3Max 242Min 0 .Max 50
Verde6
956
1456210877
252107228
128
Azul0
830
758417914
22816
1050
52
Tabla 2.2 Valores experimentales de los colores de identificación para la cámara
CCD.
Los colores antes mencionados son los colores de las botellas y de las principales
fallas en las mismas.
Luego de efectuar esta descomposición de colores, la imagen final es de 8 bits por
píxel, y tiene ciertos defectos en los alrededores. Esto se puede dar si la foto no fue
tomada en el sitio preciso, por lo cual los bordes son eliminados por medio de la VI
IMAQ Reject Border. En esta VI solo hay que especificar el tipo de imagen si es de 4
bits o de 8 bits, pero por defecto se especifica en 8 bits. Lo mismo sucede con
partículas pequeñas que se quedan cerca de la imagen y que pueden dar datos
erróneos por lo cual se los elimina, por medio de la VI IMAQ Remove Particie. En
esta VI se especifica el tipo de imagen, en este caso es de 8 bits por píxel, además
se especifica si las partículas son cuadradas o hexagonales, y el valor por defecto es
para partículas cuadradas.
Luego de efectuar estos procesos se ejecuta un análisis de la imagen para
establecer el número preciso de partículas de cada uno de los colores. El resultado
se compara con el valor que da la imagen patrón al efectuar el mismo análisis. Para
43
ei color rojo se tiene un número patrón de partículas de 42 como se muestra en ía
Figura 2,19,
iGreenorSatRanqel fctue or luna or Val or Inten Range
Figura 2.19. Comparación dei análisis de las partículas de color rojo con ei patrón.
Como ya se ha mencionado, los valores de los patrones fueron hallados
experimentalmente para cada tipo de presentación con una cámara digital, por lo
tanto estos valores solo son una guía, ya que ios vaíores verdaderos serán obtenidos
en eí módulo rea!. Los valores patrón tanto de la cámara superior, como de ia cámara
lateral se indican en la Tablas 2.3 y 2.4.
TABLA 2.3
BOTELLAS DESECHABLES
F Lc
u] m1 °n8 To rt ae n1 s' Pa as r
2.5 litros2 litrosY2 litro250 ce
3 litros
2.5 litros
2 litros
l/2 litro
250 ce
Rojo121244
38
20
26
42
30
Naranja3240191176
29
27
81
59
Azul44454
4
5
4
4
Verde151681327
24
27
16
14
Amarillo3037184054
57
43
45
47
Negro54444
4
4
4
4
44
BOTELLAS RETORNABLES
F.Lemon
BotellasTrans p
2 toros
2.5 litros
2 litros
Rojo12
20
26
Naranja40
29
27
Azul4
4
5
Verde16
24
27
Amarillo37
57
43
Negro4
4
4
BOTELLAS DE VIDRIO
F.Lemon
iro
Pica
1
Manzana
Crush
F Cu oI 11 a
RC
300 ce
1 litro
500 ce
300 ce
200 ce
1 litro
500 ce
300 ce
200 ce
500 ce
300 ce
200 ce
1 litro
500 ce
300 ce
200 ce
300 ce
Rojo7
18
22
29
• 60
18
22
11
60
14
13
60
18
26
25
10
14
Naranja17
17
32
48
45
17
32
49
45
16
15
44
17
37
36
20
28
Azul4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
3
3
4
4
3
4
4
Verde24
18
13
18
6
18
13
11
6
32
31
5
17
10
11
30
24
Amarillo37
50
31
38
25
50
32
42
25
77
76
24
50
54
53
78
51
Negro5
11
7
5
9
11
7
4
9
6
5
8
11
7
6
4
4
Tabla 2.3 Valores experimentales de los colores patrones de identificación para las
cámaras superiores CCD.
CÁMARA LATERAL:
45
TABLA 2.4
BOTELLAS DESECHABLES
F Le
um
i °n
B To rt ae n1 s
1 Pa as r
2.5 litros
2 litros
Yz litro
250 ce
3 litros
2.5 litros
2 litros
élitro
250 ce
Rojo5
16
7
15
12
11
8
10
17
Naranja12
14
8
16
13
6
8
9
29
Azul5
7
4
4
4
4
4
4
4
Verde16
4
9
6
6
10
6
16
4
Amarillo26
36
32
67
55
28
45
50
85
Negro4
4
4
6
4
4
4
4
5
BOTELLAS RETORNABLES
F.Lemon
BotellasTransp
2 litros
2.5 litros
2 litros
Rojo16
11
8
Naranja14
6
8'
Azul
7
4
4
Verde4
10
6
Amarillo36
28
45
Negro4
4
4
46
BOTELLAS DE VIDRIO
F.Lemon
iro
P
caI
Man2
ana
Cr •ush
F Cu o1 11 a
RC
300 ce
1 litro
500 ce
300 ce
200 ce
1 litro
500 ce
300 ce
200 ce
500 ce
300 ce
200 ce
1 litro
500 ce
300 ce
200 ce
300 ce
Rojo10
23
29
12
24
22
28
19
23
8
5
22
24
8
6
19
15
Naranja11
15
21
11
10
14
22
31
11
9
7
10.
13
9
5
14
15
Azul4
4
4
4
4
3
5
4
5
4
3
4
2
5
2
4
5
Verde' 5
12
5
5
19
11
4
5
20
13
11
19
11
9
6
13
6
Amarillo29
58
66
69
44
57
65
59
43
45
43
42
57
33
30
44
42
Negro5
7
8
8
5
6
7
4
4
4
2
3
4
4
2
7
4
Tabla 2.4 Valores experimentales de los colores patrones deidentificación para las
cámaras laterales CCD.
Después de efectuar la comparación con los valores anteriores, se da la orden de
separar la botella sí el resultado es mayor a estos valores, pues esto quiere decir que
existe un cuerpo extraño o alguna imparfección en el envase.
Para cada una de las cámaras (Térmica, superior y lateral) existirá un contador de
las botellas rechazadas, esto se podrá observar en la HMI (Interfaz Hombre-
47
Máquina). El algoritmo de los contadores efectuado en el programa LabVIEW se
puede observar en la Figura 2.20.
Figura 2.20. Algoritmo para los contadores de los envases rechazados.
Para estos contadores se utiliza la señal de expulsión o de rechazo que viene de la
comparación de la imagen con los patrones. Esta señal será la encargada de
incrementar o no el valor del contador, mediante la ejecución de un lazo, en este se
aumentará el valor grabado en los registros en uno, por medio de la función suma
mostrada en la Figura 2.20, este valor se mostrará en un indicador y en la HMI del
programa. Para encerar el valor de los contadores se toma la señal del botón de
reset enviado desde la HMi, esta cambiará el estado del lazo de casos y enviará el
valor de cero al indicador.
La comunicación entre el LabVIEW y LooKout utilizado para la HMI se detallará en el
Capítulo dedicado para el programa Lookout.
Si existe alguna falla con algún color de las cámaras se enviará una señal de salida
rechazando a la botella. Esta señal (0-5V) será enviada por la tarjeta PCI- 1409 para
que active las electro válvulas de los cilindros. Además, esta señal activará la
animación del movimiento de los cilindros y la salida de la botella en ia HMI.
En la Figura 2.21 se puede observar el algoritmo efectuado en LabVIEW para el
proceso de expulsión de ios envases;
48
[IMAO Oose.v?]inll -
TÉ* |&rtemal trioger 2. "*| —-Í-J1..m "-j LJ "
Q,QoJlixMJOO]«itighpJsc -
Snc^ecxise '1
Ir
l&rtemal trigger 3 T| —
£J(ÍMAO Genérate PJse.vi
kT6-
^
tlMAOCIose.ví
cióse
(trro?iC?rj
írrorl1?! J
J
Figura 2,21. Algoritmo para los expulsión de botellas.
La expulsión de la botella con falla se la realizará posteriormente; luego de tres
botellas analizadas, esto debido a la demora en recorrer la botella desde las cámaras
hasta los cilindros utilizados para la expulsión.
En la Figura 2.21 se puede observar que las señales del procesamiento llega a la
función, Compound Aritmetic, donde si existe una señal de fallo activará la expulsión.
La señal de expulsión creará un pulso de 1 segundo de duración, tiempo mínimo
empleado para la activación de las electro válvulas.
El envío de los parámetros se lo ejecuta con la VI IMAQ Genérate Pulse vi. Los
parámetros que requiere la tarjeta son: la interfaz por la que va ha salir la señal, la
duración del pulso, el ancho del pulso, si el pulso es en alto o en bajo, el sitio exacto
de salida y si es un simple pulso o es un tren de pulsos. En esta aplicación los pulsos
serán en alto, enviados vía interfaz RS-232 por el trigger externo 2 y 3. Se tiene que
generar dos pulsos, puesto que existirá dos cilindros, uno que empuje a la botella y
otro que abra la compuerta de salida. Las señales serán receptadas por dos electro
válvulas las que se encargarán de activar los cilindros. Se podría también producir un
solo pulso para activar las dos electro válvulas utilizando un relé.
49
Al igual que los contadores, el pulsador de encendido, la salida será enviada al
programa Lookout para su visualización en la HMI, como se mencionó anteriormente
esta comunicación se detallará en el Capítulo dedicado al programa Lookout.
Para todas las presentaciones y marcas el programa ejecuta las mismas
instrucciones, el único cambio se lo hace en los valores de los patrones, todos estos
algoritmos se los ha creado como Vis de un algoritmo principal, para que la ejecución
sea lo más rápida posible. Estos algoritmos se utilizará como subVIs, razón por la
cual tendrán su propio icono, con sus respectivas terminales. Una parte del algoritmo
principal, utilizando las subVIs se muestra en la Figura 2.22.
fcoteflas 3 Litros Transparentes3oteüas 3 Litros i ransparentes
.-- -.J Jamara Superior 8 1
{£10"atnara Latera! 8 1
ñamara Térmica 81
fcotdlas 2.5 litros Transparentes,poteüas 2.5 tiros iransparentes
Figura 2.22. Ejemplo de subVIs en el algoritmo principal.
En la Figura 2.22 se puede apreciar un ejemplo de los tipos y las marcas de los
envases. Todos los elementos de este algoritmo como las cámaras, el reset y las
salidas se comunicarán con la HMI realizada en el programa Lookout.
50
2.3 MODULO DE IDENTIFICACIÓN EN ENVASES LLENOS
De la misma forma que en el módulo de envasesvacíos se inspeccionará todos los
envases tanto de vidrio como de plástico en todas sus presentaciones. La inspección
tiene como objetivo identificar los envases rotos y con falta de líquido. Si los envases
poseen alguno de estos defectos, sé indicará este particular visualmente en la
pantalla de la interfaz gráfica (HMI) y se registrará cuántos envases son rechazados.
Los envases rechazados serán retirados automáticamente de la línea de producción,
a una bandeja desde donde serán seleccionados adecuadamate para desechar o
almacenar los envases en la bodega para una nueva producción.
Para deducir cómo se implementará estas tareas, se investigaron y realizaron
pruebas experimentales con las cuales se llegó a las siguientes conclusiones:
- Los envases de vidrio circulan por las bandas transportadoras a una velocidad
de 120 botellas por minuto, ya que la llenadora trabaja a 60 botellas por
minuto. En cambio los envases de plástico circulan a una velocidad de 100
botellas por minuto.
- La llenadora no posee un control adecuado del nivel de llenado del líquido en
los envases.
- En la máquina corchadora la presión que se ejerce sobre las botellas de vidrio
hace que en'algunas se tricen o se rompan.
- Se tiene un error del 5-10% en la verificación visual de los envases con falta
de líquido y rotos.
51
De lo analizado se extrajeron las siguientes especificaciones:
- La velocidad de identificación debe ser mínimo de 60 envases por minuto.
- El control del nivel del líquido debe ser capaz de no dejar pasar envases con
menor líquido que del patrón.
- Debe ser capaz de registrar el defecto presentado.
- Si no está en los rangos permitidos de detección tanto de envases rotos como
de envases con falta de líquido, la máquina debe separar los envases
automáticamente.
- Debe ser capaz de ajustarse a cualquier tamaño y presentación de envases
fácilmente.
2.3.1 DISEÑO DEL MÓDULO DE IDENTIFICACIÓN DE ENVASES LLENOS
Para cumplir con las especificaciones antes mencionadas, el módulo efectuará la
identificación y la separación de los envases defectuosos en una sola vía, no se
utiliza dos vías porque en este proceso no requiere un control de temperatura de los
envases, es decir no se requiere procesar las imágenes térmicas y con esto existe
una mayor velocidad en la identificación,
En la verificación se utilizará un procesamiento tanto para detectar el nivel bajo de
líquido en los envases, como también para detectar las botellas rotas. Las imágenes
serán adquiridas a través'de dos cámaras industriales CCD.
Las cámaras CCD escogidas son de marca Sony CFWV500 (Ver especificaciones
ANEXO A). Para que las cámaras se activen se tendrá un sensor de presencia
52
mecánico de marca BANNER ULTRA-BEAM SUA925QD (Ver especificaciones
ANEXO A), este nos dará la señal para la adquisición exacta de la imágenes.
Las imágenes captadas por las cámaras se envían a un computador mediante
tarjetas de adquisición de imágenes. La tarjeta son las PCI-IEEE 1394 para las
cámaras CCD Estas tarjetas son compatibles con el software a utilizarse (Ver
especificaciones ANEXO A).
Los programas a utilizarse son de la casa National Instruments, estos son IMAQ
VISION, LabVIEW y Lookout.
Después de entrar a los programas y verificar cada botella, si es defectuosa será
retirada mediante un arreglo de cilindros neumáticos marca MICRO con electro
válvula incluida MD 8-NG (Ver especificaciones ANEXO A).
2.3.1.1 Diseño del módulo físico de la identificación de envases llenos
Para este diseño se tomó en cuenta la única banda que sale de la máquina
llenadora, por eso solo existe un módulo. Esto se puede apreciar en la Figura 2.23.
Figura 2.23. Módulo físico para detección de envases llenos.
53
Para estos módulos se necesita una fuente de 120VAC para alimentar a las fuentes
de activación de las electro válvulas y del sensor de presencia.
Para el diseño de los cilindros se tomó en cuenta la fuerza que se necesita para
poder mover las botellas de la banda transportadora a la bandeja receptora, en el
cálculo de la fuerza se requiere el peso del elemento ha ser movilizado. En esta parte
se tomó la botella más pesada para el análisis: el envase de plástico desechable de
3 litros. El cálculo de la fuerza se detalla a continuación:
Datos:
Peso de la botella 3 litros llena (m) = 3,09 Kilogramos
Coeficiente de fricción de la banda (Uk) = 0.5
Gravedad (g) = 9.8 m/seg2
Para un movimiento uniforme la fuerza de rozamiento debe ser igual a la fuerza que
se aplica, como se mostró en la Ec,(2.1) por lo tanto:
^ = 0.5*3.09*9.8
.F=15.141JV
Para el sistema se necesitará cilindros de simple efecto. Para el cálculo de la fuerza
del cilindro se utilizó la Ec.(2.2).
La fuerza de rozamiento es el 10% de la fuerza total por lo tanto es igual a 1.514N y
la Fuerza del muelle de recuperación para este cilindro será de 10N.
54
La superficie depende de los diámetros tanto del cilindro, como del vastago, por lo
tanto esos datos dependen de la aplicación. Para esta aplicación se toma los
siguientes datos y se utilizó la Ec.(2.3):
Diámetro del cilindro (D) = 50 mm
Diámetro del vastago = 20 mm
/ ? -i- ^ / ? -i- ^
A = ——- = -—- = I9.625cm2I 4 ) ( 4 )
Con esto se consigue la presión mínima que se necesita y se tiene:
F + Fr 15.141 + 1.514 + 10 1 Q C O O 1 _c Np = = • = 13582.165-^-
Á 0,0019625 m2
La presión mínima es aproximadamente de 1 bar.
Debido a esta presión el cilindro escogido es de la marca MICRON, serie MD 8-NG
de simple efecto. En este cilindro está incluida una electro válvula de 3 vías y dos
posiciones. Las electro válvulas serán activada por los pulsos recibidos desde la
tarjeta de adquisición de imágenes, estos pulsos son de 5 V que activarán a un relé
serán entregados por un trasformador de 120V-24V.
El cilindro escogido es de un diámetro del vastago de 20mm y soporta presiones
desde 0.5 a 10 bares, posee una carrera de 50mm. Más especificaciones se incluyen
en el ANEXO A.
La fuente de alimentación de los cilindros neumáticos está contenida en los
compresores que posee la Empresa.
55
Como se indicó anteriormente, para la activación de la adquisición de las imágenes
de cada cámara, se requiere de un sensor de presencia. Este sensor es de marca
BANNER ULTRA-BEAM, código SUA925QD. Pueden detectar objetos en un rango
de 0.5 a 6 m. Estos sensores poseen un relé de salida, que servirá para enviar la
señal a las tarjetas y por ende ai programa de detección. El relé al ser activado
dejará pasar un voltaje de 5 VDC que será proporcionado por una fuente.
Para la obtención del voltaje de 5 VDC se diseñará una fuente, utilizando un
trasformador independiente de 120-12 Vac, con un puente y un regulador de voltaje
para tener los 5V deseados, los valores y el diseño se mostró en la Figura 2.4.
De la misma forma que en el módulo de envases vacíos se utiliza un espejo con un
cierto ángulo de inclinación para adquirir la imagen lateral desde la parte superior del
módulo, las dimensiones de los elementos del módulo se muestran en la Figura 2.24
siguiente.
-40 cm
Figura 2.24. Dimensiones del módulo de detección para envases llenos.
56
La fuente se ubicará en la parte posterior al sensor de presencia, el trasformador y
los relés para las electro válvulas en la parte inferior de cada cilindro. La
computadora donde se podrá observar y controlar el proceso, tendrá como mínimo
las siguientes características:
- Pentium 4 con una velocidad de 2.2 Gb.
- Memoria de 40 Gb en disco duro.
- Slots para 4 tarjetas PCI.
2.3.1.2 Diseño del programa de la identificación de los envases llenos
El programa consta de tres partes; Interfaz gráfica, adquisición de imágenes y
procesamiento de las imágenes. Estas partes serán detalladas a continuación:
2.3.1.2.1 Interfaz Gráfica
Esta interfaz se la realizó en el programa Lookout. En la primera pantalla de esta
¡nterfaz gráfica el operador debe escoger el tipo de envase con el que va a trabajar:
desechable o retornable. Esto se puede ver en la Figura 2.25.
57
BOTELLAS RETÓWÍABLES
RRA'NGISGO XAVIERSR'AMOS^ITOPEZ
ÓSCAR ROSlRTO HERRERA GONZAUEZ&*
Figura 2.25. Pantalla inicial de la verificación de envases llenos.
Si el operador escoge las botellas retornables saldrá otra pantalla donde debe
escoger si la producción es en botellas de vidrio o de plástico. Según el menú
escogido aparecerá la pantalla para escoger la marca. Después se escogerá el
tamaño de la botella, un ejemplo de los tamaños de botellas se puede ver a
continuación en la Figura 2.26.
(PRegresor |
Figura 2.26. Pantalla de botellas desechables llenas Tropical.
58
El operador con las pantallas anteriores, escoge el tamaño del envase a analizar. La
pantalla siguiente iniciaría el proceso de verificación; por ejemplo, para el caso de las
botellas vidrio de 500cc de la marca Manzana se tendría la siguiente pantalla
mostrada en la Figura 2.27.
O
Figura 2.27. Pantalla de verificación de botellas de vidrio llenas 500 ce Manazana.
En esta pantalla el operador podrá controlar el proceso de verificación de los
envases.
Se tiene un camino, como se mencionó anteriormente, este posee las cámaras, los
cilindros de expulsión y los contadores de envases defectuosos.
Para el inicio del proceso se tiene que presionar el pulsador de encendido, este
enviará una señal al programa en LabVIEW para el inicio de la adquisición de
imágenes y verificación de las botellas.
59
En la animación se observa el paso de las botellas por las cámaras CCD para
controlar el nivel y la ruptura de los envases. En el módulo real se tendrá dos
cámaras, la primera que captará la vista superior de la botella y la segunda la vista
lateral de la botella, esto se indicó en el diseño físico del módulo en la Figura 2,25.
En la animación se podrá apreciar también la activación de los sensores de
presencia en la parte posterior de las botellas al mismo nivel de las cámaras.
Si se detecta alguna falla de los envases, se accionarán las electro válvulas de los
cilindros para expulsarlos y se incrementará el contador de la cámara que haya
detectado la falla como se muestra en la pantalla siguiente de la Figura 2.28.
CtíCÍNCMDO
O
Figura 2.28. Pantalla de botellas desechables llenas Tropical.
Las señales de falla serán recibidas del programa en LabVIEW que es donde se
efectuará la comparación con los patrones y el control de salida de los envases
defectuosos.
En cada pantalla como el módulo anterior existen pulsadores para regresar a la
anterior pantalla y escoger cualquier otra opción, estos se encuentran en la parte
inferior de cada pantalla.
60
2.3.2.2.2 Adquisición de Imágenes
La adquisición se lo efectuará por medio de tarjetas de adquisición de datos e
imágenes. Las cámaras enviarán imágenes cada vez que el envase pase por el
sensor de presencia. La adquisición de las imágenes se la efectuará de igual manera
que el módulo anterior.
La única diferencia que existe es en la adquisición de las señales de trigger, esta
señal será captada por una tarjeta IEEE 1394, esta tarjeta nos permite la entrada y
salida de señales digitales a una velocidad de 400Mbps y se puede configurar
fácilmente con el LabVIEW con el programa NI-IMAQ1394. Pero para la adquisición
es igual solo se cambia la interfase, esto se puede ver en la Figura 2.29,
IMRQ.
eterror de entrada 31
Externa! trigger 1 """I
[Trigger start ofacquisib'on "•"[
El
Figura 2.29 Algoritmo para adquisición de la señal de disparo.
El algoritmo estará en espera hasta que exista una señal de trigger esta señal se
configura en el tercer canal de la tarjeta PCI-IEEE 1394.
Después de recibir la señal de trigger se inicia la adquisición, esta se efectúa en otra
VI, esta se lo puede ver en la Figura 2.30 siguiente.
[IVB Snap.víliSnapfSIVB
Figura 2.30. VI para adquisición de las imágenes.
61
Esta VI realiza la misma función que la del módulo de envases vacíos, en esta se
configura los canales de adquisición que serán el primero y segundo de la tarjeta
PCI-IEEE1394. Para la configuración de la tarjeta se usará el programa Nl-
IMAQ1394 mencionada anteriormente.
Para la aplicación presente la configuración para la adquisición es la siguiente:
Las cámaras adquieren imágenes tipo RGB.
El tamaño de las imágenes es de 32 bits por pixel.
La señal de trigger se enviará por medio de la interfaz 1EEE1394,
Esta señal será externa y a su vez la que active la adquisición.
La señal de trigger se establece de O - 5V, si se detecta la presencia de un
envase, en este caso será de 5V.
Las cámaras CCD tienen una interfaz IEEE 1394.
Se utiliza la tarjeta PCI-IEEE 1394 para las imágenes de las cámaras CCD y
el trigger necesario para la activación.
2.3.1.2.3 Procesamiento de ¿as imágenes
Según se haya escogido la marca y tamaño del envase en la ¡nterfaz gráfica, con el
pulsador de encendido se ejecutará el respectivo procesamiento.
62
Igual que el módulo de envases vacíos, las imágenes de las cámaras CCD se
descomponen en colores significativos como: Rojo, Naranja, Azul, Verde, Amarillo y
Negro detallados en la Tabla 2.2, pero en el control de nivel del líquido se hará un
análisis más exacto en el color de la gaseosa en la cámara lateral. Por ejemplo, para
la marca Tropical el análisis más exacto se realiza en el color rojo debido a que es el
color de esta marca, el algoritmo diseñado se muestra en la Figura 2.31.
(Análisis Color Rojo |
Figura 2.31. Algoritmo para análisis de la imagen lateral de la marca Tropical.
En la Figura 2.31 se observa que se utiliza la misma estructura diseñada para el
análisis de los envases vacíos aumentando la función "IMAQ Particle Fílter". Esta
función es la encargada de remover las imágenes que cumplan con el rango
permitido del nivel de llenado, este rango se especifica entre los valores 18000,00 y
200000,00 que representan el área adecuada del nivel de líquido.
En la función "ÍMAQ Color Threshold" se cambió los rangos de los colores básicos
del tipo de imagen RGB en el análisis del color específico de cada marca de
gaseosa. Los valores experimentales para cada marca se muestra en la Tabla 2.5.
63
TROPICAL
MANZANA
CRUSH
FULLLEMON
FULLCOLA
RC
RojoMin 69Max 201Min 69Max 225Min 69Max 225Min 5Max 59Min 3Max 242Min 2Max 108
Verde6
12714951495
6952274
1155
Azul0
620
300
300
700
450
121
Tabla 2.5 Valores experimentales de los colores de identificación para las imágenes
laterales según la marca de las gaseosas.
Después del análisis se cuenta las partículas existentes y a cada valor se lo compara
con el valor obtenido de una imagen patrón.
Los valores de los patrones fueron hallados experimentalmente para cada tipo de
presentación con una cámara digital, por lotanto estos valores solo son una guía, ya
que los valores verdaderos serán obtenidos en el módulo real. Los valores patrón
tanto de la cámara superior, como de la cámara lateral se indican en la Tablas 2,6 y
2.7.
64
TABLA 2.6
BOTELLAS DESECHABLES
K Leu m
i °n
Tr0
PicaI '
Manzana
Cru
sh
Kull Cola
RC
2.5 Juros
2 litros
élitro
250 ce '
3 litros
2.5 litros
2 líos
/airo
250 ce
3 litros
2.5 litros
2 Iros
élitro
250 ce
3 litros
2.5 litros
2 Iros
!/2 litro
250 ce
2.5 litros
2 litros
2.5 litros
2 litros
Rojo
20
26
19
4
26
23
20
21
29
12
12
10
9
10
. 10
1115
12
14
19
20
22
25
Naranja31
19
21
11
20
23
19
21
26
16
11
14
13
10
12
13
14
14
8
13
14
19-
23
Azul10
14
4
5
4
4
6
4
8
14
15
16
15
15
18
20
18
20
16
19
17
10
13
Verde10
29
19
13
15
11
16
10
22
27
26
23
22
22
22
24
20
20
22
25
26
29
35
Amarillo52
44
23
40
30
26
33
19
35
32
31
34
33
31
31
29
33
26
20
14
13
40
38
Negro4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
3
3
4
4
6
8
4
4
4
4
65
BOTELLAS RETORNABLESF U I I
Lemon
Tropical
M a n z a n a
Crush
Fu I I Cola
RC
2 litros
2.5 litros
2 litros
2.5 litros
2 litros
2.5 litros
2 litros
2 litros
2 litros
Rojo26
23
20
12
10
11
15
20
25
Naranja
19
23
19
11
14
13
14
14
23
Azul
14
4
6
15
16
20
18
17
13
Verde
29
11
16
26
23
24
20
26
35
Amarillo
44
26
33
31
34
29
33
13
38
Negro4
4
4
4
4
4
4
4
4
BOTELLAS VIDRIO
JbullLemon
Jr0
Píca1
Manzana
Crush
F Cu o1 11 a
RC
300 ce
1 litro
500 có
300 ce
200 ce
1 litro
500 ce
300 ce
200 ce
500 ce
300 ce
200 ce
1 litro
500 ce
300 ce
200 ce
300 ce
Rojo
27
13
33
28
21
14
38
9
29
19
1S
18
31
29
. 24
7
15
Naranja
26
12
30
22
19
15
34
38
26
18-
19
35
26
35
41
19
35
Azul
12
8
15
9
S
18
12
11
8
18
16
4
18
15
11
4
9
Verde
13
38
44
23
15
30
17
37
22
6
5
9
19
16
15
27
14
Amarillo
20
21
36
15
49
43
25
34
35
45
47
29
36
37
39
77
42
Negro
4
7
5
4
4
:>
4
4
4
D
Ó
4
4
4
4
4
4
Tabla 2.6 Valores experimentales de los colores patrones de identificación para la
cámara superior CCD.
TABLA 2.7
66
BOTELLAS DESECHABLES
F Le
ui mi °
n
Tr0
PicaI
Man2
ana
Crush '
Full Cola
RC
2.5 litros
2 litros
í/a litro
250 ce
3 litros
2.5 utos
2 litros
élitro
250 ce
3 litros
2.5 litros
2 litros
élitro '
250 ce
3 litros
2.5 litros
2 litros
élitro
250 ce
2.5 litros
2 litros
2.5 litros
2 litros
Rojo
• 14
13
15
5
0
0
0
0
0
14
16
20
10
25
15
11
29
22
19
19
20
18
38
Naranja
18
14
16
15
20
10
12
12-
24
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
17
18
16
23
Azul
4
6
4
6
4
4
4
4
4
4
4
4
6
ó
4
20
4
4
10
7
8
7
13
Verde
0
0
0
0
10
10
50
5
5
10
8
10
16
14
20
24
30
16
15
19
20
21
42
Amarillo
34
16
67
41
•11jj
39
21
47
57
7
13
39
11
7
21
29
20
34
18
0
0
44
38
Negro
4
4
6
4
6
6
13
6
6
3
4
6
6
6
4
4
4
3
4
4
6
0
0
67
Tropical
Manzana
Crush
Full Cola
RC
2.5 litros
2 litros
2.5 litros
2 htros
2.5 litros
2 litros
2 litros
2 litros
0
ü
16
20
11
29
20
38
10
12
0
0
0
0
19
23
4
4
4
4
20
j
8
13
10
50
8
lo
24
30
20
42
' 39
21
13
39
29
20
0
38
6
13
4
ó
4
3
6
0
BOTELLAS VIDRIO
FuULemon
ro .
Pica1Manzana
Crush
F Cu oI 11 a-
RC
300 ce
1 litro
500 ce
300 ce
200 ce
1 litro
500 ce
300 ce
200 ce
500 ce
300 ce
200 ce
1 litro
500 ce
300 ce
200 ce
300 ce
Rojo13
0
0
0
0
13
12
11
9
6
7
7
15
18
21
11
10
Naranja6
10
12
10
24
0
0
0
0
0
0
0
13
18
25
7
9-
AzulD
4
4
4
4
4
4
4
4
3
4
4
ó
6
ó
D
Ó
Verde0
37
30
4
4
43
35
9
5
ó
7
20
ó
5
4
22
25
Amarillo
19
ó
25
42
36
21
15
49
21
40
41
20
0
0
0
0
26
Negro5
4
5
6
4
4
4
5
4
3
4
4
4
4
:>
5
0
Tabla 2.7 Valores experimentales de los colores patrones de identificación para lacámara lateral CCD.
68
Después de efectuar la comparación con los valores anteriores, se da la orden de
separar la botella si el resultado es mayor a estos valores, pues esto quiere decir que
existe un cuerpo extraño o alguna imperfección en el envase.
Para cada una de las cámaras existirá un contador de las botellas rechazadas igual
que el programa del módulo de envases vacíos.
Para estos contadores se utiliza la señal de expulsión o de rechazo que viene de la
comparación de la imagen con ios patrones. Esta señal será la encargada de
incrementar o no el valor del contador, este valor se mostrará en un indicador y en la
HMI del programa. Para encerar el valor de los contadores se toma la señal del botón
de reset enviado desde la HMI, esta cambiará el estado del lazo de casos y enviará
el valor de cero al indicador.
La comunicación entre el LabVIEW y LooKout utilizado para la HMI se detallará en el
Capítulo dedicado para el programa Lookout.
Si existe alguna falla con algún color de las cámaras se enviará una señal de salida
rechazando a la botella. Esta señal (0-5V) será enviada por la tarjeta PCI- IEEE1394
para que active las electro válvulas de los cilindros. Además, esta señal activará la
animación del movimiento de los cilindros y la salida de la botella en la HMI.
En la Figura 2.33 se puede observar el algoritmo efectuado en LabVIEW para el
proceso de expulsión de los envases.
69
L.JALIDAl
| ¡IEEEl394hNAQInít.viÍ IIMAO Genérate PiiteM
"rJTrue " H"""
llMAQClose.víl
Externa! triaaer 3 ^L
—E*5.Single pulse
0.S^ggB ja
Figura 2.33. Algoritmo para expulsión de los envases defectuosos.
Este algoritmo es el encargado de dar la señal de expulsión cuando se produce una
falla en un envase, este tiene las mismas características ya descritas en el módulo
de envases vacíos.
En este módulo los pulsos serán en alto, enviados vía interfaz IEEE1394 por el tercer
cana! esto se configurará con el programa NI-IMAQ1394 y la tarjeta correspondiente.
Se genera un pulso, esta señal será la que active a las dos electro válvulas las que
se encargarán de activar los cilindros.
Al igual que los contadores, el pulsador de encendido y ia salida será enviada al
programa Lookout para su visualización en la HMI, como se mencionó anteriormente
esta comunicación se lo detallará en el capítulo dedicado al programa Lookout
Para todas las presentaciones y marcas el programa ejecuta ías mismas
instrucciones, el único cambio se lo hace en los valores de los patrones, todos estos
algoritmos se los ha creado como subVIs de un algoritmo principal, para que la
ejecución sea lo más rápida posible. Estas subVIs tendrán su propio icono con sus
respectivas terminales. El algoritmo principal, con los iconos de las subVIs se
muestra en la Figura 2.34.
70
tendido Botellas 20Qcc Tropical |"TF"¡
'rendido Botellas 200cc Manzana]
¡AUDA SOOcc
Jamara Superior Mz|
Zamora Lateral Mz|
Figura 2.34. Ejemplo de subVIs en el algoritmo principal.
En la Figura 2.34 se puede apreciar un ejemplo de los tipos y las marcas de los
envases. Todos los elementos de este algoritmo como las cámaras, el reset y las
salidas se comunicarán con la HMI realizada en el programa Lookout.
En este Capítulo se diseñaron los módulos de inspección de envases vacíos y llenos.
En la inspección de envases vacíos se detectan las fallas tales como: objetos en su
interior, rotas o que tengan alta temperatura y en envases llenos se detectarán la
falta de nivel de líquido, envases rotos y mal corchados, si se producen estas fallas
se deben separar los envases del proceso.
En el siguiente Capítulo se diseñará el control de temperatura del vapor y
dosificación de los químicos en los calderos, además el diseño del sistema de
muestreo tanto del jarabe como del producto terminado después de ser mezclado
con el CO2.
CAPITULO 3
CAPITULO 3
DISEÑO DEL CONTROLADOR DE LOS CALDEROS Y DELSISTEMA DE MUESTREO
3.1. JUSTIFICACIÓN
Este Capítulo describe dos diseños: dei sistema de control de temperatura y
dosificador en el caldero, y del sistema de muestreo de producto para el control de
calidad.
El sistema de control de temperatura estará diseñado para implementarse en los tres
calderos que posee la empresa. Este estará diseñado para obtener las temperaturas
requeridas en los diferentes procesos. Con esto se intentará conseguir que el
consumo de combustible disminuya.
El sistema de dosificación se diseñará de acuerdo la necesidad del mantenimiento de
cada caldero, este será capaz de introducir los químicos necesarios para conseguir
óptimas condiciones de funcionamiento.
El muestreo se lo efectuará en el jarabe y la gaseosa terminada. Este muestreo se lo
realizará en las cantidades y tiempos requeridos para el control de calidad dei
producto.
3.2. CONTROL DE TEMPERATURA DE LOS CALDEROS
Para este control se tomará la temperatura del vapor que sale de los calderos que
son utilizados tanto para la esterilización de las botellas, como también para la
elaboración del jarabe. Nótese que es la temperatura del vapor la variable de
proceso que interesa.
71
El control consistirá en obtener la temperatura adecuada para cada proceso,
disminuyendo o aumentando el paso de combustible hacía el respectivo caldero.
En los calderos se ha realizado un estudio con el cual se ha llegado a las siguientes
conclusiones:
- No existe un control de temperatura.
- La temperatura del vapor que sale del caldero es de 110 a 130 ° C.
- La presión a la que trabaja el caldero es de 60lbf/pie2
- Se tiene un consumo de 200 galones de diesel diario.
El vapor es trasportado por tubería de lana de vidrio.
- La temperatura que necesita la lavadora y la olla de cocción es de 80 y 85 ° C
respectivamente.
- Los calderos poseen un control de combustión.
El sistema debe tener mínimo las siguientes especificaciones:
- El control de temperatura deberá tener un rango de 75° C a 85 ° C en los
calderos utilizados en la lavadora de envases.
El control de temperatura debe tener un rango de 80° C a 90° C en el caldero
utilizado en la cocción del jarabe.
- El control actuará sobre una servo válvula, que estará encargada del paso de
combustible.
72
- Si no está en los rangos permitidos el control tendrá las protecciones
adecuadas para no dañar los calderos.
3.2.1 DISEÑO DEL CONTROL DE TEMPERATURA DE LOS CALDEROS
Para cumplir con los requerimientos antes mencionados, cada caldero tendrá su
propio lazo de control, que tendrá la siguiente función: sensar la temperatura
constantemente a través de un sensor y enviar la señal hacia el sistema de control,
para que este se encargue de cerrar o abrir la válvula de paso de combustible, según
sea necesario, hasta llegar a la temperatura adecuada. La disminución o aumento de
combustible no afectara' a la combustión de los calderos, debido a que estos posen
su propio control de combustión.
Para facilitar la operación y monitoreo se ha realizado una interfaz gráfica de los
calderos con ayuda del programa Lookout La pantalla de inicio se muestra en la
Figura 3.1 a continuación.
[caldera para tanque de cocción)
Figura 3.1. Pantalla de inicio del HMI para las calderas
73
En la pantalla de inicio se muestran las dos opciones para llegar a las tres calderas a
ser monitoreadas (dos calderas para la máquina lavadora y una para el tanque de
cocción de jarabe). Si, por ejemplo, se escoge calderas para lavadora se tendrá la
siguiente pantalla de la Figura 3.2.
NOTA:
SI DESEA MONITOREAR O CONTROLAR LA TEMPERATURA DEL VAPOR PRESIONE SOBRE EL CONTROLADOR
SI DESEA MONITOREAR O CONTROLAR LA DOSIFICACIÓN DE QUÍMICOS PRESIONE SOBRE LA ELECTROVALVULA
"Regresar^
Figura 3.2 Calderas para lavadoras
En la Figura 3.2 se puede apreciar el diseño realizado para las dos calderas del
proceso de lavado. En cada una se tiene su tanque de combustible y su tanque de
químicos para el mantenimiento del caldero. Además, poseen una electro válvula
dosificadora que será controlada por medio de un PLC y el controlador de
temperatura del vapor de salida.
Para poder realizar el control de temperatura de cada caldera se debe presionar
sobre el controiador. Al efectuar esto, se obtiene la siguiente pantalla de la Figura
3.3.
75
OS Temperatura y válvula
TEMPERATURASETPOINT MEDIDA
MODO: Auto
ACCIÓN: Cerrando Válvula
Figura 3.3. Pantalla de monitoreo del controlador modo automático.
Aquí se tiene ia opción de controlar automáticamente o de programar al controlador
de la caldera. En el caso de modo automático se podrá visualizar el set point fijado
en la programación, la temperatura del vapor a la salida de la caldera, tanto
numéricamente como también en la barra de nivel, y la acción que está realizando la
válvula de acuerdo al control.
Para el modo de programación se tiene la posibilidad de variar el set point, además
de las opciones antes mencionadas, con la diferencia de que en la barra de nivel se
indicará la temperatura de set point, como se indica en la siguiente pantalla de la
Figura 3.4.
Temperatura y válvula
TEMPERATURASETPOINT MEDIDA
MODO: Manual
ACCIÓN: Abriendo Válvula
Figura 3.4. Pantalla de monitoreo del controlador modo programación.
76
Para el control de los tres calderos se utilizará un controlador de marca Honeywell
UMC 800 (ver ANEXO B), tiene la capacidad de receptar las señales de los sensores
de temperatura, realizar el debido control PID (programado automáticamente de
acuerdo a la planta) en cada lazo y, según sea el caso, dar una señal a los
actuadores.
Para programar al controlador se utiliza el software Leaderline Control Builder, que
trabaja bajo ambiente Windows y las herramientas para la programación son
gráficas.
Para que este trabajo sirva como referencia, a continuación se explica el empleo de
esta plataforma, por ejemplo, para realizar un lazo de control.
Se empieza por la pantalla de trabajo en la cual se diagrama el control requerido.
Esta se puede apreciar en la Figura 3.5.
MENÚ DEPROGRAMACIÓN
®! Leaderüne Control Builder - [Configl]
PB[ File Edit Víew Configure Communícation Window Help _ '_ fi1 : X
El (ÜD LoopBlocksÉ--Q SPProgramEp-[°n Setpoint SchedulerIJ-CD LogicÉ-Q Fast LogicÉ-Lt3 Counters/TimersÉ--C3 MathÉ-CH CalculatíonsÉ]-dl Alarm/MonítorH"CD Signal SelectorsÉ-C] Auxiliar/É-CD CommunicationsÉ-CD Otherltem5
a
ÁREA DE PROGRAMACIÓN
Ready |Teiephone connection status (Page 1
Figura 3.5. Programa Leaderline Control Builder
Para la entrada analógica se arrastra desde el menú de programación en el lado de
la pantalla hacia el área de programación, en esta se verá un bloque. Presionando
77
dicho bloque se abre una pantalla en la cual se configura el tipo de entrada y la
dirección empleada para la comunicación con e! computador como se muestra en la
Figura 3.6.
fH; LeaderLine Control Quilder - [Confiel ]
Fue ' Edit Vfe'w Configuré' CofprmJníeatíon • WhdoH. htelp'"
B-GD Loop Blocks^SJ- Analog Input
í : •:§]- Analog Outí ; -^Sj- Time Prop Out
i i -® On-Off; ¡--^SJ-CartonPotentlali ;• ^SJ- Loop Switch; ;-^flJ-ModeSwitch: ' -®. Mode Flags; ^ -®. 3 Posíüon Step'. '-. • Jsj- Write Tune Const: •• ^S¡- Auto-Manual Blas
B O 5P ProgramB G3 SetpoihbScherfuler
] LogfcFast Logic
B £3 Counters/TimersEÓ-Q Mathtg-Q CakulationsB C3 Alarm/MonitorE Q Sgnal SelecborsB Q AuxDiaryÉ-Q CommOfAiationsS C3 Obher ítems
Figura 3.6. Entrada analógica
Y la ventana de como escoger las propiedades de la entrada se puede ver en la
Figura 3.7.
Analog Input Propertícs [Xj
-• Block 1
Humber 1
Order [í
- Address — —
Module |1 2j
Channel j ' _2j
Fifter Time (seo) 3
B¡as [Ó
p Bumout Check —
1 Enable
-Input Type and Range 1
PR20-40 32B 40B 104PtlOO -50PtlOO -58PtlOO 0PtlOO 32E2ÍQEHH9PtlOO 32PtlOO 0PtlOO 32
3272 F Uli.1820C ~3303 F150 C302 F100 C f-,.212F ~
^EJQIfl392 F400 C752 F g,
i~~ n ar^e ~* ~— — — —
High |lOÓ
Low [Ó
- Failsafe
C U se Valué —
f* Downscale
í*" Up scale
OK
> |o
Cancel
Figura 3.7. Propiedades de la entrada analógica.
78
Lo mismo se realiza con la función PID, en el bloque de ia Figura 3.8 se puede
apreciar las funciones del PID.
ÉBí LeaderLine Control Buildcr - [Configl][Saj-Fíe^, ÉtÜt. Víew> Configure'' Communicatipn .WjhdcMJ, Help . '- , - . ' - . . . - •
: D|is|B & %|@| |tB l 'l Loop Bfocks; : ®- Analog Input; '.- JS}- Analog Outi ; • -^8}. Time Prop Outi ; -S-PIDi !• -ffl- On-Off• 1 :{§]- Carbón Potenüal' ' -fíl LOOD Switch
l]- Mode Switchí§]- Mode Flags§]- 3 Posiüon Stepífaj- Write Tune Const§}- Auto-Manual Bias
ffi Cu SP ProgramES Clt Setpoint Scheduler
ffi"(D Logic21 O Fast LogicÉ £] Counters/TImers
53-CU MathE- Q CalculationsÉ-CS Alarm/MonitorH-D Signa! Sdectersffl-CD AuxiliaryH CD Communications£& CU Other ítems
A11 1
0000^j FAIL>jSy
i
- |
PID2 2
PIDOD2
•-RSP WSP
•. PFV AL1
— TRV AL2
«-TRC
u- BIAS
•- SWI ATI
•-MDRQI MODE
— BCI BCO
••
—
^
—-i
Figura 3.8. Bloque PID.
En la Figura 3.8 se aprecia e! bloque configurable del PID, la entrada analógica es
introducida por el otro bloque por la parte superior, el Set point o punto de seteo se
introduce en conector RSP. Si la calibración se la va a realizar manualmente los
conectores FFB, TRB y TRS son los que receptaran los valores de la compensación
proporcional, derivada e integral respectivamente. Los conectores BIAS, SW, MDRQ
son los que receptan la información si se va a configurar el PID de forma manual
desde la computadora o automáticamente. El conector WSP muestra el estado de
Set point para monitorear desde la computadora. AL1 y AL2 son los conectores de
alarma del sistema y el conector MODE es donde se muestra en que estado se
encuentra siendo calibrado el PID.
Presionando sobre el bloque se puede acceder a las propiedades configurables del
PID que se pueden ver en la siguiente pantalla de la Figura 3.9.
79
PID Function DlockProperties
Genera! | RSP ] Range / Lírnit ¡ Tun'mg} Accutune j Alarmí 1
Murober 2 TagName PIDOQ2
Order ]2 Descriplor j
r Control- rStait/Resíart~
Algofithm
Directlon Direcl
SP trackíng [Ñone
Initialmode |ManLSP
Powefupmode JManLSP
Power up out Failsafe
Failsafe out O
Acepiar Cancelar I
Figura 3.9. Propiedades del PID.
Con esta ventana de diálogo se puede configurar la entrada a un lazo independiente
(El controlador posee varios lazos de control) y las alarmas si sobrepasa los puntos
máximos de seteo.
El Set point se configura de manera similar mediante un bloque que se puede ver en
la Figura 3.10.
:Ul" LcaderLínc Control Duildcr - [Configl ]
[31 Ffc Edft Vtew Configure Comrnuoication Whdow Hefc
•ü|is|H| *M«I ®!*l
- JtJ Prtxjfamrner
«1- Event decodw
tí' Q Setpoint Sche&fcr
m Q Logic^ O Fast Logic
ffi- O Counters/TrnersE6 C3 MathES O CafculíitkxM
ffi r°~l Aldrm/Monitor
ffi O AuxJiaryEB O Communications
5! CD Other ítems
A11 1
0000
t » r !SPP3 3
3PP003
•-HP8M SP
— HSEO AUX
— "SET STMR
•."JO 6 STWE
•."flSTRT PTME
.-GHüLO OHDLDI
»- *RESET REABY
— "HOLO HDLDI
-^"RUH RUHI
•-"ADV STOP!
i 1 I
PID2 2
PIDO02
•.RSP WSP
— FFV AL1
— TRV AL2
* «-TRC
* _BIAS
* — BWI ATI
* —MDBQl UapE
* —BCI BCO
* 1
*
*
*
*
-
-•"
Figura 3.10. Bloque de Set point.
En este bloque se fija el punto de consigna (Set point). El programa permite
configurar cuando inicia y finaliza el proceso, e! tiempo de duración si se requiere, el
reset del sistema, además se configura para poder cambiar el Set point
remotamente. En este último caso se lo efectuará desde la computadora (PC). La
ventana para introducir el valor del Set point desde el programa se puede apreciar en
la Figura 3.11.
Set Point Programmer Properties • Btock 3
- 8!ock -
TagName |SPP003
Descriptor
Dísplay -
Decimal places JO
SP Units
Aux Deciimal Places
FaüsafeSP 35
Cancel
Figura 3.11. Propiedades del Set point
La salida analógica tiene el siguiente bloque y presionando sobre este se configura
de la siguiente manera como se indica en la Figura 3.12.
¡iOIlLMderliiw Control ButUter [Configl] . . . ,;-í¡aM:X
f^r:.< Zí.- •:••.•. •:'rí,rl..^ .--,:. :lí.^-.^:, V >,!;-.. Hí>
Djcsjaj £!%[IR| s]tB CD Loop éfcds
tAnalog IrfmtAnalogOut
1 ' § - Troe Prop Out
. ' -jf • On-Of f: . ff- Carbón Potentíd
S-LoopSwíitch
; : iSJ-SPosíionStep: ' - ft Wrte Tune Const
EB C3 SP Program
H O Logicffi CD Fo* LogicS O Counters/TirnersátO Hath5}Q CalculattonsEfi Q Alann/MonitorS CD Signal SeleetorsSQ Auxíiary£B O ComKnicattonsá n Other ítems
All 1
DOOO f•« PID2 2
PI0002
•-RSP WSP
SPP3 3
SPPOO3
— HPGM SP
•- HSEC- AUX
— 'SET STUR
*-"JQO STME
— 'RSTRT PTME
•. OHGLD GHOLDI
«-flESET REAOY
•--HDLD HDLDI
o-^fiUH RUHI
o. «ADV STOPI
i I
•-TRV AL2
4, ..BIAS
* o. SW1 ATI
* — MDRQI UODE
« »-BCI BCD
ACM 4
DOOO
| H flnalop. Uulout Proocrtici IvCl
-
: rTtvT"' **Hiírfaet 4 | . RangeHÍ jlüu
Otd« p i Rar>geLo |0 j
ModJe jl 2J rrAalRangeHÍ [20 j
' Charnel [2 -rj ¡ nAatRanaeLo p j', '• i
j OK 1 tañed j
i
Figura 3.12. Bloque y propiedades de la Salida Analógica.
81
En las propiedades de ia salida analógica se configura el tipo de salida, la dirección
para I a comunicación con el computador y el rango de la salida.
El ejemplo del lazo de control de temperatura desarrollado se puede apreciar en la
Figura 3,13.
Figura 3.13. Desarrollo del lazo de control de Temperatura
El controlador es capaz de calibrar automáticamente el PID, de acuerdo a los
requerimientos de la planta, además admite múltiples lazos de control y posee tanto
entradas/salidas analógicas y digitales como ya se pudo ver anteriormente.
82
El diagrama d'e flujo del lazo de control de temperatura se aprecia en la Figura 3.14.
NO
Figura 3.14. Algoritmo del lazo de control de temperatura.
La estructura de las tareas de! algoritmo se describen brevemente a continuación en
lenguaje estructurado.
Lectura de temperatura del sensorToma por primera vez la temperatura enviada por el sensorGrabación temporal de temperatura en un registro
Fin tarea
Mostrar temperaturaRecoger el valor de temperatura del registroMostrar la temperatura en la interfaz gráficaComprobar estado de funcionamiento en la interfaz gráfica: Hacer
Si está modo automáticoEl control continua
Si está cu -modo programacióny oí ver al inicio
Fin tarea
Leer valor de Setpoint desde el computadorLeer setpoint desde el registro del computadorActivar el lazo de controlComparar valor de setpoint con el valor de temperatura del sensor: Hacer
Si es igualContinua a mantener posición sen'oválvula
Si no es igualComparar valor de setpoint con el valor de temperatura del sensor: Hacer
Si es mayorContinua ábñr servo válvula
Si es menorContinua a cerrar servo válvula
Fin tarea
Mantener posición servo válvulaNo enviar señal a la salida del controlado!" que está conectada a la servo válvula
Fin tarea
Abrir servo válvulaEnviar señal a la salida del controlado!" que está conectada a la servo válvulaEsta señal será de mayor valor en pasos de acuerdo a conti'ol PJD
Fin tarea
Cerrar servo válvulaEnviar señal a la salida del controlado!' que está conectada a la servo válvulaEsta señal será de menor- valor en pasos de acuerdo a control PID
Fin tarea
Lectura de temperatura del sensorToma nuevamente la temperatura enviada por el sensorGrabación temporal de temperatura en un registroVuelve a mostrar temperatura
Fin tarea
84
Para sensar la temperatura en cada caldero se utilizará un RTD PT 100 con un rango
de O - 200 °C tipo A (ver ANEXO B) y control se lo realizará sobre la válvula de
marca Honeywell VB30A1120 de 2 pulgadas y de 2 vías con el actuador proporcional
demarca Honeywell ML7294F1012 de 4-20 mA (ver ANEXO B),
La comunicación se la realizará vía protocolo Modbus RS-422 con el sistema
SCADA, que se detallará en el Capítulo dedicado al sistema SCADA.
3.3. DOSIFICACIÓN DE QUÍMICOS EN LOS CALDEROS
En la limpieza de los calderos se tiene dos métodos que son: la limpieza química
alcalina y la limpieza acida.
En la limpieza química alcalina se logra retirar los aceites presentes por
contaminación de! agua de alimentación y se debe considerar factores importantes
como: el tiempo, la temperatura , concentración y circulación. Se la debe realizar
cada cierto tiempo y con la caldera en operación para ayudar a ia circulación de los
químicos utilizados.
En la limpieza acida se logra retirar todos los depósitos que no pueden ser retirados
por la limpieza alcalina. Esta limpieza necesariamente debe ser realizada con la
caldera sin funcionamiento debido a que los ácidos, a más de remover los depósitos,
también corroen los varios tipos de acero utilizados en el sistema.
Para la limpieza química se diseñará un proceso que dosificará automáticamente los
químicos necesarios para el mantenimiento y conservación de los calderos, además
facilitará la limpieza acida de los calderos.
En la actualidad la dosificación se la realiza manualmente y en un tiempo no definido,
lo que provoca daño en las paredes del caldero y dificulta la limpieza acida posterior.
85
En este diseño se dosificará los siguientes químicos en los porcentajes indicados,
cuando el caldero se encuentre a su capacidad máxima de agua:
- Sosa Caustica 43 %
- Fosfato Monoácido de Sodio 43 %
- Nitrato de Sodio 14 %
Además se considerará un tiempo base de dosificación cada quince días.
3.3.1 DISEÑO DE LA DOSIFICACIÓN DE QUÍMICOS EN LOS CALDEROS
Para cumplir con los requerimientos de dosificación se utilizará tres tanques donde
permanecerán los químicos, en el momento de realizar la limpieza se abrirán las
electro válvulas dejando pasar la cantidad exacta de cada químico, los químicos
serán conducidos e introducirlos en el caldero en las dosis señaladas anteriormente.
El control de las electro válvulas y de la bomba serán efectuadas por un PLC marca
MOMENTUM con procesador 171 CCC 980 30 y la Base de entradas/salidas el 170
ADM 390 10 (Ver ANEXO B) y las electro válvulas serán Burkertipo 407 de 1/2" de 2
vías (Ver ANEXO B). El programa del PLC será detallado más adelante
De igual manera que para el sistema anterior se realizó una interfaz gráfica, que
aparecerá al presionar sobre la electro válvula en la pantalla de los calderos antes
indicada.
La pantalla que se despliega se puede apreciar en la Figura 3.15.
Ultimo mantemmento Próximo imintenimento
a o'12:36 •12:36-
E-V-1
E-V-2
E-V-3
Figura 3.15. Pantalla de monitoreo para la dosificación de químicos.
En la Figura 3.15 se puede dar inicio a la dosificación con el botón ENCENDIDO, en
ese momento se indica en la pantalla del último mantenimiento la fecha y la hora de
inicio. Además se encienden las luces indicadoras de apertura de las electro
válvulas.
Cuando las dosis adecuadas de químicos sean inyectadas al caldero se irán
apagando las luces que indica el cierre de cada electro válvula y se mostrará en la
pantalla del próximo mantenimiento la fecha y hora de la próxima dosificación cuando
todas las electro válvulas se hayan apagado.
3.3.1.1 Diseño físico de la dosificación de químicos en los calderos
Para este proceso se requiere de tres tanques donde se acumularán los químicos y
serán distribuidos para los tres calderos, esto se muestra.en la Figura 3.16.
Tanque 2Fosfato
monoácidode Sodio \e 3
Nitrato de Sodio
1.00 ra
Tanque 1Sosa Caustica
Hectroválvula
Caldero 1Lavadora
Caldero 2Layadora
Caldero 3Cocción
Figura 3.16. Diseño físico de la dosificación de los calderos.
En la Figura 3.16 se puede apreciar todas las electro válvulas necesarias para
realizar el control. El control será realizado por un PLC de acuerdo al tiempo
requerido en la dosificación de cada caldero.
El PLC puede ser activado mediante un tablero de control o por medio de la ¡nterfaz
gráfica.
x"DOSIFICACIÓN
CALDEROS1@2©3@
Las conexiones hacia el PLC están especificadas en el ANEXO B y la fuente utilizada
será de marca Mean Well 240 W, 24 VDC, 10 A serie S-240-24 (ver ANEXO B).
3.3.1.2 Diseño del programa para la dosificación de químicos en los calderos
El programa que^se cargará en el PLC será el encargado de dosificar los químicos,
esto lo realiza mediante la activación de electro válvulas por tiempos definidos para
cada químico y caldero. Además, será el encargado de controlar el tiempo entre cada
dosificación. El diagrama de flujo para la dosificación de un caldero se lo muestra en
la Figura 3.17.
ENVIAR SEÑAL DE FINALDE PROCESO A LA
COMPUTADORA
Figura 3.17. Algoritmo de dosificación de un caldero
89
La estructura de las tareas del algoritmo se describe brevemente a continuación en
lenguaje estructurado.
Í4 — 15 díasTiempo en el que se debe realizar el primer mantenimientoComprobación del tiempo para la dosificación (15 días): Hacer
Si es igualComprobar estado de Encendido: Hacer
Si • es verdaderoContinua apertura de electro válvulas
Si es falsoVolver a comprobar estado de Encendido
Si no es igualVolver a comprobar tiempo de dosificación
Fin tarea
Apertura de electro válvulasAbre las tres eleclo válvulas de los tanques de almacén de los químicosComprobar tiempo de apertura de la electro válvula 1 (Ejm: 17 seg): Hacer
Si es igualContinuar con cerrar electro válvula J
Si no es igualVolver a comprobar tiempo de apertura
Comprobar tiempo de apertura de la electro válvula 2 (Ejm: 50 seg): HacerSi es igual
Continuar con cerrar electro válvula 2Si no es igual
Volver a comprobar tiempo de aperturaComprobar ¡lempo de apertura de la electro válvula 3 (Ejm: 50 seg): Hacer
Si es igualContinuar con cerrar electro válvula 3
Si no es igualVolver a comprobar tiempo de apertura
Fin tarea
Cierre electro válvula 1Cerrar electro válvula I .
Fin tarea
Cierre electro válvula 2Cerrar electro válvula 2
Fin tareaCierra electro válvula 3
Cerrar electro válvula 3Fin (área
Enviar señal de final de procesoEnviar señal a la computadoraVolver a comprobar tiempo de dosificación de 15 días
Fin tarea
90
El programa del PLC se ha desarrollado en diagramación ladder, para que pueda
ser utilizado en cualquier marca de PLC. La comunicación será vía Ethernet y TCP/IP
que se detallará en el capítulo dedicado al control supervisor SCADA. El programa se
indica en la Figura 3.18.
.Auxiliar!
t
Figura 3.18. Programa del PLC de Dosificación de un caldero
El programa da su inicio con el pulsador de encendido, el cual activará un contacto
auxiliar y a su vez tres temporizadofes que serán los encargados de la apertura y
91
cierre de las electro válvulas. Cada temporizador tendrá un tiempo adecuado según
la dosis de cada químico.
Al momento del encendido las electro válvulas se abrirán y permanecerán abiertas
hasta que los temporizadores acaben de contar el tiempo requerido de la dosis.
El contacto auxiliar activa además a dos temporizadores: uno con retardo a la
excitación y otro retardo a la desexcitación. El uno contará el tiempo requerido de 15
días para la siguiente dosificación, que es el tiempo en que la casa fabricante del
caldero recomienda para el mantenimiento del caldero y del análisis del tratamiento
del agua utilizada y el otro temporizador después de los quince días contará un
tiempo de 1 segundo para habilitar nuevamente el encendido del proceso de
dosificación, este tiempo es auxiliar para volver a activar el encendido.
El programa anterior es un ejemplo para un caldero, el programa general para
controlar los tres calderos tendría igual esquema, solo variaría los tiempos de
acuerdo a la dosificación de cada caldero.
Para determinar el tiempo requerido de apertura de las electro válvulas se efectuó de
la siguiente manera;
CALDERO 1 para la máquina lavadora de 100 Hp y 500 litros de capacidad
Datos:
- Tanque de forma cilindrica para químicos 50 cm de diámetro y 1 m de altura
- Tubería de salida :. yz pulgada de diámetro
- Altura de la ubicación de ía salida: 1,30 m desde el nivel del piso
- Fuerza de Gravedad de la Tierra: 9.81 m/s2
- Sosa Caustica diluido 23 litros
- Fosfato monoácido de sodio diluido 23 litros
- Nitrato de sodio diluido 8 litros
92
La velocidad que sale un líquido por un orificio en un tanque está dado por la
siguiente fórmula de Torricelli:
v = j2*g*h Ec.(3.T)
Donde,
h - Altura de la tubería desde el nivel superior del líquido, en este caso h = 70 cm,
g = Fuerza de Gravedad de la Tierra.
Entonces se tiene la velocidad:
vW2*9.8*0.70
777= 3.70
seg
Con la velocidad del fluido se puede calcular el caudal Q, de la siguiente manera:
Donde,
A - Área de la tubería que se utilizará.
v = Velocidad de salida del fluido.
J2.54*-* A4 ; seg 10000 cm¿
77Í3
= 0.468
seg
I
seg
Con este caudal se puede calcular el tiempo requerido para abrir la electro válvula de
cada químico de la siguiente manera:
93
V= volumen de cada químico
t23 I
¿2 =
0.468 llseg
8 I
0.468 llseg
• = 50
= 17.39 seg
CALDERO 2 para la máquina lavadora de 20 Hp y 100 litros de capacidad
Datos;
- Tanque de forma cilindrica para químicos
-Tubería de salida :
- Altura de la ubicación de la salida;
- Fuerza de Gravedad de la Tierra:
- Sosa Caustica diluido
- Fosfato monoácido de sodio diluido
- Nitrato de sodio diluido
50 cm de diámetro y 1 m de altura
1/2 pulgada de diámetro
1,30 m desde el nivel del piso
9.81 m/s2
4.60 litros
4.60 litros
1.60 litros
Utilizando la Ec.(3.1), se tiene que la velocidad es igual a:
seg
Reemplazando la velocidad del fluido en la Ec.(3.3) se calcula el caudal Q y es igual
a:
Q = 0.468seg
Reemplazando el caudal en la Ec.(3.4) se calcula el tiempo requerido para abrir la
electro válvula de cada químico de la siguiente manera;
V= volumen de cada químico
94
t
4.60 /
t, =
0.468 llseg1.6 /
0.468 llseg
- 20 seg
= 3.47
CALDERO 3 para el tanque de cocción de 30 Hp y 200 litros de capacidad
Datos:
- Tanque de forma cilindrica para químicos
-Tubería de salida :
- Altura de la ubicación de la salida;
- Fuerza de Gravedad de la Tierra:
- Sosa Caustica diluido
- Fosfato monoácido de sodio diluido
- Nitrato de sodio diluido
50 cm de diámetro y 1 m de altura
1/2 pulgada de diámetro
1,30 m desde el nivel del piso
9.81 m/s2
11.5 litros
11.5 litros
4 litros
Utilizando la Ec.(3.1), se tiene que la velocidad es igual a:
mv = 3.70 —
seg
Reemplazando la velocidad del fluido en la Ec.(3.3) se calcula el caudal Q y es igual
a:
(9 = 0.468 —
Reemplazando e! caudal y el volumen de cada químico en la Ec.(3.4) se calcula el
tiempo requerido para abrir la electro válvula de cada químico de la siguiente
manera:
95
V '—t
11.50 /'0.468 llseg
4 /
= 2o
í 2 = - - = 8.690.468
3.4. SISTEMA DE MUESTREO
En este sistema se tomará las muestras para realizar un estricto control de calidad,
estas muestras se tomarán: del jarabe en los tanques de reposo y del producto
terminado (gaseosa) en la línea de producción.
Las muestras del jarabe se tomarán en dos instantes:
En el momento en que el jarabe elaborado llega a los tanques de reposo; esta
muestra será de 500 mi, que es el volumen requerido para analizar la turbidez,
el carbón y el sabor del jarabe.
Después del reposo, antes de pasar a la elaboración de la gaseosa; esta
muestra será de 100 mi, es el volumen requerido para realizar el mismo
análisis de la anterior muestra.
Estas muestras se tomarán por cada lote; es decir, a toda la capacidad de los
tanques de reposo que es de 100 galones.
Las muestras del producto terminado se tomarán de acuerdo a la norma INEN 1077
(ver ANEXO B), teniendo así:
13 muestras de gaseosa de los envases de 200 ce ó 250 ce, para un lote de
1600 botellas.
96
- 13 muestras de gaseosa de los envases de 300 ce ó 500 ce, para un lote de
"800 botellas.
- 5 muestra de gaseosa de los envases de 1 litro en adelante, para un lote de
140 botellas.
En la actualidad las muestras del producto terminado se toman de la siguiente
manera;
- 3 muestras de gaseosa cada treinta minutos, para los envases de 200 ce y
250 ce.
- 2 muestras de gaseosa cada treinta minutos, para los envases de 300 ce y
500 ce.
1 muestra de gaseosa cada treinta minutos, para los envases de 1 litro en
adelante.
Estas muestras se toman por cada sabor. El tiempo de producción para cada sabor
es de aproximadamente de dos horas.
3.4.1 D [SEÑO DEL SISTEMA DE MUESTREO
Para este sistema se ha elaborado una interfaz gráfica que empieza presentando dos
opciones: muestras de jarabe y muestras de gaseosa, como se presenta en la
Figura 3.19.
97
Figura 3.19. Pantalla de inicio del sistema de muestreo
3.4.1.1 Muestra de Jarabe
Al escoger esta opción se tiene una pantalla donde se muestran 8 tanques de
reposo, unidos a una bomba succionadora, que será la encargada de transportar el
jarabe hacia la mezcladora con el CO2 donde se elaborará la gaseosa.
Este jarabe debe reposar en los tanques como mínimo un período de ocho horas,
que es el tiempo mínimo requerido para ia concentración y reacción de los químicos
utilizados.
Los tanques se podrán monitorear desde la siguiente pantalla, independientemente
como se muestra en la Figura 3.20.
MONITOREO DE TANQUES DE REPOSO
\
i ir v^r
J ¿7 i. y — -i
i IT vi — r
\
ir vc^
i i
. t
NOTA:
SI DESEA CONTROLAR LAS MUESTRAS DE JARABE PRESIONE SOBRE LOS TANQUES
Figura 3.20. Pantalla de monitoreo de tanques de reposo.
Para cada tanque se tomará las muestras requeridas para el control de calidad. El
monitoreo de toma de muestras se representa por medio de la pantalla de la Figura
3.21.
ENCENDIDO
CAP. MAX. 100 GALONESDi PRESIONE EL BOTÓN DE
ENCENDIDO
' í í \ ' \' í \"'™i!i" ,- :- ,' s i\ \a 3.21. Pantalla de monitoreo de un tanque de reposo.
99
En esta pantalla se puede apreciar el tanque de reposo, del cual se tomará la
muestra en el recipiente indicado, además se tiene el botón de encendido, que
iniciará el proceso. La primera muestra será de 500 mi y se la tomará cuando haya
sido elaborado el jarabe. Esto será detectado por un sensor de nivel marca BABB1TT
modelo LS2000-E-24VDC (Ver ANEXO B), que dará la señal a un PLC de marca
MOMENTUM con procesador 171 CCC 980 30 y la Base de entradas/salidas el 170
ADM 370 10 (Ver ANEXO B), el cual abrirá por un periodo de tiempo a una electro
válvula marca BURKER tipo 407 de 2/2 vías de 1/2" (Ver ANEXO B). El programa del
PLC será detallado más adelante. La toma de la primera muestra de 500 mi se
muestra en ¡a Figura 3.22.
Figura 3.22. Toma de muestra 500 mi:
100
La segunda muestra se la tomará luego de! periodo de reposo. El período de reposo
se podrá visualizar en la parte superior de la pantalla. Terminado esto, el jarabe
estará listo para ser procesado y formar la gaseosa. Al momento que el tanque sea
desocupado el sensor de nivel dará la señal al PLC, el cual, controlado por el
programa, enviará una señal a la electro válvula para que se abra y tome la muestra
de 100 mi, esto se lo puede apreciaren la Figura 5.23.
Figura 3.23. Toma de muestra de 100ml.
Para la toma de muestras se utiliza un solo recipiente, por lo cual existe una alarma
de voz que advierte que está lista la muestra tanto de 500 mi como de 100 mi. Estas
muestras deberán ser tomadas por el operador y enviadas al control de calidad para
su análisis.
101
Para todos los tanques la toma de muestras es igual y puede actuar
independientemente. Las válvulas de entrada y salida de los tanques son operadas
manualmente, ya que se tiene que realizar el mantenimiento y limpieza del equipo en
cada lote de producción.
3.4.1.1.1 Diseño físico del sistema de maestreo para el jarabe
En cada tanque se diseñó una estructura para la toma de muestras, colocando la
tubería a una distancia adecuada para lograr menores presiones y aumento de
cauda! en la tubería de salida del jarabe. El módulo quedará como se muestra en la
Figura 3.24
40 cm r
1 m
Figura 3.24. Módulo físico del muestreo de jarabe en un tanque.
102
El sensor de nivel emitirá una señal hacia el PLC que es el encargado en realizar el
proceso de muestreo, y dará una orden para abrir o cerrar a la electro válvula.
El tablero de control donde se encontrará el PLC y los pulsadores de encendido para
cada tanque se muestra en la Figura 3.25.
T E 12 T 8
180 cm
-80cm-
Figura 3.25. Tablero de control del muestreo de jarabe.
Las conexiones hacia el PLC están especificadas en el ANEXO B y la fuente utilizada
será de marca Mean Well 240 W, 24 VDC, 10 A serie S-240-24 (ver ANEXO B).
3.4.1.1.2 Diseño del programa para el sistema de muestreo para el jarabe
El programa que será descargado al PLC realizará el control sobre una electro
válvula para obtener dos muestras de jarabe: una de 500 mí cuando se haya
elaborado e! jarabe y se llene el tanque de reposo y ia otra de 100 mi cuando haya
pasado el tiempo de reposo y empiece a desalojar el producto.
Una explicación dei programa de control de un tanque en diagrama de flujo se
muestra en la Figura 3.26.
103
Figura 3.26. Algoritmo del muestreo de jarabe en un tanque.
La estructura de las tareas del algoritmo se describen brevemente a continuación en
lenguaje estructurado.
104
EncendidoComprobar estado de Encendido: Hacer
Si es verdaderoComprobar estado de sensor de nivel: Hacer
Si es verdaderoContinua apertura de electro válvula
Si es falsoVolver a comprobar estado de sensor de nivel
Si es falsoVolver a comprobar estado de encendido
Fin tarea
Abrir electro válvulaAbre la electo válvula del tanque de reposoEnviar señal del sensor a la computadoraComprobar tiempo de apertura de la electro válvula (3 seg): Hacer
Si es igualContinuar con cerrar electro válvula
Si no es igualVolver a comprobar tiempo de apertura
Fin de tarea
Cierre electro válvulaCerrar electro válvulaComprobar tiempo de reposo(8 horas): Hacer
Si es igualComprobar estado de sensor de nivel: Hacer
Si es verdaderoVolver a comprobar estado de sensor de nivel
Si es falsoContinua apertura de electro válvula
Si no es igualVolver a comprobar tiempo.de reposo
Fin tarea
Abrir electro válvulaAbre la electo válvula del tanque de reposoEnviar señal del sensor a la computadoraComprobar tiempo de apertura de la electro válvula (1 seg): Hacer
Si es igualContinuar con cerrar electro válvula.
Si no es igualVolver a comprobar tiempo de apertura
Fin tarea
Cierre electro válvulaCerrar electro válvula
Fin tarea
105
El programa del PLC se ha desarrollado en diagramación ladder, para que pueda ser
utilizado en cualquier marca de PLC. La comunicación será vía Ethernet y TCP/IP
que se detallará en el Capítulo dedicado al control supervisor SCADA.
El programa diseñado para el muestreo de jarabe en un tanque se muestra en la
Figura 3.27.
Encendido! . Sensor
FE
-
•W3sE>
Encendido 1 auxsensor Timef2
I l/li K!
FB
TimerS auxsensor auxsensor
I I 'I I '/ / ^ ^
•Í?MS[>
.
FB
auxsensor Encendido"! TÍmer4
[ I 'I/
' - -W3s>
.
aux T¡mef5
FB
auxsensor
•i#1s[>
.
I 2 5
TON
IN QPT ET
I 2 7
TON
IN QPT ET
I 2 6
TON
PT ET
auxO\^
i 2 eTOF
PT ET
auxsensor
Timei2
f~}_ ^
Muestra
Timer4f~*\ ^
T¡mer3f — "\ ^
TimerSs~-\ ^
Figura 3,27. Programa en ladder del muestreo de jarabe para un tanque.
106
El Encendido proviene de un interruptor externo o del programa de interfaz gráfica
(Lookout), que es el que dará inicio al proceso de muestreo, este programa queda en
espera hasta que e! nivel de jarabe llene el tanque y el sensor de nive! emita la señal.
Una vez cumplido este paso, se abre la válvula por un tiempo de 3 segundos que es
el tiempo empleado para recolectar los 500 mi de jarabe, este tiempo se obtuvo de la
siguiente manera:
Datos:
Tubería de salida del jarabe: 1/2 pulgada de diámetro
Altura de la ubicación de la salida del jarabe: 1,90 m desde la base.
Altura del tanque: 2 m
Fuerza de Gravedad de la Tierra: 9.81 m/s2
La velocidad que sale un líquido por un orificio en un tanque está dado por la fórmula
de Torricelli dada en la Ec.(3.1).
Teniendo una altura h = 10 cm, se obtiene:
v = A/2*9.81*0.10
seg
Con la velocidad del fluido se puede calcular el caudal Q, como se muestra en la
Ec.(3.2).
2.54 cm}2 m #lm?
4 J seg 10000 cm'
• = 1.773*10"4 —seg
= 177.3 —¿•e,e
107
Con el caudal se calcula el tiempo requerido para abrir la electro válvula utilizando la
Ec.(3.4), para la muestra de 500 mi de la siguiente manera:
V= volumen'de 500 mi
500 mi
177.3 mi I segt, = =2.82 se?
1 i t~ii-i n 7 / O
Para la muestra de 500 mi se estableció un tiempo de 3 segundos, asumiendo un
movimiento uniforme y considerando las pérdidas por fricción en las tuberías.
Con la activación del sensor también se cuenta el tiempo de reposo que, en este
caso, es de 8 horas. Ai término de este tiempo está listo el jarabe para enviarse al
proceso de elaboración de la gaseosa. La muestra de 100 mi y se lo conseguirá
cuando el sensor deje de emitir la señal, es decir que el jarabe empiece a desocupar
el tanque.
El tiempo de la segunda muestra es de 1 segundo y se calcula de la siguiente
manera:
Datos:
Tubería de salida del jarabe: 1/¿. pulgada de diámetro
Altura de la ubicación de la salida del jarabe: 1,90 m desde la base.
Altura del tanque; 2 m
Fuerza de Gravedad de la Tierra: • 9.81 m/s2
Se tiene la velocidad dada por la Ec (3.1).
v = V2*9.Sl*0.05777
v = 0.989—seg
108
El cálculo del caudal utilizando la Ec.(3.2) es:
2 . 22.54 cm] .,.nnon m 1 m*0.989
seg 10000 cm2
•=1.2528 ncr* —
= 125.28
seg
miseg
Reemplazando el caudal en la Ec.(3.4) se calcula el tiempo requerido para abrir la
electro válvula para la muestra de 100 mi de la siguiente manera:
V= volumen de 100 mi
, 100 mi . _QfiL- =0.798 seg
1 125.28 mi I seg
Para la muestra de 100 mi se estableció el tiempo de 1 segundq asumiendo un
movimiento uniforme y considerando las pérdidas por fricción en las tuberías.
Este programa tiene previsiones para posibles fallas del sensor y del manejo del
tanque, de esta manera siempre se empezará con la muestra de 500 mi y no se
podrá tomar la muestra de 100 mi si no se ha cumplido el tiempo de reposo.
El programa antes descrito es igual para los ocho tanques que posee la planta; es
decir, el programa general que se cargará en el PLC tendrá 8 programas idénticos
pero con distintos botones de inicio, diferentes sensores y actuadores.
109
3.4.1.2 Muestra de Gaseosas
Al escoger esta opción se tiene una pantalla, donde se escoge el tamaño del envase
que se desea revisar. Esto se puede ver en la pantalla de ia Figura 3.28.
Envases 200 y 250 ce Envases 300 y 500 ccj Envases 1 litro en adelante
Figura 3.28. Pantalla de menú para muestreo de gaseosas.
Para cada tamaño se debe tener un número determinado de muestras, sean estas
de plástico o vidrio, como se indica en el cuadro de muestras de la Tabla 3.1.
TAMAÑO
200 ce y .250 ce
300 ce y 500 ce
1 litro en adelante
N° DE MUESTRAS
13
13
5
LOTE
1600 envases
800 envases
140 envases
Tabla 3.1. Cuadro de muestras según la norma INEN 1077-
Al escoger el tamaño del envase se tiene la siguiente pantalla de la Figura 3.29.
110
ENCENDIDO
OULTIMA TOMA DE MUESTRA
Figura 3.29. Pantalla de monitoreo de muestra de gaseosa de 200 ce y 250 ce.
En esta pantalla se tiene el botón de encendido, la fecha y la hora de la ultima vez
que se cogió una muestra. Al encenderse el módulo el PLC de marca MOMENTUM
con procesador 171 CCC 980 30 y la Base de entradas/salidas el 170 ADM 540 80
(Ver ANEXO B), durante un tiempo proporcional según el número de muestras
enviará las señales de expulsión a los cilindros neumáticos con una electro válvula
marca Micro serie MD 8-NG (Ver ANEXO B). Los requerimientos para estos cilindros
son similares a los calculados en el Capítulo 2. Además se registrará la fecha y la
hora de la última muestra en un indicador en la parte superior derecha.
Para la detección de ios envases se tendrá un sensor de presencia de marca
BANNER ULTRA-BEAM, código SUA925QD (Ver ANEXO A). Puede detectar objetos
en un rango de 0.5 A 6 m, este sensor posee un relé de salida que se conectará al
PLC.
111
3.4.1.2.1 Diseño del módulo físico del proceso de muestreo de gaseosas o productoterminado.
Este módulo se diseño con dos cilindros uno de empuje y otro que abra la compuerta
de la bandeja de recolección, además del tablero donde se encuentra el PLC y las
conexiones. Esto se puede apreciar en la Figura 3.30.
Figura 3.30. Módulo físico de la toma de muestra de gaseosas.
Los cilindros y las electro válvulas tendrán las mismas características que las
utilizadas en el Capítulo 2; es decir, el dimensionamiento y la alimentación es la
misma con los compresores que posee la empresa.
Las medidas de cada uno de los elementos de este módulo se lo puede ver en la
siguiente Figura 3.31.
112
Figura 3.31. Dimensiones del módulo físico del muestreo de gaseosas.
Las conexiones del PLC están especificadas en ei ANEXO B y la fuente utilizada
será de marca Mean Well 200 W, 24 VDC, 4 A serie QP-200-3D (ver ANEXO B).
3.4.L2.2 Diseño del programa para el proceso de muestreo de gaseosas o productoterminado.
El programa que será descargado al PLC será el encargado de separar los envases
de producto terminado para el control de calidad según la norma INEN 1077
detallada anteriormente.
El diagrama de flujo para la toma de muestras de gaseosas de 200 ce y 250 ce, se lo
indica en la Figura 3.32. También es el mismo para las muestras de gaseosa de 300
ce y 500 ce, mientras que para las de 1 litro en adelante varía el número de muestras
y el tiempo de adquisición de las mismas.
114
Declaración de variablesSe encera a los contadores
Fin de tarea
EncendidoComprobar estado de Encendido: Hacer
Si es verdaderoComprobar estado del contador (a = 13): Hacer
Si es verdaderoEncerar el contador
Si es falsoComprobar estado de contador (b = 1): Hacer
Si es verdaderoEncerar el contador
Si es falsoContar tiempo
Si es falsoVolver a comprobar estado de encendido
Fin tarea
Contar tiempoComprobar tiempo de toma de la siguiente muestra (2.Q5 minutos): Hacer
Si es igualComprobar estado del sensor de presencia
Sí es verdaderoAumentar el contador
Si es.falsoVolver a comprobar estado del sensor de presencia
Si no es igualVolver a comprobar tiempo déla siguiente muestra
Fin tarea
Alimentar contadorIncrementa uno al contador b
Fin tarea
Activación de cilindrosManda una señal de salida del PLC que se encuentra excitando a los cilindrosEnviar señal de activación de los cilindros a la computadora
Fin tarea
Aumentar contadorIncrementa uno al contador a
Fin tarea
Encerar contadorPoner en cero los contadores
Fin tarea
El programa del PLC se lo ha desarrollado en diagramación ladder, para que pueda
ser utilizado en cualquier marca de PLC. Y se lo muestra en la Figura 3.33
116
El esquema del programa es igual para todos los tamaños, solo cambia en el número
de muestras a tomar (Ver cuadro de muestras). El programa general tendrá tres
esquemas similares, pero los botones de encendido y contadores diferentes.
Los tiempos para los envases se ha tomado de acuerdo al tiempo que se demora ia
producción de un lote (tanque de reposo). Para los envases de 200 ce y 250 ce, se
toma 13 muestras y el tiempo de recolección para cada muestra será de 2,05
minutos. En los envases de 300 ce y 500 ce, se toma 13 muestras en un tiempo 1.02
minutos cada una y en los envases de un litro en adelante se toma 5 muestras, cada
una de estas en un tiempo de 56 segundos.
En este Capítulo se ha diseñado el control de temperatura de vapor y la dosificación
de los calderos. Además todo el sistema de muestreo tanto del jarabe, como de la
gaseosa, cuando ya ha sido mezclado con el CO2, y es considerada como producto
terminado.
En el siguiente Capítulo se diseñará los sistemas finales de la planta que son: el
sistema automático de etiquetación de los envases desechables con etiquetas tipo
collarín o sleeves y el sistema de detección de jabas llenas.
CAPITULO 4
DISEÑO DEL SISTEMA AUTOMÁTICO DEETIQUETACIÓN Y DETECCIÓN DE LLENADO DE LAS
JABAS
4.1 JUSTIFICACIÓN
Este capítulo describe dos sistemas; el sistema de etiquetación de los envases
desechables y el sistema de detección dejabas completas.
El sistema de etiquetación se diseña para los envases desechables que utilizan
las etiquetas tipo collarín y para que las etiquetas sean colocadas
automáticamente en cada envase. Con esto se conseguirá mayor velocidad en la
salida del producto terminado.
El sistema de detección de jabas completas debe ser capaz de reconocer si existe
faltante de envases en cada jaba, debido a ruptura de envases o falla de la
encajonadora. Además debe detener el proceso y emitir una alarma en caso de
falla.
v4.2 SISTEMAS FINALES
Para el monitoreo de la etiquetación tipo collarín y la detección de jabas llenas, se
pensó en una interfaz gráfica desarrollada con la ayuda del programa Lookout. La
pantalla de inicio que se desarrolló se muestra en la Figura 4.1.
í"". "•--""" '.. \:L
Diseñado por7;
FRANCISCO XÁVÍER RAMO& LÓPEZ
ÓSCAR ROBER^;fiÍRR£RA GONZÁLEZ• •'- • '-.•"-• ' ,V-f"^-*J^>-^.
Figura 4.1. Pantalla de inicio a los sistemas de etiquetación y encajonamiento.
4.2.1 SISTEMA DE ETIQUETACIÓN
En este sistema se colocan las etiquetas tipo collarín o sleeves en los envases
desechables de manera automática y también se tendrá un indicador de cuántos
envases han sido etiquetados.
Como se mencionó anteriormente en la actualidad la etiquetación se la realiza de
manera manual con ayuda de agua y presión sobre los envases. Además, las
etiquetas son de forma tubular y vienen en rollos, razón por la cual los operadores
para colocar las etiquetas, primero deben cortar de una en una cada etiqueta. Con
este tipo de etiquetación se retarda la producción y la venta del producto final.
De lo expuesto anteriormente, y de la experiencia recabada de los operadores, el
sistema debe tener mínimo las siguientes especificaciones:
- La velocidad de etiquetado debe ser de 30 envases por minuto.
Las etiquetas deben ser cortadas automáticamente.
120
H* DE ENVASESETIQUETADOS
ENCENDIDO
Figura 4.3. Pantalla de monitoreo del sistema de etiquetación para envases de 2.5
o 2 litros.
En la Figura 4,3 se tiene el botón de encendido que será el que active la
etiquetación del envase correspondiente y el indicador del número de envases
etiquetados.
El módulo de etiquetación está conformado por cuatro etiquetadoras, distribuidas
para los diferentes tamaños de envases desechables. Los envases a ser
etiquetados son 3 litros, 2.5 o 2 litros, 500 ce y 250 ce.
El control de las etiquetadoras estará manejado por un PLC de marca
MOMENTUM (Ver ANEXO C). Para iniciar el proceso se debe escoger el tipo de
envase a ser etiquetado mediante pulsadores o por medio de la interfaz gráfica
HMI. Esta acción se la realiza para determinar cual etiquetadora está en
funcionamiento.
Este sistema tendrá el mismo funcionamiento en las cuatro etiquetadoras con la
variación de los tamaños de la piezas mecánicas y distancias de las etiquetas. En
el caso de los envases de 500 ce y 250 ce la ubicación del módulo a utilizarse
121
será de acuerdo al tamaño de dichos envases. Esta ubicación se la realiza por
medio de cilindros neumáticos,
La etiquetadora que se encuentre activada estará en espera hasta que sea
detectado un envase por medio de un sensor de presencia de marca BANNER
ULTRA-BEAM, código SUA925QD (Ver ANEXO A). En el estado de espera el
dispensador de etiquetas tendrá lista una etiqueta para cuando llegue un envase.
Para esto el dispensador de etiquetas se activará por un tiempo dependiendo del
tamaño de la etiqueta. El dispensador utilizará un motor que igualmente,
dependiendo de la etiqueta, actuará por un tiempo. El tiempo de funcionamiento
del motor dependerá de un sensor magnético, de marca KEEPSAFER (Ver
ANEXO C),ubicado en el rodillo acoplado al eje del motor. El diseño de los
motores utilizados se detallará posteriormente en el diseño físico.
La etiqueta, al llegar del dispensador, se abrirá con un mandril de acuerdo al
tamaño de la etiqueta, luego se activará la etapa de corte por medio de unas
cuchillas adaptadas a dos cilindros que actuarán cuando la etiqueta se encuentre
abierta y su tamaño sea el adecuado. Las especificaciones de diseño de los
cilindros de corte se detallará posteriormente. Con la señal del sensor el envase
será sujetado por medio de un cilindro que tiene adaptado una pieza mecánica.
Además, se activará a otros cilindros de sujeción del mandril para que permitan el
paso de la etiqueta hacia el envase. El diseño de los cilindros antes mencionados
se detallará posteriormente en el diseño físico.
La etiqueta que cae al envase será sostenida por dos cilindros que tendrán
adaptadas dos piezas mecánicas que ayudarán a colocar la etiqueta. Estos
cilindros bajarán para colocar la etiqueta por medio de otros dos cilindros. Los
cilindros que ayudan a bajar la etiqueta cambiarán en los envases de 500 ce y
250 ce. De la mis.ma manera, el diseño de los cilindros utilizados se detallará
posteriormente en el diseño físico.
122
En el instante que la etiqueta sea colocada en su lugar, los cilindros de sujeción y
de la etiqueta regresarán a su posición inicial para iniciar nuevamente el proceso
de etiquetación.
Las etiquetadoras no pueden actuar todas al mismo tiempo, ya que se dañaría los
envases y las etiquetas.
4.2.1.1.1 Diseño físico del sistema de etiquetación
Para este proceso se requiere de cuatro etiquetadoras requeridas para cada
tamaño de envase, esto se muestra en la Figura 4.4.
Figura 4.4. Módulo del proceso de etiquetación.
Para el diseño de los motores de los dispensadores de etiquetas se contempló
que para cada tamaño de envase se incluya un rodillo de acuerdo a la longitud de
la etiqueta en el eje del motor.
El motor será el encargado de jalar las etiquetas o sleeves desde el rollo. Este
rollo pesa aproximadamente 20 Kg y según el diagrama de cuerpo libre del rollo
se necesita una fuerza mínima (F) para su movimiento como se muestra en la
Ecuación 4.1.
ff = 777 * f Plr (d- 1 ^-t / / ( • X -í-/ O. I T^. X J
F = 2Q*9.8^=196//
El tonque mínimo que se requiere del motor para mover el rollo de etiquetas es
diferente para cada tamaño de etiqueta por el diámetro de los rodillos. El tonque
(T), según el momento de rotación sobne una partícula, se calcula con la Ecuación
4.2. Pana las etiquetas de 3 litnos que tienen un nodulo de 2.7 cm de radio (r) se
tendría:
r=F*r7 = 196*0.0270
El mismo tonque que se necesita para el motor de las etiquetas de 3 litros, es pana
el motón de las etiquetas de 2.5 o 2 litnos, esto se debe a que las etiquetas tienen
la misma longitud.
Para las etiquetas de SOOcc y 250cc el tonque mínimo que el motón necesita se
muestna en la Tabla 4.1.
ENVASES
500 ce
250 ce
RADIO
0.79 cm
0.47 cm
JORQUE
1.55 N-m
0.93 N-m
Tabla 4.1. Dimensiones pana motones del dispensador de etiquetas.
La velocidad que se requiere de los motores se calculó para que entregue una
etiqueta cada 500 ms para los envases de 500 ce y 250 ce, es decir que se
tendría una velocidad de 120 rpm. Para los envases de 3, 2.5, 2 litros se calculó
para que entregue una etiqueta cada 2 segundos; esto es, una velocidad de 30
rpm. Los tiempos de entrega son valones típicos.
124
Con estos datos se escogió los motoreductores de la marca VALEO-SWF, tipo
404.247, serie 225 de 24 VDC para los envases de 500 ce y 250 ce. Para los
envases de 3, 2.5 y 2 litros se escogió los motoreductores de marca VASCAT,
serie BOSCH, referencia 0390242401 de 24 VDC (Ver ANEXO C).
En el diseño de los cilindros neumáticos se consideró los pesos que soporta, las
carreras de los vastagos y los diámetros de ios cilindros. Un ejemplo de cálculo de
los cilindros para los envases de 500 ce se muestra a continuación.
Para el diseño de los cilindros de ubicación se tomó en cuenta la fuerza que se
necesita para poder mover el módulo que contiene los cilindros de sujeción del
mandril, los cilindros de corte, el mandril, los cilindros de colocación y los cilindros
de sujeción de etiquetas; de lo que se llegó a los siguientes datos.
Datos:
Peso del módulo = 5 Kilogramos
Coeficiente de fricción de la banda (Uk) = 0.8
Gravedad (g) = 9.8 m/seg2
En el movimiento uniforme la fuerza de rozamiento debe ser igual a la fuerza
aplicada, por lo tanto:
En el sistema el cilindro de ubicación será de doble efecto y la fuerza requerida
por el cilindro se calculó con la expresión de la Ecuación 4.4.
F = A*p-Fr Ec.(4.4~)
donde:
A = Superficie útil del émbolo
p = presión
Fr = Fuerza de rozamiento
125
La fuerza de rozamiento es el 10% de la fuerza total por lo tanto es igual a 3.92
N.
La superficie depende de los diámetros 'tanto del cilindro, como del vastago, por lo
tanto esos datos dependen de la aplicación. Para esta aplicación se toma los
siguientes datos;
Diámetro del cilindro (D) = 50 mm
Diámetro del vastago = 20 mm
A - = 19.625CIH2
Con esto se consigue la presión mínima que se necesita deduciendo de la
Ecuación 4.4.
F + Fr 39.20 + 3.92 _ _ _ , _ _ / ¥p= = —— = 27067.515—-
A 0.0019625 m
La presión mínima es aproximadamente de 1 bar.
El cálculo de los cilindros requeridos para las etiquetadoras de los envases de 3,
2.5, 2 litros, 500 ce y 250 ce se muestran en las siguientes Tablas.
ENVASE
500 ce250 ce
PESOQUE
SOPORTA(Kg)
55
COEFICIENTEDE FRICCIÓN
0.80.8
FUERZA(N)
39.2039.20
DIÁMETROCILINDRO
(mm)
5050
PRESIÓN(N/m2)
27067.51527067.515
CARRERA(cm)
2030
Tabla 4,2. Cálculo de los cilindros para la ubicación del módulo.
126
ENVASE
3 Litros2 . 5 y 2 L
500 ce250 ce
PESOQUE"
SOPORTA(Kg)
0.0100.0100.0100.010
COEFICIENTEDE FRICCIÓN
0.50.50.50.5
FUERZA(N)
0.0490.0490.0490.049
DIÁMETROCILINDRO
(mm)
50505050
PRESIÓN(N/m2)
5123.0065123.0065123.0065123.006
CARRERA(cm)
5522
Tabla 4.3. Cálculo de los cilindros para el corte de la etiqueta.
ENVASE
3 Litros2.5 y 2 L
500 ce250 ce
PESOQUE
SOPORTA(Kg)
0.0500,0500.0500.050
COEFICIENTE DE
FRICCIÓN
0.50.50.50.5
FUERZA(N)
0.2450.2450.2450.245
DIAMETRO
CILINDRO(mm)
50505050
PRESION (N/m2)
5232.865232.865232.865232.86
CARRERA (cm)
101055
Tabla 4.4. Cálculo de los cilindros para sujeción del mandril.
ENVASE
3 Litros2.5 y 2 L
500 ce250 ce
PESOQUE
SOPORTA(Kg)
3.092.150.750.35
COEFICIENTEDE FRICCIÓN
0.50.50.50.5
FUERZA(N)
15.14110.293.671.71
DIÁMETROCILINDRO
(mm)
50505050
PRESIÓN(N/m2)
13582.2110863.187152.616054.01
CARRERA(cm)
1010
55
Tabla 4.5. Cálculo de los cilindros para sujeción del envase.
ENVASE
3 Litros2 . 5 y 2 L
500 ce250 ce
PESOQUE
SOPORTA(Kg)
0.0010.0010.0010.001
COEFICIENTEDE FRICCIÓN
1111
FUERZA(N)
0.00980.00980.00980.0098
DIÁMETROCILINDRO
(mm)
50505050
PRESIÓN(N/m2)
5101.035101.035101.035101.03
CARRERA(cm)
101055
Tabla 4.6. Cálculo de los cilindros para sujeción de la etiqueta.
127
ENVASE
3 Litros2 . 5 y 2 L
500 ce250 ce
PESOQUE
SOPORTA(Kg)
0.50.50.50.5
COEFICIENTEDE FRICCIÓN
1111
FUERZA(N)
4.94.94.94.9
DIÁMETROCILINDRO
(mm)
50505050
PRESIÓN(N/m2)
7842.037842.037842.037842.03
CARRERA(cm)
2020
84
Tabla 4.7. Cálculo de los cilindros para colocación de la etiqueta.
Los cilindros escogidos de acuerdo a las necesidades se muestran en la Tabla
4.8.
CILINDROS DE UBICACIÓNENVASE
500 ce
250 ce
MARCAFESTO
FESTO
SERIEDZH-40-200-PPV-
ADZH-40-300-PPV-
A
UNIDADES1
1
FUNCIONAMIENTODoble Efecto
Doble Efecto
CILINDROS DE CORTE3 Litros2.5 y 2
Litros500 ce250 ce
MICROMICRO
MICROMICRO
MD8-NGM D 8 - N G
M D 8 - N GM D 8 - N G
22
22
Simple efectoSimple efecto
Simple efectoSimple efecto
CILINDROS DE SUJECIÓN DE MANDRIL3 Litros
2.5 y 2Litros
500 ce250 ce
FESTO
FESTO
MICROMICRO
DZH-40-100-PPV-A
DZH-40-100-PPV-A
M D 8 - N GM D 8 - N G
2
2
22
Doble Efecto
Doble Efecto
Simple efectoSimple efecto
CILINDROS DE SUJECIÓN DE ENVASE3 Litros
2.5 y 2Litros
500 ce250 ce
FESTO
FESTO
MICROMICRO
DZH-40-100-PPV-A
DZH-40-100-PPV-A
MD 8 - N GM D 8 - N G
1
1
11
Doble Efecto
Doble Efecto
Simple efectoSimple efecto
CILINDROS DE SUJECIÓN DE ETIQUETA3 Litros
2.5 y 2Litros
500 ce250 ce
FESTO
FESTO
MICROMICRO
DZH-40-100-PPV-A
DZH-40-100-PPV-A
M D 8 - N GM D 8 - N G
2
2
22
Doble Efecto
Doble Efecto
Simple efectoSimple efecto
128
CILINDROS DE COLOCACIÓN DE ETIQUETA3 Litros
2.5 y 2Litros
500 ce250 ce
FESTO
FESTO
FESTOFESTO
DZH-40-200-PPV-A
DZH-40-200-PPV-A
DZH-40-80-PPV-ADZH-40-40-PPV-A
2
2
22
Doble Efecto
Doble Efecto
Doble EfectoDoble Efecto
Tabla 4.8. Cilindros escogidos.
En los cilindros de la marca MICRON, serie MD 8-NG de simple efecto (Ver
ANEXO A), está incluida una electro, válvula de 3 vías y dos posiciones. Las
electro válvulas serán activadas por el PLC. En el caso de los cilindros de corte y
de sujeción de etiqueta se empleará un relé para que active a las dos electro
válvulas correspondientes. Estos relés serán también activados por el PLC.
Los cilindros de marca FESTO (Ver ANEXO C) serán accionados por una electro
•válvula de la misma marca, serie MVH-5-1/4-S-B-V1 de 24 VDC (Ver ANEXO C).
En el caso de cilindros de colocación y sujeción de etiqueta se empleará un relé
para que active las dos electro válvulas correspondientes.
La alimentación del PLC y de las electro válvulas de corte y sujeción de envase
será proporcionada por una fuente de marca MEAN WELL, serie S-240-24 (Ver
ANEXO B).
Para la activación de los motores del dispensador de etiquetas se empleará un
relé que será activado por el PLC y serán alimentados por una fuente
independiente de marca MEAN WELL, serie S-240-24 (Ver Anexo B).
Las dimensiones del módulo diseñado con sus elementos se muestran en la
Figura 4.5. Las dimensiones de los elementos de muestra en la Tabla 4.9.
129
CILINDROS DE UBICACIÓNENVASE
500 ce250 ce
ANCHO(A)7 cm7 cm
LARGO(L)23 cm23 cm
CARRERA(C)20 mm30 mm
LARGO DE LAPIEZA (P)
3 cm3 cm
ANCHO DE LAPIEZA (AP)
10 cm10 cm
CILINDROS DE CORTE3 Litros2.5 y 2
Litros500 ce250 ce
7 cm7 cm
7 cm7 cm
23 cm.23 cm
23 cm23 cm
5 mm5 mm
2 mm2 mm
8 cm7 cm
5 cm5 cm
12cm10 cm
5 cm5 cm
CILINDROS DE SUJECIÓN DE MANDRIL3 Litros2.5 y 2
Litros500 ce250 ce
7 cm7 cm
7 cm7 cm
23 cm23 cm
23 cm23 cm
10 mm10 mm
5 mm5 mm
7.5 cm6.5 cm
5 cm5 cm
2 cm2cm
2cm2cm
CILINDROS DE SUJECIÓN DE ENVASE3 Litros2.5 y 2
Litros500 ce250 ce
7 cm7 cm
7 cm7 cm
23 cm23 cm
23 cm23 cm
10 mmÍO mm
5 mm5 mm
9 cm8 cm
6 cm6 cm
14 cm12 cm
8 cm8 cm
CILINDROS DE SUJECIÓN DE ETIQUETA3 Litros2.5 y 2
Litros500 ce250 ce
7 cm7 cm
7 cm7 cm
23 cm23 cm
23 cm23 cm
10 mm10 mm
5 mm5 mm
8 cm7 cm
6 cm6 cm
14 cm12 cm
8 cm8 cm
CILINDROS DE COLOCACIÓN DE ETIQUETA3 Litros2.5 y 2
Litros500 ce250 ce
7 cm7 cm
7 cm7 cm
23 cm. 23 cm
23 cm23 cm
20 mm20 mm
8 mm4 mm
7 cm7 cm
7 cm7 cm
7 cm7 cm
7 cm7 cm
Tabla 4.9. Dimensiones de elementos
fe í 6.5 cm
500 CC
d CILJNDR.O DE SUJECIÓN DE ENVASE
L
6 cm T 30 cm
M C —KM— P
e. CILINDRO DE COLOCACIÓN DE ETIQUETA
L
APi.
f. CILINDR.O DE UBICACIÓN DEL MODULO
L TAP
130
3 OTROS
17cmT30cm
40
2.5 O 2 LITROS
a. CILINDRO DE CORTE
38 cm ©AP_ i
w—c m p -Hb. CILINDRO DE SUJECIÓN DE MANDRIL
6.5 cm
500 CC
K—C-H
c. CILINDRO DE SUJECIÓN DE ETIQUETA
L
d CILINDRO DE SUJECIÓN DE ENVASE
L
€.5 cm
6 cm y 30'cmJL
C —W«— p -M
e. CILJNDR.O DE COLOCACIÓN DE ETIQUETA
P-H
f. CILINDRO DE UBICACIÓN DEL MODULO
3.5 cm •ÍCTAP
250 CC TABLERO DE CONTROL
3 cm T 30 cm 180 cm
Figura 4.5. Dimensiones del módulo de etiquetación.
133
4.2.1.1.2 Diseño del programa del sistema de etiquetacion
El diagrama de flujo para el proceso de etiquetación se muestra en la Figura 4.6.
DESACTIVAR ELECTROVALVULAS DELOS CILINDROS DE UBICACIÓN 1Y2
ACTIVAR ELECTROVALVULA DECILINDRO DE SUJECIÓN DE ENVASE
i ACTIVAR ELECTROVALVULA DECIUNDRO 2 DE SUJECIÓN DE MANDRIL
f "ACTIVAR ELECTROVALVULA DE| CILINDROIDE SUJECIÓN DE MANDRIL
ACTIVAR ELECTROVALVULAS DECIUNDROS OE SUJECIÓN OE ETIQUETA
I ACTIVAR ELECTROVALVULA DEj CILINDR02DESUJECIÓNOEMANDRIL
ACTIVAR ELECTROVALVULA DECIUNDRO DE SUJECIÓN DE ENVASE
ACTIVAR CONTADOR 4 Y ENVÍA ELVALOR A LA COMPUTADORA (HMI)
ACTIVAR ELECTROVALVULAS DECILINDROS DE COLOCACIONDE ETIQUETA
ACTIVAR ELECTROVALVULAS DECIUNDROS DE SUJECIÓN DE ETIQUETA
ACTIVAR ELECTROVALVULA DECIUNDRO i DE SUJECIÓN DE MANDRIL
ACTIVAR ELECTROVALVULA DECIUNDRO DE SUJECIÓN DE ENVASE
DESACTIVAR ELECTROVALVULAS DECILINDROS DE SUJECIÓN DE ETIQUETA
ACTIVAR ELECTROVALVULAS DE *CILINDROS DE COLQCACIONDE ETIQUETA
ACTIVAR ELECTROVALVULA DECILINDRO 2 OE SUJECIÓN DE MANDRIL
ACTIVAR ELECTROVALVULA OECIUNDRO 1 DE SUJECIÓN DE MANDRIL
DESACTIVAR ELECTROVALVULAS DECILINDROS DECOLOCÍCIONDEETIQUETAY
DE SUJECIÓN DE ENVASEGDESACTIVAR ELECTROVALVULAS DE
CILINDROS DE SUJECIÓN DE ETIQUETA
ACTIVAR ELECTROVALVULAS OECILINDROS DE SUJECIÓN DE ETIQUETA
ACTIVAR ELECTROVALVULA DECIUNORQ 2 OE SUJECIÓN OE MANDRIL
DESACTIVAR ELECTROVALVULA DE CIUNDRO2 DE SUJECIÓN DE MANDRIL
DESACTIVAR ELECTROVALVULA DE CILINDROI DE SUJECIÓN DE MANDRIL
DESACTIVAR ELECTROVALVULAS OECIUNDROS DECOLOCACIONDEET10UETAY
DE SUJECIÓN DE ENVASE
ACTIVAR ELECTROVALVULAS DECIUNDROS DE COLOCACIONDE ETIQUETA
"ACTIVAR ELECTROVALVULAS DECIUNDROS OE SUJECIÓN OE ETIQUETA
DESACTIVAR ELECTROVALVULAS DECILINDROS DE SUJECIÓN DE ETIQUETA
ACTIVAR ELECTROVALVULAS DECILINDROS DE COLOCACIONDE ETIQUETA
DESACTIVAR ELECTROVALVULA DE CILINDRO2 DE SUJECIÓN DE MANDRIL
T
DESACTIVAR ELECTROVALVULA DE CILINDROi DE SUJECIÓN DE MANDRIL
DESACTIVAR ELECTROVALVULAS OECILINDROS DE COLOCACIONDE ETIQUETAY
DE SUJECIÓN DE ENVASE
DESACTIVAR ELECTROVALVULAS DECILINDROS DE SUJECIÓN DE ETIQUETA
DESACTIVAR ELECTROVALVULA DE CIUNDRO2 DE SUJECIÓN DE MANDRIL
DESACTIVAR ELECTROVALVULAS OECILINDROS DE COLOCACIONDE ETIQUETAY
OE SUJECIÓN DE ENVASE
DESACTIVAR ELECTROVALVULA OE CIUNDROIDE SUJECIÓN DE MANDRIL
DESACTIVAR ELECTROVALVULA DE CIUNDRO2 DE SUJECIÓN OE MANDRIL
DESACTIVAR ELECTROVALVULA DE CILINDROIDE SUJECIÓN DE MANDRIL
Figura 4.6 Diagrama de flujo del proceso de etiquetación.
134
La estructura de las tareas del algoritmo se describen a continuación en lenguaje
estructurado.
Leer EntradasLee ¡as entradas de pulsantes de identificación de cada etiquetadoraComprobar estado del Encendido de 3 litros en la interfaz gráfica y/o del tablero de control: Hacer
Si esleí EncendidoEl control continua
Si- no está EncendidoComprobar estado del Encendido de 2.5 o 2 litros en la interfaz gráfica y/o del tablero de
control: HacerSi está Encendido
El confrol continuaSi no está Encendido
Comprobar estado del Encendido de 500 ce en la interfaz gráfica y/o del tablero decontrol: Hacer
Si está EncendidoEl control continua
Si no está EncendidoComprobar estado del Encendido de 250 ce en la interfaz gráfica y/o del tablerode control: Hacer
Si está EncendidoEl control continua
Si no está EncendidoVolver a leer las entradas
Fin tarea
Desactivar las electro válvulas 'de los cilindros de ubicación! y 2Enviar señal a la salida del PLC que está conectada a las electro válvulas de los cilindros de ubicaciónde los envases de 500 ce y 250 ce.
Fin tarea
Desactivar la electro válvula del cilindro de ubicación 2Enviar señal a la salida del PLC que está conectada a la elecfro válvula del cilindro de ubicación de losenvases de 250 ce.
Fin tarea
Desactivar la electro válvula del cilindro de ubicación}Enviar señal a la salida del PLC que está conectada a la electro válvula del cilindro de ubicación de losenvases de 500 ce.
Fin tarea
Activar la electro válvula del cilindro de ubicación 1Enviar señal a la salida del PLC que está conectada a la electro válvula del cilindro de ubicación de losenvases de 500 ce.
Fin tarea
Activar la electro válvula del cilindro de ubicación 2Enviar señal a la salida del PLC que está conectada a la electro válvula del cilindro de ubicación de losenvases de 250 ce.
Fin tarea
131
Activar el motor del dispensador de etiquetasEnviar señal a la salida del PLC que está conectada al motor gne desenrolla las etiquetas.Comprobar estado del sensor magnético que indica el tamaño de la etiqueta : Hacer
Si está EncendidoEl control continua
Si no está EncendidoVuelve a Comprobar estado del sensor magnético
Fin tarea
Desactivar e! motor del dispensador de etiquetasEnviar señal a la salida del PLC que está conectada al motor que desenrolla las etiquetas.
Fin tarea
Activar electro válvula del. cilindro de corteEnviar señal a la salida del PLC que está conectada a la electro válvula del cilindro de corte
Fin tarea
Desactivar electro válvula del cilindro de corteEnviar señal a la salida del PLC que está conectada a la electro válvula del cilindro de corteComprobar estado del. sensor de presencia que indica la llegada de un envase : Hacer
Si está EncendidoEl control continua
Si no está EncendidoVuelve a Comprobar estado del sensor de presencia
Fin tarea
Activar el contador] y envía el dato a la computadoraCuenta los envases que son etiquetadosEnvía el valor del contador a ¡a computadora
Fin tarea
Activar electro válvula del cilindro de sujeción de envaseEnviar señal a la salida del PLC que está conectada a la electro válvula del cilindro de sujeción deenvases.
Fin tarea
Activar electro válvula del cilindro 1 de sujeción del mandrilEnviar señal a ¡a salida del PLC que está conectada a la electro válvula del cilindrol de sujeción delmandril que abre las etiquetas y sujeta al mandril en la parte superior en un tiempo para que puedasalir el otro cilindro de sujeción.
Fin tarea
Activar electro válvula del cilindro 2 de sujeción del mandrilEnviar señal a la salida del PLC que está conectada a la electro válvula del cilindro2 de sujeción delmandril que abre las etiquetas y suelta al mandril en la parte inferior para que salga la etiqueta en untiempo.
Fin tarea
Activar electro válvulas de los cilindros de sujeción de la etiquetaEnviar señal a la salida del PLC que está conectada a un relé encargado de activar las electro válvulasde los cilindros de sujeción de la etiqueta en un tiempo para su colocación.
Fin tarea
Activar electro válvulas de los cilindros de colocación de la etiquetaEnviar señal a la salida del PLC que está conectada a un relé encargado de activar las electro válvulasde los cilindros de colocación de la etiqueta en envase.
Fin tarea
Desactivar electro válvulas de los cilindros de sujeción de la etiquetaEnvía la señal a la salida del PLC que está conectada al relé encargado de activar las electro válvulasde los cilindros de sujeción de la etiqueta para que regresen a suposición inicial.
Fin ¿área
Desactivar electro válvulas de los cilindros de colocación de la etiqueta y sujeción del envase.Envía la señal a la salida del PLC que está conectada al relé encargado de activar las electro válvulasde los cilindros de colocación de la etiqueta y de sujeción del envase para que regresen a su posicióninicial.
Fin tarea
Desactivar electro válvula del cilindro 2 de sujeción del mandrilEnviar señal a la salida del PLC que está conectada a la electro válvula del cilindro2 de sujeción delmandril que abre las etiquetas y sujeta al mandril, en la parte inferior.
Fin tarea
Desactivar electro válvula del cilindro 1 de sujeción del mandrilEnviar señal a la salida del PLC que está conectada a ¡a electro válvula del cilindro] de sujeción delmandril que abre las etiquetas y suelta al mandril en la parte superior para que Ingrese la nuevaetiquetaComprobar estado del RESET de los contadores: Hacer
Si está EncendidoVuelve a cero los contadores de envases etiquetados
Si no está EncendidoVuelve a leer las entradas.
Fin tarea
El programa que manejara la etiquetadota será cargado en un PLC. Este
programa se ha desarrollado en diagramación ladder, para que pueda ser
utilizado en cualquier marca de PLC. La comunicación será vía Ethernet y TCP/IP
que se detallará en el Capítulo dedicado al control supervisor SCADA.
En esta aplicación el PLC escogido es de marca MOMENTUM con un procesador
serie 171 CCC 980 30 con interfaz Ethernet y los módulos de: salida serie 170
ADO 350 00 32 DO de 24 VDC, de entrada serie 170 ADI 340 00 16 DI 24 VDC
unidos con un adaptador de comunicación Interbus S serie 170 INT 110 00 00
(Ver ANEXO C).
Para una mejor compresión del programa que se cargará al PLC se dividió el
funcionamiento de cada etiquetadora en pasos de ejecución como se muestra en
la Figura 4.7.
135
Paso i Paso 2
T
Paso 3
Paso 4 Paso 5 Paso 6
Figura 4.7 Pasos de funcionamiento para la etiquetadora de 500 ce.
Paso 1:
Detecta el estado del Encendido de todos los módulos y activará el
contacto auxiliar del envase que va etiquetarse.
Ubicará el módulo de 500 ce y 250 ce si es el caso, en la altura adecuada
por medio de la electro válvula que activará el cilindro de ubicación.
Cuando este ubicado el módulo, se activará el motor del dispensador de
etiquetas.
Se apagará el motor del dispensador de etiquetas cuando el sensor
magnético se active.
136
Al activarse el sensor magnético, se activarán las electro válvulas de los
cilindros de corte.
Paso 2:
Detectará la presencia de un envase por medio de un sensor de presencia.
Se registrará el número de envases por medio de un contador.
Se activará la electro válvula del cilindro de sujeción del envase.
Se activará la electro válvula del cilindro 1 de sujeción del mandril.
Desactivará las electro válvulas de los cilindros de corte.
Esperará un tiempo de 100 ms por medio de un temporizador de retardo a
la conexión para activar la electro válvula del cilindro 2 de sujeción del
mandril y permitir la caída de la etiqueta sobre el envase.
Esperará un tiempo de 100 ms por medio de un temporizador de retardo a
la conexión para activar las electro válvulas de los cilindros de sujeción de
la etiqueta.
Paso 3:
Esperará un tiempo de 100 ms por medio de un temporizador de retardo a
la conexión para activar las electro válvulas de los cilindros de colocación
de la etiqueta.
Se activará a un temporizador de retardo a la conexión para la completa
colocación de la etiqueta.
Paso 4:
Al completarse del tiempo de colocación se desactivará las electro válvulas
de los cilindros de sujeción de la etiqueta.
137
Paso 5:
- Se desactivará la electro válvula del cilindro de sujeción del envase.
- Se desactivará la electro válvula del cilindro 2 de sujeción del mandril.
- El envase continuará por la banda trasportadora y desactivará el sensor de
presencia.
- Se desactivará la electro válvula del cilindro 1 de sujeción del mandril.
- Se desactivará las electro válvulas de los cilindros de colocación de la
etiqueta.
- Se activará nuevamente el motor del dispensador de etiquetas.
- Se apagará el motor del dispensador de etiquetas cuando el sensor
magnético se active.
- Al activarse el sensor magnético, se activará las electro válvulas de los
cilindros de corte.
Paso 6;
- El módulo estará esperando otro envase para nuevamente iniciar el
proceso de etiquetado.
El programa que ejecuta estos seis pasos, por ejemplo para la etiquetadora de
500 ce, se indica en la Figura 4.8. Para la etiquetadora.de 250 ce tiene la misma
estructura. Las etiquedoras de 3 Litros y 2 o 2.5 Litros la estructura de
funcionamiento es similar excepto el cilindro de ubicación del módulo.
Las etiquedoras de 500 ce y 250 ce tendrán dos cilindros para bajar el módulo
hasta una altura adecuada para cada envase.
138
EncendidoSQGcc Aux3 litios Aux2Mtros Aux25Dcc Aux500cc
l/l l/h—l/l O-
Acubícacíonl
AuxSÜÜcc Acubicacionl Senso [Presencia
l/l-Corte Motor
H/lAuxSQOcc Motor Magnético S e uso rP reséñela Corte
' —l/tCorte
AuxSOOco. _ S e n s o r P r e s e n c i a . . . . timerl Acsujecionenvase
Adsujeclonmandril
FBI -I 54
Aux500cc timer2 timerl AcSsujecionm^ndrll
AuxSOOcc timer3 timerl Acsuj e clon etiqueta
SensorP (esencia Accolocacionetiqueía
FBI_1_59
AuxSOOcc Accill oca cío n etiqueta
Figura 4.8 Programa del PLC para la etiquetadora de 500 ce.
139
4.2.2 SISTEMA DE DETECCIÓN DE JABAS COMPLETAS
Los envases, luego de su envasado y etiquetado, son transportados a la máquina
encajonadora, que es la encargada de colocarlas en las jabas según la
presentación y tamaño.
La detección se la efectuará luego que los envases hayan sido colocados en las
jabas respectivas. Si hay alguna falla en este proceso se detendrá la jaba y
emitirá una alarma de aviso al personal encargado.
En la actualidad no se posee ningún sistema de detección; por lo tanto, algunas
jabas salen con íaltante de envases, provocando de está manera pérdidas en la
venta de estas jabas, ya que estas son regresadas por lo carros distribuidores.
El número de envases que debe contener cada jaba de acuerdo a la presentación
se indica en la Tabla 4.10 siguiente.
PRESENTACIÓN200 ce, 250 ce, 300cc y 500cc
1 Litro2 litros, 2.5 litros y 3 litros
NUMERO DE ENVASES FORJABA24129
Tabla 4.10. Número de envases por jaba de acuerdo al tamaño
4.2.2.1 Diseño cleJ sistema de detección dejabas completas
Para la detección de faltantes en cada jaba se hará un lazo de control que tendrá
la siguiente función: sensar el peso de cada jaba y comparar con un valor patrón
que será establecido de acuerdo al tamaño de los envases. Si el peso es igual o
mayor al patrón la jaba seguirá su recorrido hacia la bodega de almacenamiento;
en caso de existir una falla, el sistema emitirá una alarma de aviso y detendrá el
proceso.
140
El monitoreo de este sistema de detección se lo efectuará medíante una interfaz
gráfica con ayuda del programa Lookout. Al escoger la opción de
ENCAJONADORAde la pantalla de inicio Figura 4.1, se tiene la pantalla de menú
de todas las presentaciones de envases como se muestra en la Figura 4.9.
MENÚ PARA LA IDENTIFICACIÓNDE JABAS LLENAS
Figura 4.9. Pantalla de menú de presentaciones de envases.
En la Figura 4.9 se escoge la presentación de jabas que se desea verificar, luego
aparece la pantalla de monitoreo de la verificación como se muestra en la Figura
4.10.
141
PESO DE LA JABA ENKILOGRAMOS ENCENDIDO
o.
Figura 4,10. Pantalla de monitoreo de verificación dejabas llenas.
En ia Figura 4.10 se puede apreciar el diseño realizado para la verificación de
cada jaba. En esta pantalla se tiene el botón de encendido del proceso, la
encajonadora, el sensor de peso, los cilindros de expulsión, el indicador de alarma
y el indicador de peso.
En caso de falla el sistema se detendrá emitiendo una señal de alarma, tanto
visual como auditiva, esto se puede apreciaren la Figura 4.11.
PESO DE IA JABA E»KILOGRAMOS
Figura 4.11 Pantalla de la detección de falla en la jaba.
142En la Figura 4.11 se observa que el peso de la jaba en kilogramos, mostrado en el
indicador, bajó su valor; razón por la cual el sistema se detiene, no expulsa la jaba
y emite la señal de alarma. El sistema permanecerá en modo de espera hasta que
el valor del peso sea el permitido. E! valor del peso en kilogramos aceptado por
jaba de cada presentación (valor patrón), se ha logrado experimentalmente y se lo
muestra en la Tabla 4.11.
PRESENTACIÓN3 Litros
2.5 Litros2 Litros1 Litro500 ce300 ce250 ce200 ce
PESO PERMITIDO POR JABA26 Kg.22 Kg.19Kg.21 Kg.24 Kg.
15.5 Kg.8.5 Kg.9.5 Kg.
Tabla 4.11. Pesos permitidos dejabas por presentación.
Para realizar el control se utilizará el controlador UMC 800 de Honeywell (Ver
ANEXO B), que tomará los valores de la celda de carga marca REACCIÓN CD
Single Point 01 CD (Ver ANEXO C), acondicionados con un transmisor de marca
ARIAN serie DIN-l-MVD-25 (Ver ANEXO C). Los valores enviados por la celda de
carga serán comparados con un valor patrón en el momento que se active el
sensor de presencia de marca BANNER ULTRA-BEAM, código SUA925QD (Ver
ANEXO A), que detecta que a llegado una jaba. Si el valor patrón es igual o
mayor al medido se empujará la jaba por medio de dos cilindros neumáticos de
marca FESTO DZH-40-300-PPV-A (Ver ANEXO C), que serán activados por dos
electro válvulas marca FESTO MVH-5-1/4-S-B-VI (Ver ANEXO C); caso contrario,
si el valor es menor quedará detenido y emitirá una alarma con una sirena.
El proceso se podrá monitorear desde un computador mediante un sistema
SCADA. La comunicación entre el controlador y el sistema SCADA se la detallará
en el Capítulo dedicado a este sistema.
143
4.2.2.1.1 Diseño físico del sistema cíe detección dejabas completas
En el diseño de la Figura 4.12 se tomó en cuenta el peso de ios envases llenos y
también el peso de las jabas vacías. Para ta detección de este peso se pensó en
galgas o celdas de carga.
DEIECCION DE JABASTI T 2 T3 T4
T5 T 6 T2 T
Figura 4.12, Módulo físico de la detección dejabas llenas.
Para el diseño de los cilindros se tomó en cuenta la fuerza que se necesita para
poder empujar las jabas desde las galgas de carga a la banda transportadora, lo
que implica determinar el peso del elemento ha ser movilizado. Para esto se tomó
la jaba más pesada que es la de 3 litros desechable y que contiene nueve
envases. El cálculo de la fuerza se detalla a continuación:
Datos:
Peso de la jaba 3 litros (m) = 28 Kilogramos
Coeficiente de fricción de la banda (Uk) = 0,5
Gravedad (g) = 9.8 m/seg2
Para un movimiento uniforme la fuerza de rozamiento debe ser igual a la fuerza
aplicada, según la Ecuación 4.3 se tiene:
F = Uk * m * g
^ = 0.5*28*9.8
144
Para el sistema se necesitará dos cilindros de doble efecto, por lo tanto la fuerza
que se debe aplicar a la jaba es la mitad; es decir, F = 68.6 N para cada cilindro.
Para el cálculo de la fuerza del cilindro se utilizó la Ecuación 4.4.
F = A*p-Fr
donde:
A= Superficie útil del émbolo
p= presión
Fr= Fuerza de rozamiento
La fuerza de rozamiento es el 10% de la fuerza total por lo tanto es igual a 6.86 N
La superficie depende de los diámetros tanto del cilindro, como del vastago, por lo
tanto esos valores dependen de la aplicación. Para esta aplicación se utilizó
Ecuación 4.5 y los siguientes datos:
Diámetro del cilindro (D) = 50 mm
Diámetro del vastago = 16 mm
f 5 2 *7T 1• =19.634c/7í'
Con el resultado se puede conseguir la presión mínima que se necesita, la cual se
obtiene despejando la presión de la Ecuación 4.4 de la siguiente manera:
68.6 + 6.86A 0.0019634 m¿
La presión mínima es aproximadamente de 1 bar.
Con esta presión mínima, el cilindro escogido es de la marca FESTO, serie DZH-
40-300-PPV-A de doble efecto. Para este cilindro se requiere una electro válvula
de 5 vías y dos posiciones de marca FESTO serie MVH-5-1/4-S-B-VI. La electro
145
válvula será activada por los pulsos recibidos del programa por medio del
controlador, estos pulsos serán de 24 VDC. E! voltaje de 24 VDC será entregado
por una fuente de marca Mean Well 200 W, 24 VDC, 3 A serie QP-200D (ver
ANEXO B).
El cilindro tiene un diámetro del vastago de 16mm y soporta presiones desde 0.6-
10 Bares puede poseer una carrera de SOOmm, para más especificaciones ver
ANEXO C
La detección de los envases puede ser activado mediante un tablero de control o
por medio de la interfaz gráfica. El tablero se muestra en la Figura 4.13.
DETECCIÓN DE JABAS
3L Í.5L 2L .JÜL
500 CC 390CC 25DCC Í
180 om
-^
Figura 4.13. Tablero de control de la detección dejabas.
La celda de carga que se utilizará tiene, como es bien conocido, la característica
de cambiar su valor de resistencia cuando se deforma; En la Ecuación 4.6 sea d R
este cambio de resistencia. La deformación mecánica se define como la relación
(cambio de longitud / longitud inicial), o d L / L , y se representa con el símbolo e.
Para relacionar estas dos cantidades se emplea un factor denominado
sensibilidad a la deformación como se aprecia en la Ecuación 4.6.
Ec.(4.6)
SRporRsensibilidad a la deformación =
SL por L
—..OM.IOUI uCu,uo-a la distancia entre los dos. Para ver las conexiones y
especificaciones técnicas refiérase al ANEXO C.
Las dimensiones del módulo de detección se muestra en la Figura 4.14.
10 cm
mecánica CELDA DE CARGASENSOR. DE PRESENCIA
Pieza I ,+ r
i CEJNDR.OS DE EMPUJE
I
3ANDA TRASPORTADOS
7 era
AL CONTROLADOS.
f
146
y tiene un valor característico que depende del tipo de hilo conductor. Nota: e se
expresa con frecuencia en microdeformaciones (***), por ejemplo, mieras por
metro.
Para formar una galga extensiométrica o celda de carga se dispone el hilo en
forma de rejilla, hay pequeños segmentos de hilo en cada tramo curvado que
dejan de estar sujetos a la deformación paralela al eje de la galga. Esta parte de
la resistencia de la galga se denomina resistencia transversal. Dependiendo de la
relación entre ésta y la resistencia total de la galga, se da la forma de los tramos
curvados y de la longitud total.
El circuito utilizado normalmente para trabajar con galgas extensiométricas es el
puente de Wheatstone de c.c.
La señal que se envía desde la celda de carga hacia el controlador requiere de un
transmisor debido a la distancia entre los dos. Para ver las conexiones y
especificaciones técnicas refiérase al ANEXO C.
Las dimensiones dei módulo de detección se muestra en la Figura 4.14.
10 cm
SENSOR DE PRESENCIA
CELDA DE CARGAme canica i'
BANDA TRASPORTADORA
CILINDROS DE EMPUJE
;7 cm
TABIMO DE CONTROL
H m 30 cm—M4-10 cm
Irn
AL CONTROLADOR
f130 cmi
-W
Figura 4.14. Dimensiones dei módulo de la detección de jabas.
147
Para la alimentación de las electro válvulas, celdas de carga y transmisor se
ocupará la fuente que se mencionó anteriormente de marca Mean Well 200 W,
24-12-5 VDC, 3 A serie QP-200D (ver ANEXO B). El sensor de presencia se
podrá alimentar tanto de la fuente como de ¡a red normal de energía eléctrica. La
fuente estará ubicada en-el tablero de control.
La fuente de alimentación de aire para el cilindro de empuje neumático será
proporcionado por los compresores que posee la empresa.
4.2.2.1.2 Diseño del programa del sistema de detección dejabas completas
Para programar el controlador para este proceso se utilizó el programa
LeaderLine Control Builder, que fue detallado en el Capítulo 3. El programa sigue
el diagrama de flujo mostrado en la Figura 4.15.
148
UE
ER
VA
LOR
DE
L S
EN
SO
R
Figu
ra 4
.15.
Dia
gram
a de
fluj
o pa
ra e
l pro
ceso
de
dete
cció
n de
jaba
s lle
nas.
149
La estructura de las tareas de! algoritmo se describen brevemente a continuación
en lenguaje estructurado.
Lectura del valor del sen sorToma por primera vez el peso de la jaba enviado por el sensorGrabación temporal del valor en un registroComprobar estado del sensor de presencia: Hacer
Si está activadoEl control continua
Si no está activadoVolver a comprobar estado del sensor de presencia.
Fin tarea
Mostrar peso en la computadoraRecoger el valor de peso del registroMostrar el peso en la interfaz gráficaComprobar estado del Encendido de 3 litros en la interfaz gráfica y/o del tablero de control: Hacer
Si está EncendidoEl control continua .
Si no está EncendidoComprobar estado del Encendido de 2.5 litros en la interfaz gráfica y/o del tablero de
control:Hacer
Si está EncendidoEl control continua
Si no está EncendidoComprobar estado del Encendido de 2 litros en la interfaz gráfica y/o del tablero decontrol: Hacer
Si está EncendidoEl control continua
Si no está EncendidoComprobar estado del Encendido de 1 litro en la interfaz gi'áfica y/o del tablerode control: Hacer
Si está EncendidoEl control continua
Si no está EncendidoComprobar estado del Encendido de 500 ce en la interfaz gráfica y/odel tablero de control: Hacer
Si está EncendidoEl control continua
Si no está EncendidoComprobar estado del Encendido de 300 ce en la interfazgráfica y/o del tablero de control: Hacer
Si está EncendidoEl control continua
Si no está EncendidoComprobar estado del Encendido de 250 ce en la interfazgj'ájicay/o del tablero de control: Hacer
Si está EncendidoEl control continua
Si no está EncendidoComprobar estado del Encendido de 200 ce en lainterfaz gráfica y/o del tablero de control: Hacer
Si está EncendidoEl control continua
Si no está EncendidoVolver a mostrar peso en la computadora
Fin tarea
150
Leer valor de SetpointLeer.set point según sea el caso de EncendidoComparar valor de se/ point con el valor del sensor: Hacer
Si es mayor o igualActivar electro válvulas de los cilindros de empuje
Si no es igualActivar alarma
Fin tarea
Activar electro válvula de los cilindros de empujeEnviar señal a la salida del controlado!" que está conectada a las electi'o válvulas
Fin tarea
Activar AlarmaEnviar señal a la salida del controlador que está conectada a la alarma
Fin tarea
Desactivar electro válvula de los cilindros de empujeEnviar señal a la salida del controlador que está conectada a las electro válvulas de los cilindros deempuje
Fin tarea
Leer el valor del sensorToma nuevamente el valor enviado por el sensorGrabación temporal del valor en un registroVolver a mostrar peso en la computadora
Fin tarea
El programa del controlador se muestra en la Figura 4.16. en el programa se
presenta las opciones de revisión de jabas para todos los tamaños de los
envases.
151
E LeaderLine Control Builder - [Enea jo nado ra.fbd]
j ñte Edt View Ccrfgire Comrnnication Window Hop
ílaTTlfeÍBráífi_ S X
AndoglrputAnabgOut
TrrePrcpOut
PIDOrHJff
Carbón Potenbá
_
gl-ModeSwtchModeBags
SPosibonStep
WrteTuieConst
S-CüSPProgram& Q Se^cintSehedJef
BCDFastLogic
B Q Countas/TmersResettable Tmer
PeñodcTmsrUp/Dowi CounterCff-tóaytimer
On-defeytimer
B É) Signa! Sefectors
B£] Altxíary0 CD Communcióní
ffi Q Other ítems
Figura 4,16. Programa del controiador UMC 800 para el proceso de detección de
jabas llenas.
En la Figura 4.16. se puede ver que se utiliza la entrada analógica para captar el
valor de la señal del sensor, que gracias al transmisor variará de 4 a 20 mA. La
configuración de esta entrada se muestra en la Figura 4.17.
152
Analog Input Propcrtics [xj
--B!ock — r Input Type and ñange ¡
Numbej |l
^_^_Ordcf p
|
J"
AddietS'
Module |D ¿j
Channd j1 2j
.SaBhg, —
FBter Time [sec) }5
Bias [Ó
rW -50 50 HlmV 10 50ni/ 0 100nW -100 100 1rriV 0 500mV -500 500rrA 0 20
V 0 1 OíV -1 1V 0 2 gj
pRange — ,
High pOO
Low ¡0
- BuinouíCheck -FaHsa/e — — (
P Enribie
___ _
r Use Valué •-> [o
f* Downscale
f1" Upscate
OK Cancel |
Figura 4.17. Configuración del controlador para la entrada analógica.
Las entradas digitales son los pulsantes o botones para escoger los tipos dejabas
de las que se desean verificar su peso. Los botones podrán ser activados por el
operador tanto físicamente como también por medio del sistema SCADA. La
configuración de las entradas se muestra en la Figura 4.18.
Digital Input Properties fx |
_ Hiock
Number 15
Order JT5
A-Í-I
Module P ±j
Channel JT -H| L.. ÉÍ
í™ Invert
OK
Cancel j
Figura 4.18. Configuración de una entrada digital.
153
La configuración de estas entradas variará de acuerdo al canal que se utilice. La
comunicación del sistema SCADA con las entradas digitales se cubrirá en el
capítulo dedicado al sistema SCADA.
Cada una de las entradas digitales representa el encendido de la verificación para
los distintos tamaños de envase que se produce. El peso de las jabas varía de
acuerdo al tamaño de los envases; por lo tanto, existe un valor patrón para cada
una como se mostró en la Tabla 4.11.
Para ingresar estos valores patrón se empleo el bloque de Seteo. Los valores de
seteo están representados en míliamperios (mA), ya que la señal de peso enviada
por la celda es trasformada a valores entre 4 a 20 mA, para que alcance a llegar a
una mayor distancia al controlador. Esto se muestra en la Figura 4.19.
Failsafe Setpoint Editor - SPS 2 [X]
Tag Mame
|SPS002
Failsafe Setpoint 1
) 1Z32
Failsafe Setpoint 2
| 11.04
Failsafe Setpoint 3
| 10.08
Faiísafe Setpoint 4
| 10.72
Descriptoi
¡Patfonesenm*!
Failsafe Selpoint 5
| 11.68
Failsafe Setpoint 5
| 8.96
Fa Isafe Setpoint 7
| 6.72
Falsafe Selpoint 8
| 7.04
OK | Cancel |
Figura 4.19. Configuración del seteo de lo valores patrón en miliamperios
En la Figura 4.19 se muestra un ejemplo de configuración para las jabas de
envases de 3 litros, 2.5 litros, 2 litros, 1 litro, 500 ce, 300 ce, 250 ce y 200 ce. Para
el cálculo de estos valores se realizo una aproximación lineal. Por ejemplo:
154
El valor máximo que soporta la celda de carga es de 50 Kg. Para este valor el
equivalente en corriente será de 20 mA. En el caso de los envases de 3 Litros el
valor tolerante de la jaba es 26 Kg, Su equivalente en corriente es de 12.32 mA.
La activación de los valores de seteo estará dada por el sensor de presencia por
medio de una entrada digital. Esta entrada activará a un temporizador que dará un
retardo para la estabilización del sensor de peso. Para la configuración del
temporizador se tiene la ventana que se muestra en la Figura 4.20.
Delay Timer Properties
r Block
Number 36
Order JT
rTime Delay-
(tttttttt)
Figura 4.20. Configuración de un Temporizador.
Con el valor del sensor se realiza una comparación con el valor de set point. Si es
mayor o igual, se enviará a la salida una señal para cerrar el contacto que activará
las electro válvulas a 24 VDC. Si el resultado de la comparación es menor, se
enviará una señal a otro contacto para activar ia alarma.
La configuración de las salidas se muestra en la Figura 4.21. Las salidas digitales
serán dos y están activadas de acuerdo a la comparación del peso de cada jaba
de los diferentes envases. Las salidas digitales tienen la dirección para las electro
válvulas del módulo tres, canal 1 y 2. La sirena tendrá la dirección módulo tres
canal tres.
155
Number 6•••• *
Qidet p
A J J
Module ]3~-rj
Channel [El -dJ .. r-.t
J~": Inverl
OK.
Cancel i
Figura 4.21. Configuración de una salida digital.
Seguidos estos pasos de configuración, el programa del controlador está listo
para ejecutar los pasos que se necesita en el proceso de detección de jabas
llenas.
En este Capítulo se ha diseñado los sistemas finales por los cuales pasarán los
envases antes de salir a la venta; es decir, el proceso de etiquetación y la
detección de jabas llenas. En ei próximo Capítulo se detallará todo lo referente al
diseño del sistema de control y monitoreo SCADA y sus comunicaciones con las
estaciones remotas.
CAPITULO 5
CAPITULO 5
DISEÑO DEL SISTEMA SCADA UTILIZANDO ELPROGRAMA LOOKOUT
5.1 JUSTIFICACIÓN
Este sistema es necesario para controlar y monitorear los procesos que están siendo
automatizados. Contiene una estación central que ejercerá control y adquirirá datos
de varios sitios remotos; con la suficiente información y control para operar el sistema
o parte de este, en forma segura, firme y económica.
El sistema es el encargado de controlar y monitorear los procesos descritos en los
capítulos anteriores, además sirve de interfaz gráfica entre el hombre y máquina
(HMI). El control puede ser automático o iniciado por comandos del operador,
remotamente o a distancia.
Este sistema puede ser implementado utilizando varios programas, pero en el caso
presente se utilizó el programa Lookoutde National Instruments.
5.2 SISTEMA DE CONTROL SUPERVISORIO (SCADA)
En el sistema SCADA diseñado para la empresa INDUQUITO S.A., se consideraron
algunos factores importantes como;
¿Quiénes son los usuarios del sistema?
En el sistema tendrán acceso el grupo de operadores, Departamento de Sistemas,
Departamento de Producción, Departamento de Control de Calidad.
157
¿Cuáles son los datos disponibles y/o necesarios?
Los datos disponibles en el sistema son ;
- Registro de envases con alta temperatura.
- Registro de envases sucios o rotos.
- Muestras de SOOml y 100 mi.
- Tiempo de reposo del jarabe.
- Número de muestras de gaseosas tomadas.
- . Fecha y hora de muestreo.
Registro de envases con falta de líquido, rotos y mal corchados.
Peso en Kilogramos de las jabas llenas.
- Alarma de aviso de jaba incompleta.
- Registro de número de envases etiquetados.
- Temperatura de seteo y medida.
- Modo de operación y acción de la válvula.
- Registro del tiempo de dosificación para el mantenimiento.
¿Cuáles son los requerimientos de los usuarios?
- Los envases defectuosos luego del lavado deben ser separados
automáticamente.
- Las muestras de jarabe y gaseosa deben realizarse en forma automática y de
acuerdo a la producción.
Los envases defectuosos • luego del llenado deben ser retirados
automáticamente.
- Las jabas incompletas deben emitir una alarma al personal.
La temperatura del vapor del caldero debe mantenerse constante para cada
uno de los procesos utilizados.
- La dosificación debe ser automática y llevar un registro de la misma.
- La etiquetación para los envases desechables deben ser de manera
automática.
158
¿Dónde están los usuarios?
Los operadores deben estar cerca del proceso y no participar manualmente. Los
operadores tendrán acceso a los tableros de control a excepción de los procesos de
detección de los envases llenos y vacíos que en este caso tendrán que estar
controlados desde un computador.
La supervisión de los procesos será ubicada en el Departamento de producción, de
manera que solo tenga acceso el personal calificado y autorizado de la empresa.
Para crear el sistema SCADA se utilizó el programa Lookout de National Instruments.
La pantalla de presentación del sistema SCADA se muestra en la Figura 5,1.
11SISTEMA DE MUESTREO
tt
f>
t3
t.t:1*
MODULO BOTELLAS LLENAS
PLANTA DE CASEOSAS1NDUQWTO S.A.
BODEGA DEALMACENAMIENTO DE
PRODUCTO TERMINADO MODULO BOTELLAS VACIASTANQUE DE COCCIÓN
Figura 5.1. Pantalla de presentación del sistema SCADA,
159
La elaboración de esta y (as siguientes pantallas de los procesos, se detalla a
continuación.
5.2.1 PROGRAMA LOOKOUT
Es un programa orientado completamente hacia objetos y manejo de eventos. En el
programa se puede añadir, borrar y modificar paneles de control, gráficos, PLCs,
RTUs, I/O y otros dispositivos de campo sin interrumpir los procesos.
La utilización de este programa se indica a continuación.
Dentro de! programa se escoge la opción File, New. Con estos pasos abre una
ventana, donde se debe colocar el nombre que se desee dar al proceso, como se
muestra en la Figura 5.2.
Créate Process fk]
Process Mame:
llsJ¿if*lJ?Cilnt L , t i ;___
C5* Save State File wíth Process File
C" Seve State File in Lookout Folder (Sased on Process Mame]
1""* Save Standby State File:
1p* Savestatefile[s)every fgÓ
W Use Default Valúes
Computer Ñame:
Brovjse... 1
[1 -1 440) minutes,
¡PAPA
Dtadel Datábase Folder:
|c:\program iiles\national
OK
Ínstmmenls\foo!;out 5.0'
Cancel I Help I
Figura 5.2. Ventana de Propiedades de nuevo proceso en Lookout
160
Una vez configurado esta ventana se acepta y aparece un ventana como se muestra
en la Figura 5.3, para crear un panel de control, que es la hoja de trabajo.
New Control Panel
Mame:
Tille: |Control Panel
-Panel type - —
(•" Normalr* PopupC" Popup no icón
{-Security levéis-
Viewing: jO
Control: íoT"
Background color:
Figura 5.3. Ventana de creación de un Panel de Control
En esta ventana se identifica con un nombre y título a la hoja de trabajo. Además, se
configura el tipo de panel, la seguridad, el tamaño y el color que se desea. Después
de la configuración se obtiene la siguiente pantalla mostrada en la Figura 5.4.
¡tj Fue EtM irtat Otiject Antttce Oíanae Opuonc Alan» Wntow Hdp
Figura 5.4. Hoja de trabajo.
161
Para la creación de objetos se escoge en la barra de menú la opción Object. Al
desplegarse el menú se elige Créate y se obtiene la ventana que se indica en la
Figura 5.5.
Figura 5.5. Ventana de creación de objetos.
Los objetos que se puede llegar a crear son de: cálculo, control, indicación,
manejadores de dispositivos remotos, registro, monitoreo, multimedia, redes,
estadísticas y temporizadores. En la otra pestaña de esta ventana existen objetos
ActiveX, que son objetos importados de otros programas.
Para una mejor comprensión se realizará un ejemplo de creación de !a animación de
sistema de muestreo. Se crea un botón de inicio tomado del ActiveX como se
muestra en la Figura 5.6.
162
Select object:
Lookout ActiveX
P" Categorize
^Recommended*i- Adobe Acrobat Control for ActiveX3» Control Calendar 10.0
D¿/Button Control (National Instruments)>$$ Cv-/Knob Control (National Instruments)
-$& Cv/Motor Control (National Instruments]••$$ CWNumEdit Control (National Instruments]••f¿$ CvVPipe Control (National Instruments]$$ Cv-/Pump Control (National Instruments]
••$¡¡Sf Cv-/SI¡de Control (National Instruments)•-%& CWValve Control (National Instruments]-48J CwVessel Control (National Instruments]-$$ Lookout Comboboy. (National Instruments]-•<58} Lookout Listbox (National Instruments]••^J Lookout Webbrowser (National Instruments)
-483' NI AíarmEvent Browser-<S& NI H^perTrend-^ Windows Medía Player
r ActiveX Control
Cv-/Button Control (NationalInstruments)
Rescan Controls
Cancel
Figura 5.6, Ventana de creación de objetos ActiveX.
Después de escoger el botón se despliega una nueva ventana en la que se debe
elegir el proceso donde se desea ubicar el objeto. Luego de "aceptar" se tiene otra
ventana en la que se debe poner un nombre y también se puede configurarlo, como
se muestra en la Figura 5.7.
163
Select Location for new object:
Insett objecl into: New Foíder
'S PAPAéf j
OK Cancel
Mame:
Piopetty Pagas... I Propertji Biowset...
Valué Ptopetíy: ¡Valué
-I Remole
URL -= I
SnapbacK: F? SnapÜelay: [•>
- Properly Pollíng
Poli Rale = |
PoK= |
Po!l after wtite:
Control secíatty levd; JO LogeventsrP
|~~ Accept no rnouse input (tteat as indícate»]
OK I Cancel i Help
Figura 5.7. Ventanas de creación de un botón ActiveX
La configuración se la realiza al escoger la opción Property Pages, donde se
despliega dos pantallas en las cuales se puede configurar su estilo, forma, color,
como se indica en la Figura 5.8.
CWButton Control (National Instruments) Properties { f j p X j
Styk j Button | Sndinga | Images j Advanced | bout |
$
6
« > • » , ' • o» © «3»
•so 0*3 00 H
. - i í5" 3D slyies i „_ iConvert !-. _. . t . r¿;| O
3D Custom Bítmap Bullón
OK Cancel A^Plv 1 Help1 i i
Figura 5.8. Ventanas de configuración del botón ActiveX.
uaiict ue menú leí ujjuiun n
desplegará una ventana donde se pone el texto deseado, se escoge el color de las
letras, estilo y recuadro, como se indica en la Figura 5.9.
Insert text/plate/inset
¡ENCENDIDOText color
Background color
p Background styfe—|
C Píate
f* Inset
C Rectangle
f*1 Transparent
-Frarneslvle-
P Black
r White
í*" Mane
Justifv left (*" Justify centered C Justify right
164
Para llegar a identificar a un objeto, es buena idea insertar texto escogiendo en la
barra de menú la opción Insert, en e! submenú la opción Text/plate/lnset. Se
desplegará una ventana donde se pone el texto deseado, se escoge el color de las
letras, estilo y recuadro, como se indica en la Figura 5.9.
Insert text/plate/inset |x|
Text JENCENDIDO
Text color
••••«•••^ABackground color
Lj:«MiMM¿5iP Justifyleft C3" Justify centered
-j r-Background style—
T Píate<" Inset
^ P Reclangle
I (* Transparent
P Justifyright
ENCENDIDO
FonL.. 10 otArial Bold
>
- Frarne style -
P BlackC Whitef*" None
OK
Cancel
ú
Figura 5.9. Ventana de insertar texto.
De la misma manera que se inserta el texto se puede insertar gráficos. En el menú
Insert se elige la opción Graphics, donde se tiene los diferentes tipos de gráficos
como flechas, válvulas, tanques, bandas, etc. que se pueden observar en la Figura
5.10.
165
Select graphic
_
151inOOOOOO.bmp
1 inOOOOOO.wmf
in000001.bmp
inOOOOOl.wmf
inOOQQQZbmp
¡n000003.bmp
in000004.bmp
in000005.bmp
in000006.brnp
¡n000007.bmp
in000008.bmp
Tanks
pTransp-arení pixel:-
fo Y Jó ímage Navigator
OK Cancel Help
Figura 5.10. Ventana para insertar gráficos.
Los gráficos se deben ubicar y deben tener e! tamaño más adecuado para la
aplicación que se va a realizar. Como, por ejemplo, para el caso de muestreo se
diseño la HMI que aparece en la Figura 5.11
166
' Loahout - (Processl') - ¡Control Panel)
£M tnwrt OÉJett Arroigc Ounge Opüons Marro Wndon Hdp
Figura 5.11. Ejemplo de pantalla para muestreo de jarabe con varios gráficos
insertados.
Para realizar las animaciones de llenado del tanque y del envase de toma de
muestra, se crea un generador numérico infinito llamado integral. Este integral se
encuentra en el menú Object, submenú Créate, en la opción Control como se indica
en la Figura 5.12.
167
Select object:
Lookout j ActiveX ]
P* Categorize
CalcutatíonControl
•$}£ [expressíon]••$& (Symboliclink)-^ Accumulatoriígj AggregateÍ&- Alternator•$}£ Average•$$> Counter$5f DataTableJ. DelayOff
-^ Dela^On^ Derivative-^ ElapsedTíme
5&- Flípfiop
iS8j Interpólate^SS' Interval
tílp Integral
Totalíne a numeric ínput signal that representa a ratewilh respect to time, specifyíng the time unít. Totalizíngthe flow based on a measured flow rate ¡s a typical useof the Integral.
File Ñame: íntegral.cbxDate Modified: Fri Dec 1413:10:14 2001File SÍ2e: 24633 bj^tesCBX Versión: Lookoul 5.0.0.7
Cancel
Figura 5.12. Pantalla para la creación de un Objeto Integral
Después de escoger esta opción se debe configurar el proceso donde se quiera
insertar el objeto, luego se despliega la ventana de configuración, donde se escoge
el nombre, la condición de inicio, la actualización y la unidad de tiempo en la que
quiere generar los números, como se muestra en la Figura 5.13.
168
Select Location for new object:
Inserí ob{ectinto; NewFolder.
-" PAPA
Cancel
Ñame: ¡Integral!
input= [ENCENDIDO"Update = 10:00.5
Time unit (00:00:001
Reset = iTimerlJ
Cancel Help
Figura 5.13. Ventanas de creación y configuración de un Objeto Integral
En el ejemplo de arriba se verifica que empiece a generar números a partir de cero,
si se activa o cambia de estado el botón de encendido y se resetea con un Timer que
se detallará posteriormente.
Para crear la animación de líquido subiendo en el tanque se inserta una expresión en
el menú Insert, submenú Expresión; que tendrá el nombre del objeto integral antes
mencionado y se escogerá el proceso en el que se desea ubicar como se muestra en
la Figura 5.14.
Luego de aceptar lo antes mencionado, se despliega la ventana de configuración de
la expresión en la cual se escoge el color, estilo, tipo de indicador, valor mínimo y
máximo de visualización, como se muestra en la Figura 5.15.
Insert expression [X]
jlntegrall| Í»|
DispIayType: |defauit H PathMode: JRelalive ^¡
Paste I
^P Universe ^J
ES n!j?l HelworkÉ--BJPAPA
}-$& ÍSystemB"i| Piocessl
ñ-^Sí SAIarm£É-'$ÍÍ Encendido}"••$$ Integral!¡•-SÉU Panel!
Contenta:
signal typej
| OK | Cancel | Help |
Figura 5.14. Ventana para insertar expresión.
Display numeric signal p<|
Bar Color
Hi UBI •••SIL-•••i! ••a '^*
Background color
1 ¡1 !_•! •••ü ...1 jmnmmmmmM '•'
'Maxmum jl 00
Wurneríc forrnat
Genera! v j
Font... J T O DtArial Bold
-i pBad-
J ÍFJ P \ F
r T
round st le
lateisetectangle
ransparent
f*" Centoied t^ Right
1
r Blackr Whiteí*" None
- Displací Style— t
r Digital(^ Bar (up]r* Bar [down]r Bartright]
r Bar[leftJ
OK Cancel
Figura 5,15. Ventana de configuración de una expresión.
170
En la Figura 5.16. se muestra cómo funcionan las integrales con el encendido
activado.
í"~ Lookout (Procoss! •] (Control Panel]
Bit Intert Ob&í Mange Chaire Opta* Atuns l'Avfcm HdpEES
Figura 5.16. Pantalla con el funcionamiento de las integrales.
Para la animación de las válvulas de entrada y salida del jarabe se procede de una
forma similar insertando una expresión, la misma que tendrá el nombre de! objeto
que se utiliza para el encendido, con esto se despliega una ventana de configuración
de gráfico como se aprecia en la Figura 5.17 siguiente.
Display logical Signa!
r—f~* Standard
Figura 5.17. Ventana de configuración de animación de gráficos
En la Figura 5.17 se muestra la ventana de configuración de la animación. En esta
ventana se puede dar animación tanto a gráficos estándar o diseñados. Además,
puede dar animación de texto cuando el botón en este caso este encendido o
apagado, esto se muestra en la Figura 5.18.
[— C" Standard
-t* CustotnOn Off
On Off
-& Text -
n: (EJECUTANDO PROCESO
üfc (PRESIONE EL BOTÓN D)E EN CE
I OK ! Cancel
Text color
Background color
jIOIOHMHDi~ Background slyíe-
r pialer InsetC Rectangle(•" Transparent
- Fíame st^le
C BlackP Whiteí7 None
- Text ¡ustificalion ,
left F centeied C tight |
Font.. |
12 DtArial Bold
Figura 5.18. Ventana de configuración de animación de texto
172
En la ventana de la Figura 5.18 se puede configurar: el texto cuando el objeto este
encendido, el texto cuando esta apagado, al igual que el color, tamaño del texto;
además del estilo y posición del contorno. Teniendo todo esto configurado en la
Figura 5.19 se puede apreciar lo efectuado anteriormente.
ENCENDIDO
OEJECUTANDO PROCESO
Figura 5.19. Pantalla con la animación de gráficos y texto.
La animación del sensor y la electro válvula tendrán comunicación con ios
dispositivos reales por medio de un PLC. La comunicación y la configuración entre el
programa Lookout y el PLC se detallará posteriormente.
En este ejemplo el tiempo de permanencia de líquido en el tanque es indicado por un
temporízador y se crea con el menú Object, submenú Créate. Al desplegarse la
ventana de los objetos se escoge la opción Timer y se escoge DelayOn. Después se
despliega la ventana de localización del objeto. Al aceptar aparece la ventana de
configuración del DelayOn como se muestra en la Figura 5.20.
173
Créate DelayOn timer:
Mame: |Timer1
On/off sígnal =
Tímer delay = |08:(ÍO:00
Displacióme: HH:MM:SS
Cancel Help
Figura 5.20. Ventana de configuración de un Timer DelayOn.
En la Figura 5.20 se configura el Timer con el nombre, la señal de inicio, la señal de
apagado y el tiempo. Después de aceptar se despliega una ventana donde se
configura el estilo y color del contorno, el tamaño y el color de ios números como se
muestra en la Figura 5.21.
Display timer: Timerl
Text color
Background color
Justífy left
FonL.. DtArial Bold
- Background style-
f PíateC Inselr* ReclangleC Transparent
Jusliljp centered C Juslifynght
-Framestyle-
r Blackr Whitef*" None
Figura 5.21. Ventana de configuración del estilo de un Timer DelayOn.
La comunicación con otras pantallas se la realiza creando botones de Regresar o de
Continuar. Para crear el botón se debe escoger en el menú Object submenú Créate.
AI desplegarse la ventana de los objetos, se escoge la opción Control y se elige
PushButton. Después se despliega la pantalla de localización del objeto. Al aceptar
aparece la ventana de configuración del botón como se muestra en la Figura 5.22.
Select Location for new object: [X] Créate pushbutton
Inserí objectinto: NewFoIder
-M PAPA
Cancel
Ñame: ¡Regresar
Butlontexl: ¡REGRESAR]
Vefify on = j_
r Posítion soufce
í7 Local
í* Remote
URL:= I
P" Lafch output
r DDE-
íopic:
I teñí:
Control securitv level: ÍQ p" Log events
Cancel I Help I
Figura 5.22. Ventanas de creación y configuración de un Pushbutton
En la Figura 5.22 se muestra ia configuración del botón, en esta se debe incluir un
nombre para reconocerlo, el texto del botón, su posición y su nivel de seguridad.
Luego de aceptar la configuración se despliega una nueva ventana donde se
configura e! estilo del botón, el color del fondo, el tamaño y el color de! texto, esto se
muestra en la Figura 5.23.
175
Display pushbutton: Regresar
Text color
rumc
Justífi'Ieft <** Justify centered O Justify ríght
10 DtArial Bold
Useasdefault
Figura 5.23. Ventana de configuración de estilo de un Pushbutton
Para poder comunicarse con otra pantalla u hoja de trabajo debe estar creada
anteriormente. Estas son creadas o insertadas con el menú Inserí en la barra de
herramientas, en la opción Control Panel, de esta se desplegará una ventana similar
a la Figura 5.3. Configurada esta ventana aparecerá la hoja de trabaja similar a la
Figura 5.4. En la nueva pantalla se crean también gráficos, expresiones, texto y debe
crearse un Pushbutton para poder comunicarse con la otra hoja de trabajo o pantalla.
La comunicación se la realizará en el menú Object, submenú Edit connections,
donde se despliega una ventana de localización de los objetos que desea conectar.
En esta ventana se escoge la hoja de trabajo o pantalla de enlace con el botón
(Regresar o Continuar). Esto se muestra en la Figura 5.24.
176'f
Edil object connections:
locatiorc |"X Unrverse
B ÍS NetworB-S PAPA
SAIarm
EncendidoPandl
^> Regiesar
QK Cancel
Figura 5,24. Ventana de elección de la Pantalla a ser conectada.
Después de escoger la pantalla que se desea conectar, se despliega una ventana de
conexiones de ia Pantalla, esto se muestra en la Figura 5.25.
Panel2 connections [X]r
1
!
!
f- 1 . i
Wrítable mernbeis;
,y actívate
ÍJ" maxímize
¡5 minimize
Sprint
¡J Width
actívate
DaneI2.activate = ¡Regresar
Exísting connectíons:
£
I
@
1
1
actívate
SelectobjecL.
Accept
!>:Exisling logícal conneclion Comedión accepted
Tags; Pushbutlon
Itr \TP Univetse
i'-ígí íSystem
B'18, Piocessl
S jJ JAIarmS-$Í- Encendido
: •$& Integral!
••-•Sfji' Panel!
!"-*5Si' Panel2$$ Regresar
n
— 1
rrrj
PathMode (Relatíve j-J
Tontents (readablej: logical
¡3" (implícít)
lí graphic! - graphicN
1 snapDelay
¡S"1 valué
Paste Regresai
•" dear |
Quil
Help
Figura 5.25. Ventana de configuración de enlace.
En esta ventana se escoge las opciones de presentación de la pantalla seleccionada,
en este caso "actívate". En la parte inferior se escoge el objeto de enlace con esta
pantalla, en este ejemplo es el botón Regresar. Luego se presiona el botón "Accept".
Si la conexión fue realizada exitosamente, en el bloque de "Existing connections"
aparecerá la opción escogida de enlace, y en la parte intermedia saldrá el mensaje
de Conexión aceptada.
Para poder apreciar los cambios hechos en la pantalla, en la Figura 5.26 se muestra
la pantalla de muestreo terminada.
toohout - {Procesal •] [Control PaneIJ
Figura 5,26. Pantalla final del ejemplo del muestreo.
En los procesos es necesario tener sonidos y animaciones especiales de gráficos
para indicar alarmas y para mejor visualización de movimiento de un objeto. Estas
178
opciones se crean con el menú "Object", submenú "Créate", en la opción Multimedia.
La configuración de estas opciones es similar a las indicas anteriormente.
En ciertos procesos el control y monitoreo debe ser restringido, de tal forma que se
debe crear claves de acceso para todos los usuarios. Estás claves poseen niveles de
segundad en una escala del 1 al 10, que impiden el acceso a ciertos botones o
pantallas de otros procesos. Estas seguridades se las crea en el menú Option,
submenú User Manager, como se muestra en la Figura 5.27.
En la Figura 5.27 se muestra todos los usuarios y grupos de usuarios que pueden
acceder a los procesos. Para crear un nuevo usuario se escoge del menú User, los
submenús New User Account o New Local Group, con lo cual se despliega una
nueva ventana para crear el registro de Usuario; esto se muestra en la Figura 5.28.
¡>? National Instruments User Account Manager |- |¡n|[x]
User Pcüaes Options Help
Usemame | Futí Ñame
¿P¿ Administrator
[rj Guest
1 Descripíton
BuiMn account for sdministering user sccounts
Buittin account for granting guest access to the system |
KiH mi i| i>!,
Groupname
^Admirásirators
• Guests
^Operators
^^rstem Operaíors
Description 1
Members can fuliy admosíeruseraccounis
Members have guest access to the system
Members granted general access to the system
Members granted system-ieve! access io the system
Figura 5.27. Ventana de creación de usuarios.
179
New User Account
Username:
Full Ñame:
Garios OK
ICarios Tenorio
Descríption: jOperadordel módulo de botellas llenas
Password: I*»»»*
Cancel
Help
Confírm i xitxxx
Password: j
Security Level: ¡5
Minutes idle until logoff; Fj
(• Password Mever Expires
C Password Expires In
Account Disabled
Days
Figura 5.28. Ventana de registro de usuarios.
En la Figura 5.28 se ingresan todos los datos del usuario, su clave, el nivel de
seguridad, el grupo al cual pertenece y el tiempo de expiración de la clave.
Para conseguir que se active una pantalla al iniciar un proceso se configura la
pantalla de inicio. Se la realizará con el menú "Object", submenú "Edit connections",
donde se despliega una ventana de localización de los objetos que desea conectar.
En esta ventana se escoge la hoja de trabajo o pantalla de inicio. Después de
escoger la pantalla que se desea iniciar, se despliega una ventana de conexiones de
la Pantalla, igual que en la Figura 5.24. Se escoge "maximize" y en la conexión se
escribe la palabra TRUE. Si fue exitosa la conexión en el bloque de conexiones
existentes aparecerá la palabra máxime; esto se muestra en la Figura 5.29.
180
Inicio connections fX]. Sdect membec - — - • • - --• - -
j Wrtahfe rnembef c Efástíng connecfofw:
I
y actívale ¡
3" maxirrize3" rránirráze
Hl
!l
_t
3¡
_ 5dect ) jmaxlmlze
-ídamasmize * JTRUEEMíting logical conneclion
Tags:
Setecl objed... |
actívate
---
PathHode; iRelatíve
^
1In: |y Univeise -•[ - , . , , , . ,
i r — 1 Contente (leadablej:
I: Jí BotelaíVaa'aíCallPb \*' f¡^ CalderosCalPb ~;... -ífít ContinuarCallPb'•• •${»' Inicio¡ •-<$. MuesIteoCaSPb1 ^PRINCIPAL
<jj tójí íAIarm fatójj- BoíeflasUenaíCaHPb M
. Ul- SoteBaA'aciaiCalPb J í¡Sjfr CddeiotCaJlPb ' — •¡$jl> CwitlnuafE^alPb
1 tójj- Inicio Jv|
iÍ\ \m
'
Accepl 1
j aea j
tOutt 11
H¿P |
Figura 5.29. Ventana de conexiones para configurar una pantalla de inicio.
El aspecto de las pantallas se configuran de acuerdo a los niveles de seguridad, por
ejemplo, si va ser manejada por un operador la barra de menú no debe aparecer;
además, no tendrá acceso a cambios y tampoco a salir del programa si no es
autorizado. Todas estas configuraciones se las realiza con el menú "Options",
submenú "System", en la cual se despliega una ventana que se muestra en la Figura
5.30.
System Options
lf jecmilji levd ii bdow (G-9);
¡6 Lookout witf always be maxíméed
i ¡G Ut« canrxit wAch to ano(he< piogíam
j JÉ Menú bar wíH not be visible! i —
i |B Menú and Ufe barí wi not be visible
(6 LJmit adfya popupt lo: [~fO [1-93]
i Jf> Uiet cannoí acknowledsje alaros
[B U íet cannot exí Lookout
j- VilualKeyboaídPopsUpOn — — i
| r Ueft Moute Cfick T RightMouseCKck i
Log
Compufei Mame: JTesís
r CüaddDatábase---—
j Deíaull Computen ¡Tesis
i DefaohPalh: Jc:\archÍvos de programa\natíonal Instruments
Figura 5.30. Ventana de configuración de pantallas para los usuarios.
Password:
Domain: Local
f~" Setasdefaultlogin user
LogOff OK Cancel
Figura 5.32. Ventana de seguridad para el acceso al programa.
Para que esta ventana no aparezca en el inicio y solo pueda ejecutar un usuario se
debe activar la opción Set as default login user de la Figura 5.32.
Con los pasos indicados el programa de Lookout está configurado y listo para
funcionar como un sistema SCADA,
5.2.2 COMUMCACIÓN DEL PROGRAMA LOOKOUT CON LAS ESTACIONESREMOTAS PARA EL SISTEMA SCADA
El sistema SCADA diseñado emplea una red LAN en estrella para la comunicación
con los lugares remotos, en una arquitectura Ethernet como se muestra en la Figura
5.33.
PC
II -Hl r-l! rH Mi rHr H .
Mbmentum Ethernet " ^ Cbntrolador Univ.
Figura 5.33. Sistema SCADA utilizando un red LAN en estrella.
En el sistema SCADA se empleará el protocolo industrial Modbus, que tiene
direcciones establecidas de entradas, salidas discretas, registros de entrada o salida
de un PLC, RTU u otro dispositivo, las direcciones más comunes que utiliza este
protocolo son las 400001 a las 465000 que son registros de lectura y escritura. Este
protocolo puede enlazarse vía serial, ethernet o plus network.
El sistema SCADA es el encargado de controlar y monitorear los siguientes procesos
de la planta de embotellado de gaseosas de la empresa INDUQUITO:
5.2.2.1 Detección de envases vacíos y llenos.
En la detección de envases vacíos se realizó la comunicación entre los programas
Lookout y LabVIEW, utilizando la opción Data Socket incluida en las librerías de los
dos programas. Esta comunicación se la debe realizar cargado los dos programas.
La comunicación se la realiza entre objetos de los dos programas, por ejemplo, para
un botón de la pantalla creada en Lookout que se desea comunicar con el botón que
activa un algoritmo en LabVIEW, hay que ubicarse sobre el botón del LabVIEW, dar
un click derecho y desplegar un menú donde se escoge la opción "Data Socket"
como se muestra en la Figura 5.34.
Reíñiblalize,fco. Defauit Valué,! Make Currerífc Valué Defauit
Figura 5.34. Elección de la opción DataSocket.
donde se puede buscar directorios o archivos,
• Publish envía los datos del programa LabVIEW al panel de control del
programa Lookout a través del DataSocket Server.
• Subscribe recibe los datos del DataSocket Server que provienen del
programa Lookout y muestra en el panel de control del programa LabVIEW.
Publish and Subscribe permite recibir y enviar datos tanto del programa
LabVIEW como del programa Lookout.
• Enabled hace que la conexión DataSocket del panel de control este
habilitada.
185
En ei ejemplo anterior se unió el botón Prendido Botellas 200cc Tropical del
programa LabVIEW con el botón de encendido 1200ccvitr del programa Lookout.
La pantalla de diálogo Browse for ítem para el ejemplo se muestra en la Figura 5.36.
Browse for ítem (Xj
i j fi-43íiivi i H- 'ójj' 120
i ! ! 1 T! ! | ; 1.9i i i H- í
1 1 : Tí i .fii...)íi;, I?n
Browse host:J
trCaÜPb |*gj DKDccviEr(implicit) Cancel
graphic C2»
PolipollRatepropertiesresetresetValue
il @í
Reftes^i
URL: jíookoufcWocalhosftBOTELLASLIENASVEOOccyitr. valué
Figura 5.36. Pantalla para escoger el objeto a conectarse.
La pantalla de configuración del DataSocket para el ejemplo queda como se muestra
en la Figura 5.37.
H DataSocket Connection mConnect To:
IJípc://localhost/Wabional Instruments. LookoutOPCServer/\\.\.
f
C Publish
'(* Subscribe
f Publish and Subscribe
Change Remove
p" Enabled
Only enabled connectíons publish and/orsubscribe data when VI runs.
Cancel Help
Figura 5.37. Pantalla de configuración de DataSocket.
186
Una vez realizada esta conexión entre los dos programas, se puede identificar si se
realizó o no dicha comunicación con un ied indicador que se ubica a un lado del
botón u objeto enlazado en el programa LabVIEW.
La comunicación del sistema SCADA se lo realiza mediante el protocolo TCP/1 P, por
ejemplo, para comunicarse con el módulo de botellas llenas se tiene que los objetos
a ser conectados deben seguir los siguientes pasos.
En el programa Lookout en el menú Object, submenú Edit Connections se escoge el
objeto que se desea conectar. Al presionar sobre el objeto se despliega la pantalla de
conexiones como se muestra en ia Figura 5.38.
1200ccvitr connections [X j
n 1 t h
WrHable members: Exlsting connections:
5p propefüies
ir ponÜP polIRate¡T resel¡T resetValue¡J"1 valué
Select |]vaiue
valué
Select object...
Accept20Qccvk valué = |V\PÁPA\BQTELL
Existíng loglcal comedión
Tags: unknown
fn: rX Uníverse •"•]
; ; a <§&• llvihCallPb i-*}!| i B-S5í I200ccv¡trI ; i ;--{£) propeities f-^\í 1200!M É I200s-• \ti '•• É-íSi1 J20Qvich1CallPbi i ffl-jflt. l200v¡chCaIIPb Si
<¿\; tj LÜi
ASLLENASM200ccvitr.value >:
PathHode: | Relativa jj
^ontents [readablej: bgioal
!¡P* graphic |ÁJV poli ^1& polIRate nr resel =¡^ resetVabe |j
3P ffiffi tíl
Paste | \\PAPA\BOTELLASLLEMASM200cc
•* Qear
Quit
Help
Figura 5.38. Pantalla de configuración de conexión de objetos.
En la pantalla de la Figura 5.38 se muestra la configuración para la comunicación
entre dos objetos del sistema SCADA. En esta pantalla se escoge la opción "valué"
que es la acción a tomar sobre este objeto. En ia Red se ubica el proceso y el objeto
187
de! sistema SCADA que se desea comunicar. Además se escoge la opción "valué"
del objeto conectado y se acepta la conexión. Esta se puede verificar en el bloque de
conexiones existentes que sale en esta pantalla.
La comunicación de otros objetos es similar a la descrita anteriormente, estas
comunicaciones fueron empleadas también para el módulo de botellas vacías.
5.2.2.2 Maestreo de jarabe
La comunicación del sistema SCADA en este proceso se ia realiza mediante el
protocolo Modbus vía Ethernet TCP/1 P. El control se lo realizará a través de un PLC
indicado en el Capítulo 3 dedicado a este proceso.
El PLC debe poseer una dirección IP para la comunicación con el sistema SCADA.
La dirección IP se declara en el programa Concept 2.5 en el menú Proyecto,
submenú Configuración del PLC en la opción Ethernet/Explorador de E/S. Se
despliega una pantalla donde se ingresa la dirección IP del procesador y de sus
salidas si fuera el caso como se muestra en la Figura 5.39.
Ethernet / Explorador de E/S
Configuración Elheinet——— —-——-—• ——
F Especificar cfreccióh )P Dirección Internet |127A0.1Íf* Usar servidor Bootpf Desactívar Elheineí
Mascara Sübnefc j 255.255.255.0
O.ü.0.0
¡~Configufación de Expbrador de E/S:--———-— —
MódubMaster(Slot) J17] CCC38030-IEC
Módulo de estado funcional flX/KJ:
¡ r Módulo de cfiagnótfco [3-Í/4XJ:
Importar
12
3
4
5
6
7
8
9
10
U
iL
Dirección de SlaveIP
•^
•*
^•*
~
*
'^~
-J-
„,
ID deunidad
Timeout deíerturbadór
/™-%
Tasade
Tipo deunión
-•
•*-
•*•
-
--•
T-
""
-J-
^
Leer Ref . deMaster
Leer Ref , deSlave
Leerlongitud
ÚltimoValor
/Cnl-.. .1
--•-
•
~
-•-^f
_I_
Escribir Ref. EstdaMaster c
•±
Figura 5.39. Pantalla de configuración de direcciones IP del PLC.
188
El enlace de los datos del PLC con los del programa Lookout se realiza mediante las
direcciones recomendadas por el PLC en su partición de memoria, tomando en
cuenta las entradas y salidas del mismo. La programación del PLC se realizó en el
programa Concept 2.5, en el cual se puede declarar las variables a utilizarse con las
direcciones reales del PLC, como se muestra en la Figura 5.40.
Editor de var
l Tipo
(*" Variables1
C Constantes
BMBHISfflBHHHM ISiS !ffljjjHSffijiBBafefiíKI ^M L-
Buscar /Insertar j
Buscau'R eemplazar
•el xn, ,
i2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
IB
19
20
21
22
iLJ
. Exp
01
¡ao
! oi o_jJ3
510í £33í a)\i nt a
' í ajo)O
7L9Lmlaa01ao
Nombre de variable ;
auxiliar
AUXTIMER
CONTADOR
CONTADOR 1
ENCENDIDO
ENCENDIDO 1
MUESTRA
PRESENCIA
SALIDA!
ISAUDÁZSENSOR
TIMER
TIMER2
TTMER3
TU<1ER4
TIMERS
E ÍCEH
t3
VERON
Tipo de datos
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
BYTE
BYTE
TIME
T
--
-r
Dirección |
L ..._ _
100003
100001
000001
100004
000002
000003
100002
" '
400001
400003
400002
Va!, ¡nidal Usado ¡|
s3 !
2 !5 I4 !; i
1 12 |i 1
2 í..i !1 i4 í3 1
2 j
2 !
2 i
2 i
11 i
1 1
i
!
±J
¿\l
Cancelar Avuda
Figura 5.40. Pantalla de declaración de variables.
En el PLC se tiene las direcciones: Ixxxxx que son las entradas físicas, las Oxxxxx
son salidas físicas y las 4xxxxx son registros de entrada y salida. La comunicación
desde el Lookout para controlar se la realiza utilizando las direcciones 4xxxxx y para
el monitoreo con las direcciones de entrada y salida físicas.
189
Al programa del PLC para el muestreo de jarabe descrito en el Capítulo 3 se
aumenta la parte de comunicación como se muestra en la Figura 5.41.
ENCENDIDOI TIMER4
-VI-
TON
EN EDO
IN Q
PT ET
SBJSOR
—I/H
TON
EN ENO
IH 0
PT E-T
TON
EN ENO
EM B10
IN Q
FT ET
TJWER2
-o—
BOOLJQ_9YTE
EN ENO
IJFgftl
Figura 5.41. Programa del PLC para muestreo de jarabe con comunicación.
Los bloques remarcados son los que permiten la ^comunicación con el programa
Lookout. El bloque BYTE_TO_BOOL es el encargado de recibir el dato desde ia
dirección 400001 declarada anteriormente (ver Figura 5.40) y convertirla a una
variable discreta para activar una salida auxiliar. Esta salida será colocada en
paralelo al encendido físico dentro del programa.
190
El bloque BOOL_TO_BYTE permite convertir el dato de determinación del tiempo de
reposo de 8 horas a una variable (t3 en la dirección 400003), para mostrar en el
programa Lookout.
La salida MUESTRA ubicada en la dirección 000001 y el encendido 100001 se
envían a! programa Lookout para monitoreo.
En el programa Lookout se debe crear el protocolo Modbus en modo Ethernet en el
menú Object, submenú Créate en la opción Drivers y se debe configurar el enlace
como se muestra en la pantalla de la Figura 5.42.
Revise Modbus Secondary
Ñame:
- Communication Setángs-
IPAddress: |l 27.0.0.1
Mode: j Modbus Ethernet -|
Reliy attempts:
Receíve timeout: [500 msecs
OK
Cancel
Defauits
Advanced...
Help
Figura 5.42. Pantalla de configuración del protocolo de comunicación Modbus
En la pantalla de la Figura 5.42 se tiene las opciones de poner nombre, ei modo del
protocolo Modbus y lo más importante la dirección IP del PLC que se desea
comunicar, así como también el número identificador, reintentos y tiempo de
recepción.
19]
Con la dirección IP declarada se configuran los objetos con las direcciones
adecuadas. Para esto se emplea el menú "Object", submenú "Edit Connections". Se
despliega una pantalla en la que se debe escoger el objeto que se desea monitorear,
por ejemplo, el botón de encendido que se muestra en la Figura 5.43,
Enccndidojl conncctions
Encendídojl .valué =
Exíiting bgical connectíon
lM°dbus;uQoooi__~^~ ' i>>|Clear
Tags:
Unrverse
Hodbu» psth ModK ¡Relative
—I Conlents {readabte): Jogícal
'•••-$& ¡afabe,-$& JARABECalPbi ^ media;-v^i- mediaCaEPb
',-$& mini!• miniCallPb
000001-065000
1-9999100001-16500010001-13999300001-365000
30001-33999
Paste Modbusl .000001
Sí
Qi*
Hdp
Figura 5.43. Pantalla de configuración de conexión del botón Encendidojl.
En la pantalla de la Figura 5.43. se escoge la comunicación del botón Encendido con
el protocolo Modbus en la dirección 100001 que corresponde al encendido físico del
PLC. De igual manera se hace con todas las entradas y salidas físicas que se desea
monitorear.
Para realizar el control sobre una variable desde el Lookout se elige la opción
Modbus desde el menú Object submenú Edit Connections y se despliega una
pantalla como la mostrada en la Figura 5.44.
Modbusl conncctions |X|i- T 1 1.
|
i
1
|
iL
K
[
i
Wiitabfe membeti: Eattiig comeclíons:
T OOQ001-QG50QQ (AJ|
y 400001-465000 ~T1 400001 .1-455000.1 6** 40001-43999¡J* 40001.1-49999.16 R¡
Seled ||4D0001.1
PoÜHate
Sdect objecí... 1
| Acceptlodbusl. 400001.1 = (Encendida)!, valué j>
ExWmg fogtca! conneclione- i -
Tags: ActíveXContiof
Irí U? Uníveise _^j
; Eá-^f Encendido! (AÍ[; & Encendido2
'. 5 •íB)' Encendidq"í E • ípjt Encendídql <ni; ^ Encendido¡2; EB ^Jf Encendidq3: & í i Encendido¡4; ¿ -^f Encend¡do¡5 __; & ••&}• EncendidojE Mi
PathMode: ¡Relativa jj
Dontents [teadable]: [oglcal
iy graph'c \*%\ poH
3" poflHate p
3" ieset M¡5" reseWalue 1. j
^ffiía yPaste Encendidoíl.vdtJe
1 0» |
Qut
. Help
Figura 5.44. Pantalla de configuración del protocolo Modbus.
En la pantalla de la Figura 5.44 se configura el objeto que se desea que tenga la
dirección 400001 declarada en el PLC y que estará colocada en paralelo al
encendido físico, para poder controlar tanto desde la computadora como desde el
panel de control.
5.2.2.3 Muestreo de gaseosas
La comunicación del sistema SCADA en este proceso se la realiza mediante el
protocolo Modbus vía Ethernet TCP/IP. El control se lo realizará a través de un PLC
indicado en el Capítulo 3 dedicado a este proceso.
El PLC debe poseer una dirección IP para la comunicación con el sistema SCADA.
La dirección IP se declara en el programa Concept 2.5 en el menú Proyecto,
submenú Configuración del PLC en la opción Ethernet/Explorador de E/S. Se
despliega una pantalla donde se ingresa la dirección IP del procesador y de sus
salidas si fuera el caso como se mostró anteriormente en la Figura 5.39.
193
El enlace de los datos del PLC con los deí programa Lookout se realiza mediante las
direcciones recomendadas por el PLC en su partición de memoria, tomando en
cuenta las entradas y salidas del mismo. Las direcciones de entrada, salida y
registros del PLC son ingresadas de manera similar a las descritas en el proceso de
muestreo de jarabe.
En el programa del PLC para el muestreo de las gaseosas descrito en el Capítulo 3
se aumenta la parte de comunicación como se muestra en la Figura 5.45.
.2.24
BYTE_TO_BOOL
auxilia rl
ENCENDIDO ' ' CONTADOR] ' " AUXT1MER1 1 f\1 . . I/ 1 .
auxiliar!
FE
AUXTIMER ' ' CONTADOR1 I /Ii . . 1' 1 .
t#0.20st>
FE
TIMER " " PRESENCIA
CONTADOR
PRESENCIA ' ' TMEF. ' CONTADOR " C1 ! 1 *\.
FE
CONTADOR
. . . . .
CONTADOR1
I
^^
I 2 1Q
TON
IN Q
PT ET
[ 2 23
CTU
CU 0
R
ONTADOR11 f\1
]J2_4
CTU
CU Q
R
PV CV
CONTADOR!
Figura 5.45. Programa del PLC para el proceso de muestreo de gaseosas.
194
Los bloques que permiten la comunicación con el programa Lookout son: el
BYTE_TO_BOOL que es el encargado de recibir el dato desde la dirección 400001
del protocolo Modbus que corresponde al encendido en el programa Lookout Este
activará una salida auxiliar y uno de los contactos de esta salida será colocado en
paralelo al encendido físico del PLC.
Las salidas: SALIDA1 y SAL1DA2 están ubicadas en la dirección 000001 y 000002
del PLC y el encendido en la dirección 100003 se envían al programa Lookout para
monitoreo.
La variable "conta" que se muestra en la Figura 5.45 recibe los datos del contador de
muestras tomadas y los envía al programa Lookout por medio del protocolo Modbus
con la dirección de registro 400005.
Las direcciones de las entradas, salidas y registros se declaran según el orden que
desee dar el programador dentro de los rangos permitidos por cada PLC.
En el programa Lookout se debe crear el protocolo Modbus en modo Ethernet con el
menú "Object", submenú "Créate" en la opción "Drivers" y se debe configurar el
enlace, como también la dirección IP del PLC, similar a la mostrada en la pantalla de
la Figura 5.42.
Con la dirección IP declarada se configuran los objetos con las direcciones
adecuadas con el menú "Object", submenú "Edit Connections". Se despliega una
pantalla en la que se debe escoger el objeto que se desea monitorear, por ejemplo
el contador de muestras que se muestra en la Figura 5.46.
195
conta connectfons |_X|
|
i
t
r
L
„ , ,
Writabte membeiK Exístíng connections:
¡y enable^resetíy resetvalue3" valué
Setect j ¡valué
Seleclob¡ect... 1
Acceptx>nta.vabe = jModbusl .400005 ;>;
Extst'mg íext connedion
Tagc Modbus PathMode: |ñelafivs jj
fn: ly Uníveise •*" 1 ~ . . , , , , ,1 ' — 1 Conlenls (readable): numeiic
: i"^ InlrodLiccion j^j! ; ¡atabe
1 |--^S> JARABECallPbÍ \--f^ medíaI \--fj$ mediaCallPb; ! -- íSi- rniní E^: • -$$ míniCallPb1 r-gty Modbust! \-lBí Pioe! Si
y 100001-165000 tóly 10001-19399 .S'y 300001-365000S" 30001-39399y HililiMBMifAM¡¡f 400001.1-465000.16 g|
Paste | Modbusl. 400001
3 Cleat |
Quft |
Heb 1, ,
Figura 5.46. Pantalla de configuración de conexión del contador de muestras (conta).
En la pantalla de la Figura 5.46 se escoge la comunicación del contador de muestras
con el protocolo Modbus en la dirección 400005 que corresponde a la variable
"conta" de! PLC, que envía el valor de muestras que han sido tomadas..
Para realizar el control sobre una variable desde el Lookout se elige la opción
Modbus desde el menú Object, submenú Edit Connections y se despliega una
pantalla en la que se configura e! encendido del módulo que se desea que tenga la
misma dirección 400001 declarada en el PLC y que estará colocada en paralelo al
encendido físico para poder controlar tanto desde la computadora como desde el
panel de control. Esto se configura de manera similar a lo mostrado en la Figura
5,44.
5.2.2.4 Dosificación de químicos en los calderos
La comunicación del sistema SCADA en este proceso se la realiza mediante el
protocolo Modbus Ethernet. Por lo tanto se requiere que el PLC tenga una dirección
196
IP para la comunicación con el sistema SCADA. La dirección IP se declara en el
programa Concept 2.5 como se mostró anteriormente en la Figura 5.39.
El enlace de los datos del PLC con los del programa Lookouí se realiza mediante las
direcciones recomendadas por el PLC en su partición de memoria, tomando en
cuenta las entradas y' salidas del mismo. Las direcciones de entrada, salida y
registros del PLC son ingresadas de manera similar a las descritas en el proceso de
muestreo de jarabe.
En el programa del PLC para la dosificación de químicos en los calderos, descrito en
el Capítulo 3, se aumenta la parte de comunicación como se muestra en la Figura
5.47."
Los bloques que permiten la comunicación con el programa Lookout son: el
BYTE_TO_BOOL que se describió anteriormente y las válvulas ubicadas en las
direcciones 000001, 000002 y 000003. Las direcciones de las entradas, salidas y
registros se declaran según el orden que desee poner el programador en los rangos
permitidos.
En el programa Lookout de manera similar a los anteriores procesos se debe
configurar el protocolo Modbus en modo Ethernet, donde se configura la
comunicación y la dirección IP del PLC, mediante una ventana de diálogo similar a la
mostrada en la Figura 5.42.
Con la dirección IP declarada se configura los objetos con las direcciones
adecuadas con el menú "Object", submenú "Edit Connections", de la misma manera
que los procesos anteriores con la pantalla que se mostró en la Figura 5.43 para las
variables de monitoreo, y la Figura 5.44 para las variables de control.
197
ENCENDIDO TUIERl ftUXILWRl
M ^i . . \nairlltgrcl
AUXILWR1
M .
•
•
' '
AUXILWR1 TWERj ' VALVUIA1
T1UER2 VÁLVULA
TIUER3 ' VALUUIA3
AUXILWR1
AUXILWR2 TIMERS
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F
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F
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1 l/l
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TOH
EH EHO
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PT ET
1 1 3
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1 1 9
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1 1 1D
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<J.1.
prieta >
TIUERI
TIUER2
TIUER3
f
—
-
HYTEJTÜJOOL
EHO
O—
O—
O—
Figura 5.47. Programa del PLC para el proceso de dosificación de químicos en los
calderos.
198
5.2.2.5 Control de Temperatura del vapor de salida de los calderos
El sistema SCADA se comunica con el controlador UMC 800 mediante el protocolo
Modbus vía Ethernet TCP/IP. El controlador UMC 800 se comunica por medio de
una tarjeta convertidora de Modbus vía RS-485 a Modbus vía Ethernet TCP/IP
incluida en uno de los slots del controlador como se muestra en la Figura 5.48,
Ethernet Communications
N ^ & ^
Ethernet HudRJ-45port.lQBase-T
UMC 800
UOC'S
RS-485
RS485/Modbus RTU conneclion lo UDC's. VRX's. UMC's. DPR's, DR's
RS-485 conneclion lo product serial slave port
Ethernet Brfdge Card
• Placed in UMC800, VRX180. or DPR180/250 card slot• RS485 port cormecls to RS 485 serial port of controller/recorder• Supports múltiple producís vfa RS-485/Modbus RTU (i 6 uníts)
RS485 Modbus Master port
Figura 5.48. Comunicación del controlador UMC 800 con el protocolo Modbus vía
Ethernet TCP/IP,
El programa del controlador para este proceso de elaboró en el programa LeaderLine
Control Builder. Las direcciones IP para este controlador y sus módulos secundarios
son dados en este programa con el menú "Communication", submenú "Setup", donde
se despliega una pantalla de configuración como la mostrada en la Figura 5.49.
199
Communication Setup
-ru
r Señal
f Modem
í-1 Elhetnel
rCo
f
í
f
f
r Comm Port-
COMÍ
CGM2
CGM3
CÜM4
rBaudRate—
C 9BQO
P 13200
r 38400
Advanced.
Cancel
r Telephon¿i SeUlngs-
Carmecticri timeout J 3 Q m i n u t e s
Protocol Instiument Modbus Addiess Jnstrument IP Addiess
|Modbus(R]RTU F
Figura 5.49. Pantalla de configuración de red del controlador UMC 800.
En esta pantalla se escoge el protocolo a usarse, la dirección IP y el instrumento que
se designa a la dirección. En este caso el instrumento uno es el controlador, los
módulos secundarios o esclavos se configura desde el instrumento dos en adelante.
Al programa de control de temperatura del vapor del caldero mostrado en el Capítulo
3, se añade la parte de comunicación como se muestra en la Figura 5.50.
200
AI39 33
0201
®FAtL
M8S43 42
NO_SCAN
BAD_COM
•»EN2
».EN3
•- EH4
•. UVR4 RD4
-.
-
-
f i f iSPP4Q 39
SPP04Q
«-NSEG AUX
». rtSET STMR
»-AJOG STME
»rARSTRT PTME
•-GHOLD GHOLDl
«~"RESET READY
•-^HOLD HOLDI
«-AADV STOP!
i 1 I
i
•- FFV AL1
F* •- F?lAS
_ •. SWI ATI
.« •- MfRQl Mnr>F
~* W.BCI eco
4Í
H»
i
^
Figura 5.50. Programa del PLC para el proceso de control de temperatura del vapor
del caldero.
En la pantalla de la Figura 5.50 se incluye el bloque de Modbus Slave. En este
bloque se configura las direcciones de memoria del controlador para la comunicación
con el sistema SCADA.
El ingreso de las direcciones de las señales de entrada y salida del programa del
controlador que se desea controlar y monitorear se las realiza en sistema
hexadecimal. Para ingresar a esta configuración se presiona sobre el bloque y se
despliega una pantalla. Un ejemplo del ingreso de las señales de entrada al
programa que se muestra en la Figura 5.51.
201
Modbus Slave Function Block Properties [Xj j
Geneial Bead |v/iite
- Edit Oulput Pint
Output UsePin Register
1 RD1 I7
J RD2 F7
| RD3 P
j RD4 F
I
Address Register Function Sefect(he*) DataType Code Bit
2 |float jj JRead Holding Reg. (03h]jJ
P. ¡sínglebit j J JBeadCoil Status [Olh] _J
0 jfü-.f *| |ReadHc!íngFteg Í0?h) jj
« |M ^J iReodH^H^Mj
QK Cancel
Figura 5.51. Ventana de configuración de las entradas al programa del controlador
UMC 800.
Las señales de entrada al programa del controlador serán receptadas del programa
Lookout y leídas por el bloque Modbus Slave. De manera similar ocurre con las
señales de salida del programa del controlador. Un ejemplo de una señal de salida
es la del sensor de temperatura y se muestra en la Figura 5.52.
Modbus Slave Function B(ockPropertie¿>
Genera! | Read V/rite
r-EditlnputPins-
Input Use AddressPin Register {hex]
RegisterDaía Tiipe
FunclionCode
ffbat V] fieseí Múltiple Reg. (1 Oh)
_wj [Preset Múltiple Reg. (1 Oh)
Tj preseí MultipIeReg. [10h]
O [fbaí _rj preset Múltiple Reg. (1 Oh)
OK Cancel
Figura 5.52. Ventana de configuración de las salidas del programa del controlador
UMC 800.
El direccionamiento de los objetos y la dirección IP del controlador en el programa
Lookout se lo realiza de manera similar a los otros procesos. Para declarar la
dirección IP del controlador se escoge el objeto Modbus en el menú "Object",
202
submenú "Créate"' la opción "Driver", y para el direccionamiento de los objetos con el
menú "Object", submenú "Edit Connections", las direcciones deben ser iguales a las
declaradas en el programa del controlador.
5.2.2.6 Proceso de etiquetación
La comunicación del proceso de etiquetación con el sistema SCADA se la efectúa
por medio del protocolo Modbus Ethernet y se configura el PLC de manera similar a
los anteriores procesos.
En el programa del PLC las modificaciones son: la inclusión del bloque
BYTE_TO_BOOL para el encendido desde la computadora, y la variable indicador
que se coloca en la dirección 400001 para que se muestre en la pantalla de la
interfaz gráfica HMI.
Las direcciones IP son asignadas por el administrador del sistema.
5.2.2.7 Verificación dejabas llenas
El sistema SCADA utiliza el protocolo Modbus vía Ethernet TCP/IP para
comunicarse. El controlador como se dijo anteriormente utiliza una tarjeta de
conversión RS-485 a Modbus Ethernet.
El direccionamiento del controlador se realizó en el proceso de control de
temperatura del vapor de los calderos. En el programa para la verificación de jabas
llenas se añadió la parte de comunicación y se muestra en la Figura 5.53.
El direccionamiento de las señales de salida y de entrada al programa del
controlador se las realiza de manera similar a las descritas en el proceso de control
de temperatura del vapor de los calderos.
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1
Ha so
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slle
nas.
10 o.
oo
204
5.2.3 PRUEBAS DEL SISTEMA SCADA
Puesto que no se puede hacer pruebas reales con lo diseñado hasta que la empresa
decida hacer la respectiva inversión, se diseñaron algoritmos que en cierta forma
reemplacen la parte física de los módulos para poder simular y conocer que los
algoritmos diseñados de cada proceso funcionan y cumplen con los requerimientos.
La comprobación del sistema SCADA para este proceso se la realizó con dos
computadoras que actúan, la una como la central de monitoreo y la otra el módulo de
inspección. Para esto se conectó las dos máquinas como una red tipo TCP/IP. Para
la prueba se cargó en las dos computadoras el programa Lookout y en la
computadora que simula el módulo de inspección de envases llenos se corrió el?
algoritmo de prueba desarrollado en el programa LabVIEW. La pantalla de Lookout
para esta simulación se muestra en la Figura 5.54.
Figura 5,54. Pantalla en Lookout para prueba de identificación de envases llenos
En la pantalla de la Figura 5.54 se observa dos botones adicionales: "Superior" y
"Lateral" que serán los encargados de simular una falla en base a la cual se
procederá a retirar el envase defectuoso.
205
Estos botones se comunicarán por medio de la función DataSocket explicada
anteriormente con los botones de "Simulación de falla" del algoritmo efectuado en el
programa LabVIEW. Un ejemplo para los envases de 200 ce Crush Henos, donde se
muestran los botones de simulación de falla, se muestra en la Figura 5.55
error de entrada 2
.'status code'Prendido Botefla^jCOcc Crush vidrfo
I . O K i
Color Rojo
Color Neranja
Color Azul
Color Verde
Color Amarflo
. Cotor Negro
Cámara Superior Cámara Lateral
CS-Imagen cámara superior 2 ^ _ . fo???!1-cgm.ara. 1 ^ 3..
' "í);\rranc¡scoÜ66JPG~
Imagen cámara siperior
b¡\Francísco\96,;jpG
í •Imagen cámara lateral 2
I
J:\Frartcisco\I3I .JPG
Color Rojo 3
Cp|orNeran}a3
Cotar Aaul3
Color Verde 3
Color Amanto 3
Color Negro 3
Sftnuladón de f*Ra Shndadón de Falla
Cámara Superior Cámara Lateral'.-""••• ••'-'-_
Reset de Indicadores
Figura 5.55 Pantalla en LabVIEW para prueba de identificación de envases
En la Figura 5.55 se muestra los botones "Simulación de falla" que permiten ingresar
las imágenes defectuosas; es decir, se hace una simulación de envases con falla
para analizar en el programa LabVIEW.
El algoritmo para la inspección de los envases llenos y vacíos que simulará la falla
de un envase toma las imágenes del disco duró, suplantando a la cámara física, para
realizar el análisis respectivo. Un ejemplo del algoritmo de simulación para los
envases de 200 ce Crush llenos con la cámara lateral se muestra en la Figura 5.56.
206
rrn'H n'n:o n n n n n n n D C J D n n D n D o o n OTTOTI n ira nmnrüTrnDTrtrD j] s o:n:B:n_B_n_n_B trn o o D n D n n
Figura 5.56 Algoritmo para prueba de identificación de envases vacíos
En el algoritmo de la Figura 5.56 se puede observar que existe un botón llamado
"Cámara Lateral" con el que se simula al sensor de presencia que se necesita para la
adquisición. Dentro del lazo de caso se tiene un botón "Simulación de falla", el que a!
ser presionado, y mediante la función "Select", simulará una falla ordenando cargar la
imagen con falla. En caso de no ser presionado enviará a cargar una imagen de un
envase sin falla.
En este mismo lazo de caso se crea una sesión del IMAQ por medio de la función
"IMAQ Créate". Empleando la función "IMAQ GetFilelnfo" el algoritmo puede
establecer el tipo de imagen que se cargará, ya que el programa de IMAQ tiene que
reconocer al archivo que contiene la imagen para poder seguir con el análisis.
Después de establecer el tipo de imagen que se cargará, la función "IMAQ Cast
Image" configura el análisis para este tipo de imagen. Teniendo ia sesión y el tipo de
imagen definidos e iguales, se procede a leer el archivo desde la dirección que es
enviada por la función "Select" descrita anteriormente. Luego de tener la imagen se
procede con el análisis que se describió en el Capitulo 2. Para comprender y
visualizar el análisis de las imágenes se ejecutó el algoritmo de la simulación en el
programa iMAQ Vision Builder. Este programa es una herramienta del programa
207
IMAQ que ayuda a la visualización de los algoritmos, donde se ejecutó paso a paso
todo el algoritmo de simulación para los envases de 200 ce Crush llenas mostrado en
la Figura 5.56,
En la creación del algoritmo de simulación en el programa IMAQ Vision Builder, como
primer paso se carga la imagen desde el disco duro escogiendo la función "Get New
Image" en el menú "Image", esto se muestra en la Figura 5.57.
Figura 5.57 Pantalla dei programa IMAQ Vision Builder para la función "Get New
Image"
A continuación se procede a descomponer la imagen en el color análisis deseado
por medio de la función "Color Threshoid Manual" en el menú "Color" con los valores
de los colores básicos descritos en el Capitulo 2, como se muestra en la Figura 5.58.
208
Figura 5.58. Pantalla del programa IMAQ Vision Builder para la función "Color
Threshold Manual"
En el siguiente paso se eliminan los bordes con la función "Remove borders objects"
y removiendo las partículas pequeñas con la función "Remove smallobject" en el
menú "Binary", submenú "Adv. Morphology" como se muestra en la Figura 5.59.
í'oi'e'ar-IMAQT Vision> Builder
7T
t- H) -t *+
Figura 5.59. Pantalla del programa IMAQ Vision Builder para la función "Remove
borders objects"
209
Luego se procede a remover las imágenes que cumplan con el rango permitido del
nivel de llenado por medio de la función "Partióle Filter" en el menú "Binary". Si un
envase cumple con el nivel de líquido requerido la imagen desaparecerá, en cambio
si es un envase defectuoso permanecerá la imagen con la falla como se muestra en
la Figura 5.60.
Figura 5.60. Pantalla del programa IMAQ Vision Buiider para la función "Remove
borders objects"
Por último se verifica si existen imágenes en la pantalla; si es el caso, en el algoritmo
de simulación se emitirá una señal que simulará la salida de un envase y eso se lo
puede apreciaren la interfaz gráfica HMI.
Para simular las imágenes de la cámara superior se siguió un procedimiento similar,
y de igual manera para todos los tipos de envases tanto llenos como vacíos.
En los procesos que utilizan PLCs, se comprobó el funcionamiento de cada
programa en el simulador de 32 bits del programa Concept 2.5. Además, la
210
comunicación en el sistema SCADA se pudo probar a través de este simulador
utilizando la dirección IP del mismo. Este simulador se muestra en la Figura 5.61.
!J|PLC Sim32 TCP/tP: PAPA <127.0.0.1> O r" :®
STOPPED
State RAM
1:1 ffl
171 CCC 980 30-IEC Í9H
I )I/O Modules] Connections
Efiffllfi fiJHHffl EÜEffiH B
JHelp
\mmrn oooo |1:17 fflfflfflfi] HiailIJ HIEIIIS EEfflfflffl 0000)
0:1 DQDD nana annn DDDD o o o o j0:17 DOGO DGDD Duna DDDD OOOO |
3:1 <
3:2 <
I H o íI M o í
4:1 !••••••• 0 |
4:2 |im^mmmm o í
Figura 5.61 Simulador de 32 bits del programa Concept 2.5 para los procesos que
utilizan PLC.
Con el simulador de la Figura 5.61 se puede simular los pulsantes físicos que el
operador tendrá. Estos estarán ubicados en las direcciones 1:1 en adelante. Además
se puede observar como el programa se ejecuta dentro de un PLC real.
Para poder cargar ei programa realizado en laddder en este simulador se tiene que
correr el programa Concept, cargar el programa del proceso y seleccionar en el
menú "Online", el submenú "Conectar", con esto se enlaza el programa Concept con
el simulador. Para descargar el programa del proceso en este simulador se efectúa
desde el mismo menú "Online", pero en el submenú "Cargar".
La comunicación de este simulador con el programa Lookout se logró configurando el
protocolo Modbus con la dirección IP del simulador que viene fijada con el número
127.0.0.1, tal como se observa en la Figura 5.61.
211
Para los demás procesos que utilizan el controlador UMC 800, ei programa no es tan
complejo, en lo que nos inclina a afirmar que funcionarán cuando se los implemente.
Para fundamentar esta afirmación, la sección del sistema SCADA se han creado
objetos que simulan las variables que entregará el controlador. Se puede visualizar
en la HMI como se desarrollará el proceso en la realidad. El funcionamiento de este
controlador para los procesos de control de temperatura de vapor de los calderos y la
detección de jabas llenas, ya ha sido probado por técnicos que distribuyen este
controlador, por esta razón se puede garantizar y afirmar que lo diseñado funcionará
en esta planta.
Si bien una simulación y sus pruebas no pueden reemplazar aquellas realizadas en
el proceso real; sin embargo, las pruebas exhaustivas que se hicieron, el hecho que
las pantallas del HMI se comportan correctamente, permiten ser positivos y afirmar
que lo aquí diseñado, con las modificaciones necesarias que se obtengan de las
pruebas reales una vez que el sistema sea físicamente ¡mplementado, solucionará
los problemas que posee la empresa INDUQUITO S.A. en la actualidad.
CAPITULO 6
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1 CONCLUSIONES
1. Al analizar los procesos de la planta de embotellamiento de la empresa
INDUQUITO S.A. se determinó que los procesos más críticos y que repercuten en
la eficacia de la producción son: inspección de envases vacíos y llenos, control de
la temperatura del vapor de los calderos, dosificación para el mantenimiento de
los calderos, muestreo de jarabe de gaseosa y de producto terminado,
etiquetación de envases desechables e inspección dejabas llenas. Los procesos
restantes del embotellamiento funcionan normalmente y si se desea conseguir
mayor eficiencia necesariamente se debe cambiar todo la maquinaria,
2. En la identificación de envases vacíos y llenos, el análisis de imágenes de los
envases se realizó mediante las librerías del programa IMAQ Vision Builder. Para
aumentar la velocidad de procesamiento, adquisición de imágenes por medio de
tarjetas y emitir señales a otros dispositivos, el análisis realizado en el programa
antes mencionado se incluyó en el programa LabVIEW por medio de las librerías
IMAQ, lo que permite aseverar que el sistema diseñado cumplirá su objetivo a
nivel teórico, sin embargo, deben ser revisados una vez que se haga la
implementación física de la planta. Las simulaciones realizadas permiten llegar a
esta conclusión.
3. El análisis de las imágenes defectuosas; es decir, envases rotos, con alta
temperatura, sucios, con falta de nivel de gaseosa y mal corchados, se pudo
realizar adquiriendo las imágenes desde el disco duro del computador. Estas
imágenes para la simulación de adquisición y análisis fueron captadas por una
213
cámara digital común y cargadas en el disco duro del computador. Al analizar
estas imágenes se pudo determinar los valores patrones mínimos que deben
cumplir todos los envases para que pueda continuar con el proceso de
embotellado. Puesto que los patrones corresponden a imágenes reales, se puede
concluir que las simulaciones corridas reflejan lo que ocurrirá en la situación real,
sin embargo, se deben revisar cuando se llegue a implementar físicamente en la
planta.
4. Se comprobó el envío de los resultados del análisis de las imágenes efectuado en
el programa LabVIEW a la interfaz gráfica HMl realizada en el programa Lookout
para su monitoreo y control. Esto también demuestra que el programa cumplirá
con su objetivo, pero no está exento de una revisión una vez que se llegue a
implementar en la planta.
5. La comunicación entre los programas LabVIEW y Lookout se las puede realizar
de varias maneras, pero se necesitan las licencias. En esta ocasión se empleo el
protocolo gratuito "DataSocket" detallado en el Capítulo 5. Las pruebas de
simulación demostraron que funciona correctamente.
6. Se simuló la transmisión de datos del módulo identificador de envases llenos,
para propósitos de demostración una computadora portátil, a la computadora
central con el sistema SCADA mediante el protocolo Ethernet TCP/1 P. Los
resultados de la simulación permiten concluir que el sistema desarrollado
cumplirá con su objetivo.
7. Los diseños realizados para los procesos de: dosificación de químicos, muestreo
de jarabe y gaseosa, y en el de etiquetación utilizan un PLC. El funcionamiento de
los algoritmos que serán cargados en los PLCs fueron comprobados por medio
del simulador de 32 bits del programa Concept 2.5. El funcionamiento correcto de
los algoritmos del PLC garantizan que a nivel teórico no tendrán problemas, sin
214
embargo, deben ser revisados una vez que se haga la impiementación en la
planta.
Con la ayuda de la interfaz gráfica HMI y el simulador de 32 bits del programa
Concept 2.5 se pudo comprobar el funcionamiento del sistema SCADA mediante
el protocolo Modbus vía Ethernet TCP/IP.
9. El diseño del sistema de etiquetación consta de cuatro módulos que servirán para
los envases de diferente tamaño. Los módulos fueron diseñados de forma
individual debido a que las pinzas de sujeción deben cambiar de acuerdo a las
medidas de los envases. Un sistema único provocaría retardos al cambiar de
envases.
10. En los diseños del sistema de identificación de jabas llenas y control de
temperatura del vapor de los calderos se escogió el controlador UMC-800 debido
a la facilidad de manejo, por ser modular y por manejar lazos de control
independientes; es decir, este controiador puede manejar varios procesos a la
vez. Este controlador acepta módulos de salidas y entradas digitales/ analógicas
y módulos de comunicación como un PLC. Las pruebas hechas permiten concluir
que la selección fue correcta.
11. Se utilizó el programa Lookout para el diseño del sistema SCADA, por tener las-
herramientas necesarias para la comunicación con ei programa LabVIEW, con
una variedad de PLCs y las animaciones necesarias para crear interfaces HMI. El
comportamiento del sistema desarrollado permite concluir que estas plataformas
son adecuadas para tareas de automatización industrial.
12. El diseño del sistema SCADA posee seguridades para manejo de operadores,
ingenieros y administradores, con sus respectivos niveles de seguridad. Estas
215
seguridades se comprobaron ai crear usuarios designados por el administrador
con un nivel de acceso.
13. La comprobación del programa para el controlador UMC-800 no se consiguió
simular por el costo del dispositivo, pero el funcionamiento correcto es asegurado
por profesionales dedicados a estos dispositivos.
14. La mayoría de los diseños fueron comprobados por medio de la simulación, ya
que el costo de los dispositivos que se requiere son altos para poder
implementarlos, sin el apoyo financiero de la empresa. Pero con esta
comprobación se puede garantizar que en la implementación futura, la parte
lógica no tendría problemas y que podrían solucionar las fallas detectadas en los
.procesos aquí descritos.
6.2 RECO1MEND ACIONES/'r
1. El programa LabVIEW y todas sus librerías requieren de amplia memoria en la
computadora, por lo cual se recomienda dedicar exclusivamente una
computadora de tipo industrial para cada módulo de inspección.
2. La comunicación entre los programas LabVIEW y Lookout mejorarían teniendo
las licencias de los programas completos, debido a que se emplearía otro tipo de
enlace. De hecho, se recomienda adquirir las ucencias y explorar dichas
alternativas de comunicación.
3. Los módulos de inspección automatizarán y mejorarán el proceso, además
brindarán protección a la salud ocular de los operadores encargados de chequear
las botellas. Estas ventajas son suficientes para recomendar que se implemente
esta solución en la brevedad posible.
216
4. Para mayor velocidad en la etiquetación de los envases desechables se
recomienda crear dos caminos en la banda transportadora, aunque esto implica
crear otro módulo de etiquetación.
5. Se puede utilizar cualquier PLC que cumpla con las características mínimas
citadas en los Capítulos, debido a que se tiene el programa en diagramación
ladder, pero se recomienda seleccionar una que pueda permitir futuras
expansiones.
6. Se debe escoger el PLC adecuado y no el más económico porque en el momento
de la comunicación con el sistema SCADA, el programa Lookout tiene definidos
ios manejadores y si no los posee deben ser adquiridos a un alto costo.
7. En el sistema de dosificación de químicos para los calderos se puede utilizar al
controlador UMC-800 como un PLC, además se podría utilizar una bomba
dosificadora pero encarecería el proyecto. Por lo cual se recomienda el diseño
aquí descrito.
8. El controlador permite calibrar de manera manual o automática el control PID
para utilizar en la planta que se desee. Se recomienda calibrar e! control PID de
manera automática debido a que en la forma manual se requieren técnicas de
calibración de acuerdo a la planta.
9. Los sensores propuestos en este proyecto pueden ser reemplazados, ya no
implica preferencia por lo productos y marcas incluidas en este proyecto, pero se
recomienda que los mismos cumplan con las características mínimas requeridas
citadas en los capítulos respectivos para que los programas funcionen
correctamente.
217
10. Se recomienda en caso de implementación dar capacitación a los operadores de
cada módulo, para evitar accidentes personales o mal manejo de los mismos.
11. En caso de implementación, la sujeción y creación de los módulos físicos se
recomienda tener la colaboración de un Ingeniero Mecánico para garantizar la
seguridad y funcionamiento adecuado.
218
BIBLIOGRAFÍA
LIBROS y MANUALES
• NATIONAL INTRUMENTS. Measurement and Automation Catalog 2003.
• HERRÓ, Harned; PORT, Robert. Guía NALGA para Análisis de Fallas en
Calderas. Me. Graw-HilI. México.
• ROSALER, Robert; RICE, James. Manual de mantenimiento industrial.
Tomo II. Me. Graw-HilI. México. 1989
• FESTO DIDACTIC. Iniciación a la técnica neumática. Tercera Edición.
• FESTO AG & CO. Catálogo de neumática. Versión 04/2001.
• HONEYWELL Valve Selection Guide.
• NATIONAL-INSTRUMENTS. Lookout reference manual. USA. Mayo
1996.
• SCHNEIDER ELECTRIC. Momentum Catalogue. Francia. Mayo 2000.
• JAMECO ELECTRONICS, Expanded power producís. USA. Mayo 2003.
ALONSO, Marcelo. Hidromecánica y Calor. 'Editora Cultura
Centroamericana Guatemala. España. 1961.
RESNÍCK, Robert; HALLIDAY, David. Física. Parte I. Compañía Editorial
Continental S.A. México. 1971.
HONEYWELL. Home & Building Control producís catlog. USA. 2003.
219
HONEYWELL Sensing & Control producís catlog. USA. 2003.
ARTÍCULOS
• Sistema de calderos. Programa de capacitación en gerencia de la
energía en la industria,
• INEN. Norma Ecuatoriana. Bebidas gaseosas. Muestreo. INEN 1077.
1983-12
SEMINARIOS
• NATIONAL INSTRUMENTS, Technical Seminar Series, 9 de julio 2003.
DIRECCIONES ELECTRÓNICAS
-• FLIR SYSTEMS, www.flirthermoqraphv.com
• SONY. www.sony.co.jp/ISP/
• NATIONAL INSTRUMENTS, www.ni.com
• DELTA IMPQRTS. www.deltaimports.com.au
• BANNER. www.banner.com
• BABBIT INTERNATIONAL, INC. www.iProcesSmart.com
• BURKERT. www.burkert-usa.com
220
FLEXAR, www.flexar.com.ar
ARIAN. www.arian.cl
VALEO-SWF. www.valeo-swf.com
ANEXOA
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ThermoVision1
AZOVI M A G I N G
The ThermoVision® A20Vprovidesan affordable and accuratesolution for industrial product orprocess monitoring applications.
Featuring an ultra-compact,rugged IR imaging cameracomplete with múltiple con-nectivity interfacesf this fully-integrated system provides avisual understanding ofthermalperformance and immediatelyidentifíes thermal problemsotherwise undetectable.
Affordable infraredimaging solution
Maintenance-free, uncooledmierobolometer detector
Rugged and compact
Standard RJ-45Ethernet Connection
Longwave imagingperformance
Real-time (60Hz) 14-bitdigital output
Extensiva connectivity options
LabVIEW Toolkit and C++Visual Basic support
QUICKLY FIN O FAULTS
Infrared ¡mages can quickly híghlightproblems w'rth 3 product or a process thatsimply cannot be detected by any othersensor technology. Subtle temperatura,moísture or material variatkms that cansignal a process problem stand out clearlyIn a thermal image.Fínding these problemsearly and determíníng their severity canimprove product quality and savethousands of dollars in scrap or warrantyexpenses.
OUT5TANDING IMAGING ANDHIGHTHERKAL5EN5ITIVITY
Advanced, uncooled mlcrobolometer FPAdetector technology delivers crisp, high-resolutíon longwave images that allowyouto distinguish thermal variances as small as0.12°C Real-time scanning at standard videorates (60Hz) allows you to see rapid,thermally transíent events.
PLUG AND PLAY
Simply connectthe camera to a standard TVand produce high quality, real-time thermalimages that accurately show heat pattemsand thermal anomalies.
Or each A20V can be equipped with íts ownuníque URLallowing ítto be addressed¡ndependently vía its Ethernet connection.This provides instant access to A20V thermalimages by any authorized user with a webbrowser.
Extremely easy-to-operate, the user-intuitiveA20V helps you clearly understand thethermal characteristics of producís andprocesses so you can make the decísíonsnecessary to improve both.
ULTRA-CQMPACT, RUGGEO ANDLIGHTWEIGHT
Builtto opérate for long periodsinharshindustrial env¡ronments,the A20V has anIP40 ratíng. Its compact, lightweight (< 1.7Ibs.) design allows it to be mounted on yourproduction Hnein hard-to-get-at locatíonsthat may be óptima! for data collection.Fully configured I/O functional'rty allows theA20Vto be íntegrated quickly and easilywith your control systems.
EXTENS1VE CQNNECTÍVITY OPT1GNS
Extensíve input/output functionality forboíh stand-alone and integratedconfigurations. Ideal for product testing andprocess monitoring, the A20V featuresEthernet (RJ-45) forfastimage and datatransferviaTCP/IPtoa PC. Ethernetconnectívity will allow for network and/ormúltiple camera installations,
MÚLTIPLE PROGRAMMING OPTION5
The A20V output can be easily leveraged tocontrol a process when coupled withLabVIEW and FLIR's LabVIEW Developerstoolkitjthis kít allows programmers to easilyaccess functions that can then be used toturn the A20V into a powerful machinevisión tool with a minimal investment inmachine visión software development
Or, work in your own programmingenvíronment with the ThermoVision SystemDevelopers Kit (SDK) based on Active X andVisual Basic C++. The SDK provides fullaccess to camera functions and includessource code examples that will dramaticallyreduce the time it takes to program acustom solution.
SFLIRV SYSTEMS
T H E R M O V I S I O N 0 A Z O V / E T H E R N E T T E C H N I C A L 5 P E C I F I C A T I O N 5
IIMAGING PERFORMANCE
Field of view/min focus distanceSpatial resolution (IFOV)Thermal scnsitívlty @ 50/60HzFocuslngDetector type
Spectral range
i IMAGE PRESENTARONTypeVideo output
ILENSESIQPTIONAL)Fíeld of víew/minlrnumfocus distance
25°x19°/0.3m2.7 mrad0.12°Cat30°CManuaí, external motor focus optionalFocal Plañe Array (FPA),Uncooledmicro bolometer7.5to13um
Single JPEG on-demandRSl70EIA/NTSCorCCIR/PALcomposite video
12°Telescope (12° X 9°/1.2m)45° Wide angle (45° x 34°/ 0.1 m)
rPHYSICALCHARACTERISTICS
WelghtSize
Tripod mounting
<0.8kg(1.7lbs)157mm x 75mm x 80mm(6.2" x 2.9" x 3.1")1/4"-20
1NTERFACES
RS-232 (DB-9)BNC2.5mm DC Power Jack2-PÍn Seréw Terminal6-Pin Screw Terminal (Upper)
RJ-45
Camera ControlC-Vídeo (NTSC/PAL)12/24 nominal12/24 nominalDigital I/O, 3 Output/1 Input,1 Input/Outputselectable.Functíon is user-configurable.*Image Output - single JPEG, CameraControlJCP/IP
8-Button Membrane Keyboard Camera Control
*See ConfigutattonTable below.
1 POWER SDURCE
AC o pera t ionVoltage
AC adapter 110/220 VAC, 50/60Hz12/24Vnommal,<6W
IENVIRQNMENTALOperatlng temperature rangeStorage temperature rangeHumidity
EncapsulatlonShockVibration
-15"C to +50°C (5°F to 122°F)-40°C to +70°C (-40°F to 158°F)Operating and storage 10% to 95%,non-condensingIP 40 (Determined by connectortype)Operational: 25G, IEC 68-2-29Operational:2G, IEC 68-2-6
¡USER CONFIGURARON TABLE
Type Function Remark
Digital Input TTL íevel• Shutter disable
Isolation and relay functionín extema I module
Digital Output TTLIevel• Interna! temperature
ALARM• V-sync
Isolation and relay functionin external module
THERMOVIS10N® AZOV SYSTEM INCLUDES:
• IR camera -Manual
' Carrying case • Power supply ¡ncludíng cable' Lens cap . Configuration CD
¿FLIR^T SYSTEMS
The Global Leader ¡n InFrared Cameras
1-800-464-6372 }www.Fljrthermp^-FLIR SY5TEMS> EtQSTplVh- -i
~ Am'éricasTherrribgraphy Ceritér :
:Íj6 EsquíreRoad;^" ,_._1^_..-^¿l.North BiilericáVIviÁ. 01862.:, ..'1 ;;Telephone:+V(978) 901-SOOd;—:
FLIR SVSTEMS/AB ; " -Wo rTd wide Tlierm^gí a^hy ( nt
_Rinkebyvagen.19 .,„;;.., :-SE-18211 - ^ V - = . - ' - >Oanderyd/SWEDEN : ; - • ' • - . • ; - " -
" relepKone: +46 (0) 8 753 2 'Op-
FLIR SYSTEMS, LTD5230 South Service Road, Suíte 125Burlington, ON L7L 5K2 'CANADÁ - ,
-Telephone: +1 800 613 0507
A-ll
DIGITAL CAMERA MODULE
Componen! / OEM
DFW-V500DFW-VL500
OUTLINE
The DFW-V500/VL500 is a fully digital camerawhich adopts the IEEE1394-1995 standard. Bothcameras incorpórate the latest 400 Mbps chíp setand feature Sony's Wfine CCD™ which integralesa primary color filter ensuring high color accuracysquare pixels and Progressive Sean technologywhich provides sharp, high resolution images, evenof fast moving objects. Also, both models includean externa! trigger mode for asynchronous triggeroperation that provides jitter-free pictures sincethe camera acquisition can be synchronized to fullrandom events.Through the 1EEE1394-1995 high performanceserial bus, the DFW-V500/VL500 presents 30 fpsin VGA (640x480) resolution format.The DFW-V500 has a C type lens mount while theDFW-VL500 includes a 12x zoom lens withmotorized zoom, iris and focus.A latching 6-pin IEEE1394 connector is used tooutput the digital image, to power the camera andto control all functions of the camera through acomputen
*"Wfíne CCDiu" ¡s a trademark of Sony Corporation.
• Externa! Trigger• Wfine CCD™
mm HIGHLIGHTS i
• IEEE1394
• Externa! Trigger
• Wfine CCDTM
Primary Color FilterProgressive SeanSquare Pixel
• VGA (640x480), Non-Compressed YUV(4:2:2)Digital Output
• 30 fps Full Motion Picture
• 400 Mbps, High Speed Data Transfers
• Aluminum Diecasting Chassis
• Supplied 6pin Cable with Latch Connector
IEEE1394
A-13
IMAGE FORMAT c
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480 PIXEL 480 PIXEL
Also, the DFW-V500A/L500 features Mode_1 320x240 YUV(4:2:2) and Mode_0 160x120 YUV(4:4:4)
IMode_1 320x240(4:2:2)
U1 II U3 || U5
V1 || V3 || V5
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320 PIXEL
•Mode_0 160x120(4:4:4)
120 PIXEL
Y1U1V1
Y161U161V161Y321U321V321
Y2U2V2
Y162U162V162Y322U322V322
Y3U3V3
Y163U163V163
Y4U4V4-
Y5U5V5
160 PIXEL
240 PIXEL
EXTERNAL TRIGGER
The DFW-V500A/L500 features on "External Trigger", which is specified by "IEEE1394 based Digital Camera Specification(ver.1.20)". The timing of the image data is controlled by the externa! trigger. The integration time is defined by the cameraitself. (trigger ModeJD)
I4pm
Camera Side
IRear Panel
DFW-V500
IPín Assignment
DFW-VL500
ITrigger vs. Packet
Ext. Trigger
Video Packet
U
ti : min. 1 msect2:typ. 1.9 psect3: íntegratíon timet4:1 to 34 msect5 : typ. 30 msec (240 packets) [Mode_3, 30 fps]
A-14
SPECIFICATIONS
Interface Format
Data Format
Frame Rate
Image Device
M!ni. Senstivity
White Balance
Shutter Speed
Gamma
Sharpness
Hue
Saturation
Brightness
Gain
Lens Control
Power
Ope. Temp./Sto.Temp.
Weight
Supplied Accessory
DFW-V500 DFW-VL500
IEEE1 394-1 995
640x480 YUV(4:2:2), YUV 8bit each 320x240YUV(4:2:2), YUV
640x480 YUV(4:1:1), YUV 8bit each 160xl20YUV(4:4:4), YUV
8bit each
8bit each
3.75, 7.5, 15.0, 30 fps and one shot
1/3"WfineCCDTM
6Ix(F1.2) 14Ix(F1.8)
ATW, One Push , 3200'k, 5600'k, Manual
5-1/15, 1/30-1/100000 sec.
ON/OFF1/OFF2
Adjusta ble
Adjustable
Adjusíable
Adjustable
Automatic and Manual Control
N/A, C mount 12x Zoom Lens, Automatic and Manual
Supplied through IEEE1394-1995 Cable (8 to SOvdc), 4W
-10to+50'C/-20to+60*C
305g 335g
IEEE1394-1995 Cable with Laten Connector, (6pin), 4pín Connector
DIMENSIONS
DFW-V500 DFW-VL500
unit: mm unit: mm
NOTICE C
• If the PC does not have art IEEE1394 connector, a Host Adapter Card ís needed.•The DFW-V500/VL500 does not come with any appltcatton software or drivers.•The use of the software with customer developed application software may damage hardware,
applicatíon program and camera. Sony Corporation is not liable for any damages under theseconditíons.
» Sony Electronics Inc. (USA) HQ
» Sony of Canadá Ltd. (GANADA)• Sony Broadcast & Profeaalonal Europa HQ
GermanyFrancaUKNordicliar/
• Sony Corp. BAP Systems Co. ISP OpL (JAPAN)
1 Sony Orive Park RWge, NJ 07656
411 Cordón Baker Road, Wiltowdale, Ontario M2H 2S615, rué Florea! 75831 París Cedex 17, France
HuQO-Eckener-Str, 20, 50829 Koln15, rué Floreal 75831 París Cedex 17The Helflhts, BrookJands, Weybódge, Surrey KT13 OXWPer Albín Hanssons vag 20 S-214 32 Malmo SwedenVia Galileo Galilet 401-20092 ClnfeeHo Balsamo, Milano4-16-1 Okala, Alsugl-shi, Kanagawa-ken, 243-0021
(TEL:+1-201-930-7451) (FAX^1-201-358-W01)http tfwww.son y. com/profeasional(TEL:+l-416-499-1414) (FAX:+1-416-497-177 4)(TElj+33-1 -40-87-35-11} (FAX:+33-1-40-87-35-17)íi ttp'Jtvw*. bpe .so ny-europe .com0"EL^49-221-5966-322) (FAX*49-221-5966-491)(TEL:-*-33-1-49-l5-41-62)fTEU-t44-990-331122)CTEU+46-40-190-800)(TEL:+39-2-61S-3M31)CTEL:-t-81-462-27-2345)
(FAXi-t-33-1-47-31 -13-57)(FAX:-t-44-1932-817011)(FAX:-t-46-40-190-450)(FAX:+39-2-fl18-38-102)(FAX:-f 81-462-27-2347)
Sony lline http://www.sony.co.jp/ISP/ Design and specíficatíons are subfecl to change without no tica. 9QC
Multichannel Monochrome— Image Acquisition Boards
A-15
¡ PCI-1409Acquisition of up to four standard or
nonstandard video sources8 or 1 Obit dígitizationMonochrome and StilIColor acquisitionNMMAQ driver software
* Variable-scan acquisition (2 to 40 MHz)Compatible with double-speed 60
„ frames/s progressive sean camerasInterlaced/nonínterlaced acquisitionAnalog área and line sean capabüítiesAspect ratío correction control' Unlimited acquisition window size
with 16 MB of onboard memory:Synchronized pixel clock inputs
•" Pixel jitter less than 2 ns;1024or256-byteLUTAntichromínance filterTnggerlng
Four externa! triggers/digita! I/O unesFour digital outputs for cameracontrol
RTSI synchronization bus for DAQand motíon
Partíai ¡mage acquisitionOnboard programmable ROÍOnboard pixel decimation
Programmable gain and offsetCalibrated GainDriver SoftwareNI-IMAQ
Windows 2000/NT/Me/9xApplication SoftwareLabVIEWMeasurement Studío
LabWindows/CV!Visual BasicVisual C++
Vision Development ModuleIMAQ VisionIMAQ Vision Builder
O
OCD
OverviewFor machine visión and scientific imaging developers who need to
acquire high-resoiution, measurement-quality images from standard
and nonstandard cameras and sensors, the NI1409 is image
acquisition hardware that offers quick and easy configuration. The
NI 1409 has high-resolution, 10-bit digitization for cameras and
sensors that offer 60 dB dynamic range. In addítion, you can easily
configure íhe N11409 to work with standard monochrome cameras
(RS-170 or CCIR), slow or variable pixel clock cameras, double-speed
progressive sean cameras, and analog fine sean cameras. The NI 1409also acquires color images of stationary objects from NTSC, PAL, and
RGB cameras ¡n StilIColor mode. The NI 1409 ¡s a calibrated devíce
resulting in highly repeatable measurements.
Measurement-Quality Image Acquisitionwith CalibrationNational Instruments 1409 and 1411 hardware are calibrated and are
delivered with a calibration certifícate. Calibration ensures repeatable,
consistent image acquisition for your machine visión and scientific
imaging appllcations. The gain valué for IMAQ hardware ¡s calibrated
to less than 1.5 percent of the measured valué.
Variable Sean and Nonstandard VideoAcqu/re ¡mages from nonstandard video, such as analog line sean and
variable-scan devices with pixel docks that range from 2 to 40 MHz.
Plus, use the NI 1409 with double-speed (60 frames/s) progressivesean or nonlnterlaced monochrome cameras from vendors, such as
Sony and JAI.
EXPRESSCODES
For informatíon or tobuy producís online,vísít ni.com/catalogand enter;
10-Bit Image AcquisitionMany high-resolution anaíog monochrome
cameras have dynamic range greater than
48 dB. This means that the camera has
resolution capabilities greater than 8-bít or
256 grayscale. For these high-resolution
cameras, you should use an image
acquisition device that offers comparable or
greater resolution. The N11409 works with
the highest quality monochrome camerasand delivers up to 60 dB of dynamic range,
whích corresponds to 10-bíts or 1024 gray
scales. Using the NI 1409, you have the optíon to acquire in 8-bít or
10-bit mode at very h/gh rates, such as 120 fields/s or 60 frarnes/s with
double-speed progressive sean cameras.
Interchange Cameras with NI-IMAQNI-IMAQ driver software for image acquisition can scale between
many types of cameras and acquisition methods. Using NI-IMAQ, you
can begin by using a low-cost, RS-170 camera and irnage acquisition
board and then upgrade to a faster, higher-resolution camera and
board with minimal software changas. Because NMMAQ driver
software uses one set of function calis for a wide variety of cameras,
there ¡s no need to rewrite your software.
Quick and Easy Camera ConfigurationEasily configure standard and nonstandard video capture with theMeasurement & Automatíon Explorer delivered with NMMAQ. This
utility is a Interactive tool forsettíng the camera type (RS-170, CCIR,
National Instruments 667Tel: (512) 79-1-0100 • Fax: (512) 683-9300 • [email protected] • ni.com
A-16
Multichannel MonochromeImage Acquísition Boards -
oQ_
_O"tñ
NTSC, and PAL), programmable ROÍ, aspect ratio, and
antichrominance filter. Use this ¡nteraaive utilíty to set up acquisitíon
from nonínterlaced progressive sean cameras and to créate your owncamera configurations for nonstandard vídeo. Use the external lock
feature to set variable sean acquisitíon for microscopes and other
sources that genérate their own pixe! clock and horizontal and verticalsynchronízatíon signáis.
Image Acquisitíon Performance Gainswith Partial Image ScanníngFor ¡mproved throughput and processing bandwídth, the acquisitíonand ROÍ control circuitry monitors the incoming video signal and routes
the active pixels to the FIFO. In additíon to being able ío digitize an
entire frame, an NI 1409 can perform pixel and une scaling(decimation) and ROÍ acquisitíon. With pixe! and une scaling, múltiples
(2,4,8) of pixels and/or línes can be transferred to the PCI bus. Using
ROÍ scquisition, you select an área in the acquisition wíndow that will
be transferred to the PCI bus.
StilIColor Image AcquisitionUse StilIColor ¡mage acquisition to acquire high-quality NTSC, PAL, and
RGB color Images. Using StílIColor acquisition, the image quality is
beíter, but the image acquisition rate ¡s síower than traditlonal
composite video. For StilICoIor acquisltion, an NI 1409 acqulres
múltiple ¡mage frames, then íhe StilIColor algorithm reconstructs NTSCand PAL composite color video at up to 2 frames/s. For NTSC and PAL
(faecause múltiple frames are used to reconstruct the ¡mage), the result
¡s better overall signal- to-noise ratio. Use StilIColor ¡n applications
where there is littíe or no motion in the ¡mage field because multíple
frame acquisition will cause blurring in the image. You can also use
StilIColor to acquire RGB images using three video inputs of an
IMAQ 1409, at rates up to 10 RGB frames/s.
HardwarePCI InterfaceThe PCI bus is the electrical interface forthe PCM 409. The PCI ¡nterface,which is impíemented with a National Instruments MITE ASIC, can
transfer data at a máximum rate of 132 Mbytes/s ¡n master moda tornaximlze the use of the available bandwidth. The interface logic
ensures that the IMAQ 1409 meets the loadíng, drivlng, and timing
requirements of the PCI specifícation.
Scatter-Gather DMA Control Iers
An NI 1409 has three Independen! onboard DMA controllers. The
DMA controllers can íransfer data between the PCI bus and the
onboard FIFO. Each of these controllers performs scatter-gather DMA,which means the DMA controller can reconfígure on the fíy, and thusperform continuous image transfers to elther contlguous or
fragmentad buffers.
Onboard Memory
An NI 1409 has 16 MB of onboard memory used for temporary
storage of the ¡mage being transferred to the PCI bus. With 16 MB,you can buffer large images during ¡mage acquisition.
DAQ Synchronization
The RTSI bus or the PXI trigger bus provide a flexible synchronization
scheme between your IMAQ 1409 and any National Instruments
IMAQ, DAQ, or motion device.
Trigger Control and Mappíng Circuitry
The trigger control and mapping círcultry routes, monitors, and drives
the external and RTSI trlgger Unes. You can configure each of these
línes to start or stop acquisitíon on a rising or falling edge, or use eachune as digital I/O. The unes can also be mapped to onboard status
valúes (CSYNC, Acquisition in Progress, and Acquisition Complete).
Antichrominance and Low-Pass Filter
An NI 1409 has an antichrominance filter, which can remove
chromlnance Information from a color video signal. There are two
software selectable antlchrominance filters - one for NTSC color coded
signáis (a 3.58 MHz notch filter), and another for PAL color coded
signáis (a 4.43 MHz notch filter). Use the low-pass filter at 9 MHz toremove unwanted noise.
10-Bit A/D and Look-Up Table
An A/D converter performs the Image digltizatíon. The result of the
dígitized ¡mage passes to a 1024 by 10 RAM LUÍ You can configure
the LUT to ¡mplement simple imaging operatlons, such as gamma
manipularon, contrast enhancement, data inversión, or anynonllnear transfer function.
Programmable Gain and OffsetAn N11409 has programmable galn and offset clrcuitry for optimizing
the ¡nput sígnal range.
VCR CircuitryMany commercia! or home VCRs have noísy synchronization signáis or
a synchronized signal ¡s missing entirely which makes VCRs diffícult to
use with image acquisition hardware. The 1409 Series has built-in
circuitry and logíc to handle video signáis from VCRs. Acquire
monochrome orStilICoIor ¡mages fram VCRs.
Digital 1/0The 1409 Series ¡ncludes four general purpose digital input/output
lines for general purpose triggering and pulse generatlon capabilities.In addition, the 1409 Includes four digital output Unes fort lighting,shutter, camera control, and pulse generation.
668 National InstrumentsTel: (512) 794-0100 • Fax: (512) 683-9300 * [email protected] • ni.com
A-17
Multichannel Monochrome- Image Acquisition Boards
BNC Connector
The BNC connector supplies an immediate connectlon to the NI 1409
devlce VIDEOO input. Use the 2 m BNC cable shipped with the
PCI 1409 to connect a camera to VIDEOO on the 68-pín VHDC! I/O
connector. You can configure the BNC connector only for RSE mode.
1409 Cable Accessory j
The IMAQ-A6822 cable provides 22 BNC connectors to all video
signáis (VIDEO!, V1DEO2, and VIDEOS), the externa! digital i/O unes
and triggers, and externa! signáis.
Previous-Generation Image Acquisition Hardware
The NI PCI-1408 and PXI-1408 are four-channel multlplexing 8-bit
¡mage acquisition boards for monochrome and StílIColor image
acquísition. The boards include up to four digital I/O Unes for
triggering and are compatible with NI-IMAQ and IMAQ Vision
software.The NI-A2514 cable provides 14 BNC connectors for ali 1408
Series boards signáis. The NI-A2504 cable procides four BNC
connectors to the video input signáis. These signáis ínclude ali video
signáis, the external digital I/O lines, and the external sync unes.
National Instruments now recommends the new 1409 Series boards
for h¡gh-quality image acquisition.
New 1409 Capabilítíes
The 1409 Series boards are a drop-in replacement for the prevíous
generation 1408 Series boards. There ¡s no need to rewrite your driver
software. The 1409 and 1408 cable accessories both use BNC
connectors. The 1409 has these new features whích the 1408 does
not offer, including 10-blt image acquisition for greater pixel
resolutlon, slower and faster variable sean rate capabilities, and
calibrated gain for measurement quality.
Ordering InformationPCI-1409 778200-01
/ncfudes the NI 7409 hardware, NÍ-IMAQ software for
Windows 200Q/NT/Me/9x, anda 2m NI-BNC-1 cabla
Cables
IMAQ-A68220 m) 778135-01
IMAQ-BNC-1 (2 mj 183882-02
RTSI Bus Cables
2 boards 776249-02
3 boards 776249-03
4 boards 776249-04
5 boards 776249-05
Prevíous Generation Products
PCM408 777361-01
PXI-1408 777564-01
Inciuües the NI 1408 hardware, NÍ-IMAQ software for
Windows 2QQO/NT/Me/9x, anda 2 m NI-BNC-1 cable.
Cables
A2504 (1 m) 183836-01A2514 (1 m) 184005-01
-oO
-tkoco
—,o'
I
National Instruments 669Te!: (512) 794-0100 • Fax: (512) 683-9300 • [email protected] • ni.com
A-18
Multichannel MonochromeImage Acquisition Boards -
«5O
oü_
SpecificationsTypkal tof 25 'C untass othcnvise staicdAvaílabie FormáisRS-1 70/NTSC ........... _ ................. „„ .......... — 30 frames/s intettóccdCOR-601/PAL ................................................. 25/rames/slntcrlaccdProgmsftvo sean ............................................. Up 10 60 frames/s nonlntertacedVariarte sean ............................................. .... 2 lo 40 MHz piwS dockRGB ............................................................. Lfp lo 70 frames/s uslng StíHCotorVideo InptitQuanüty .................................................... .... 4 monocnromcVkioo O ....................... ........................ ----- Singlccndod {8NC)Video (0:3) ................................. „ .................. Single^ndcd or djffererttíal (D-SuD)Input tmpeda neo ........................................... 75 flBandwtdtti ..................................................... Typfcal 30 MHz (-3 dB)
Antichrominance ?&** .................................... Programmobte3.58 MHz notch fiftcr («-25 dB)4.43 MHz nolch fltcr (<-25 dB)
A/D ConversiónGraytevcK ..................................................... 256 (8 bits) or 1024 (10 Ms)DNL .......................................... „ ......... - ...... ±1 LSB máximumRMSnoSc ...................................................... <0.5LSBrmsSNR .......... ~ .............. ............. _ ......... ------- Typicíü 56 dBSamofing rale ................................................ 2 to 40 MHzExterna! Synchronízation and Triggcr SignáisTrigger sonso ................................................. TILTrfggcf Icvcl ................................ „ ........ ---- Programmabte (Rising or FaBing)PCLKlNscnsc ................................................. SeteOflbtofnLorRS-122}PCLXIN tovd ................................................... Pragrammaüto (Director Inven)HSVNCIN scnse .............................................. Sdeoabte fTTL or RS-122)HSYNCINtevel ....................................... ______ Píogrammable (Rising orFaSng)VSYNC1N sense .............................................. Seteclabte (TTL or RS-422J
Programmabto(RisfngorFal!ing)
CSYNCIN sonso .............................................. Sofcctabte(nLorRS-í(22}CSYNCINfevdRogrammablc (Rising or Fafling)
Pulsev^dtíi „. 20 nsvt,(nu 2VVt (T7U- - - 0-8 VPíiel ClockIntcrnalty goncratedFrcquency rnngc „ 11.0 to 25.8 MHzAdjustabte prxef aspea relio
RS-170/N7SC _ _ i5%COR/PAL ±5%
Rxdjhicr - „ <2 nsLockllme <1 frameExtcmalPCtKfrequencyrange.._ 2 to40 MHzRTSI (on PCM409)Triggerrmcs 4PXI Trigger Bus (on PXI-1409)Wgger unes 4Bus ínterface Mastcc slavcBufmasterpefformance '. 132 Mbyics/s (ideal)Power Requlrement+5 VDC (±5%) _ 1.25 A+12VDC(±5%) <100mA-72VDC(±5%) <100mAPhysical
Dimensión*PCI - 10.7 by 17.5 cm (42 by 6.9 ¡n.)PXI
EnvírotimentOperattngtomperaturc Oto55 'CSloragetemperatuPG -20lo70"CReJative humldi 5 to 90%, noncondenslng
Co
670 National InstrumentsTel: (512) 794-0100 • Fax: (512) 683-9300 • [email protected] • ni.com
A-19
PCI 32 BIT IEEE 1394 FIREWIRE 3-PORTS CARD
Fírewire 1394Controller Cards
Bus Interface : 32-bit PCI Bus Key Features :D Chipset: Lucent PCI to Firewire IEEE1394.A controller chipD Type : IEEE1394.A compliant OHCI specification V0.94D Port: 2 x IEEE1394,A Externa! Ports + 1 x IEEE1394.A Interna! PortsD Speed : Transfer data rates of 100, 200 and 400Mbits/sec.G Interrupter : Plug and playl Bus : PCI BusD Supports Provisions of IEEE 1394-1995 Standard for High Performance Serial Bus
and the P1394a Supplement 2.0.D Full P1394a Supplement Support includes: * Arbitrated short reset, * Connection
Debounce, * Multispeed Concatenation, * Ack Accelerated Arbitration, * Fly-ByConcatenation, * Programmable Port Disable, Suspend, Resume, * PHY IDs DoNot Increment Past 63
D Provides Four 1394a Fully Compliant Cable Ports at 100/200/400 Megabits per Sec-ond (Mbit/s)
D Single 3.3 Vpower supplyD Logic Performs Bus Initialization and Arbitration FunctionsD Encode and Decode Functions Included for Data-Strobe Bit-Level EncodingD Incoming Data Resynchronized to Local Clock.d Data Interface to Link-Layer Controller Provided Through 2/4/8 Parallel Lines at
49.152 MHzD 24.576 MHZ Crystal Oscillator and PLL Provide XX/RX Data at 100/200/400 Mbps
and Link-Layer Controller Clock at 49.152 MHZ.D Cable Power Presence Monitoring.D Programmable Node Power Class Information for System Power ManagementD Embedded Bus Holder Isolation to Link Layer Controller Interfacen Optional On-chip Resistors to Reduce Component Counts for Electrical Isolation to
Link Layer Controller InterfaceD Fully Compliant P1394a 2.0 PHY MapD Sepárate TPBIAS for Each PortO Fully Interoperable with IEEE Stdl394-1995 DevicesD Cable Ports Monitor Line Conditions for Active Connection to Remote NodeD Low Power Design for Battery-Powered Applications includes: User Controlled
Power-Down viaPD, Automatic Device Power-Down during All Ports Suspendedand Link Interface Disabled, Link Interface Power-Down via Inactive LPS, Auto-matic Inactive Ports Powered-Down, and Automatic Inactive Logic Power-Down
D Self Power Up Reset and Pinless PLL to Reduce Component Counts on SystemD Supports Windows 98SE/ME/2000
Connectors :n 2*IEEE 1394 externa! portsD 1*IEBE 1394 interna! ports
A-20
ULTRA-BEAM UltrasonicProxímiíyS925 Seríes with switched (electromechanical relay) output
ensorsthe photoetedric speciaÜst
Models: SUA925QD ios to isov ac, SO/ÓOHZ SUB925QD 210 to 26ov ac, 50/60Hz
Response PatternNOTES:1) Responso pattern ís drawn forthe máximum
rangc sctting of the ULTRA-BEAM.2) Responso patícrn is drawn for a 2 squarc foot
solid surfacc.3) Symmetry of the pattcm may be assumed ¡n all
sensing planes.4) The roundcd portion of the curve past the 20
foot poínt indícales an arca whcrc sensing ísunreliable. Effective range isftom 20 inches to20 fcct (0,5 to 6 mcters).
—925
---~-f-SENE
V--
-
Series ULTR/1
— -^-rINGAX
— --»•- -«
\-BEA tf£ —
\
/¿.
Ó 5 10 ÍS 20 25DISTANCE TO 2FT X 2FT TARGET-FEET
The Banner 925 Series ULTRA-BEAM is an económica! ultra-sonic sensor with relay output and a sensing range of 20 inches to20 feet (0,5 to 6 meters). ULTRA-BEAM 925 Series sensors areideal for long-range proximity requirements which fall beyond thelimits of photoelectric response, and are the solution for manyapplications which require reflective sensing of non-reflectivematerials. Popular applications ínclude bin-level sensíng/controland presence sensing of transparent materials.
Sensing range is easily adjusted using the top-mounted 15-turnclutched range control. When the range is set, objects passíngthrough the sensor's área of response will be reliably sensed fromthe set range down to 16 inches from the face of the ULTRA-BEAM. The minimum range settingis 20 inches (0,5m). Objectswhich pass beyond the set range will be ignored. The ULTRA-BEAM has an easily-visible top mountedredLED indicator whichlights whenever an object is detected.
Forreliable detection, objects to be sensedmustpresent at least onesquare foot (0,1 square meter) of surface área for each 10 feet ofsensor-to-object distance. The response curve (above) illustratesthe sensing pattern which results for a 2 square foot target ap-proaching from either side. The pattern is drawn for the máximumrange setting of the ULTRA-BEAM. Symmetry of this patternmay be assumed in al] sensing planes.
The ULTRA-BEAM is ruggedly constructed with epoxy-encapsu-lated circuitry and housed in a tough, corrosión-pro of VALOX®enclosure. The ultrasonic transducer is protected by a stampedmetal screen. The transducer will not be damaged by temporarycontact with moisture, but must be kept free of heavy contamina-tion for efficient operation. The output is an SPDT form "C" relayfor easy interfacing to mostloads (see speciflcatíons). An integral5-pin connector is standard. Amating industrial duty 12 foot cable,model MBCC-512, is sold separately.
Specifícations, 925 Series Ultrasonic Sensors with Electromechanical Relay OutputSUPPLY VOLTAGE: model SUA925QD 105 to 130Vac, 50760Hz; model SUB925QD 210 to 260V ac, 50/60Hz. 6VA.
SENSTNG RANGE: 20 inches to 20 feet (0,5 to 6 meters).Minimum required target área is 1 square foot (0,1 square meter)for each 10 feet (3 meters) of sensing range.
SENSING HYSTERESIS: 5% of range setting.
RANGE ADJUSTMENT: 15-turn clutched potentiometer withslotted brass element, located under o-ring gasketed access screwon top of sensor. Use smatl, flat-blade screwdriver to adjust.
INDICATOR LED: red LED indicator on top of sensor lightswhen object is sensed (when output relay Ís energized).
RESPONSE TIME: 100 milliseconds ON and OFF.
OUTPUT: one form "C" SPDT relay, silver-nickel alloy contacts.Capacity: 150 watts or 600VA máximum power (resistive load).Máximum voltage: 250V ac or30V de (resistive load).Máximum current: 5 amps (resistive load).Mínimum load: 5V de @ 100 milliamps.Mechanical Ufe: 10,000,000 operations,NOTE: ínstall suitable valué metal oxide varistor (MOV)across contact(s) used to switch an inductive load.
OUTPUT CONNECTOR: integral threaded 5-pin quick-disconnect 12-foot mating cable, model MBCC-512, Ís sold separately (see page 2).
CONSTRUCHON: Epoxy-encapsulated circuitry.Rugged, glass-filled VALOX® housíng. NEMA 1, 3, and 12.
OPERATING TEMPERATURE: O to 50°C (32 to 122°F).
\VAJvNJNG Thcse ultrasonic presence sensors do NOT ínclude the self-chccking redundant circuitry nccessary lo allow thcíruse inpcrsonnel safety applications. A sensor failure or malñinction can result in either an encrgizcd or a dc-energizcd sensor output condition.
Nevcruscth ese producís as sensing devices forpersonnel protcction. Thciruse as safety devices may créate anunsafe condition whichcould Icad to scrious injury or dcath,
Only MACHINE-GUARD andPERIMETER-GUARD Systems, and other systcms so designated, are designedto meet OSHA and ANSÍ machine safetystandards for point-of-operation guarding devices. No other Banner scnsors or controls are designed to meet thesc standards, and they must NOT beused as scnsing devices for pcrsonnel protcction.
APrinted in USA P/N 03420D4B
ULTRA-BEAM 925 Series SensorsA-21
Functional Schematic and Hookup Information,925 Series
•Tronsduwr >• Traiundtted Poíno
l) Nortnally Opsn
3J Belay Commtm
Norraally CJoned
ULTRA-BEAM 925 Series scnsors have amale 5-pin quick-dísconnect ("QD") con-nector (left) buift into the scnsor's base.Thís connector mates with the MBCG-512míití/hs(™sty\c quick-disconncct cable (12feet long, order separately, see below).
Dímensions, 925 Series Sensors
Range setting control
LED Indícator
L92" (48,8111111)
4.73(lUO.lmm,
Transducer1.6" Día. (38,lmm]
*10 ScrewClearance (2)
Threaded baseM30 xl.5
5 Pin Quick dísconnect
Setup Procedure, 925 Series ULTRA-BEAM SensorsProper operation of an ULTRA-BEAM 925 Series sensorrequires thatitbe mounted securely, on afírm surface, atleast24Ínches away frorasíde walls. At least 48 inches is required between adjacent ULTRA-BEAfvís with parallel sensíng beams. Greater separatíon ís required ifthe sensing beams cross. Less than 48 inches of separatíon Ís allowableíf the adjacent sensíng beams poínt away írom each other.
With the ULTRA-BEAM mounted in place, set the object to bedetected at the desired distance, with the surface to be deíected directlyin front of the sensor and perpendicular to the beam.
Turn the RANGE potentíometerto the fiílly counterclockvviseposition,then tum the control clockwise until the sensor's red LED índicatorcomes on. Verify this range setting by moving the object away from thesensor (LED should go out), then back ío wards the sensor (LED shouldcome on again at about the same distance as before). ít is best to set therange with the object at the máximum distance at which you expect todetect that object.
Mínimum target síze required for proper operation of the ULTRA-BEAM 925 Series sensoris about 1 squarefoot for each 1 Ofeetofsensor-to-object distance.
Accessories for 925 Series ULTRA-BEAM SensorsMBCC-512 minifast™ "QD" Cable (12 feet long)
Connector Side Yiew Cable End View (female pins)
-SJT Style Cable
2"l50mm)- Blue \e Teliow Black
SMB900 Mounting Bracket SMB900 Mountíng Bracket
Accessory mounting bracketmodel SMB900 (photo at leftand drawing, above right) hascurve d mounting slots for versa-tility in mounting and orientation. The sensor mounts to the bracket by ¡ts threadedbase, usingajamnutandlockwasher(bothincluded).The bracketmaterialis 11-gaugezinc-plated steel. The curved mounting slots have clearance for 1/4" screws.
An internal tooth lockwasher and hex mounting nut are supplied with the sensor.
BannerEngineeringCorp. 9714Tenth Ave.No. Minneapolis,MN 55441 Telephone:(612)544-3164 FAX(applications): (612)544-3573
A-22
miera Microcilindros conelectroválvula
J
Serie MD 8-NGTapa redonda
Tipo,
Montaje..Diámetros de pistón .....ConexionesCarrerasTemperaturaFluidoPresión de trabajoInterruptor magnético...Accesorios de montaje.Materiales., .,
Microcilindros neumáticos de simple efectoresorte delantero, con imán incorporado enel pistón, con una electroválvula 3/2 decomando ubicada en la tapa traseraRjación delantera conforme a ISO 643212 16 20 25 mmM5xO,8 M5xO,8 G1/8" G1/8"10, 25 y 50 mrn (otras carreras consultar)-5...50 "C (23...122 °F)Aire filtrado con o sin lubricación1...8 bar (012 y 16); 0.5...10 bar (020 y 25)Ver página 1.2.2.2Ver página 1.2.2.1Tapas de aluminio, tubo y vastago de aceroinoxidable, sellos de PUR, imán de plásticomagnético (características del solenoide veren capítulo 5 de este manual)
B
0 Carrera 10 Carrera 25 Carrera 50
12 O.Q23.690.01Q/— Q.023.690.025/— 0.023. 690.050/—16 0.024.690.010/— 0.024.690.025/— 0.024.690.050/—20 ' 0.025.690.010/— 0.025.690. 025/~- ' 0.025.69Q.050/—25 0.026.690.01 0/— 0.026.690.025/— 0.026.690.050/—
AM
-
-2022
BF
--
1822
0KK
--
M8xl.25M 10x1 ,25
KU
--79
KX
~-
1317
KY
--56
WF
--
2428
XC
727897
101.5
Car
rera
mfn
.co
n 1
sen
sor
15555
Car
rera
mfn
.co
n 2
sens
ores
25202020
012 y 16
020 y 25
Tensión
220 V* 50Hz - 240V 60Hz "110V50HZ-120V60HZ48V5QHz-48V6QHz24V50Hz-24V60H£l2V50Hz-12V60Hz220V 60HZÍ10V6QHZ ' .190 Vcc110 Vcc4a Vcc24 Vcc12 Vcc
012-16Código adicional
/ —901 "902937903
912 " ;
020-25Código adicional
1
101102
' 137103104105'106109
" 110111112 "
" 113 '
En ¡os códigos de los cilindros reemplazarlos guiones luego de ¡a barra por losvalores de la tabla, según la tensión seleccionada para el solenoide.Ejemplo: un cilindro 0.023.690.010/— con tensión 220V SOHz, debe solicitarse0.023.690.010/901
1.2.1.6
¿U [ I 32 I25 II 32
1U_UJ
4969.5
IB20
5b
33
30|_3<L
251 a
4?I 4b
13
I M \9I 32 I1110 HH
75?5
ffí5f)
404fl
fifififi
4040
MM
1973
BB
95104
3640
95107
3449,5
A-2:
imcrn Microcilindros ISO 6432Serie MD 8
Montajes y accesorios
Montaje pie
0
'8-1012-1620-25
Código
0.001;000.0010.003.000.0010.005.000.001
Montaje placa
0
8-10"12-1620-25
Código
0.001.000.0030.003.000.0030.005.000.003
Montaje basculante trasero
fr^LL
AU
XS
+t+^ItflP
L¡rt_^gLu ^¿Q| 0AB
AO
SA + Stroke/Carrera/Cursa
J
^
"
r-í
b
-f-r
B Lu
i cW 1 j MA
2F + Strake/Cafrera/Cureo
0
8-1012-1620-25
Código
0.001.000.0060.003.000.0060.005.000.006
XC + Stroke/Carrera/Curso
Horquilla paravastago
Horquilla con rótulapara vastago
Rótulapara vastago
Tuercas paratapa y vastago
0CD ^
E
Cnr*=
LE
]-]— I
F CE
•- í7-¿tx\T
r— •
-a-
0 Código
8-10 0.001.000.01012-16 0.003.000.010
20 0.005.000.010'25 0.007.000.010
0
8-1012-16
2025
0
8-1012162025
0AB
4,55,56.66.6
KV
1924243232
AO
5688
KW
7881010
AR
1113,51818
L
33373749
69,5
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0 Código
25. 0.007.000.012
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1012,51515
LE
812121620
B
2021,53346
MA
34455
BE
M12M16M22M22
MC
22,52,533
B,
8121620
MH
2025253030
B,
12172125
63
3,2556
ií'jTi*-éj-SW3
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0
8-1012-16
' 2025
BR
2532,54040
CB £
8,112,116,116,1
5 CC
46810
CE
16243240
NH
1620202525
SA
3026364245
sw,
710101317
sw,12,714,514,51932
SW3
6771119
\:
E
-.
íJ
B
L
ül- -^^
Código
O.ÓQ 1.000.0230.003.000.0230.005.000.0230.007.000.023
CF
43
CH
46810
E
1615.520,531
SW4 T
45 25 27 212 2
B TF
4 30Ü 40t) 405 505 50
o
i
EF
571012
0KK
svJ5 J0BE
Ül
|f&7-
0
M 4x0,7M6x1
MBxl,25M 10x1,25M 12x1,25M 16x1,5M 22X1,5
]J
B3
KW
Código
0.001 .000.011'0.003.000.0110.005.000.0110.007.000.0110.008.000.0110.009.000.0110.006.000.011
EN ER EU G
14 28 10,5 57
TR
2532324040
UF
4052526666
UR US
25 3530 4230 4240 5440 54
W
1318181923
i1112
WK
45566
KI
12,1622,22,
)
111
0KK
M4x0.7M 6 x 1
M8x1251 M 10X1,25
' XC
64758295104
XS
2432323640
ZF
65728295102
ZG
25252534
49,5
B
ANEXOB
Characterislics :pages 35 and 36Relerences:paga 36
B-6
Momentum Automation PlatformSpecialty Module I/O Bases
Connecíions
170 AEC 920 00A 2-encodor and Input/oulput ([oíd wirlng oxamplo
'Ir ia 4 s e T e s w it tí « M w « 17 i«• D . Ü n c . f / S Q S o i í d c » • «
2 ! •
¡ o c
1¡Oder wllherenllalut
J. n " ° ° c . ° ° Ve \1 1
o a a • * • = o o o ^ tí! — —
ri.1.J- LoJEncoder with Discíeiesingle onded outpuiínpul Nutnber 1
r (- »—
a a • •
)tscreionputJumbor 6
— +24 VDC Power for module— - Retum (or modulo
+24 VDC Powor tor Inputs and oulputs— - Retum forlnpuís and oulpuls
— + 5 to 30 VDC power for encodersReturn lor encodere
170 ADM 540 80A Modbus devlce and Input/output lleld wirlng examplc
• Ii —
" I. rT
i in n tx ío QNO
odbus Devte1S485
> .cr a a a a
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2-wlre
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^ 0 0
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__>^_
í-wire sensors
U lí ó L- * j
E ° 3 I T 1
D u a M i' N ¡Ofoutputs
B-5
Momentum Auíomation PlatformSpecially Module !/O Bases
Characterislics
page 30Conrteclionspage 37
Characteristics
Modal No.
Numbor of I/O Counter
Inputs
Outputs
Discreto Inputs Operating Voltage
Input Range
Input Surqe
Input Curren! On
Of(
Swilching Leve)
Ráspense Time
Signal Type
DIscrote OutputsOperatingVoltagB
Signal Type
OnStaleVoliageDrop
Fault Senslng
Curren! Capacity
Curren!LeakaflB
SurgeResponse Time
Otl to On
On lo Olí
Countar InputsIncrementa! Countors
Absoluto SS1 Counter
Input Signáis
Counier Speed (max)
Countar Capacity
Counier ConíKjuratton
Differentia) Outpuls
Modbus PortTyj» .. .CommunicatJon ralesFormalModbus address rangeTímeou!
Curren! consumptlon
V
V
V
mA
mA
V
ms
V
V
A
mA
mA
ms
ms
VDC
kHz
¿Ha/a
ms
mA
170 AEC 920 00
2 independan!
2 x 3 discreta
2 x 2 diecrate
24 DC
- 3 10 +30 DC
45_peak íor 10 ms
2.5 mínimum
1 2 máximum
1 1 DC mínimum On voltageS DC máximum OH voflafle
3 OH lo On3 On lo OH
True Hich
24 DC
Trua High
< 0.5 DC at 0.5 amp curren!
Overtoad and short drcuit
0.5 per point1 per counier2per modula
< 1 9 24 VDC
5 A ( or 1 ms
<0.1
<0.1
Up counter. down counter, quadrature
Up/down counier wlth 4 sub-modes
5 ditíererttial tnput
24 single-ended Input
200. dillerentíeU Inputs
10. slnglo-cnded inputs
24 bits rjlus sign per counter
Via comm adapter (8 fnpul words, 8 oulpul words)
Two 5 VDC rfilíeranüal (RS-422) lor dock SSI
-_
—-
280
170ADMS40BO
_
1 x 6 di&crete
1 x 3 discreta
120AC«47I063Hz
0-132 AC
200 AC for 1 cvde
5.5 mínimum
1.9 máximum
79 AC mínimum On voltage20 AC máximum Off vottaqe
<12.5 alSOHzOIftoOn<12.3at60HzOntoOff
120ACet47toG3Hz
< 1.5 AC al 0.5 amp curren!
1 luso, 2.5 ampa al 250 VAC
O.S conlinuous parpoinl~1.5 contlnutHJ3por modula
1.9® 120 VAC
30 mínimum
<12,5O60HZ
<12.3®60HI
_
,
- " --'
_
_
_
„
HS-485. 2-or4-WÍro19.200 and 96008-bli RTU / 7-bit ASCII0 10 2471 50 altor (ransmlssion
125 0 120 VAC
B-4
Characteristics:pagas 91o 12Ftoferences:pagas 13 and 14
Momentum Automation PlatformDiscrete I/O Bases
Connecíions (continue
170ADM39010Example of externa! wlring oí 2-wIro sensor/actúalo r
170 ADM39Q30Example oí externa! wfftng of 3 oM-wke sonsor/3-wlre preacluator
(conrtected ngoTwctiy rn
(a temor) L-T2-wife «tuatof 3-wfte Mn*o> 2-mra pro«etuítof
Group of channels
I Interna! wfríng
Group oí channels
I Inlarnal wiring
(1) For 4-wlre sensor
170ADM69051 170ARH37030Example of externa! wtrlng of 4-wlrtt sensor/Z ond 3-wlre proactuators Example oí externa! wlrlng ot 4-wlto sonaor/3-wlfa proactuator
.•3
4
S
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B D 3 C 1 J D C C I I• 1 t J f • B D 3 Cl J I
3-«*» pnacUUor
Group of channeís
| Internet wiring
Group of cnannels
B-3
Cnaractflrtstfcs:pagas 9 to 12Refréneos:pagas 13 and 14
Momentum Automation PlatformDiscrete I/O Bases
Connections (continuad)
170ADM3701DExample oí externa! wlring oí 2 and 4-wlrc eonsors/2-wire actualor Example oí externa! wlring oí 3-wlrc aetuntor wlth wlring cfieck
, ' 1 2 3 * 5 8 7 8 » 10T11213 I41S1GM-U 1 í A.?l"1 i n y t c sj < j L j Q n r ) ¿ i ü . * i > < i i i f WSMHOii - ' - -—.- • y - - jj fc«
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han
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3-*lr» actualcr
Grcxip of cnannels
I Infernal wiríng
Group oí channels
| Interna! wlring
Speclal externa! wlring, the output actívales the sensor
, f 1 2 3 4 S 6 7 8 9 ID 11 12 131413 1ÜUL+1 i*™*-l c = « n o-» a n o c i a c i J C í i t i f f ' hl blow1 <¿L: : ' LLJ 'U"
rrr24V-24V
Rctum
¿¿- ^^
Group of channols
I Interna! wlring
Relerencespages 13and 14Cunnectionspayes 15to 19
Momentum Automatíon PlatformDiscrete I/O Bases
(conUnued)
Cha ráete ristics oí discreta I/O bases
Type o( base unlt
Number of Inputs
Numberol outpuls
Oparatlng voltage
Interna! curront
Inputa Votlage
Typeof signal
Voftage al t
Voltago al 0
(nput currenl
Input vortagfl ranga
Input resístanos
Responso time
Fault sensing
Outputs . Vottage
Typo
Typa of sl&nal
Curran! capaclty
Leakage cutrenl
Poak curronl
On State Vollnga dro£
Error mdication
Responso time
Potentlal Inpulto ¡nputIsolatlon
Output lo OutputQroup
Input toOutput Group_
Reídlocommunícalloninierface
Powor dfasípalíonTyplcal
Máximum
VDC
mA
VDC
VDC
VDC
mA
VDC
xa
ms
VDC
A
mA
A
VDC
ms
V
V
W
W
170 ADM 350 10 170 ADM 350 11
1x16 1 x 1 6
2 x 8 2 x 6
24
250 O 24 VDC
24
TrUBHj0h_ .,
+ 11. ..+ 30
-3...+ 5
2.5 min. at stató 1 (6 mA al m 24 V).1 .2 max. at state 0
-3.. .+ 30
4
2.2 Olf to On 0.06 OH to On3.3 On to Olí O.Oe On to OH
-
24, 30 máximum
Solid state swrtch
Tme Hlah
0.5 per poínt4 per groupSper modula
< 1 9 24 VDC
5 for 1 ms
< 0.5 9 0.6 A
Output overioBd lor at toast ona outputto communicatlon adaptar
< 0.1 Olf to On, < 0.1 On to OH
Nona
Nona
None
Defmed by CommunJcatíon Adaptar type
6.0
8.0
170 ADM 370 10 170 ADM 390 10
4 x 4 1x16
2x4 1x8 and 1x4
250 O 24 VDC 180 « 24 VDC(plus curront lor sensors) 1
—
Í^OfftoOn3. SOnto OH
! Brohen wlra detection
2 par poínt 0.5 per point8 per group 4pergroup 1.2 Qroup216j»r module 6jwrmodute
<1 O 24 VDC <:1 O 24 VDC
2.8 lor 1 ms
-
Output overtoad lor et Ouípuí overtoad for attoast one output or taast one output loíhort-ctrcult or overtoad communlcatkm odapteron one of ths 4 encoderSUppJy8roupa.tocommunicatlon adapter
500 AC
SOOAC
6.5
10.0
B-l
Momentum Automation PlatformM1 Processor Adapters
Characferistics (cominiwd)
Referenccs.page66
Environment
Type of processor
Temperaturaoperatirig
slorage
Relativo humlditv
Altltudc
Mechanlcal wlthstand (immuniiy)to vibrattons
toshocks
Das I g no d to moot
*C
'C
m
171 CCC 960 30 1 171 CCC 980 30j
O...M. ._ ... __ ._ _ _ ;
-40...85
5. ..96% (non-condensinq)
2000 (6500 ft.)
57,..150HzO1G10...57Hzeo.075mmd.a.
+ 1 5 Q Dante, 1 1 ms. hall sino wsve
UL. CE, CUL, f=M Class 1 Dlv. 2. NEMA 250 Typfl t , and IP20 coniormlng to IEC52{cerilficatlons pendlna) ,
Characteristics
Central processing unltJCPU)
Word longlh
Material
VoIIago
Volt age toloronce
RFt Immunlly/EMI susceptlblllty/Electrostatlc dlscherqe
Ol-olectrlc strength
Indfcator lights
Poworeource
Flash memoty
Clock speed
Comm Porta1
2
Capacltyuser memory
data momory
discreto 1/0
reglsler 1/0
1/0 limit
sean lime
bit
VDC
Mb
MHz
K
K
ms/K
x 36 based (Inlol or AMO) IEC Execulive
16
Lexan
5-0 V (supptied by_ I/O Base)
1 5% (as suopllod by I/O Base)
Meeta CE marit for opon oqulpmont Opon aquipmont shoutd be ineíallad In an fndustry standardenclosure, wlth acensa foslricted to aualifled servlce_peraonnfll
Comm port is non-taofated Irom lofllc commofl
Diaqnoslic and slalus liahts. standard
Power suootv on-board the Momentum VO Base
1
50
Ethernet
1/0 Bus (derivativo of Inierbus) Dedlcated RS 4B5 Modbua
IB
24
8192 ln/8192 Out (A total ot 8192 bits can be configurad for discreto and nnalog I/O, any rnlx up to Ihestated litnits.)_
26040 !n/26048 Out (A total of 26046 words can ba conllgured for dtscrete and analog UO, any mix up toIhe stated limits.)
docab- (No I/O bus port: I/O can be extended 8192 bits (4096 ln/4096 Out; i/O can be extendeduslng a Modbus Plus optlon Adaptar 2048 10 pts. using a Modbus Plus optlon Adaptar end Peer Cop.;and Peer Coa.)
.3
i-7
Platinum ResistanceThermometer Detector
FunctíonPlatinum Resístance Detecíors (RTD's)(Figure 1 ) accurately measuretemperatura variaíions over a rangefrom -185 to 650QG (-300 to 12QQ°F).As the temperature chsnges,resístance of the platínum wire changesíineariy, and this reíationship remainsvery stable over time. RTD sensors canbe used with any measunng or controll-íng instrument having a Wheatstonebridge type measuring circuít
Description
Detector AssembliesA variety of detector assemblies (Figure1), including plaín, general purpose andspring loaded types are availabte tomeet different mouníing requirements.Spring loaded assembly ensurespositive meta! to meíal contact betweenbulbs and well, providing improved heatíransferand víbraíion endurance, thebulb is easily installed or moved throughthe head without dísconnecting head orwell.To reduce the effect of leadwireresistance between the RTD and instru-ment, piatinum RTD assembües are.always supplied for use in 3-wire (cop-per) systems but can be used in a 2-wire manner if the applicaíion permíts.
Detector ElementsThe sensiíive portion of a 100 ohm e!e-ment is a spool of piatinum wire approx-imately 3 mm (0.1 ínch) in diameter and13 mm (0.5 inch) in length located atthe tip of the RTD assembly.
200 and 500 ohm elements are alsoavaüable. They have larger spoots tohandle the added wire since theresistance change per degree oftemperature change is increased two orfive times respecíively.
Narrow Temperature Span100 ohm bulbs are suitable for spans as!ow as 67°C (120°F); 200 ohm bulbsare suitable for spans as low as 33°C(60°F).
22-75-03-107/83Page 1 of 3
Specification
Figure 1 —Typical Platínum Resistanca Bulb Assemblies
Specífí catión22-75-03-10Page2
Specificátions
Bement Resisíance 100 ohms or_200ohms at 0"C (32°F).
Accuracy
Repeatabilrty
Temperature Límits
Tíme Constant
Sheath Material
Pressure Raíing
±3/4°F or 1/2% of the íemperature being measured whichever ¡s greater over range of-185°Cto650°C(-3000 F to 1200°F).±0.05°G over range of-18°C to 480°C.0±.1°F over range 0°F to 900°F.±0.1% of span for oíher íemperaíure ranges.
Standard Límits: -185°C to 480°C {-300DF to 900°F) with element enclosed in type 316 SSsheath. Type "G" máximum, 204°C (399°F).Extended Umíts: -185°C to 650°C (~300°F to 1200DF) wiíh element enclosed in an ¡nconel*sheath.
Five seconds for a 63.2% response to a step change in temperature in water moving at onemetre (three feet) per secgnd^
Standard Range: Type 31S staínless steel.Extended Range: Inconel for temperaturas to 650°C (1200°F).
20.47 MPa (3000 psi) standard.
Assembly TypesDímensions:
millímetresinches
Type "A"General purpose detector formounting bare or in a well.Used in tanks, pipes, ovens,lehrs, process vessels, etc.General purpose head ís sup-piied, a screw cover head ¡soptíonal.
Temperatura limit thís áreaio 107*0 •1/2" NPT
•Heliarc weld 6.50.25
316 SS
Sensitive portion-25.41.0
Immersion length-
Type "D"Plain detector with flexibleTeflon* cable is a versatilesensor. Compressíon fittingsmay be supplied for mountingínto molding machines,heaíed díes, environmeníalchambers, etc.
-Temperature límit this áreato 107 *C
457
-•Cofnpression firting optíonal6.4
25.41.0
Sensitiva pórtico <-=«jImmersíon lefKjí.h ——
Type "E"Spring loaded assembly, Thespring holds the detector inconsíaní firm contací wiihthe well, ensuring ¡mprovedheat transfer and vibrationendurance. Detector is re-movable wíthouí disconnect-¡ng head or well. Screw coverhead Ís supplied as standard.
Temperature limit this área-to 107*C
1.75
"Reg U.S Patent Office
B-9
S pe cifi catión22-75-03-10
Page3
Type "F" Temperatura limit this áreaSpring loaded detector and u*-j lo io?"C -»4 ' r-well which is the same as _dtfk /Type "E" except well has lag dflffljjffhi / /of 76 mm (3.0 ¡nches). ' %j|Mfc'7j
J /' ffi&í™™"%UJMM^^f/ wft^a^^SGsS*
XtVKJfcl 45 76
1.75 ' ' ' 1.3 3.0 '
Type "G" ^^^ , ___^
(2.5") sensitive tip and 153 /^^^cm (60"1 Teflon leads. 1524
60
1/2" N.P.T.• ". .Positiva contact -i
§Ow J füilf* ív^" 'r "
J ~76~ L U ' 64' r ' - r^ Tr? r r 2.5 °-5
1 ?~] • •4.75
4.8 Di».fo.19.
^ 1 —^^J : '— T-
I W j"
¡ " 2.5 1
Ordering InformationPfease specify1. Model number from Table below.2. Options, as required.
InsertionLength Resistance
Type Number mm inches ohms {0°C) Optíonal Selections.
A HP6A1-5-1/2-3A . 140 5.5 100 Add prefix UE" to modei number to exíend range from 480°CHP6A1-8-1/2-3A 21 6 8.5 100 to 650°C (900°F ío 1200DF).HP6A1-11-1/2-3A 292 11.5 100 For 200 ohm element, change U1" in model number ío "2".HP6A1-17-1/2-3A 445 17.5 100 For screw cover head, change "6" in model number to "7".HP6A1-23-1/2-3A 597 23.5 100 Add suffix "D" íf dual element bulb is requíred.
D HPOD1-5-1/2-3A 140 5.5 100 Add prefix "En to model number to exíend range from 480°CHPOD1-8-1/2-3A 216 8.5 100 to 650°C (900°F to 1200°F).HPOD1-11-1/2-3A 292 11.5 100 For 200 ohm element, change "1" in model number ío "2".HPOD1-17-1/2-3A 445 17.5 100 Add suffix V and specify desired lead lengíh for lengíhsHPOD1-23-1/2-3A 597 23.5 100 over 457 mm (18 inches).
Compression fitíing add suffix "C" to model number.
E HP7E1-10-1/2-3A* 114 4.5 100 Add prefix 'E" to model number to exíend range from 480°CHP7E1-13-1/2-3A- 191 7.5 100 to 650°C (900°F to 1200°F).HP7E1-16-1/2-3A* 267 , 10.5 100 For 200 ohm element, change "1" in model number to '2\* 419 16.5 100
F HP7F1-13-1/2-3A" 114 4.5 100 Add prefix -E" ío model number to extend range from 480QCHP7FM6-1/2-3A* 191 7.5 100 to 650°C (900°F to 1200°F).HP7F1-19-1/2-3A' 267 10.5 100 For 200 ohm element, change "1" in model number to "2".HP7F1-22-1/2-3A' 343 13.5 100
G HPOG1-2-1/2-3B 64 2.5 100 Add suffix L2 to model number for Teflont lead length ofHPOG2-2-1/2-3B 64 2.5 200 3.05 m (10 feet); longer lengths are available on specialHPOG22-2-1/2^A-D~ 64 2.5 200 order.
"Well material musí be sefecíed, specrfy 1 for carbón stee!, 2 for 304 SS, and 3 for :Add the selected digrt after A in the model number."This mode! has 2 elements and 6.35 mm (0.25 inch) sheath diameter.tTrademark
NOTE:Add suffix T to model number ff SS equipment ID Tag is required (all models).Add suffix "D" ío modei number for dual element (2 wíre/element connections).Add suffix "C" to model number compression fitting (Type D assemblíes only).
Spectfícations are subject to change without notice.
11 6 SS.
B-10
Valves—Ball ValvesVB30A Two-Way Ball Valve Assemblies
The VB-3QA Two-way Ball Valve Assemblies are used in heating,ventílating and aír conditíoning systems for two-posiííon ormodulatíng control of |ow pressure steam, water, orglycolsolutíons (to 50 percent concentration).
Tíght shutoff (0.01 percent ofEqual percentage flow characteristic.Valve bodies 100% tested air under water per MSS SP-72.Exclusive stem and packíng design eliminaíes packíngadjustment for íhe life of íhe valve.Designed for use with buildíng automatíon systems.Valve rated for 200,000 full cycles, 750,000 repositions.High qualíty bracket deslgns minimize heat transfer fromcontrolled media to actuator.
• Field-configurable for normalfy open or normally closed fa 1 1 -safeposition.
• Manual lever can be attached, or removed, without affectíng vaiveopera tion.
• Integral position Indlcator.
NOTE:VB30A Ball Valves must be field-assembled to a HoneyweüDírect-Coupled Actuator (ordered separaíely). Some combina-tíons are available factory-assembled; see VB34 and VB35Valve/Acíuator Assemblíes.
MATERIALS:Body: Bronze.Seat: Carbon-filled Teflon.Stem: Síainless Steel.Packing: Carbon-filled Teflon and EPDM O-ring.
PIPE CONNECTIONS: NPT.CONTROLLED MÉDIUM: Saturated, low pressure Steam, Water, Gtyco!
solutíons (!o 50 percent). Not suitable for combustible gases.PRESSURE PATINGS:
Body Rsting: 600 psi.Water and Glycol: 250 psi (1724 kPa).Síeam: up to 15 psi (103 kPa).Differeníial:
Water and Glycol: 150 psi (1034 kPa) máximum.Síeam: 15 psi (103 kPa) máximum.
TEMPERATURE RATINGS:Water, Glycol, Steam: 35 F to 250 F (2 C to 121 C).
ENVIRONMENTAL RATINGS:NEMA1.Plenum rated.
Order Number
VB30A1005
VB30A1013
VB30A1021
VB30A1039
VB30A1047
VB30A1054
VB30A1062
VB30A1070
VB30A1 088
VB30A1096
VB30A1112
VB30A1120
VB30A1161
V830A1179
VB30A1187
VB30A1195
S\ze (NPT){in.)a
1/2 RP
1/2 RP
1/2 RP
1/2 FP
3/4 RP
3/4 FP
1 RP
1FP
1-1/4 RP
1-1/4 FP
1-1/2 FP
2RP
1/2 RP
1/2 RP
1/2 RP
1/2 FP
FlowCapacityCVÍK/1 (.86)
2(1.73}
4 (3.46)
15(13)
30 (26)
51 (44)
43 (37)
68 (59)
48 (42)
125(108)
177(153)
108 (93)
1 (.86)
2(1.73)
4 (3.46)
15(13}
Use With
Non-Spring Retum Actuators
ML6161,ML7161
Xc
Xc
Xc
Xc
ML6174,ML7174
Xd
X^
xd
xd
tfxc
ML61S4, ML72S4,ML9184
X"
Xo
Xo
ML6194, ML7294,ML3134
Xc
x°xc
Spríng Retum Actuators
ML6185, ML7285,ML8185, ML9185
X*
xd
xd
xd
ML4195, ML6195,ML7295, ML8195
Xd ' '
XG
3 RP = reduced porí, FP = full portCy (Kv) for valve body alone; ¡f pipe reducers are used, the ratíng will be decreased.
0 Valid combination for frequent use (more than one cyde permonth}. May require manual operation atstart-up orafter long periods of ínacíivity.d High íorque valíd combination. Recommended for applicaíions thatmay require hígher íhan normal breakaway torque due to infrequent valve
operaíion (less than one cyde per month}, such as seasonal changeover. Also valid for frequent use.e The bracket on thís valve accommodales íandem-mounted actuators.
* TRADEUNE model • SUPER TRADELJNE model
Some producís are avaüabíe only through Honeywell Authorízed Dístiibutors.
357
TfíADELINE*
B-ll
Motors and Actuators—Direct CoupledML6194; ML6294; ML7294; ML9194 Non-Spring Return DirectCoupled Damper Actuators
Provide floatíng SPDT or proportioníng control of dampers inheatlng, ventílating, aír conditionlng applicatlons; and formounting on bal! valvas.
• Magnetíc coupling eümínates the need for mechanical stops orlimit swiích adjustments by limitíng stall torque.
• Mount directly on 1/2 in. to 3/4 in. round and square dampershafts (and 1 in. round damper shafts using appropriate inserí);1 ín. ls standard, 1/2 ín. and 3/4 in. is optional.
• Manual clutcn allows manual adj'ustment.• Designed for both single-poiní and three-point mounü'ng to allow
¡nstallation flexibility.Approvals: UL 873 File: E4436; Guide XAPX
Canadian Standards Assodation: Ríe; LR95329-17 UL873 (UL94-SV)
Envíronmentaí Protectíon Ratíng: NEMA2Frequency: 50/60 HzManual operation: Decluích MechanismMounting Type: Direct CoupledSpring Retum: NoStroke Max (deg, Ín.): 95 degrees nominal, 3 degrees mechanícaliy
límiíedTíming Max: 200/165 Sec at 50/60 HzType of Control: ElectricVoltage: 24 VacAmbient Temperatura Range: -40 to 150F; -40 to 60CElectrical connections: 3 ft. (914 mm} 18 gauge cable
wííh 1/2 in. (13 mm) condu'rt connectionDimensions: 8-7/16 in. high, 4 Ín. wide, 3 5/32 in. deep;• 215 mm hígh, 102 mm wide, 80 mm deep.Accessories:
205S20A-Three-point Mounting Kit.205S43B Hub Insert, 1 in. round, with refaining ring.205546 Crank-Ann Accessory.205849AHub Insert, 5/8 in., round or square, with setscrews.2058568 Hub Insert, 3/4 Ín., round or square, with retaíníng ring.205860 Remote Mínimum Position Potentiometer.205S60A Remote Mínimum Position Potentiomeíer, NEMA IV rated.
ORDERNUMBER
ML6194A1002
ML6194C1000
ML6194D1009
ML6194F1QQ7
ML6294C1008
ML6294D1007
ML6294F1005 .
ML7294A1009
ML7294C1007
ML7294D1006
ML7294D1014
ML7294F1004
ML7294F1012
ML9194A1009
ML9194C1007
ML9194D1006
ML9194F1004
PowerConsumptíon
5 VA .
6 VA
5 VA
6.5 VA
6 VA
6.5 VA
5 VA
6 VA
Control slgnal
SPDT, Floating
2-10Vdc
2-10Vdc
4-20mA
2-10Vdc
4-20mA
Electronic Series 90(135ohm)
Torque/Force
300 Ib-in.; 34 Nm
300 Ib-in.; 34 Nm
Feedback
500 ohms
2-10Vdc
2-10Vdc
Timeout
No
Yes
No
Yes
No
Yes
No
Yes
IntemalAuxíliarySwitches
0
2
0
2
2
0
2
0
2
0
0
2
2
0
2
0
2
* TRADELJNEmodel • SUPER TRADEL1NE modeí
Same producís are avaüable only through Honeyvsell Authorized Dístributors,
346
TRADELINE*
5-12
The LS 2000 Is fhe one leve! swltch for olí material measuremení. Imptoved performance over floats, con-ducíance probes, capadíance switches, roíaílno paddles and vtbratlng swttches.
FÉMURES• Setectobte fa!!-safe eJectronics
• Igrwresslgnlflcantpro^uctbulld-up• Solid state, no movíng parte• Simple Instaltatlon and callbratton• Modular etectronics easlly reptaced
• Probé length eastty fleld modífied
• Explosión proofhouslng standard• Rugged constructton handtes
the roughestproducts
< UQUIDS
Wastewater
OísActós
SlurrtesFueteCaustlcs
INTERFACESOH/WaterFoarn/Uquld
i DRY/SOUDS
FlyAshCementRostios
ñourPowdersSandGralnsCarbón BlackWoodChlps
GENERAL OFERAT1ONS The LS 2000 can measure vlr-tualty any llquld, dry material or fnterface oí electrl-calty conductlve or non-conductlve producís. Theproprietary radio frequency (RF) balanced Impe-dance brldge has excepttonollemperaíure stabllrty,thus elimlnattr i the need to recallbrate íhe unfrfrom season to soasan.
\When the probé Is (nstalled, It Is callbrated ínabsence of material touchlng the probé. When thedeslred material comes ín contoct wffh íhe probé,the LS 2000 Is acfivated and gives the deslred ouíput.
SIMPLE CAUWA710N All the necessary callbratlonIndícarors are on-board so all you need lo calíbratethe LS 2000 Is a small screwdriver.
Fdll-sare etecíronlcs provlde peace of mlrxt Themodular etectronics make íroubte shoctlng andrepalr a snap. The entlre untt U backed by our twoyear warranty.
CONSTRUCnONThe probé Is made oí solld 31ó staln-tesssteel rod: the Insutotor Is made of UHMSWPE (Uítra-Hlgh Molecular Wefght Pofyethylene). UHMWPE hasexceltent abrasión and Irrpact resbtance. The seáisare made wtthVfíon "O" rings. All fhe etecíronlcs arehoused In a cast aíumlnum explosión proof endosue.
B-13
«H.K lou» MtícnoH
Mt'*T
oD
tIOÜIO tEVH CONTROL tlTOOO WlIH *• IMWwrt
SPECIRCATIONS
ElECTRtCAL
Power
CXJÍpuh
Fail Sofe;
RF Frequency:
ENV1RONMENTAL
Hozardous Área:
Temperatura:
Pressure:
Constructlon:
120 VAC (-.15%) 60 Hz. 2 watts,standard (24 VDC optional)
1 Fofm C contact SPOT relay,10 amp resistivo at 125 VAC,8A250VAC, 5A30VDC
Selectable hlgh or low leve!
Approxlmately 1.3 MH¿
Class I, Group C, D, Class II,Group E, F G, Class III
Probé: -3Q°Fto 1BO°FElectronics: ~30°Fto 170°F
Probé 250 psi @ 75°F Note: ai180°F pressure should notexceed atmosphere.
Probé: AJÍ wetted parts 316 SS,UHMWPEandViton.Electronics: Housed In castaluminum explosión proofenciosure,
Speclflccrtlons suta)oct lo chango without nollco.
APPLICATION PERFORMANCE GUARANTEE If wiíhín 60days of purchase, (he LS 2000 does not performaccordlngtoourclalmsandwaspfoperlyinstalledlnan approved oppllcarlon that does not exceed thestated performance specificaílons, ths LS 2000 maybe refurned for full credil.
—
i
_J
1 c
C
1 —
per-U-MI pMittC r,V»,tój 1 j nuusBia
ü!tMX
SUKViW
inaDOVniH ta- it turro*
WARRANTY The enííre unrt Is warranted for twoyears agatnsl defects in material or workman-ship. See owners manual for complete delalls.
DIstríbuled By.
¡ProcesSmart.com14262Doollittlü DrivoSan Leandro, CA 94577
Tal: 510-352-8199Fax:510-352-8897E-Mail: salos@iprocossmartcom
BABBITTINTERNATIONAL, INC
COPYRIGHT " 1?M by BABWTT tHTEBMAIlONAl, WC.
tí-14
LS 2000 TERMINAL LAYOÜT
10 AMP RELAY CONTACTS
C L2
6 6SUPPLY
VOLTAGE
' EACH LS 2000 POWER SUPPLY ÍS¡NTENOEO FOR ONLY ONE SUPPLY VOLTAGETHiS VOLTAGE IS PRíNTED OM THE POWERSUPPLY BOARD.
FOR (15 VAC UNiTS HOOK UPTHE HOT LEAD TO Ll AND THE NEUTRALTO L2 t W!TH APPROPRIATE GROUNO.
24 VDC U N I T S HOOK THEPOSITIVE VOLTAGE TO Li AND THE COMMONOR GROUND TO L2.
Solenoid Valve for Steam and Media atHigh Temperatures up to 356°F .
B-15Type 407
*
- Zero differential pressure
- Body material: brass
- Fluid temperatureup to 356°F
- High reliability
Erosión resístant
Approvals
(ff) usted up to 1"
Design/Functíon
Type 407 ¡s a normally-closedservo-assisted on-off solenoidvalve with a coupled armaíure/servo pistón {circuit function A).
When de-energized, the spring actson the armature ío cióse the piloíchannel in the pistón.
When energized, the armaíure lifís íoopen the pílot channel ío relieve thepressure. Even if íhere is no pressuredifferential, the armature lifís íhecoupled pistón to open íhe valve.
Fluids at higher temperaturas,e.g. hot aír, steamVacuumAutoclaves (vacuum síde}Relief of sieam sysíemsAll industrial áreas
Burkert Contromatíc USA2602 McGaw AvenueIrvine, CA 92614Te!. 949.223.3100Fax 949.223.3198www.burkert-usa.com
Burkert Contromatic Inc.760 Pacific Road, Unit 3Oakville, Ontario, CanadáL6L 6M5Tel. 905.847.5566Fax 905.847.9006
burkertFluid Control Solutions
burkert
Solenoid Valve for Steam and Media atHigh Temperaturas up to 356°F
Type 407tí-16
Circuit Function
A 2/2-way vafve,normally closed,wííh 2-way pilot control
Body Material
Threaded:
Iníernal parís:
Cover:
Body of brass, seat 1.4303
Solenoid system 1.4105Servo pistón of brassBrass
Specíficatíons
Orífice
DN
[mm]
50
Pressure
Range
[PSI]
•t!rí'-^w*v>rj
0-140
Weight
Thread
[Ibs]
17.2
The pressure range ¡s also valid for technical vacuum.All pressures quoted are gauge pressures with respect to the prevailíng atmospheric pressure.
Seal Materlals/Fíulds Handled/Temp.- Range
PTFE Neutra! fluida, e.g. hot water, steam0°F to 356°F
For more detailed information, please refer to resistancechart (Leaflet-No, 1896009).
Max. ambíent temperature 131°F
Max. viscosity 21 cSt
Response times DN openingclosíng
[ms] [ms]13-25 0.1 -0.2 0.3 -0.532-50 0.2-1.2 1.0-3.0
Measured at outlet porí A from switching on uníiipressure rise to 90% / pressure drops to 10% at aworking pressure of 21 PSI.
Port connection NPT1/2, 3/4, 1, 1 1/4, 1 1/2, 2
Operaíing voltages
Volíage tolerance
Power consumption
Duty cycle
Cycling rate
Coil Insuiation Class
Raíing
AC 24, 10, 240/60 HzAC/DC 110, 240/UC(universal current)
±10%
AC 100 VA(inrush)35 VA/16W(hold)
100% continuously rated
10-60c.p.m.
Class H
NEMA 4 (I P65) with cableplug
:Jnstallatioa/Accessaries~
Installaíion
Electrical connecíion
as required, but preferablywith solenoid systemupright.
UL usted: Conduit plugNon UL; Spade connecísCable plug DIN 43650, formA (sold separaíely)Universa] current; Cableplug wiih integraíed singlephase bridge recíifíer.
Surkert
Solenoid Valve for Steam and Media atHigh Temperatures up to 356°F
Dimensions in mm:
Type407
Ported Versión
Ported Versión
A1 B1
NPT3/4
NPT1 1/4
NPT2
J1
24
H1
49
49
72
J1
buricert
Solenoid Valve for Steam and Media atHigh Temperaturas up to 356°F
Type407
: Orderíng Chárt (Other Versiohs óii Request)
Circuit
FunctíonWelght Voltage/
Frequency .
24/60
íl|í2^6o|K
240/60
fea?110/UC
Order-No.
'i UC (universal current), cabla plug with integrated siqgle-phase bridge recíifíer.
ln case of specíal requirerrientsplease consult for advice.
We reserve the righí to make technícalchanges without notíce.
US_4Q7_10/00
burkert
B-19
Enclosed Switching DC Power Supplies 53Special Oidor Anv Mean Well Powar Supply
• low autpul. rjppjjj
Mean Wetl Authorized DistributorjDD% buíiHii *Shori clfcult. overload over-voltago prolecled
Mean well ís an 150-9001 Certllled Comoan
> UL approvad -tffTBF ratad
150-Watt Triple Qutput• Inpul vote: 90-2&4VAC O 47-63HC 127-370VDC• PFC: 98% ü 1I5VAC; 94% © 230VAC• RlppteúndroiM: JGOmVto150mV peak to peak*LÍncregjlatJQíi;tl%
• Sfimi circuif, overload, ovcrvoltape protected• Mjling inpul'output connecior:
P,;j 103587, pg 91, spade terminal nv
• MrBFtab!3.be!ov/ cYUus• SÜB: 7.81 x IffW x 2.0'H • Weight 1.8 Ibs.
Pul Ib.
Z13ES3
M3J340
ZfSBJ)
ZI3K3
fniaÜKa.
TP-150A
TP-1503
TP-1EOC
TP-I50D
- -
PowtftW)
150
143-2
151.5
1M5
OuWuÜ
SVDCO1SA1ZVOCOGA•5VOCO 0.6A
5VDCÜ15A1ZVDCO5JA
-12VDC60.SA
5VOCCM5A1SVDCO4JW
•1SVDCOD.BABVDC61GA
24VDCO3A12VOCOO.EA
1
1149.95
H9.9S
149,95
14D.9S
1fl"
S134.9S
134.95
134.95
134.9S
ZS
S121.49
121.49
1ZU9
121.49
100
$109.39
109.39
103.39
1B9.39
150-Watt Quad Output• Input voltage: 9Ü-264VAC « 47-63HE 127-370VDC• Prc-.98%ei15VAC;94%©23GVAC• Rippie and noiso: 120mV to 200mV peak to peak• Une regulatlon: ±1*i to 2%• OC voltage adjustment CH1 &Z:t10%,-5%• Poiarityselsctabfecm• Sott start circuit, ümittng AC surge current• Short circuit. overload, overvollage protected• Maling npiit/oulpul connector; P/N 103587. pg 91, spade lerminal•MTBF table. below Oft-•Size: 7.8*1x3.9^x2.0^ • Weigtlt:1.8lbs. CT«US cePirita,
Í13G33
113655
213647
PnriMtHo.
QP-150-38
QP-150D
DP-150F
POMIfW]
15D.2
1S0.2
152 J)
Oatpatt
3.3VOC910A5VOC915A
12VDC9BA•5VDC00.6A
5VDC010A12VDCO4A24VDC92A
•12VDC90.6ASVDCemA
15VOC93A
•15VOC90.EA
1
S169.95
169.95
169.95
10
S152.95
152.95
152.95
!
2S
$137.69
137.69
137.69
10Í
(123.95
123,95
123.95
132 to 200-Watt Single Output• 1npütvoltaQfl:85-264VAC©47-63Hz; 120-370VDC
• Rippfe and noise:100mV-l50mV peak to peak• DC vollage adjüsiment -fio, -5%• Soft-start a'rcút, Nmftino, AC surge current• Mating input/output connector:
P/N103S87.píj91,spadetemiinal -V4\M c
• Stze: 751 x 3.9 / x 2.0'H • Weighl: 1 .9 Ibs.
PartHo.
2124172020411MT73212409202059
PnámlNo.
SP-ZOO-33SC-203-5SP- 200-12SP-200-135SP-EOO-13
194781 ; SP-2GO-Z4
232067 SP-2GEMB
PowaflW)
132 J)2000200.42011
200.0201.02030
(Wtnrt
3JVOC940A5VOC040A
12VOCO1B.7A13.5VDCO14.9A
1SVDCO13.4A24VOC81.4A
4IVOC&4.2A
1] H199,3576.39S9.9599J599.9599.9599.95
SS3.BS
DS.4589,95
89.9569.9585.95
39.95
Z5
J80.35
63.1580.95
60.95B0.9SÍ0.9S60,95
IDO
(72.85
56.857Z.8572.8572.8572.B572.65
200-Watt Quad Output• Inpul vollage: 90-2WVAC ©-17-63H:; 120-370VDC• PfC: 98% 45 115VAC; 95% @ 230VAC• Rjpple and noise: 100mV lo 150mV peak to peak• Line regulador»: ±1% lo 2%• OC voltage adjustmeni: CH 1 & 2: +10%. -5%• Polarity selpctable CH4• Soft siart círcuil. ümiling AC surge current• Short circuit, ovcrtoad, overvoltage protecled• BuilHn remolo scnso CH1 & CH2• Malino input/output connecior
P/N 103587. pg 91, spado terminal• MTBF labia, below• Siie: 9.TL x4SVI x 2.(TH • Weight: 2.4 Ibs.
PütlHti.
.
Z13751
213743
21373S
Produd Ha.
OP-ZOQO
OP-200-33
OP-200-3D
fo»ti(W|
2034
204.9
3039
Gv!|aU
SVDC615A1ZVDCG4AZ4VDC&3A
•1ZVOC&D.7A3.3VOC315A
SVDC015A1ZVDC6GA
•12UOCOB.7A34VOC91W
5VOC910A24VDC94A
-12VDC60.7A
1
S179.S5
17945
17fl.íS
ID
$16Z.79
16Z.79
162.79
H
$146.49
14SJ9
14H.49
100
1131.69
131.81
131.B9
200 to 240-Watt Single Output• lnputvotlage:88-132VAC/l76-264VAC
automatic swilching• Matlng ínput/outpul connector: .
P/N 103587. pg 91, spado terminal• Automatic tan controls Interna! temperatura• MTBF table. betow•Size: 8.0*1 x3.7Wx2.6'H • Weight: 2A Ibs.
.<"*"''""""" 137B4B
Pin Na.
102083
137648IOÜÜ75137654
167337
PtDlf BCt Ht.
S-24M
S-240-I2S-340-15
S-240-Z4
S-240-48
10
SSfi.09] SS7.3S119.95 í 107.99
119.95 107.55119.55 107.93
119.9S 107.95
15579.45
9G.9S
96.85
«.9591.95
10)
Í72.19
66.95
86.95
66.95BS.95
250 to300-Watt Single Output• tnput vollage: 100 lo 240VAC• Pfe 88% ® 115VAC; 95% O 230VAC• Malino ínpuUoutput connecior
P/N 103587, PQ 91, spade terminal• Automalíc fan controls cTUui
internal temperalure• Over-temperature proiected• MTBF table, below• Size; 9.0X x 4.5W x 2.0'H • Weight: 2.6 Ibs.
Pitl N>.
20209113739D2123 M202104137402161980
PiBihciNO. PcurtrlW)
SP-300-5SP-301J.1Í
SP-300-13.5SP-300-I5S'-3CO-24SP-300-ia
2502E32SS2BS300300
Oí 1 tul
5VDC650A12VDCO24A
1
S159.9S159.95159.95159.95159.95
48VDCe6.25A; 159.95
10
«43.95143.95
143.95143.95143.95143.95
25
(129.95129.95129.95129.95129.95129.95
103
(116.95116.95116.95116.95
116.9511 (.95
MTBF TablePrBdittí ttumbcr j M fBF (Hoon) e Futí load/40'C
TP-150 l id OC3OP-15D i 1*1.003SP-'ZOO "'" [' '"" ' 183.0»""
Praíofl Humtitr lMIBFjHsiinKífoHloail/40'C
1P-200 ' 1C003Ú
SP-SOo" 1 " 163.0»
Mere Mtan Wall Powar Stipplltts coníinaeú oa naif psgt.
Ordcr 24/7Toll Free 1-800-831-4242 JAMECO
B~20
200-Watt EnclosedWith Power Factor CorrectionQP-200 Seríes: Quad Outpuí
• 100% full-load burn-ín • Universal AC input• Remote sense r Power Factor Correction• 105*Coulput capacitor • Tíiree-year warranty• Built-in fan cooüng• 3.3 watts/i.n3
• Mating connectors; P/Ws 103587CP, pg 119• -10* to -fBO'C wotWng temperature
(see oulpul deralíng)Shovvn below in bu0 color, Ihe Mean Well QP-200 quad-oUtpul, endosed switcher fea turesremote sensing foí precise point-of-Joad voltagecontrol oa VI and, V2, and full isolaíian on V4,The built-in cooling fan assures safe operatíon atfuJI power output over the ambient temperalurerange of -10'C to 50*C wiíh derating lo 60'C(see below). The ¡mpressive performance,reliability and low-cost oí the QP-20Q seriesresulte from a modern síate-of-the-art deslgnusing híghly ínlijgrated componenls, U offersínput Power.Facíor Cocrecüon that meéisENólOOO^/ íécjúired m Euiope for powersupplies 75 watts and abbve. >^sürect toopérate correctíy any\vlieré ín íhe world,these open-frame s\vitcliers featureuniversaJ voltage input rangos of90-264VAC ancí 127-370VDC Theseproducís are approved bytJU CULand TUV; and carry Üie CE marky forworldwide use. Tlie QP-200 series meéisEMC standard^ BN55022 Class 13 andEN6lOOO-4-2/3/4/5/ó/S/rL
,k powtasuv' ula(M
^aleS '
Dimensions
OUTPUT DERATING
Mountlng
•10 O'TO ¿O l ¿0^40 50 60•I0 O
AMBIEMTTEMP. fC)
1-21
240-Waft Enciosed; S-240 Seríes: Single Output• 100% full-load burn-in • Auto-switch AG input• No mínimum load required • 3,3 v/atts/in:
;• 105*C output capacitor• Auto cooling fan• Two-year warranty
.- Mating connectors: 103587CP, pa 119- • -10°Cio +60<1C working temp.
(see output deraíing)} Hjghlighted below in tan,í wilh a built-in coolíng fan; that operates from an automatícthermal swifcch, the workhprse
i Mean Well 5-240 produces 240 watts1 of power from O^C to 50°C/ and is:derated'to-10*Cand 60'C (seebelow).The input féatures an auto-sensing
and
and 100% full-load burnrincludes short-circuil,over-voJtage. A novel soft-starl círcuillimjts Üie AC surge current. Cuaranteedsa/^ty standards comprise UL1950 andTÜV EN6Q950, and tlieseproducls carry(lie^European CE mark. Tlie DC outpul ;voltage can be adjustcd ±10% of
tes1noS¿>»H /.«íwMtafl i u/rr^'toUovJt^Q
MüEPRICED,|á'""H16Hf; QUAÜTV
I1calis
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1 . ¿5í-55i*%i Dimensions ní' tv
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OUTPUT DERATING
100
60
60
Mountíng-10 O 10 20 00 40 50 60 HORIZONTAL
AMBIENTTEMP.Í'C)
B-22
Honeywell
UMC 800 ControllerTechnical Overview
51-52-03-2412/99
Pagel of32
Specification
Overview
The Universal Mulííloop Controller(UMC 800) ¡s a modular controllerdesignad ío address the analog anddigital control requiremenís of smallunit processes. Wiíh up ío sixteenanalog control loops, four setpoiníprogrammers, a setpoint scheduler,
and an extensive assoríment of analogand digital control algorithms, íheUMC 800 is an ideal control solutíonforfumaces, environmental chambers,ovens, reactors, cookers, freezedryers, exíruders, and other processesv/iíh similar control requirements.
Accommodating up to 64 universalanalog inputs, 16 analog ouíputs, and96 digital inpuís or outputs, íheUMC 800 provides the appropriatebalance of input and output hardwarefor these smaller unit processes.
Control Builder
• Control Strategy Configuration• Operator Interface Display Configuraron• Operator Interface Function Key Configuration• Setpoint Profile, Setpoint Scheduler, Recipe Configuraron• Configuration Upload/Download• Test and Debug Control Strategíes
Controller
• Intégrate 16-Loops of Control wíthup to 96 Digital I/O
• Setpoint Programming• Setpoint Scheduler• Alarm Processing• PlDControl, Advanced Control,and Auio-Tuning/Fuzzy Logic
• Boolean Logic vía Function Slocks• Advanced Math Computations
Operator Interface
• Monitor and Control the Process• Load/Store/Run/Edit Recipes, Profítes, and Schedules• Load Unrt Configuration• Províde organízed, visual presentation of information
Figure 1—UMC 800 Controller Overview
Sensing and Control, 11 West Spring Street, Freeport Illinois 61032Printed ín U.SA, M « Copyright 1999 — HooeyvveH Inc.
B O7-ZJ
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Overview (continued)
The UMC 800 uses sepárate hardwarefor control functions and operatoríníerface functions ío provide greaterinstallatíon flexibility. The controller¡ncorporaíes a card rack capable ofsupporting up to 16 ínput and outputmodules that can be mixed to satisfyíhe hardware requiremenís of aspecifíc application. The operator¡nterface uses a color graphic LCDdisplay to provide a variety of screenpresentations for víewing control loops,seípoint programs, and other analogand digital status. A sepárate "ControlBuílder" configuration softwareprogram ¡s used for systemconfíguration that operates on aWindows™ 95, 98, or NT-based PC.The software program uses graphicsymbols and line drawíng connectionsto créate cusíom control strategies.
Menus are provided ¡n the software toallowselectíon of screens for íheoperaíor iníerface and to customizescreen access methods and operaíorkeys. Completed conñguraíions areloaded into íhe control system using adedicated Communications portin thecontroller or, optionally, via floppy disk.
Feature Summary
Up to sixteen PID or ON/OFFControl Loops
Auíc-tuning for each control loop
Up ío 64 Universal Analog Inputs
Up ío 96 Digital Inputs or Ouípuís
Up to 4 Setpoint Programmers, 3500total segments
Setpoint Profile and Recipe síorage
Setpoiní Scheduler, 10 storedschedules
Selection of English, French,Germán, Italian orSpanishlanguage
• Funcíion Block GraphicConfiguration with up ío 250 blocks
• Large assorímentof algoriíhms forcombinaíion analog and logicfuncííons
• Carbón Potential, Dewpoint, andRelative Humidiíy Control
• Extensive alarm and eventmonitoring
• Operator iníerface with a selecíion ofgraphic displays
• Optional 3-1/2" floppy dísk drive fordaía archiving, program and recipesíorage
• Optional RS485 Communications,Modbus RTU protocol
• Universal Power (100 Vac to 240Vac), or 24 Vac/dc
• Industrial Operaíing Range (O °C to55 °C, 10%ío90% RH)
• UL, CE, CSA approved - Y2Kcompliant
UMC 800 CONTROLLER OVERVIEWThe UMC 800 controller ¡s comprised of a CPU with two serial communicatíon porís, power supply, and abackplane assembly capable of supporting up to 16 Ínput or output modules in a wall-mounted sheet-metalenclosure. Modules are available in ten different configuratíons ío support both analog and digital inpuís andouíputs of various íypes and signal levéis. Each module has a removable terminal block accepting #16 AWGwire. The I/O capaciíy for each module type ¡s indicaíed in Table 1. An optíonal RS485 serial communícation cardthat supporís both slave data exchanges with a host PC for centralized operation and data managemení and/orcommunicaíions via a Modbus RTU rnasíer ío other Honeywell or third party compatible producís.
The UMC 800 uses a function block configuration archiíecíure to develop control straíegíes for both analog anddigital operaíions. A function block may represent a physical input or output, several physical inpuís or outputs,an iníemal calculation, or an intemal function such as a PID algorithm. A surnmary of the assoríment of greaterthan 70 standard UMC 800 funcíion block algorithm íypes follows. Typícally, a function block algoriínm íype maybe used any number of times up ío íhe limit of 250 blocks. Some of those with specrfjc limits are:
• PID and ON/OFF control loops and associaíed support blocks—eighí or sixteen máximum
• Seípoíní programmer blocks and associaíed support blocks—four máximum
• Time proportioning ouípuí blocks—sixteen máximum
• Setpoint scheduler block—one
For limits on other function block algorithm types, referió those particular algorithm descriptions síarting on.íhenexí page.
Digital I/O and digital function blocks are scanned and execuíed every 100 millíseconds. Analog I/O and analogfuncíion blocks are processed ai a raíe based on the quaníity of I/O and the nurnber of funcíion blocks coníainedin the coníroller. See performance specifications.
TABLE1 -Inpuí/Output Capacrty per Module
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Signal Type
Universal Analog Inpuís
Analog Ouíputs — Spans to 0 to 20 mA
Digital Inpuís (3 types)
Digital Inpuí (Contact Closure)
Digital Outputs (4 types)
Máximum I/O
54
16
96
48
96
I/O per Card
4
4
6
16
6
Máximum Numberof Cards
16
4
16
3
16 (10 relay)
UMC 800 Function Block Types
Control Loop Function Biocks
Analog Inpuís
Analog Outputs
Time Proportioning Ouíput
3 Position Step Ouípuí
PID (8 standard, 16 optional)
ON/OFF (8 standard, 16 optional) ,(displaces PID)
Loop Switch Inpuís
Loop Mode Selecíion
Mode Decoder (Mode Flags)
Carbón Potential and PID(8 standard, 16 opíional)(displaces PID)
Universal Analog Inpuí (see Tabie 3 for input types)Filíer — 1st order lag, 0 seconds to 120 secondsBias — Inpuí valué adjusíBumouí — Off, Upscale, Downscale, Default Valué •
Regulated analog outpuí current.Input scaling in engineering unitsOutput scaling within 0 mA and 20 mA
Proportíons the amount ON time and OFF time of a digital output.Input scaling ¡n engineering uníísCycle time — 1 second to 120 secondsOuíput minimum ON and OFF time — 0 seconds to 15 seconds
Motor position control wiíhouí posiíion sensing
PID aigoñthm inciudes:• Accutune II auíotuning and fuzzy logic overshooí suppressíon• PID AorPID B operaílon• Two seis of PID constants wiíh cholee ofGain orProportional Band entry and .
Integral time or Repeats/minute entry• Setpoínts — Two seípoint valúes or one valué and one remote setpoint• Alarms — Two outpuís with up to two high, low, or band conditions each
Inputs:PV, remote setpoint, feedforward, ouíput track and track command, ratio, bias, swítchblock connection, mode swítch block connection, and back calculations
Outputs:- Control outpuí, working setpoint, alarm status (2), Autoíune indicaíion, rnode status
ON/OFF control algorfthm
Digital iníerface to control loops to initiate auíotuning, change control action, forcébumpíess transfer, select tuning set #1 and selecí tuning seí #2. Connecís to PID andON/OFF block swiích Enput
Digital ¡nterface to control loops to select automatic or manual modes and/or local orremóte setpoint. Connecís to PID and ON/OFF mode block inpuí.
Decodes PID mode status into a set of discrete (or Boolean or digital) mode flags.
A combinad carbón potential calculaíion and PID algoriihm for conírolling the carbónpoíeníial of fumace atmospheres using a zirconia probé input and temperatura inputLocal/remoíe % CO adjustment, probé manufacturar selectíon/anti-sooting protection,dewpoint calculaíion outpuí, and fumace factor adjustmení supported, probé bumoffconfigurable.
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. UMC 800 fyunctíon Block Types (continued)
Control Loop Function Blocks (continued)
Wriíe Tuning Contanís
Auto-Manual Bias
Automatically changesíhe GAÍN, RATE-MIN, and RESET-MIN parameters of anintemal PID loop wíthout operator interaction, A digital input controls changes.
Allows a manually adjusíed outpuí ío be maintained on transfer ío automatic byapplying bias to the inpuí signal. Bias valué is mainíained as outpuí valué íracks inputvalué changes. Consumes 1 loop.
Setpoint Programmer and Recipe Functíon Blocks
Setpoiní Program (4 máximum)
Setpoint Program Events (up to 16)
Setpoiní Prograrn Synchronizer
Recipe Block
Produces a setpoint ouíput on a tirne-based proñle íhaí is loaded into the block. (SeeSeípoíní Programrnino, description forprofile deíails.)
¡nputs:
Process variables, up to three, to esíablish setpoíní guarantee operaíion based on adeviaíion band from seipoiní, profile number and starting segmení.
Digital Inputs:
Set (to load a program), síart, hold, resíarí, reseí, advance, jog, and synchronizehold.
Outputs: '
Seípoint valué, segmení number, program number, time rernaining in segment, timeelapsed ¡n segmení, program elapsed time.
Digital Outputs:
Status (ready, runníng, hold, síopped), synchronize hold síaíe, evenís.
Provides up to 1 6 digital status ouípuís that may be ON or OFF on a per segmentbasis. Inpuís include program number, segment number, and prograrn staíe (READY,RUN, HOLD, GHOLD, STOP) from setpoint program block.
Used to synchronize the operaíion of two seípoint programs given íhe run. Hold andreset signáis from each program.
Used ío iniíiaíe ¡oading of recipe valúes into a chosen set of controller variables. Inpuísinclude recipe number and load command, allowing remote recipe selection.
Setpoint Scheduler Function Blocks
Seípoint Scheduler Produces up ío 8 ramp or soak setpoint outputs on a single time base. (See Scheduíerdescriptiori for details.)
Inputs:
Process variables, up ío 8, to esíabüsh setpoint guarantee operaíion based ondeviaíion from setpoint. Schedule number for autornaíic [oading and startingsegment number.
Digital inputs:
Dedicated input for connection ío State Swiích block output
Outputs:
Up to 8 setpoint valúes, segment number, schedule number, time remaining insegment, íime elapsed in segment, schedule elapsed time.
Digital Outputs:
Dedicated output for connection ío Staíe Fiags block input.
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UMC 800 Functíon BlockTypes (continued)
Setpoint Scheduler Function Blocks (continued)
State Swítch Black
Síate Flags Block
Setpoint Scheduler AuxJIÍary Black
Evení Decoder
Provides digital switch status ¡npuís to íhe Scheduler biock for Run, Hold, Reset,Ghold, Advance and Jog.
Accepís status outpuí from the Scheduler block and provides digital ouípuí signáis forRun, Hold, Ghold, Ready and Síop.
Provides up to 8 analog seípoiní valúes for each segment of the scnedule.
Inputs: Up ío 8 process variables used for display.
Provides up ío 16 digital outputs that may be ON or OFF on a per segment basis.
Auxilíary Control Functíon Blocks
Lead Lag Signal Condiíioner
Funcííon Generaior
Hígh/Low limiter
Rate (Velocity) Limiíer
Raíeof Changa
Read Consíant
Wriíe Consíaní
Write Variable
Track and Hold
BCD Translaíor
Modifies an analog inpuí valué to ¡nclude lead and lag tirne constanís when a digitalinpuí ís írue.
Lead time constaní = 0 minutes to 99 minutesLag time constant= 0 rninuíes ío 99 minutes
Generaíes an ouíput characterisííc curve based on up ío 11 configurable "breakpoinís"for inpuí and ouípuí valúes.
Limíts an analog variable between high and low limit valúes. Provides sepárate digiíalsíatus outputs when high or low limit valúes are exceeded.
Límits íhe raíe at which an analog variable can change when a logic input is ON.Provides ¡ndependent increasing and decreasing raíe of change ümií valúes. Separaíedigital status ouíputs indícaíe v/hen high or low rate limits are active.
Provides an output valué represeníing íhe raíe of change valué of the input in units perminute. Ouípuí valué is pos'rtive for increasing ínpuí valúes and negativo fordecreasíng input valúes. Two setpoínt valúes and digrtal ouípuís are provided íoindícaíe excess increasíng or decreasing raíes of change or insufñcient increasing ordecreasing raíes of change.
Provides a read access ío intemal síaíic parameíers of selecíed blocks.
Provides wriíe access ío iníemal síaíic parameíers of selecíed blocks.
Provídes a wriíe of a valué ío a selecíed analog or digital variable block based on íheON síate of a digiíal input
Allows updaíing or holding íhe valué of an analog inpuí based on íhe síaíe of a digiíalinput
Accepís up to 8 digiíal inpuís in sequence and íníerpreís the ON/OFF síatus of íhe flrst4 inpuís as a BCD valué beíween 0 and 9, and íhe second 4 digiís as a valué beíween10 and 90.
Sígnal Selector Functíon Blocks
Hígh Selecfor/Low Selecíor
Swiích
Bumpless Analog Transfer
Ro'tary Swiích
Provides fhe highesí (high selecí) or lowesí (low selecí) of íwo analog Ínpuí variables.
Ouípuí switches between íwo analog input valúes based on the staíus of a digiíal input
Output switches between two analog input valúes based on the staíus of a digiíal inpuLWhen swiíched, ouíput ramps to íhe new valué ai a specified rate. A raíe valué ísavailable for each direction.
Single ouípuí is selecíed from up to 8 analog valúes based on the valué of a seíecíinpuí (1 ío 8).
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UMC 8QQ Functíon BlockTypes (continued)
Calculation Function Blocks
Compare
Absoluta Valué
Square Root
Mass Flow
Mínimum — Máximum — Average -Sum
Negate
Toíalize
Deviatíon Compare
Relativa Humidity
Dewpoint (12 máximum)
Continuous Average
Compares one analog variable ío a second analog variable and generales sepáratedigital outputs to indícate greaterthan, equal, or less than status.
Provides an absoluta valué ouíput for a single analog variable input
Output is the square rooí of a single analog variable ¡nput.
Calculates the mass flow of gases when measuring flow using an orifice píate,
Ouíput = Kg * sqrí((Kx * X + Bx) (Ky * Y + By)/(Kz ' Z + Bz))
wiih inputs X= díffereníía! pressureY = pressure, and2 = temperature.
A low flow cui-off feature provides a user-specífied drop-off valué below which theouíput goes ío zero.
Accepts ¡npuís from up to 6 analog variables and ouíputs analog variables represeníingthe highest valué, lowest valué, average valué, sum, and standard deviation. Removesbad inputs and provides an alarrn ouíput for deviatíons of any variable ouíside user-specified standard deviaííons.
Accepts a single analog variable input and negates the outpuí.
Integrates an analog variable using a specifíed raíe. Raíe may be in uniís per minute,hour, or day. A preset is provided to indícale when a specific quantríy has beenaccumulated. Sepárate enable and reset inputs are provided.
Compares up to 6 analog variables ío deviaíion limits sel around a 7íh variable. If anyvariable is outsíde ihe limiís, a digital signal is provided.
Calcúlales the relative humídíty using wet bulb, dry bulb, and aímospheric pressureinputs. Ouípuí may be ¡n degrees Fahrenheif or Celsius.
A dewpoiní PV is supplied ío a PID funcíion block for dewpoiní control. Used inconjunction wiíh other blocks including a PID ío genérate more elabórate control •straíegies than Ihat provided by íhe carbón poíenlíal funclion block.
Provides íhe average valué of a single analog parameíer for a user-specífied limeperiod, plus íhe running average within the time period. Average valué is updated alíhe end of each sample period. Time periods to 1440.0 minutes are supported. A holdínpuí allows excluding samples from the average when acíive.
Math Function Blocks
Scale and Bias
Two and Four Input Math
Free Form Math
Output = (K * X) •*• b with single analog variable input X.
Execuíes +, - or * on íwo or four analog variable inputs, / on two inputs.
Calculates íhe result of a user-specífied equaíion. The block accepts up to 8 analoginput signáis. Operators include: +, -, *, /, A, and parentheses. Functions include:absoluíe valué, exp, In, Log, neg, sqrí.
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UMC 800 Function BlockTypes (continued)
Logic Funcíion Blocks
Digital Input (1)
Digital Input (Upío 8)
Digital Outpüí (1)
Digital Ouiput (Up to 8)
Pushbutton
AND, OR, XOR (2 inpuís)
AND, OR (4 and 8 inputs)
NOT (Complement)
Laten
Edge Detecíion Elemení(One-shoí) [Trigger]
Toggle (Flip-Flop)
Free Form Logic
Four Selector Switch
Provides the digital síaíus of a digital inpuí point The ouíput síatus may be inverted.
Provides the digiíal síatus of up to 8 digital inpuí poinís. The output síatus may beinverted.
Direcís a digital status to a physical logic output Output síatus may be inverted.
Direcís up ío 8 digiíal síatuses io physical logic ouíputs. Output status may be inveríed.
Provides a one-shot output based on an OFF to ON change of an operator iníerfacekey acííon. Supports four pushbuttons per block.
Provides a digital síaíus outpüí based on the digital siatus of two digital inputs for logicAND, OR, or XOR (exclusive OR) operaífons. Input status of each input may beinverted.
Provides a digital status output based on íhe digital status of four or eighí digital inpuísfor logic AND or OR operations. Input síatus of each inpuí may be ¡nveríed.
Inverts a logic input síaíus.
Provides a digital outpüí íhaí tums ON when a digital ¡nput tums ON and remains ON(latched) afíer the inpuí goes OFF until an unlatch inpuí tums ON,
Provides an ON state of its outpüí for one controller sean when a digital input goesfrom OFF ío ON.
Provides an ON state ouíput when a digital input goes from OFF ío ON and theprevious state of the ouípuí was OFF, and an OFF síaíe ouíput when íhe digiíal inpuígoes from OFF to ON and the previous síaíe of the ouíput was ON.
A reset input holds íhe ouíput OFF when the digital inpuí is ON or active high.
Reads eighí digiíal inpuís and calculaíes the ouípuí based on specifíed Soolean logicfunctions (e.g., AND, OR, NOT, eíc.) and múltiple levéis of pareníheses.
Provides up to 16 digital ouíputs ¡ngroups of fouroutputs each, Only one ouípuí fromeach group may be ON at a time and when selecíed aufomaíicaíly íums other outpuísOFF.
Counters/Timers Function Blocks
Resetíable Timer
PeriodicTimer
Up/Down Counter
ON-Delay Timer
OFF-Delay Timer
Provídes a timing function based on an enable inpuí. Elapsed time valué is provided asan output A Preset valué allows settings from 1 second ío 999999 seconds. A digitaloutpüí is ON when time valué is equal to the preset. An up/down digital inpuí ¡sprovided ío allow reverse íiming from íhe preseí valué. A pre-load valué allowsínííiating íhe timer ío a non-zero starting time.
Provides an ON síate output for one controller sean cycle based on a specified íimeperiod using íhe real-íime dock. Periods may be moníhly, weekly, daily, or time periodin a day.
Counís the number of raising edge logic íransüions on the inpuí ío the block up to apreset valué. When the preset valué ¡s reached a logíc output is enabíed. A reset inputresets íhe block. Valué may be seí ío ¡ncrease ío the preseí valué or decrease from thepreset valué (1-99999).
An OFF.ío ON change of íhe digiíal ínput is delayed on the block outpüí by a user-specified time (0.1 seconds to 999.9 seconds).
An ON to OFF change of íhe digital inpuí is delayed on the block output by a user-specified íirne (0.1 seconds to 999.9 seconds).
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ÜMC 800 Function BlockTypes (continued)AJarm and Signal Monttoring Blocks
High Monitor Accepts two analog valúes and provides a digital status output íf the fírst input is higherthan the sécond input. A hysteresis adjustment is provided to prevení output cycling.
Low Monitor Accepts two analog valúes and provides a digital status ouípuí Íf the first input ¡s loweríhan íhe sécond ¡nput A hysteresis adjustment is provided to prevent output cycling.
Analog Alarm The analog alarm block accepís an analog signal as a process variable and comparesit ío a user-eníered límít valué (setpolnt) ío determine an alarm condition. The seípointmay be entered by íhe user or be anoíher analog signal in the controller. Alarrn actionsmay be high, low or high deviation, low deviaíion or band deviation. For deviaíionalarming, a sécond analog signal provides íhe reference and setpoints representdeviation from íhe reference. The alarm ouípuí may be ¡nverted ío créate normallyactive digital output. A user selection for latching until acknowledged orautomaticallyreseí is provided. A user-specífíed hysteresis valué in the engineering uniís of íheprocess variable is provided. An on-delay time valué up to 240 seconds is available íoprevení momentary alarm acíions. A digiíal reset inpuí is available to disable alarmactions.
System Monitor Block Provides system and síart-up status ouíputs inciuding:
• Program sean cycle time• Resíarí pulse (ío actívate a custom control action on power-up after power loss)• Time off (the time thaí power has been off previous to restart)• Two common alarm ouíputs (Active Unacknowledged, Active alarms) for
assignment to digital ouípuís• Low Baííery• Hardware OK• HiTemp• Comm. Fail• Bad Block• Tesí Mode
Communications
Modbus Slave. A communication funcíion block íhaí is intemally assigned to opíional CommunicaíionPort B íhat allows the controller ío communicate wiíh slave devices using the Modbusprotocol. Requires one block per slave device, up to 16 devices máximum. Supports 4read and 4 wriíe parameters plus provides digiíal ¡ndicaíion of communication integrity.Write operations may be controlled by digiíal ¡npuis. Mulííple blocks may be assignedío íhe same slave device.
Modbus Read A communication funcíion block that expands íhe read capability of íhe Modbus Slavefuncíion block to 16 additional data points. Múltiple read blocks may be connected íoíhe same Modbus Slave block.
Modbus Write A communication funcíion block íhaí expands íhe wriíe capability of íhe Modbus Slavefuncíion block ío 8 additional daía points. Each write parameíer may be individuallycontrallad via digiíal ínpuís. Múltiple write blocks may be connected to íhe sameModbus Slave block.
Other Diagram ítems
Analog Variable
Digiíal Variable
T (Text)
Soft Wire
Connecíor
Signal Tag
Numeric Consíaní
Connects to a function block's inputs and can be changed from the operator interface.
Connecís ío a function block's inputs and can be changed from íhe operator ¡nterface.
Allows descriptiva data to annotate a specific área of a function block diagram to beentered.
Connecís function blocks and objects together.
Connecís íagged signáis to funcíion block ínpuís.
Allows a ñame ío be assigned ío a wire and accessed by íhe operaíor iníerface.
A user-specified constant valué that can be connected ío function block inpuís.
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Loop Control
The UMC 800 supporís up ío sixteencontrol loops wiíh PID or ON/OFFcontrol acíion. Control loops may beconfigurad ío opérate independentfyor fn cascade. Operator enteredsetpoints may be linnited by¡ndependent high and low limit valúesand setpoint rate of change límiís areavailable ío proiecí critical producísduring process changes. Whenfeedforward operaííon is applied, aseparaíe feedforward gain adjusíment¡s available to tune íhe loop for theappropriate feedforward response.When Ratio control is applied, a ratioand bías adjusíment ¡s provided.When used with the supplemeníarytoop control blocks, digital inputs maybe used to seí coníroi mode, selecíthe seípoiní source, change control lacíion, and oíher discreíe actions. Astatus block provides digiíal outputsío facilítate iníegraíing loop operaíionwith otherfunctíons in the controller.
When configured for dual ouíput(heaí/cool), each output may bedirected to dífferent ouíput types; e.g,,currení, lirne-proportioning, etc. Twoseis of tuning constants for heaíingand cooling are also provided.
Honeywell's Accutune II™ automaíícíuning algoriínm and Fuzzy LogicOvershooí Suppressíon are availablefor each loop of the controller.Accuíune íuning is inííiaíed oncommand from the operator Interfaceor íhrough a digital input to the loop.This easy to opérate featureoptimizes control performance with amínimum of process disíurbance.
Setpoírrt Programmíng
Up to four independent setpoíníprogramming blocks may beconfigured in íhe controller. A singleprogram may be up ío 50 segments inJength. Up to 70 ramp/soak profilesmay be síored in controller memory.Any profíle may be loaded into any ofíhe four programs. Each segment ofthe program may be a ramp or a soakexcept the last step which musí be a
soak. In addííion to íhe main ramp andsoak output valué, a second analogvalué is available for each step of theprogram. This ouíput is a fixed soakvalué which may be used to províde aseípoínt valué for a secondary controlloop ¡n íhe process. An example wouldbe a ramp and soak temperatureprogram cornbined with pressure (or %carbón) setpoinis for each step of íheprogram.
A seípoínt guarantee function isprovided thaí nolds íhe program if aprocess variable exceeds a predefineddeviation from setpoint Selecíionsaliow seípoiní guaraníee to be activefor the entire program, for soaksegmenís only, or for user-specjfíedsegments. Up to three processvariables rnay be configured as inpuísío íhe block for seípoínt guarantee.
Setpoint programs may be staríed,placed in hold, advanced ío apredefined segment or reset from theoperaíor ¡níerface or by digííal inpuís toíhe block. Ajog feaíure ¡s alsoavaiiable using a digiíal inputPrograms may also be síarted frorn apre-selecíed segmení number. Arecovery ramp raíe valué is provided inthe evení of a power loss while aprogram is running. The ramp ratevalué is used ío reíum íhe process íothe lasí operating setpoint prior íopower loss. A power off digiíal signalfrom a sepárate tíming block may beused ío restart from an analog valué,hold or abort the running program ¡fpower has been off for more than aspecified time period.
Running programs may be edríed byadjusííng the valúes of any pro- •grammed segmení. A poríion of aprogram oríhe entíre program may berepeaíed up to 100 times as specified¡n a program recyde count valué orindefinítely.
A companion seípoiní programmerevení block ¡s available to provide upío 16 event outpuís based on the step.number. This block's outputs may bedirecíed ío digital outpuís orto intemalstatuses for logic operations. An eventmay be íumed ON or OFF any numberof íimes in a program based on thesegment number.
Two seípoínt programs operaíing oníhe same time base may besynchronized usíng the synchronizeblock. This block auíomaíically starísíhe second program when íhe fírstprogram ís síarted and maintainssynchronlzation when elíher program¡s placed in hold.
Setpoint Scheduler
A suite of Setpoiní Scheduler blocksmay be configured for mulii-seípointcontrol. The suiíe ¡s comprised of aMaster block, Auxiliar/ Setpoiní block,Auxíliary Event block, State SwiíchBlock, and Síaíe Flags block. TheMasíer block supports up to 8 ramp orsoak ouípuís operating on a commontime base. The auxiliary blocksupports up to 8 soak only ouíputs andthe event block supports up ío 16evení ouípuís. A single scnedule maybe up ío 50 segments in lengíh andincludes auxiliary block data. Up ío 10schedules may be síored in íhecontroller's memory.
Setpoint guarantee Ís provided for íhemaster block setpoints with a singlesymrnetrícal valué for each setpointoutput Actions for the guaraníee soakmay be set on a per segmení basis forOFF, high setpoint deviation, lowseípoiní devíaííon or boíh high and lowseípoínt deviations.
Each segmení of the SetpoiníScheduler allows entry ofa nextsegmení recycle locaíion and anurnber of recycles up to 998, orinfinite. Thís function allows uniimííedrecycle nesting and coníinuous recydeoperaíion. Aj'og functíon allows asingle jump to a designated segmentnumber through a digiíal inpuí ío theStaíe Swiích block.
Seípoiní Schedules off the sameoperating modes and digital controlsas setpoint programs. On-line editíngof a running schedule Ís supporíedíhrough dedicated operaíor ¡níerfacedisplays.
Eighí character labels and four char-acíer engineering uniís are providedfor each process variable of íhe masíerand auxiliary seípoínt blocks. Labelsand on/off descripíions are alsoprovided for íhe Digiíal Event block.
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Recipes • Communications
Up to 50 recipes may be stored in thecontroller. Recipes can consist of upío 50 íagged analog or digitalvariables. Thís allows seípoint profiíes(up ío 4), schedules and/or othervariables such as associaíed loopsetpoints, bias valúes, alarmsetpoints, setpoints ío extemalcontrollers, digital states, etc. ío bedownloaded concurrently by recipeñame.
. Logic
The controller offers up ío 96 digitalinpuís or ouípuís and uses digitalfuncíion blocks to perfonm Booleaniogic operations and sequences. Thedigital funcíion blocks may beprogrammed to opérate on a fixed100-míllisecond updaíe rate or on íheslower analog measurement seanrate as determined duringconfiguration.
• • AJarms
Alarm monitoring may be assigned toíhe digital status of analog alarmblocks, or other digital block status.Each PID loop also provides up tofour alarms of various types. Alarmflexibility is also expanded using íhealarm block which allows selecíiveseí-up of aíarm hysteresis, deviaíionalarms, on delay, selective laíching,and a disable input to conírol whenthe alarm is active.
An opíional serial communication cardis available that provides two RS485serial communicaíion ports. Both poríssupport the Modbus RTU proíocol, onefunctioning as a Slave, the other as aMaster.
Slave Communications: The multi-dropSlave communication port may benetworked with up to 31 UMC 800controllers or other Modbus compatibledevices to a single PC or host device.The comrnunicaíion protocol allowsread and wriíe operations to the dataparameters of the controller, includinganalog and digital inputs and ouípuís,loop parameíers, calculatíons, setpoíntprograms and schedules.
Master Communications: The Masíercommunicaíion porí supports read andwriíe operaiions for up ío 16 Modbuscompatible devices. The datatransferred via this port Is integrated¡nto the user's control strategy throughread and wriíe funcíion blocks.. Asingle funcíion block supports readingand wriíing up to 4 parameters each toa slave device. Two additional blocksare available thaí support reading up to16 parameters or wriíing up to 8parameters. Múltiple functton biocksmay be assigned to a single exíemaldevice. The data exchanged withextemal devices is limiíed ío a 2-second máximum rate.
Active alarm indication ¡s provided onall operator displays and alarm groupdisplays are provided ío view andacknowledge active alarms. An alarmdetail dispíay is provided for eachalarm point which indicates the timeand data of last alarm occurrence andoffers 40 characters of user specifiedtext for alarm acíions or notes.
Up ío 120 alarms may be configuredand applied to loop alarms or digitaltags.
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UMC 800 Controller Specrfícations
Design
I/O ModuleConfíguratíon
Universal Analog Inputs
Analog Outputs
CPU wíth two serial communication ports, power supply, and backplane assembly. Capable ofsupporting up to 1 6 inpuí/output modules.
Input Types
Number of ¡npuis
Signa! Source
Input Impedance
¡nput Isolation
Stray Rejection
Bumout
TIC Break Detection
Accuracy (at referenceconditíons)
AID ConverterResolution
Temperatura Effect onAccuracy
Long Term Stability
Number of Outputs
Isolation from Logic
Accuracy
Temperature Effects
DÍA Resolutíon
mV, V, mA, T/C, RTD, ohms
4 to 64 ín groups of four
Thermocouple with cold junction compensationUne resisíance up to 1000 ohms, T/C, mV, mA, VRTD Pt 100 ohms, 3-wire connecíions, 40 ohms balanced máximum
10 megohms for T/C and mV inpuís; >1 megohm for volt ¡nputs
400 Vdc poiní-ío-point3.75K Vac RMS A/D converter to logic
Seríes mode >60 dB. Common mode at 120 Vac >130 dB.
T/C, mV, V (except following ranges) configurable to upscaíe,downscale, defined valué, ornone.
Volt: -500 mV ío 500 mV; -1 V to 1 V; -2 V to 2 V; -5 V to 5ío 1 0 V; -1 0 V to 1 0 V; inherent ío zero volt
RTD: Inherení upscaíe
mA: Inherení downscale
V;OV
Via current pulse
Facíory configured accuracy = ± 0.1 % of rangeCold junction accuracy = ± 0.5 °CFíeld calibration accuracy = ± 0.05 % of range
Reference conditíons:Temperature = 25 QC ± 3 °C (77 °F ± 5 °F)Humidity = 10 % ío 55 % RH non-condensingUne volíage = Nominal ± 1 %Source resístance = 0 ohmSeries mode and common mode = 0 VFrequency = Nominal ± 1 %
15 bits
0.1 % máximum over the rated límite
0.1 % per year
4 to 1 6 isolated ín groups of 4
3.75K Vac RMS
Factory configured accuracy = 0.1 % at reference condiíionsFÜeld calibration accuracy = 0.1 %
0.15 % per 10 °C ¡n íhe rated limits
16 bits
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TI-o 3
UMC 800 Controller Specrfications (continued)
Design (continued)
Digital Inputs
Logic Inputs (6)
Logic Inputs (16)
Digital Outputs
Inputs per Module
¡nput Voltage Range
Peak Voltage
ACFrequency
ON Voltage Leve/
OFF Voltage Level
¡nput Impedance
I nput Curre nt
Mínimum ON Current
Máximum OFF Current
Base Power Required
OFF to ON Responso
ON to OFF response
¡nputs per Module
Sw'ftchíng Voltage
Switching. Current
Inputs per Module
Swítchíng Voltage
Switching Cun~9nt
Outputs per Module
Operating Voltage
Output Type
Peak Voltage
AC Frequency
ON Voltage Drop
Máximum Load Current
Máximum LeakageCurrent
Máximum InrushCurrent
Mínimum Load
Base Power requíred
OFFto ON Response
ONto OFF response
Fuses
AC Inputs
6
80 Vac to 264 Vac
264 Vac
47 Hz to 63 Hz
75 Vac mínimum
20 Vac máximum
12 K @ 60 Hz
13mA@100Vac, 60 Hz11 mA@100 Vac, 50 Hz
5 mA
2mA
50 mA máximum
5 ms to 30 ms
1 0 ms to 50 ms
DC Inputs
6 (sink/source)
1 0.2 Vdcto 26.4 Vdc
26.4 Vdc
N/A
9.5 Vdc mínimum
3.5 Vdc máximum
2.7 K
[email protected]@24Vdc
3.5 mA
1.5mA
50 mA máximum
1 ms to 8 ms
1 ms to 8 ms
6 dry contací
5Vdc
5 mA
16 dry contací (3 máximum cards per controller)
5Vdc
5mA
AC Outputs
6
1 5 Vac to 240 Vac
SSR (Triac)
264 Vac
47 Hz to 63 Hz
<1.5Vac(>0.1 A)<3.0 Vac (<0.1 A)
0.5 A per point or 2 ouíputs at2.0 A, 4 outputs at 0.5 A
4 mA (240 Vac, 60 Hz)1.2mA(100Vac,60Hz)0.9 rnA(100 Vac,5QHz)
10 AfoMOms
10 mA
20 mA /ON pt 250 rnA máximum
1 ms
1 ms+1/2cycle
1 per ouípuí, 1.5 A slow blow
DC Outputs
6 {current sinking)
10.2 Vdcto 26.4 Vdc
NPN open collecíor
40 Vdc
N/A
1.5 Vdc máximum
0.3 A per point
0.1 mA@40Vdc
1 A for 1 0 ms
0.5 mA
100 mA máximum5V
1 ms
1 ms
1 per outpuí1 A fast blow
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UMC 800 Controller Specrfícations (continued)
Design (continued)
Relay Outputs
Sean Rate
Power Supply
Power Consumptíon
Wiring
Communications
System Interconnectíons
Dimensions
Mounting
Outputs per Module 6
Contad Rating 4 A, 1 20 Vac, 2 A, 250 Vac on resistiva load
Contad Type SPST normally closed (NC), ¡ndividually configurable to norrnalíyopen (NO) via jumper
1 to 4 analog inputs: 333 msec.5 to 8 analog ¡nputs: 500 msec.9 to 12 analog inputs: 700 msec.13 to 16 analog inputs: 900 msec.17to20 analog ¡nputs: 1100 msec.21 to 24 analog inpuís: 1300 msec.25 to 28 analog inputs: 1500 msec.29 to 32 analog inputs: 1700 msec.33 to36 analog inputs: 1900 msec.37 to 40 analog inputs: 21 00 msec.41 to 44 analog inputs: 2300 msec.45 to 48 analog ¡nputs: 2500 msec.49 to 52 analog ¡nputs: 2700 msec.53 to 56 analog inputs: 2900 msec.57 to 60 analog inputs: 31 00 msec.67 to 64 analog inputs: 3300 msec.Total analog sean time may íncrease beyond íhe analog input sean time as determined by thequantity of funcíions confígured ¡n the controller.Fast Logic digital I/O and assorted function blocks will be ser/iced one time every 100 msec.
Standard: 100 Vac to 240 Vac, 50 Hz or 60 Hz; or 100 Vdc to 240 Vdc.Optional: 24 de or ac, 50 Hz or 6Q Hz
100 VA máximum
Removable terminal blacks wíth cross-slotíed screw termináis; accept 16 to 22 gauge wires.
Two ports for extemal connections• CONFIG (Configuraron Port):This RS232 porí is dedicaíed to the connecííon of íhe
controller file to a PC runníng the Conírol Builder Configurauon software.• HMI: This RS422 port is dedicated to íhe connection of the operator ínterface.
Optional: RS485 Serial Communicatíon, Modbus™ RTU ProtocolConnection: 2 twisíed paír wiíh shield, single twisíed pair wiíh exíemal jumperDistance: 600 meíers (2000 feeí)Half dúplexNumber ofunítsfltnk: 31Baud 'Rates: 9600, 19.2K, 38.4K
Operator ínterfaceMáximum Distance Between Controller File and Operator ínterface: 50 feeíCable Type: 15 conductor, shieldedCable termination: 15-pin "D" connector at the controller end; screw type terminal strip requiredat operaíor Ínterface end.Operator Ínterface power is supplied through the ínterface cable/connectors.
PC ConfiguratorMáximum Distance Between Controller File and PC Confígurator: 50 feetCable Type: Standard 9-pin RS232 nuil modem cableCa¿?/e termination: 9-pin "D", male cable connector required (controller has female)
Inches: 13.25 wide x 11.87 high x 6 deepMillimeters: 333.5 wide x 299.2 high x 1 52.4 deep
Surface mounting with four screws ¡n back of chassisOpfional mounting brackets are available.
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UMC 800 Controller Specrfícations (continued)
Design (continued)
CE Conformity
Safety Protection
This product ¡s in conformity wiíh the protection requiremenís of the following European CouncilDirecíives: 73/23/EEC, the Low Voltage Direcüve, and 89/336/EEC, the EMC Directive.Conformity of this producí wiíh any other "CE Mark" DÍrectíve(s) shall not be assumed.
|EC 1010 ¡nstallaíion category 2 for personal proíecíion complianíComplianí wiíh UL, UL 1 092 (draft)/UL 916 process conírol equipment and CSA, C22.2 No.1010-1 Standard. NOTE: 24 Vdc/ac power certificaíion pending.
Environmental Condítions
Ambíent TemperatureDF°C
Ambíent RelativaHumidíty
MechanícalAcceleraíionDuratíon
Vlbraíion
Referen ce
77 ±525 ±3
1 0 % ío 55 % RHnon-condensing
og0 ms
10Hzto60Hz—amplííude 0.07 mm(peak-ío-peak)
60Hzío150Hz—acceleration 1 g
Rated
32to131Oto 55
l O % t o 9 0 % R Hnon-condensing
1930 ms
OHzío14Hz—ampliíude 2.5 mm.(peak-ío-peak)
14Hzto250Hz— •acceleration 1 g
Extreme
32ío140Oto 60
5 % ío 90 % RHnon-condensing
5g30 ms
Transportation and Storage
-40to151-40 to 66
5 % to 95 % RHnon-condensing
20 g30 ms
Specificatlons are subject to change wíthout notice.
TABLE2-ControllerControl Feature Summary
Feature
Control Loop/Ouíputs
Control Loop Types
Auío-tuning
Funcíion Blocks
Funcíion Block Types
Seípoint Programs
Programmer Events
Seípoiní Profiles
Setpoínt Scheduler
Auxilíary Scheduler Setpoínts
Scheduíe evenís
Setpoiní Scheduler Schedules
Recipes
Recipe Parameters
Description
8 standard (currení, íime proportional, 3-posiííon step, dual outpuí [heaí/coofj)16optional (16 currentíime proportional orthree posítion síep)
PID A, PID B, Dúplex A, Dúplex B, Ratío, Cascade, % Carbón, Dewpoint,Relative Humidiíy, On-Off
Accuíune II, fuzzy logic overshoot suppression, applicable ío all control loops
250
Greaíerthan 70
4 (independent programs)Ramp Types: Ramp Raíe or Ramp TimeTíme Untts: Hours or MinutesSegment Time: 0-99,999.999 hours or minutesProgram Cycles: Up to 100 or infinite, configurable segment range
16, assignable ío DO or íníemal síaíus
70 profiles of 50 segmenís each
One (1)Ramp type: Ramp timeTime units: Hours or minutesSegment time: 0.001 ío 9999.999 hours or minutesCycles: Per segmení ío 999 or infinite
Up to 8 setpoínts, soak only
Up to 1 6, assígnable to DO or interna! status
10 Schedules, 50 segments each
50 stored
Up ío 50 — including profile numbers, analog or digital variables
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All controller and operator interfaceconfiguration is performed usingUMC 800 Control Builder softwareon a sepárate PC operatina withWindows™ 95 or Windows™ NT. Allconfiguration is performed off-line(computer disconnected from thecontroller and operator interface).The configuration is downloaded in asepárate operation as a complete filethrough a dedicated RS-232 commu-nication port on the controller. Oncea configuration is ¡nstalled into thecontroller and operator interface, theControl Builder software may beused to monitor áreas of the config-uration to veriiy proper operation.Controller configuration developmentis performed using "Drag and Drop"techniques for positioning graphicicons on a PC display from a list ofavailable functions. Signal flow con-nections from icón to ¡con completethe controller configuration. TheControl Builder software will créate agraphic diagram 1 page high by 20pages wide. The completed diagrammay be printed on 20 pages of 8.5" x11.5" paper. Each configuration issaved as a single PC file. Múltiplefiles may be saved on the PC. TheControl Builder can concurrentlyopen múltiple configuration files. See
Figure 3 for a diagram of a sampleconfiguration.Completed configurations may alsobe saved on 3.5" floppy disk andloaded into the controller through anoptionaí 3.5" floppy disk drive on theoperator interface, eliminating theneed for a direct connection of a PCto the controller.Each analog signal flow Une of theconfiguration may be labeled with an8-character tag ñame, 6-characterengineering unit definition, and mayhave a decimal point locationspecified. Digital signal lines may beidentified with an 8-character tagñame and 6-character ON and OFFlabel.Signal tags are used by the operatorinterface to present on-line status.Control Builder software may also beused to reconstruct an existing con-troller configuration by uploading theconfiguration from the controller formaintenance or diagnostic purposes.Security may be applied to config-urations to develop view only files.The Operator Interface configurationís performed by completing pre-defined screen definition templates.
The Control Builder Diagram functíonblocks may be monitored and testedusing the serial Communicationsconnection to the controller. Bothanalog and digital valúes may beforced to test the program.Remote Access - Remote controlleraccess vía dial-up modem isavailable via the communicationsetup. An external modem isrequired atthe controller and isconnected to the standard RS 232configuration port. Remote accessfunctions include on-line monitoring,configuration upload and download.
Control Builder HelpAn on-line Help Menú with a Topiclist and Find functíon is provided as aguide for using the Control Builder indeveloping the control strategy,using function blocks, setting uprecipes, etc. It also includes fulldescriptions of all function blocksand associated pins. ContextSensítive Help is available for alluser selections within tabbed dialogboxes, describing entry selection,tips on use, etc. This extensive Helpcapability largely elíminates the needfor user manuals, making theconfiguration task simpler.
f3lLeaderLine Control Buililer - Confiq4.flid
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Figure 3—Sample Configuration Diagram
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Main Window Menus
Table 6 provides a summary of availabie Main Menú selections.
TABLE6—Summary of Control Builder Main Wíndow Menú Seíectíons
Main Menú Selection Descripííon
File New: Displays a new Function Block diagram in the main wíndow.Open: Opens an existing Function Block diagram.Cióse: Gloses the active window.Save: Saves the active configuration.Save As: Can ñame the active configuration and selecí íhe direcíory where file is to be síored.Properíies: File properties and statistics are entered.Wríte Protection: Can enter and confirm a password for the selected file.Unprotect: Removes password protection from the selecied file.Remove Wríta Protecthn: Removes write protection from íhe selected file.Print: Prinís block diagram, block parameíers, or tag properties.Prínt Preview: Displays how each page will look when printed.Print Setup: Can selecí priníer, paper type, and orientation.Recent Files: Lisís the rnosí recent files thaí were open.Exfc Exrts the Control Buiider apptícaíion.
Edil Cut, Copy, Paste: Editing functions for funcíion block diagram iíems.Delete: Deleíes íhe currently selected Ítem on the function block diagram.Find: Directs to área of diagram for tagged variables and blocks.Go To: Can enter íhe page number ío which you waní ío go.Wamíng Label: Can enable or disable the Open Input and Unassigned I/O warnings.
View Toolbar. Displays or hídes the íoolbar in íhe top of the Main window.Status Bar: Displays or hídes the staíus bar at the boííom of íhe Main window.Block Ust: Displays or hídes the Function Block Library Tree.Gríd: Can place a grid in the funcíion block diagram.Normal: Reíums object ío normal size (Zoom In).Zoom Out: Can zoom out ío see more of a document
Configure • Execution Order Can change executíon sequence—standard blocks, fasí logic blocks.• Setpoint Profiles: Can add, deleíe, or edií programs, and seí íheír properties.• Recipes: Can add, delete, or edit recipes, and set their properties.• Setpoint Schedules: Can add, deleíe, or edií Setpoint Scheduies, and set their properties.• Data Storage: Selecí points and síorage íimers for daía archiving.• Events: Selecí digiíal points ío be annunciaíed as evenís.• Display Tag Groups: Can assign groups of tagged parameíers to standard displays—mulíi-loop
bar, multi-loop líst, setpoínt programmer, 12-point overviews, bargraphs, panels, 12-pointannunciaíor arrays, aiarm groups, pushbuííons, írends.
• Loop Display Order Can arrange the desired order íhat up to 16 Loop Tags will be displayed onthe operator iníerface.
• SPP Dispfay Order Can assign SP programmer block íags ío 8 groups of Seípoint ProgramOverview displays.
• Start-up Display: Text fonmat for customized description of producí.• Message Display: Can configure up ío 10 text screens for Help key.• Setpoint Scheduler Display: Can assign labels to 8 Main Ouípuí labels, 8 Auxiliary Ouíput labels,
and 16 Evení Output lagels.• Display Buttons (1-5): Can assign síandard display seis to panel keys.• Oí Settings: Set up Oí securiíy and security codes.• Oí Fue Ñames: Seí up file ñames for disk storage.
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TABLE 6 - Summary of Control Builder Main Wlndow Menú Setections (continued)
Main Menú Selection
Communications
Window
Help
Descriptíon
• Setup: Chooses PC COM port and settings for communicaíion with controller.- Set Controller Comm A Port: Can enable 485 Modbus Communications port if CPU contaíns
optional Communications board.• Seí Controller Comm B Port: Can enable 485 Modbus Communications port.- Download: Downloads a selecíed controller configuraron.* Upload: Uploads the present controller configura tío n.• Monitor On-line monitors a selecíed function block, includes writes of analog and digital valúes.• Controller Diagnostics: Indicates how controller is functioning.• ¡10 Module Diagnostics: indicates how the 16 I/O modules are functioning.• Show Forces: Indicates ihe blocks that nave forced outpuís.• Local Loopback: Tests íhe PC's Communications port assigned.• Remote Loopback: Tests the Communications connection to the controller.• Error Statistics: Displays a Communicatíon Error Summary dialog box that indicates the types
and number of communication errors.• Dial Modem: Displays Timeout then Select Number To Cali dialog boxes to allow remote
connecíion.• Hangup Modem: Disconnecís remóte connection.
• Cascade: Arranges Windows so thaí they overiap.• Tile Horízontally: Arranges Windows over and under each other. Each window ís visible and none
overiap.• Tile Vertícally: Arranges Windows side by síde. Each window is visible and none overiap.• (Open Window Designations): Lists all Function Block diagrams that are open and allows
choosing one to be active.
• Help Topics: Calis up íhe top level Help Conients page.- Abouí Help: Displays copyright and software versión informaíion.
UMC 800 Control Buílder Software Specrfícations
Desígn
PC Requirements
Configuraron
Sysíem Interconnection
Disk Orive (optional}
Modem
Software runs on Windows '95, 98 or Windows NT.Mínimum— 66 MHz 486 PC with 1 6 MB of RAMVGA orgreaterscreen resoíuíion.
OfMine configurationOn-line monítoring allows user ío test the developed configuration.
Connecíed to controller through its dedicaíed RS232 port.Máximum Distance Between Controller Fue and PC Configurator. 50 feetCable Type: Standard 9-pin RS232Cable termínation: 9-pin "D" connector
Format: 3.5 inch, 1.44 megabytes
PC Interíace: Supports Microsoft Windows Telephony API (TAPI) device independent modemCommunications. Baud rate ~ 9600.
Controller Interíace: Connects to the controller RS-232 configuration port Most commerclallyavailable modems with equivalent specifications to those validated should function with theUMC 800 controller. The following modems have been vaüdaíed: 3COM US Robotícs 56KData/Fax Extemal Modem, Zoom 56K Dualmode Extemal Modem, Best Data 56SX Data FaxExtemal Modem.The modem musí-have the following capabilities:
RS232 iníerfaceAuto answerCan opérate at 9600 baud, 8 data bits, 1 stop bit, and no parityHardware handshaking can be disabledSoftware handshaking can be disabledData Terminal Ready (DTR) input can be disablédResurt codes can be suppressedEcho can be disabledMust be equipped wiíh non-volatile rnemory (NVRAM) so that settings íhaí are configured
usíng command sírings can be retained during a power-outageMust be able to load the NVRAM setíings automatically on power-up
Specifications are subject to change without notice.
51-52-03-24PageSO
Dimensions
B-39
Rgure 4—UMC SQO Controller Dimensions
1
77
.96
13.027330.89
» *
inches 11
iriiBimaters 28Í
.
r~
37
.28
r7.0 I 3.013
177.8 I 76.53
0-
6.
CableAJlowance
0.512.7
Controller Depth
6.5 _
165.1
Dimensions = Inches
millimeters
Recommended PanelDepth« 7.0", 177.3 mra
11.78299.2
10.625269.875
Cuíout
MountingPanel
MountingBracket
Rgure 5—Cuíout Dimensions for Operator Interface DIN Panel Mounting
Rear Vfew
3lo
oTJ
er
XJ
£
O
<
UJ
o
CDU 663.86
NormaEcuatoriana
B-40
AL 04.03-201
BEBIDAS GASEOSAS.fv'íUESTREO.
INEN 1 977
1933^2
1. OBJETOSE NORMALIZACIÓN
BIBLIOTECA
1.1 Esla norma establece el procedimiento pm a la toma de muestras de bebidas gaseosas.
2, T E R M I N O L O G Í A
2.1 Lote. Es una cantidad definida de producto de características similares, producida en un cíelo de fa-
bricación, debidamente individualizada, que se somete a inspección como un conjunto unitario,
2.2 Unidad de muestreo. Es aque l l a obtenida al azar de un lote,
2.3 Muestra. Es el conjunto de unidades de muestreo que se usa como referencia de la calidad de un lote.
2.4 Muestra de ensayo. Es la parte de muestra destinada al análisis o ensayo.
3. DISPOSICIONES GENERALES
3.1 Tamaño de la muestra
3.1.1 El número de unidades de muestreo que debe tomarse de un lote debe corresponder a lo indicado
en la Tabla 1 (ver Anexo A).
3.2 Condiciones posteriores al muestreo
3.2.1 De la muestra obtenida, debe destinarse una tercera parte al fabricante o vendedor, otra al labora-
torio de análisis, y una tercera debe reservarse para, en caso de discrepancia, enviara la entidad competente.
3.2.2 Debo fijarse a cada unidad de muestreo una tarjeta que incluya un número de identificación, la fe-
cha de muestreo y las firmas de las partes interesadas.
3.2.3 Debe suscribirse una acta de muestreo que incluya la información siguiente:
a) número de la Norma !NEN de referencia: 1 077,
b) razón social del fabricante,
c) número de identificación de la muestra,
d) número de! Registro Sanitario y fecha de emisión,
e) lugar y fecha de realización del muestreo,
(Continúa)
1983-085
INEN 1077B-41
1983-12
f) nombre del producto y marca comercial,
g) dirección del fabricante, ciudad y pafs,
h) identificación del lote,
i) volumen total del lote,
j) número de muestras o unidades de mttestreo obtenidas,
k) nombres y direcciones de las partes interesadas, y
I) observaciones que se consideren necesarias.
'HSTITUTO LICiMTORfAIDE NORMALIZACIÓN
BIBLIOTECA
3.2.4 Las unidades de muestreo destinadas al análisis deben enviarse a! laboratorio correspondiente en for-
ma inmediata y en condiciones que garanticen la estabilidad del producto.
3.2.5 Las unidades de muestreo restantes se almacenarán durante 60 dfas posteriores a la toma de !a mues-
tra, en condiciones que no afecten ai producto, para el caso de que hubiera discrepancia analítica entre los
interesados.
4. PROCEDIMIENTO
4.1 Tomar del lote de unidades de muestreo, de acuerdo a lo indicado en la Tabla 1, aplicando un método
reconocido de muestreo ai azar.
4.2 Las unidades de muestreo no deben abrirse hasta ei momento del análisis.
4.3 El nivel de calidad aceptable, asi'como e! número de aceptación y de rechazo, deben establecerse de
mutuo acuerdo entre las partes interesadas.
(Continúa)
1983-085
1NEN 1 077B-42
,19.83-12
ANEXO A INSTITUTO ECUATORIANO
DE NORMALIZACIÓN
TABLA!. Tamaño del lote y unidades de muestreo C
TAMAÑO
2
16
51
151
501
3 201
35 001
500 000
DEL LOTE
3
a
a
a
a
a
a
V
15
50
150
500 '
3 200
35 000
500 000
más
UNIDADES DE MUESTREO
2
3
5
8
13
20
32
50
botellas
botellas
botellas
botellas
botellas
botellas
botellas
botellas
-3-
(Continúa)
1983-OS5
INEN 1 077B-43
1983-12
APÉNDICE 2
U NORMAS A CONSULTAR
Esta norma no requiere de otras para su aplicación.nSSTlTUTO tCUAT
DE NORMALIZACIÓN
BIBLIOTECAZ.2 BASES DE ESTUDIO
Norma indú IS: 2346-73. Specificathn for carbonated beverages. Indian Standards Institution. Nueva
Delhi(1974.
Norma Sanitaria Panamericana OFSANPAN/IALUTZ A 005. Normas técnicas generales de maestreo.
Oficina Sanitaria Panamericana. Washington, 1968.
B-44
INEN 1077 1983-12
INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA
La Norma I N E N 1077 fue estudiada por el Comité Técnico AL 04.03 BEBIDAS GASEOSAS y aprobadapor éste en 1983-02-23.
Formaron parte del Comité Técnico las siguientes personas:
INTEGRANTE:
Dra. Elena de CárdenasDra. Teresa Nuques de GuzmánDra. Consuelo AlvaríoDra.Marcia Ramírez SolanoIng. Fred LavayenDra. Myrna de MartrusIng. Daniel RodríguezIng. José SalinasIng. Carlos LemaIng. Freddy BalsecaDra. Cecilia AlarcónIng. José Villacreses
Dra. Rosa de León
Ing. Eduardo CaicedoDr. Raúl VinuezaIng. Cornelio AlvarezIng. Miguel AldazIng. Daniel AnchundiaIng. Humberto RiveraDr. Marcelo NoroñaIng. Geovanna LucioDr. Javier Aldea Martmez
Dra. Hipatia NavasIng. Ce'sar Jara
INSTITUCIÓN REPRESENTADA:
INHMTINHMTINHMTBEBIDAS CÍTRICASBEBIDAS CÍTRICASCEGSAASTESAASTESAASTESAINDEGAININMSINSTITUTO INVESTIGACIONES TECNOLÓ-GICAS-GUAYAQUILINSTITUTO DE HIGIENE IZQUIETA PÉREZQUITOGASEOSAS TUNGURAHUAESCUELA POLITÉCNICA DEL CHIMBORAZOEMPROSURING. QUÍMICA UNIVERSIDAD CENTRALINGAORO1NKA KOLATESALIAESCUELA POLITÉCNICA NACIONALONUDI-INENINENINEN
La Norma en referencia fue sometida a Consulta Pública de 1980-04-07 a 1980-05-30 y se tomaron en
cuenta todas las observaciones recibidas.
La Norma Técnica INEN 1 077 fue aprobada por el Consejo Directivo del Instituto Ecuatoriano de Norma-
lización, I N EN, en sesión de 1 983-1 2-1 5.
El señor Ministro de industrias, Comercio e Integración, autorizó y oficializó esta Norma con el carácterde OBLIGATORIA, mediante Acuerdo No. 108 de 1984-02-21, publicado en el Registro Oficial No. 707
de 1984-03-21.
3OX3MV
C-l
Single Point Alumlnum load cellfor platforms up to 40x40 cm.
Capacity: 2, 5, 10, 20, 30, 50, 75 Kg.
1/4 w 151
20 24
i1* 'Xj-*ir**i~f
12.
=J
31
20 101 20
Dímensions Ín millímeíers
¡Genera! specificatlons
|Maxímum excilation (VDC)::Bridge resistance (ohms):¡Rated óutput (mV/V):Temperature operatíng range (°C):|Zero Balance (% F.S.):Non-linearity (% F.S.):jHysieresis (% F.S.): ""Non-repeatabüity (% F.S.):|Creep (% of load ín 20'):'Combíned Error (% P.S.)¡Cable lehgth:
15 Safe overload (% F.S.):350 Temp. sen. on zero (% F.S7°C):2.0 Temp.sen. on output (%F.S./°C):
-10 to 40 Insulation resistance (Megaohms):4-/-1 Element material:0.03 Cable color code:0.020.02
0".0250.025
25 cuy
150,+/-0.003
+/-0.0015I5000;
Aluminum
Excitation(-)Signal(-) .Excitation(+)
flexarsr Santa Marta 1456 (B1650UD) Va Maipú-San Martín Buenos Aires-Argentina.Fax (54-11)4753-8461- Tel (54-11)4754-4613 E-MaiI;[email protected]
Venía/as
adicional pues los moauiu& &« onw.a.^ta..4..20 mA de salida, simplificando significativamente su instalación y .Las entradas de los módulos son señales provenientes de sensores (termocüplas,PI100, celdas de carga), voltajes, corrientes alternas o continuas, dependiendo del
modelo.La salida es siempre una señal 4...20 mA. aislada galvánicamente y proporcional a la
entrada.La aisiación galvánica elimina ios problemas producidos por diferencias de potencialde tierra en la planta y reduce los producidos por interferencia electromagnética.A la vez permite utilizar tarjetas de entrada 4..20 mA de PLC's no aisladas (de menorprecio), apoyándose en la aisiación suministrada por cada módulo.
Otras aplicaciones son:- Instrumentación en ambientes inflamables o explosivos.- Ahorro de cable compensado en instalaciones de termocüplas distantes.- Generar tierras flotantes para interconectar varios instrumentos.- Medir un voltaje diferencial, (p.e. celda de carga)- Ingresar a un PC variables análogas para uso en laboratorio.
C-2
DIN-I-XXX:Transmisores aisladores galvánicosde 4... 20 mA. alimentados por lazo
Acondiciona señales cié P6100, Te, Voltaje y Corriente paraingresarlas a PLC's corno 4... 20 mA. en forma seguray resistente.No requieren fuente de Alimentación adicional.Aislación galvánica.Extrema simplicidad de conexión.Garantía 5 años, servicio y asesoría.
DESCRIPCIÓN GENERALLa línea de módulos transmisores aisladores fue especialmente diseñada parafacilitar el ingreso de señales análogas a PLC's en forma de lazo 4..20 mA
Alimentación Su característica más sobresaliente es que no requieren fuente de alimentaciónadicional pues los módulos se energizan íntegramente con el lazo de corriente de4..20 mA de salida, simplificando significativamente su instalación y cableado.Las entradas de los módulos son señales provenientes de sensores (termocuplas,PI100, celdas de carga), voltajes, corrientes alternas o continuas, dependiendo delmodelo.La salida es siempre una señal 4...20 mA. aislada galvánicamente y proporcional a laentrada.
Ventajas La aislactón galvánica elimina los problemas producidos por diferencias de potencialde tierra en la planta y reduce los producidos por interferencia electromagnética.A la vez permite utilizar tarjetas de entrada 4..20 mA de PLC's no aisladas (de menorprecio), apoyándose en la aislación suministrada por cada módulo.
Otras aplicaciones son;- Instrumentación en ambientes inflamables o explosivos.- Ahorro de cable compensado en instalaciones de termocuplas distantes.- Generar tierras flotantes para interconectar varios instrumentos.- Medir un voltaje diferencial, (p.e. celda de carga)- Ingresar a un PC variables análogas para uso en laboratorio.
C Copyright ARIAN S.A. 2001.
DIN-I-XXX-S3-10/01, http://www.arian.cl
9
C-2 1
Voltaje de operación máximo.Voltaje de operación mínimo.Aislactón:Estabilidad en temperatura:Estabilidad a largo plazo:
30 V3.6 V + 20 mA * RL4000 V min.25 ppm / °C max.20 ppm / año max.
Material:Dimensiones Totales:MontajePeso:Temperatura de operación:
Potiester; 1P6522 mm ancho. 75 mm alto . 110 mm fondo.Riel DIN100 gramos.-10... 50 °C.
0... 600 V AC
0... 10 V tic0... 5 Amp AC
0... 25 mV de
+V max.= 30V+V mm. = 3.6V + 20mA*RL
k
La línea DIN-I-XXX de aisladores galvánicos opera por el principio de corrientereflejada en el primario de un transformador ai variar la carga en el secundario.El lazo de corriente de salida alimenta tanto ei circuito de salida como el de entrada.La caída de 3.6V provocada en el lazo de corriente de salida permite por medio de unoscilador excitar el primario de un transformador de pulsos cuyo secundario alimentael circuito de entrada.E! circuito de entrada modula según el valor medido (por ej. müivoits, temperatura) lacarga de corriente en el secundario del transformador, la cual se refleja en el prima-rio. El lado de salida modula a su ves la corriente del lazo 4..20mA según la corrientede consumo en eí primario del transformador.De esta forma se efectúa el paso de energía para alimentación e información de nivelde la señal de entrada por medio de un solo transformador. Esto es ventajoso puesreduce el numero de dispositivos colocados en la barrera de potencial que se debeaislar disminuyendo la probabilidad de falla.
DIN-I-XXX-S3-10/01, http://www.arian.cl 2
C-4
CÓDIGOS DE PARTE:
Temperatura:Entradas de termocuplas con compensación de cero incluida y PT100 tipo DIN437650,alpha=0.0385, para 3 hilos
DIN-I-PT100-1DIN-I-PT100-2DIN-I-PT100-3D1N-I-JTC-1DIN-l-KTC-1DIN-l-KTC-2
PT100,PT100PT100J t.c.Kt.c.Kt.c.
0... 160 °C-25... 25 °C-50... 0 °C0... 250 °C0...400°C0... 1000 °C
Voltaje y Comente:En los módulos de voltaje y corriente A.C. la salida está calibrada al valor RMS de unaentrada senusotdal, pero !a medición es según el promedio del valor absoluto de la entrada.El rango de frecuencia de la entrada es 40-400Hz. y el error máximo es 0.5%
DIN-DIN-DIN-DIN-DIN-
-VDC-5-VDC-10-VDC-600-VAC-600-IAC-5
0.0.0.0.0.
. 5 Volts de
. 10 Volts de
. 600 Volts de
. 600 Volts ac
. 5 Ampers. ac
Aislación de señal.Medición de la red eléctrica.Uso con transformadores de corriente.
Medición de milivolts en corriente continua.Apropiados para celdas de carga y «shunts» de corriente.
DIN-l-MVD-10DIN-l-MVD-20DlN-l-MVD-25D1N-1-MVD-30DIN-l-MVD-40DlN-l-MVD-50DIN-l-MVD-60DIN-t-MVD-80DIN-l-MVD-100DIN-l-MVD-120
0...0...0...0...0...0...0...0...0...0...
10mVdc20 mV de25 mV de30 mV de40 mV de50 mV de60 mV de80 mV de110mVdc120mVdc
20 K ohm
200 K ohm
DIN-I-XXX-S3-10/01, http://www.arian.cl
4
C-5
APLICACIONESIngreso a un PLC de múltiples señales 4..20 mA , todas aisladas.
El módulo cumple la doble función de amplificador y transductor a lazode4...20mA.Por ser aislado, es posible entrar al módulo con una tierra flotante sinusar el amplificador diferencial típicamente requerido en las celdas decarga.
/\0
30 mV.
+ 24 V
24 V
Comente 60 Amp. DC.
Un «shunt» convierte en voltaje unacorriente continua que posterior-mente el módulo la aislará yconvertirá en Iazo4... 20 mA.
24 V
4...20 mA
La alslación galvánica del módulo permite introducir en formasegura una señal de 4... 20 mA proporcional al voltage de unafase de la red eléctrica.
+ 24 V
DIN-I-VAC-600
FASE
0... 380 VAC
NEUTRO
4...20 mA
PLCModulo de entrada8-ca;nales,4...20 mAsiñtálslacion.
ARIAN S. A.Teniente Montt 1932, Nuñoa,Santiago, ChileFone/Fax [email protected]
DIN-1-XXX-S3-10/01, http://www.arian.cl
5
Presión de servicio mín
Presión de trabajo máx.
Temperatura ambiente mín
Temperatura ambiente máx.
Tipo de conexión tapa cojinete (EE) Rosca interior
Rosca de conexión EE cojinete G1/4
Pipo de conexión tapa terminal Rosca interior
Rosca de conexión EE culata G 1/4
Fuerza útif (teór.) a 6 bar, avance 754 N
Fuerza útil (teór.) a 6 bar, retorno 633 N
Par de giro máx. 1,8 Nm
Consumo de aire para 6bar avance/carrerO,3516 I
Consumo de aire para 6bar ret/carrem n
C-6
DZH-40-40-PPV-ACilindro de doble efecto, antigiro
Núm. piez14053
FEBTD
Hoja de datos
DZH-40-40-PPV-A
Pág¡na:1
Caract.
Forma de funcionamiento
Forma émbolo
Forma vastago
Forma de exploración
Forma de amortiguación
Longitud de amortiguación
Seguridad antigiro
Tamaño nominal del émbolo
Carrera
Diámetro del vastago
Extremo del vastago
Rosca de vastago KK
Presión de servicio mín.
Presión de trabajo máx.
Temperatura ambiente mín.
Temperatura ambiente máx.
Tipo de conexión tapa cojinete (EE)
Rosca de conexión EE cojinete
Tipo de conexión tapa terminal
Rosca de conexión EE culata
Fuerza útil (teór.) a 6 bar, avance
Fuerza útil (teór.) a 6 bar, retorno
Par de giro máx.
Valor
de doble efecto
ovalado
redondo
magnético
Amortiguación neumática regulable
21 mm
Forma del émbolo
40
40 mm
16 mm
Rosca exterior
M 12x1.25
0,6 bar
10 bar
-20 °C
80 °C
Rosca interior
G1/4
Rosca interior
G 1/4
754 N
633 N
1,8Nm
Consumo de aire para 6bar avance/carrerO,3516 I
Consumo de aire para 6bar ret./carrera 0,2952 I
Impreso el:26/10/03 20:13:36
Fasto AG & Co.Postfach73734 Essllngen
C-7
FEBTD
DZH-40-80-PPV-ACilindro de doble efecto, antigiro
Núm. pie2l4055
Caract.
Hoja de datos
DZH-40-80-PPV-A
Pág¡na:1
Valor
Forma de funcionamiento de doble efecto
Forma émbolo ovalado
Forma vastago redondo
Forma de exploración magnético
Forma de amortiguación Amortiguación neumática regulable
Longitud de amortiguación 21 mm
Segundad antigiro Forma del émbolo
Tamaño nominal del émbolo 40
Carrera 80 mm
Diámetro del vastago 16 mm
Extremo del vastago Rosca exterior
Rosca de vastago KK M 12x1.25
Presión de servicio mín. 0,6 bar
Presión de trabajo máx. 10 bar
Temperatura ambiente mín. -20 °C
Temperatura ambiente máx. 80 °C
Tipo de conexión tapa cojinete (EE) Rosca interior
Rosca de conexión EE cojinete G1/4
Tipo de conexión tapa terminal Rosca interior
Rosca de conexión EE culata G1/4
Fuerza útil (teór.) a 6 bar, avance 754 N
Fuerza útil (teór,) a 6 bar, retorno 633 N
Par de giro máx. 1,8 Nm
Consumo de aire para 6bar avance/carrerO,7032 I
Consumo de aire para 6bar ret./carrera 0,5904
Impreso e!;26/10/03 21:18:00
Festo AG & Co.Postfach73734 Esslíngen
Carrera
Diámetro del vastago
Extremo del vastago
Rosca de vastago KK
Presión de servicio min.
Presión de trabajo máx.
Temperatura ambiente mín.
Temperatura ambiente máx.
Tipo de conexión tapa cojinete (EE)
Rosca de conexión EE cojinete
Tipo de conexión tapa terminal
Rosca de conexión EE culata
Fuerza útil (teór.) a 6 bar, avance
C 'VI /* - \ R r raf^rr^
100 mm
16 mm
Rosca exterior
M 12x1 .25
0,6 bar
10 bar
-20 °C
80 °C
Rosca interior
G1/4
Rosca interior
G1/4
754 N
C-J1 kl
C-í
DZH-40-100-PPV-ACilindro de doble efecto, antigiro
Núm. piezl4056
FESTD
Hoja de datos
DZH-40-100-PPV-A
Pág¡na;1
Caract.
Forma de funcionamiento
Forma émbolo
Forma vastago
Forma de exploración
Forma de amortiguación
Longitud de amortiguación
Seguridad antigiro
Tamaño nominal-del émbolo
Carrera
Diámetro del vastago
Extremo del vastago
Rosca de vastago KK
Presión de servicio mín.
Presión de trabajo máx.
Temperatura ambiente mín.
Temperatura ambiente máx.
Tipo de conexión tapa cojinete (EE)
Rosca de conexión EE cojinete
Tipo de conexión tapa terminal
Rosca de conexión EE culata
Fuerza útil (teór.) a 6 bar, avance
Fuerza útil (teór.) a 6 bar, retorno
Par de giro máx.
Valor
de doble efecto
ovalado
redondo
magnético
Amortiguación neumática regulable
21 mm
Forma del émbolo
40
100 mm
16 mm
Rosca exterior
M 12x1.25
0,6 bar
10 bar
-20 °C
80 °C
Rosca interior
G1/4
Rosca interior
G 1/4
754 N
633 N
1,8 Nm
Consumo de aire para 6bar avance/carrerO,879 I
Consumo de aire para 6bar ret/carrera 0,738 I
Impreso el:27/10/2003 08:49:17
Festo AG & Co.Rostía ch73734 Hssllngen
C-9
DZH-40-200-PPV-ACilindro de doble efecto, antigiro
Núm. piez14059
FESTQ
Hoja de datos
DZH-40-200-PPV-A
Página:1
Caract.
Forma de funcionamiento
Forma émbolo
Forma vastago
Forma de exploración
Forma de amortiguación
Longitud de amortiguación
Seguridad antigiro
Tamaño nominal del émbolo
Carrera
Diámetro del vastago
Extremo del vastago
Rosca de vastago KK
Presión de servicio mín.
Presión de trabajo máx.
Temperatura ambiente mín.
Temperatura ambiente máx.
Tipo de conexión tapa cojinete (EE)
Rosca de conexión EE cojinete
Tipo de conexión tapa terminal
Rosca de conexión EE culata
Fuerza útil (teór.) a 6 bar, avance
Fuerza útil (teór.) a 6 bar, retorno
Par de giro máx.
Valor
de doble efecto
ovalado
redondo
magnético
Amortiguación neumática regulable
21 mm
Forma del émbolo
40
200 mm
16 mm
Rosca exterior
M 12x1.25
0,6 bar
10 bar
-20 °C
80 °C
Rosca interior
G 1/4
Rosca interior
G 1/4
754 N
633 N
1,8 Nm
Consumo de aire para 6baravance/carrer1,758 I
Consumo de aire para 6bar ret./carrera 1,4761
Impreso el:27/10/2003 09:15:15
Fesío AG & Co.Postfach73734 Esslingen
C-10
FEBTD
DZH-40-300-PPV-ACilindro de doble efecto, antigiro
Núm. p¡ezl4061
Hoja de datos
DZH-40-300-PPV-A
Página:1
Caract.
Forma de funcionamiento
Forma émbolo
Forma vastago
Forma de exploración
Forma de amortiguación
Longitud de amortiguación
Seguridad antigiro
Tamaño nominal del émbolo
Carrera
Diámetro del vastago
Extremo del vastago
Rosca de vastago KK
Presión de servicio mín.
Presión de trabajo máx.
Temperatura ambiente mín.
Temperatura ambiente máx.
Tipo de conexión tapa cojinete (EE)
Rosca de conexión EE cojinete
Tipo de conexión tapa terminal
Rosca de conexión EE culata
Fuerza útil (teór,) a 6 bar, avance
Fuerza útil (teór.) a 6 bar, retorno
Par de giro máx.
Valor
de doble efecto
ovalado
redondo
magnético
Amortiguación neumática regulable
21 mm
Forma del émbolo
40
300 mm
16 mm
Rosca exterior
M 12x1.25
0,6 bar
10 bar
-20 °C
80 °C
Rosca interior
G1/4
Rosca interior
G1/4
754 N
633 N
1,8 Nm
Consumo de aire para 6bar avance/carrer2J637 I
Consumo de aire para 6bar ret./carrera 2,214 I
Impreso el:27/10/2003 09:20:37
Festo AG & Co.Postfach73734 Esslingen
) tipo D2H-32 bis63 JlTpo C-ll
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H.S
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C-12
FEBTD
MVH-5-1/4-S-B-VIElectroválvula
Núm. piez116003
Hoja de datos
MVH-5-1/4-S-B-VI
Página:!
Caract.
Función de conmutación, símbolo
Función de conmutación, código
Dirección de flujo reversible
Principio de funcionamiento
Forma elemento funcional
Clase de mando
Característica de ajuste
Forma de reposición
Aire auxiliar de mando, externo
Medida trama
Tipo de fijación
Diámetro nominal
Presión de servicio mín.
Presión de trabajo máx.
Temperatura ambiente mín.
Temperatura ambiente máx.
Temperatura del fluido mín.
Temperatura del fluido máx.
Tipo de conexión de la ventilación
Valor
Válvula de 5/2 vías
5/2
no
Asiento
Platillo
indirecto
monoestable
Muelle mecánico
sí
33 mm
Rosca
7 mm
0 bar
10 bar
-5°C
50 °C
-5°C
50 °C
Rosca/placa
Rosca de conexión de alimentación de airG 1/4
Tipo de la conexión de trabajo
Rosca de conexión de trabajo
Tipo de conexión descarga de aire
Rosca de conexión de escape
Tipo de conexión aire aux. mando
Roscas de conexión aire de pilotaje auxí
Tipo de conexión aire aux. escape
Roscas de conexión aire auxiliar de pilo
Diagrama de conector estándar
Accionamiento/reposición
Accionamiento auxiliar manual
Indicación de estado de conmutación
Rosca
G1/4
RoscaVplaca
G1/4
Rosca
G1/8
Rosca
M5
Conector hembra DIN 43650-1
Bobina servopilotada: reposición por muelle
sí
no
Impreso el:27/l 0/2003 09:30:47
Festo AG & Co.Postfach73734 Esslingen
C-13
MVH-5-1/4-S-B-VIElectroválvula
Núm.piezl 16003
FESTD
Hoja de datos
MVH-5-1/4-S-B-VI
Página:2
Caract.
Caudal nominal 1 -2
Caudal nominal 2 - 3
Caudal nominal 1 -4
Caudal nominal estándar 4 - 3/5
Tiempo de operación CON./CONMUT.
Tiempo de operación DESC./CONMUT
Clase de tensión
Tensión continua nominal
Potencia nominal (DC)
Fluido de servicio
Fluido de mando
Grado de protección según !EC 529 IP
Valor
1300 l/min
11001/min
1300 l/min
11001/min
(di'19 ms
, 41 ms
DC
24 V
2,5 W
Aire comprimido filtrado
Aire comprimido filtrado
, 65
(40 pm)
(40 pm)
Impreso el:27/10/2Q03 09:30:47
Festo AG & Co.Postfach73734 Esslingen
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O
C-15
VALEO-SWFM o t o r e s e n c .c .de I m a n e s P e r m a n e n t e s a 24 V ,
M o r o r e d u c f o r e s e n c . c . d e I m a n e sP e r m a n e n t e s c o n e n g r a n a j e s v i s s i n f i no 24 V. en 53 60%.
C a r a c t e r í s t i c a s G E F I E R^A L E S .
Los motoreductores de las series 225, 270,277 y 292 disponen de la carcasa cilindricadel motor y del disco soporte delrodamiento trasero en acero galvanizado,según el método Sendzimir. Los imanesson de bario-ferrita. El eje de! inducido, enel extremo del cual lleva un vis-sin-fin, estácolocado en el lado trasero del motor sobreun rodamiento liso de metal sínterizado yen el lado del reductor, sobre un cojinetede bolas. El juego axial del eje, estáregulado mediante un tornillo de ajuste. Larueda del vis-sin-fin puede ser de plástico,fibra de resina o bronce y el eje de salida,está colocado sobre soportes lisos demetal sinterizado. La carcasa de! reductorde tipo "Zamak" está llena de grasa ycerrada por una tapa, estando aseguradasu estanqueídad, mediante una juntaespecial.
T a b l a d e C a r a c t e r í s t i c a st É C O i C A S .1rí ._,ír_J^^-i . TriieíoKIH
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1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1.24,2
4,2
C-16
&VÁSCAÍCATALOGO GENERAL TÉCNICO MIP
Serie BOSCH
Fecha: Febrero 2003
Pag. 6
Motores y motoreducíores de corriente continua a 12 y 24 V c.c, diseñados para un servicio defuncionamiento continuo (S1). Medíante su fabricación en grandes series, principalmente parael sector del automóvil, se consiguen elevados estándares de calidad y precios muyeconómicos y competitivos.
Motores de C. C. hasta 178 W a 1 2 y 2 4 V
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POS. REFERENCIA . ¿J¡ I fá
12345678910111213
141516171819202t
22232425
2627
01300070270 130 007 34301300630960130063100
01300630120130111 0030 130 063 07601301111830130101 1030130101 1080130111 1710130111 1100130101 102
0 130 002 0920 130 007 05101301100030 130 OS3 O420130110 OOS0130063092013010710001301070910130063059013006309001300630290130111 10101301100190130111 042
12121212121212121212121212
2424
2424
24242424
242424242424
2834
3551.5
7580
86100
j f ¡ Sentido de DinPar ! Nú I» ' Pardo ¡ Grado i giro
nom. (rpm) (A) • pico ! \ ¡ Der. j laq. M(Wcm) I ! (Ncm) | ¡ f 0
G61t1215252520
115 | 25119120140141
20253244505759
62677275100100170
30252530
26
241210152020151515252030
4500542530004100
48003100
330048004400
3800460052504500
95004000
13003000GOQO
365028002950430046004600400045005400
4
5.55.56,4129.6121216
14151716
1.71.8
_2.5__2,54.43.54,55646
7.5
5.510
35409391105178118183208270198194
307
2040
1198416011217816095104100155170270
10101010101010101010101010
54
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73
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79.3
101.5104.4105.3121.8104.5111.9104.fi123,9111,9109.8124.1
77,5
83128.5104,5114.2101.5103,5106.5106
101,5105.2114.9115.5122
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4,28868B88888
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g0
24S4.2
4959.1
43,6
51,1S2¿20.1
30,545.136,1
28,133.1
34.1
242629
12,549
29.1
29.1
8 I 29688
88
49SB.7
30.1
8
47,1
Motoreductores tipo vis sin fin hasta 56W a 24 Vc,c.
REFERENCIAPos.
1234567
0390207404039020769703902076960 390 242 401039025769303902576910390442409
Vu ' PM
IV) :(W)
;'
24242424
242424
88
11.5
22424356
Parnom.(Nm>
1.80.50,56
4.52.510
N»[rpm)
45120220359016560
• ; Dimensiones aprox.l.j ' M¿ Grado Servicio (mm)
<A)
1.5344
3,53.89
(Nm)
96.27.530191670
1P Moto1
~~0"
23202023232333
S1S2-10minS2-lOrmn
S1SIS1SI
42«2426260
5988
rcducor"~L"
163.4154,5154,5196166166223
Eje
0TT-'87710101014
2338,5
38.5
233331
32
NOTAi Es posible disponer de otros tipos no standard más ajustados a las necesidades de! cliente, pero en cantidades justificadas.
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A1-
MC
W35
Í6M
C-18
Momentum Automation PlatformM1 Processor Adapters
Characleristícs (conunued}
Referencespage66
Environment
Type oí fjrocessor
Temperaturaopera I ¡ng
Ei&rago _ _ _ _
Rolatlve humldlty
Allltude
Mechanlcal wlthstand (imrmmity)to víbradons
171 CCC 960 30 (171 CCC 9BO 30
57...150H29 I G
Designad to meet
Cha ráete ristics
UU, CE, CUL, FM Class 1 Dlv. 2. NEMA 250 Type 1, and IP20 conformlng io IÉQ52fcertijteattons pondlngl
Contra! procasslng unlt(CPU)
Word Icnglh
Malcría!
Voltage
Voltaje toloranco
RF1 Immunity/EMI susccptlblllty/Eleclrostatic discharge
OI-electrlc strenglh
Indlcator llghts
Powor Bource
Flash momory
Clock spoed
Comm Potts1
2
Capacltyusar momory
dala momory
dlscroia i/o
reglster I/O
I/O limil
sean time
bit
VDC
Mb
HHz
K
K
ms/K
x 86 based (Intef or AMD} IEC Execulive
16
Laxan
5.0 V /suppfled by_ I/O BasgJ
±_S%j(as suppjod by I/O Baso)
Meots CE mark lor open aqulpmont Open equipmont should be installed in an indust/y standardencloaure, with acccss restriclcd to aualified aorvíce oersonnel
Comm port Is non-Isolaled ftom loglo corfimon
Diaqnoslíc and slalus tíotifs. st^ndpf^
Power supply on-board Iha Momentum 1/0 Base
1
SO
Elhemet
1/0 Bus (derivativo oí Inlerbus)
18
Dedlcated RS 4BG Modbus
24
8192 la/8192 Out (A total ot 8192 bils can be configurad for discreta and analog I/O, any mix up to thestated limlts.)
26048 ln/26048 Out (A total oí 26048 wonfs can be conflgured for discreto and analog t/0, any mix up toIrte stated llmits.)
<locat> (No 1/0 bus port: I/O can be extendedusírtg a Modbus Plus opllon Adaptar 2048 10 pts.and Peor Cop-L
,3
8192 bits (4096 ln/4096 Out; 1/0 can be extendedusing a Modbus Plus opüon Adaptar and Peer Cop.]
18
Momentum Automation Platform
C-19
Discrete !/O Bases
CharacteristicsRelerencespages 13 and 14Connections ;pagos 151o 19
Characteristics of discrete input bases
Operntlng voltage
Input voitago rangoON VoltageOFF Voltaga
Input currantONOFF
Input resistan ce
Type oí slgnal
Responso limeOn-O(f máximumOff-On máximum
Potentlal Group to GroupIsolution Fteld lo
commurucatloninlariace
Power dlsslpntlon
V
V
mA
VVV
mAmA
kíJ
msms
VV
W
170 ADI 340 00 170 ADI 360 00
1x16 12x16
24 DC
24 DC
250J» 24 VDC)
- 3...30 DC+ 11...30DC-3...+ 5DC
2.5 mínimumi .2 máximum
4
True Hiflh
3.32.2
1780 AC
3 typical, 5 máximum 5.5typfcal. 8.5 máximum
170AOI54050 ]
2 X 8
120AC
85...132AC(«47...63HZ}
125 (® 120VACJ
0...132AC74 AC mínimum20 AC máximum
10.0 mínimum2.0 máximum
9.5 O 50 Hz, 7.5 9 60 Hz
35.0 « 60 Hz10.0 9 60 Hz
1780 AC
-
170 ADI 740 50
230 AC
164.., 253 ACO47...63HZ)_
163.., 253 AC164 AC mínimum40 AC máximum
3.. .150...15
9 9 50 Hz, 7.5 9 60 Hz
13.30 60 Hz13.3 Ó 60 Hz
Characteristics of discrete output bases
Typo oí output baso uní!
Numtxirof outputs
Type oí outputOutput voltagaOperatlng voltage
Interna! curren!
Curront potnt MáximumGroup _ _Modulo
Mln. output current
Lea ka ge curren!
Surge current
On StatoVoftago drop
Protfictlon (short-circuits, overtoads)
Responso limeOn-OH máximumOff-On máximum
Potenllal Output GroupIsolailon to Output Group
FiekJtocommunlcatlonInterface
Power dlflslpatlon
VV
mA
AAÁ
mA
mA
A
V
msms
V
W
170 ADO 340 00 170 ADO 350 00
2x8 (2x16
Solid state switch24 DC24 DC
250 (O 24 VDC)
0.548'"
< 1 ffl 24 VDC
5 for 1 ms
< 0.5 DC O 0.5 A
Outputs etedronlcaBy protected
<0.1<0.1
Nona
Definad by CommunlcatlonAdaptar type
3.5 lypicai 1 6.0 typical4.5 máximum [ 7.5 máximum
170ADOS3050 170 ADO S>
2X4 2x6
Trlac120AC120AC(300 lor ios. 400 (orí cycla)
125
2 lp.54á*
5 |30
1.9« 120 VAC
10 50 J 170 ADO 730 50 170 ADO 740 50
[2x4 2x8
230 AC230 AC(300 lor 10 s, 400 lor 1 cyda)
65
2 Jp-5
- -•-
5 30
|2.5 O 230 VAC J2.4 O 230 VAC
Polnl: 15 (1 cycle). 10 (2 óyeles), 5 (3 cydes)• " ~" T ~' p r ~< 1.5AC92A|<1.5ACÍP0.5Al<1.5AC«2Al<1.5AC
Vía inlemal 5 A stow-blow tuse
1/2 x 1/í (= 0.5 of one lina cvcla)1/2 x 1/f {« 0.5 of ore lina cyda)
None
1760AC
6.0 lypicai7.5 máximum
C-20
Characiertsttcs;pages 9 lo 12Ref0f enees:pages 13 and 14
Momentum Automation PlatformDíscrete I/O Bases
Connections
170 ADI 340 00Exampte oí BX terna I wfrlrtg o( 2,3 and 4-wlre sensora
170 ADI3SOOOgXBmpIe of exiernal wlrlng oí 2 and 3-wlre sensors
'2
3
Opten
1 2
,
f
I
3 4,
:
5 8 7
* ^
h-X -
' f '
N + - PE
8 0 W 11 12 13 M 15 1BM-L*
>"~
' V '
N * -
2
1L*-
«iiosoni
/ - - LM-
— 4-PE
1
I
or
31SmA __(a«-01ow B»t
luto^3 —
A Amox.ían-ttow
fuS0"
4-wK* Motor 3-vrtf* «autor
3-wtre lentor 3-wf<« aenior
Group of channols
I Inlernal wiríng
Group oí channols
[ Interna! wiring
170 ADI 540 50Example of externa! wlrlng of 2 and 3-wIro sonsors
170 AD! 740 50Examplo of externa! wltlng oí 2 and 3-wIre sensora
1 2 3 4 3 6 7 8 9 10 11 f213 14 13 18 N U
1— —
2
\
-• — • — K.
M?»r
•-
N
|±I
r r-. N PE
—
.
Group of channela
I Intftmal wirrng
Momentum Automatíon PlatformDiscreta I/O Bases
C-21
Ctiaractarlsiics:pogesQto 12fl efe roncespages 13 and 14
170AD034000 ——Example of externa! wlríng of 2 and 3-wIro actuators
(conllnuad)
170AD035000Example of externa! wlring of 2 nnd 3-wlre acluators
, [T~2~3"4 5 V 7 8~B"ÍO-Tn2"Í3"Í4trtBM^IÍ"¡ ,*'5,3*
1 2 3 4 9 B 7 B 9 1011 1313 M1B1B1U2UÍ ;
L!_? ,!_L:
24V..: 24 V
Retum
Group of channola
I (ntemal wiring
£•1
' ' 'J
mreaclua
C
ux
M-L*(
avni PE
*T- ¡_L i
)ul -PE
O
315raAUsl-btow
toe
Ir
í-wue ueiuaiw
. ",-"'!• <Am«.
IJ '"C.™
~PÉ?r
f3-wúe actuato
Group of channela
I Inlotnal wlríng
170 ADO 530 50/540 50Example af axioma! wlring oí 2 and 3-wtie actualors
170 ADO 730 50/740 50Example of extema! wlríng of 2 and 3-wíro actuators
, Fu»» t[5 A DO*-tHo«lFuK 2 (5 A ItoW-MoW)
| 1 2 3 4 O B 7 B 9 10 11 12 13 14 16 16 IN1L1
Oul N PE
-o
IDASfcurttM
lUM
N U |200mAI faowrttoit_4-í ««•i—•^^i
*^CF2-wí/a aclualor
__ _ _ _
Hetum j ¡Fuw 1(5 A ttotUXo*)FuM ~2 ! (S A Uow-btow)
Rotwn ' - ...... ..... - ..........
' ° '" '' U _1_ I i tta*
/N ÜIMOmA
T-r7-^
L!
Group of channals
I Interna! wiríng
Group of cnannels
I Intamal wlring
C-22
Momentum Automation PlatformInlerBus-S Communication Adapters
Presentation, descriptlon
Presentaron
TneMomenlentum interBus-S Communication Adaptar provldes a dtrect connecüon lo tíie InteiBus-S Network [or Ihe fullfamíly of Momentum 1/0 modulas. This connectlvlty enables Momentum 1/0 to ba used In open arcnitecture controlsyBlems thal utiliza eiIher a pf ocrammabte controller or industrial compulor as the networts master. In theso appUcalions,InterBus-S serves aa tha communtcation notwork that connects Momentum I/O modules, along wlth other lntarBus*S-compalible control devices. for the Communication of Input and outpul Information wíih a single maeter controllar.
Tuero are three types oí IntetBus-S adaptéis avaiiabte:
• 170 JNT110 00. twisled palr media, SUPl 2 chlp sel;• 1701NT110 01, twisled pair media. SUPl 3 chlp set:• 170INT 12000. fiberoptic media.
Tho IntetBus-S communlcation adaptar Is desfgnod to plug on lo any ot the Momentum Input/Output module bases, thusatlowing the t/O modula to ba accessad over the InterBus-S Communication Networh. Each Momentum I/O modula is anindividual node or device on the InterBus-S network wlth Its addre&s set eliher by Its physical locatJon on the nolwoiK, orby menu-driven software that is avaüable wlth «orne lnterDu&-5 moster devlces. InterQus-S la a cost-effectivo method oídistribuUng tío módulos Uirourjhout larga plañí áreas. The figure below illustratos a typteal control system usingMomentum |/O modules on the InterBus-S network, witha Quantum PLC programmable controlleres tne natwork master.
Notworfc.Topology
Quantum PLC vrihNOA 611 InlerBus-
S Inlertace
ñemote Bus
Remóte Bus RcrnoteJJua^ Remote Bus Remóle Bus
1 L JLi JL
BranchIntertace
Momentum I/O Modules Momentum (/O ModulesRemóle Bus Remota
Thírd Party productó'.
Momentum 1/0 Modules
Description
The 1701NT110 O* InlatBus-S Communication Adapterscomprise on the front panal:
1 Two 9-Pln SUB-D connectora (ot conn»ction to IheIntetBus-S bus
2 Área for Labe! {label shlpped wlth I/O base)3 LED Status Indicators comprislng:
• BA {green}. bus enabled• RC (green). remote bus check• RD (red), remote bus disabled