Proyecto de automatización de un colocador de sacos de boca abierta

327 Pages·2003·1.9 MB·Spanish

Proyecto de automatización de un colocador
de sacos de boca abierta
AUTOR(S): Jordi Carnicé Torrelles .
DIRECTOR(S): Jose Antonio Barrado Rodrigo.
[email protected]
Resumen. El presente proyecto consiste en el programa de una maquina de ensacar,
concretamente un colocador de sacos boca abierta. El funcionamiento de la maquina
consiste en la colocación automática de sacos en una boca, el llenado i el cosido de
los mismos. Es una maquina pensada para trabajar con dos tipos de sacos, sacos con
fuelle i sin fuelle. El funcionamiento de la maquina varia notablemente en función del
tipo de saco y por este motivo se instalo un terminal táctil que permite al operario
modificar ciertos parámetros de funcionamiento de la maquina. El presente proyecto
consiste en la integración de todos los elementos que constituyen la maquina, ya sean
variadores de frecuencia, instalación neumática, terminal táctil, etc. mediante el
programa de l’automata, y asegurar así un rendimiento global de la instalación
aceptable
Titulación: Ingeniero técnico industrial. Especialidad electricidad
Data Presentación: ( febrero – 2002 ).
MEMORIA DESCRIPTIVA
ÍNDICE
1.- MEMORIA DESCRIPTIVA
2.- MEMORIA DE CALCULO
3.- PLANOS
4.- PRESUPUESTO
6.- PLIEGO DE CONDICIONES
7.- ANEXOS
MEMORIA DESCRIPTIVA
ÍNDICE
1.- OBJETO DE PROYECTO
1.1.- DEFINICIÓN GENERAL DE FUNCIONAMIENTO
1.2.- DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE AUTOMATIZADO
1.3.- DESCRIPCIÓN GENERAL DE FUNCIONAMIENTO
1.4 .-DEFINICIÓN DETALLADA DE FUNCIONAMIENTO
1.4.1 MODO DE PROGRAMACIÓN
1.4.2 MARCHA / PARO
1.4.3 BÚSQUEDA DE SACO
1.4.4 APERTURA DE SACO
1.4.5 COLOCACIÓN
1.4.6 MORDAZAS
1.4.7 DESCARGA
1.4.8 FORMACIÓN DE FUELLE
1.4.9 ALMACÉN DESPLAZABLE
1.5 MEDIDAS DE PROTECCIÓN Y SEGURIDAD
2 RELACIÓN DE ENTRADAS Y SALIDAS
2.1 ASIGNACIÓN DE ENTRADAS
2.2 ASIGNACIÓN DE SALIDAS
3 INSTALACIÓN ELÉCTRICA
3.1 DIMENSIONADO DE LA INSTALACIÓN
3.2 MOTORES ELÉCTRICOS
MEMORIA DESCRIPTIVA
3.3 VARIADORES DE FRECUENCIA
4 INSTALACIÓN NEUMÁTICA
5 AUTÓMATA PROGRAMABLE
5.1 CARACTERÍSTICAS DEL CQM1
5.1.1 CPU
5.2 PROGRAMACIÓN EN DIAGRAMAS DE RELES
5.3 INSTRUCCIONES BÁSICAS USADAS
6 TERMINAL TÁCTIL
6.1 VIDEO TERMINAL VT 654 (ESA ELECTRÓNICA)
6.2 FUNCIONAMIENTO GENERAL
6.3 ORGANIGRAMA GENERAL
6.4 PRESENTACIÓN
6.5 PRINCIPAL
6.5.1 INFORMACIÓN DE PRODUCCIÓN
6.5.2 PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO
6.6 RECETAS
6.7 PRODUCCIÓN
6.7.1 ZONA DE RENDIMIENTO
6.7.2 ZONA DE PRODUCCIÓN
6.7.3 ZONA DE SALTO
6.8 FUNCIONES
6.8.1 SACOS A FABRICAR
6.8.2 LÍMITE DE PRODUCCIÓN
6.9 PULSADORES
6.10 BOTONERA
6.11 HISTÓRICO
MEMORIA DESCRIPTIVA
6.12 SUPERVISOR
6.12.1 AUTÓMATA
6.12.2 PRESETS
6.13 MENSAJES
7 COMUNICACIONES AUTÓMATA – TERMINAL TÁCTIL
7.1 CÁLCULOS DE PRODUCCIÓN
7.2 CONTADOR DE SACOS PRODUCIDOS
7.3 CONTADOR DE TIEMPO DE PRODUCCIÓN
7.4 CÁLCULO DE LA PRODUCCIÓN MEDIA
7.5 PROMEDIO VALOR MÁXIMO
7.6 PROMEDIO 10 ÚLTIMOS SACOS
7.7 LÍMITE DE PRODUCCIÓN
7.7.1 CONTADOR DE SACOS PRODUCIDOS
7.7.2 PRODUCCIÓN LIMITADA EN SACOS / HORA
7.8 VISUALIZACIÓN DEL ESTADO DE LA MAQUINA POR TERMINAL
7.9 VISUALIZACIÓN DE LAS ALARMAS PRODUCIDAS EN LA MAQUINA
7.10 VISUALIZACIÓN DE LOS MENSAJES
MEMORIA DESCRIPTIVA
1.- OBJETO DEL PROYECTO
El presente proyecto consiste en la automatización de una maquina de ensacar de sacos
de boca abierta. Consiste en realizar la integración de todos los componentes eléctricos y
electro-neumáticos que componen la instalación de dicha maquina y controlar los distintos
sistemas para conseguir de forma satisfactoria su funcionamiento global.
1.1 DEFINICIÓN GENERAL DEL FUNCIONAMIENTO
La maquina objeto de proyecto es un colocador de sacos de boca abierta. El
funcionamiento de la maquina consiste en la colocación automática de sacos en la boca de
ensaque, el llenado de producto y el pesaje del mismo, al final del proceso.
El funcionamiento de la maquina es el siguiente: El operario coloca los sacos en el
almacén de sacos o se asegura que los haya y pulsará marcha/paro para iniciar las maniobras.
En primer lugar bajará un brazo telescópico con unas ventosas en su extremo y levantara el
saco por la parte posterior. Cuando el telescópico llegue a su posición de reposo, se conectará
una cortina metálica que nos situará el saco en posición vertical. En esta posición el brazo
pinzas a través de unas ventosas nos abrirá el saco por la parte frontal, situando en posición
que el brazo pinzas colocador pueda cogerlo.
Una vez el saco esta sujetado por el brazo, si no hay ningún saco en la boca, este lo
subirá hacía la boca de ensaque. Una vez allí se conectaran las mordazas que sujetaran el saco
en la boca.
El equipo de pesaje funciona de manera autónoma, es decir realiza una pesada y
cuando está esta lista nos pide 75
descarga. El autómata le autorizará a descargar o no dependiente de la situación. Si el
autómata decide descargar activará una señal, que nos abrirá la boca de ensaque y colocará el
producto en el saco.
PROYECTO DE AUTOMATIZACIÓN DE UN COLOCADOR DE SACOS DE BOCA ABIERTA
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MEMORIA DESCRIPTIVA
Una vez el producto se haya en el saco, las mordazas se abrirán y dejarán paso a los
dedos estiradores, que estirarán la boca del saco, dejándola en posición óptima para ser cosida.
Una vez dejado en saco de la boca y estirado la punta del mismo, este se conducirá por medio
de una cinta transportadora hacía hacia una cosedora.
1.2. DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE AUTOMATIZADO
El proceso a automatizar es básicamente el que se ha descrito en el punto anterior, para
ello vamos a utilizar el método GRAFCET.
El método GRAFCET junto con la GUIA GEMMA vienen a aportar una tarea
fundamental en la obtención de dicho programa. Dicha tarea es la de permitir una descripción
grafica del comportamiento del sistema de control, con independencia de la tecnología del
mismo. Esta independencia requiere, sin embargo, una ultima fase de implementación o
·”traducción” de los diagramas obtenidos por estos métodos al lenguaje permitido por el
sistema de control finalmente elegido.
En primer lugar, el método GRAFCET permite tanto describir el comportamiento de un
proceso, como el de una parte física o fundamental del mismo. Este método se fundamenta en
una descripción basada en etapas y transiciones entre las misma, de forma que el estado
(activo o inactivo) de cada una de las etapas determinan, en conjunto, el estado global del
proceso.
Por otra parte la GUIA GEMMA viene a aportar, de una forma también grafica, una
herramienta que facilita la definición de las posibles situaciones en que se puede encontrar un
proceso (funcionamiento en modo automático, manual y emergencia, etc.) y las condiciones
que deben darse para pasar de una situación a otra de una forma controlada y prevista.
En esta breve introducción a dichos sistemas de control se dará una visión rápida y general de
los distintos elementos que configuran el GRAFCET y la GUIA GEMMA.
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MEMORIA DESCRIPTIVA
El método GRAFCET es de origen francés, y su nombre proviene de la abreviación
graphe de comande etape-transition (gráfico de control de etapas y transiciones). Fue
desarrollado por AFCET (asociación francesa para la cibernética, economía y técnica).
Este método ofrece la posibilidad de describir gráficamente, empleando un numero
mínimo de elementos y reglas de funcionamiento, el comportamiento de un sistema (sistema
de control-proceso), de naturaleza secuencial.
En lenguaje GRAFCET hay tres niveles de descripción (alto, bajo o especifico) Según la
fase de diseño del sistema de control será mas adecuado en determinado nivel de descripción o
“lenguaje de descripción”. A continuación se comentan los niveles mas usuales según el orden
o sentido del diseño correspondiente a la descripción del comportamiento de un sistema.
- nivel funcional: en esta fase se realizan los diagramas, representando a grandes rasgos la
secuencia de funciones a realizar, sin entrar en especificaciones del tipo tecnológico.
- Descripción tecnológica: esta es la segunda fase de definición del proceso, y en ella ya se
tiene en cuenta las características tecnológicas de los elementos que se utilizan en la
automatización.
- Descripción operativa: es la ultima fase de definición, con todas las operaciones,
condiciones y etapas descritas a nivel individual e indivisible.
REGLAS BÁSICAS DE EVOLUCIÓN
A continuación se describen las reglas básicas que determinan la evolución de un gráfico en el
método GRAFCET.
- en la inicialización del sistema de control se activarán todas las etapas iniciales y se
desactivaran las demás.
- Una transición esta validada cuando todas las etapas inmediatamente anteriores a ella
están activas. Una transición es franqueable cuando esta validada y la expresión asociada
a ella es cierta. Toda transición franqueable tiene que ser obligatoria e inmediatamente
franqueada.
- Cuando una transición es franqueada se activarán todas las etapas inmediatamente
posteriores y se desactivarán todas las inmediatamente anteriores.
- Las transiciones simultáneamente franqueables serán simultáneamente franqueadas.
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MEMORIA DESCRIPTIVA
- Si la evolución de un GRAFCET, por la aplicación de las reglas anteriores, una etapa
tiene que ser activada y desactivada a la vez, deberá permanecer activada.
1.3 DESCRIPCIÓN GENERAL DE FUNCIONAMIENTO
El funcionamiento de la maquina esta sujeto a una serie de grafcets que gestionan el
funcionamiento de la misma. La mayoría de los grafcets que gestionan la máquina operan de
manera secuencial, es decir no puede empezar uno hasta que el anterior no le ha dado permiso.
Los grafcets que constituyen la maquina son los siguientes: marcha / paro, búsqueda
de saco, apertura de saco, colocación, mordazas, mordazas, descarga, pesaje, cinta de
extracción rápida, almacén desplazable, abrir / cerrar boca, encauzador de sacos y formador
de fuelle.
En general se podría decir que todos y cada uno de ellos funcionan de manera
secuencial, pero también los hay que actúan de manera paralela, es decir su funcionamiento no
esta tan ligado a un o unos grafcets en concreto sino que un poco van a “su aire”.
En el siguiente diagrama se muestra la secuencia de la maquina en distintas fases. Para
comprender el funcionamiento global de la maquina los grafcets se han agrupado en zonas,
estas son: marcha /paro, almacén desplazable, búsqueda y colocación, mordazas y boca,
descarga y pesaje, cinta de extracción rápida y formador de fuelle.
En apartados posteriores se detallara cada grafcet en concreto los actuadores a los que
afecta y su descripción detallada, pero para empezar mostraremos el siguiente diagrama de
funcionamBieúnstqo ugelodbaa ly. colocación pesaje
Este bloque incluye los grafcets de El grafcet de pesaje no depende de
búsqueda de saco, colocación, y otro grafcet sino que el de marcha
abertura de saco y encauzador es paro del estado 02, cuando se ha
marcha / paro Almacén desplazable
decir en este bloque partimos que la terminado una pesada pide
maquina esta en marcha, y autorización de descarga y cuando
Ltean emmoasq uinsaa coesn efnu nciaolnmaamcéienn,t oy Llaa tienmea q iunimnae diatrtaambaejan te ceomnp iedzoas un
nteorrmminaal mesotas eclu easntdaod o e0n2tr.e ugna mfaollso ,el anlumeavcoe nceicslo, sdee ppeermsaitjee , eEl lc apmerbmioiso
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dpreempáasra mgorsa, fcseet sp uebdúes qdueecdira q ued ees
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suanc ob,lo cqouleo cdaec iópnre, peatrca. cnióon ,i npicairaar aunna
uponsat enruioerv cao mloacnaicoióbnra e sni llaa bmoacqau.ina
no esta en el estado 02
MEMORIA DESCRIPTIVA
Boca, mordazas, y descarga Pesaje
Este bloque incluye los grafcets de El grafcet de pesaje no depende de
Boca, mordazas, en este bloque otro grafcet sino que el de marcha
partimos en el momento en que paro del estado 02, cuando se ha
tenemos el saco preparado, terminado una pesada pide
podemos cerrar las mordazas, abrir autorización de descarga y cuando
la boca y esperar la orden del la tiene inmediatamente empieza un
equipo de pesaje para descargar nuevo ciclo de pesaje, El permiso
producto. Para continuar la para finalizar el ciclo se lo da el
maniobra y dejar el saco en la cinta gracet de descarga.
de extracción rápida
Cinta de extracción rápida
En este bloque solo se gestiona la cinta de extracción rápida, esta se activará cuando
el grafcet de descarga, descargue el saco, siempre y cuando el de extracción rápida
haya terminado. La cinta de extracción rápida solo tiene la función de evacuar el saco
fuera de la maquina.
Conformador de fuelle
Dependiendo de si trabajamos con fuelle o sin él, este bloque se ejecutara o no, en
que caso que así sea, la cinta de extracción rápida no enviará ningún saco hasta que
el conformador de fuelle haya terminado
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