universidad nacional abierta area de …biblo.una.edu.ve/docu.7/bases/marc/texto/t38492.pdf · 1...

1

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA

AREA DE INGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA INDUSTRIAL

INTEGRANTE:

PEREZ P. FLOR L.

CI: 8167329

TUTOR ACADEMICO: PROF. G. ZAMBRANO.

TUTOR EMPRESARIAL: ING. ELECTRICISTA. LUIS PATIÑO.

VALENCIA 2 DE MARZODEL 2013.

2

INDICE GENRAL

DEDICATORIAS…………………………………………………………………....III

AGRADECIMIENTOS……………………………………………………………...IV

INDICE GENERAL…..…………………………………………………………...VIII

INDICE DE FIGURAS...…….…………………………….……………………....XV

GRAFICOS………………………………………………………………………XVII

INDICE DE TABLAS………….………………………………………………..XVIII

RESUMEN………………………………………………………………………....XX

INTRODUCCIÓN………..……………………..…..……………………............XXII

CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA……………....…..……24

1. El Problema………...………………..………….………………........…..…..24

1.1. Planteamiento del problema………………………..……………....………24

1.2. Formulación del problema………………………………….…….….…......26

1.3. Objetivos………………………………………………...……..………...…26

1.4. Justificación de la investigación……………………...………….………....27

1.5. Alcances de la investigación…………………………….……..…….…..…28

1.6. Limitaciones…………………………………………….…..…...….…....…29

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO…………………….……………….……....31

2. Marco Teórico………………………………...……....……....……….……...31

2.1. Antecedentes de la investigación………………….....……...…….....…......31

2.2. Bases teóricas…………………………………………...……………..……33

2.2.1 Generalidades del proceso……………………………………....……....33

2.2.1.1. Proceso Industrial………………………………………..……...........33

2.2.1.2. Fases del Proceso…………...……………….……………..…..……..33

2.2.2. Explicación de cada fase...…..…………………………….……...........33

2.2.2.1. Fase 1: Proceso de Llenado………………………..………..……......33

3

2.2.2.1.1. Etapas principales del proceso……………..………………….…....34

2.2.2.1.2.Sistemas principales de llenado...…………………..………...…….35

2.2.2.2. Fase # 2: Dosificación de la s tapas …………………….....….….…...35

2.2.2.2.1. Dosificación……………………………………...…………….…...35

2.2.2.2.2. Sistemas principales de la Dosificación.……………………..….....36

2.2.2.3. Fase 3: Sellado de botellas……………..……..…………………..…..37

2.2.2.3.1. Sistemas principales…………………….……………………….….37

2.2.2.4. Diagrama de elaboración del proceso……………………….…….….38

2.2.3. Que es un sistema Automatizado……………………………...…..…...39

2.2.3.1. Sistema Automatizado y sus dos partes principales………………..…39

2.2.3.2. Objetivos de la Automatización………………………….……….......40

2.2.3.3. Las causas de la Automatización………………………………….….40

2.2.3.4. Las principales ventajas de aplicar Automatización a un proceso…....40

2.2.4. Autómatas programables industriales………………..………….…......41

2.2.4.1. Estructura general de un Autómata…………………….….….…..…..42

2.2.4.2. Uso de un Autómata programable……………………….…….……...43

2.2.4.3. Tipos de Automatismos………………………………....……….……43

2.2.4.3.1. Lógica cableada………………………………………….…….……44

2.2.4.3.2. Lógica programada……………………………………….…………44

2.2.5. Controladores Lógicos Programables…………………………………...45

2.2.5.1. Interfaces de Entrada y Salida………………………….……….........46

2.2.5.2. Como está constituido un PLC………………………………….……46

2.2.5.2.1. Unidad Central de Procesamiento………………………...….……..47

2.2.5.2.1.1. Sistema Procesador………………………………………….…....48

2.2.5.2.1.2. Sistemas de Memorias…………………………………………….48

2.2.5.2.1.3. Estructura básica de la Memoria…………………..…..………….48

2.2.5.2.1.4. Organizador de la Memoria……………………….….……….…..48

2.2.5.2.2. Fuentes de Poder……………………………………….…….….…..49

2.2.5.3. Memorias de un PLC………………………………………….….…...49

2.2.5.4. Partes de un Autómata Programable PLC...………………………..…49

4

2.2.5.5. Ventajas e Inconvenientes de un PLC………………………………...51

2.2.5.6. Funciones de un PLC……………………………………...…….….…52

2.2.6. Sistemas Neumáticos…………………………………...…………….…52

2.2.6.1. Actuadores Neumáticos………………………………….....………..52

2.2.7. Cilindros………………………………………………..…………….…53

2.2.7.1. Cilindros Neumáticos e hidráulicos……….……………….….………53

2.2.7.2. Cilindros de Simple Efecto.………………………………..…...….….53

2.2.7.3. Ventajas y Desventajas de un cilindro simple efecto….……..….…....55

2.2.7.4. Cilindro de Doble Efecto…………………………….…………...…..55

2.2.8. Motores……………….……………….…………..……………...……..56

2.2.8.1. Tipos de Motores Eléctricos…………………………………..………57

2.2.8.1.1. Motores de Corriente Alterna………..………………………….…..57

2.2.8.1.1.1. Motores Trifásicos…………….…………………………………..57

2.2.9. Sensores………………………………….……………………………...58

2.2.9.1. Tipos de Sensores.…………….……………………………….….…..59

2.2.9.2. Sensores de presión……..……………………..………………………59

2.2.9.3. Sensores de PistoneoPiezo Eléctrico……………………….………...59

2.2.9.4. Sensores de proximidad Inductivos………………………….………..59

2.2.9.5. Sensores Capacitivos………………………………...…….…….……61

2.2.9.6. Sensores Fotoeléctrico….……………………………….….……...….62

2.2.9.7. Sensores de Fibra Óptica………………………………….……….….63

2.2.9.8. Sensores Magnéticos….…………………….………………...……….63

2.2.10. Válvulas Neumáticas…..………………...…………….……..…….….63

2.2.10.1. Clasificación de las Válvulas según su aplicación…………………...64

2.2.10.1.1. Válvula Direccional………………………….……….…………...64

2.2.10.1.2. Válvula reguladora de caudal………………….……….…….……64

2.2.10.1.3. Válvula reguladora de presión………………...……………….…..65

2.2.10.2. Tipos de válvulas y sus aplicaciones……………….……………….65

2.2.10.2.1. Válvulas de Globo………………………………..………………..65

2.2.10.2.2. Válvulas de Bola o Asiento……. ……………………………...….66

5

2.2.10.2.3. Válvulas de Corredera………………………………………….….67

2.2.10.2.4. Válvulas de Control………………………………………….….…68

2.2.11. Electroválvulas Neumáticas………………………………….….….....69

2.2.11.1. Como está constituida una electroválvula……………………….......69

2.2.12. Válvulas 5/2 Vías…………………………………………...…..…..…70

2.2.13. Válvulas 3/2 Vías……………………………………………….…..…71

2.2.14. Relés…………….………………………………………...….......……71

2.2.14.1. Tipos de Relés………………………………………………....…….72

2.2.15. Bandas Transportadoras…………………………….…..…...…............75

2.2.15.1. Funcionamiento de una banda transportadora……………………….76

2.2.15.2. Ventajas de una Banda Transportadora…………….……….…...…..76

2.2.15.3. Partes de una Banda Transportadora……………..….……………....76

CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO……………..……….……..….77

3. Marco Metodológico…………..……………………………………………..77

3.1. Nivel de Investigación………..……………………………………...….....77

3.2. Diseño de Investigación…….…………………..…………..…….….....….78

3.3. Tipos de Investigación……………………………………………….…….78

3.3.1. Investigación de Campo…………………………………………….…..78

3.3.2. Investigación de Documental………………………………….……..…79

3.3.3. Investigación Aplicada…………………………………………….…...79

3.4. Análisis de Información…………………………………………….……..80

3.5. Toma de Decisiones…………………………………...…………….….….81

3.6. Estudio económico del proyecto…………………………………………..81

3.7. Técnicas e Instrumentación de Recopilación de Datos.….……..……..…..81

3.8. Metodología Establecida….…………………….……….…….……..……82

3.9. Cronograma de Actividades. Diagrama de Gantt…………………...….….85

6

CAPITULO IV: RECOLECCION DE DATOS Y ANALISIS DE

RESULTADOS………………………………………………………….....……….86

4. Recolección de Datos y Análisis de los Resultados…………………………..86

4.1. Recolección de datos………………………………………………………..86

4.2. Resultados obtenidos de los objetivos específicos….………………………87

4.2.1. Objetivo Especifico # 1………………………..…….………...………...87

4.2.2. Objetivo Especifico # 2………………….………………………..….….94

4.2.2.1. Explicación de cada fase del proceso………………………………....94

4.2.2.2. Fase # 1: Llenado (envasado) de botellas………………………….….95

4.2.2.3. Fase # 2: Dosificación de las tapas…………………………….….…..96

4.2.2.4. Fase # 3: Sellado de botellas…………………………………….….…98

4.2.3. Objetivo Especifico # 3………………….………………………..……100

4.2.3.1. Descripción de los equipos y dispositivos seleccionados en todo el

proceso.......................................................................................................................103

4.2.3.1.1. Motores Trifásicos…………………………………………………105

4.2.3.1.2. Bandas Transportadoras………………………………..…...…..….106

4.2.3.1.3. Cilindro simple efecto……………………………………...…...….108

4.2.3.1.4. Boquilla dispensadora de agua…………………………………….109

4.2.3.1.5. Válvulas 3/2 vías………………………………………….…….….109

4.2.3.1.6. Válvulas 5/2 vías………………………………………….…....…..109

4.2.3.1.7. Sensores ópticos, inductivos y capacitivos…………………...……110

4.2.3.1.8. Válvula de solenoide…………………………………….…………112

4.2.3.1.9. Sistema de ventosa……………………………………….………...112

4.2.3.1.10. Identificación de las entradas y salidas del sistema……..………..113

4.2.3.1.11. Selección del PLC…………………………………………...……116

4.2.3.1.12. Cilindro sin vástago (DGC)……………………………….……...123

4.2.3.1.13. Cilindro doble efecto (DNC)………………….…………….……123

4.2.3.1.14. Cableado del proceso……………………………………….…….125

4.2.3.1.15. Unidad de Mantenimiento………………………………..…...….125

4.2.3.1.16. Tipos de racores……………………………………………….….126

7

4.2.3.2. Modelos y Marcas de los equipos y dispositivos seleccionados en el

proceso de llenado, envasado y sellado de botellas y sus características…………..127

4.2.4. Objetivo Especifico # 4…………………………………………….….160

4.2.4.1. Diseño de los planos del proceso…………………………….…...….160

4.2.5. Objetivo Especifico # 5……………………………….……….………174

4.2.5.1.Entradas y salidas utilizadas en la programación…………………….174

4.2.6. Objetivo Especifico # 6…………………………………….………….177

4.2.6.1. Diagrama de fuerza y diagrama de control (programación fase #1)....177

4.2.6.2. Diagrama neumático de la fase # 1…………………………………..178

4.2.6.3. Diagrama de fuerza y diagrama de control (programación fase #2)…179

4.2.6.4. Diagrama neumático de la fase # 2…………………………………..180

4.2.6.5. Diagrama de fuerza y diagrama de control (programación fase #3)…181

4.2.6.6. Diagrama de neumático de la fase # 3……………………………….182

4.2.6.7. Programación del PLC de todo el proceso…………………………..183

4.2.7. Objetivo Especifico # 7……………………..……………..……….….188

4.2.7.1. PRACTICA Nº 1. Estudio de la línea de llenado, envasado y sellado de

botellas,haciendo uso de controladores lógicos programables PLC’s)…….…189

4.2.7.2. PRACTICA Nº 2. Estudio de los Autómatas Programables (PLC s),

marca Siemens series S7-200, 224………………………………..…..……….191

4.2.7.3. PRACTICA Nº 3. Realizar un estudio completo a cerca de la Neumática,

ActuadoresNeumáticos y sus aplicaciones en la Ingeniería Industrial………..…...193

CAPITULO V: EVALUACION ECONOMICA……………………...…...…...195

5.Análisis de costos y disponibilidad de equipos…………………….……….195

5.1. Costos……………………………………………………….……………..195

5.2. Costos de los equipos y dispositivos del proyecto…………...…..……….195

CAPITULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES………….…..201

6.1. Conclusiones………………………………………………..………..........201

6.2. Recomendaciones…………………………………………………..…..…204

8

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICAS………………………...……….……..….205

APÉNDICES……………………………………………………………….…...…213

ApéndiceA: Explicación de la Programación completa de todo el proceso de

Llenado,envasado y sellado de botellas: Fase # 1, Fase # 2, Fase # 3…………...213

Apéndice B:Diagrama de fuerza y diagrama de control de todo el proceso. (Fase # 1,

Fase #2, Fase # 3)……………………………………………………………...215

Apéndice C: Diagrama Neumático de todo el proceso………………………...216

Apéndice D:Pasos a seguir para el programa de AutomationStudio 5.0, utilizados

para dibujar y simular circuitos hidráulicos y neumáticos de un

proceso………………………………………………………..…………….………217

D.1. Inicio del programa…………………………………………….………….217

D.2. Construyendo el circuito………………...………………………………...221

ANEXOS…………………………………………………………………………..227

Anexo 1: Diagrama de Grant……………………….…………………….….……..228

Anexo 2: Practicas relacionadas con el proceso industrial, para futuras aplicaciones

didácticas………………………………………………………………….………..229

Practica Nº 1 …………….…………………………………….….…….….…230

Resultados de la practica Nº 1………………………………………………...232

Practica Nº 2……………….….……………………………….….…….…….245

Resultados de la practica Nº 2………………………………………………...247

Practica Nº 3…………….………….…………………………….…....……...259

Resultados de la practica Nº 3……………………………….………………..261

Anexo 3: Banco del proceso completo……………………………………………..271

Anexo 4: Introducción al uso del programa STEP 7 Microwin 3.2………………..274

9

ÍNDICE DE FIGURAS.Pág.

Figura Nº1: Diagrama del proceso Automatizado…………………….…………….38

Figura Nº2: Componentes de un PLC………………………………….……………50

Figura Nº3: Partes de un PLC……………………………………………………….51

Figura Nº4: Corte de un Cilindro de simple efecto……………………….…..…….54

Figura Nº5: Partes de un Cilindro simple efecto…………………………..………..54

Figura Nº6: Corte de un Cilindro de doble efecto……………………………...…..56

Figura Nº7: Sistema trifásico de un motor trifásico…………………………….…..58

Figura Nº8:Partes de un Sensor Inductivo……………………………………..…..61

Figura Nº9: Sensor Capacitivo………………………………………………..….…62

Figura Nº10: Corte de un Sensor Fotoeléctrico…….……………….….…………...62

Figura Nº11: Válvula de Globo……………………………………….….….……...65

Figura Nº12: Válvula de Bola………………………………………….…..………..67

Figura Nº 13:Válvula de corredera…………………………………………..……...68

Figura Nº 14: Válvula 5/2 vías y sus posiciones……………………...…………..…70

Figura Nº 15: Válvula 3/2 vías y sus posiciones……..………………………...……71

Figura Nº 16: Tipos de Relés…………………………………………………….….72

Figura Nº 17:Fase # 1, de la línea de llenado……………………………………….96

Figura Nº 18: Fase # 2, de la línea de dosificación de tapas……………..….………98

Figura Nº 19:Fase # 3, de la línea de sellado……………………………………….99

Figura Nº 20: Isometría de todo el proceso………….………………………..……100

Figura Nº21: Motor trifásico cerrado IPSS………………………………………...104

Figura Nº 22: Banda transportadora horizontal………………………………….....105

FiguraNº 23: Cilindro simple efecto (ESNU)………………………...……….…..106

Figura Nº 24: Elementos de fijación para los sensores SMR-8…………………….106

Figura Nº 25: Cilindro simple efecto (ESN)……………...…………………….…..107

Figura Nº 26: Cilindro acoplado en la base metálica acostada……………………..107

Figura Nº 27: Tipos de boquillas…………………………………………………...108

FiguraNº 28: Válvula 5/2 vías,JMFH-5-1/8…………….……......……………….109

10

Figura Nº 29: Válvula 3/2 vías MFH-3-1/8-EX…..………………………………..110

Figura Nº 30:Tipos de sensores seleccionados………………..…….…..…..……..111

Figura Nº 31: Tipos de sensores seleccionados…………………………………….111

Figura Nº 32: Ventosa de silicón seleccionada……………………………...……...112

Figura Nº 33:Partes de un PLC, de las series S7-200…………………..….………116

Figura Nº 34:PLC seleccionado…………………………………………..………..117

Figura Nº 35: Micro PLC, S7-200……………………………………….….……...118

Figura Nº 36: Cilindro sin vástago…………………………………………………123

Figura Nº 37: Cilindro doble efecto DNC………………………………...……….124

Figura Nº 38: Vistas en secciones del cilindro……………………………………..124

Figura Nº 39: Detectores SME-8…………………………………………………..125

Figura Nº 40: Unidad de filtro y regulador…………………………………………126

Figura Nº 41: Tipos de racores……………………………………………………..127

Figura Nº 42: Diseño de la base, para el montaje de la pieza de llenado y la pieza de

sellado........................................................................................................................161

Figura Nº 43: Diseño de la pieza de llenado fase # 1………………………...…….162

Figura Nº44: Diseño de base, para el montaje de los sensores S1, S2……….……163

Figura Nº 45: Diseño de la base para el montaje del sensor inductivoSt………....164

Figura Nº46Diseño de la base para el montaje del sensor fotoeléctrico S7, fase

#2….............................................................................................................................16

5

Figura Nº47:Diseño de la base para el montaje de los sensores S8, Sd, fase #

3…………………………………………………………………………………….166

Figura Nº 48: Diseño de la base de los cilindros acostados…………………......…167

Figura Nº 49: Planos del sensor capacitivo S2….…………………...…………..…168

Figura Nº 50: Planos del sensor fotoeléctrico S1, S7, S8………………..…………168

Figura Nº 51: Planos de la Ventosa, modelo VAS…………………………...….....169

Figura Nº 52:Planos de la Válvula 3/2 Vías, monoestable……………………...…170

Figura Nº 53: Planos de la Válvula 5/2 Vías……………………..…………...……171

Figura Nº 54: Planos del cilindro simple efecto ESN………………………………172

11

Figura Nº 55: Planos del cilindro simple efecto ESNU…………………………….173

Figura Nº 56: Diagrama de fuerza y diagrama de control de la fase # 1………...…177

Figura Nº 57: Diagrama neumático de la fase # 1……………………………...…..178

Figura Nº58: Diagrama de fuerza y diagrama de control de la fase # 2………...…179

Figura Nº59 Diagrama neumático de la fase # 2………….……...………………..180

Figura Nº 60: Diagrama de fuerza y diagrama de control de la fase # 3…………...181

Figura Nº 61: Diagrama neumático de la fase # 3…………………………….……182

Figura Nº 62: Opciones de configuración y aplicación……………...……………..217

Figura Nº 63: Opciones de configuración editor………………..…………….……218

Figura Nº64: Biblioteca………………………………………………………...….219

Figura Nº 65: Librería de actuadores neumáticos………………...…………..…….219

Figura Nº 66: Librería de electroválvulas…………………………………………..220

Figura Nº 67: Librería de dispositivos eléctricos…………………..………….……221

Figura Nº 68: Librería de elementos LADDER……………………………………221

Figura Nº 69: Elemento seleccionado………………………………………………222

Figura Nº 70: Propiedades de la válvula……………………………………………223

Figura Nº 71:Configuracion para modificar la válvula……………………………..224

Figura Nº 72: Configuración de partes de la válvula…………………………….…225

Figura Nº 73:Cuadro de variables del elemento…………….......................………225

Figura Nº 74: Herramientas para administrar variables…………………………….226

Figura Nº 75: Ventana de administración de variables……………………………..226

GRAFICOS.Pág.

Gráfico Nº 1: Encuesta # 1………………………………………………………….90

Gráfico Nº 2: Encuesta # 2………………………………………………………….90

Gráfico Nº 3:Encuesta # 3………………………………………………………….91





12


ÍNDICE DE TABLAS Pág.

Tabla Nº 1: Leyenda de equipos seleccionados de la fase # 1………………….......101

Tabla Nº 2: Leyenda de equipos seleccionados de la fase # 2……………………...102

Tabla Nº 3: Leyenda de equipos seleccionados de la fase # 3………………….......103

Tabla Nº 4: Entradas del sistema…………………………………………………...114

Tabla Nº 5: Salidas del sistema………………………………………………….….115

Tabla Nº 6: Tipos de CPU- S7-200 con sus (Entrada/Salidas)……….…………….118

Tabla Nº 7: Características técnicas comunes de las CPU………………………....119

Tabla Nº 8: Continuación de las características técnicas comunes de las CPU……120

Tabla Nº 9: Tabla comparativa de las CPU………………………………………...121

Tabla Nº 10: Módulos de Ampliación………………………………………...……122

Tabla Nº 11:Sensores del Proceso............................................................................127

Tabla Nº 12: Actuadores Neumáticos del proceso...................................................128

Tabla Nº 13:Válvulas del proceso………………………………...………….…....128

Tabla Nº 14: Equipos y Accesorios……………………………...………………....129

Tabla Nº 15: Equipos del Proceso…………………………………...……………..129

Tabla Nº 16: Características del cilindro simple efecto ESNU….…..………….….130

TablaNº17:Continuación de las características del cilindro simple efecto ESNU...131

Tabla Nº 18: Características del cilindro simple efecto ESN………..………….….132

Tabla Nº 19: Continuación de las características del cilindro simple efecto ESN...133

Tabla Nº 20: Características del cilindro doble efecto DNC……………………….134

Tabla Nº 21: Continuación de las características del cilindro doble efecto DNC….135

Tabla Nº 22: Características del cilindro doble efecto sin vástago DGC………..…136

TablaNº23:Continuación de las características del cilindro sin vástago DGC…….137

Tabla Nº 24: Características de la Válvula 3/2 vías MFH-3-1/8-EX.........................138

Tabla Nº 25: Continuación de las características de la Válvula 3/2 vías MFH….…139

Tabla Nº 26: Características de la Válvula 5/2 vías, JMFH-5-1/8…………….……140

Tabla Nº 27: Continuación de las características de la Válvula 5/2 vías, JMFH…...141

13

Tabla Nº 28: Características del sistema de ventosa, modelo VAS………………...141

Tabla Nº 29: Características de los Racores “Quick Star” QSF………………...….142

Tabla Nº 30: Características de los Racores rápido roscado “Quick Star” QS-B….143

Tabla Nº 31: Características de los Sensores Inductivos SIEH………………...…..144

Tabla Nº 32: Continuación de las características de los Sensores Induc tivos SIEH.145

Tabla Nº 33: Características de los Sensores Ópticos, M18 Tubular………………146

Tabla Nº 34: Características del Motor Trifásico, Marca VOGES………………...147

Tabla Nº 35: Características de la goma que sella la botella de la Fase # 3…….….147

Tabla Nº 36: Características del Sensor Capacitivo, Control de Nivel, Autonics….148

Tabla Nº 37: Características de la Unidad de Mantenimiento LFR………………..149

Tabla Nº 38: Tobera aspiradora por vacío VAD-1/4……………………………….150

Tabla Nº 39: Características de los tubos flexibles PUN-H-8X1, 25-BL…………..151

Tabla Nº 40:Características de los tubos flexibles PUN-H-10X1, 5-BL…………..152

Tabla Nº 41:Características de la válvula de bola VAPB………………………….153

Tabla Nº 42:Continuación de las características de la válvula de bola VAPB…….154

Tabla Nº 43:Características del actuador giratorio DFPB…………………………155

Tabla Nº 44:Continuación de las características del actuador giratorio DFPB……156

Tabla Nº 45:Características de La electroválvula MGTBH…………………....….157

Tabla Nº 46:Continuación de las características de La electroválvula MGTBH….158

Tabla Nº 47:Características del generador de vacío VN…………………………..159

Tabla Nº 48: Entradas asociadas a la programación del proceso de llenado, envasado

y sellado…………………………………………………………………………….175

Tabla Nº 49: Salidas asociadas a la programación del proceso de llenado, envasado y

sellado……………………………………………………………………….……...176

Tabla Nº 50: Bases de acero inoxidable, equipos y dispositivos seleccionados,

cantidad y precios…………………………..………………………………………196

Tabla Nº 51: Dispositivos y Accesorios seleccionados, cantidad y precios……......197

Tabla Nº 52: Válvulas 5/2 vías seleccionadas, accesorios, cantidad y precios.....….198

Tabla Nº 53: Válvulas 3/2 vías seleccionadas, accesorios, cantidad y precios….….199

Tabla Nº 54 : Dispositivos y accesorios que inyectan agua………………………...200

14

Tabla Nº 55: Costo total del proyecto………………………………………………200

RESUMEN

El presente proyectoconsiste en el Diseñoy la Simulación de un Proceso de Llenado,

Envasado y Sellado de Botellas Haciendo uso de Controladores Lógicos

Programables, de acuerdo a las necesidades del plan de estudios de la carrera de

ingeniería industrial de la Universidad Nacional Abierta, Centro Local Carabobo para

el laboratorio de computación.

Se realizó un estudio para diagnosticar los conocimientos de los estudiantes de

Ingeniería Industrial,acerca de procesos industriales, automatización, los PLC,

sistemas neumáticos, etc. Se procede a realizar un análisis detallado de las piezas y

dispositivos que según las características del diseño del proyecto cumplan con todas

las necesidadesy sean las más adecuadas, para de esta manera probar su correcto

funcionamiento en cuanto a simulación se refiere.

Con este proyecto los alumnos de la carrera de ingeniería industrial; pondrán en

práctica los conocimientos adquiridos en el transcurso de su carrera a partir del 7tmo

semestre, en todas las materiasrelacionadas con el proyecto, yasí poder realizar

diversas prácticas y estar más preparados acerca de los temas planteados,ya quelo van

a necesitar en cualquier trabajo realizado en las empresas e industrias, debido a que

en la gran mayoría existe la Automatización de procesos y utilizan los PLC´s,

motores eléctricos y equipos electro neumáticos para el funcionamiento de su

maquinaria. Durante la realización e investigación de todo el proceso se

seleccionaron equipos y dispositivos neumáticos adaptados al diseño.

Los mismos, son utilizados en su gran mayoría para el desarrollo del proceso y para

la simulación.Para el logro de dicha simulación se realizara la automatización del

15

sistema, mostrando la programación del mismo y especificando las características y

distintas variaciones que pueda presentar el proceso.

Todo el diseño se dividió en tres fases debido a su amplitud, las cuales se denominan:

fase 1: Llenado (envasado) de botellas, fase 2: Dosificación de tapas, fase 3: Sellado

de botellas.

Se realizó un análisis para la selección de un PLC´S, adecuado para el

funcionamiento de este proyecto, también se realizaron los planos de cada una de las

piezas para el montaje del proceso, tomando en cuenta las características de la línea

de llenado, envasado y sellado de botellas.

16

INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo se desarrollóel diseño y la simulación de un proceso industrial

haciendo uso de Controladores Lógicos Programables (PLC’s), el cual estará

enfocado en la neumática,se conocerán todos los equipos, dispositivos, sistemas

neumáticos así como la operación de este proceso.

Los Procesos Industriales, son una secuencia de actividades mediante el cual se

producen bienes y servicios,los cuales tienen como objetivo, proporcionar los

conocimientos necesarios que le permiten al estudiante aprender y entender el

funcionamiento de lo que es un proceso industrial. Actualmente se ha ido

incrementando la automatización de procesos de maquinarias, con la finalidad de

realizar de forma autónoma algunas tareas de producción que implican para el

operador humano un mayor riesgo o fatiga al realizar el trabajo.

El Proyecto se concibe como la aplicación, extensión o la profundización de los

conocimientos adquiridos en la carrera correspondiente; consiste en el estudio

sistematizado de un problema teórico o práctico que demuestra el dominio en el área

de la Automatización de procesos.

Durante el estudio se realizarán documentos de apoyo, prácticas que tendrán la

finalidadde permitir a los estudiantes de ingeniería industrial el estudio apropiado de

la línea de llenado, envasado y sellado de botellas.

El contenidodel proyecto es muy importante en cada uno de sus capítulos, los

cuales se van a explicar durante su desarrollo.

17

El primer capítulo trata sobre una breve introducción del planteamiento del problema,

los objetivos del proyecto, justificación del mismo,alcances ylimitaciones.

El segundo capítulo da a conocer los antecedentes relacionados con la tesis,

todos los tópicosrelacionados con el proceso industrial, el uso de los sistemas

neumáticos para realizar la automatización de equipos y dispositivos.

El tercer capítulo contendrá la metodología que se utilizara en la tesis, la

clasificación del trabajo y como se desarrollaran cada uno de los objetivos.

El capítulo cuatrose estudiaratodos los análisis y resultados obtenidos de los

objetivos específicos mencionados anteriormente.

En el capítulo cinco la evaluación económica del proyecto. En el capítulo seis se

tendrán las conclusiones y recomendaciones a las que se llegaron después de terminar

el proyecto.

Este estudio se llevara a cabo en la Universidad Nacional Abierta (UNA), Centro

Local Carabobo. El proyecto se diseñara adoptándose una postura de aplicabilidad en

la Universidad, para todo el proceso que está comprendido desde que es solicitado el

servicio para trabajar hasta obtenerlo, de esta manera el análisis se fundamentará en

la normativa legal.Las normas desarrolladas en este proyecto establecen las

condiciones, procedimientos y criterios exigidos por el manual de práctica profesional

I y II, tomando en cuenta el plan de curso de cada materia, de la Universidad

Nacional Abierta, para la elaboración y presentación de este proyecto ante la

Coordinación académica de la carrera de Ingeniería Industrial.

18

CAPITULO I

1. EL PROBLEMA.

La problemática a resolver en este proyecto es realizar el Diseño y Simulación

de un Proceso de Llenado, Envasado y Sellado de Botellas, Haciendo uso de

Controladores Lógicos Programables (PLC’s).

1.1.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

Actualmente el mundo está en constante crecimiento; el cual se evidencia en distintos

ámbitos, donde uno de gran importancia es el referido al ámbito industrial. La gran

mayoría de las empresas e industrias crecen de una manera exponencial, las cuales

constantemente se ven en la necesidad de desarrollar nuevos e innovadores procesos.

Debido a los adelantos tecnológicos, las empresas e industrias se ven obligadas a

cambiar automatizando los procesos industriales, para mejorar la calidad del

producto, aumentar la producción y disminuir los tiempos de realización de los

productos, esto es lo que llamamos optimización de procesos. Teniendo en cuenta que

la automatización conlleva todo un estudio previo de gran importancia para los

profesionales del área de la Ingeniería.Hoy en día en este siglo XXI, en el desarrollo

de todos los procesos industriales se busca la optimización del mismo, mediante la

aplicación de la ingeniería y de todos sus conocimientos.

19

En Venezuela varias Universidades entre ellas la Universidad de Carabobo,

forman Ingenieros Industriales impartiéndoles conocimientos durante el desarrollo de

sus estudios en el área de Procesos Industriales, Control de Producción según el

pensum de estudio (2007), entre otras. Preparando al profesional para un mejor

desempeño en su ámbito laboral en las empresas en el área de Automatización y

Control de los Proceso Industriales.

Otras de lasUniversidades que preparan profesionales en el área de Ingeniería

Industrial, es la Universidad Nacional Abierta Ingeniería.El pensum de dicha carrera

(2006),se puede observar que no existen materias en la cuales se impartan

conocimientos en áreas como la Automatización Industrial, Proceso Industriales y

Control de Procesos, lo cual es sumamente preocupante dado que cualquier

profesional de esta área al salir como egresado de esta institución al ámbito laboral se

encontrara que no cuenta con las herramientas necesarias relacionadas con estas

tecnologías, haciendo de vital importancia que los estudiantes de dicha área conozcan

como es el funcionamiento de distintos procesos y a su vez posean la capacidad de

diseñar y realizar las partes que conforman al mismo.

Se pueden plantear las siguientes preguntas:

¿Es importante que el estudiante de la carrera de Ingeniería Industrial de la

Universidad Nacional Abierta, posea conocimientos en áreas como la Automatización

Industrial y Control de Procesos?

¿Deben los estudiantes de la carrera de Ingeniería Industrial de la Universidad

Nacional Abierta, conocer las partes, equipos y dispositivos existentes en el mercado

para el diseño y fabricación de procesos y plantas industriales?

¿Es importante el diseño de un proceso industrial didáctico para el aprendizaje de los

estudiantes dentro de la carrera antes mencionada?

20

¿Ayudaría la simulación de procesos industriales a la comprensión de los mismos?

¿Cómo es posible explicar la simulación de dichos procesos de una manera didáctica

y comprensible para los estudiantes cursantes de la carrera?

Estas interrogantes serán contestadas durante el desarrollo de este proyecto. 1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.

¿Cómo se logra que los Estudiantes de la carrera de Ingeniería Industrial, manejen

losProcesos Industriales Didáctico que les permita conocer las partes, equipos y

dispositivos para la fabricación del mismo?

1.3. OBJETIVOS:

Objetivo General.

Diseñar un Proceso de Llenado, Envasado y Sellado de Botellas, y representar su

funcionamiento Automatizado, haciendo uso de herramientas computacionales, para

ser utilizados en nuevas experiencias prácticas en el Laboratorio de computación de

la Universidad Nacional Abierta (UNA),Centro Local Carabobo.

Objetivos Específicos:

1. Diagnosticar a los estudiantes de la Universidad Nacional Abierta del área de

Ingeniería Industrial del 7tmo semestre en adelante, para saber si tienen

conocimientos acerca deltemade Automatización de Procesos Industriales.

2. Establecer un proceso industrial y separar el mismo en fases de

funcionamiento para un estudio adecuado.

21

3. Identificarlos equipos necesarios para cada una de las piezas que conformen

las fases del proceso industrial.

4. Realizar los planos de diseño del proceso.

5. Desarrollarla programación para la Automatización del proceso haciendo uso

de equipos electros neumáticos.

6. Simular el proceso diseñado mediante el uso de herramientas computacionales

7. Elaborar prácticas relacionadas con el proceso industrial para futuras

aplicaciones didácticas.

1.4. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN.

En consideración a las interrogantes planteadas es necesario destacar la justificación

que tiene este estudio en la formación del perfil del Ingeniero Industrial. Según

David Held y Anthony McGrew (2000), lasdinámicas cambiantes que obligan a todo

profesional a tener conocimientos, habilidades académicas que faciliten el trabajo.

Así mismo las empresas e industrias deben actualizar día a día sus procesos

industriales, los cuales presentan ciertas características que deben ser conocidas por

todos los ingenieros, ya que estos son los encargados de velar por el correcto

funcionamiento de dichos procesos.

Dentro de la Universidad Nacional Abierta, en el área de Ingeniería Industrial, se

busca dar a los estudiantes la mayor cantidad de conocimientos y herramientas para

enfrentarse de manera adecuada al ámbito laboral. Siguiendo con esta idea, es de

suma importancia que dichos estudiantes conozcan las características, conformación

y elaboración de distintos procesos industriales. Es por ello que se justifican

teóricamente este proyecto.

Planteada esta situación, este proyecto busca realizar el diseño de un proceso

industrial especifico, mostrando cada una de sus etapas y realizando como punto final

22

la simulación del mismo. Para el logro de dicha simulación se realizara la

automatización del sistema, mostrando la programación del mismo y especificando

las características y distintas variaciones que pueda presentar.

Por el hecho de que al proporcionarles a los estudiantes de Ingeniería Industrial más

herramientas de mayor calidad de aplicación para el logro de sus estudios, el

rendimiento será favorablemente como estudiantes independientes y posteriormente

su desempeño laboral será excelente.

1.5. ALCANCE DE LA INVESTIGACIÓN.

La investigación se llevó a cabo con respecto a la temática, a los objetivos planteados,

al contexto, a las unidades de estudio y al tiempo de la investigación desde el punto

de vista de la problemática.El estudio de este proyecto tiene un alcance académico

profesional y personal que se fortalece en la investigación, los conocimientos

académicos y herramientas necesarias para enfrentarse de manera adecuada al ámbito

laboral. De igual modo la satisfacción personal que representa el hecho de que la

investigación sirva de antecedente a futuros estudios relacionados con esta área en el

campo de trabajo.

Los resultados que se esperan obtener al terminar el proyecto con respecto a las

áreas visualizadas dentro de la Universidad Nacional Abierta, para instalar los

programas Automatizados de los procesos industriales, sean agradables y acogedores

para todo el estudiantado que espera aprender de dicho estudio en el área de

Laboratorio de Computación.

23

1.6. LIMITACIONES.

Durante la realización del proyecto se podrían presentar una serie de inconvenientes

para su correcta realización, dichos inconvenientes pueden ser causados por las

siguientessituaciones.

1. Falta de material de apoyo en el idioma español (La mayoría de las empresas

de Automatización son extranjeras, por lo que algunas veces el mismo viene

en el idioma del país que representa).

2. Los Programas de Simulación existentes no son utilizados en la Universidad

Nacional Abierta, por esta razón se realizó un estudio previo antes de

comenzar a trabajar con ellos.

3. Las casas suplidoras de equipos de Automatización tardan un poco en

entregar cualquier información solicitada, cuando se realiza un proyecto que

no pertenece a ninguna empresa o cuando se refiere a un diseño de un proceso

que va ser simulado mediante herramientas computacionales.

4. Gran cantidad de Empresas de Automatización (ALLEN BRADLEY,

SIEMENS, FESTO, ROCKWELL AUTOMATION, PANASONIC), entre

otras, con una amplia gama de equipos, lo cual hace un poco más larga la

selección de aquellos que se ajusten al sistema.

5. Aparte del diseño del Proceso Industrial, el trabajo incluye una parte de

Automatización, la cual es desconocida por los estudiantes de la Universidad

Nacional Abierta (UNA), Centro Local Carabobo, ya que esa materia

corresponde a la carrera de ingeniería eléctrica.

24

RECURSOS ADMINISTRATIVOS:

Recursos materiales.

v Libros de texto, publicaciones, trabajos de grado anteriores, etc.

v Computadora con impresora.

v Software de diseño AutoCAD 2007.

v Automationstudio 5.0

v Programa Proyect.

v Programa Microwin.

Recursos humanos.

v Autor del presente trabajo.

v Tutor académico.

v Tutor empresarial.

v Estudiantes de Ingeniería Mecánica.

25

CAPITULO II

2. MARCO TEÓRICO.

2.1.ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN.

Los antecedentes son investigaciones de estudios previos y tesis de grado

relacionadas con el problema planteado es decir, investigaciones realizadas

anteriormente y que guardan alguna vinculación con el problema en estudio.

En este proyecto se tomaron en cuenta las investigaciones de varios trabajos de

grado realizados anteriormenteacerca de proyectos de automatización industrial.

Este trabajo es uno de los antecedentes más importantes para este proyecto

“Rediseñar la planta piloto de llenado y envasado para su utilización en nuevas

experiencias prácticas en el Laboratorio de Automatización Industrial II.” (Luis

Patiño, Carmen Símancas., 2007-2008),este trabajo se refiere a un estudio diagnóstico

ubicado en la línea de investigación correspondiente a la rama de ingeniería eléctrica

en el área de Automatización Industrial II; de forma específica, en la línea de

envasado perteneciente al Laboratorio de dicha asignatura; comprendiendo el tópico

de reingeniería de la línea de envasado del Laboratorio de Automatización Industrial

II con inclusión de dispositivos de bus de campo. Este es el trabajo que presento

mayor ayuda para el desarrollo del presente proyecto, ya que en el mismo se plantean

características que presenta una línea de envasado.

Otra referencia de gran importancia es el “Proyecto de Automatización y

Mejoras del Área Productiva en una Industria de Pinturas”. (María Carolina

Ferreira F, Diciembre 2004), la realización de mejoras del área productiva de pinturas

26

en la empresa Dupont de Venezuela, con el fin de lograr que el empleado tenga un

conocimiento teórico y práctico en lo que Automatización se refiere y mejorar la

situación actual. Este proyecto fue de gran ayuda para estudiar y entender una serie de

características de los controladores lógicos programables, también posee información

teórica de gran importancia, referente al área de automatización industrial.

Estainvestigación es uno de los antecedentes del proyecto“Reingeniería de la Línea

de Envasado del Laboratorio de Automatización Industrial para ser Utilizada

como Soporte Didáctico” (Martín A. Du Saire O., Noviembre 2004), que plantea la

realización de mejoras a la línea de envasado de manera de adecuarla para su

posterior uso como un medio o herramienta didáctica a fin de lograr que el estudiante

tenga un conocimiento teórico práctico en lo que a automatismos industriales se

refiere y cómo se pueden implementar en un proceso industrial muy comúnmente

utilizado por industrias que elaboran productos de consumo masivo.

Este Proyecto sirvió de gran ayuda para la realización la tesis ya que guarda alguna

vinculación con el problema en estudio “Diseño e implementación de un sistema

Automatizado de control de la producción en una empresa colchonera

ONDAFLEX” (Norky Jardines, Diciembre 1999), Plantea establecer un sistema

Automatizado de programación y control de producción que permitirá alcanzar

niveles de producción satisfactorios y facilitar el proceso de toma de decisiones en

una empresa manufacturera de colchones.

27

2.2. BASES TEÓRICAS.

2.2.1. GENERALIDADES DEL PROCESO.

2.2.1.1.PROCESO INDUSTRIAL.

Un Proceso Industrial, es una secuencia de actividades mediante la cual se producen

bienes y servicios.Según (Norky Jardines, Diciembre 1999),

Todo proceso de producción industrial, precisara una estructura donde realizar

la actividad necesaria para la producción y se dará en un entorno que modificaran la

propia actividad industrial.Para realizar el proceso de Llenado, Envasado y Sellado de

Botellas, se presenta un esquema de accionamientos.

2.2.1.2.FASES DEL PROCESO.

El proceso de llenado, envasado y sellado de botellas, se divide en tres (3) fases.

Fase # 1: Fase de Llenado (envasado) de botellas.

Fase # 2: Fase de Dosificación de las tapas.

Fase # 3: Fase de Sellado de tapas.

2.2.2. EXPLICACION DE CADA FASE DEL PROCESO.

2.2.2.1.Fase # 1: Proceso de Llenado de Botellas en una empresa X.

El llenado de botellas es una de las principales operaciones de envasado de productos

líquidos en la industria del envase y el embalaje. Como plantea Luis y Carmen (2007,

2008), el esquema del proceso de llenado de botellas y su complejidad varían en

función del tipo de envase,la capacidad productiva de la industria y el cierre, se debe

hacer en las condiciones óptimas para lograr la factibilidad del proyecto.

28

A continuación se incluye información relativa al proceso completo de envasado,

desde la recepción de las botellas hasta la comercialización del producto embotellado.

Algunas de estas etapas serán modificadas o anuladas, en función de las necesidades

de la industria. La línea está compuesta por máquinas perfectamente sincronizadas

entre sí.

A la hora de diseñar una línea de embotellado se tiene siempre en mente la idea de

que ocupe un mínimo de espacio pero con condiciones optimizadas de manejo,

mantenimiento y puesta en servicio.

Para los diferentes movimientos que se requieren ejecutar en el procesamiento de

este proceso se utiliza bandas transportadoras. Son equipos que funcionan de manera

autónoma, que no requiere de ningún operario que manipule directamente sobre ellos

de forma continua. Para el proceso de la dosificación del líquido las bandas

transportadoras son elementos fundamentales para el movimiento de las botellas.

2.2.2.1.1. Etapas principales del proceso de llenado de una empresa X.

1. Recepción de las botellas. Los materiales empleados para la formación de

botellas son el vidrio y elplástico.

2. Transporte de las botellas para el llenado: La conexión central entre las

distintas etapas son las cintas transportadoras.

3. Llenado de las botellas: Las botellas entran por la cinta transportadora por

medio de una estrella, que las va colocando sobre unos soportes móviles que

las elevan sujetándolas del cuello, hasta introducir el grifo en las mismas. En

esta etapa, dependiendo de las características del producto, pueden emplearse

diversos sistemas de dosificación y llenado, por ejemplo: llenadoras de

presión, isobáricas, a vacío, por peso, de pistón, lineal, rotativa, etc. Para

29

productos especiales se incorpora además un sistema de inclusión de CO2 o

N2.

2.2.2.1.2. Sistemas principales de llenado de una empresa X.

1. Llenado volumétrico: Este sistema de llenado controla la cantidad de líquido

introducida en la botella mediante la medida del volumen. Proporciona

flexibilidad tanto en las capacidades a dosificar como en las condiciones de

trabajo en función del tipo de líquido a llenar, permitiendo el llenado de

productos con viscosidades muy variadas como agua, leche, zumos,

detergentes, cosméticos y otros productos químicos. Habitual en el llenado de

botellas de PET.

2. Llenado por gravedad a nivel: Máquina de llenado por sistema de gravedad a

nivel, apropiada para productos muy fluidos como agua, vinagre, vino,

detergentes, etc.

2.2.2.2. Fase # 2: Dosificación de las tapas de una empresa X.

2.2.2.2.1. Dosificación.

Las botellas ingresan hacia el dosificador de tapas, con ayuda de las bandas

transportadoras, donde el producto se vierte a la velocidad y niveles escogidos por el

operador del sistema. En esta etapa, dependiendo de las características del producto,

se emplea diversos sistemas de dosificación, como por ejemplo: por presión,

isobáricas, a vacío, por peso, de pistón, lineal, rotativa, monoblock, syncroblock,

uniblock, etc.

En esta fase del proceso de dosificación de tapas, depende de la existencia de las

mismas, ya que es necesario que se encuentren tapas en el dosificador y así llevar a

30

cabo el proceso completo de la fase # 2. El dosificador es una pieza constituida por un

cilindro sin vástago, acopladoa otro cilindro, el cual se encarga de colocar las tapas a

los envases por el movimiento actuador neumático que permite la caída de dicha tapa

al enviarse una señal de existencia de envase. El dosificador está provisto de un

sensor inductivo que permite realizar una detección de tapas.

En esta fase del proceso de la dosificación de las tapas, las mismas estarán

depositadas por un dispensador de tapas, el cual se les ira colocando a cada botella a

medida que estas vayan pasando por la fase # 2, a través de la banda transportadora

hasta llegar a la otra fase. Los equipos que constituyen esta fase # 2 son los

siguientes: La banda transportadora, sensores, dosificador de tapas, como lo

mencione anteriormente las características serán explicadas con más detalles en el

capítulo # 4 del proyecto.

2.2.2.2.2. Sistemas principales de la dosificación son:

1. Volumétricos.

2. Por gravedad a nivel.

Dosificado volumétrico.

Este método manipula la medida del volumen controlando la cantidad de líquido que

ingresa a la botella. Proporciona flexibilidad en las capacidades y condiciones de

trabajo en función del tipo de líquido a dosificar, permitiendo el llenado de productos

con viscosidades variadas como agua, leche, zumos, detergentes, cosméticos y otros.

Dosificado por gravedad a nivel.

31

Este sistema aprovecha la gravedad para realizar el llenado en cada una de las

botellas, por tal motivo el depósito se ubica en la parte superior de la llenadora.

“En función de sus características de dosificación, es apropiado este método ya

que el tipo de líquido a llenar son productos fluidos como el agua, el vino, etc.”

2.2.2.3. Fase # 3: Sellado de Botellas de una empresa X.

Sellado de las botellas: Al igual que en el caso del llenado, existen múltiples

alternativas a la hora de realizar el sellado de las botellas, utilizando sistemas como:

rosca de plástico, cierre a presión, con gotero, sellado en foil, metálicas:

1. Rosca de plástico, cierre a presión.

2. Roll-on.

3. Flexo-top.

4. Corchos y Capsulas.

2.2.2.3.1. Sistemas principales.

Sistema de cierre a rosca: La máquina, lleva acoplado un grupo de cabezales

roscadores regulables, aptos para cualquier formato y diseño de botella.

Sistemas de cierre a presión: Para efectuar el cierre de las botellas, la

máquina lleva acoplado un alimentador de tapones de plástico o corchos con cierre a

presión de funcionamiento mecánico. En este proceso el sistema que se va a utilizar

es el Sistema de Sellado a Presión, para efectuar el cierre de las botellas.

32

2.2.2.4. DIAGRAMA DE ELABORACION DEL PROCESO AUTOMATIZADOS DE LLENADO, ENVASADO Y

SELLADO DE BOTELLAS.

Figura Nº 1.

Diagrama del Proceso Automatizado.

(Fuente Propia)

Fase 1: Llenado de

Botellas

Fase 2: Dosificación de

Tapas

Fase 3: Sellado de Botellas

Llegan las botellas vacías de

algún lugar del proceso que no está incluido en este proyecto.

Por aquí salen las botellas llenas y

selladas para otro lugar del proceso (No está incluido

este).

Llegan las tapas de un lugar del sistema.

33

2.2.3. ¿QUÉ ES UN SISTEMA AUTOMATIZADO?

El término automatización se refiere a una amplia variedad de sistemas y

procesos que operan con mínima o sin intervención del ser humano. Un sistema

automatizado ajusta sus operaciones en respuesta a cambios en las condiciones

externas en tres etapas: mediación, evaluación y control. Según (Carolina Ferreira,

Diciembre 2004) y (Norky Jardines, Diciembre 1999).

La automatización es el estudio de los métodos y procedimientos cuya finalidad

es la sustitución del operador humano por el operador artificial, en una tarea

previamente programada. También es un sistema donde se trasfieren tareas de

producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de

elementos tecnológicos.

2.2.3.1. Sistema automatizado y sus dos partes principales:

1. Parte de mando.

2. Parte operativa.

La Parte Operativa: Es la parte que actúa directamente sobre la máquina. Son

los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice la operación deseada.

Los elementos que forman la parte operativa son los accionadores de las

máquinas como motores, cilindros, compresores y los captadores como fotodiodos,

finales de carrera.

La Parte de Mando: Es un autómata programable (tecnología programada),

aunque hasta hace bien poco se utilizaban relés electromagnéticos, tarjetas

electrónicas o módulos lógicos neumáticos (tecnología cableada).

34

En un sistema de fabricación automatizado el autómata programable está en el

centro del sistema. Este debe ser capaz de comunicarse con todos los constituyentes

de sistema automatizado.

2.2.3.2. Objetivos dela automatización.

1. Mejorar la productividad de la empresa, reduciendo los costes de la

producción y mejorando la calidad de la misma.

2. Mejorar las condiciones de trabajo del personal, suprimiendo los trabajos

penosos e incrementando la seguridad.

3. Realizar las operaciones imposibles de controlar intelectual o manualmente.

4. Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo proveer las cantidades

necesarias en el momento preciso.

5. Simplificar el mantenimiento de forma que el operario no requiera grandes

conocimientos para la manipulación del proceso productivo.

6. Integrar la gestión y producción.

2.2.3.3. Las causas de la automatización:

1. Liberación de los recursos humanos para que realicen tareas que requieran

mayores conocimientos.

2. Eliminación de trabajos desagradables – peligrosos.

Los inconvenientes de la automatización es el incremento de costes fijos,

incremento de mantenimiento, Reducción de flexibilidad de los recursos.

2.2.3.4. Las principales ventajas de aplicar automatización a un proceso son:

1. Remplazo de operadores humanos en tareas repetitivas o de alto riesgo.

2. Remplazo de operadores humanos en tareas que están fuera del alcance de sus

capacidades como levantar cargas pesadas, trabajos en ambientes extremos o

tareas que necesiten manejo de una alta precisión.

35

3. Incremento de la producción. Al mantener la línea de producción

automatizada, las demoras del proceso son mínimas, no hay agotamiento o

desconcentración en las tareas repetitivas, el tiempo de ejecución se disminuye

considerablemente según el proceso.

2.2.4.AUTÓMATAS PROGRAMABLES INDUSTRIALES.

El autómata es la primera máquina con lenguaje, es decir, un calculador lógico

cuyo juego de instrucciones se orienta hacia los sistemas de evolución secuencial.

Desde el punto de vista de (Martin A. Du Saire O., Noviembre 2004).

En la actualidad existen autómatas que permiten automatizar en todos los

niveles, desde pequeños sistemas mediante autómatas compactos, hasta sistemas

sumamente complejos mediante la utilización de grandes redes de autómatas.

Las primeras aplicaciones de los autómatas programables se dieron en la industria

automotriz para sustituir los complejos equipos basados en relés. Sin embargo, la

disminución de tamaño y el menor costo han permitido que los autómatas sean

utilizados en todos los sectores de la industria. Sólo a modo de ejemplo, se

mencionan a continuación algunos de los múltiples campos de aplicación, (automóvil,

fabricación de neumático, metalurgia, alimentación, producción de energía, tráfico,

etc.).

En electrónica un autómata programable industrial es un sistema secuencial,

aunque en ocasiones la palabra es utilizada también para referirse a un robot. Puede

definirse como un equipo electrónico programable en lenguaje no informático y

diseñado para controlar, en tiempo real y en ambiente industrial, procesos

secuenciales. Sin embargo, la rápida evolución de los autómatas hace que esta

definición no esté cerrada.

36

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

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

2.2.4.1. Estructura general de un autómata.

Un autómata programable se puede considerar como un sistema basado en un

microprocesador, siendo sus partes fundamentales la Unidad Central de Proceso

(CPU), la Memoria y el Sistema de Entradas y Salidas (E/S).

La CPU realiza el control interno y externo del autómata y la interpretación de

las instrucciones del programa. A partir de las instrucciones almacenadas en la

memoria y de los datos que recibe de las entradas, genera las señales de las salidas.

La memoria se divide en dos bloques, la memoria de solo lectura o ROM

(ReadOnlyMemory) y la memoria de lectura y escritura o RAM (Random Access

Memory).

En la memoria ROM se almacenan programas para el correcto funcionamiento

del sistema, como el programa de comprobación de la puesta en marcha y el

programa de exploración de la memoria RAM.

La memoria RAM a su vez puede dividirse en dos áreas:

a) Memoria de datos, en la que se almacena la información de los estados de las

entradas y salidas y de variables internas.

b) Memoria de usuario, en la que se almacena el programa con el que trabajará el

autómata.

El sistema de Entradas y Salidas recoge la información del proceso controlado

(Entradas) y envía las acciones de control del mismo (salidas). Los dispositivos de

entrada pueden ser pulsadores, interruptores, finales de carrera, termostatos,

presostatos, detectores de nivel, detectores de proximidad, contactos auxiliares, etc.

37

Por su parte, los dispositivos de salida son también muy variados: Pilotos indicadores,

relés, contactores, arrancadores de motores, válvulas, etc. En el siguiente punto se

trata con más detalle este sistema.

2.2.4.2. Uso de un autómata programable.

Un autómata programable suele emplearse en procesos industriales que tengan una o

varias de las siguientes necesidades:

1. Espacio reducido.

2. Procesos de producción periódicamente cambiantes.

3. Procesos secuenciales.

4. Máquinas de procesos cambiantes.

5. Instalaciones de procesos complejos y amplios.

6. Chequeo de programación centralizada de las partes del procesos.

7. Aplicaciones generales.

8. Maniobra de máquinas.

9. Maniobra de instalaciones.

10. Señalización y control.

2.2.4.3.Tipos de automatismos.

Automatismo: Un sistema automático es aquel que es capaz de efectuar sus propias

funciones, controlarlas y dirigirlas sin una intervención directa del hombre.

Automatizar: Es hacer automático el funcionamiento de un proceso. Para efectuar

estas automatizaciones podemos hablar de dos sistemas diferentes, lo que se conoce

como lógica cableada y lógica programada.

38

2.2.4.3.1. Lógica cableada.

Este tipo de instalaciones se basan en elementos discretos, es decir, sueltos como

pueden ser los elementos basados en el electromagnetismo (contactores eléctricos),

elementos eléctricos (materiales conductores y aislantes), elementos neumáticos,

elementos hidráulicos, etc.

Digamos que es la técnica más difundida hasta el momento por su sencillez y

facilidad de ejecución para aquellos sistemas cuyo nivel técnico es bajo, sin

complejidades.

Resumiendo, la lógica cableada se efectúa con elementos aislados entre ellos,

comunicándolos y uniéndolos mediante un sistema de cableado. La tecnología

neumática adquiere especial relevancia en la implementación cableada de

automatismos, además cuenta con la ventaja de que es homogénea con numerosas

máquinas de producción equipada con cilindros neumáticos.

La lógica cableada frente a la lógica programada presenta inconvenientes: escasa

flexibilidad frente a modificaciones, imposibilidad de realizar funciones complejas

de control, gran volumen y peso, reparaciones costosas.

2.2.4.3.2. Lógica programada.

Con este tipo de sistema se pueden efectuar las mismas instalaciones que para los

sistemas cableados, pero se utilizan en vez de elementos aislados los autómatas

programables.

Un autómata programable es un elemento que en su interior alberga infinidad de

elementos interconectados de forma informática, por ello en su interior utilizan

memorias construidas con diodos semiconductores para poder ejecutar los distintos

programas que se programen.

39

La principal ventaja es la rapidez en la ejecución de operaciones y la posibilidad de

ejecutar instalaciones con un nivel de complejidad muy elevado como puede ser el

automatismo de una instalación solar fotovoltaica.

No obstante, hay que aclarar que los autómatas son el cerebro de una instalación, pero

para poder funcionar necesitan elementos que les proporcionen la información

necesaria para poder procesarla. Además necesitarán elementos de potencia

(contactores eléctricos) para poder ejecutar las operaciones que dicho autómata

determine.

2.2.5.CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLE (PLC´s).

Los controladores lógicos programables, son dispositivos electrónicos usados en la

Automatización Industrial, los cuales remplaza los sistemas de control basados en

circuitos eléctricos con relés, interruptores y otros componentes.

Los mismos, se parecen cada vez más a un computador. El programa es una

secuencia de líneas de contactos similar a las WLC, donde las funciones se refieren a

Entradas y Salidas, físicas del mismo.Los Controladores Lógicos Programables, son

dispositivos electrónicos muy usados, capaz de controlar maquinas e incluso procesos

a través de entradas y salidas. Las entradas y las salidas pueden ser tanto analógicas

como digitales. Los controladores lógicos programables (PLC) actuales pueden

comunicarse con otros controladores y computadoras en redes de área local, y son

una parte fundamental de los modernos sistemas de control distribuidos. Los

elementos importantes de un PLC, son: Contactos normalmente abiertos y

normalmente cerrados.

Un contacto es un elemento eléctrico y su principal función es abrir y cerrar un

circuito eléctrico ya sea para impedir el paso de la corriente o permitir el paso de la

misma. Las entradas se representan por medio de la letra I.Cuando un contacto se

activa y este se cierra (contacto normalmente abierto) este pasa de un estado lógico 0

40

a un estado lógico 1. Cuando un contacto se activa y se abre (contacto normalmente

cerrado) esta pasa de un estado lógico 1 a un estado lógico 0.

Un Controlador Lógico Programable es un dispositivo utilizado para controlar

operaciones de procesos o máquinas, está compuesto por la Unidad de Procesamiento

Central (CPU) y Las Interfaces de Entradas y Salidas (E/S).

Las Interfaces de Entrada/Salida reciben unas señales de los aparatos de campo

(elementos sensores), las cuales indican al CPU el programa que se debe ejecutar,

luego el CPU ordena (por medio de la interface de salida) conectar o desconectar los

aparatos activados.

2.2.5.1. Interfaces de Entada y Salida.

Su misión es establecer un puente de comunicación entre el autómata y el proceso.

1. Interfaces de entrada: Filtran, adaptan y codifican de forma comprensible para

la CPU, las señales procedentes de los elementos de entrada.

2. Interfaces de salidas: son las encargadas de decodifican, y amplificar las

señales generadas durante la ejecución del programa antes de enviarla a los

elementos de salidas.

2.2.5.2. Como está constituido un controlador lógico programable(PLC).

Un controladores lógicos programables (PLC), está constituido por un conjunto

de tarjetas o circuitos impresos, sobre los cuales están ubicados componentes

electrónicos. Su estructura básica es de dos o más planos de puerta lógica

normalmente, AND, OR, también tiene la estructura típica de muchos sistemas. Ej.

Una microcomputadora.

41

Los controladores lógicos programables (PLC), pueden presentar entradas

analógicas o digitales.

Un Autómata Programable está constituido en su forma más simple, por:

a) Unidad Central de Procesamiento (CPU).

b) Unidades de Entradas y Salidas (E/S).

2.2.5.2.1. Unidad central de procesamiento (CPU).

El CPU es el encargado de procesar los datos de acuerdo a una lógica prestablecida y

ejerce control sobre el flujo de información. El CPU está constituido básicamente por:

a) El Sistema Procesador.

b) El Sistema de Memoria.

c) La Fuente de Poder.

Las relaciones entre las secciones que forman CPU:

El sistema procesador interactúa continuamente con el Sistema de Memoria para

interpretar y ejecutar el programa de aplicación que controla a la máquina o proceso,

mientras que la fuente de poder provee todos los niveles de voltaje necesario para

asegurar una operación apropiada de todos los componentes del CPU.

2.2.5.2.1.1.Sistema Procesador.

42

El término Sistema Procesador no solamente abarca al Procesador, el cual es la parte

central del sistema, sino a todos los procedimientos y procesos (diagnóstico

supervisión, etc.) que se realizan mediante programas internos almacenados en la

memoria del PLC.

2.2.5.2.1.2. Sistema de Memoria.

La unidad de Memoria tiene la función de almacenar programas y datos.

2.2.5.2.1.3.Estructura Básica de la Memoria.

La memoria de un Autómata o Controlador Programable puede ser visualizada como

un arreglo bidimensional de celdas de almacenamiento donde cada una guarda una

simple pieza de información en la forma de un cero o de un uno. El nombre que

recibe la información almacenada en cada celda se le llama BIT.

El funcionamiento del Procesador será más eficiente si maneja un grupo de bits

cuando transfiere datos a y desde la memoria. Un grupo de bits manejados

simultáneamente reciben el nombre de Byte.

2.2.5.2.1.4. Organización de la Memoria.

El mapa de memoria muestra no solamente lo que se guarda en ella, sino cosas que de

acuerdo con su nombre están almacenadas allí.Es muy difícil que dos PLC de

diferentes marcas tengan el mismo mapa, se puede generalizar ya que todos los

Autómatas Programables tienen los mismos requerimientos de almacenamiento.

Las memorias del Ejecutivo, son una colección permanente de programas los cuales

son considerados partes del mismo controlador. Y la de Apuntes la cual es de

43

almacenamiento temporal usado por el CPU para guardar pequeñas magnitudes de

datos para cálculos internos o de control.

2.2.5.2.2. Fuente de Poder.

Este sistema es de suma importancia en todas las operaciones de Controlador

Programable, ya que su responsabilidad no es solamente la de proveer los

requerimientos de voltaje DC a los componentes del PLC, (es decir: al Procesador, a

la memoria y a las entradas/salidas), sino también al monitor. Además, debe regular

el voltaje suplido y debe alertar al CPU si todo marcha bien.

2.2.5.3. Memorias de un PLC.

1. La memoria de imagen de entradas y salidas. Almacena las ultimas señales

tanto las leídas en la entrada como las enviadas a la salida actualizándose tras

cada ejecución completa del programa.

2. Las señales de entrada consideradas para el cálculo no son las actuales de la

planta, sino las presentes en la memoria imagen leídas en el ciclo anterior.

3. Los resultados obtenidos no van directamente a la interfaz de salida sino a la

memoria imagen de salidas cuando finaliza cada ejecución del programa.

2.2.5.4.Partes de un Autómata Programable PLC´s.

Los componentes de un PLC son los siguientes:

a) Fuente de alimentación.

b) Unidad de procesamiento central (CPU), es el corazón del autómata

programable.

44

c) Terminal de Unidad de programación.

d) Módulo de entrada.

e) Módulo de salida.

f) Periféricos.

Figura Nº 2.

Componentes de un Autómata Programable, (PLC’s).

(http://galia.fc.uaslp.mx/~cantocar/automatas/PRESENTACIONES_PLC_PDF_

S/4_EL_PLC.PDF).

45

Figura Nº 3.

Partes de un Autómata Programable (PLC’s).


S/4_EL_PLC.PDF).

2.2.5.5.Ventajas e inconvenientes de los PLC´s.

Ventajas:

a) Menor tiempo de elaboración de proyectos.

b) Posibilidad de añadir modificaciones sin costo añadido en otros componentes.

c) Mínimo espacio de ocupación. Menor costo de mano de obra.

d) Mantenimiento económico.

e) Menor cableado.

f) Posibilidad de gobernar varias máquinas con el mismo PLC.

g) Menor tiempo de puesta en funcionamiento.

h) Flexibilidad de configuración y programación

i) Si el PLC queda pequeño en el proceso industrial puede seguir siendo de

utilidad en otras máquinas o sistemas de producción.

46

Inconvenientes:

a) Adiestramientos de técnicos.

b) Costos.

2.2.5.6.Funciones deloscontroladores lógicos programables(PLC).

a) Remplaza la lógica de relés para el comando de motores y maquinas.

b) Remplaza temporizadores y contadores electromecánicos.

c) Interface computador/proceso.

d) Control y comando de tareas repetitivas o peligrosas.

e) Detección de fallas y manejo de alarmas.

f) Regulación de aparatos remotos (posibilidad para ambientes peligrosos).

2.2.6 SISTEMA NEUMATICO.

La neumática constituye una herramienta muy importante dentro del control

automático en la industria.

2.2.6.1.Actuadores Neumáticos.

Los actuadores neumáticos son mecanismos que convierten la energía del aire

comprimidoen un trabajo mecánico por medio de un movimiento lineal de vaivén, o

de motores. Los actuadores neumáticos se clasifican en dos grupos:

a) Cilindros.

b) Motores.

47

2.2.7. CILINDROS.

2.2.7.1. Cilindros Neumáticos e Hidráulico.

Los cilindros neumáticos o hidráulicosson ejemplos de actuadores lineales. También

son los que permiten el desplazamiento de un embolo a través de la aplicación de

presión por medio de uno de sus extremos, dependiendo del movimiento requerido.

Los más empleados y usados en la neumática son varios tipos de cilindros:

1. Cilindros de simple efecto.

2. Cilindro de doble efecto.

2.2.7.2.Cilindro de Simple Efecto.

Estos cilindros tienen una sola conexión de aire comprimido. No pueden

realizar trabajos más que en un sentido. Se necesita aire sólo para un movimiento de

traslación. El vástago retorna por el efecto de un muelle incorporado o de una fuerza

externa.

El resorte incorporado se calcula de modo que haga regresar el émbolo a su

posición inicial a una velocidad suficientemente grande.

En los cilindros de simple efecto con muelle incorporado, la longitud de éste

limita la carrera, estos cilindros no sobrepasan una carrera superior de 100 mm.

Se utilizan principalmente para sujetar, expulsar, apretar, levantar, y alimentar.

48

Figura Nº4.

Cortes de un cilindro simple efecto.

(www.Sapiensman.com/neumatica/neumatica7.htm).

Figura Nº5.

Partes de un cilindrosimple efecto


El dibujo solo representa a uno de tantos cilindros simples existentes en el mercado.

No debemos confundir las carreras del vástago. Es decir, existen dos carreras, una de

entrada y otra de salida del vástago, pero el aire comprimido puede actuar tanto en la

carrera de entrada como en la carrera de salida, en un cilindro simple, nunca lo hará

en las dos carreras.

49

La explicación del cilindro representado es de fácil comprensión: Cuando insertamos

aire comprimido por la vía (10), se llena de aire la cámara posterior (8), el muelle se

contrae (6) expulsando el aire atmosférico por el orificio de fuga (11), y desplazando

el vástago o pistón (5),cuando desconectamos la vía (10) del aire comprimido y lo

conectamos con el aire atmosférico, se llena de aire atmosférico la cámara anterior (7)

por el orificio de fuga (11), se expande el muelle (6) provocando el retorno del

vástago o pistón (5).

2.2.7.3.Ventajas y Desventajas de un Cilindro Simple Efecto.

Existen ventajas y desventajas en el uso de este cilindro, por este motivo es

aconsejable conocerlo. Por una parte, si lo comparamos con otro cilindro de doble

efecto que disponga de las mismas características, su consumo es de la mitad. Pero

por otra parte, al tener un muelle en su interior, el vástago no puede realizar

recorridos superiores a los 100 mm.

2.2.7.4. Cilindro de Doble Efecto.

La fuerza ejercida por el aire comprimido anima al émbolo, en cilindros de doble

efecto, a realizar un movimiento de traslación en los dos sentidos. Se dispone de una

fuerza útil tanto en la ida como en el retorno.

Los cilindros de doble efecto se emplean especialmente en los casos en que el

émbolo tiene que realizar una misión también al retornar a su posición inicial. En

principio, la carrera de los cilindros no está limitada, pero hay que tener en cuenta el

pandeo y doblado que puede sufrir el vástago salido. También en este caso, sirven de

empaquetadura los labios y émbolos de las membranas.

50

.

Figura Nº 6.

Corte de un cilindro de doble

efecto.(www.Sapiensman.com/neumatica/neumatica7.htm).

La diferencia entre los cilindros de simple efecto y los cilindros de doble efecto, es

que los primeros solamente pueden realizar un trabajo en la carrera producida por la

acción del aire comprimido, la carrera de retorno se realiza de forma externa al propio

cilindro, ya sea aplicándole una fuerza o un resorte.

2.2.8. MOTORES.

Un motor para funcionar se vale de las fuerzas de atracción y repulsión que

existe entre los polos, todo motor debe estar formado con polos entre el estator y el

rotor, ya que los polos iguales se repelen y los polos magnéticos se atraen

produciendo así el movimiento de rotación.

Un motor eléctrico,es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica

en energía mecánica por medio de campos magnéticos variables electromagnéticas.

Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía

mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores.Son ampliamente

utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares. Pueden funcionar

conectados a una red de suministro eléctrico o a baterías.

51

2.2.8.1. Tipos de motores eléctricos.

a) Motores Corriente Directa.

b) Motores Corriente Alterna.

c) Motores Universales.

2.2.8.1.1. Motores de corriente Alterna.

Los motores de corriente alterna, son los tipos de motor más usados en la industria,

ya que se alimentan con los sistemas de distribución de energías “normales”, se

dividen en tres tipos de acuerdo a su alimentación: (Monofásicos, bifásicos y

trifásicos).

2.2.8.1.1.1. Motor Trifásico.

Motor de Inducción: A tres fases. La mayoría de los motores trifásicos tienen una

carga equilibrada, es decir, consumen lo mismo en las tres fases, ya estén conectados

en estrella o en triángulo.

En ingeniería eléctrica un sistema trifásico es un sistema de producción,

distribución y consumo de energía eléctrica formado por tres corrientes alternas

monofásicas de igual frecuencia y amplitud (y por consiguiente, valor eficaz) que

presentan una cierta diferencia de fase entre ellas, en torno a 120°, y están dadas en

un orden determinado. Cada una de las corrientes monofásicas que forman el sistema

se designa con el nombre de fase.

Un sistema trifásico de tensiones se dice que es equilibrado cuando sus corrientes

son iguales y están desfasados simétricamente. Para mover una banda transportadora

normalmente se usa un motor trifásico en uno de los extremos y unos rodillos

giratorio en el otro y en puntos intermedios.

52

Figura Nº 7.

Sistema trifásico de un

motor.(http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_trif%C3%A1sico)

Voltaje de las fases de un sistema trifásico.Entre cada una de las fases hay un

desfase de 120º.

2.2.9. SENSORES.

Un sensor o captador, como prefiera llamársele, no es más que un dispositivo

diseñado para recibir información de una magnitud del exterior y transformarla en

otra magnitud, normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y

manipular.

Un sensor es un dispositivo para detectar, medir y señalar una condición de

cambio de distancia, tamaño o color, de frecuencia. Una condición de cambio, se trata

de la presencia o ausencia de un objeto o material. Los sensores posibilitan la

comunicación entre el mundo físico y los sistemas de medición y de control, tanto

eléctricos como electrónicos.

También es un dispositivo que funciona cuando transforma energía de un tipo y

da energía de otro tipo distinta, la energía transformada puede ser de origen físico,

químico o biológico.Los sensores pueden ser de diferentes tipos: temperatura,

53

intensidad luminosa, distancia, aceleración, desplazamiento, presión, fuerza,

humedad, etc.

2.2.9.1.Tipos de sensores:

2.2.9.2.Sensores de presión.

Los sensores de presión están basados en tecnología piezoresistiva, combinada

con micro controladores que proporcionan una alta precisión, independiente de la

temperatura, y capacidad de comunicación digital directa con PC. Las aplicaciones

afines a estos productos incluyen instrumentos para aviación, laboratorios, controles

de quemadores y calderas, comprobación de motores, tratamiento de aguas residuales

y sistemas de frenado.

2.2.9.3. Sensores de PistoneoPiezo Eléctrico.

Estos sensores van colocados sobre el bloc motor, percibe las vibraciones

ocasionadaspor el pistoneo, generando una señal de corriente continua, que al

serrecibida, está la procesará y ordenará el atrasocorrespondiente del encendido, que

será constante o progresivo, segúnla frecuencia con que reciba la señal. Este sensor se

podrá medir en función corriente continua del téstery con pequeños golpes.

2.2.9.4. Sensores de proximidadInductivos.

Los sensores inductivos poseen una zona activa próxima a la sección extrema del

inductor, que está estandarizada por normas para distintos metales. Tienen una

distancia máxima de accionamiento, que depende en gran medida del área de la cabeza

sensora (bobina o electrodo), a mayor diámetro, mayor distancia máxima; en relación

a la distancia real de accionamiento.

Los sensores de proximidad inductivos contienen un devanado interno. Cuando una

corriente circula por el mismo, un campo magnético es generado por el sensor y

54

cuando un metal es acercado al campo magnético generado por el sensor de

proximidad, es detectado.

Los sensores inductivos consiste en un dispositivo conformado por:

a) Una bobina y un núcleo de ferrita.

b) Un oscilador.

c) Un circuito detector (etapa de conmutación).

d) Una salida de estado sólido.

El oscilador crea un campo de alta frecuencia de oscilación por el efecto

electromagnético producido por la bobina en la parte frontal del sensor centrado con

respecto al eje de la bobina. Así, el oscilador consume una corriente conocida. El

núcleo de ferrita concentra y dirige el campo electromagnético en la parte frontal,

convirtiéndose en la superficie activa del sensor.

Cuando un objeto metálico interactúa con el campo de alta frecuencia, se inducen

corrientes EDDY en la superficie activa. Esto genera una disminución de las líneas de

fuerza en el circuito oscilador y, en consecuencia, desciende la amplitud de oscilación.

El circuito detector reconoce un cambio específico en la amplitud y genera una señal,

la cual cambia la salida de estado sólido a “ON” u “OFF”. Cuando se retira el objeto

metálico del área de senado, el oscilador genera el campo, permitiendo al sensor

regresar a su estado normal.

55

Figura Nº 8.

Partes de un sensor inductivo.

(http://html.rincondelvago.com/tipos-de-sensores.html)

2.2.9.5. Sensores Capacitivos.

Un sensor capacitivo es adecuado para el caso de querer detectar un objeto no

metálico, los sensores capacitivos también detectan el nivel del líquido son llamados

control de nivel. Para distancias superiores a los 40 mm es totalmente inadecuado el

uso de este tipo de sensores, siendo preferible una detección con sensores ópticos o de

barrera.

Los sensores capacitivos funcionan de manera similar a un capacitor simple.Como su

nombre indica, están basados en la detección de un cambio en la capacidad del sensor

provocado por una superficie próxima a éste. Constan de dos elementos principales;

por un lado está el elemento cuya capacidad se altera (que suele ser un condensador

formado por electrodos) y por otra parte el dispositivo que detecta el cambio de

capacidad (un circuito electrónico conectado al condensador). Este tipo de sensores

tienen la ventaja de que detectan la proximidad de objetos de cualquier naturaleza; sin

embargo, hay que destacar que la sensibilidad disminuye bastante cuando la distancia

es superior a algunos milímetros. Además, es muy dependiente del tipo de material.

56

Figura Nº 9.

Sensor Capacitivo.


2.2.9.6. Sensores Fotoeléctricos.

El sensorfotoeléctrico, tiene la fuente de luz y el receptor en un mismo cuerpo. La

luzemitida por la fuente viene reflejada de forma difusa por el objeto detectado.

Unaparte de este reflejo retorna al receptor y con ello se conmuta la salida

alexcederse una determinada intensidad. Así la textura y el color de la superficie

delobjeto tienen una gran influencia en la detección de objetos. La reflectividad de

lasuperficie del objeto a detectar afecta la distancia sensiblemente, así se

debeespecificar un factor de corrección. Generalmente se recomienda una prueba

deaplicación al objeto específico a efectuar en las condiciones de ambiente, comoson

la suciedad y la humedad, para determinar el sensor óptimo que requiere elproceso.

Figura Nº 10.

Corte de un Sensor fotoeléctrico.


57

2.2.9.7. Sensores de Fibra Óptica.

El grupo de fibra óptica está especializado en el diseño, desarrollo y fabricación de

componentes optoelectrónicas activos y sub-montajes para el mercado de la fibra

óptica. Los productos para fibra óptica son compatibles con la mayoría de los

conectores y cables de fibra óptica multimodo estándar disponibles actualmente en la

industria. También se pueden ofrecer productos bajo especificación del cliente; son

productos estándar con pequeñas variaciones para cumplir requisitos especiales. En

este tipo, el emisor y receptor están interconstruidos en una caja que puede estar a

varios metros del objeto a detectar.

2.2.9.8. Sensores Magnéticos.

Los sensores magnéticos se basan en la tecnología magnetoresisitiva SSEC. Ofrecen

una alta sensibilidad. Entre las aplicaciones se incluyen brújulas, control remoto de

vehículos, detección de vehículos, realidad virtual, sensores de posición, sistemas de

seguridad e instrumentación médica.

Los sensores magnéticos, están constituidos por un sistema de contactos cuyo

accionamiento vendrá ocasionado por la aparición de un campo magnético, donde los

contactos se cerrarán bajo la influencia de un campo magnético provocado por un

dispositivo imantado alojado en el objeto a detectar, en los cilindros neumáticos el

imán permanente va integrado en el émbolo, cuando el campo magnético se acerca al

sensor transmiten una señal eléctrica o neumática a los controles, electro válvulas o

elementos de conmutación neumáticos.

2.2.10. VÁLVULAS NEUMATICAS.

Una válvula neumática es un elemento de regulación y control dela presión y el

caudal del aire a presión. Este aire es recibido directamente después de su generación

o sino después de un dispositivo de almacenamiento.

58

Estos elementos permitendirigir, distribuir o pueden bloquear o detener el paso

delaire comprimido par accionar los elementos de trabajos(los actuadores).

Cuando se habla de la función de la válvula nos referimos a la variedad de

posiciones de la válvula. Según la distribución del aire se encuentran válvulas de 2/2,

3/2, 4/2, 5/2, 3/3, 4/3 y 5/3. El primer digito numérico indica el número de vías de

entradas, salidas y descargas mientras que el segundo digito numérico indica el

número de posiciones. Existen tres tipos de válvulas según la aplicación.

2.2.10.1. Clasificación de las válvulas según su aplicación.

a) Direccionales.

b) Reguladoras de Caudal.

c) Reguladoras de Presión.

2.2.10.1.1. Válvulas direccionales.

Estas unidades permiten iniciar, parar y dirigir el fluido del aire a través de las

diferentes conducciones de la instalación para hacer posibleel control de los

diferentes actuadores (motores y cilindros), se pueden clasificar según la distribución

en 2/2, 4/2 y 4/3.

2.2.10.1.2. Válvulas reguladoras de caudal.

Son mecanismos que permiten reducir la velocidad y caudal del aire

comprimido para el correcto funcionamiento de los actuadores, además se acopla un

anti retorno con el fin de que el aire circule en un solo sentido evitando así grandes

problemas que se pueda generar en el sistema.

59

2.2.10.1.3. Válvulas reguladoras de presión.

Estas válvulas permiten regular la presión que va hacia los actuadores, según la

aplicación las válvulas pueden ser reguladoras de presión, limitadoras de presión y de

secuencia.

2.2.10.2. Tipos de válvulas y sus aplicaciones.

Existen muchos tipos diferentes de válvulas en el mundo, pero las válvulas manuales

más típicamente utilizadas en sistemas de vapor son las de globo, bola, compuerta y

mariposa.

a) Válvulas de globo.

b) Válvulas de bola o de Asiento.

c) Válvulas de corredera.

d) Válvulas de mariposa.

2.2.10.2.1. Válvulas de Globo.

Si el elemento de cierre actúa como un 'sello o tapón' en la vía de circulación para

detener el flujo, por ejemplo: válvula de globo.

Figura Nº 11.

Válvula de Globo.

(http://www.tlv.com/global/LA/steam-theory/types-of-valves.html)

60

La válvula de globo es adecuada para utilizarse en una amplia variedad de

aplicaciones, desde el control de caudal hasta el control abierto-cerrado (On-Off).

Cuando el tapón de la válvula está en contacto firme con el asiento, la válvula está

cerrada. Cuando el tapón de la válvula está alejado del asiento, la válvula está abierta.

Por lo tanto, el control de caudal está determinado no por el tamaño de la abertura en

el asiento de la válvula, sino más bien por el levantamiento del tapón de la válvula (la

distancia desde el tapón de la válvula al asiento). Una característica de este tipo de

válvula es que si se utiliza en la posición parcialmente abierta, hay pocas

posibilidades de daños al asiento o al tapón por el fluido.

2.2.10.2.2. Válvulas de Bola o Asiento.

Las válvulas de bola ofrecen muy buena capacidad de cierre y son prácticas porque

para abrir y cerrar la válvula es tan sencillo como girar la manivela 90°. Se pueden

hacer de 'paso completo', lo que significa que la apertura de la válvula es del mismo

tamaño que el interior de las tuberías y esto resulta en una muy pequeña caída de

presión. Otra característica principal, es la disminución del riesgo de fuga de la

glándula sello, que resulta debido a que el eje de la válvula solo se tiene que girar

90°.

La válvula de bola hace uso de un anillo suave conformado en el asiento de la

válvula, si la válvula se utiliza parcialmente abierta, la presión se aplica a sólo una

parte del asiento de la válvula, lo cual puede causar que el asiento de la válvula se

deforme.

61

Figura Nº 12.

Válvulas de Bola.


2.2.10.2.3. Válvulas de Corredera.

En estas válvulas, los diversos orificios se unen por medio de una corredera de

embolo, una corredera plana de embolo o una corredera giratoria, consiste en un

cuerpo que en su interior contiene una parte móvil y una serie de pasajes internos. La

parte móvil puede desconectar o comunicar entre sí, de diversas formas a estos

pasajes internos. Su funcionamiento en un émbolo cilíndrico que se desplaza

axialmente y reparte el flujo de aire a las distintas conexiones. En este tipo de válvula

se requiere de un pequeño esfuerzo para la conmutación de sus vías, pero como

aspecto negativo se tiene que es sensible a la suciedad y la mayoría de sus piezas

están sometidas a desgaste por rozamiento.

62

Figura Nº 13.

Válvulas de corredera:

(http://www.sapiensman.com/neumatica/neumatica18.htm)

2.2.10.2.4. Válvulas de control.

En principio y para aquellos que se pregunten ¿qué es una válvula de control?,

la respuesta general debería ser “toda aquella válvula que controla el paso de

unfluido”. ¿A que nos referimos como “control”?, usualmente se hace referencia a la

regulación, o modulación, del paso de un fluido por la válvula, implicando que ésta

esté abierta en cierto porcentaje diferente a 0% o 100% de la carrera. La válvula

regula, o modula, su apertura para influir en el paso del fluido.

También se ha denominado como “válvulas de control on-off” a aquellas

válvulas automatizadas que regulan el paso del fluido en forma discreta. Es decir, la

válvula se abre completamente para permitir el paso de un fluido (sin importar su

caudal ni presión), o se cierra completamente para cortar el paso. En este artículo no

nos referiremos a estas válvulas por pertenecer a un ámbito de discusión distinto. Es

un dispositivo, el más comúnmente usado, que actúa manualmente o por sí mismo,

que directamente manipula el flujo.

63

2.2.11. ELECTROVÁLVULAS NEUMÁTICAS.

Una electroválvula es un dispositivo diseñado para controlar el flujo de un

fluido a través de un conducto, como por ej. Una tubería.

Las electroválvulas son mecanismos que están constituidas del solenoide y la

válvula. El solenoide se encarga de convertir la energía eléctrica en mecánica para

actuar sobre la válvula, en algunas electroválvulas el solenoide actúa directamente

sobre la válvula proporcionando toda la energía necesaria para vencer la fuerza del

muelle y abrir la válvula. Existen electroválvulas biestables que utilizan un solenoide

para abrir y otro para cerrar o con un solo solenoide que abre o cierra con un impulso

eléctrico. Las electroválvulas se encuentran normalmente cerradas o normalmente

abiertas quedando en su estado original a cualquier fallo de energía eléctrica.

Hay electroválvulas que en lugar de abrir y cerrar lo que hacen es conmutar la

entrada entre dos salidas. Este tipo de electroválvulas a menudo se usan en los

sistemas de calefacción por zonas, lo que permite calentar varias zonas de forma

independiente utilizando una sola bomba de circulación

2.2.11.1.Como está constituida una Electroválvula.

Una electroválvula estáconstituida en dos partes fundamentales:

a) El solenoide

b) La válvula.

El solenoide , convierte energía eléctrica en energía mecánica para actuar la válvula.

En algunas electroválvulas el solenoide actúa directamente sobre la válvula

proporcionando toda la energía necesaria para su movimiento.

64

La válvula, se mantiene cerrada por la acción de un muelle y que el solenoide la abra

venciendo la fuerza del muelle. Esto quiere decir que el solenoide debe estar activado

y consumiendo potencia mientras la válvula deba estar abierta.

Las electroválvulas pueden ser cerradas en reposo o normalmente cerradas lo cual

quiere decir que cuando falla la alimentación eléctrica quedan cerradas o bien pueden

ser del tipo abiertas en reposo o normalmente abiertas que quedan abiertas cuando no

hay alimentación.

Hay electroválvulas que en lugar de abrir y cerrar lo que hacen es conmutar la entrada

entre dos salidas. Este tipo de electroválvulas a menudo se usan en los sistemas de

calefacción por zonas, lo que permite calentar varias zonas de forma independiente

utilizando una sola bomba de circulación.

2.2.12. VÁLVULAS 5/2 VÍAS.

Ejemplo de una válvula 5/2, la válvula tiene 5 vías y 2 posiciones, cuando la válvula

es pulsada la vía 1 es conectada a la vía 4, también la vía 2 se conecta a la vía 3.

Cuando retorna a su estado normal gracias al muelle la vía 1, se conecta a la vía 2

(también la vía 4 se conecta a la vía 5).

Figura Nº 14.

Válvula 5/2 vías y sus posiciones.

(http://guindo.pntic.mec.es/~crangil/neumatica.htm)

2.2.13. VÁLVULA 3/2 VÍAS.

65

Una válvula de 3 vías es la ideal para controlar la entrada y salida de un CSE.

La posición de trabajo se establece por medio del pulsador, se pulsara hasta que el

cilindro efectué la carrera que deseamos, si ponemos dos reguladores de caudal con

anti retorno en sentido contrario podremos regular tanto la entrada como la salida.

Figura Nº 15.

Válvulas 3/2 vías y sus posiciones.


2.2.14. RELÉS.

Es un dispositivo de conmutación activado por señales. En la mayoría de las veces,

se utiliza una pequeña tensión o corriente para conmutar tensiones o corrientes

mayores; puede ser de tipo electromecánico o totalmente electrónico, en cuyo caso

carece de partes móviles.

66

2.2.14.1. Tipos de Relés.

Relé

con bobina y

contacto

Relé

con bobina y

contacto

Mando

electromagnético

Mando

electromagnético

Relé (

bobina )

Relé

con doble

bobinado

Relé rápido

*

Relé rápido

Relé

de desactivación

rápida

Relé

de

desactivación

lenta

67

Relé

lento a la excitación

Relé polarizado

magnéticamente

Bobina de

relé

diferencial

Termo-relé

Relé

de corriente alterna

Relé de

apoyo

Relé

de

remanencia

Relé para

desenganche

por corriente

máxima

Relé de

láminas

( Reed )

Relé para

desenganche

por tensión

defectuosa

Electroimá

n

de relé

68

Contactos de Relés

Contactos

abierto

Contactos

cerrado

Contactos

abierto

Contactos

cerrado

Contactos

abierto

Contactos

cerrado

Contacto

s

de

trabajo

Contactos

de reposo

Contactos

de

conmutador

Contactos de

conmutador

sucesivo

Figura Nº 16.

Tipos de Relés.

69

2.2.15. BANDAS TRANSPORTADORAS.

Una banda transportadora es un sistema de transporte continuo formado

básicamente por una banda continua que se mueve entre dos tambores.

La banda es arrastrada por fricción por uno de los tambores, que a su vez

es accionado por un motor. El otro tambor suele girar libre, sin ningún tipo de

accionamiento, y su función es servir de retorno a la banda. La banda es

soportada por rodillos entre los dos tambores.

Las bandas y rodillos transportadoras son elementos auxiliares de las

instalaciones, cuya misión es la de recibir un producto de forma más o menos

continua y regular para conducirlo a otro punto. Son aparatos que funcionan solos,

intercalados en las líneas de procesos y no requieren de ningún operario que manipule

directamente sobre ellos de forma continua.

Debido al movimiento de la banda el material depositado sobre la banda es

transportado hacia el tambor de accionamiento donde la banda gira y da la vuelta en

sentido contrario. En esta zona el material depositado sobre la banda es vertido fuera

de la misma debido a la acción de la gravedad.

Las bandas transportadoras se usan principalmente para transportar cualquier

materia prima referente a materiales granulados, agrícolas e industriales, minerales y

diversos productos, tales como cereales, carbón, minerales, etcétera, aunque también

se pueden usar para transportar personas en recintos cerrados (por ejemplo, en

grandes hospitales y ciudades sanitarias). Las bandas es un medio de transporte muy

eficiente, es el transporte por medio de bandas y rodillos transportadores, son

elementos donde su funcionamiento es sencillo, y una vez instaladas dan pocos

problemas mecánicos y de mantenimiento.

70

2.2.15.1. Funcionamiento de una banda transportadora.

Este tipo de transportadoras continúas, están constituidas por una banda sin fin

flexible que se apoya sobre unos rodillos de giro libre. El desplazamiento de la banda

se realiza por la acción de arrastre que le permite uno de los tambores extremos

situado en “Cabeza”.

2.2.15.2. Ventajas de una banda transportadora.

a) Permiten el transporte de materiales a gran distancia

b) Se adaptan al terreno

c) Tienen una gran capacidad de transporte

d) Permiten transportar un variedad grande de materiales

e) Es posible la carga y la descarga en cualquier punto del trazado

f) Se puede desplazar

g) No altera el producto transportado.

2.2.15.3. Partes de una banda transportadora.

Estructura soporte, elementos deslizantes, correa o banda, polines, elementos

motrices, tambor motriz y de retorno.

Banda transportadora

71

CAPITULO III

3. MARCO METODOLÓGICO.

3.1. NIVEL DE LA INVESTIGACIÓN.

El nivel de la investigación, se refiere al grado de profundidad y a la metodología

formulada para el logro de la investigación con que se aborda el proyecto en estudio,

el cual se trata de una investigación Aplicada orientada a resolver problemas y a

controlar situaciones prácticas.

Proyecto Factible:

Un proyecto factible consistirá en la investigación, elaboración y desarrollo de una

propuesta de un modelo operativo viable para solucionar problemas, requerimientos o

necesidades de organización o grupos sociales, cuyo propósito es satisfacer una

necesidad o solucionar un problema;Según AmadoRamírez (6/10/11) y (UPEL,

1998), puede referirse a la formulación de políticas, programas, tecnologías, métodos

o procesos.

Como se mencionó en las investigaciones de tipo Proyecto Factible deben tener un

apoyo ya sea de tipo documental, de campo o una modalidad que los incluya a ambos,

para la UPEL(1998).

72

3.2.DISEÑO DE INVESTIGACIÓN.

La escogencia del tipo de investigación determinará los pasos, técnicas y métodos a

seguir del proyecto, que puedan emplear en el mismo.

En cuanto al estudio de la investigación, el proyecto se apoya en un diseño de campo,

debido que no solo permiteobservar, sinorecolectar los datos de interés directamente

de la realidad,el cual se refiere al proceso de llenado, envasado y sellado de botellas,

haciendo uso de controladores lógicos programables.

En general determina todo el enfoque de la investigación incluyendo instrumentos y

hasta la manera de cómo se analizaran los datos recaudados.

3.3. TIPO DE INVESTIGACION.

En este estudio se realizaron investigaciones relacionadas con los procesos

industriales, automatización, sistemas neumáticos, los PLC, etc. Durante el desarrollo

delproyecto se emplearon metodologías sustentadas en una Investigación Aplicada,

apoyada en un diseño de campo, de nivel descriptivo y de modalidad proyecto

factible.

3.3.1. Investigación de Campo.

Investigación de Campo, SegúnSabino Carlos (1992),es el análisis sistemático de

problemas en la realidad, con el propósito bien sea de describirlos, interpretarlos,

entender su naturaleza y factores constituyentes, explicar sus causas y efectos, o

predecir su ocurrencia, haciendo uso de métodos característicos de cualquiera de los

paradigmas o enfoques de investigación conocidos o en desarrollo.

73

Los datos de interés son recogidos en forma directa de la realidad; en este sentido se

trata de investigaciones a partir de datos originales o primarios. Sin embargo, se

aceptan también estudios sobre datos censales o muéstrales no recogidos por el

estudiante, siempre y cuando se utilicen los registros originales con los datos no

agregados; o cuando se trate de estudios que impliquen la construcción o uso de

series históricas y en general, la recolección y organización de datos publicados

para su análisis mediante procedimientos estadísticos, modelos matemáticos,

econométricos o de otro tipo.

3.3.2.Investigación Documental.

Según Buttet y Assal (1979), La investigación Documental es una variante de la

investigación científica, cuyo objetivo fundamental es el análisis de diferentes

fenómenos (de orden históricos, psicológicos, sociológicos, etc.), utiliza técnicas muy

precisas, de la documentación existente, que directa o indirectamente, aporte la

información.

También se puede definir la investigación documental como parte esencial de

un proceso de investigación científica, constituyéndose en una estrategia donde se

observa y se reflexiona sistemáticamente sobre realidades (teóricas o no) usando para

ello diferentes tipos de documentos. Ase lo dice Buttet y Assal (I979).

3.3.3.Investigación Aplicada.

Para Murillo (2008), la investigación aplicada recibe el nombre de “investigación

práctica o empírica”, que se caracteriza porque busca la aplicación o utilización de los

conocimientos adquiridos, a la vez está orientada a resolver problemas, después de

implementar, sistematizar y controlar situaciones prácticas basadas en una

investigación. El uso del conocimiento y los resultados de investigación que da como

resultado una forma rigurosa, organizada y sistemática de conocer la realidad.

74

Con el fin de ofrecer un referente comprensible de la expresión “investigación

aplicada”, se exponen algunas de las ideas de Padrón (2006) al respecto, para quien la

expresión se propagó durante el siglo XX para hacer referencia, en general, a aquel

tipo de estudios científicos orientados a resolver problemas de la vida cotidiana o a

controlar situaciones prácticas, haciendo dos distinciones:

a. La que incluye cualquier esfuerzo sistemático y socializado por resolver problemas

o intervenir situaciones. En ese sentido, se concibe como investigación aplicadatanto

la innovación técnica, artesanal e industrial como la propiamente científica.

b. La que sólo considera los estudios que explotan teorías científicas previamente

validadas, para la solución de problemas prácticos y el control de situaciones de la

vida cotidiana.

3.4. ANÁLISIS DE INFORMACIÓN.

Este análisis consiste en recolectarinformaciones a través de internet y material

bibliográfico sobre el diseño antes mencionado,paraobtener una solución y poder

desarrollar el problema planteado, ya que se generan posibles soluciones, mediante el

método de concepción de ideas, analogía, entre otros que son seleccionados por el

investigador al momento de estudiar bien el diseño, permitiendo de una manera

objetiva seleccionar la posible solución más adecuada al problema.

3.5. TOMA DE DECISIONES.

75

Cuando el investigador ha desarrollado soluciones de calidad para abordar el

problema, es necesario decidir cuál de ellas es la mejor con el fin de implantarla. En

esta sección se selecciona la mejor alternativa de solución a través de los diferentes

criterios del diseñador.

3.6. ESTUDIO ECONÓMICO DEL PROYECTO.

Una vez culminado el diseño en su aspecto teórico, se determinan todos los costos

que se producen como consecuencia de la realización del proyecto, y con ello el costo

total del proyecto. Estos costos incluyen cada una de las partes del diseño y el

proyecto de ingeniería del sistema diseñado.

3.7. TÉCNICAS E INSTRUMENTACIÓN DE RECOPILACIÓN DE DATOS.

En la parte del proyecto referida específicamente a la recopilación de datos se realizó

una investigación completa en internet, encuestas, libros e informes relacionados con

procesos industriales especialmente en llenados, envasados y sellados. Entre los

recursos que se utilizaron en esta parte del proyecto se encuentra una amplia

bibliografía, que incluye trabajos de grado realizados anteriormente. También se

efectuaron investigaciones acerca de los conceptos teóricos más importantes, que

proporciona una amplia cantidad de información sobre tópicos como autómatas

programables, válvulas, sensores, bandas transportadoras, cilindros, motores,

relés,etc.

La Población y muestra:Va ser referida a los 22 estudiantes del área de Ingeniería

Industrial, a partir del 7tmo semestre en adelante hasta la culminación de la carrera,

donde se realizaran encuestas, para saber el grado de conocimientos que tienen acerca

de los procesos industriales, automatización de procesos, sistemas neumáticos y los

76

PLC, luego se van a tabular los resultados y se realizaran los gráficos con los

resultados de las encuestas.

La delimitación del estudio del proyecto, fue realizado en la Universidad Nacional

Abierta (UNA), se llevó a cabo en el área de Servicio Comunitario. De acuerdo a la

metodología del proyecto, se tiene que este trabajo desarrollo una investigación

documental y de campo.

La Universidad Nacional Abierta, Centro Local Carabobo, ofrece una serie de

carreras dentro de su pensum de estudio, en las cuales se encuentra la

Ingeniería Industrial. Es de vital importancia que los estudiantes de dicha área

conozcan como es el funcionamiento y a su vez como se pueden diseñar las diferentes

partes de un proceso industrial, analizando y seleccionando los equipos y dispositivos

necesarios para el funcionamiento del mismo de una manera adecuada

3.8. METODOLOGÍA ESTABLECIDA.

Se estableció una metodología para cada uno de los objetivos específicos mediante

una serie de actividades.

Objetivo específico # 1: Diagnosticar a los estudiantes de la Universidad Nacional

Abierta del área de Ingeniería Industrial del 7tmo semestre en adelante, para saber si

tienen conocimientos acerca del tema de Automatización de Procesos Industriales.

Objetivo específico # 2:Establecer un proceso industrial y separar el mismo en fases

de funcionamiento para un estudio adecuado.

1. Seleccionar el Tipo de Planta a Trabajar.

2. Diseño de la Planta con sus respectivas piezas y dispositivos a instalar.

77

3. Recopilación de información existente en prácticas, libros, informes,

proyectos de grado y fuentes electrónicas para la documentación necesaria de

cada fasedel proceso de llenado, envasado y Sellado.

4. Análisis del modo de funcionamiento de la Planta y su división por parte.

5. Búsqueda en Internet de toda la información necesaria para la realización del

Diseño del Proceso Industrial, el cual está relacionada con definiciones

teóricas de automatización, Autómatas Programables, Válvulas,

electroválvulas neumática, PLC, Relés, etc.

6. Dada la complejidad de este objetivo, se hizo necesario abordarlo en tres

fases:

Fase 1: Proceso de Llenado.

Fase 2: Proceso de Dosificación.

Fase 3: Proceso de Sellado.

Objetivo específico # 3:Identificar los equipos necesarios para cada una de las piezas

que conformen las fases del proceso industrial.

1. Seleccionar los Equipos basado en el Diseño.

2. Búsqueda en Internet de características de cada uno de los dispositivos para

realizar un análisis adecuado de las piezas.

3. Diseño de piezas para ser adicionadas al sistema, en búsqueda de la mejora

del mismo.

4. Evaluación de los dispositivos necesarios para cada piezade todas las fases del

proceso.

78

5. Selección del PLC y otros dispositivos para el Diseño.

6. Caracterización de los dispositivos seleccionados.

7. Adquisición del PLC y de los dispositivos sensores, actuadores y demás

accesorios seleccionados para el correcto funcionamiento del Diseño.

Objetivo específico # 4: Realizar planos de diseño del proceso.

1. Diseño de todos los planos del proceso que cumplan con los objetivos del

Laboratorio de Computación y observación de su aplicabilidad y futuros usos.

2. Realización de una recopilación de información para la elaboración de los

Planos del Diseño.

Objetivo específico # 5: Desarrollar la programación para la Automatización del

proceso haciendo uso de equipos electros neumáticos.

1. Programación del PLC, con el proceso de trabajo.

Objetivo # 6:Simular el proceso diseñado mediante el uso de herramientas

computarizadas.

1. Programación en Diagrama Ladder para la Simulación de la Planta Diseñada.

Objetivo # 7:Elaborar prácticas relacionadas con el proceso industrial para futuras

aplicaciones didácticas.

79

1. Montaje de las prácticas diseñadas.

2. Documentación de las experiencias logradas con las prácticas.

3.9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES. DIAGRAMA DE GANTT.

El Plan de Trabajo se ha realizado mediante el Programa “Microsoft office Project

2007”, para la realización del Diagrama de Gantt, se encuentra en el Anexo del

Trabajo.

80

CAPITULO IV

4. RECOLECCION DE DATOS Y ANALISIS DE LOS RESULTADOS.

En este Capítulo se presenta el análisis delos resultados de toda la investigación de

cada uno de los objetivos específicos planteados, los cuales serán explicados en cada

una de las fases.

El Capitulo # 4, Se desarrolló en varias partes: En la primera se hizo una recolección

de toda la información y de todos los datos obtenidos, las informaciones fueron

tomadas de trabajos especiales de grado, practicas, bibliografías, fuentes electrónicas

y muchas aplicaciones de herramientas de la Ingeniería Industrial para la realización

del Proceso, en la segunda parte se explica cada una de las fases del Proceso

Industrial, y en la tercera parte se realizó el desarrollo de cada uno de los objetivos

específicos.

4.1. RECOLECCIÓN DE DATOS.

El proceso de Análisis de todo el desarrollo del proyecto se llevó a cabo en la

Universidad Nacional Abierta, Centro Local Carabobo. En el Área de Servicio

Comunitario con el respaldo del Tutor Empresarial: Ing. Electricista Luis Patiño.

Las practicas relacionadas con el proceso industrial para futuras aplicaciones

didácticas, se instalaron en el Laboratorio de Computación de la Universidad

Nacional Abierta.

4.2. RESULTADOS OBTENIDOS DELOS OBJETIVOSESPECIFICOS:

81

4.2.1. OBJETIVO ESPEICFICO # 1: Diagnosticar a los estudiantes de la

Universidad Nacional Abierta del área de Ingeniería Industrial del 7tmo

semestre en adelante, para saber si tienen conocimientos acerca del tema de

Automatización de Procesos Industriales.

Para detectar las principales necesidades del estudiantado de Ingeniería Industrialdel

7tmo semestre en adelante de esta comunidad, se diseñó un (1) instrumento de

recolección de información ver (Anexo5). Encuesta para los estudiantes: Cuya

finalidad es recolectar información de la población estudiantil, aplicado a una muestra

aleatoria de aproximadamente el 34% de la población. Después que se aplicó el

cuestionario, se tabularon los resultados y se construyeron las gráficas.

Población: 68 Estudiantes inscritos en La Universidad Nacional Abierta en el área de

Ingeniería Industrial, aproximadamente 22 estudiantes, representan la población de

Ingeniería Industrial del 7tmo semestre en adelante.

SI NO T Nº Items E % E %

82

1

¿Sabe usted lo que significa un Proceso Industrial?

7 32 15 68 22

Gráfico Nº 1

Encuesta de la Pregunta # 1.


2

¿Es importante que los estudiantes de Ingeniería Industrial tengan conocimientos acerca de Automatización de Procesos?

18 82 4 18 22

Gráfico Nº 2



83

3

¿Deben los estudiantes de Ingeniería Industrial tener conocimientos acerca de los Sistemas Neumáticos para un mejor aprendizaje durante la realización de sus estudios?

14 64 8 36 22

Gráfico Nº 3


SI NO T Nº Items E % E % 4

¿Los estudiantes de la carrera de Ingeniería Industrial necesitan conocer el manejo de los programas: Proyect, Automation Studio 5.0, que servirán de ayuda para el desarrollo de sus estudios?

12 55 10 45 22

Gráfico Nº 4



84

5

¿Es importante que los Estudiantes de la carrera de Ingeniería Industrial, conozcan el Diseño de un Proceso Industrial didáctico que les permita conocer las partes, equipos y dispositivos para la fabricación del mismo?

14 64 8 36 22

Gráfico Nº 5



6

¿Dentro de la Universidad Nacional Abierta Centro Local Carabobo, en el área de Ingeniería Industrial, se les da a los estudiantes la mayor cantidad de conocimientos y herramientas para enfrentarse de manera adecuada al ámbito laboral?

4 18 18 82 22

85

Gráfico Nº 6



7

Es necesario que los estud iantes de ingeniería en general de todas las universidades tengan conocimientos acerca de la automatización de procesos industriales ya que es uno de los campo con mayor aplicación en la actualidad en todas las empresas.

20 91 2 9 22

Gráfico Nº 7



86

8

¿Cree usted que existe alguna evolución de los procesos manuales o mecánicos con respecto a los procesos automatizados?

17 77 5 23 22

Gráfico Nº 8


Análisis de los Resultados.

87

Analizando los resultados de las encuestas realizadas, se observa que la pregunta

Nº1 (ver gráfico 1), de los 22 alumnos encuestados, el 32% dice que si conoce los

Proceso Industriales y el 68% dice que no los conoce. De acuerdo a la pregunta Nº2

(grafico 2), el 82% de los de los alumnos, dice que es importante que los estudiantes

tengan conocimientos sobre la Automatización y el 18% que no. Con respecto a la

pregunta Nº3(grafico 3), tenemos que el 64% de los estudiantes, deben saber acerca

de los Sistemas Neumáticos para un mejor aprendizaje y el 36% dice que no.

Analizando la pregunta Nº4 (grafico 4), el 55% de los estudiantes, nos dice que

necesitan conocer el manejo de los programas antes mencionados y el 45% dice que

no. En la encuesta Nº5 (grafico 6), tenemos que el 64% está de acuerdo que se

conozcan el diseño de un Proceso Industrial didáctico y el 36% no está de acuerdo. En

la pregunta Nº6 (grafico 6), el 18% de los estudiantes dice que no se les da la mayor

cantidad de herramientas para enfrentarse en el ámbito industrial y el 82% dice que

no.

La pregunta Nº7 (grafico7), el 91% está de acuerdo que todos los Ingenieros tengan

conocimientos acerca de automatización de procesos industriales y el 9% no está de

acuerdo. E n la pregunta Nº8 (grafico 8), el 77% dice que si existe evolución en los

procesos manuales con respecto a los Procesos Automatizados, el otro 23% dice que

no.

Con este análisis se observa que la mayoría de los estudiantes desconoce de lo

que son los Proceso Industriales, Automatización, Sistemas Neumáticos, y de los

manejos de los programas.

88

4.2.2. OBJETIVO ESPECIFICO #2:Establecer un proceso industrial y separar

el mismo en fases de funcionamiento para un estudio adecuado.

Durante el desarrollo de todo el proyecto se seleccionó una “Planta de Llenado y

Envasado”, la cual ha sido diseñada con sus respectivas piezas y dispositivos a

instalar. En este objetivo se realizó un análisis documental, debido a toda la

información referente a los tópicos de procesos industriales y automatización que

existen actualmente en Libros, tesis de grado, prácticas, videos, informes, fuentes

electrónicas, etc.

Se elaboró un proceso industrial, acerca del Llenado, envasado y sellado de botellas

haciendo uso de controladores lógicos programables, luego analizando todo el proceso

y dada la complejidad del caso, se hizo necesario abordarlo en tres (3) Fases.

Fase # 1: Fase de Llenado (envasado) de Botellas.

Fase # 2: Fase de Dosificación de las Tapas.

Fase # 3: Fase de Sellado de Botellas.

4.2.2.1. Explicación de cada fase del Proceso.

En cada una de las fases se va a explicar:

a) La Descripción del Proceso.

b) Equipos y Dispositivos seleccionados en cada fase.

c) Diagrama de Fuerza y de Control del Proceso.

d) Diagrama Neumático de todo el Proceso.

e) Automatización Total (Programación de todo el proceso).

Automatización total = Automat 1 + Automat 2 + Automat3.

89

4.2.2.2. Fase # 1: Llenado (envasado) de botellas.

1. Descripción del proceso.

La descripción del proceso de llenado (envasado) de botellas, tiene como soporte la

programación del sistema, la cual está conformada por una serie de equipos y

dispositivos eléctricos y neumáticos, que se encargaran de realizar todas las funciones

del sistema de llenado. En esta línea se manejaran botellas de plástico con una

capacidad de 330cm3y de tamaño 18cm.

Este esquema se obtiene mediante la programación del sistema. Esta fase del proceso

se ha diseñado para que al activar el sistema, el motor trifásico (M1), conectado a la

banda transportadora comience a girar hasta que el detector de posición de llenado

(S1) y el cilindro simple efecto (C2), se activen y realicen su función. Luego la banda

transportadora continua su desplazamiento hasta que comienzan a entrar las botellas

que van a ser procesadas, las cuales son transportadas debido a la fuerza ejercida por

su movimiento, luego un detector óptico de posiciones (S1), detecta la botella y la

posiciona en una zona determinada, en ese momento se activa el relé (B) de la válvula

3/2 vías (V2), conectada a un cilindro simple efecto (C2), con vástago retraído.

La función de este cilindro es detener la botella y evitar que esta pase de la zona de

llenado, cuando esto ocurre se procede a realizar el llenado por medio de una pieza de

metal constituida por un cilindro simple efecto (C1), con dos sensores colocados en

uno de los lados del cilindro (S3 y S4), donde S3, está ubicado en la parte superior del

mismo y S4, ubicado en la parte inferior, cuando S3 se activa, y el relé (A) de la

válvula 3/2 vías (V1), también se activa y el vástago baja, luego se activa (S4)

conjuntamente con la válvula de bola(solenoide) (SL) que permite el paso del líquido

y de inmediato se inicia el proceso de llenado a través de una boquilla dispensadora de

líquido, que esta acoplada al cilindro (C1).

90

Luego se tiene un sensor capacitivo (S2) que detecta el nivel del líquido y avisa

cuando la botella esta lista, es decir cuando está llena, luego espera un tiempo y el

cilindro C1 sube, el vástago del cilindro C2 se retrae y la botella sale de esa fase 1 y

pasa a la fase # 2.

Figura Nº 17.

(Fase # 1, de la línea de llenado).

(Fuente propia)

4.2.2.3. Fase # 2: Dosificación de las tapas.

1. Descripción del Proceso.

Este esquema se obtiene mediante la programación del sistema. En esta fasede

dosificación de tapas, el proceso va depender de la existencia de las mismas, las

cuales se encuentran en un dispensador de tapas, el cual se les iracolocando a cada

91

botella con la finalidad de posicionar bien la tapa sobre la botella y evitar que esta se

caiga, y así completar todo el proceso de esta fase eficazmente, el sensor (St), es el

que se encarga de detectar que siempre haya tapa en el dispensador, eso quiere decir

que se puede realizar el proceso en esa fase 2.

En esta fase, llegan las botellas llenas para colocarles las tapas a través de un

dosificador y de esta manera realizar el proceso correspondiente a esta fase. Cuando la

botella se encuentra en la zona determinada, se activa un sensor óptico (S7), que

detecta la botella llena en el área de dosificación, en ese instante se activa el relé (C)

una válvula 3/2 vías (V3), conectada a un cilindro simple efecto (C3) que al conmutar

con la válvula C, hace que salga el vástago del cilindro que detiene la botella en la

posición adecuada.

Cuando esto sucede se procede a realizar el trabajo a través de una pieza metálica

conformada por un cilindro sin vástago (C4), con dos sensores colocados en la parte

de afuera del cilindro(C4), el sensor (S5) estáubicado en la parte 1, y el sensor (S6) en

la parte 2 del cilindro sin vástago, cuando este cilindro se activa hace conmutar el relé

(D) de una válvula 5/2 vías (V4), conectada a un cilindro doble efecto (C5) ubicado

en la posición 1 del cilindro (C4), luegose activa el relé (F) de la válvula 5/2 vías

(V5), haciendo que el cilindro (C5) baje, y es en ese momento el relé (G) de la válvula

3/2 vías (V6), se activa y hace que también se activa la ventosa, luego el cilindro (C5)

agarra la tapa con la ventosa se esperan unos segundos y el cilindro (C5) pasa de la

posición 1 a la posición 2.

Luego el vástago del cilindro (C5) baja en la zona determinada y este le coloca la

tapa a la botella,desactivando de inmediato la ventosa, luego se esperan unos

segundos y el cilindro (C5) sube, y el cilindro (C4) ubicado en la posición 2, se

regresa a la posición 1, luego la botella llena y con tapa espera unos segundos y sale

de la fase 2, a lafase de sellado.

92

Figura Nº 18.

(Fase # 2, de la línea de Dosificación de tapas)

(Fuente propia)

4.2.2.4. Fase # 3: Sellado de botellas.

1. Descripción del Proceso.

Esta es la última fase del proceso, el cual va depender del buen posicionamiento de

las tapas, ya que el sellado se va realizar a través de una pieza que se encargara de

realizar el sellado de la tapa.

En esta fase, llega la botella llena y con la tapa a la posición deseada, donde se

encuentra un sensor inductivo (Sd) que de inmediato detecta la botella con la tapa,

luego un cilindro simple efecto (C6) con vástago retraído, conectada a una válvula 3/2

93

vías (H), se activa y al conmutar la válvula H, hace que salga el vástago del cilindro y

detiene la botella en la zona determinada para realizar el proceso.

Cuando todo esto ocurre se procede a realizar el proceso por medio de una pieza

metálica constituida por un cilindro simple efecto (C7) con vástago retraído conectado

a una válvula 3/2 vías (I), la cual se activa y el vástago baja,se esperan unos

segundosy sella la botella con una base metálica redonda, la cual lleva en la parte de

abajo una goma fuerte que se encarga de sellar la botella, con una presión que ejerce

cuando el vástago baja y realiza el sellado, dejando la botella bien sellada, luego se

esperan unos segundos y el vástago del cilindro C7 sube, luego se espera un tiempo y

el vástago del cilindro C6 se retrae para que la botella salga de la fase 3, y se desplaza

hasta otra área que no está en mi estudio.

Figura Nº 19.

(Fase # 3, de la línea de Sellado)

(Fuente propia)

94

Figura Nº 20.

Isometría de todo el proceso.

(Fuente Propia)

4.2.3. OBJETIVO ESPECIFICO # 3: Identificar los equipos necesarios para

cada una de las piezas que conforman las fases del proceso industrial.

Primero se analizaron cada uno de los equipos y dispositivos necesarios, para

luego seleccionar los más adecuados que conforman las fases del proceso industrial,

para un buen funcionamiento del mismo. Después de analizar se evaluaron cada una

de las piezas, equipos y dispositivos, que conforman las fases del proceso de llenado,

envasado y sellado de botellas de acuerdo al modelo, tamaño, formas, etc. Así como

también las características de cada uno de los dispositivos y equiposadecuados al

diseño del Proceso.

95

1. Equipos y dispositivos seleccionados basados en el diseño del proceso: fase # 1.

Los equipos y dispositivos seleccionados se mencionaran a continuación en la

tabla #1.

Tabla Nº1.

Leyenda de Equipos seleccionados fase # 1.

1.- 1 Motor trifásico (M1).

2.- 1 Banda Transportadora.

3.- 1 Cilindro Simple efecto (C1) con 2 sensores a los lados (S3 Y S4)

4.- 1 Válvula 3/2 vías (A), conectada a (C1).

5.- 1 Cilindro Simple efecto (C2) que detiene la botella.

6.- 1 Válvula 3/2 vías (B), conectada a (C2).

7.- 1 Sensor Óptico (S1), que detecta la botella.

8.- 1 Sensor Capacitivo (S2), que mide el nivel del liquido

9.- 1 Boquilla Dispensadora de líquido.

10.- Botellas de 330cm3, tamaño: 18cm.

11.- 1 Base metálica que se acopla a la pieza de llenado.

12.- 1 Válvula de bola (SolenoideSL).

13.- 1 Unidad de Mantenimiento con Regulador y Filtro. LFR.

14.- 200 metros, Mangueras # 8, #10.

15.- Racores de G1/8-8, G1/4-8, G3/8-10, (Conectores de las mangueras

a los equipos y dispositivos).

(Fuente propia)

96

2. Equipos y Dispositivos seleccionados de la fase # 2.

Tabla Nº 2.

Leyenda de equipos seleccionados fase # 2.

1.- 1 Sensor Óptico (S7), que detecta la botella llena.

2.- 1 Cilindro Simple efecto (C3), que detiene la botella.

3.- 1 Válvula 3/2 vías (C), conectada al cilindro (C3).

4.- 1 Base metálica acoplada a un cilindro sin vástago.

5.- 1 Cilindro sin vástago C4, con 2 sensores a los lados (S5 Y S6).

6.- 1 Válvula 5/2 vías (D), conectada al cilindro (C4).

7.- 1 Cilindro doble efecto (C5), sube y baja ventosa.

8.- 1 Válvula 5/2 vías (F), conectada al cilindro (C5).

9.- 1 Sistema de Ventosa que agarra la tapa.

10.- 1 Válvula 3/2 vías (G), conectada a la ventosa.

11.- 1 Sensor inductivo (St), detecta que existe tapa.

12.- 1 Dispensador de Tapas.

(Fuente Propia)

97

3. Equipos y Dispositivos seleccionados de la fase # 3.

Tabla Nº3.

Leyenda de equipos seleccionados fase # 3.

1.- 1 Sensor Óptico (S8), que detecta la botella tapada.

2.- 1 Cilindro Simple efecto (C6), que detiene la botella.

3.- 1 Válvula 3/2 vías (H), conectada al cilindro (C6).

4.- 1 Base metálica acoplada al cilindro (C7).

5.- 1 Cilindro simple efecto (C7) que sella la botella.

6.- 1Válvula 3/2 vías (I), conectada al cilindro que sella.

7.- 1 Base metálica redonda acoplada al cilindro (C7.)

8.- 1 Sensor Inductivo (Sd), que detecta la botella con tapa.

9.- 1 Botella llena con Tapa para ser Sellada.

10. 1 Base Metálica donde esta acoplado el sensor (Sd).

11. 1 Goma cilíndrica negra, fuerte de 2”1/2, acoplada a la pieza que sella

(Fuente Propia)

4.2.3.1. Descripción de los equipos y dispositivos seleccionados en todo el proceso.

En general, los diseños eléctricos y de control están automatizados a lo largo de todo

el proceso, puesto que aumentan la eficiencia de las operaciones y disminuyen los

posibles riesgos de daños ocasionados por la manipulación.

La primera fuente de energía que se presenta en este proceso necesaria para que

funcione toda la planta es el motor.

98

4.2.3.1.1. Motor eléctrico trifásico.

Es una máquina eléctrica rotativa, capaz de convertir la energía eléctrica trifásica

suministrada, en energía mecánica. La energía eléctrica trifásica origina campos

magnéticos rotativos en el bobinado del estator (o parte fija del motor).

Los motores eléctricos trifásicos, se fabrican en las más diversas potencias, desde una

fracción de caballo hasta varios miles de caballos de fuerza (HP), se construyen para

todas las tensiones y frecuencias (50 y 60 Hz) normalizadas y muy a menudo, están

equipados para trabajar a dos tensiones nominales distintas. Se emplean para accionar

máquinas-herramienta, bombas, montacargas, ventiladores, grúas, maquinaria

elevada, sopladores, etc.

Figura Nº 21.

Motor Trifasico cerrados IP55

MOTOR TRIFASICO CERRADOS IP55, Marca VOGES.

Datos tecnicos nominales:

Aislamiento clase F (155ºC)

Codigo: TV-5

Velocidad:1800rpm, 4 polos.

Potencia: ½ HP,

Corriente Nominal: 220V:

Proteccion: IP55

Tension: 230/460,

Frecuencia: 60Hz

99

Carcasa: hierro fundido.

Eje: de acero.

Forma constructivas: B3D

Norma: IEC.

Rodamientos de bola.

Ventilación externa: (TEFC).

4.2.3.1.2. Bandas Transportadora.

Las bandas es un medio de transporte muy eficiente, es el transporte por medio

de bandas y rodillos transportadores, son elementos donde su funcionamiento es

sencillo, y una vez instaladas dan pocos problemas mecánicos y de mantenimiento.

Es usada para transportar la botella, desde su recepción realizada en la

primera fase hasta realizar todo el proceso de llenado (envasado), dosificación de

tapas y sellado de botellas. Son bandas deslizadoras de láminas de metal.

Para el diseño de la banda, se toma en cuenta la velocidad a la cual se moverá la

botella, para determinar el tipo de motor y sus características, se tomara en cuenta el

material de la banda trasportadora, la banda será de tipo horizontal con tablillas de

acero, de acuerdo al proceso ya que se va trabajar con líquido.

.

Figura Nº 22.

Banda Transportadora horizontal de tablillas de acero

100

4.2.3.1.3. Cilindro Simple Efecto.

El cilindro simple efecto, modelo ESNU, con una carrera de 50mm, y diámetro del

embolo de 25mm, con dos sensores colocados en la parte de afuera del cilindro

mediante una banda imantada que traen los cilindros, uno en la parte superior y el otro

en la parte inferior, este cilindro esta acoplado a una base metálica el cual se encarga

del proceso de llenado de la fase 1, este cilindro tiene acoplada una boquilla

dispensadora de líquido, que se va a encargar de llenar las botellas.

Figura Nº 23.

Cilindro simple efecto ESNU

(http://www.festo.com/pnf/es-ve_ve/products/catalog).

Detectores de proximidad SME-8 Kit de fijaciónpara montaje de los sensores

Racores QS-1/8-8

Figura Nº 24

Elementos de fijación para los sensores.

https://www.festo.com/cms/es-

ve_ve/catalog_catalog.htm?key=&target=xdki&action=family

101

En la fase 1, 2, 3, se van a utilizar cilindros simple efecto modelo ESN con una

carrera de 50mm, y de 25 de diámetro del embolo, los mismos tienen la función de

detener las botellas en la zona determinada de cada una de las fases del proceso y así

poder realizar cada trabajo correspondiente. Uno de estos cilindros también se encarga

del proceso de sellado de tapas, el cual se encuentra acoplado a una base metálica que

a su vez tiene sujeta otra base cilíndrica con una goma que se encargara del sellado de

las botellas, esta pieza se puede observar en la figura Nº 19, fase 3.

Figura Nº 25.

Cilindro simple efecto ESN

http://www.festo.com/pnf/es-ve_ve/products/catalog

Los cilindros modelo ESN, se acoplan mediante una base metálica acostada que se

encuentra sujeta a la mesa de trabajo.

Figura Nº 26

Cilindro ESN acoplado en la basemetálica acostada.

Fuente propia

102

4.2.3.1.4. Boquilla dispensadora de agua.

La boquilla es una pieza que está diseñada para controlar la salida del caudal del

líquido a medida que sale de la unidad de llenado dentro del envase. También se

llama boquillas a todos los tubos adicionales de pequeña longitud constituidos por

piezas tubulares adaptadas a los orificios. Se emplean para dirigir el chorro líquido.

Su longitud debe estar comprendida entre uno y media (1,5) y tres (3,0) D, y de 3,0 a

500 D tubos muy cortos; 500 a 4000 D (aproximadamente) tuberías cortas; arriba de

4000 D tuberías largas. Las boquillas pueden ser entrantes o salientes.

Tipo de Boquilla.

Diseño de boquilla estándar, utilizada con la mayoría de productos líquidos. Este

equipo es ideal para el envasado de productos como aguas, jugos, bebidas, leches,

aceites, limpiadores y detergentes, agroquímicos, productos farmacéuticos, etc.

Siempre que sean de baja viscosidad y libres de sólidos. Especialmente útil para

el envasado de productos espumosos.

Figura Nº 27

Tipos de boquillas

http://www.google.co.ve/search?num=10&hl=es-

419&site=imghp&tbm=isch&source=hp&biw=1024&bih=588&oq=de+boquillas

+para+llenar+botellas+&gs_l=img.12...7984.20234.0.22906.34.27.0.0.0.0.375.375.

103

4.2.3.1.5. Válvulas 3/2 Vías.

Estas válvulas son monoestables normalmente cerrada es decir son válvulas con

una conexión eléctrica y un retorno por muelle y están conectadas a los cilindros y a

la ventosa, las cuales tienen la función de conmutar cuando el relé se activa,luego se

encargan de que los cilindros y los actuadores realicen sus funciones.

Figura Nº 28.

Válvulas 3/2 VíasMonoestable, MFH_TIGER_Classic.

(http://www.festo.com/rep/es-mx_mx/assets/MFH_TIGER_Classic_1612u.jpg)

4.2.3.1.6. Válvulas 5/2 vías.

Estas válvulas son monoestablesválvulas con una conexión eléctrica y un retorno

por muelle, las cuales están conectadas al cilindro sin vástagoy al cilindro doble

efecto encargado de realizar el trabajo de la Dosificación de las tapas. Estás válvulas

tienen la función de conmutar cuando los relés se activan luego hace que cada

cilindro realice su función.

104

Figura Nº 29.

Válvula 5/2.

(http://www.festo.com/pnf/es-ve_ve/pro)

4.2.3.1.7. Sensores Ópticos, Inductivos y Capacitivos.

Los sensores son dispositivos que sirven para detectar y señalar la presencia o

ausencia de un objeto, así como también son capaces de medir el nivel del líquido.

Los sensores ópticos, son del tipo donde el emisor y receptor están interconstruidos

en una caja que puede estar a distancias del objeto a detectar, La mayor ventaja de

estos sensores es el pequeño volumen o espacio ocupado en el áreade detección,su

función dentro del proyecto es detectar la presencia de la botella cuando llega a la

fase 1, luego detecta la botella llena al llegar a la fase 2 y por ultimo detecta la

botella llena y con la tapa puesta en la fase 3.

En este proyecto se va a utilizar un sensorcapacitivocontrol de nivel de llenado, en la

zona de llenado, el cual va detectar el nivel del líquido de la botella a la cual se desea

llenaren la fase 1. Los sensores capacitivos detectan objetos metálicos, también

materialesno metálicos tales como papel, vidrio, líquidos y tela.

105

Un sensor inductivo reacciona cuando se acerca un objeto metálico, sin

establecer contacto directo con él. Los sensores de posición son de gran importancia

en sistemas industriales automatizados.Los sensores inductivos, detectan metales y su

funciónes detectar que exista tapa en el dosificador de tapa (St) en la fase 2, y el otro

sensor inductivo (Sd) tiene la función de detectar que la botella tenga la tapa puesta

para ser sellada en la zona 3.

Sensores Ópticos Sensor Inductivo

Figura Nº 30.

Tipos de

Sensores.(http://www.google.co.ve/search?q=imagenes+de+sensores+festo&hl=es

-

419&prmd=imvns&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=rsAAUJ_dOcOe

6AG1y5nJBg&sqi=2&ved=0CFYQsAQ&biw=1024&bih=572)

Sensor capacitivo control de nivel de llenado.

Figura Nº 31.

Tipos de

Sensores.(http://www.google.co.ve/search?q=imagenes+de+sensores+festo&hl=es

-

106

419&prmd=imvns&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=rsAAUJ_dOcOe

6AG1y5nJBg&sqi=2&ved=0CFYQsAQ&biw=1024&bih=572)

4.2.3.1.8. Válvula solenoide.

La válvula de solenoide para líquido, es accionada por el interruptor del flotador.

Cuando el nivel del líquido baja a un nivel predeterminado, el interruptor abre la

válvula. Al alcanzarse el nivel deseado, el interruptor cierra la válvula. La válvula de

solenoide es un dispositivo operado eléctricamente, y su función es controlar el flujo

de líquidos o gases en posición.

4.2.3.1.9. Sistema de ventosa.

El sistema de ventosa tiene la función de tomar la tapa del dispensador de tapa y

ponerla sobre la botella, mediante un chupón de silicón de diámetro de 40mm. Esta

ventosa tiene la conexión de vacío G1/4 en la parte de arriba.

Figura Nº 32.

Ventosa de silicón 07177.

(http://www.google.co.ve/#hl=es-419&sclient=psy-

ab&q=imagenes+de+ventosas++festo&oq=imagenes+de+ventosas++festo)

107

4.2.3.1.10. Identificación de las entradas y salidas del sistema.

Se realizó un estudio de las entradas y salidas de la línea de llenado, envasado y

sellado, para conocer el tipo de PLC a seleccionar.

Sección de entradas: se trata de líneas de entrada, las cuales pueden ser digitales o

analógicas. A estas líneas conectaremos los sensores (captadores).

Sección de salidas: son una serie de líneas de salida, que también pueden ser de

carácter digital o analógico. A estas líneas conectaremos los actuadores.

Todo proceso recibe informaciones que se llaman entradas, y suministra

informaciones que se llaman salidas. Si consideramos una máquina cualquiera, ella

recibe órdenes del autómata. Estas órdenes, que constituyen las salidas del autómata,

son las entradas de la máquina, la cual ejecuta acciones y devuelve informaciones al

autómata en función del resultado de sus actuaciones. Estas informaciones que

constituyen las salidas de la máquina forman parte de las entradas del autómata, que

se complementan con el conjunto de instrucciones transmitidas por el operador al

autómata.

108

Tabla Nº 4.

Entradas del sistema.

Entrada Sensores asociados al sistema.

1 Sensor S1, óptico

2 Sensor S2, capacitivo

3 Sensor S3

4 Sensor S4

5 Sensor S5

6 Sensor S6



9 Sensor St, inductivo

10 Sensor Sd, inductivo

(Fuente Propia)

a) S1. Tiene la función de detectar las botellas al entrar en la fase 1.

b) S2. Tiene la función de medir el nivel del líquido de la botella cuando se está

llenando.

c) S3. Sujeto en la parte superior del cilindro C1, mediante lamina imantada.

d) S4. Sujeto en la parte inferior del cilindro C1, igual que el anterior.

e) S5. Sujeto al cilindro C4, en el punto 1 donde la ventosa agarra la tapa: fase 2.

f) S6. Sujeto al cilindro C4, en el punto 2, donde se le coloca la tapa a la botella:

fase 2.

g) S7. Tiene la función de detectar la botella cuando llega a la fase de

dosificación.

h) S8. Detecta las botellas en la fase 3, y controla el cilindro que detiene la

botella.

109

i) St. Su función es detectar si existen tapas en el dosificador.

j) Sd. Su función es detectar si la botella viene llena y con tapa.

Tabla Nº 5.

Salidas del sistema.

(Fuente Propia)

a) V1: Se encarga de realizar el llenado en la fase 1.

b) V2: Se encarga de detener las botellas en la fase 1.

c) V3: Se encarga de detener la misma en la fase 2.

d) V4: Realiza el trabajo de dosificación de tapas en la fase 2 mediante el cilindro

C4.

e) V5: Se encarga de que el cilindro C5, realice el trabajo de poner tapas en la

zona 2.

f) V6: Realiza el trabajo de la ventosa.

g) V7: Se encarga de detener la botella en la fase 3.

h) V8: se encarga que el cilindro selle la botella 3.

Todas las válvulas monoestable:(V1, V2, V3, V6, V7. V8), son válvula 3/2

vías, y las válvulas (V4, V5), son 5/2 vías, las cuales tienen una sola salidas asociadas

a cada una de ellas.

110

4.2.3.1.11.Selección del Autómata (PLC).

En todo proceso industrial debido a las perturbaciones que pueden existir en laplanta

se usan Controladores Lógicos Programables, por la robustez, facilidad de

programación y compatibilidad para comunicarse con equipos de control de

diferentes fabricantes.Para la correcta selección se considerar varios puntos:

1. Número de entradas y salidas digitales.

2. Número de entradas y salidas analógicas.

3. El número de puertos de comunicación.

El autómata S7-200 está constituido por la CPU S7-224la cual está formada por una

fuente de alimentación y entradas/salidas digitales, todo eso contenido en un módulo

compacto y una serie de módulos de expansión adicionales, hasta un máximo de 7 en

el caso de la CPU 224. Para la selección del PLC, se toman en cuenta las 10 entradas

y las 8 salidas del proceso de llenado, envasado y sellado de botellas, es por eso que

se selecciona el autómata de la serie SIMATIC S7-200 de Siemens con una CPU224.

Este dispone de 14 entradas activas y 10 salidas a 24V, capacidad para almacenar

aproximadamente 2000 instrucciones y 4Kb de memoria de datos.

Figura Nº33.

111

Partes de un PLC, de la serie S7-200.

(http://isa.uniovi.es/docencia/ra_marina/cuatrim2/Temas/s7200.pdf)

Figura Nº 34.

PLC seleccionado con la CPU 224, de las seriesS7-200.

(http://isa.uniovi.es/docencia/ra_marina/cuatrim2/Temas/s7200.pdf)

Además de los parámetros para la selección del autómata se debe considerar que la

automatización del sistema va cumplir con los siguientes objetivos:

1. Mejoramiento en las deficiencias encontradas en el proceso.

2. Mejoramiento en tiempos de producción.

3. Mejoramiento en la seguridad del proceso.

4. Fácil comunicación con elementos externos de control.

El SIMATIC S7-200, es un micro PLC al máximo nivel; posee muchas características

importantes de acuerdo al modelo a escoger,es compacto ideal para aplicaciones

donde se cuenta con reducido espacio, es potente a las respuestas en tiempo real, es

rápido y ofrece una conectividad extraordinaria y todo tipo de facilidad en el manejo

del software y hardware.

112

Las salidas del autómata son del tipo relé, así, al activarse una salida, lo que

hace el autómata es activar el relé correspondiente, dejando pasar la corriente desde el

común del bloque desalidas hacia la salida que queramos activar.

Los CPU de la serie S7-200 se incorporan en una carcasa compacta, un

microprocesador, una fuente de alimentación integrada, así como circuitos de entrada

y de salida que conforman un Micro-PLC. Tras haber cargado el programa en el S7-

200, éste contendrá la lógica necesaria para observar y controlar los aparatos de

entrada y salida de la aplicación.

Figura Nº 35.

Micro PLC S7-200, características más importantes.

(Manual de sistema de automatización S7-200. Siemens)

Tabla Nº6.

Tipos de CPU S7-200, con sus (E/S).

CPU S7-200 Número de entradas

Número de salidas

Numero de módulos

CPU 221 6 entrada 4 salida -----

CPU 222 8 entrada 6 salida 2 módulos = 94 E/S


113

CPU 224XP 14 entrada 10 salida 7 módulos = 224 E/S

CPU 224XPsi 14 entrada 10 salida 7 módulos = 224 E/S



Tabla Nº 7.

Características técnicas comunes de las CPU 221, 222, 224, 224XP, 224XPsi y

226.

Característica CPU 221, 222, 224, 224XP, 224XPsi,

226

Aritmética en coma fija de 32 bits según

norma IEEE Sí

Reguladores PID integrados plenamente

parametrizables

sí, hasta 8 reguladores PID

independientes

Velocidad de procesamiento al bit 0,22 µs

Interrupciones controladas por tiempo 2 (tiempo de ciclo entre 1 y 255 ms con 1

ms de resolución)

Interrupciones hardware (detección de

flancos en entradas Máx. 4 entradas

Marcas, temporizadores, contadores 256 de cada

Contadores rápidos 4–6 (según CPU), máx. 30 kHz, ó 200

kHz en la CPU 224 XP

Salidas de impulsos (modulables en ancho o

frecuencia)

2 salidas, 20 kHz cada una (para

variantes DC), 100 kHz en CPU 224 XP

Memoria de programas y datos remanente (no volátil)

Memorización de datos dinámicos en caso

de fallo de

alimentación

Remanencia: mediante condensador

interno de alto rendimiento o módulo de

pila adicional.

No volátil: carga del bloque de datos con

STEP 7-Micro/WIN, TD 200C o vía

programa de

usuario en la EEPROM integrada

114

(C:\Documents and Settings\S7200 Manual.mht)

Tabla Nº 8.

Continuación de las características técnicas comunes de las CPU 221, 222, 224,

224XP, 224XPsi y 226.

Respaldo de los datos dinámicos mediante módulo de pila

típ. 200 días

Puerto integrado de comunicación sí, puerto RS 485 que soporta los modos siguientes: maestro o esclavo PPI/esclavo MPI/ Freeport (protocolo ASCII programable)

Velocidad de transferencia máx. 187,5 kbaudios (PPI/MPI) ó 115,2 kbaudios (Freeport

Software de programación STEP 7-Micro/WIN que sirve para todos los lenguajes como AWL, FUP o KOP

Alimentación 24 V DC

Entradas digitales 24 V DC

Salidas digitales 24 V DC, máx. 0,75 A, pueden conectarse en paralelo para aumentar la potencia

Variante AC/DC/relés Sí

Alimentación 85–264 V AC

Entradas digitales 24 V DC

Salidas digitales 5–30 V DC ó 5-250 V AC, máx. 2 A (relés)


115

Tabla Nº9 Tabla Comparativa de las CPU.

(http://es.scribd.com/doc/65595650/5/Modulos-de-ampliacion-S7-200)

116

Tabla Nº 10.

Módulo de Ampliación.


117

4.2.3.1.12. Cilindro sin vástago, (DGC).

Los cilindros sin vástago son actuadores que tienen la posibilidad de colocar cargas y

conectar dispositivos directamente en el carro, también se les puede ajustar todo de un

solo lado, estos actuadores tienen su amortiguación neumática, se les pueden conectar

detectores y son de carrera larga sin limitaciones.

En este proyecto la función del cilindro sin vástago es trasladar el cilindro doble

efecto C5 de la posición 1, donde el mismo agarra la tapa con la ventosa y la sostiene

hasta que el cilindro C5 pasa a la posición 2,que al activar el relé de la válvula V5,

conmuta haciendo que el vástago baje y le coloque la tapa a la botella en la fase 2.

Figura Nº36.

Cilindro sin Vástago

(http://www.festo.com/cat/esve_ve/data/doc_es/PDF/ES/DGC_ES.PDF)

4.2.3.1.13. Cilindro Doble Efecto. (DNC).

Se ha seleccionado este cilindro doble efecto, con detección de posiciones, con una

conexión neumática de G1/8, este es un cilindro que se adapta a las necesidades de la

fase 2, el mismo tiene acoplado un sistema de ventosa que toma la tapa en la posición

118

1, luego la sostiene por unos segundos, hasta que el cilindro llega a la posición 2,

donde se le posicionara la tapa a la botella de manera que no se le caiga hasta que

llegue a la fase 3.

Figura Nº 37.

Cilindro doble efecto DNC.

(http://www.festo.com/pnf/es-ve_ve/products/catalog)

Figura Nº 38.

Vistas en secciones del cilindro doble efecto DNC.

119


Los sensores que se colocaran al cilindro DNC son: Detectores SME-8 para

ranura en T.

Figura Nº 39.

Detectores SME-8 para ranura en T.

(http://www.festo.com/cat/es-ve_ve/data/doc_es/PDF/ES/SMX8_ES.PDF)

4.2.3.1.14. Cableado del proceso.

El cableado debe ser ordenado, para que en el momento de trabajar en el

proceso sea de una manera sencilla, se debe tener en cuenta hacia dónde se dirige

cada uno de los cables. Los cables que se encuentran en la planta deben estar unidos

de manera adecuada, es recomendable para este tipo de conexiones usar conectores

que permitan la unión entre cables de diferentes calibres.

Cuando se hacen lasconexiones de los cables,deben quedar holgadospara

quesea accesible trabajar con ellos, los cables deben agruparsede tal manera que se

puedan distinguir cuál es cada cable.El cableado de los sensores es estándar ya que

los sensores traen sus cables, con un largo de 3 a 4 m.

4.2.3.1.15. Unidad de Mantenimiento.

Las unidades de mantenimiento son las que permiten una circulación de aire

con las características ideales paralos dispositivos que se utilizan en algún circuito

neumático. Los filtros de aire comprimido retienen las partículas sólidas y las gotas

120

de humedadContenidas en el aire.La Unidad de Mantenimiento seleccionada en este

proyecto es de Marca Festo, modelo LFR-1/4-D-MIDI,de la serie D, con una

conexión neumática 2: G1/4, Margen de regulación de presión 0.5 a 12 bares, con un

filtro regulador con manómetro, su fijación es con accesorios, se va usar esta unidad

de mantenimiento ya que es la más apropiada para un proyecto pequeño, dotado de un

filtro y un regulador.

La unidad de mantenimiento,es necesario colocarla al inicio de la instalación, lo

aconsejable sería usar una unidad de mantenimiento para cada sub- instalación que

tengamos conectada a la red principal, pero como este proceso tiene una sola

instalación se va usar una sola unidad de mantenimiento conectada a la red principal.

La unidad de mantenimiento está dotada de un regulador y un filtro. En el mercado

existen unidades de mantenimiento más complejas, pero en este proyecto esta es la

recomendada.

Figura Nº 40.

Unidad de filtro y reguladorLFR-1/4-D-MIDI.


4.2.3.1.16. Tipos de Racores.

121

En las conexiones roscadas de los actuadores y válvulas se van a utilizar los racores

rápidos roscados Quick-Star QS-B-1/8-10-20, Racores QS-1/8-8, los cualesse

adaptan almontaje de estos equipos.

En las conexiones roscadas de la unidad de mantenimiento se va utilizar racores de ¼

y en la ventosa también se usara racores de tipo QSF-1/4-10-C # 153028. Serie

estándar.

Racor: QS-1/4 -10 Racor: QS-1/8 -10 Racor: QS-1/4 -10 Racor: QS-1/8-8

Figura Nº 41.

Tipos de Racores.

4.2.3.2. Modelos y Marcas de los equipos y dispositivos seleccionados en el

proceso de llenado, envasado y sellado de botellas y sus características.

Tabla Nº11.

Sensores del Proceso.

Dispositivos Cantidad

Sensores Ópticos,M18 Tubular,Type, ReflexType, Modelo CDR-

30XB 3

Sensores de Proximidad Inductivos, Marca Festo, modelo SIEH-

M18B-PO-K-L # 150462. 2

Sensores Capacitivos de nivel, Marca AUTONIC. Modelo

CR3015DP 1

(Fuente Propia)

122

Tabla Nº 12.

Actuadores Neumáticos del Proceso.


Cilindro Simple Efecto, Marca Festo modelo

ESNU-25-50-P-A-319271 # 19271. 1

Cilindro Simple Efecto, Marca Festo modelo

ESN-25-50-P # 5103 # 5103. 4

Cilindro Doble Efecto, Marca Festo, modelo

DNC-32-50-PPV-A # 163307. 1

Cilindro sin Vástago, Marca Festo, modelo

DGC-32-1200-PPV-A # 532448. 1

(Fuente Propia)

Tabla Nº 13.

Válvulas del Proceso.


Electroválvula 3/2 Vías,Marca Festo, modelo ELECTROV.CON MU MFH-3-1/8, monoestables con

accionamiento eléctrico y retorno por muelle con G1/8. # 7802.

6

Electroválvula 5/2 Vías, Marca Festo, modelo ELECTROV.DE IMP JMFH-5-1/8, G1/8. # 8820.

2

(Fuente Propia)

123

Tabla Nº 14.

Equipos y Accesorios

Equipos y Accesorios Cantidad

Tubos flexiblesPUN-H-10X1,5-BL, yTubos flexibles

PUN-H-8X1, 25-BL. 200 metros.

Válvula de bola VAPB(Solenoide) de ¾”, Marca Festo. 1

Boquilla dispensadora de agua. 1

Sistema de Ventosa Modelo VAS-40-1/4-SI, Marca Festo. 1

Generador de Vacío Modelo. VN-05-H-T3-P14-V14-R14. Marca

Festo. 1

Racores Marca Festo. Modelos: QS-1/4-8,QS-B-1/8-10,QS-1/8-8,

QS-3/8-10, QS-1/4-10-B. 150

(Fuente Propia)

Tabla Nº 15.

Equipos del Proceso.

Equipos Cantidad

Unidad de Mantenimiento, modelo LFR -1/4-D-MIDI con Filtro y Regulador , Marca Festo, # 159631.

1

Bloque de Válvulas, Marca Festo, modelo PRS-1/8-2B # 11898

1

Sistema del PLC S7-200, Marca Siemens. 1

Motor Trifásico de ½ HP, Marca VOGES. 1

(Fuente Propia)

124

Tabla Nº16.

Características del cilindro simple efecto, ESNU 25-50-P-A, # 19271.

CARACTERISTICAS PROPIEDADES

Carrera 50mm

Diámetro del embolo 25mm

Rosca del vástago M10x1,25

Posición de montaje Indistinto

Amortiguación P. Amortiguación por tope elástico/placa a

ambos lados.

Corresponde a la norma CETOP RP 52P, ISO 6432

Extremo del vástago Rosca exterior

Construcción Embolo, vástago, camisa del cilindro

Detección de la posición Para detectores de posición

Variantes Vástago simple

Presión de funcionamiento 1,2……10bar

Forma de funcionamiento Simple efecto compresión

Fluido Aire comprimido según ISO8573-1:2010

Indicación sobre los fluidos de

funcionamiento y de mando Opción de funcionamiento con lubricación

Clase a la resistencia a la corrosión KBK 2

Temperatura ambiente -20……80 ºC

Energía del impacto en posiciones finales 0,3 J

Fuerza teórica con 6 bar, avance 271N

Masa móvil con carrera de 0mm 71g

Peso adicional por 10mm de carrera 11g

(Fuente: http://www.festo.com/pnf/es-ve_ve/products/catalog)

Tabla Nº 17.

Continuación de las características del cilindro simple efecto, ESNU 25-50-P-A,

125

# 19271.


Peso básico con carrera de 0mm 228g

Masa adicional por 10mm de carrera 8g

Tipo de fijación Con accesorios

Conexión eléctrica G1/8

Indicación sobre el material Conforme con RoHS

Información sobre el material de la tapa Aleación forjable de aluminio,

Anodizado incoloro

Información sobre el material de las juntas NBR, TPE-U(PU)

Información sobre el material del vástago Acero inoxidable de aleación fina

Información sobre el material de la camisa

del cilindro Acero inoxidable de aleación fina


Tabla Nº 18.

Características del cilindro simple efecto, ESN 25-50-P, # 5103.


126

Carrera 50mm




Amortiguación P. Amortiguación por tope elástico/placa

a ambos lados.

Corresponde a la norma CETOP RP 52P, ISO 6432



Detección de la posición Sin



Forma de funcionamiento Simple efecto compresión







Fuerza teórica con 6 bar, avance 270N


Peso adicional por 10mm de carrera 10,9g


Tabla Nº 19.

Continuación de las características del cilindro simple efecto, ESN 25-50-P,

# 5103.




127

Tipo de fijación Con accesorios



Información sobre el material de la tapa Aleación forjable de aluminio,

Anodizado incoloro

Información sobre el material de las juntas NBR, TPE-U(PU)

Información sobre el material del vástago Acero inoxidable de aleación fina


del cilindro Acero inoxidable de aleación fina


Tabla Nº 20.

Características del cilindro doble efecto, DNC 32-50-PPV-A, # 163307.


Carrera 50mm




128

Amortiguación PPV- Amortiguación neumático regulable

a ambos lados.

Corresponde a la norma ISO 15552 (hasta ahora VDMA

24652,ISO 6431)



Detección de la posición Para detectores de posición



Forma de funcionamiento De efecto doble







Fuerza teórica con 6 bar, retroceso Fuerza

teórica con 6 bar, avance 415N 438N


Peso adicional por 10mm de carrera 30g


Tabla Nº 21.

Continuación de las características del cilindro doble efecto, DNC 32-50-PPV-A

# 163307.




Tipo de fijación Con rosca interior, con accesorios



Información sobre el material de la tapa Fundición inyectada de aluminio

129

recubierto

Información sobre el material de las juntas TPE-U(PU)

Información sobre el material del vástago Acero de aleación fina


del cilindro

Aleación forjable de aluminio,

Anodizado deslizante


Tabla Nº 22.

Características del cilindro sin vástago doble efecto, DGC-32-1200-PPV-A


Carrera 1…….8500 mm

Diámetro del embolo 32 mm

Guía Guía básica, Guía deslizante Guía con rodamiento de bolas


Amortiguación

P-Amortiguación por tope elástico PPV-Amortiguación neumático regulable YSR- Para amortiguación dura YSRW- Para amortiguación blenda

Variantes Guía de rodamientos de bolas protegida carro adicional estándar derecho carro

130

adicional estándar izquierdo Tipo de protección contra explosión a gas c T4 X Categoría ATEX para gas II 3G Detección de la posición Para detectores de posición Categoría ATEX para polvo II 3D Presión de funcionamiento 2…..8 bar Forma de funcionamiento De efecto doble Fluido Aire comprimido según ISO8573-1:2010 Indicación sobre los fluidos de funcionamiento y de mando

Opción de funcionamiento con lubricación

Clase a la resistencia a la corrosión KBK 1 2 Temperatura ambiente -10……60 ºC

Marcado CE-declaración de conformidad Según la normativa UE sobre protección contra explosión (ATEX)

Fuerza teórica con 6 bar, retroceso Fuerza teórica con 6 bar, avance

483N 483N

Temperatura ambiente explosiva -10 ºC<= Ta <= +60ºC

Tipo de protección contra explosión por c 120ºC X

(Fuente: http://www.festo.com/pnf/es-ve_ve/products/catalog) Tabla Nº 23.

Continuación de las características del cilindro sin vástago, doble efecto,

DGC 32-1200-PPV-A # 532448.


Carrera de amortiguación Conexiones

de alternativa

17,5 mm

Ver dibujo técnico del producto

Tipo de fijación Exento de cobre y PTEF

Conforme con RoHS

Indicación sobre el material Con rosca interior, con accesorios

Información sobre el material de la tapa Aleación forjable de aluminio

Información sobre el material de las juntas NBR

TPE-U(PU)


131

Tabla Nº24.

Características de la electroválvula 3/2 vías monoestable,

ELECTROV.CON MU MFH-3-1/8#7802.


Función de las válvulas 3/2 cerrada monoestable

Tipo de accionamiento Eléctrico

Caudal nominal normal 500 1/min

Presión de funcionamiento 1,5….8 bar

Construcción Asiento de plato

Tipo de protección IP65

Tipo de reposición Muelle mecánico

Diámetro nominal 5 mm

Patrón 27 mm

Función de escape Estrangulable

Principio de hermetizacion Blando


132

Accionamiento manual auxiliar Con enclavamiento

Tipo de control Pre pilotado

Sentido de flujo No reversible

Desconexión del tiempo de conmutación 29 ms

Conexión del tiempo de conmutación 9 ms

Fluido Aire comprimido filtrado 40um, con o sin

lubricación



Temperatura del medio -10……60ºC


Tabla Nº 25.

Continuación de las características de la electroválvula 3/2 vías monoestable,

ELECTROV.CON MU MFH-3-1/8, # 7802.


Temperatura ambiente -5…40 ºC

Peso del producto 240g

Conexión eléctrica A través de bobina F, pedir por separado

Tipo de fijación Sobre regleta de bornes, con taladro

pasante a elegir

Conexión del aire de pilotaje 82 M5

Conexión neumática 1 G 1/8




Información sobre el material del cuerpo Fundición inyectada de aluminio


133

Tabla Nº 26.

Características de la electroválvula 5/2 vías,

ELECTROV.DE IMP JMFH-5-1/8,# 8820.


Función de las válvulas 5/2 Monoestable Tipo de accionamiento Eléctrico Caudal nominal normal 1000 1/min

Presión de funcionamiento 3….10 bar Construcción Corredera

Tipo de reposición Muelle neumático Alimentación del aire de control Interno

Diámetro nominal 8 mm Sentido del flujo No reversible

Accionamiento manual auxiliar Con enclavamiento mediante pulsador

abierto Tipo de control Pre pilotado

Desconexión del tiempo de conmutación 15ms Conexión del tiempo de conmutación 12ms

Fluido Aire comprimido filtrado, grado de

filtración 40 µm, con o sin lubricación Conexión eléctrica A través de bobinas F, pedir separados

Temperatura del medio -10………60ºC Temperatura de ambiente -5……….40ºC

Peso del producto 280g Indicación sobre los fluidos de


134

Tipo de fijación a elegir:

En el distribuidor PR con taladro pasante


Tabla Nº 27. Continuación de las características de la válvula 5/2 vías,

ELECTROV.DE IMP JMFH-5-1/8, #8820.

CARACTERISTICAS PROPIEDADES Tipo de fijación A elegir sobre regleta de bornes

Conexión del aire de escape de pilotaje 84 M5 Conexión neumática 1 G1/8 Conexión neumática 2 G1/8 Conexión neumática 3 G1/8 Conexión neumática 4 G1/8 Conexión neumática 5 G1/8


Tabla Nº 28.

Características del Sistema de Ventosa Modelo VAS-40-1/4-SI, # 158975.

CARACTERISTICAS PROPIEDADES Diámetro nominal 4 mm

Diámetro de la ventosa 40 mm Diámetro útil de la ventosa 32 mm

Construcción Conexión de vacío arriba redondo, estándar

Fluido Aire comprimido según ISO 8573-1:2010

Temperatura ambiente -40….200ºC Fuerza de separación con vacío de 70% 56g

Peso del producto 13g Rosca de fijación G1/4

Fijación de la ventosa G1/4

135

Conexión de vacío G1/4 Dureza shore 60+/-5

Información sobre el material de la chaveta atornillable

Aleación forjable al aluminio

Indicación sobre el material Contiene substancia perjudiciales para la pintura

Información sobre el material de la ventosa VMQ (Silicona) (Fuente: http://www.festo.com/pnf/es-ve_ve/products/catalog)

Tabla Nº 29.

Características de Racores“Quick Star” QSF-1/4-10-B # 153028.


Tamaño Estándar

Diámetro nominal 5,8 mm


Tamaño del deposito 10

Construcción Principio de empuje y tracción

Presión de funcionamiento en función de la

temperatura

-0,95……14 bar


funcionamiento y de mando

Opción de funcionamiento con

lubricación

Clase a la resistencia de corrosión KBK 1


Homologación Germanischer Lloyd

Par de apriete máximo 12 N

Peso del producto 27 g

Conexión neumática Rosca interior G1/4, diámetro 8 mm

Color del anillo extractor Azul


Información sobre el material del cuerpo Latón niquelado

Datos del material del anillo de liberación POM

Información del material de la junta del tubo

flexible

NBR

Datos el material del segmento de sujeción

del tubo flexible

Acero inoxidable de aleación fina

136


Tabla Nº 30.

Características de RacoresRápido Roscado “Quick Star” QS-B-1/8-10-20


Tamaño Estándar

Diámetro nominal 5.4 mm


Tamaño del deposito 20

Construcción Principio de empuje y tracción

Presión de funcionamiento en todo el margen

de la temperatura

-0,95……10 bar


funcionamiento y de mando

Opción de funcionamiento con

lubricación

Clase a la resistencia de corrosión KBK 1


Homologación Germanischer Lloyd

Par de apriete máximo 7Nm

Peso del producto 22.5g

Conexión neumática 1 y conexión neumática

2

Rosca interior R1/8 ,

diámetro exterior del tubo flexible de

10mm

Color del anillo extractor Azul


Información sobre el material del cuerpo Latón niquelado

Datos del material del anillo de liberación POM

Información del material de la junta del tubo

flexible

NBR

Datos el material del segmento de sujeción

del tubo flexible

Acero inoxidable de aleación fina


137

Tabla Nº 31.

Características de sensores inductivos SIEH-M18B-PO-K-L #150462.

CARACTERISTICAS PROPIEDADES Corresponde a la norma EN 60947-5-2 Homologación c-Tick

c UL us – Listed (OL) Marcado CE Según la normativa UE sobre EMC Indicación sobre el material Exento de cobre y PTFE

contiene substancias perjudiciales para la pintura. Conforme con RoHS

Distancia de detección nominal 8mm Distancia de conmutación segura 6,48mm Factores de reducción Aluminio = 0,35

acero inoxidable 18/8 = 0,7 cobre = 0,3 acero 37 = 1,0

Temperatura ambiente -25…….70ºC precisión de repetición 0.4mm Salida PNP Función del elemento de conmutación contacto cerrado en reposo Histéresis <= 0,88 mm Frecuencia máxima de conmutación 1.500 Hz Corriente máxima de salida 200 mA Caída de tensión <= 2 V

Anticortocircuitaje <= 2 V

Margen de tensión de funcionamiento DC 10 ... 30 V

Ondulación residual +/- 20 %

Intensidad en reposo <= 10 mA

Polos inconfundibles para todas las conexiones eléctricas

Longitud del cable 2-5m

(http://www.festo.com/pnf/esve_ve/products/catalog?action=family&key=N_050000)

Tabla Nº32.

138

Continuación de las Características de sensores inductivos SIEH-M18B-PO-K-

L #150462.


Información sobre el material de la cubierta

del cable

PUR

Tamaño M18

Tipo de fijación con contratuerca

Par de apriete 20Nw

Tipo de montaje a ras

Peso del producto 108g

Información sobre el material del cuerpo latón

PBTP

cromado

Indicación del estado LED amarillo

Temperatura ambiente con cableado móvil -5 ... 70 °C


Resistencia a la tensión de choque 0.8KW

Grado de ensuciamiento 3

Conexión eléctrica trifilar

Cable

(http://www.festo.com/pnf/esve_ve/products/catalog?action=family&key=N_0500

00)

Tabla Nº 33.

139

Características de sensores Ópticos, M18 Tubular Type, ReflexType, Modelo

CDR-30XB.

TIPO DE ALIMENTACIÓN DC TIPO

Estado de salida NC

Dirección de detección Horizontal

Distanciade detección 30 cm

Operación de voltaje 10-30VDC, Rippier<20%, of Vp-

p

Consumidor de la corriente 25mA max.

Método de salida NPN&PNP

150mA max.

Sensibilidad de ajuste 270º Trimmer

Salida de corriente 150mA max.

Voltaje residual 0.8V max.

Fuga de corriente 0.8mA max.

Protección de circuito Cortó circuito y la polaridad de

reserva protección. Tiempo de respuesta 2ms

Histéresis 10% del alcance de la distancia

máxima

Iluminación Luz de lámpara < 10.000 lx

Luz solar < 30.000 lx

Método de conexión Conexión de 4 pines,

Cable conductor: 4 núcleos

Protección IP-66

Temperatura de operación (-20ºC) –(+60ºC)

Material de la cubierta Intensivo polymid

Color de la cubierta Gris

(Fuente: Empresa: SEQUIN VALENCIA C.A. Rif: J-30527156-9)

Tabla Nº 34.

140

Características del Motor Trifásico, Marca: VOGES.

MOTORES TRIFASICOS CERRADOS IP55.

CARACTERISTICAS PROPIEDADES.

Ailamiento Clase F (155ºC)

Codigo TV-5

Velocidad 1800rpm, 4 polos.

Potencia ½ HP

Corriente Nominal 220V

Proteccion IP55

Tension y Frecuencia 230/460, 60Hz

Carcasa Hierro fundido.

Eje De acero.

Forma constructivas B3D

Norma IEC.

Rodamientos De bola.

Ventilación externa (TEFC).

(Fuente: Centro Control Carabobo C.A. Rif: J-07511771-9)

Tabla Nº 35.

Características de la goma que sella la botella. Fase 3.

CARACTERISTICAS PROPIEDADES.

Goma Dura

Color Negro

Diámetro 2” ½

Resistencia Fuerte

Forma Cilíndrica

(Fuente Propia)

Tabla # 36.

141

Características del Sensor Capacitivo control de nivel, Marca: Autonics,

Modelo: CR3015DP

(Fuente: Empresa: SEQUIN VALENCIA C.A. Rif: J-30527156-9)

142

Tabla Nº 37.

Características de la Unidad de Mantenimiento, LFR-1/4-D-MIDI, # 159631.

CARACTERISTICAS PROPIEDADES Tamaño midi Serie D Asegurar el accionamiento Botón giratorio con

enclavamiento Posición de montaje vertical +/- 5° Grado de filtración 40 µm Evacuación del condensado giro manual Construcción Filtro regulador con manómetro Cantidad máxima de condensado 43 cm3 Funda de protección funda protectora metálica Indicación de la presión Con manómetro Presión de funcionamiento 1 ... 16 bar Margen de regulación de la presión 0,5 ... 12 bar Histéresis máxima de la presión 0,2 bar Caudal nominal normal 2.000 1/min Fluido Aire comprimido según ISO

8573-1:2010 [-:9:-] Clase de resistencia a la corrosión KBK 2 Temperatura del medio -10 ... 60 °C Temperatura ambiente -10 ... 60 °C Homologación Germanischer Lloyd Peso del producto 920 g Tipo de fijación a elegir:

Montaje del conducto con accesorios

Conexión neumática 1 G1/4 Conexión neumática 2 G1/4 Información sobre el material del cuerpo Fundición inyectada de cinc Información sobre el material del depósito del filtro PC Indicación sobre el material Conforme con RoHS

(https://www.festo.com/cms/esve_ve/catalog_catalog.htm?key=&target=x)

Tabla Nº 38

Características de la Tobera aspiradora por vacío VAD- 1/4


143

Diámetro nominal de la tobera Laval 1mm


Características del eyector Alto vacío

Construcción Forma en T

Vacío máximo 80%

Presión de funcionamiento 1,5…10bar

Fluido Aire comprimido según ISO 8573-1:2010

Indicación sobre los fluidos de funcionamiento y de mando

Opción de funcionamiento de lubricación

Temperatura del medio -20……80ºC

Temperatura del ambiente -20…...80ºC

Tipo de fijación Con taladro pasante

Conexión de neumática 1 G1/4

Conexión de neumática 3 G1/4

Conexión de vacío G1/4

Indicación sobre el material Exento de cobre y PTFE

Información sobre el material del cuerpo Fundición inyectada de aluminio

https://www.festo.com/cms/es-ve_ve/catalog_catalog.htm?key=&target=xdki&action=family

Tabla Nº 39 Características de los tubos flexibles de material sintético PUN-H-

8X1,25-BL # 197385

144


Diámetro exterior 8mm

Radio relevante para el caudal 37mm

Diámetro interior 5,7mm

Radio máximo de curvatura 21mm

Presión de funcionamiento en función de la temperatura 0,5……..10bar

Fluido Aire comprimido según ISO8573-1-2010

Seguridad alimentaria De acuerdo con la declaración

del fabricante

Homologación TUV


Peso del producto según la longitud 0,0287kg/m

Color Azul

Dureza shore D52+/-3 Información sobre el material del

tubo flexible TPE-U(PU)

Indicación sobre el material Exento de cobre y PTFE Conforme con RoHS



Tabla Nº 40 Características de los tubos de material sintéticoPUN-H-10X1,5-BL #

197386

145


Diámetro exterior 10mm

Radio relevante para el caudal 52mm

Diámetro interior 7mm

Radio máximo de curvatura 28mm

Presión de funcionamiento en función de la temperatura 0,95……..10bar

Fluido Aire comprimido según ISO8573-1-2010

Seguridad alimentaria De acuerdo con la declaración

del fabricante

Homologación TUV


Peso del producto según la longitud 0,0287kg/m

Color Azul

Dureza shore D52+/-3 Información sobre el material del

tubo flexible TPE-U(PU)

Indicación sobre el material Exento de cobre y PTFE Conforme con RoHS



Tabla Nº 41 Características de la Válvula de bola VAPB-40-3/4-F-40-F03

CARACTERISTICAS PROPIEDADES Función de las válvulas 2/2

146

Tipo de accionamiento Mecánico Caudal kv 41m3/hr

Presión nominal de válvulas de proceso 40 Construcción Válvula de bola de dos vías

Tipo de fijación Montaje del conducto Conexión de la válvulas de proceso Rp3/4

Diámetro nominal DN 20

Indicación de la posición de conmutación Sentido de ranura = sentido de paso

Características del taladro para el taladro F03 Principio de hermetizacion Blando

Posición de montaje Indistinto Sentido del flujo Reversible

Momento de arranque con diferencia de presión nominal válvulas de proceso PN

6Nm

Momento de arranque con una diferencia de presión de 10 bar

5,1 Nm

En base a la norma ISO 5211

Información sobre el material del cuerpo Latón

Niquelado

Fluido Aire comprimido

Gases inertes Agua, líquidos neutros.

Indicación sobre el material Conforme con RoHS Temperatura del medio -20……150ºC


Tabla Nº 42 Continuación de la características de la Válvula de bola VAPB-40-3/4-

F-40-F03 CARACTERISTICAS PROPIEDADES

Número del material del cuerpo CW617N Información sobre el material de las juntas HNBR

147

PTFE

Información sobre el material de la bola Latón

Cromado crudo

Número del material de la bola CW617N Información sobre el material del eje Latón

Número del material árbol CW614N Peso del producto 500g

Clase de resistencia a la corrosión KBK 1


Los accesorios que necesita la Válvula de bola VAPB-40-3/4-F-40-F03.

1. Un actuador giratorio DFPB-10-090-S3-F03.

2. Una Electroválvula MGTBH-5/2K-FR-110AC-NA que necesita el

actuador giratorio DFPB.

Tabla Nº 43 Características del actuador giratorio DFPB-10-090-S3-F03 # 1210034

CARACTERISTICAS PROPIEDADES Tamaño del actuador 10

Característica del taladro para la brida F03 Angulo de giro 90deg Amortiguación Sin amortiguación


148

Forma de funcionamiento De simple efecto Construcción Piñón y Cremallera

Detección de la posición Sin La conexión de las válvulas corresponde a las

normas Basierend a BDI/VDE3845

Presión de funcionamiento <=8 bar Presión nominal de funcionamiento 5,6 bar

Categoría ATEX para gas II2G Tipo de protección para explosión de gas C 125ºC X

Temperatura ambiente explosiva -20ºC<=Ta <= +80ºC

Fluido Aire comprimido según ISO

8573-1-2010


Opción de funcionamiento con lubricación

Marcado CE

Según la normativa UE sobre protección contra explosión

Clase de resistencia a la corrosión KBK 3. Temperatura ambiente -20…..80ºC

PFD 495x10-06 https://www.festo.com/cms/es-


Tabla Nº 44 Continuación de las características del actuador giratorio DFPB-10-

090-S3-F03 # 1210034

CARACTERISTICAS PROPIEDADES Conexión neumática G1/8


Información sobre el material de la tapa Fundición inyectada de aluminio recubierto

Indicación sobre el material Conforme con RoHS Información sobre el material del eje de salida Aleación forjable de

149

aluminio anodizado

Información sobre el material del cuerpo Aleación forjable de aluminio anodizado

Información sobre el material de la tuerca Aleación forjable de aluminio anodizado

Datos sobre el material del tornillo Acero inoxidable de aleación fina



Tabla Nº 45 Características de laElectroválvula MGTBH-5/2K-FR-110AC-NA

CARACTERISTICAS PROPIEDADES Función de las válvulas 5/2 monoestable Tipo de accionamiento Eléctrico

Ancho 35mm Caudal nominal normal 4001/min

Presión de funcionamiento 2….8 bar

Construcción Corredera

Tipo de reposición Muelle mecánico


según EC 60529

150

Diámetro nominal 8mm Función de escape Estrangulable

Principio de hermetizacion Blando Posición de montaje Indistinto

Corresponde a la norma VDI/VDE 3845 Accionamiento manual auxiliar Con enclavamiento

Tipo de control Prepilotado Sentido del flujo Reversible

Presión de control 2….10 bar Valor B 0,25 Valor C 1,1 /sbar

Desconexión del tiempo de conmutación 90ms Conexión del tiempo de conmutación 20ms Variaciones de frecuencia admisible +/-10% Fluctuación de frecuencia admisible +/-10%


Tabla Nº 46 Continuación de las características de laElectroválvula MGTBH-5/2K-

FR-110AC-NA CARACTERISTICAS PROPIEDADES

Fluido Aire comprimido según ISO 8573-1-2010


Marcado CE Según la normativa UE de baja tensión

Clase de resistencia a la corrosión KBK 3 Temperatura del medio -20…..60ºC

Fluido de control Aire comprimido ISO8573-1-2010

Temperatura ambiente -20……..60ºC

Conexión eléctrica Conector típico zócalo, borne roscado

151

M20X1,5 Conexión para el orificio de barrido Interno

Conexión neumática 1 Placa base Conexión neumática 2 Placa base Conexión neumática 3 Placa base

Valores característicos de las bobinas

110 V CA: 50 Hz, potencia de arranque; 5

VA, potencia de retención; 3,7 VA 110 V CA: 60 Hz,

potencia de arranque; 5 VA, potencia de retención; 5VA.

https://www.festo.com/cms/eve_ve/catalog_catalog.htm?key=&target=xdki&action=family

Tabla Nº 47 Características del Generador de vacío VN-05-H-T3-P14-V14-R14

CARACTERISTICAS PROPIEDADES Diámetro nominal de la tobera Laval 0,45mm

Patrón 14mm Posición de montaje Indistinto

Características del eyector Alto vacío Estándar

Construcción Forma en T Presión de funcionamiento para caudal de aspiración

máximo 2,1 bar

Presión de funcionamiento 1…8bar Presión de funcionamiento para vacío máximo 4,5bar

Vacío máximo 88% Presión nominal de funcionamiento 6bar

Caudal de aspiración max. Contra atmosfera 6,21/min

Fluido Aire comprimido según ISO 8573


Sin opción de funcionamiento con

lubricación Clase de resistencia a la corrosión KBK

152

Temperatura del medio 0…….60ºC Temperatura de ambiente 0…….60ºC

Par de apriete máximo 0,5Nm Peso del producto 25g

Tipo de fijación Taladro pasante, perfil DIN

Conexión neumática 1 G1/8 Conexión neumática 3 G1/8

Conexión de vacío G1/8 Información sobre material de las juntas NBR Información sobre material de las tobera POM Información sobre material de las cuerpo POM reforzado

Información sobre material de las tobera Aleación forjable de aluminio

Información sobre material rosca de conexión Aleación forjable de aluminio

https://www.festo.com/cms/es-ve_ve/catalog_catalog.ht

4.2.4. OBJETIVO ESPECIFICO # 4: Realizar planos de diseño del proceso.

4.2.4.1. Diseño de los Planos del proceso.

Los planos son la representación gráfica y exhaustiva de todos los elementos que

plantea un proyecto.Son los documentos más utilizados que constituyen el trabajo y

por ello deben de ser completos, se debe incluir toda la información necesaria para

poder ejecutar el proyecto en la forma más concreta posible.Los planos han de

contener todos los detalles necesarios para la completa y eficaz representación de las

obras.

Los diseños de los planos de las piezas de la línea de Llenado, la línea de Dosificación

de tapas y la línea de Sellado de botellas, se realizaron mediante el programa

“AUTOCAD 2007”.

153

1.Se realizó el diseño de la basepara la pieza de Llenado de la fase 1, y la base para la

pieza de Sellado de la fase 3, que va sujeta a la mesa o banco de trabajo mediante

cuatro (4) tornillos, dicha pieza es la figura 39, que muestra la vista frontal y la vista

superiorde la pieza.

Vista frontal

Vista Superior

154

Figura Nº 42

Diseño de labase, para el montaje de

las piezasde Llenado y pieza de

Sellado.

(Fuente propia)

2. Este diseñoes de la pieza de Llenado de la fase 1, y de la pieza de Sellado de la

fase 3, la cual va acoplada a la base antes mencionada en la figura 39.Luego la pieza

ya ensamblada conjuntamente con la base se sujeta a la mesa o banco de trabajo

mediante cuatro (4) tornillosen el sitio que le corresponde.Esta pieza es la figura 40,

que muestra la vista frontal, la vista superior y la vista lateral de la pieza.

Vista Lateral

Vista frontal

155

Vista Superior

Figura Nº 43.

Diseño de la Pieza de llenado

fase Nº 1.

(Fuente propia)

3.Se realizó el diseño de la

pieza que es la base para el

montaje de los sensores: S1 y S2 (Parte inferior S1: Fotoeléctrico que detecta la

presencia de la botella, y parte superior S2: Capacitivo detecta el nivel del líquido de

llenadode la botella en la fase #1).

Vista lateral

Vista frontal

156

Vista superior

Figura Nº 44.

Diseño de la base

para el montaje de los sensores: (Parte inferior S1: Fotoeléctrico, parte superior

S2: Capacitivo fase # 1)

(Fuente propia)

4. Se realizó el diseño de la pieza que será la base para el montaje del sensor:

St(Sensor inductivo que detecta la presencia de tapas en el dosificadorde la fase #2).

Vista lateral

Vista frontal

157

Vista superior

Figura Nº 45.

Diseño de la base para el

montaje del sensor

inductivo (St) fase # 2.

(Fuente propia)

5. El diseño de esta pieza es

la base para el montaje de

sensor: S7 (Sensor

Fotoeléctrico que detecta la

presencia de la botella en la

fase # 2).

Vista lateral

158

Vista frontal

Vista superior

Figura Nº 46.

Diseño de la base para el montaje del sensor fotoeléctrico (S7) fase # 2.

(Fuente propia)

159

6. Se realizó el diseño de la pieza que es la base para el montaje de los sensores: S8 y

Sd(Parte inferior S8: Fotoeléctrico que detecta la presencia de la botella, y parte

superior Sd: Inductivo que detecta la presencia de la tapa en la botella de la fase #3).

Vista lateral

Vista frontal

Vista superior

Figura Nº 47.

Diseño de la base para el montaje de los sensores: (Parte inferior S8:

Fotoeléctrico, parte superior Sd: Inductivo, fase # 3)

(Fuente propia)

160

7. Se realizó el diseño de la pieza que es la base para el montaje de los cilindros

acostadosS1, S7 y S8 (Sensores Fotoeléctrico que detectan la presencia de la botella de

la fase # 1, 2, 3).

Vista lateral

Vista frontal

Vista superior

Figura Nº 48.

Diseño de la base de los cilindros acostados S1, S7, S8, sensores fotoeléctricos.

(Fuente propia)

161

8. Esta pieza es el diseño del sensor capacitivo que detecta la presencia del nivel del

líquido de la botella en la fase # 1.

Figura Nº 49.

Planos del sensor capacitivo (S2).

(Fuente propia)

9. Esta pieza es el diseño del sensor capacitivo que detecta la presencia del nivel del

líquido de llenado de la botella en la fase # 1.

Figura Nº 50.

Planos del sensor Fotoeléctrico (S1, S7, S8), M18 Tubular, horizontal.

(Fuente propia)

162

10. Esta pieza es el diseño de la ventosa que va acoplada al cilindro doble efecto C5,

para sujetar la tapa en el punto 1 para llevarla al punto 2, donde el cilindro le dispensa

la tapa a la botella en la fase # 2.

Vista frontal

Vista superior

Figura Nº 51.

Planos de la Ventosa, Modelo VAS.

(Fuente propia)

163

11.Diseño de la válvula 3/2 vías,conectadas a los cilindros C1, C2, de la fase #1, C3

de la fase # 2, C6 y C7 de la fase # 3.

Vista frontal

Vista superior Vista lateral

Figura Nº 52.

Planos de la Válvula 3/2 vías monoestable.

(Fuente propia)

164

12.Diseño delaválvula 5/2 vías, conectada al cilindro simple efecto C5 y al cilindro

sin vástago C4 en la fase # 2.

Vista frontal

Vista lateralVista superior

Figura Nº 53.

Planos de la Válvula 5/2 vías.

(Fuente propia)

165

13. Este es el diseño del cilindrosimple efecto ESN.

Vista lateral

Vista frontal

Figura Nº54.

Planos del cilindro simple efecto ESN.

(Fuente propia)

166

14. Este es el diseño del cilindro simple efecto ESNU de la fase de llenado.

Vista lateral

Vista frontal

Figura Nº 55.

Cilindro simple efecto ESNU

(Fuente propia)

167

4.2.5. OBJETIVOESPECÍFICO #5: Desarrollar la programación para la

automatización del proceso haciendo uso de equipos electros neumáticos.

4.2.5.1. Entradas y Salidas utilizadas en la programación completa de la línea de

llenado, envasado y sellado.

Las entradas y salidas que se van a utilizar en la programación tienen una

identificación en el programa para las entradas tenemos las (I0), para las salidas se

tienen las (Q0), también se indica cuál será su identificación dentro del programa a

realizar.

Todas las válvulas son monoestable, la V1, V2, V3, V6, V7. V8. Son válvula 3/2

vías, y las válvulas V4, V5, son 5/2 vías monoestable.

Se hizo la programación para la automatización del proceso, en un Diagrama Ladder

a mano, luego ese diagrama fue representado en el programa “AUTOMATION

STUDIO 5.0” donde se utilizaron los equipos y dispositivos neumáticos utilizados en

el diagrama, luego se realizó la nueva programación formando todos los diagramas

correspondientes del proceso de llenado, envasado y sellado de botellas.

En el próximo objetivo se observaran los siguientes diagramas. Diagramas de

fuerza, diagramas de control y diagramas neumático.

Tabla Nº 48.

168

Entradas asociadas a la programación del proceso de llenado, envasado y

sellado.

Símbolo Nombre Función que realiza

Start I0.0 Es el encargado de dar el arranque de la línea de


Stop I0.1 Detiene el funcionamiento de la línea de llenado,

envasado y sellado

S1 I0.2 Sensor que se encarga de detener las botellas en la

zona de llenado, fase # 1.

S2 I0.3 Sensor encargado de detectar el nivel de llenado de la

botella

S3 I0.4 Sensor que se le coloca al cilindro C1, en la parte

superior

S4 I0.5

Sensor que se le coloca al cilindro C4, en el punto 1,

donde C5, agarra la tapa con la ventosa y pasa al

punto 2

S7 I0.6 Sensor que se encarga de detener las botellas en la

zona de Dosificación, fase # 2.

St I0.7 Sensor que detecta la existencia de tapas dentro del

sistema

S8 I1.0

Sensor que se encarga de detener las botellas en la

zona de sellado, fase # 3.

Sd I.11

Sensor asociado a la fase # 3, posicionamiento de

tapas en las botellas correctamente

(Fuente Propia.)

Tabla Nº 49.

169

Salidas asociadas a la programación del proceso de llenado, envasado y sellado.

Símbolo Nombre

Función que realiza

B---V1 Q0.0

Activa la electroválvula que hace conmutar el cilindro encargado de detener las botellas en la

zona de llenado, fase # 1. A---V2

Q0.1 Activa la electroválvula asociada al cilindro C1,

que realiza el llenado de las botellas fase # 1. SL Q0.2 Activa el solenoide para el llenado.

C---V3 Q0.3


zona de Dosificación fase # 2. G---V6

Q0.4 Activa la electroválvula que se encuentra asociada a la ventosa para sostener la tapa en la posición 1 y

pasar a la posición 2. D---V4

Q0.5

Activa la electroválvula que hace conmutar el cilindro C4, en la posición 1, donde C5, agarra la

tapa y la sostiene hasta pasar a la posición 2, donde C5, coloca la tapa a la botella, fase # 2.

F---V5 Q0.6

Activa la electroválvula que hace conmutar el cilindro C5 colocando la tapa a la botella.

H---V7 Q0.7


zona de sellado, fase # 3. I---V8

Q1.0 Activa la electroválvula que hace conmutar el

cilindro C7, encargado de sellar las botellas, en la fase # 3.

(Fuente Propia.)

Todas las válvulas son monoestable, la V1, V2, V3, V6, V7. V8. Son válvulas

3/2 vías, y las válvulas V4, V5, son 5/2 vías.

4.2.6. OBJETIVO ESPECIFICO # 6. Simular el proceso diseñado mediante el

uso de herramientas computarizadas.

170

4.2.6.1. Los Diagrama de Fuerza y Diagrama de Control. (Programación), de la

Fase # 1, se realizaron mediante el programa (AUTOMATION STUDIO 5.0):

Figura Nº 56.

(Fuente Propia)

4.2.6.2. Diagrama Neumático de la Fase # 1:

171

Programa utilizado: (AUTOMATION STUDIO 5.0).

Figura Nº 57.

(Fuente Propia)

4.2.6.3. Diagrama de Fuerza y Diagrama de Control. (Programación) Fase # 2:

AB

S3 S4

?

S1

SL

172

Figura Nº 58.

(Fuente Propia)

4.2.6.4. Diagrama Neumatico de la Fase # 2:

EL_MOTORMT

MT

MT

OL1

OL1

OL1

STARTSTOP MCR

OL1

MCR

MCR MT

C

MF1

TON5

G

M5

M6 M9

M7

TON6

S7 ST

TON4 M5 M9

TON4 M8 M9

M4M4

TON5

M6

M7

TON6

M9 D

TON7

TON7 MF2

F

M8

TON8MF1

MF2

TON8

M8

TOFF2

TOFF2

TON4

M6

M9

173


Figura Nº59.

(Fuente Propia)

4.2.6.5. Diagrama de Fuerza y Diagrama de Control. (Programación) Fase # 3:

?

S7

C G

F

S5 S6ST

D

174


Figura Nº60.

(Fuente Propia)

4.2.6.6. Diagrama Neumatico de la Fase # 3:

EL_MOTORMT

MT

MT

OL1

OL1

OL1

STARTSTOP MCR

OL1

MCR

H

TON9 I

TON10

TON9

TON10

TOFF3

M10

MCR MT

M10

TOFF3

S8

S8 Sd

175


Figura Nº 61.

(Fuente Propia)

4.2.6.7. Programación del PLC de todo el proceso.

Cilindro de simple efecto entrada por muelle

IH


?

S8

176

Para programar el autómata (PLC) en este proyecto, utilizaremos el programa

Step7-MICRO/WIN, que es el adecuado para Las CPU de la marca siemens de la

serie S7-200. Se va realizar una programación en cada una de fases con todas las

variables que existen en la programación.

Con objeto de transferir el programa desarrollado al autómata y probarlo, será

necesario conectarlo al ordenador mediante el puerto serie, haciendo uso del cable

proporcionado. Step7-MICRO/WIN es un programa de Siemens Energy&Automation

que nos permite programar los autómatas de la familia S7-200.

EL PLC, utilizado en este proyecto es marca siemens de la serie S7-200, El

autómata S7-200 está constituido por la CPU S7-200 y una serie de módulos de

expansión adicionales, hasta un máximo de 7 módulos en el caso de la CPU 224, que

es la seleccionada en este proyecto.

Programación completa de la línea de llenado, envasado y sellado.

181

4.2.7. OBJETIVO ESPECIFICO # 7: Elaborar prácticas relacionadas con el proceso

industrial para futuras aplicaciones didácticas.

Las prácticas relacionadas con el proceso industrial, se elaboraron con la

finalidad de proporcionarles a los estudiantes de Ingeniería Industrial más

herramientas con mayor aplicación para el logro de sus estudios, en cuanto a procesos

de llenado, envasado y sellado de botellas se refiere, así como el uso de los Autómatas

Programables (PLC) marca Siemens de la serie S7-200 y también acerca de la

Neumática y sus aplicaciones en la Ingeniería Industrial.Estas prácticas buscan que el

estudiante adquiera conocimientos adecuados acerca de los tópicos antes nombrados.

182

PRACTICA Nº 1.

Estudio de la línea de llenado, envasado y sellado de botellas, haciendo uso de

controladores lógicos programables (PLC’s).

Duración: 1 sesión.

Parte 1.Introducción de la línea de Llenado, Envasado y Sellado de Botellas.

Objetiva General:

Explicartodo el funcionamiento de la línea del proceso de Llenado, Envasado y

Sellado de Botellas.


1. Describir todas y cada una de las etapas presentes en la línea de llenado,

envasado y sellado.

2. Explicar la función de los equipos en cada una de las fases de la línea de


PRE LABORATORIO:

Investigar a cerca de los dispositivos presentes en un proceso de llenado,

envasado y sellado de botellas, los cuales son dispositivos neumáticos.

LABORATORIO:

1. Analizar un estudio de todo el proceso, el cual está divido por fases.

183

2. Cuales equipos y dispositivos están presentes en la línea de llenado, envasado

y sellado de botellas.

POST LABORATORIO:

Realizar un informe sobre la práctica con los siguientes ítems:

1. Portada.

2. Introducción.

3. Pre Laboratorio.

4. Laboratorio.

5. Post Laboratorio.

6. Conclusiones.

184

PRACTICA Nº 2.

Estudio de los Autómatas Programables (PLC´s), marca Siemens series S7-200,

224.


Parte 1.Introducción de los PLC´s marca siemens, serie S7-200, 224.

Objetiva General:

Realizar un estudio completo de los PLC´s marca siemens, serie S7-200, 224


1. Explicar y conocer los distintos modelos de las CPU, de la serie S7-200, 224

de la marca siemens.

2. Analizar los módulos de expansión de los Autómatas Programables, marca

Siemens serie S7-200, 224.

PRE LABORATORIO:

1.Investigar y analizar los diferentes tópicos relacionados con autómatas

programables industriales.

LABORATORIO:

1. Explicar, todo lo relacionado con los CPU siemens de la serie S7-200, 224,

especificando los modelos existentes y las diferencias que existen entre ellos.

2. Especificar y explicar las partes y de un PLC siemens, serie S7-200.

185

3. Estudiar los módulos de expansión de entrada y salida de los PLC, para las

CPU siemens de la serie S7-200.

POST LABORATORIO:


1. Portada.

2. Introducción.

3. Pre Laboratorio.

4. Laboratorio.


6. Conclusiones.

186

PRACTICA Nº 3.

Realizar un estudio completo a cerca de la Neumática, Actuadores Neumáticos y

sus aplicaciones en la Ingeniería Industrial.


Parte 1. Introducción a la teoría neumática y actuadores neumáticos.

Objetiva General:

Investigar y desarrollar un estudio completo acerca de laneumática, actuadores

neumáticos y sus aplicaciones en la ingeniería industria l.


1. Conocer los distintos actuadores neumáticos y sus aplicaciones.

2. Describir cada una de las características de los actuadores neumáticos

3. Explicar la función de los Actuadores Neumáticos en un proceso industrial.

PRE LABORATORIO:

1. Investigar a cerca de la neumática y los actuadores neumáticos presentes en

un proceso industrial.

LABORATORIO:

187

1. Explicar todo lo relacionado con los actuadores neumáticos, especificando

las diferencias que existen entre algunos de ellos.

2. Analizar los tópicos de la neumática y los actuadores neumáticos y presentar

una conclusión a cerca de ellos.

POST LABORATORIO:


a) Portada.

b) Introducción.

c) Pre Laboratorio.

d) Laboratorio.

e) Post Laboratorio.

f) Conclusiones.

188

CAPITULO V

EVALUACION ECONOMICA.

5. ANALISIS DE COSTOS Y DISPONIBILIDAD DE EQUIPOS

5.1. COSTOS:

Los costos se pueden definir como el conjunto de elementos que se dan o invierten

a cambio de obtener algo.

Costo de inversión: es la cantidad que el capitalista invierte en el proceso

productivo adquiriendo materiales, contratando mano de obra, maquinaria etc.

Costo de producción: es el que está formado por la materia prima, por la mano de

obra y por los gastos de fabricación y sirve para conocer con exactitud del valor de la

producción, tanto que pasa al almacén de productos terminados como la que se queda

en proceso.

5.2. COSTOS DE LOS EQUIPOS Y DISPOSITIVOS DEL PROYECTO:

La estimación del costo del proyecto tiene como objetivoestablecer un presupuesto

base, que sea el elemento de control del costo total del proyecto. De acuerdo a los

costos de los equipos, dispositivos y accesorios del mismo, se presenta en las

siguientes tablas.

189

Tabla Nº 50.

Bases de acero inoxidable, equipos y dispositivos seleccionados, cantidad y

precios.

Cantidad Descripción artículo Precio unitario

Total

1 MOTOR TRIFASICO 1/2HP, 1800RPM. 1.925,93 1.925,93

1 (PLC’s) SIEMENS, SIMATIC S7-200, CPU

224. 2.538,400 2.538,400

1 SENSOR CAPACITIVO CR30, AUTONIC. 538,50 538,50

3 SENSOR FOTOELECTRICO-M18-CAR-

30XB 448 1.344

10 RACOR RAPIDO QS -1/4-8 40,71 1.628,40

10 RACOR RAPIDO QS -1/8-8 39,32 1.572,80

1 PIEZA DE LLENADO 160 160

2 BASES SENSORICAS DE S1,S2,S8,Sd. 100 200

3 BASE DE CILINDRO ACOSTADO

(C2, C3,C6) 140 420

1 BASE DE SENSOR (S7) 60 60

1 PIEZA DE SELLADO 160 160

1 RECIPIENTE DE METAL

(PARA LAS TAPAS) 80 80

1 GOMA CILINDRICA DE ? =21/2”,

RESISTENTE 40 40

1 BASE METALICA DE SELLADO 30 30

1 BASE SENSORICA DE St 100 100

1 BOQUILLA DE METAL 255 255

1 VALVULA SOLENOIDE 158 158

1 MESA O BANCO DEL PROCESO 1000 1000

TOTAL 12.211,03 (Fuente propia)

190

Tabla Nº 51.

Dispositivos y Accesorios seleccionados, cantidad y precios.

Cantidad Descripción artículo

Precio

unitario Total

19271 1 CILINDRO MAGNET ESNU- 25-

50P-A 915,36 915,36

5103 4 CIL.DE SIMPLE E ESN- 25- 50 P 838,28 3.353,12

163307 1 CILINDRO DOBLE EFECTO

DNC- 32- 50PPV-A 1.776,32 1.776,32

532448 1 ACTUADOR LINEAL

DGC-32-1200- 25.139,31 25.139,31

150462 2 SENSOR INDUCTIV SIEH-M18B-

PO-K-L 1.039,38 2.078,76

197385 60 TUBO FLEXIBLE PUN-H-8X1,25

BL 31,99 1.919,40

197386 60 TUBO FLEXIBLE PUN-H-10X1,5

BL 47,86 2.871,60

158975 1 VENTOSA PLANA S VAS- 40-

1/4-SI 183,39 183,39

9394 1 TOBERA ASPIRADO VAD-1/4 321,04 321,04

153005 40 RACOR RAPIDO QS -1/4-8 40,71 1.628,40

153004 40 RACOR RAPIDO QS -1/8-8 39,32 1.572,80

159631 1 FILTRO REG.C/MA LFR-1/4-D-

MINI 992,74 992,74

SUB-

TOTAL 42.752,24

IVA 5.130,27

TOTAL 47.882,51

(Fuente propia)

191

Tabla Nº52.

Válvulas 5/2 vías seleccionadas, accesorios, cantidad y precios.

Nº

Artículo Cantidad Descripción artículo

Precio

unitario Total

8820 2 ELECTROV.DE IMP JMFH-5-

1/8 1.027,54 2.055,08

4527 4 BOB. MAGNÉTICA MSFG-

24DC/42AC 188,72 754,88

153004 4 RACOR RAPIDO QS -1/8-8 39,32 157,28

11898 1 BLOQUE DE CONEX PRS-

1/8-2 B 639,12 639,12

11539 2 TORNILLO HUECO VT -1/8-

PRSK 108,64 217,28

153008 1 RACOR RAPIDO QS -3/8-10 54,36 54,36

2309 2 SILENCIADOR C/R U -3/8 214,60 429,20

SUB-

TOTAL 4.307,20

IVA 516,86

TOTAL 4.824,06

(Fuente propia)

192

Tabla Nº 53.

Válvulas 3/2 vías seleccionadas, accesorios, cantidad y precios.

Nº

Artículo Cantidad Descripción artículo

Precio

unitario Total

7802 6 ELECTROV.CON MU MFH-

3-1/8 695,70 4.174,20

153004 6 RACOR RAPIDO QS -1/8-8 39,32 235,92

4527 6 BOB. MAGNÉTICA MSFG-

24DC/42AC 188,72 1.132,32

9767 1 LISTON DISTRIBU PAL-1/8-

6 870,63 870,63

2307 6 SILENCIADOR C/R U -1/8 86,21 517,26

8626 6 TORNILLO HUECO VT -1/8 69,35 416,10

153007 1 RACOR RAPIDO QS -1/4-10 49,73 49,73

SUB-

TOTAL 7.396,16

IVA 887,54

TOTAL 8.283,70

(Fuente Propia)

193

Tabla Nº 54.

Dispositivos y Accesorios que inyectan agua.

Nº

Artículo

Cantidad Descripción artículo Precio

unitario

Total

534305 1 VALVULA DE BOLA

VAPB DE ¾” 705,30 705,30

188400 1 ELECTROV. MGTBH 1.250,20 1.250,20

1210034 1 ACTUADOR GIRATORIO 4.916,41 4.916,41

153004 10 RACOR RAPIDO QS-1/8-8 39,32 393,2

193498 1 GENERADOR DE VACIO 994 994

TABLA Nº 55.

Costo total del proyecto.

Nº de

Tablas Descripción artículos

Precio

Total

Nº 50

BASES DE ACERO INOXIDABLE, EQUIPOS Y

DISPOSITIVOS SELECCIONADOS,

CANTIDAD Y PRECIOS.

12.211,03

Nº 51 DISPOSITIVOS Y ACCESORIOS

SELECCIONADOS, CANTIDAD Y PRECIOS. 47.882,51

Nº 52 VÁLVULAS 5/2 VÍAS SELECCIONADAS,

CANTIDAD Y PRECIOS 4.824,06

Nº 53 VÁLVULA 3/2 VÍAS SELECCIONADAS,

CANTIDAD Y PRECIOS 8.283,70

Nº 54 DISPOSITIVOS QUE INYECTAN AGUA.

8.259,11

COSTO TOTAL DE TODO EL PROYECTO 81.460,41

194

CAPITULO VI

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

6.1. CONCLUSIONES.

En el presente estudio se ha implementado un sistema de llenado, envasado y sellado

de botellas, haciendo uso de controladores lógicos programables, aplicando los

conocimientos adquiridos durante el proceso de formación profesional, que permite

tener una visión adecuada y práctica de las diferentes etapas que se tienen en el

proceso.

Como se puede comprobar el presente proyecto involucra conocimientos de varias

materias del área de Ingeniería Industrial e Ingeniería Eléctrica como son: Control de

Procesos y Plantas Industriales, Mandos Neumáticos, Instrumentación,

Electrotecnia, Automatización I y II.

Una vez contabilizado los resultados de cada pregunta del cuestionario, nos

permite llegar a la conclusión, de que este proyecto representa un beneficio para los

estudiantes de Ingeniería Industrial.Ya que en el análisis se observa que la mayoría de

los estudiantes desconoce de lo que son los Proceso Industriales, Automatización,

Sistemas Neumáticos, y de los manejos de los programas.Se les debe proporcionar a

los estudiantes más herramientas,con mayor aplicación para el logro de sus estudios,

sobre los temas antes mencionados, ya que no existe ninguna materia relacionada

directamente con esas áreas.

Con respecto al objetivo específico 2. La metodología empleada en el proyecto,

servirá como guía en el desarrollo de procesos industriales, específicamente en los de

195

llenados, envasados y sellados de botellas. Se deben separar en fases para que nos

permita seleccionar de manera adecuada para un mejor funcionamiento.

Se concluye que este proceso se adapta a cualquier tipo de llenados de líquidos como:

Agua, cloro, jugo, desinfectantes, leche, gaseosas, vinos, etc. El envase no varía, solo

se modifica el tamaño.

Luego de elaborar el proceso industrial, se identificaron los equipos y dispositivos

para cada uno de las piezas que conforman el proceso de llenado, envasado y sellado

de botellas como por ej.Cilindros, sensores, racores, mangueras, válvulas, motor,

unidad de mantenimiento, autómata programable.

De acuerdo al objetivo específico 4, se realizaron los planos de cada pieza con sus

vistas correspondientes, siguiendo las normas establecidas en el dibujo mecánico

haciendo uso del programa AUTOCAD 2007.

Con respecto al objetivo específico 5, tenemos que no siempre se cuenta con los

recursos necesarios para realizar el proyecto, existiendo dificultades para conseguir

los programas, tanto para la automatización como para la programación del PLC. Se

realizó la programación para la automatización del proceso, en un diagrama ladder a

mano, luego fue representado en el programa “AUTOMATION STUDIO 5.0” donde

se utilizaron los equipos neumáticos necesarios para la programación. La

programación del PLC, se realizó a través del software MicroWin.

Concluyendo con el objetivo 6, la programación fue realizada mediante el programa

“AUTOMATION STUDIO 5.0”, para realizar la simulación del proceso de llenado,

envasado y sellado de botellas, dicha programación fue representada en diagramas de

fuerzas, diagramas de control y diagramas neumáticos.

196

En ausencia de guías y material de apoyo, se elaboraron 3 practicas con sus

respectivos resultados, para ser utilizadas por los estudiantes de ingeniería, yde esta

manera adquieran los conocimientos adecuados sobreuna línea de llenado, envasado y

sellado de botellas, así como el uso de los PLC´sde la marca Siemens serie S7-200y a

cerca de la Neumática, Actuadores neumáticos y sus aplicaciones, en el transcurso de

la carrera de Ingeniería Industrial.

A lo largo de esta investigación se conocieron las aplicaciones más usuales a las que

se someten estos temas, tanto de Automatización como de neumática y de esta

manera tener el conocimiento tanto teórico como práctico, ya que de esta forma los

temas serán más fáciles de comprenderlos.

En lo que actuadores neumáticos se refiere, se concluye que los mismos, son

elementos importantes en la neumática, ya que como se vio en el marco teórico, es

una estructura de un sistema neumático.

En éste proyecto, aprendimos la importancia de conocer los actuadores, junto con su

simbología, pues bien, estos símbolos, explican una gran nomenclatura, el cual nos

ayuda identificar la estructura de un actuador, se fueron desmenuzando conceptos y

se mostraron esquemas que nos ayudan a entender el proceso aunque es complejo,

podemos decir que es sencillo, con sus simbologías, y son muy importantes en

materia de la neumática, ya que son la estandarización de la simbología de la

neumática, debemos tener en cuenta toda la simbología para armar un circuito.

197

6.2. RECOMENDACIONES.

Previo a la utilización del sistema de llenado, envasado y sellado de botellas, se deben

leer los manuales instructivos de operación y mantenimiento, de tal manera que se

realicen las acciones apropiadas para el buen funcionamiento del sistema y evitar

daños en los dispositivos y equipos utilizados en el proceso.

Se sugiere a futuros tesistas que realicen la metodología planteada en el proyecto, en

cuanto al desarrollo de un proceso automatizado, ya que actualmente es lo que se está

desarrollando en casi todas las empresas e industrias a nivel mundial.

Se recomienda ser cuidadoso con todas las conexiones realizadas en el laboratorio

con respecto al proceso, para evitar cualquier avería sobre las prácticas y los

programas instalados.

Como una recomendación especial, se debería incentivar a la Universidad y Centros

Locales, que se estudie la posibilidad de anexar la materia AUTOMATIZACION en

el pensum de estudio como una electiva con mayor peso, para que los estudiantes se

incentiven por las unidades de crédito y la seleccionen.

Se recomienda hacer un mantenimiento preventivo periódico de todas las

computadoras donde se encuentran instaladas las practicas didácticas de todo el

proceso industrial, para que se mantengan sin ningún problema; inclusive cuando las

practicas del proceso no haya estado en funcionamiento, debido a que el ambiente

que existe en la Universidad, con los estudiantes que algunos sin saber cómo es el

funcionamiento de las practicas, las utilizaran y sin querer se borraran algunas cosas y

pueden llegar a causar anomalías en el proceso de llenado, envasado y sellado.

198

RERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.

LIBROS Y MANUALES:

1. Universidad Nacional Abierta. (1984). Técnicas de documentación e

investigación I.

(6a ed.). Caracas: Autor.

2.HURTADO, Jacqueline (2007). Metodología de la Investigación

Holística.Caracas, Ediciones Quirón, Quinta Edición.

3.“Proyecto de Automatización y Mejoras del Área Productiva en una Industria

de Pinturas”. (María Carolina Ferreira F, Diciembre 2004).

4.Revista de Ciencia Política / VOLUMEN XXIV / N°1 / 2004 / 237 – 239

Recensiones Held, David y Anthony McGrew. 2003. Globalización /

Antiglobalización. Sobre la reconstrucción del orden Mundial. Paidós, 186 pp.

5. Gómez, E. y Rachadel, F. (2003). Plantas Industriales. Valencia: Universidad de

Carabobo.

6.“Diseño e implementación de un sistema Automatizado de control de la

producción en una empresa colchonera ONDAFLEX” (Norky Jardines, Diciembre

1999).

7.DU SAIRE O, Martín A. (2004). Reingeniería de la línea de envasado de l

laboratorio de Automatización Industrial para ser utilizada como soporte

didáctico, Venezuela, Universidad de Carabobo.

199

8. SIEMENS SIMATIC, Sistema de automatización S7200, Manual del sistema.

9.“Rediseñar la planta piloto de llenado y envasado para su utilización en nuevas

experiencias prácticas en el Laboratorio de Automatización Industrial II.” (Luis

Patiño, Carmen Símancas., 2007-2008),

10. DEL RAZO, Hernández Adolfo, "Sistemas Neumáticos e Hidráulicos : Apuntes

de Teoría" Editorial: U.P.I.I.C.S.A, México D.F., 2001.

11. DEPPERT W. / K. Stoll. "Aplicaciones de Neumática" Ed. Marcombo. España,

Barcelona. P.p. 54-56, 87, 104 – 105, 124 – 129.

12. DEPPERT W. / K. Stoll. "Dispositivo Neumáticos" Ed. MarcomboBoixareu.

España, Barcelona. Pag: 8.

13. BOLAÑO L, Nayarí C y SIERRALTA C, Argenis L. (2000). Los controladores

lógicos programables en la enseñanza de la Automatización Industrial,

Venezuela, Universidad de Carabobo.

14. Programas de Computación.

-Microsoft Office Project 2007.

-Microsoft Office Word 2007.

-AutomationStudio 5.0.

-AutoCAD. 2007.

200

PAGINAS WEB.

15. Sistemas de la Dosificación.

Guía técnica ainia de envases y embalaje.

http://www.guiaenvase.com/bases%5Cguiaenvase.nsf/V02wp/55C1539B41E9E38BC

1256F250063FA82?Opendocument).

16. Objetivos de la automatización.

(http://www.sc.ehu.es/sbweb/webcentro/automatica/WebCQMH1/PAGINA%20PRI

NCIPAL/Automatizacion/Automatizacion.htm).

(http://www.quiminet.com/articulos/que-es-la-automatizacion-27058.htm).

17. Ventajas de aplicar automatización a un proceso.

(http://www.rocatek.com/forum_automatizacion_industrial.php).

18. Proyecto Factible.

http://tesisyalgomas.blogspot.com/2007/08/modelo-de-tesis-proyecto-factible.html

(Consulta: 2008, Septiembre 14)

http://www.mistareas.com.ve/ProyecoFactible.htm

19. Autómatas Programables (PLC’s) y sus usos.

(http://galia.fc.uaslp.mx/~cantocar/automatas/PRESENTACIONES_PLC_PDF_S/4_

EL_PLC.PDF).SIMATIC SIEMENS MANUAL.

201

hthttp://www.automatas.org/siemens/s7-

200.htmtp://www.automation.utomatastr:galeón.com/a-actuador.htm).

20.Tipos de automatismos.

Definición y tipos de automatismos eléctricos |

Suite101.nethttp://suite101.net/article/definicion-y-tipos-de-automatismos-electricos-

a47876#ixzz1zHye0Rss.

21.Partes de un Autómata Programable y Componentes de un PLC’s.

(http://galia.fc.uaslp.mx/~cantocar/automatas/PRESENTACIONES_PLC_PDF_S/4_

EL_PLC.PDF).

22.Investigación Aplicada.

http://www.foroswebgratis.com/mensaje-tipo_y_diseno_de_la_investigacion

aplicada-46285-297354-1-884994.htm

(Consulta: 2008, Septiembre 14)

23. Cortes y partes de un cilindro de simple efecto.


24. Cilindro simple efecto ESNU).

(http://www.festo.com/pnf/es-ve_ve/products/catalog).

25. Cilindro simple efecto ESN).

http://www.festo.com/pnf/es-ve_ve/products/catalog

202

26. Corte de un cilindro de doble efecto.


27. Cilindro doble efecto DNC).


28. Vistas en secciones del cilindro doble efecto DNC).


29. Sistema trifásico de un motor.

(http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_trif%C3%A1sico)

30.Partes de un sensor inductivo.


31. Corte de un Sensor fotoeléctrico.

(http://html.rincondelvago.com/tipos-de-sensores.html).

32. Tipos de Sensores.

(http://www.google.co.ve/search?q=imagenes+de+sensores+festo&hl=es-

419&prmd=imvns&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=rsAAUJ_dOcOe6AG

1y5nJBg&sqi=2&ved=0CFYQsAQ&biw=1024&bih=572)

32. Clasificación de las válvulas según su aplicación.

203

http://automatastr.galeon.com/a-valvulas.htm

www.burkert.com/products_data/datasheets/DS0590-Standart-ES-ES-Pdf.

www.festo-didactic.com/int…/Válvulas/ ?..

33. Válvula de Globo.


34. Válvulas de Bola.


35. Válvulas de corredera.

(http://www.sapiensman.com/neumatica/neumatica18.htm)

36. Válvula 5/2 vías y sus posiciones.


37. Válvula 5/2, monoestable).

(Fuente: http://www.festo.com/pnf/es-ve_ve/pro)

38. Válvulas 3/2 vías y sus posiciones.

(http://guindo.pntic.mec.es/~crangil/neumatica.htm).

39. Válvulas 3/2 Vías MFH_TIGER_Classic.

204

(http://www.festo.com/rep/es-mx_mx/assets/MFH_TIGER_Classic_1612u.jpg)

40. Tipos de Relés.

Relés son disponible en: Simbología electrónica/símbolos electrónicos.

http://www.Simbologia-electronica.com/simbolos_electronicos/reles.htm.

41. Ventosa de silicón 07177).

(http://www.google.co.ve/#hl=es-419&sclient=psy-

ab&q=imagenes+de+ventosas++festo&oq=imagenes+de+ventosas++festo)

42. Partes de un PLC, de la serie S7-200.

(http://isa.uniovi.es/docencia/ra_marina/cuatrim2/Temas/s7200.pdf).

43. Micro PLC S7-200, características más importantes.


44. Cilindro sin Vástago).

(http://www.festo.com/cat/esve_ve/data/doc_es/PDF/ES/DGC_ES.PDF)

45. Tablas # 7 y 8, Características técnicas comunes de las CPU.


46. Tablas # 9 y 10. Tabla comparativa y módulos de ampliación.

205


47. Unidad de filtro y regulador LFR-1/4-D-MIDI)


48. Tablas # 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 37, 38,39,40,

41, 42, 43, 44, 45, 46, 47. Características de los equipos y dispositivos.


49. Tablas # 31, 32, Características de sensores inductivos SIEH-M18B-PO-K-L

#150462.

http://www.festo.com/pnf/es-ve_ve/products/catalog?action=family&key=N_050000

50. Características de sensores Ópticos, M18 Tubular Type, ReflexType, Modelo

CDR- 30XB.

Empresa: SEQUIN VALENCIA C.A. Rif: J-30527156-9).

51 Bandas Transportadora.

http://es.wikipedia.org/wiki/cinta_transportadora.

52. Autómatas Programables (PLC’s).

SIMATIC SIEMENS MANUAL.

206

APENDICES.

APENDICE A. Explicación de la Programación completa de todo el proceso de

Llenado, envasado y sellado de botellas: Fase # 1, Fase # 2, Fase # 3.

Se tiene un pulsador de arranque mediante el cual se pone en marcha el proceso, el

cual es representado por (START) y otro pulsador de parada para detener el mismo,

representado por (STOP). Cuando arranca el sistema y se enciende el motor, la banda

transportadora comienza a girar haciendo que la botella llegue a la posición de

llenado, luego se activa el relé (B), que hace que conmute la válvula (V2) y salga el

vástago del cilindro (C2) que detiene la botella.

Luego que la botella está en la posición de llenado (S1)y el vástago del cilindro (C1)

de la pieza de llenado esta retraído (S3), espera 4 seg (TON1), y se cierra el contacto

del temporizador luego activa el relé (A), que hace que conmute la válvula (V1), y

baja el vástago del cilindro de llenado, luego se enclava A con un relé (M3).

Luego si la botella en posición (S4), y baja el vástago del cilindro de llenado, se

esperan 4 seg (TON2), y luego se cierra el contacto (TON2) y activa la válvula de

agua (SL), luego se comienza a llenar la botella. Si la botella está en la zona (S1) y el

vástago del cilindro de llenado (C1) esta abajo (S4), y está llena la botella se activa el

sensor (S2) que detecta el nivel de llenado de la botella, (M1) abre la línea 6 y apaga

(S1), se esperan 4 seg (TON3),luego de esperar los 4 seg el contacto se cierra y activa

(TOFF1), simultáneamente (TOFF1), quita energía a (B), lo que hace que se retraiga

(C2), quita energía a (A) y en la pieza de llenado, da 4 seg hasta que salga la botella.

(Esto se hace activando el relé M2).

Al encender el sistema el cilindro sin vástago (C4), se coloca en la posición 1, luego

se activa (D) haciendo que conmute la válvula (V4), si la botella está en la posición

207

(S7) y además existen tapas que dosificar (ST), se detiene la botella en la zona de

dosificación, se activa el relé ©, que conmuta la válvula (V3), haciendo que salga el

vástago del cilindro (C3) y detiene la botella se esperan 4 seg (TON4), la botella está

en la posición 1, se activa (MF1) y se esperan 4 seg (TON5), luego se activa el relé

(F) que conmuta la válvula ( V5) haciendo que salga el vástago del cilindro(C5) que

tiene la ventosa y baje.

Luego se activa el relé (G) que conmuta la válvula (V6), si la botella está en la

posición (S7), está en la posición 1 y pasan 4 seg, se activa la ventosa y agarra la tapa

se enclava el relé (M4) para que la tapa quede agarrada, se esperan 4 seg(TON6), y

se activa el relé (D) que conmuta la válvula (V4), se enclava (TON7), se activa

(MF2), y se enclava (TON7) y se esperan 4 seg, se activa MF1 Y MF2, para luego

activar el relé (F), que conmuta la válvula (V5), y pasa el cilindro (C5), a la posición

2, donde se encuentra la botella en la zona determinada para que el cilindro coloque

la tapa, luego se espera 4 seg (TON8), el contacto se cierra y se activa (TOFF2).

Luego de esperar los 4 seg, la botella sale y llega a la posición de sellado, donde se

encuentra el sensor (S8), y la botella con tapa (SD), luego se activa el relé (H), que

conmuta la válvula (V7), haciendo que salga el vástago del cilindro (V7) y detiene la

botella, se enclava (TON9), si la botella con tapa,está en la posición de sellado se

espera 4seg (TON9), se activa el relé (I), y hace que conmuta la válvula (V8), luego

se espera 4 seg y el vástagodel cilindro (C7) baja y sella la botella, se espera 4 seg

para que la botella salga de esa zona.

208

APENDICE B. Diagrama de Fuerza y Diagrama de Control de l Proceso

completo.

EL_MOTORMT

MT

MT

OL1

OL1

OL1

STARTSTOP MCR

MCR

MCR MT

B

TON1

TON1

M3 M3

A

TON2

TON2 M1 SL

S2 M1

TON3

TON3 TOFF1

TOFF1 M2

S3

S4

S4

S1

S1

S1

S1

M2

M2

OL1

H

TON9 I

TON10

TON9

TON10

TOFF3

M10

M10

TOFF3

S8

S8 Sd

C

MF1

TON5

G

M5

M6 M9

M7

TON6

S7 ST

TON4 M5 M9

TON4 M8 M9

M4M4

TON5

M6

M7

TON6

M9 D

TON7

TON7 MF2

F

M8

TON8MF1

MF2

TON8

M8

TOFF2

TOFF2

TON4

M6

M9

209

APENDICE C: Diagrama Neumático de todo el Proceso.

Zona de dosificación ventosa

Zona de llenado Zona de sellado

AB

S3 S4

?

S1

S L


IH


?

S8

?

S7S7

C G

F

S5 S6ST

D

210

APENDICE D:Pasos a seguir para el programa de Automation Studio 5.0,

utilizados para dibujar y simular circuitos hidráulicos y neumáticos de un

proceso.

D.1. Inicio del Programa.

Para comenzar, se inicia el programa Automation Studio 5.0, luego de que éste

carga, es necesario configurar el programa para trabajar de acuerdo las necesidades de

espacio e impresión, como se muestra en la figura:

Figura Nº 62.

Opciones de configuración y aplicación.

Breve manual de Automation Studio 5.0

211

Figura Nº 63.

Opciones de configuración, editor.


Luego de esto, se crea el proyecto nuevo ubicándolo en la carpeta deseada, este

puede tener más de un esquema, es decir, hoja para dibujar y simular un circuito, ya

sea eléctrico o neumático. Posteriormente se carga la librería principal, en esta se

encuentran los modelos de dispositivos que utiliza en programa, en las siguientes

figuras se muestran las diferentes herramientas de la librería:

212

Figura Nº64.

Biblioteca.


Figura Nº 65.

Librería de actuadores neumáticos.


213

Al pasar el cursor sobre alguna de las gráficas que muestra la biblioteca, se

visualiza en mayor tamaño el elemento, para incluirlo en el esquema, se debe arrastrar

hacia la hoja.

Figura Nº 66.

Librería de electroválvulas.


214

Figura Nº 67.

Librería de dispositivos eléctricos.

Figura Nº 68.

Librería de elementos LADDER.


D.2. Construyendo el Circuito.

Una vez que se tengan en la hoja de esquema los diferentes dispositivos para

armar el circuito neumático, y si se prefiere el modelo eléctrico y el modelo de

215

programa, se conectan entre si los actuadores con las válvulas y los diferentes

elementos, por ejemplo los sensores, al incluirlos dentro del esquema piden que se les

asigne un nombre, que será su variable como se explica más adelante.

Los elementos se conectan de acuerdo a su naturaleza, por esta razón no se pueden

conectar elementos eléctricos a cilindros, ni elementos de lenguaje LADDER a

electroválvulas, finalizando la conexión se puede verificar si los componentes

deseados son los que están en el esquema, en caso de no ser así, se pueden modificar,

tanto en la posición inicial, nombre y/o valor, dependiendo de lo que se modifique; en

las figuras 7, 8, 9, 10 y 11 se muestran las opciones de modificar la válvula de 5/3

para el carro longitudinal de la bandeja, esta interfaz es común para los demás

elementos.

Una vez se tienen los elementos modificados, se crean las variables, responsables de

enlazar los circuitos eléctricos, neumáticos y el programa escalera, en las figura 12,

13, 14, 15 y 16 se muestran la creación de estas variables y las diferentes operaciones

que se pueden llevar a cabo en relación con éstas.

Figura Nº 69.

Elemento seleccionado.


216

Figura Nº 70.

Propiedades de la válvula.


217

Figura Nº 71.

Configurador para modificar la válvula.


Para modificar la válvula, se selecciona el signo de interrogación, luego de esto

se selecciona la parte que se quiere adicionar, también si se le quiere suprimir alguna

parte del componente.

218

Figura Nº 72.

Configuración de partes de la válvula.

Figura Nº 73.

Cuadro de variables del elemento.


219

Figura Nº 74.

Herramientas para administrar variables.

(Breve manual de Automation Studio 5.0)

Figura Nº 75.

Ventana de administración de variables

(Breve manual de Automation Studio 5.0)

221

ANEXO 1. DIAGRAMA DE GANT

222


INGENIERÍA INDUSTRIAL

CENTRO LOCAL CARABOBO

PRÁCTICAS RELACIONADAS CON EL PROCESO INDUSTRIAL,

PARA FUTURAS APLICACIONES DIDÁCTICAS.

INTEGRANTE:

PEREZ P. FLOR L.

CI: 8167329

VALENCIA 2MARZO DEL 2013.

223




PRACTICA Nº 1.

ESTUDIO DE LA LÍNEA DE LLENADO, ENVASADO Y SELLADO DE

BOTELLAS, HACIENDO USO DE CONTROLADORES LÓGICOS

PROGRAMABLES (PLC’S).


Parte 1. Introducción a la línea de Llenado, Envasado y Sellado de Botellas.

Objetiva General:

Explicar todo el funcionamiento de la línea del proceso de llenado, envasado, y

sellado de botellas.


1. Describir todas y cada una de las fases presentes en la línea de llenado,

envasado y sellado.

2. Explicar la función de los equipos en cada una de las fases de la línea de


224

Pre laboratorio:

1. Investigar a cerca de los dispositivos presentes en un proceso de llenado,


Laboratorio:


2. Cuales equipos y dispositivos están presentes en la línea de llenado, envasado

y sellado de botellas.

Post laboratorio:


1. Portada.

2. Introducción.

3. Pre Laboratorio.

4. Laboratorio.


6. Conclusiones.

225

RESULTADOS DE LA PRÁCTICA Nº 1:

Parte I.

Pre laboratorio:

1.Investigar a cerca de los dispositivos presentes en un proceso de llenado,


Los dispositivos presentes en un proceso de llenado, envasado y sellado de botellas,

son los siguientes:

1. Cilindros.

Cilindros Neumáticos e Hidráulico.

Los cilindros neumáticos o hidráulicos son ejemplos de actuadores lineales.

También son los que permiten el desplazamiento de un embolo a través de la

aplicación de presión por medio de uno de sus extremos, dependiendo del

movimiento requerido.

Los más empleados y usados en la neumática son varios tipos de cilindros:

a) Cilindros de simple efecto.

b) Cilindro de doble efecto.

1.1.Cilindro de Simple Efecto.


realizar trabajos más que en un sentido. El vástago retorna por el efecto de un muelle

incorporado o de una fuerza externa.

226

El resorte incorporado se calcula de modo que haga regresar el émbolo a su

posición inicial a una velocidad suficientemente grande.En los cilindros de simple

efecto con muelle incorporado, la longitud de éste limita la carrera. Por eso, estos

cilindros no sobrepasan una carrera superior de 100 mm.

Loscilindros de simple efecto, generan un movimiento rectilíneo (carrera del

émbolo) que puede ser de avance y de retroceso. En este tipo de cilindro, el aire

comprimido sólo actúa sobre una de las caras del émbolo, y por tanto, sólo se puede

producir trabajo en un sentido de carrera del émbolo. Se utilizan principalmente para

sujetar, expulsar, apretar, levantar, y alimentar.

1.2. Cilindro de Doble Efecto.

Los cilindros de doble efecto se emplean especialmente en los casos en que el

émbolo tiene que realizar una misión, también al retornar a su posición inicial. En

principio, la carrera de los cilindros no está limitada, pero hay que tener en cuenta el

pandeo y doblado que puede sufrir el vástago salido. La fuerza ejercida por el aire

comprimido anima al émbolo, en cilindros de doble efecto, a realizar un movimiento

de traslación en los dos sentidos. Se dispone de una fuerza útil tanto en la ida como

en el retorno.

El cilindro de doble efecto genera un movimiento rectilíneo. Este tipo de cilindro

puede producir trabajo en los dos sentidos de carrera del embolo, ya que posee dos

tomas de aire comprimido, situado a ambos lados del embolo.

2.Sensores:

Un sensor o captador, como prefiera llamársele, no es más que un dispositivo

diseñado para recibir información de una magnitud del exterior y transformarla en

otra magnitud, normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y

manipular.

227

Un sensor es un dispositivo para detectar, medir y señalar una condición de

cambio de distancia, tamaño o color, de frecuencia. Una condición de cambio, se trata

de la presencia o ausencia de un objeto o material. Los sensores posibilitan la

comunicación entre el mundo físico y los sistemas de medición y de control, tanto

eléctricos como electrónicos.

También es un dispositivo que funciona cuando transforma energía de un tipo y

da energía de otro tipo distinta, la energía transformada puede ser de origen físico,

químico o biológico. Los sensores pueden ser de diferentes tipos: temperatura,

intensidad luminosa, distancia, aceleración, desplazamiento, presión, fuerza,

humedad, etc.

2.1. Tipos de sensores:

1. Sensores de presión.

Los sensores de presión están basados en tecnología piezoresistiva, combinada

con micro controladores que proporcionan una alta precisión, independiente de la

temperatura, y capacidad de comunicación digital directa con PC.

2. Sensores de PistoneoPiezo Eléctrico.

Estos sensores van colocados sobre el bloc motor, percibe las vibraciones

ocasionadas por el pistoneo, generando una señal de corriente continua, que al ser

recibida, está la procesará y ordenará el atraso correspondiente del encendido, que

será constante o progresivo, según la frecuencia con que reciba la señal.

3. Sensores de proximidad Inductivos.

Los sensores inductivos poseen una zona activa próxima a la sección extrema

228

del inductor, que está estandarizada por normas para distintos metales. Tienen una

distancia máxima de accionamiento, que depende en gran medida del área de la

cabeza censora (bobina o electrodo), a mayor diámetro, mayor distancia máxima; en

relación a la distancia real de accionamiento. Cuando un metal es acercado al campo

magnético generado por el sensor de proximidad, éste es detectado.

Los sensores inductivos consiste en un dispositivo conformado por:

a) Una bobina y un núcleo de ferrita.

b) Un oscilador.

c) Un circuito detector (etapa de conmutación).

d) Una salida de estado sólido.

El oscilador crea un campo de alta frecuencia de oscilación por el efecto

electromagnético producido por la bobina en la parte frontal del sensor centrado con

respecto al eje de la bobina. Así, el oscilador consume una corriente conocida. El

núcleo de ferrita concentra y dirige el campo electromagnético en la parte frontal,

convirtiéndose en la superficie activa del sensor.

4. Sensores Capacitivos.

Un sensor capacitivo es adecuado para el caso de querer detectar un objeto no

metálico, los sensores capacitivos también detectan el nivel del líquido son llamados

control de nivel. Para distancias superiores a los 40 mm es totalmente inadecuado el

uso de este tipo de sensores, siendo preferible una detección con sensores ópticos o de

barrera.

Los sensores capacitivos funcionan de manera similar a un capacitor simple.Como su

nombre indica, están basados en la detección de un cambio en la capacidad del sensor

provocado por una superficie próxima a éste.

Constan de dos elementos principales; por un lado está el elemento cuya capacidad se

229

altera (que suele ser un condensador formado por electrodos) y por otra parte el

dispositivo que detecta el cambio de capacidad (un circuito electrónico conectado al

condensador). Este tipo de sensores tienen la ventaja de que detectan la proximidad de

objetos de cualquier naturaleza; sin embargo, hay que destacar que la sensibilidad

disminuye bastante cuando la distancia es superior a algunos milímetros. Además, es

muy dependiente del tipo de material.

5. Sensores Fotoeléctricos.

El sensor fotoeléctrico, tiene la fuente de luz y el receptor en un mismo cuerpo. La

luz emitida por la fuente viene reflejada de forma difusa por el objeto detectado. Una

parte de este reflejo retorna al receptor y con ello se conmuta la salida al excederse

una determinada intensidad. Así la textura y el color de la superficie del objeto tienen

una gran influencia en la detección de objetos. La reflectividad de la superficie del

objeto a detectar afecta la distancia sensiblemente, así se debe especificar un factor de

corrección. Generalmente se recomienda una prueba de aplicación al objeto

específico a efectuar en las condiciones de ambiente, como son la suciedad y la

humedad, para determinar el sensor óptimo que requiere el proceso.

3. Válvulas Neumáticas:

Una válvula neumática es un elemento de regulación y control de la presión y el

caudal del aire a presión. Este aire es recibido directamente después de su generación

o sino después de un dispositivo de almacenamiento.

Estos elementos permiten dirigir, distribuir o pueden bloquear o detener el paso del

aire comprimido par accionar los elementos de trabajos(los actuadores).

Cuando se habla de la función de la válvula nos referimos a la variedad de

posiciones de la válvula. Según la distribución del aire se encuentran válvulas de 2/2,

230

3/2, 4/2, 5/2, 3/3, 4/3 y 5/3. El primer digito numérico indica el número de vías de

entradas, salidas y descargas mientras que el segundo digito numérico indica el

número de posiciones. Existen tres tipos de válvulas según la aplicación.

3.1. Clasificación de las válvulas según su aplicación.

a) Direccionales.

b) Reguladoras de Caudal.

c) Reguladoras de Presión.

Válvulas direccionales.

Estas unidades permiten iniciar, parar y dirigir el fluido del aire a través de las

diferentes conducciones de la instalación para hacer posible el control de los

diferentes actuadores (motores y cilindros), se pueden clasificar según la distribución

en 2/2, 4/2 y 4/3.

Válvulas reguladoras de caudal.

Son mecanismos que permiten reducir la velocidad y caudal del aire comprimido para

el correcto funcionamiento de los actuadores, además se acopla un anti retorno con el

fin de que el aire circule en un solo sentido evitando así grandes problemas que se

pueda generar en el sistema.

Válvulas reguladoras de presión.

Estas válvulas permiten regular la presión que va hacia los actuadores, según la

aplicación las válvulas pueden ser reguladoras de presión, limitadoras de presión y de

secuencia.

231

3.2. Tipos de válvulas y sus aplicaciones.

Existen muchos tipos diferentes de válvulas en el mundo, pero las válvulas

manuales más típicamente utilizadas en sistemas de vapor son las de globo, bola,

compuerta y mariposa.

a) Válvulas de globo.

b) Válvulas de bola o de Asiento.

c) Válvulas de corredera.

d) Válvulas de mariposa.

Válvulas de Globo.

La válvula de globo es adecuada para utilizarse en una amplia variedad de

aplicaciones, desde el control de caudal hasta el control abierto-cerrado (On-Off).

Cuando el tapón de la válvula está en contacto firme con el asiento, la válvula está

cerrada. Cuando el tapón de la válvula está alejado del asiento, la válvula está abierta.

Por lo tanto, el control de caudal está determinado no por el tamaño de la abertura en

el asiento de la válvula, sino más bien por el levantamiento del tapón de la válvula (la

distancia desde el tapón de la válvula al asiento), este tipo de válvula se utiliza en la

posición parcialmente abierta, hay pocas posibilidades de daños al asiento o al tapón

por el fluido.

Válvulas de Bola o Asiento.

Las válvulas de bola, ofrecen muy buena capacidad de cierre y son prácticas porque

para abrir y cerrar la válvula es tan sencillo como girar la manivela 90°. Se pueden

hacer de 'paso completo', lo que significa que la apertura de la válvula es del mismo

tamaño que el interior de las tuberías y esto resulta en una muy pequeña caída de

presión. Otra característica principal, es la disminución del riesgo de fuga de la

232

glándula sello, que resulta debido a que el eje de la válvula solo se tiene que girar

90°.

Válvulas de Corredera.

En estas válvulas, los diversos orificios se unen por medio de una corredera de

embolo, una corredera plana de embolo o una corredera giratoria, consiste en un

cuerpo que en su interior contiene una parte móvil y una serie de pasajes internos. La

parte móvil puede desconectar o comunicar entre sí, de diversas formas a estos

pasajes internos. Su funcionamiento en un émbolo cilíndrico que se desplaza

axialmente y reparte el flujo de aire a las distintas conexiones. En este tipo de válvula

se requiere de un pequeño esfuerzo para la conmutación de sus vías, pero como

aspecto negativo se tiene que es sensible a la suciedad y la mayoría de sus piezas

están sometidas a desgaste por rozamiento.

Válvulas de control.

En principio, y para aquellos que se pregunten ¿qué es una válvula de control?, la

respuesta general debería ser “toda aquella válvula que controla el paso de

unfluido”. ¿A que nos referimos como “control”?, usualmente se hace referencia a la

regulación, o modulación, del paso de un fluido por la válvula, implicando que ésta

esté abierta en cierto porcentaje diferente a 0% o 100% de la carrera. La válvula

regula, o modula, su apertura para influir en el paso del fluido.

4. Electroválvulas Neumáticas:

Una electroválvula es un dispositivo diseñado para controlar el flujo de un fluido a

través de un conducto, como por ej. Una tubería.

233

Las electroválvulas son mecanismos que están constituidas del solenoide y la

válvula. El solenoide se encarga de convertir la energía eléctrica en mecánica para

actuar sobre la válvula, en algunas electroválvulas el solenoide actúa directamente

sobre la válvula proporcionando toda la energía necesaria para vencer la fuerza del

muelle y abrir la válvula. Existen electroválvulas biestables que utilizan un solenoide

para abrir y otro para cerrar o con un solo solenoide que abre o cierra con un impulso

eléctrico. Las electroválvulas se encuentran normalmente cerradas o normalmente

abiertas quedando en su estado original a cualquier fallo de energía eléctrica.

Hay electroválvulas que en lugar de abrir y cerrar lo que hacen es conmutar la

entrada entre dos salidas. Este tipo de electroválvulas a menudo se usan en los

sistemas de calefacción por zonas, lo que permite calentar varias zonas de forma

independiente utilizando una sola bomba de circulación

4.1. Comoestá constituida una Electroválvula.

Una electroválvula está constituida en dos partes fundamentales:

a) El solenoide

b) La válvula.

El solenoide , convierte energía eléctrica en energía mecánica para actuar la válvula.

En algunas electroválvulas el solenoide actúa directamente sobre la válvula

proporcionando toda la energía necesaria para su movimiento.

La válvula, se mantiene cerrada por la acción de un muelle y que el solenoide la abra

venciendo la fuerza del muelle. Esto quiere decir que el solenoide debe estar activado

y consumiendo potencia mientras la válvula deba estar abierta.

234

Las electroválvulas pueden ser cerradas en reposo o normalmente cerradas lo

cual quiere decir que cuando falla la alimentación eléctrica quedan cerradas o bien

pueden ser del tipo abiertas en reposo o normalmente abiertas que quedan abiertas

cuando no hay alimentación.

4.2. Válvulas 5/2 vías.

Ejemplo de una válvula 5/2, la válvula tiene 5 vías y 2 posiciones, cuando la

válvula es pulsada la vía 1 es conectada a la vía 4, también la vía 2 se conecta a la vía

3. Cuando retorna a su estado normal gracias al muelle la vía 1, se conecta a la vía 2

(también la vía 4 se conecta a la vía 5).

4.3. Válvula3/2 vías.

Una válvula de 3 vías es la ideal para controlar la entrada y salida de un CSE.

La posición de trabajo se establece por medio del pulsador, se pulsara hasta que el

cilindro efectué la carrera que deseamos, si ponemos dos reguladores de caudal con

anti retorno en sentido contrario podremos regular tanto la entrada como la salida.

5. Unidad de Mantenimiento.

Las unidades de mantenimiento permiten una circulación de aire, de acuerdo a los

dispositivos que se utilizan en el circuito neumático.

Las mismas funcionan con filtros del aire comprimido, retienen las partículas sólidas

y las gotas de humedad contenidas en el aire. Los filtros llamados ciclónicos tienen

doble función: El aire al entrar pasa a través de placas que fuerzan una circulación

rotativa, así las grandes partículas sólidas y el líquido se depositan en las paredes del

vaso o copa, por la acción centrífuga.

235

La unidad de mantenimiento, es necesario colocarla al inicio de la instalación. Lo

aconsejable sería usar una unidad de mantenimiento para cada sub- instalación que

tengamos conectada a la red principal, pero como este proceso tiene una sola

instalación se va usar una sola unidad de mantenimiento conectada a la red principal.

La unidad de mantenimiento está dotada de un regulador y un filtro. En el mercado

existen unidades de mantenimiento más complejas, pero en este proyecto esta es la

recomendada.

Laboratorio:


2. Cuales equipos y dispositivos están presentes en la línea de llenado, envasado y


1.El proceso de llenado, envasado y sellado, está conformado por una serie de

equipos y dispositivos, los cuales se van a destacar a continuación.

a) Una banda transportadora, por la cual se van a desplazar las botellas.

b) Un motor trifásico, que se le va conectar a la banda transportadora.

c) Piezas de acero inoxidables de la fase 1 y la fase 3.

d) Un conjunto de dispositivos y equipos neumáticos y eléctricos que se

encargan de la realización de todas las funciones del sistema de envasado.

En la línea de llenado (envasado), se deben utilizar botellas de plástico o vidrio,ya

que los sensores para la detección de las mismas en cada una de las fases son del

tipoópticos. El sistema se encuentra separado en tres fases, las cuales son las

siguientes:

236

Fase #1:Proceso de llenado.

Las botellas que van a ser llenadas, se posicionan en la zona determinada en la fase 1,

donde se realizara el proceso de llenado.El proceso está diseñado para que las mismas

vayan entrando al sistema por la acción de una banda transportadora la cual es

movida por un motor trifásico conectado a la banda transportadora.

Se tiene ubicado un sensor óptico S1, su función es detectar la botella en la zona de

llenado, y un cilindro simple efecto C2, con vástago retraído, donde la función

principal de este cilindro es parar la botella y evitar el paso de las mismas hacia el

resto del sistema mientras se realiza el proceso de llenado,por medio de una pieza de

metal, tiene acopladoun cilindro simple efecto C1, una boquilla de llenado que

desciende por medio de la acción de ese cilindro. Cuando la boquilla se encuentra en

el lugar adecuado se hace funcionar una válvula solenoide SL, que permite el paso del

fluido hacia la botella. El fluido a envasar se encuentra almacenado en un tanque

cilíndrico de acero inoxidable.

Fase # 2: Dosificación de las tapas.

Este proceso de dosificación va depender de la existencia de las tapas, por lo que es

necesario que seencuentren las mismas en el dosificador y así llevar a cabo la

ejecución completa delproceso.

El dosificador es una pieza encargada de colocar las tapas a los envases por

elmovimiento de un cilindrosin vástago C4, acoplado a otro cilindro doble efecto C5,

el cual tiene conectado un sistema de ventosa que permite agarrar la tapa en la

posición 1, para luego llevarla a la posición 2, donde se procede a colocar dicha tapa

mediante una señal de existencia de botella.

237

Este dispositivo está provisto de un sensor inductivo que permite realizar la detección

de tapas, las cuales se encuentran en un envase cilíndrico una sobre otras.La finalidad

de esta fase 2, es colocar la tapa a la botella de manera que este bien posicionada para

que la misma no se caiga mientras pasa ala fase 3.

Etapa #3: Sellado de las botellas.

En esta última fase del proceso se tiene una base metálica acoplada a un cilindro

simple efectoC7, el cual tiene conectado una base cilíndrica metálica que tiene un

soporte de goma para efectuar el sellado. La finalidad de esta fase 3,es ejercer presión

sobre la tapa colocada, esto se realiza por la acción de una pieza, que provista de un

actuador neumático realiza una cierta presión sobre la botella, con la tapa colocada.

2.Cuales equipos y dispositivos están presentes en la línea de llenado, envasado y


En todo el proceso están presentes los siguientes dispositivos:

a) Cinco cilindros simple efecto. sensores de tipo inductivo

b) Dos cilindros doble efecto.

c) Tres sensores ópticos.

d) Dos sensores inductivos.

e) Un sensor capacitivo de nivel.

f) Una unidad de mantenimiento.

g) Un motor marce DOVES.

h) Seis válvulas 3/2 vías.

i) Dos válvulas 5/2 vías


238



PRACTICA Nº 2

ESTUDIO DE LOS AUTÓMATAS PROGRAMABLES (PLC’S), MARCA

SIEMENS SERIES S7-200, 224.


Parte 1.Introducción de los PLC´s, marca siemens, de la serie S7-200, 224.

Objetiva General:

Realizar un estudio completo de los PLC´s marca siemens, serie S7-200, 224.


1. Explicar y conocer los distintos modelos de las CPU, de la serie S7-200, 224,

de la marca siemens.

2. Analizar los módulos de expansión de los Autómatas Programables, marca

Siemens serie S7-200, 224.

Pre laboratorio:

1. Investigar y analizar los diferentes tópicos relacionados con autómatas

programables industriales.

Laboratorio:

239

1. Explicar a través de cuadros, todo lo relacionado con los CPU siemens de la

serie S7-200, 224, especificando los modelos existentes y las diferencias que existen

entre ellos.

2. Identificar mediante un gráfico las partes del PLC siemens serie S7-200.

3. Estudiar los módulos de expansión de entrada y salida de los PLC.

Post laboratorio:


a) Portada.

b) Introducción.

c) Pre Laboratorio.

d) Laboratorio.


f) Conclusiones.


240

Parte I.

Pre laboratorio:

1. Investigue sobre los tópicos relacionados con autómatas programables

industriales.

1.1. Arquitectura Interna del Autómata Programable o PLC.

¿Qué es un Autómata Programable?

Un autómata programable industrial (API) o Programable logiccontroller(PLC), es un

equipo electrónico, programable en lenguaje no informático, diseñado para controlar

en tiempo real y en ambiente de tipo industrial, procesos secuenciales.

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

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

¿Dónde se usa un Autómata Programable?

Un autómata programable suele usarse en procesos industriales que tengan una o

varias de las siguientes necesidades.

a) Espacio reducido.

b) Procesos de producción periódicamente cambiantes.

c) Procesos secuenciales.

d) Maquinarias de procesos variables.

e) Instalaciones de procesos complejos y amplios.

f) Maniobra de máquinas.

241

g) Maniobra de instalaciones.

h) Señalización y control.

i) Aplicaciones generales.

j) Cheque de programación centralizada de las partes del proceso.

Los autómatas lógicos programables presentan entradas analógicas o digitales.

1. Las entradas/salidas (E/S) digitales se basan en el principio de todo o nada

(On-Off), es decir, o poseen el máximo nivel de tensión establecido, o no

tienen tensión (0V). Las señales de las entradas digitales del PLC pueden

provenir de pulsadores, finales de carrera, foto celdas, detectores de

proximidad, interruptores, entre otros.Las salidas digitales del PLC pueden ser

aprovechadas por lámparas, contactores, electroválvulas, entre otros.

2. Las E/S analógicas pueden poseer cualquier valor dentro de un rango

determinado especificado por el fabricante. Se basan en

conversoresAnalógicos/Digitales (A/D) y Digitales/Analógicos (D/A) aislados

de la CPU.

1.2.Un Autómata Programable está constituido en su forma más simple, por:

1. Unidad Central de Procesamiento (CPU).

2. Unidades de Entradas y Salidas (E/S).

242

Unidad central de procesamiento (CPU).

El CPU es el encargado de procesar los datos de acuerdo a una lógica prestablecida y

ejerce control sobre el flujo de información. El CPU está constituido básicamente por:

a) El Sistema Procesador.

b) El Sistema de Memoria.

c) La Fuente de Poder

1.3. Partes de un Autómata Programable (PLC):

Figura Nº76.

Partes de un Autómata Programable (PLC).


S/4_EL_PLC.PDF).

1.3. Los componentes de un PLC son los siguientes:

243

a) Fuente de alimentación.

b) Unidad de procesamiento central (CPU), es el corazón del autómata

programable.

c) Terminal de Unidad de programación.

d) Módulo de entrada.

e) Módulo de salida.

f) Periféricos.

Figura Nº 77:

Componentes de un Autómata Programable(PLC’s).


S/4_EL_PLC.PDF).

Laboratorio:

1. Explicar todo lo relacionado con los CPU siemens de la serie S7-200, 224,

especificando los modelos existentes y las diferencias que existen entre

ellos.

1.1. Autómata Siemens S7-200.

244

El autómata S7-200 está constituido por la CPU S7-200 y una serie de módulos de

expansión adicionales, hasta un máximo de 7 módulos en el caso de la CPU 224, que

es la seleccionada en este proyecto.

La CPU siemens de la serie S7-200, está formada por una CPU propiamente dicha,

una fuente de alimentación y entradas/salidas digitales, todo eso contenido en un

módulo compacto, poseen una serie de características en cuanto al tipo de modelo que

se escoja, los módulos de ampliación que presentan y su forma de montaje.

Figura Nº78.

Estructura de un CPU S7-200.

Además, contiene un conector de expansión que permite ampliar la CPU con la

adición de módulos de expansión.

Figura Nº 79.

Conector de expansión.

245

Figura Nº80.

Configuración de la alimentación.

1.2. Fuente de alimentación:

A partir de una tensión externa, proporciona los niveles de tensión necesarios para el

correcto funcionamiento de los distintos circuitos electrónicos del autómata (en este

caso la CPU únicamente). La alimentación de la CPU requiere 230 V de corriente

alterna, lo cual viene indicado en el extremo derecho de la tapa superior.Tierra Neutra

LíneaCorriente alterna

Tabla Nº 56.

Tipos de CPU S7-200

CPU S7-200 Número de entradas Número de salidas

246

CPU 221 DC/DC/DC 6 entradas 4 salidas

CPU 221 AC/DC/relé 6 entradas 4 salidas a relé





CPU 224XP DC/DC/DC 14 entradas 10 salidas

CPU 224XP

AC/DC/relé

14 entradas 10 salidas a relé

CPU 226 24 entradas 16 salidas

(Fuente: Manual de sistema de automatización S7-200. Siemens)

1.3. Tabla comparativa de los distintos CPU de la serie S7-200.

Tabla Nº 57.

247

Tabla Comparativa de los CPU, serie S7-200 Siemens.


CPU- 224:

En el caso de la CPU-224, las salidas tienen conexión por relé (contacto libre de

potencial). Debido a esto, la tensión con la que debemos alimentar los comunes (1L,

2L, 3L) de las salidas debe coincidir exactamente con la tensión nominal de la carga

que se encuentre conectada a la salida. Esta tensión puede ser:

a) 24V de corriente continua

b) De 24 V a 230V de corriente alterna.

Puesto que normalmente disponemos de varias cargas que requieren distintos niveles

de tensión, deberemos conectar todas aquellas cargas que precisen la misma tensión a

248

las salidas pertenecientes a un mismo común, y alimentar dicho común con la tensión

nominal que necesiten dichas cargas.

Figura Nº 81.

Tipos de Tensiones.

2. Especificar y explicar las partes de un PLC siemens serie S7-200.

El SIMATIC S7-200, es un micro PLC al máximo nivel; posee muchas

características importantes de acuerdo al modelo a escoger, es compacto ideal para

aplicaciones donde se cuenta con reducido espacio, es potente a las respuestas en

tiempo real, es rápido y ofrece una conectividad extraordinaria y todo tipo de facilidad

en el manejo del software y hardware. Este equipo está plenamente orientado a

maximizar la rentabilidad, puede programarse de forma muy fácil.

Las salidas del autómata son del tipo relé, así, al activarse una salida lo que hace

el autómata es activar el relé correspondiente, dejando este pasar la corriente desde el

común del bloque desalidas hacia la salida que queramos activar.

La serie S7-200 marca siemens , está representada por distintas CPU de acuerdo a

sus entradas y sus salidas. Los CPU de la serie S7-200 incorporan en una carcasa

249

compacta, un microprocesador, una fuente de alimentación integrada, así como

circuitos de entrada y de salida que conforman un Micro-PLC. Tras haber cargado el

programa en el S7-200, éste contendrá la lógica necesaria para observar y controlar

los aparatos de entrada y salida de la aplicación.

FiguraNº 82.

Micro PLC S7-200


3. Estudiar los módulos de ampliación de entrada y salida de los PLC, para las

CPU siemens de la serie S7-200.

250

Figura Nº 83.

Posibilidades de Ampliación.

Tabla Nº 58 .

Módulos de Ampliación para Entradas/Salidas adicionales para este tipo de

CPUS7-200.

251




252

PRACTICA Nº 3.

REALIZAR UN ESTUDIO COMPLETO A CERCA DE LA NEUMÁTICA,

ACTUADORES NEUMÁTICOS Y SUS APLICACIONES EN LA

INGENIERÍA INDUSTRIAL.


Parte 1. Introducción a la teoría neumática y actuadores neumáticos.

Objetiva General:

Investigar y desarrollar un estudio completo acerca de la neumática, actuadores

neumáticos y sus aplicaciones en la ingeniería industrial.


1. Conocer los distintos actuadores neumáticos y sus aplicaciones.

2. Describir cada una de las características de los actuadores neumáticos

3. Explicar la función de los Actuadores Neumáticos en un proceso industrial.

Pre laboratorio:

253

1. Investigar a cerca de la neumática, los actuadores neumáticos y sus

aplicaciones en la ingeniería industrial presentes en un proceso.

Laboratorio:

1. Explicar todo lo relacionado con los actuadores neumáticos, especificando las

diferencias que existen entre algunos de ellos.

2. Analizar los tópicos de la neumática y los actuadores neumáticos y presentar una

conclusión a cerca de ellos.

Post laboratorio:


a) Portada.

b) Introducción.

c) Pre Laboratorio.

d) Laboratorio.



254

Parte I.

Pre laboratorio:

1. Investigar a cerca de la neumática, los actuadores neumáticos y sus

aplicaciones en la ingeniería industrial presentes en un proceso.

1.1. Elementos neumáticos de trabajo.

La energía del aire comprimido se transforma por medio de cilindros en un

movimiento lineal de vaivén, y mediante motores neumáticos, en movimiento de giro.

1.2. Actuadores Neumáticos.

El trabajo de estudio de la automatización de una máquina no acaba con el

esquema del automatismo a realizar, sino con la adecuada elección del receptor a

utilizar y la perfecta unión entre éste y la máquina a la cual sirve.

En un sistema neumático los receptores son los llamados actuadores

neumáticos o elementosde trabajo, cuya función es la de transformar la energía

neumática del aire comprimido en trabajo mecánico.

Los actuadores neumáticos se clasifican en dos grandes grupos:

a) Cilindros.

b) Motores.

Aunque el concepto de motor se emplea para designar a una máquina que

transforma energía en trabajo mecánico, en neumática solo se habla de un motor si es

generado un movimiento de rotación, aunque es también frecuente llamar a los

cilindros motores lineales.

255

1.2.1. Elementos neumáticos de movimiento rectilíneo.

Los Cilindros Neumáticos, son, por regla general, los elementos que realizan

el trabajo. Su función es la de transformar la energía neumática en trabajo mecánico

de movimiento rectilíneo, que consta de carrera de avance y carrera de retroceso.

Generalmente, el cilindro neumático está constituido por un tubo circular cerrado en

los extremos mediante dos tapas, entre las cuales se desliza un émbolo que separa dos

cámaras. El émbolo va unido a un vástago que saliendo a través de una o ambas

tapas, permite utilizar la fuerza desarrollada por el cilindro en virtud de la presión del

fluido al actuar sobre las superficies del émbolo.

Existen diferentes tipos de cilindros neumáticos. Según la forma en la que se

realiza el retroceso del vástago, los cilindros se dividen en dos grupos:

a) Cilindros de simple efecto.

b) Cilindros de doble efecto.

La generación de un movimiento rectilíneo con elementos mecánicos

combinados,y con accionamientos eléctricos requiere de un gasto considerable.

1.2.2.Cilindros de simple efecto.


realizar trabajos más que en un sentido. Se necesita aire sólo para un movimiento de

traslación. El vástago retorna por el efecto de un muelle incorporado o de una fuerza

externa.El resorte incorporado se calcula de modo que haga regresar el émbolo a su

posición inicial a una velocidad suficientemente grande.

En los cilindros de simple efecto con muelle incorporado, la longitud de éste

limita la carrera. Por eso, estos cilindros no sobrepasan una carrera de unos 100

mm.Se utilizan principalmente para sujetar, expulsar, apretar, levantar, alimentar, etc.

256

1.2.3. Cilindro de émbolo.

La estanqueidad se logra con un material flexible, que recubre el pistón

metálico o de material plástico. Durante el movimiento del émbolo, los labios de

junta se deslizan sobre la pared interna del cilindro. En la segunda ejecución aquí

mostrada, el muelle realiza la carrera de trabajo; el aire comprimido hace retornar el

vástago a su posición inicial.

Su aplicación es: En frenos de camiones y trenes.

Su Ventaja: frenado instantáneo en cuanto falla la energía.

1.2.4.Cilindros de membrana.

Una membrana de goma, plástico o metal remplaza aquí al émbolo. El vástago

está fijado en el centro de la membrana. No hay piezas estancadas que se deslicen, se

produce un rozamiento únicamente por la dilatación del material.

Su Aplicación: Se emplean en la construcción de dispositivos y herramientas,

así como para estampar, remachar y fijar en prensas.

1.2.5.Cilindros de membrana arrollable.

La construcción de estos cilindros es similar a la de los anteriores. También se

emplea una membrana que, cuando está sometida a la presión del aire, se desarrolla a

lo largo de la pared interior del cilindro y hace salir el vástago. Las carreras son

mucho más importantes que en los cilindros de membrana (aprox. 50-80 mm). El

rozamiento es mucho menor.

1.2.6.Cilindros de doble efecto.

257

La fuerza ejercida por el aire comprimido anima al émbolo, en cilindros de doble

efecto, a realizar un movimiento de traslación en los dos sentidos. Se dispone de una

fuerza útil tanto en la ida como en el retorno.

Los cilindros de doble efecto se emplean especialmente en los casos en que el émbolo

tiene que realizar una misión, también al retornar a su posición inicial. En principio,

la carrera de los cilindros no está limitada, pero hay que tener en cuenta el pandeo y

doblado que puede sufrir el vástago salido.

1.2.7. Cilindros con amortiguación Interna.

Cuando las masas que traslada un cilindro son grandes, para evitar un choque brusco

y con daños, se utiliza un sistema de amortiguación que entra en acción momentos

antes de alcanzar el final de la carrera. Antes de alcanzar la posición final, un émbolo

amortiguador corta la salida directa del aire al exterior.El aire comprimido se

comprime más en la última parte de la cámara del cilindro. La sobrepresión producida

disminuye con el escape de aire a través de las válvulasantirretorno de estrangulación

montada. El émbolo se desliza lentamente hasta su posición final.

1.2.8.Cilindros de doble vástago.

Este tipo de cilindros tiene un vástago corrido hacia ambos lados. La guía del vástago

es mejor, porque dispone de dos cojinetes y la distancia entre éstos permanece

constante. Por eso, este cilindro puede absorber también cargas pequeñas laterales.

Los elementos señalizadores pueden disponerse en el lado libre del vástago. La fuerza

es igual en los dos sentidos (los superficies del émbolo son iguales).

1.2.9. Cilindro tándem.

258

Está constituido por dos cilindros de doble efecto que forman una unidad. Gracias a

esta disposición, al aplicar simultáneamente presión sobre los dos émbolos se obtiene

en el vástago una fuerza de casi el doble de la de un cilindro normal del mismo

diámetro. Se utiliza cuando se necesitan fuerzas considerables y se dispone de un

espacio determinado, no siendo posible utilizar cilindros de un diámetro mayor.

1.2.10. Cilindro multiposicional.

Este cilindro está constituido por dos o más cilindros de doble efecto. Estos

elementos están acoplados como muestra el esquema. Según el émbolo al que se

aplique presión, actúa uno u otro cilindro. En el caso de dos cilindros de carreras

distintas, pueden obtenerse cuatro posiciones.

1.2.11. Cilindro de cable.

Este es un cilindro de doble efecto. Los extremos de un cable, guiado por medio de

poleas, están fijados en ambos lados del émbolo. Este cilindro trabaja siempre con

tracción. Aplicación: apertura y cierre de puertas; permite obtener carreras largas,

teniendo dimensiones reducidas.

1.2.12.Cilindro de giro.

En esta ejecución de cilindro de doble efecto, el vástago es una cremallera que

acciona un piñón y transforma el movimiento lineal en un movimiento giratorio hacia

la izquierda o hacia la derecha, según el sentido del émbolo. Los ángulos de giro

corrientes pueden ser de 45°, 90°, 180°, 290° hasta 720°. Es posible determinar el

margen de giro dentro del margen total por medio de un tornillo de ajuste.

El par de giro es función de la presión, de la superficie del émbolo y de la

desmultiplicación. Los accionamientos de giro se emplean para voltear piezas, doblar

tubos metálicos, regular acondicionadores de aire, accionar válvulas de cierre,

válvulas de tapa, etc.

259

1.2.13. Fijaciones de los cilindros.

El tipo de fijación depende del modo en que los cilindros se coloquen en dispositivos

y máquinas, el cilindro puede ir equipado de los accesorios de montaje necesarios. De

lo contrario, como dichos accesorios se construyen según el sistema de piezas

estandarizadas, también más tarde puede efectuarse la transformación de un tipo de

fijación a otro. Este sistema de montaje facilita el almacenamiento en empresas que

utilizan a menudo el aire comprimido, puesto que basta combinar el cilindro básico

con las correspondientes piezas de fijación.

1.3. Elementos neumáticos:

Motores neumáticos.

Los motores neumáticos realizan la función de transformar la energía neumática en

energía mecánica de rotación. El proceso se desarrolla de forma inversa a la de la

compresión. Sus principales características pueden resumirse en las siguientes:

a) Son ligeros y compactos.

b) El arranque y para es muy rápido, pueden trabajar con velocidad y par

variables sin necesidad de un control complejo.

c) Baja inercia.

1.4. Elementos neumáticos con movimiento giratorio.

Estos elementos transforman la energía neumática en un movimiento de giro

mecánico. Son motores de aire comprimido.

1.4.1.Motor de aire comprimido.

260

Su ángulo de giro no está limitado y hoy es uno de los elementos de trabajo más

empleados que trabajan con aire comprimido.

1.4.2.Motores de émbolo.

Este tipo se subdivide además en motores de émbolo axial y de émbolo radial. Por

medio de cilindros de movimiento alternativo, el aire comprimido acciona, a través de

una biela, el cigüeñal del motor. Se necesitan varios cilindros al objeto de asegurar un

funcionamiento libre de sacudidas. La potencia de los motores depende de la presión

de entrada, del número de émbolos, de la superficie y velocidad de éstos.

El funcionamiento del motor de émbolos axiales es idéntico al de émbolos radiales.

En cinco cilindros dispuestos axialmente, la fuerza se transforma por medio de un

plato oscilante en un movimiento rotativo. Dos cilindros reciben cada vez aire

comprimido simultáneamente al objeto de equilibrar el par y obtener un

funcionamiento tranquilo. Estos motores de aire comprimido se ofrecen para giro a

derechas y giro a izquierdas.

La velocidad máxima es de unas 5000 min, y la potencia a presión normal, varía entre

1,5 y 19 kW (2-25 CV).

1.4.3. Motores de aletas.

Por su construcción sencilla y peso reducido, los motores de aire comprimido

generalmente se fabrican como máquinas de rotación. Constituyen entonces, en su

principio, la inversión del compresor multicelular (compresor rotativo).

1.5.Sistemas neumático-hidráulicos.

261

Los accionamientos neumáticos para herramientas se aplican cuando se exige un

movimiento rápido y la fuerza no sobrepasa 30.000 N (3.000 kp). Para esfuerzos

superiores a los 30.000 N, no conviene aplicar cilindros neumáticos.

El accionamiento neumático sufre otra limitación cuando se trata de movimientos

lentos y constantes. En tal caso no puede emplearse un accionamiento puramente

neumático. La compresibilidad del aire, que muchas veces es una ventaja, resulta ser

en este caso una desventaja. Para trabajos lentos y constantes se busca la ayuda de la

hidráulica y se reúnen las ventajas de ésta con las de la neumática.

Elementos simples de mando neumático, velocidades regulables y en algunos casos

fuerzas grandes con cilindros de pequeño diámetro. El mando se efectúa a través del

cilindro neumático. La regulación de la velocidad de trabajo se realiza por medio de

un cilindro hidráulico.

1.6. Aplicaciones de Actuadores neumáticos en la industria y en los procesos

industriales.

Los actuadores neumáticos tienen una amplia gama de aplicación dentro de la

industria y en los procesos industriales, esto se debe a su "fácil" utilización y a su

mecanismo empleado. Los actuadores, que comúnmente o en su mayoría son

cilindros, son apropiados para ser utilizados en la industria química, en los procesos

de galvanización, en la industria alimenticia etc.

1.6.1. Los cilindros de simple efecto son utilizados para:

a) Dispositivos de corte y prensado en la fabricación de piezas de plástico.

b) Dispositivos de sujeción, de corte, de plegado y de prensado, accionamiento

de prensas de recortes, accionamiento de dosificadores de grapas en

manipulados de papel y cartón.

c) Dispositivos de corte en las industrias de confección y en la industria de

calzado.

262

d) Expulsión de piezas en la industria alimenticia y en la industria farmacéutica.

1.6.2.Los actuadores o cilindros de doble efecto son utilizados para:

a) Cierre de compuertas en centrales nucleares.

b) Dispositivos de elevación y descenso para baños, accionamiento de

compuertas en la industria química.

c) Aplastador de chatarra.

d) Desplazamiento de rodios en sierras alternativas, accionamientos en sierras

tronzadoras y prensas de bastidor en la industria de la madera.

e) Dispositivos para prensas de moldeo y sujeción en la industria de muebles.

f) Accionamiento de puertas en vehículos de transporte.

Laboratorio:

1. Explicar todo lo relacionado con la neumática y los actuadores neumáticos,

especificando las diferencias que existen entre algunos ellos.

Los cilindros de doble efecto presentan las siguientes diferencias sobre los

cilindros de simple efecto:

a) Posibilidad de realizar trabajo en los dos sentidos.

b) No se pierde fuerza para dejar de comprimir al muelle.

c) No se aprovecha toda la longitud del cuerpo del cilindro como carrera útil.

Los fabricantes de cilindros adoptan varios criterios sobre las dimensiones de los

mismos, ya que, según las implicaciones geográficas o las licencias de fabricación

que poseen, adoptan unas u otras normativas.

2. Analizar los tópicos de la neumática y los actuadores neumáticos y presentar

una conclusión a cerca de ellos.

263

La conclusiónde toda la investigaciónacerca de la neumática y los actuadores

neumáticos, es que los actuadores son elementos importantes en toda la neumática,

son una estructura de un sistema neumático, la importancia de conocer a los

actuadores, junto con su simbología, pues bien, estos símbolos, explican una gran

nomenclatura, el cual nos ayuda identificar la estructura de un actuador.

Se fueron desmenuzando conceptos y se mostraron esquemas que nos ayuda a

entender el proceso aunque es complejo, podemos decir que es sencillo, con sus

simbologías, que son importantes en materia de la neumática, porque son la

estandarización de esta simbología, uno se complicaría al armar un circuito

neumático, y si queremos transmitir la idea del circuito no se podrá con facilidad, ya

que no habría un estándar, por eso es que debemos tener en cuenta toda la simbología

para armar un circuito.

Actualmente los actuadores neumáticos se utilizan en diversos tipos de industria

debido a que no poseen un mecanismo complejo y además debido a su gran utilidad

para la realización de operaciones de expulsión, fijación, transporte, etc., lo cual es de

gran ayuda y los dota de una gran importancia haciéndolos ind ispensables en algunos

procesos.

Al armar un circuito debemos tomar siempre en cuenta la primera pregunta ¿Con que

diseño?, luego ¿Qué alimentación le voy a dar? Hablamos de la calidad, ya que esto

es con el fin de aplicarlo en la industria al armar nuestros circuitos básicos, debemos

tener nuestros elementos bien definidos.

ANEXO 3.

BANCO DEL PROCESO COMPLETO:

264

Figura Nº 84 Vista de frente del banco de trabajo

(Fuente Propia)

Figura Nº 85 Vista por la parte deatrás del

banco de trabajo (Fuente Propia)

265

Figura Nº 86 Vista de frente de la fase 1

(Fuente Propia)

Figura Nº 87

Vista de frente de la fase 2 y 3. (Fuente Propia)

266

Figura Nº 88

Vista de frente de la posición del motor, unidad de mantenimiento y el PLC. (Fuente Propia)

ANEXO 4

267

INTRODUCCIÓN AL USO DEL PROGRAMA STEP 7 MICROWIN V 3.2

CONSIDERACIONES BÁSICAS PARA PROGRAMAR EL PLC.

De la correcta elaboración del programa dependen los resultados de la automatización

es por esta razón que a continuación se presenta la guía para la elaboración del

programa.

1.-Enunciar claramente el problema, definiendo de manera completa y concisa la

labor a realizar, estableciendo las entradas y salidas con las que se va a interaccionar,

las restricciones existentes en cuanto a tiempo de ejecución, precisión, memoria

disponible, etc, e indicar los resultados deseados.

2.-Planear por escrito el algoritmo de solución que describa textualmente las

operaciones a realizar y el orden de las mismas.

3.-Dibujar un diagrama de flujo que facilite visualizar las diversas operaciones y sus

interdependencias, así como subdividir el problema en secciones pequeñas que se

puedan programar con mayor facilidad.

4.-Traducir la secuencia de operaciones indicadas en el diagrama de flujo a un listado

de instrucciones codificadas separadas en pequeños bloques que permitan analizar el

programa, esto se logra mediante el uso de un diagrama de escalera llamado KOP.

5.-Cargar el programa, por la interfaz local del PLC mediante una computadora

personal puerto serie de la PC al PLC, usando el cable de programación del PLC.

6.-Correr y verificar el programa, para verificar que opere correctamente y en caso de

no ser así, detectar las fallas y corregirlas, de manera local o remota.

268

7.-Documentar el programa con texto al margen que indique cómo opera el programa

y facilite entenderlo y usarlo, comentarios e instrucciones para el usuario, diagrama a

bloques, diagrama de tiempos, mapa de memoria, manual de uso, guía de usuario,

respaldo en disco del código, etc.

Automatización y control con el PLC, S7-224 siemens.

Para que el PLC ejecute control al torno es necesario implementar en el software

STEP 7 MicroWin el respectivo programa, el cual se realiza en un computador y se

descarga en el controlador a través del cable de programación PPI.

Softwa re de programación step 7-microwin

Comprende de tres editores que permiten desarrollar de forma cómoda y eficiente el

programa de control.

Requisitos del sistema operativo de la PC.

STEP 7-MicroWIN se puede ejecutar en un ordenador, o bien en una unidad de

programación de Siemens como la PG 760.

El PC o la PG deberán cumplir los siguientes requisitos mínimos:

Sistemaoperativo: Windows 2000, Windows XP (Professional o Home)

100 MB libres en el disco duro

Ratón (recomendado)

Para instalar STEP 7-MicroWIN en el sistema operativo Windows NT, Windows

2000 o Windows XP, deberá iniciar la sesión con derechos de administrador.

269

Aspecto general. Como se desprende de la figura, la pantalla se divide en 4 partes

principalmente además de los menús e iconos de acceso rápido.

Barra de navegación: permite acceder a las opciones más comunes de forma rápida.

Árbol de operaciones: donde se sitúan todas las órdenes de programación aceptadas

por el autómata. 94

Figura Nº 89 Pantalla principal de programación del software MicroWin.

Ventana de resultados : en la que se visualiza el estado de la compilación del

programa, errores, etc.

Ventana de programación: situada a la parte derecha y dividida por Networks o

líneas de programación. En este lugar se elabora el programa. Cuenta con tres

270

lenguajes: KOP, AWL ó FUP. El programa es capaz de traducir a cualquiera de estos

lenguajes.

Introducción de órdenes. Se puede hacer desde el Árbol de direcciones, abriendo las

distintas carpetas existentes dentro de Operaciones o bien a través de los iconos que

aparecen en dibujos como:

1. Contactos ? para insertar entradas.

2. Cuadros ? para insertar funciones ya programadas como contadores,

temporizadores, etc.

3. Bobinas ? para insertar salidas.

Una vez introducido el elemento seleccionado, se debe darle nombre: para ello se

coloca en los interrogantes situados en la parte superior del elemento y se teclea la

estructura explicada con anterioridad para entradas y salidas.

Figura Nº 90

Introducción de órdenes Introducción de comentarios. Es posible introducir comentarios dentro de cada

segmento que faciliten la interpretación del programa.

271

Para introducir comentarios se procede como muestra la figura siguiente:

Figura Nº 91

Introducción de comentarios

Direccionamiento simbólico. Se accede a través de la Barra de

navegaciónseleccionando la opción Tabla de símbolos. Con ello se obtiene una

ventana para edición

Figura Nº 92

Direccionamiento simbólico

Estudiar la configuración del modelo de CPU a usar dentro del programa STEP

7 MicroWIN V 3.2.

272

Para realizar la configuración de los CPU a utilizar dentro del programa STEP 7

MicroWIN se debe entrar al programa STEP 7 MicroWIN V 3.2, el entorno grafico

del mismo es el siguiente:

Figura Nº 93

Entorno grafico del programa STEP 7 MicroWIN V 3.2.

Luego se procederá a la configuración del CPU. Esto se realiza entrando en la

pestaña de nombre CPU y seleccionar de la siguiente manera:

273

Figura Nº94

Entrada a selección de tipo de CPU.

Al realizar esta operación se despliega la siguiente pantalla:

Figura Nº95

Selección del modelo de CPU.

Aquí se pueden desplegar todos los modelos de CPU existentes, y realizar una fácil

selección del más adecuado o la versión que se necesita en el proyecto:

274

Figura Nº96

Modelos de CPU a seleccionar en el programa STEP 7 MicroWIN V 3.2.

Al entrar al programa STEP 7 nos conseguimos con la siguiente pantalla en la

cual podemos detallar lo siguiente:

275

Figura Nº97

Entorno grafico del programa STEP 7 MicroWIN V 3.2.

1. Barra de navegación.

2. Barra de operaciones.

3. Tabla de variables locales.

4. Ventana de resultados.

5. Barra de estado.

6. Editor de programas

1 2 3

4 5 6

276

Compilación y ejecución del programa elaborado. Sirve para depurar

errores, que aparecen en la ventana de resultados. Para transmitir el programa al PLC

se selecciona el icono Cargar en CPU.

Figura Nº 98 Carga del programa a la CPU

Existe la posibilidad de visualizar el desarrollo del programa a través del MicroWin y

de este modo depurar y perfeccionar el código elaborado. Esto es posible mediante la

opción Estado del programa, de este modo cuando se active un contacto su interior

aparecerá de color azul.

Hay que tener cuidado con esta opción, pues cuando se encuentra activada no

permite realizar ninguna modificación al programa.

Figura Nº 99

Visualización del estado del programa.

277

Operaciones de Temporización

Dentro del programa STEP 7 se puede hacer el uso de una serie de operaciones de

temporización con el fin de implantar cualquier tipo de función o acción que deba ser

controlada por un intervalo de tiempo determinado. En los CPU´s de la serie S7-200

las operaciones principales que se ofrecen para la Temporización son las siguientes:

Temporización de retardo a la conexión (TON), temporización de retardo a la

desconexión (TOF) y la temporización de retardo a la conexión memorizado

(TONR).

1. Los temporizadores se controlan mediante una sola entrada de habilitación y

disponen de un valor actual que almacena el tiempo transcurrido desde que

fueron habilitados.

2. Los temporizadores disponen también de un valor de preselección (PT) que se

compara con el valor actual cada vez que se actualiza éste y tras ejecutarse la

operación de temporización.

3. Conforme al resultado de la comparación entre el valor de preselección y el

valor actual, se activa o desactiva un bit de temporización (bit T).

TON. Temporizador de retardo a la conexión:

Este se encarga de realizar la cuenta al activarse la entrada de habilitación de

nombre ON. Si el valor del tiempo actual que tiene habilitado el temporizador es

igual o mayor que el valor de preselección, se procederá a la activación del bit de

temporización T. El valor que posee el temporizador de retardo a la conexión se

reiniciara al no existir señal de entrada en la habilitación ON, es decir esta se

encontrará desactivada o en otras palabras en modo OFF.En la figura 92 se

muestra una imagen de este tipo de temporizador:

278

Figura 100

Temporizador de retardo a la conexión.

(Fuente: Manual desistema de automatización S7200)

TOF. Temporizador de retardo a la desconexión:

Se encarga de realizar un retardo en la puesta a 0 de una salida determinada

durante un tiempo preestablecido. Al activar la entrada encargada de la habilitación

que lleva por nombre ON, el bit de activación cambiará inmediatamente. Al quitar la

habilitación al temporizador tardara un tiempo hasta que se alcancé el de

preselección, al suceder esto se pasara al estado inhabilitado u OFF de la operación.

A continuación se muestra la figura 2 que representa este tipo de temporizador:

Figura Nº 101

Temporizador de retardo a la desconexión.


279

Tabla Nº 59

Características de los temporizadores.

Temporizador Resolución Valor Máximo Nº de Temporizador

TON

1ms 32,767s T32, T96

10ms 327,67s T33-T36, T97-T100

100ms 3276,7s T37-T63, T101-T255

TOF

1ms 32,767s T32, T96

10ms 327,67s T33-T36, T97-T100

100ms 3276,7s T37-T63, T101-T255


280

ANEXO 5

ENCUESTAS PARA LOS ESTUDIANTES DEL AREA DE INGENIERIA INDUSTRIAL DE LA UNA - CENTRO LOCAL CARABOBO

(INSTRUMENTO PARA APLICAR A ESTUDIANTES)

STATUS DEL ENTREVISTADO.

o Estudiantes regulares del área de ingeniería industrial. x o Total encuestados:

1.- ¿Sabe usted lo que significa un Proceso Industrial? R.- Si (x) No ( ) 2.- ¿Es importante que los estudiantes de Ingeniería Industrial tengan conocimientos acerca de Automatización de Procesos? R.- Si (x) No ( )

3.- ¿Deben los estudiantes de Ingeniería Industrial tener conocimientos acerca de los Sistemas Neumáticos para un mejor aprendizaje durante la realización de sus estudios? R.- Si ( ) No (x) 4.- ¿Los estudiantes de la carrera de Ingeniería Industrial necesitan conocer el manejo de los programas: Proyect, Automation Studio 5.0, que servirán de ayuda para el desarrollo de sus estudios? R.- Si ( ) No (x) 5.- ¿Es importante que los Estudiantes de la carrera de Ingeniería Industrial, conozcan el Diseño de un Proceso Industrial didáctico que les permita conocer las partes, equipos y dispositivos para la fabricación del mismo? R.- Si (x) No ( )

281

6.- ¿Dentro de la Universidad Nacional Abierta Centro Local Carabobo, en el área de Ingeniería Industrial, se les da a los estudiantes la mayor cantidad de conocimientos y herramientas para enfrentarse de manera adecuada al ámbito laboral? R.- Si (x) No ( ) 7.- Es necesario que los estudiantes de ingeniería en general de todas las universidades tengan conocimientos acerca de la automatización de procesos industriales ya que es uno de los campo con mayor aplicación en la actualidad en todas las empresas. R.- Si (x) No ( ) 8.- ¿Cree usted que existe alguna evolución de los procesos manuales o mecánicos con respecto a los procesos automatizados? R.- Si (x) No ( )

282

ENCUESTAS PARA LOS ESTUDIANTES DEL AREA DE INGENIERIA INDUSTRIAL DE LA UNA - CENTRO LOCAL CARABOBO

(INSTRUMENTO PARA APLICAR A ESTUDIANTES)

STATUS DEL ENTREVISTADO.

o Estudiantes regulares del área de ingeniería industrial. o Total encuestados:

1.- ¿Sabe usted lo que significa un Proceso Industrial? R.- Si (x) No ( ) 2.- ¿Es importante que los estudiantes de Ingeniería Industrial tengan conocimientos acerca de Automatización de Procesos? R.- Si (x) No ( )

3.- ¿Deben los estudiantes de Ingeniería Industrial tener conocimientos acerca de los Sistemas Neumáticos para un mejor aprendizaje durante la realización de sus estudios? R.- Si ( ) No (x) Quizás como electiva 4.- ¿Los estudiantes de la carrera de Ingeniería Industrial necesitan conocer el manejo de los programas: Proyect, Automation Studio 5.0, que servirán de ayuda para el desarrollo de sus estudios? R.- Si (x) No ( ) 5.- ¿Es importante que los Estudiantes de la carrera de Ingeniería Industrial, conozcan el Diseño de un Proceso Industrial didáctico que les permita conocer las partes, equipos y dispositivos para la fabricación del mismo? R.- Si (x) No ( ) 6.- ¿Dentro de la Universidad Nacional Abierta Centro Local Carabobo, en el área de Ingeniería Industrial, se les da a los estudiantes la mayor cantidad de

283

conocimientos y herramientas para enfrentarse de manera adecuada al ámbito laboral? R.- Si ( ) No (x) 7.- Es necesario que los estudiantes de ingeniería en general de todas las universidades tengan conocimientos acerca de la automatización de procesos industriales ya que es uno de los campo con mayor aplicación en la actualidad en todas las empresas. R.- Si (x) No ( ) 8.- ¿Cree usted que existe alguna evolución de los procesos manuales o mecánicos con respecto a los procesos automatizados? R.- Si ( ) No ( ) No entiendo la pregunta…