Control Automático de la fabricación de Ladrillo

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Control Automático de la fabricación de Ladrillo

Juan Sebastian Castro Ruiz - jscastror@eafit.edu.co

Mateo Suarez Marquez - msuare23@eafit.edu.co

Mateo Zuluaga Vanegas - mzuluagav@eafit.edu.co

Gildardo Henao Jaramillo - ghenaoj1@eafit.edu.co

Il Young Ramirez Angarita - iramir18@eafit.edu.co

I. INTRODUCCIÓN

Tejar San José S.A.S es una empresa Colombiana, con sede principal en Itagüí. Opera en la elaboración de arcilla y materiales refractarios, esta empresa fabrica un promedio de 3 toneladas de ladrillo al día. El proyecto está dirigido principalmente a la industria de la construcción local, te-niendo como objetivo la reducción de productos defectuosos, disminuir la cantidad de agua usada en el proceso de fabri-cación y el aumento en la producción diaria de uno de los materiales más antiguos usados actualmente en la industria Colombiana. Cabe aclarar que el ladrillo en Colombia es el material más barato de todo el mercado, con un valor de 700 pesos colombianos por kilogramo. Por esta razón la demanda de este producto es demasiado elevada, es por esto que se necesita de una mayor producción diaria para obtener un mejor beneficio en términos económicos para la empresa, teniendo como objetivo una producción diaria de mínimo 10 toneladas de ladrillos.

Durante el proceso de fabricación de los ladrillos con-vencionales los empleados intervienen varias veces en la línea de producción, esto puede causar que errores humanos generen demoras o parones mientras se interviene en las diferentes partes del proceso. Esto ha generado una necesidad de automatizar la producción de ladrillos para reducir las intervenciones humanas en el proceso. Debido a que la producción de ladrillos es principalmente un proceso en serie, cuando existe un problema en alguna etapa y se debe parar una máquina, en ocasiones no existe comunicación con los subprocesos anteriores por lo que estos siguen enviando material y este se desborda al llegar a la máquina que no está en funcionamiento. Dicho esto, existen una infinidad de problemas que se observan en la fábrica del Tejar San José y es por esto que se decide implementar un control automático de la ladrillera.

A. Objetivo general

El objetivo general es la implementación de un sistema automatizado para aumentar la producción de ladrillos diaria, con el fin de reducir las intervenciones humanas durante el proceso.

B. Objetivos específicos

• Optimizar la producción de ladrillos por día.

• Entender el flujo de materia de cada subproceso para

facilitar la elaboración de las máquinas de estados finitos.

• Identificar los requerimientos técnicos del proceso que

se deben tener en cuenta para el desarrollo.

• Minimizar los productos defectuosos debido al

trans-porte en los pallets.

• Identificar los sensores y actuadores requeridos para

cumplir correctamente con el proceso de elaboración de un ladrillo.

• Realizar las máquinas de estados finitos para cada

subproceso.

En el siguiente informe se describirá el proceso general con sus respectivos subprocesos de producción que se requieren para cumplir los requerimientos propuestos anteriormente. Esto se lograra por medio de diferentes conceptos vistos en clase como: Diagrama de flujo de materia, diagrama SCADA, instrumentación necesaria para el control del pro-ceso general (actuadores y sensores aplicados a los sistemas), sistemas de adquisición de datos, numero de PLC, generación del protocolo de los subsistemas, representación gráfica de los protocolos por medio de las máquinas de estados finitos (MEF) y cajas negras, y por último, la interfaz hombre-máquina (IHM) que será usada para la supervisión del proceso.

II. DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS A. Diagrama de flujo de materia del proceso

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B. Layout de la empresa

Fig. 2. LAYOUT

C. Descripción de cada subproceso

• TRANSPORTAR: Transportar materia prima desde el

almacén de acople por una banda transportadora hasta la Tolva.

• TAMIZAR: La materia prima dentro de la tolva se

mueve entre mallas que separan las piedras indeseadas en el producto, mediante le movimiento de aletas impul-sadas por motores que rotan y no permiten compactar la arcilla.

• MOLER: La materia entra y es procesada con una

adi-ción de agua, que por un conjunto de rodillos la muelen hasta conseguir unas láminas de espesor deseado.

• DOSIFICAR: Las láminas de material llegan a un

com-partimiento el cual es llenado y sirve para almacenar y dosificar la producción, la función que realiza la máquia depende de si la producción en la sección siguiente de extrusión se encuentra parada o no, de estarlo la dosificadora sirve como almacén el cual recibe la pro-ducción proveniente del molino, y cuando esta sigue, se encuentra dosificando hacia la banda trasportadora.

• EXTRUIR: Las láminas entran en la máquina extrusora

que está compuesta de dos partes, una amasadora y una extrusora, la primera adiciona agua a una tasa tal que el amasado tenga la humedad y contextura deseada, y mediante dos ejes, las palas amasan la mezcla, posterior-mente el material es transportado a la zona de extrusión que, mediante un tornillo sin fin, lo comprime y lo hace pasar por un dado que da la forma del ladrillo.

• CORTAR: La materia prima sale con la forma dada por

el dado en la extrusora como una barra, y es cortada a la longitud requerida que tenga cada bloque mediante un pistón que tiene acoplado los cables metálicos que cortan.

• SECAR: Los ladrillos salen por unidades de la cortadora

con una humedad alta, posteriormente se unen con pallets entrando al túnel de secado por conjuntos, el túnel de secado mediante ventiladores que controlan la humedad al recibir información de las termocuplas en distintas partes del túnel de secado, al igual se controla la humedad de los ladrillos conformados al no poder disminuir su humedad de forma rápida, lo cual llevaría a la fractura del ladrillo, por eso hay una serie de higrómetros y regadores que en conjunto controlan y

adicionan agua a los ladrillos teniendo la humedad en cada fase en el estado correcto

• HORNEAR: Los ladrillos llegan al túnel de horneado

el cual se encarga de sacar los remanentes de humedad y cocerlos, en una serie de etapas de ascendente y luego descendente, al agregar temperatura mediante carbojets, al entrar la materia en los pallets se desplazan dentro del túnel de horneado por medio de una banda hasta salir del proceso.

• TRITURAR: Al salir del túnel de horneado algunos

ladrillos pueden salir defectuosos por lo que se hace un control de calidad humano, donde se determina si el ladrillo es apto para embalaje y uso como producto o si por el contrario debe de ser reciclado, es allí donde por medio de una banda transportadora llegan a la trituradora que con una serie de rodillo dentados tritura los ladrillos al pasar, convirtiéndolos en materia prima reciclada que se vuelve a integrar proceso de producción en el proceso de tamizaje.

D. Ubicación de las máquinas en el layout

Para la ubicación de las maquinas en el layout se tomó como referencia la ubicación de las maquinas en la planta del Tejar San José, la cual es una ladrillera actualmente operante y cuyas maquinas se encuentran ubicadas de tal forma que, el transporte del material entre un proceso y otro se realice de forma lineal siguiendo con el proceso productivo del ladrillo y de forma que se tengan que usar la menor cantidad de bandas transportadoras posibles. Hacemos uso de imágenes para ilustrar el proceso y subprocesos

III. INSTRUMENTACIÓN A. Diagrama tipo SCADA

Fig. 3. Diagrama tipo SCADA

B. Numero de PLC seleccionados

Los PLC que se seleccionaron para la automatización de la ladrillera son de la marca Mitsubishi, de la serie FX3G, el motivo por el cual se seleccionaron estos PLC es

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porque debido al número de sensores y de actuadores con los que desarrollamos el proyecto, necesitábamos una cantidad específica de PLC que nos permitiera dividir la planta en sectores, de tal forma que, por cada PLC el número de entradas o salidas permitiera agrupar una cierta cantidad de máquinas, sin que un proceso se dividiera, por ejemplo en 2 PLC, se intentó también utilizar PLC con la mínima cantidad de entradas y salidas posibles de modo que estos fueran aprovechados al máximo y no quedaran muchas entradas o salidas sin utilizar, esto se logró distribuyendo los PLC así:

• FX3G Main Units with 24 I/O Entradas utilizadas:

11/14 ;Salidas utilizadas: 9/10

– _{Bandas transportadoras (Transportar)}

13/24 ;Salidas utilizadas: 14/16 – _{Tolva (Tamizar)}

– _{Molino/Laminador (Moler)} – Cajón alimentador (Dosificar)

13/24 ;Salidas utilizadas: 12/16 – Extrusora (Extrudir) – Cortadora (Cortar) – Túnel de Secado (Secar)

34/36 ;Salidas utilizadas: 19/24 – Horno (Hornear)

– _{trituradora (triturar)}

C. Tabla de sensores

Sensores Variable PLC Entrada Dispositivo Anexo

START ST 1 X000

-STOP SP 1 X001

-Óptico SOC1 1 X002 A.1 Óptico SOC2 1 X003 A.1 Óptico SOC3 1 X004 A.1 Óptico SOC4 1 X005 A.1 Óptico SOC5 1 X006 A.1 Óptico SOC6 1 X007 A.1 Óptico SOC7 1 X008 A.1 Óptico SOC8 1 X009 A.1 Óptico SOC9 1 X010 A.1 Óptico SOC10 2 X002 A.1 Óptico SOC11 2 X003 A.1 Óptico SOC12 2 X004 A.1 Óptico (cámara) SOCA 2 X005 A.3 Switch STC1 2 X006 A.4 Switch STC2 2 X007 A.4 Óptico SOC13 2 X008 A.1 Higrómetro HGR1 2 X009 A.6 Óptico SOC14 2 X010 A.1 Óptico SOC15 2 X011 A.1 Celda carga CDC1 2 X012 A.5 Higrómetro HGR2 3 X002 A.6 Óptico SOC16 3 X003 A.1 Óptico SOC17 3 X004 A.1 Óptico SOC18 3 X005 A.1 Térmico TER1 3 X006 A.7 Térmico TER2 3 X007 A.7 Térmico TER3 3 X008 A.7 Higrómetro HGR3 3 X009 A.6 Higrómetro HGR4 3 X010 A.6 Higrómetro HGR5 3 X011 A.6 Celda carga CDC2 3 X012 A.5 Térmico TER4 4 X002 A.7 Térmico TER5 4 X003 A.7 Térmico TER6 4 X004 A.7 Térmico TER7 4 X005 A.7 Térmico TER8 4 X006 A.7 Térmico TER9 4 X007 A.7 Térmico TER10 4 X008 A.7 Térmico TER11 4 X009 A.7 Térmico TER12 4 X010 A.7 Óptico SOC19 4 X011 A.1 Óptico SOC20 4 X012 A.1 Óptico SOC21 4 X013 A.1 Óptico SOC22 4 X014 A.1 Óptico SOC23 4 X015 A.1 Óptico SOC24 4 X016 A.1 Óptico SOC25 4 X017 A.1 Óptico SOC26 4 X018 A.1 Switch STC3 4 X019 A.4 Switch STC4 4 X020 A.4 Switch STC5 4 X021 A.4 Switch STC6 4 X022 A.4 Switch STC7 4 X023 A.4 Switch STC8 4 X024 A.4 Óptico SOI1 4 X025 A.2 Óptico SOI2 4 X026 A.2 Óptico SOI3 4 X027 A.2 Óptico SOI4 4 X028 A.2 Térmico TER13 4 X029 A.7 Térmico TER14 4 X030 A.7 Térmico TER15 4 X031 A.7 Óptico SOC27 4 X032 A.1

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D. Tabla de actuadores

Actuadores Variable PLC Entrada Dispositivo Anexo Motor MTR1 1 Y000 A.8.1 Motor MTR2 1 Y001 A.8.1 Motor MTR3 1 Y002 A.8.1 Motor MTR4 1 Y003 A.8.1 Motor MTR5 1 Y004 A.8.1 Motor MTR6 1 Y005 A.8.1 Motor MTR7 1 Y006 A.8.1 Motor MTR8 1 Y007 A.8.1 Motor MTR9 1 Y008 A.8.1 Motor MTR10 2 Y000 A.8.4 Motor MTR11 2 Y001 A.8.4 Pistón PST1 2 Y002 A.9 Pistón PST2 2 Y003 A.9 Pistón PST3 2 Y004 A.9 Motor MTR12 2 Y005 A.8.6 Pistón PST4 2 Y006 A.9 Válvula VLV1 2 Y007 A.10

Motor MTR13 2 Y008 A.8.6 Motor MTR14 2 Y009 A.8.5 Motor MTR15 2 Y010 A.8.5 Pistón PST5 2 Y011 A.9 Motor MTR16 2 Y012 A.8.2 Motor MTR17 2 Y013 A.8.3 Motor MTR18 3 Y000 A.8.6 Motor MTR19 3 Y001 A.8.7 Válvula VLV2 3 Y002 A.10 Pistón PST6 3 Y003 A.9 Bomba BMB1 3 Y004 A.11 Bomba BMB2 3 Y005 A.11 Bomba BMB3 3 Y006 A.11 Bomba BMB4 3 Y007 A.11 Bomba BMB5 3 Y008 A.11 Motor MTR20 3 Y009 A.8.4 Motor MTR21 3 Y010 A.8.4 Válvula VLV3 3 Y011 A.10 Motor MTR22 4 Y012 A.8.4 Motor MTR23 4 Y013 A.8.4 Motor MTR24 4 Y014 A.8.4 Motor MTR25 4 Y015 A.8.4 Motor MTR26 4 Y016 A.11.2 Válvula VLV4 4 Y017 A.10

Pistón PST7 4 Y018 A.9 Pistón PST8 4 Y019 A.9 Pistón PST9 4 Y020 A.9 Pistón PST10 4 Y021 A.9 Bomba BMB6 4 Y022 A.11 Bomba BMB7 4 Y023 A.11 Bomba BMB8 4 Y024 A.11 Bomba BMB9 4 Y025 A.11 Bomba BMB10 4 Y026 A.11 Motor MTR27 4 Y027 A.8.6 Motor MTR28 4 Y028 A.8.6

Fig. 4. Cantidad y tipo de sensores

Fig. 5. Cantidad y tipo de actuadores

Fig. 6. Cantidad de PLC, ADC, DAC

IV. PROTOCOLO A. Protocolo Transportar

1) Se presiona STARTG, como por cada banda hay un sensor de detección de material y un motor, si el sensor de detección de material respectivo de cada banda se activa (SOC1, SOC2, SOC3, SOC4, SOC5, SOC6, SOC7, SOC8, SOC9), se encenderá el motor (MTR1, MTR2, MTR3, MTR4, MTR5, MTR6, MTR7, MTR8, MTR9) respectivo de cada banda.

2) Mientras los motores estén trabajando, si alguno de los sensores deja de detectar material, se activa un temporizador (temp30s) por 30 segundos, si al cabo

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de los 30 segundos los sensores no detectan material, los motores se apagan.

3) Si los motores están trabajando, y alguno de los sensores de cada banda deja de detectar material, se activara el temporizador de 30 segundos de la banda respectiva, si no han transcurrido los 30 segundos y el sensor de detección de material se vuelve a activar el motor comenzara a operar de nuevo.

Fig. 7. Caja Negra Transportar

Fig. 8. MEF 1. MEF Transportar

B. Protocolo Tamizar

1) Cuando se acciona el STARTG se activa el motor (MTR10) de la tolva hasta que se active el sensor STOPG.

2) Se tienen 3 sensores (SOC10,SOC11,SOC12) para los valores mínimo, medio y máximo de capacidad de la tolva.

3) Por medio de un pistón neumático (PST1) se vacía la tolva por medio de una compuerta pegada al pistón. 4) Se tiene un sensor (SOCA) para determinar si el

tamiz se encuentra obstruido. Por medio de un motor (MTR11) se mueve el tamiz de derecha a izquierda en un riel.

5) Se tienen 2 sensores (STC1,STC2) para determinar la posición del tamiz. Por medio de unos pistones neumáticos (PST2,PST3) se voltean las tamiz para remover obstrucciones.

Fig. 9. Caja Negra Tamizar

Fig. 10. MEF 2. MEF Tamizar

C. Protocolo Moler

1) El sensor de detección de material (SOC13) se activa y este acciona los dos motores de la desintegradora (MTR12)(MTR13), los dos motores de la laminadora (MTR14)(MTR15) y los pistones (PST4)(PST5) los cuales accionan una rasqueta cuya función es eliminar la arcilla pegada de los molinos de la laminadora. 2) En el momento en el cual el sensor de detección de

material (SOC13) deja de detectar presencia de este, se desactivan los pistones (PST4)(PST5) y estos retiran la rasqueta metálica para evitar desgaste en los molinos. 3) El higrómetro (HGR1) detecta el porcentaje de agua en la masa de arcilla y este acciona la válvula de agua (VLV1) para agregar más o menos agua.

Fig. 11. Caja Negra Moler

Fig. 12. MEF 3. MEF Moler

D. Protocolo Dosificar

1) Por medio del botón STARTG del PLC con referencia FX3G 40I/0 el proceso se enciende y queda en espera hasta que se active la celda de carga CDC1 ubicada en el medio del almacén de dosificar. Al oprimir el botón

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de STOPG de este PLC no importa en el proceso que este la maquina e apagara y reiniciara los sensores. 2) Al encender CDC1 con un valor máximo y el sensor

capacitivo de nivel máximo del almacén SOC6 negado se activa el motor de la banda MTR8. Si la celda de carga (CDC1) no censa la carga de activación y el sensor de nivel SOC6 sigue apagado se apaga el motor de la banda MTR8.

3) Se tiene un señor óptico capacitivo SOC7 el cual indica dónde va el material dentro del almacén y si este sensor SOC7 se enciende activa el motor encargado de la distribución MTR9 manteniendo encendido el motor MTR8. Si el sensor de posición SOC7 se desactiva apaga el motor MTR9. El proceso continua hasta apretar STOPG.

Fig. 13. Caja Negra Dosificar

Fig. 14. MEF 4. MEF Dosificar

E. Protocolo Extruir

1) El sensor de SOC16 se enciende debido a la llegada de la materia prima.

2) Al encender el sensor SOC16, el motor de la amasadora se enciende (MTR18) y mueve dos ejes con paletas que amasa la materia.

3) Cuando llega la materia al compartimiento de amasado, encuentra un higrómetro (HGR2) el cual determina si tiene el mínimo (hmine) requerido de humedad o el máximo (hmaxe).

4) Si la materia tiene el mínimo de humedad se acciona la válvula (VLV2) que agrega agua a la mezcla para obtener la humedad necesaria.

5) Cuando la materia llega a la zona de pre-extrusión se encuentra con un sensor óptico (SOC17) el cual indica si la cámara de extrusión se está llenando por completo o no.

6) Si el sensor SOC17 se encuentra encendido se acciona el motor del tornillo sin fin (MTR19) el cual al girar

desplaza la materia hacia un embudo comprimiéndola y haciéndola pasar por un dado sale de la extrusora con la sección transversal requerida.

Fig. 15. Caja Negra Extruir

Fig. 16. MEF 5. MEF Extruir

F. Protocolo Cortar

1) El proceso inicia con el STARTG

2) Es sensor capacitivo SCO18 se enciende debido a la presencia de material.

3) Cuando el sensor se enciende el pistón PST6 el cual acciona el instrumento de corte.

4) Al presionar STOPG finaliza el proceso.

Fig. 17. Caja Negra Cortar

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G. Protocolo Secar

1) Los ladrillos vienen del proceso anterior y se ubican en los pallets hasta que la celda de carga CDC2 detecta el número de ladrillos requerido.

2) Cuando el sensor CDC2 se activa se enciende el motor MTR21 que ubica los pallets dentro de la primera cámara del horno.

3) El sensor HGR3 mide los niveles de humedad de la primera cámara si los niveles son menores al 85% de humedad relativa se enciende el aspersor VLV3 hasta llegar al nivel requerido.

4) Cuando los niveles de humedad en la cámara 1 son del 85% o mayores y la termocupla TER1 mide una tem-peratura inferior a 30 grados centígrados se enciende el ventilador BMB1, el BMB4 y un temporizador. 5) Cuando el tiempo es de 20 horas se en desactivan

BMB1 y BMB4 y se enciende el motor MTR22 que ubica los ladrillos en la siguiente cámara de secado. 6) Cuando los ladrillos entran en la segunda cámara el

sensor TER2 y el HGR4 de temperatura y humedad respectivamente miden si las condiciones son inferiores a 60 grados centígrados y superiores 40% de humedad, si esto es así se enciende el secador BMB2.

7) Cuando el tiempo es de 40 horas se en desactiva BMB2 y se enciende el motor MTR22 que ubica los ladrillos en la siguiente cámara de secado.

8) Cuando los ladrillos entran en la tercera cámara el sensor TER3 y el HGR5 de temperatura y humedad respectivamente miden si las condiciones son inferiores a 90 grados centígrados y superiores 15% de humedad, si esto es así se enciende el secador BMB3.

9) Cuando el tiempo es de 60 horas se en desactiva BMB3 y se enciende el motor MTR22 que saca los ladrillos de las cámaras de secado, también se activa el extractor BMB5.

Fig. 19. Caja Negra Secar

Fig. 20. MEF 7. MEF Secar

H. Protocolo Distribucion de Carbón

1) Se tienen 4 diferentes carbo-jets (inyectores de calor al horno) a los cuales se les desea controlar sus nive-les entre un valor mínimo (SOC18, SOC19, SOC20, SOC21) y máximo (SOC22, SOC23, SOC24, SOC25) de capacidad. Por medio de una banda distribuidora la cual tiene 4 pistones neumáticos (PST7, PST8, PST9, PST10) encargados de desviar el carbón por medio de una compuerta pegada a cada pistón.

2) La banda trabajara de manera continua y cíclica sin ningún tipo de paro por lo que se activara el motor (MTR31) de la banda con el Start y se apagara con el Stop del Plc Fx36 MAIN UNIT 60 I/O.

3) Cuando los sensores SOC18, SOC19, SOC20, SOC21y sensores SOC22, SOC23, SOC24, SOC25 están apa-gados se activan los 4 pistones.

4) Los pistones regresaran a su posición inicial cuando el sensor máximo de cada carbo jet se active.

5) Cuando se activen 2 o más sensores min en el sistema los pistones se abrirán a la vez y se llenara primero el carbo jet más cercano al almacén de carbón. Se recalca en que es un horno túnel por lo que los carbo-jets no manejan las mismas temperaturas de inyección ya que primero se debe precalentar el ladrillo, luego, se debe cocinar y por último se reduce la temperatura de manera lineal.

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Fig. 22. MEF 8. MEF Banda Transportar carbón 1

I. Protocolo Hornear

1) El sensor de aproximación 1 (SOI1) se enciende debido a la llegada de los ladrillos. La compuerta 1 (MTR23) se abre hasta encender el sensor (STC3) que indica compuerta totalmente abierta.

2) Cuando el sensor STC3 se enciende, los ladrillos entran al compartimiento. Cuando el Sensor de aprox-imación 2 (SOI2) se enciende y el sensor de aproxi-mación 2 (SOI2) se apaga la compuerta 1 (MTR23) se cierra.

3) Al cerrar la compuerta MTR23 se activa el STC4 y se encienden los ventiladores de los carbo jets BMB8, BMB9, BMB10, BMB11.

4) Además, se va a controlar la temperatura interna del horno la cual no es constante por medio de temperat-uras extraídas de varios lectores de temperatura míni-mas (TER4MIN, TER5MIN, TER6MIN, TER7MIN) y máximas (TER4MAX, TER5MAX, TER6MAX, TER7MAX) por medio de los carbojets (prender o apagar) los cuales se apagan cuando la temperatura max se enciende. También se leerán las temperaturas TER8, TER9, TER10, TER11 para generar un buen pre cocido y cocido final del ladrillo.

5) Cuando el carbo-jet 1 este en el rango de temperatura se abre la compuerta 2 (MTR24) asegurando de que el switch STC4 este en ON.

6) Cuando el SOI2 se desactiva se cierra la ompuerta 2 (MTR24).

7) Cuando la compuerta 2 (MTR24) activa el sensor STC5 pasan los ladrillos hasta desactivar el SOI2. 8) Cuando se activa el STC6 se enciende el aspirador de

humo (TSCH (MTR25) ON), el caudal de refrigerante variable (VRF (BMB12) ON) y Si la TER12 es igual a la temperatura requerida por el secador la válvula VLV 4 se abre, sino se cierra. (Estos actuadores son regulables por lo que se necesita de un control continuo ó ON/OFF con valores de 1 para un 100% y 0 para un 0%).

9) Luego de que los ladrillos crucen todo el horno túnel se activa el sensor de proximidad 3 (SOI3) teniendo como un dato solo de información la temperatura TER11 y activa la compuerta de salida 1 (MTR26).

10) Cuando el sensor de la compuerta totalmente abierta (STC7) se active el ladrillo entra al compartimiento de salida hasta que se desactive el sensor de proximidad 3 SOI3 y active el sensor de proximidad 4 SOI4. 11) Si el sensor de proximidad 3 SOI3 está apagado y el

sensor de proximidad 4 SOI4 este encendido se cierra la compuerta de salida 1 MTR26.

12) Cuando el STC8 se active y el sensor de proximidad 4 SOI4 este encendido se abre la compuerta de salida 2 (MTR27).

13) Los ladrillos se envían a control de calidad y por consiguiente a distribución.

Fig. 26. Caja Negra Hornear

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J. Protocolo Triturar

1) Para terminar el ciclo del ladrillo. Si el proceso del PLC Plc Fx36 MAIN UNIT 60 I/O se encuentra encendido (start) y el sensor capacitivo óptico (SOC26) que se encuentra en el intercambio de materia entre la banda y la trituradora se enciende, los motores MTR29 Y MTR30 se encienden.

2) Si en proceso del PLC se encuentra apagado (stop) los motores MTR29 Y MTR30 se apagan.

3) Si en algún momento se desactiva el sensor SOC26 y e lrpoceso de la planta sigue en Start, los motores MTR29 Y MTR30 y activa un temporizador (t1=0), cuando el tiempo de t1= 20 seg y el sensor SOC26 sigue descativado los motores MTR29 Y MTR30 se apagan. Si por otra parte no se cumple la condición de t1=20seg y el sensor SOC26 se activa, los motores MTR29 Y MTR30 siguen en funcionamiento.

Fig. 28. Caja Negra Triturar

Fig. 29. MEF 13. MEF Triturar

V. IMPLEMENTACIÓN

La distribución de las carpetas del PLC será de la siguiente manera. Se encontrarán 4 archivos. gxw (PLC1, PLC2, PLC3, PLC4) en los cuales se encontrarán y usarán las diferentes librerías (archivos con fuente. sul) creadas por los programadores. Cada bloque de función tendrá el nombre del subproceso de la creación del ladrillo ya que la finalidad del uso de los bloques de Función es tener más ordenado el MAIN y representar con facilidad las MEFS de los procesos. Los bloques de función tendrán como entradas y salidas las variables globales correspondientes especificadas en las tablas de sensores y actuadores. A continuación, se mostrará la implementación de las MEFS programadas en cada PLC 1. PLC1 (FX3G 24I/O):1 2. PLC2 (FX3G 40I/O):2,3,4 3. PLC3 (FX3G 40I/O):5,6,7 4. PLC4 (FX3G 60I/O):8,9,10,11,12,13 A. Pantallazos programacion PLC

El método de programación seleccionado fue el de bloques de función, con esto el programa general se simplifica y se hace más corto. En el siguiente ejemplo, lo que se hizo fue programar un bloque de función para tamizar, proceso inicial

de la producción de ladrillos en el cual se retiran las piedras y se inicia con el mezclado del material, al programar el bloque de función se tiene en cuenta la MEF de tamizar. Posteriormente, en el programa general del PLC, lo que se hace es llamar el bloque de función, y darle las entradas y salidas de los sensores y actuadores.

Fig. 30. Programación PLC

B. Interfaz Hombre-Maquina

Fig. 31. Interfaz Hombre Maquina

VI. CONCLUSIONES

Por medio de este informe se tiene como objetivos de la automatización industrial del proceso del ladrillo aumentar la productividad, reducir los costes, aumentar la calidad, reducir los productos defectuosos entre otros. Por lo que se obtiene lo siguiente:

Por medio de un buen estudio y entendimiento del proceso y cada subproceso se puede interpretar las operaciones manuales las cuales pueden se trabajos pesados o peligrosos,

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producción difíciles o imposibles de llevar a cabo con una alta precisión, además de que la automatización de procesos de producción permite mejorar la competitividad de la em-presa reduciendo o eliminando el error humano, mejorando la calidad del producto y como más importante tener una mayor producción con respecto al tiempo de operación de las maquinas. Por otra parte, se observó que a la hora de programar los procesos de producción se debe de iniciar con la creación de un protocolo, seguido de una representación gráfica (MEF) y por último la programación del proceso a controlar. Si en algún caso alguno de estos pasos se realiza de una forma inadecuada principalmente el protocolo y el diseño de la MEF la programación será en vano y no servirá de nada. VII. REFERENCIAS • http://maquilob.net/ • https://es.wikipedia.org/wiki/Ladrillo • https://verdes.com/ • https://ladrillos.es/como-se-fabrican-los-ladrillos/ • https://www.motores.siemens.com/ VIII. ANEXOS

En el PDF anexo, incluimos los datos técnicos de los sensores, actuadores y PLC a utilizar.

Para entender mejor el proceso productivo del ladrillo por favor ver estos videos:

https://www.youtube.com/watch?v=1El-VRgpfj8 https://www.youtube.com/watch?v=AsUqmWz-qJ8