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Informe Técnico de Residencia Profesional
Automatización de Línea de procesos
León Venegas Luis Ignacio
Llamas Campos Fernando
Ing. Mecatrónica
Asesor:
MC. Marco Aurelio Vázquez Olvera
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Índice
Índice de imágenes ... 2
Índice de tablas ... 3
1 Introducción ... 4
2 Justificación ... 5
3 Objetivos del Proyecto ... 6
3.1 Objetivo principal ... 6
3.2 Objetivos específicos ... 6
4 Problemática a Resolver ... 7
5 Procedimiento y descripción de las actividades realizadas ... 8
5.1 Reconocimiento de equipo actual y sus componentes ... 9
5.2 Identificación de áreas a automatizar ... 16
5.3 Puesta de red de alimentación y control ... 17
5.4 Armado de gabinete para control eléctrico ... 20
5.5 Automatización de rutinas de encendido y apagado de equipos ... 27
5.6 Automatización de rutinas de llenado y vaciado de las tinas de lavado ... 28
5.7 Automatización del procesado del limón ... 32
6 Resultados del Proyecto ... 34
6.1 Resultados del armado de gabinete para control eléctrico ... 34
6.2 Resultados de la automatización de rutinas de encendido y apagado de equipos ... 37
6.3 Resultados de automatización de rutinas de llenado y vaciado de las tinas de lavado ... 45
6.4 Resultado de automatización del procesado del limón ... 47
6.5 Interfaz de control de procesos ... 48
7 Conclusiones y recomendaciones ... 50
8 Competencias Desarrolladas... 51
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Índice de imágenes
Figura 1. Plano de la vista superior de la línea 1 de procesos. ... 10
Figura 2. Diagrama esquemático de línea 1 de procesos. ... 11
Figura 3. Tina de lavado. ... 12
Figura 4. Mesa de cepillos. ... 13
Figura 5. Vista interna del mecanismo de un gusano raspador. ... 13
Figura 6. Extractor de aceite. ... 14
Figura 7. Extractores de jugo. ... 15
Figura 8. Trasportador de tornillo sin fin. ... 15
Figura 9. Diagrama de distribución de áreas. ... 16
Figura 10. Charola de aluminio tipo escalera. ... 18
Figura 11. Croquis de la vista superior de la ubicación de la red de alimentación y control de la línea de procesos. ... 19
Figura 12. Armado de red de alimentación y control de equipos. ... 20
Figura 13. Gabinete en mal estado. ... 21
Figura 14. Gabinete desgastado por la humedad. ... 22
Figura 15. Nuevo gabinete... 23
Figura 16. Diagrama unifilar. ... 24
Figura 17. Esquema del gabinete de control eléctrico. ... 25
Figura 18. Riel din. ... 26
Figura 19. Perforación de la platina del gabinete. ... 26
Figura 20. Diagramas de flujo de rutinas de encendido y apagado. ... 27
Figura 21. Actuadores neumáticos para purga de tina de lavado. ... 28
Figura 22. Actuadores neumáticos para el llevado de las tinas de lavado... 29
Figura 23. Electroválvula neumática 5/2. ... 29
Figura 24. Sensor de nivel flotador vertical. ... 29
Figura 25. Configuración de sensor de nivel. ... 30
Figura 26. Diagrama de flujo de control de llenado y vaciado... 31
Figura 27. Extractores de aceite. ... 32
Figura 28. Sensor fotoeléctrico Serie 9000. ... 32
Figura 29. Diagrama de flujo de control de procesos. ... 33
Figura 30. PLC MicroLogix 1100 con módulos de entradas y salidas... 34
Figura 31. Gabinete nuevo empacado. ... 35
Figura 32. Gabinete de control. ... 36
Figura 33. Programa de PLC de las rutinas de activado y desactivado de equipos, parte 1. 38 Figura 34. Programa de PLC de las rutinas de activado y desactivado de equipos, parte 2. 39 Figura 35. Programa de PLC de las rutinas de activado y desactivado de equipos, parte 3. 40 Figura 36. Programa de PLC de las rutinas de activado y desactivado de equipos, parte 4. 41 Figura 37. Programa de PLC de las rutinas de activado y desactivado de equipos, parte 5. 42 Figura 38. Programa de PLC de las rutinas de activado y desactivado de equipos, parte 6. 43 Figura 39. Programa de PLC de las rutinas de activado y desactivado de equipos, parte 7. 44 Figura 40. Programa de PLC de la rutina de llenado y vaciado de las tinas de lavado. ... 46
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Figura 42. Pantalla principal de la interfaz. ... 49
Figura 43. Pantalla del control del llenado y vaciado... 49
Índice de tablas
Tabla 1. Cronograma de actividades. ... 9Tabla 2. Salidas utilizadas en las rutinas de encendido y apagado... 37
Tabla 3. Entradas utilizadas para la rutina de llenado y vaciado. ... 45
Tabla 4. Salidas utilizadas en la rutina de llenado y vaciado. ... 45
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1 Introducción
El presente proyecto de residencias profesionales fue realizado en la empresa Citrojugo S.A. de C.V. ubicada en la calle Pípila número 545, colonia San francisco, en el municipio de Tecomoan, en el estado de Colima, cuyo giro empresarial es alimenticio.
Citrojugo S.A. de C.V. es una empresa líder en la producción de jugos, aceites y esencias de limón, comprometida en garantizar a sus clientes la calidad e inocuidad de sus productos mediante la implementación de un sistema de gestión de calidad e inocuidad que cumple con todos los lineamientos de SQF (“seguridad en calidad de alimentos” o Safety
Quality Food por sus siglas en ingles), los requisitos legales, reglamentarios y los
acordados mutuamente con ellos. Esto se logra capacitando a todo su personal permanentemente para asegurar que sean competentes para cumplir con sus obligaciones y responsabilidades. Todo esto se lleva a cabo adoptando una filosofía de mejoramiento continuo, trabajando en equipos con su personal, clientes y proveedores.
Con la elaboración de este proyecto se pretendió ponerle fin a los diversos problemas presentes en el procesado del limón, entre los que destacan la perdida de producto por descuido humano, por esto mismo se generaron diversas rutinas como el de encendido y apagado de equipos, rutinas de llenado y vaciado de tinas de lavado así como la realización de una rutina para el control del proceso. Todo esto se realizó gracias a la asesoría otorgada por los diversos empleados de la empresa que nos ofrecieron una asesoría al momento de realizar cada actividad propuesta y así poder cumplir nuestros objetivos establecidos.
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2 Justificación
La actualización de la línea de procesos, es un proyecto de modernización de los procesos productivos de la empresa Citrojugo S.A. de C.V., en el que se pretende renovar diversas áreas del procesado del limón. Esto es debido a que actualmente las líneas presentan disminución en el abastecimiento de los siguientes procesos así como una mala operación de los equipos por parte de los operarios en toda la línea de procesos.
Los beneficios del desarrollo de este proyecto se verán reflejado en el incremento de la producción y la automatización de los procesos con equipos modernos, que en la actualidad son factores que permiten evaluar y modificar métodos de producción. Debido a la dimensión del proyecto y su planeación en esta primera etapa se enfoca a las áreas de lavado, extracción de aceite y los medios de trasporte del producto entre estas áreas como lo son bandas trasportadoras y elevadores.
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3 Objetivos del Proyecto
3.1 Objetivo principal
El proyecto llamado “Actualización de line de procesos” tiene por objetivo innovar y mejorar el proceso de producción del limón para tener una mejor calidad y una mayor eficiencia todo esto para satisfacer las necesidades tanto de la empresa como a sus clientes. 3.2 Objetivos específicos
Establecer una red de alimentación y control para los equipos presentes en la línea de procesos así como a nuevos equipos destinados para esta misma.
Centralizar todos los equipos de control en un solo gabinete de control.
Realizar un acomodo óptimo del gabinete para facilitar la detección de futuros problemas.
Establecer rutinas de trabajo de equipos esto dependiendo del tipo de limón a procesar.
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4 Problemática a Resolver
El principal problema presente en este proyecto es la falta de rutinas para el procesado de diferentes tipos de limón, esto presenta un gran problema en la unificación de calidad ya que al no tener una rutina para el procesado de limón todo queda en mano de los operarios y al ser esto un factor humano se pueden presentar diversos problemas provocados por descuidos.
Un problema secundario que ya se tenía contemplado es que la línea de procesos no contaba con una red de alimentación y control de equipos bien ubicada y unificada por lo que se decidió elaborar una, contemplando que esta misma red podría ser utilizada para nuevos equipos o incluso para poder reubicar equipos presentes de la misma línea.
El llevar acabo esta automatización abrió un gran campo de problemas que al inicio no se tenían contemplados pero que era fundamental darles solución a fin de seguir adelante.
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5 Procedimiento y descripción de las actividades realizadas
Con la finalidad de llevar a cabo este proyecto se desarrollaron, con la ayuda de nuestro asesor de la empresa, una serie de actividades así como un cronograma en el cual se propusieron unas fechas de inicio y término de cada actividad. A continuación se describen las actividades propuestas.
Reconocimiento de equipos: La finalidad de esta actividad es identificar cada elemento que pertenece a la línea de procesos, así como la función de cada equipo. Identificación de áreas a actualizar: Esta actividad es para identificar los equipos
a automatizar y poder agrupar los equipos que cumplan funciones similares.
Puesta de red de alimentación y control: Esto es debido a que la línea de procesos no cuenta con una red bien organizada y con buena ubicación.
Armado de gabinete para control eléctrico: Para esto se pretendió centralizar los elementos de control que se encontraban distribuidos en diferentes gabinetes ubicados en áreas de riesgo para los elementos de control.
Desarrollo de rutinas de encendido y apagado de equipos: El desarrollo de estas rutinas se elaboraron con la finalidad de llevar un mejor manejo de los equipos pertenecientes a la línea de procesos.
Desarrollo de control de llenado y vaciado de tinas de lavado: Este control se elaboró como parte de la automatización, ya que anteriormente estas eran controladas por operadores de la línea y por esto en ocasiones se presentaban problemas por mal manejo de equipos.
Desarrollo de control de línea de procesos: Esta actividad corresponde al control completo de la línea de procesos.
Elaboración de informe técnico: Esta actividad pertenece al desarrollo del informe pedido por la institución.
Entrega de informe técnico: Esto pertenece a la última etapa para el término de la residencia.
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Tabla 1. Cronograma de actividades.
Actividades Septiembre Octubre Noviembre Diciembre
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Reconocimientos de equipos
Identificación de áreas a actualizar
Puesta de red de alimentación y control Armado de gabinete para control eléctrico
Desarrollo de rutinas de encendido y apagado de equipos
Desarrollo de control de llenado y vaciado de tinas de lavado
Desarrollo de control de línea de procesos Elaboración de informe técnico
Entrega de informe técnico
5.1 Reconocimiento de equipo actual y sus componentes
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Figura 2. Diagrama esquemático de línea 1 de procesos.
Elevador con empujador
Extractor de aceite 1 y 2
Elevador vertical Gusano raspador Gusano raspador
Extractor de aceite 3 y 4
Elevador vertical Gusano raspador Gusano raspador
Extractor de aceite 5 y 6
Elevador vertical Gusano raspador Gusano raspador Elevador de tolva Banda trasportadora de selección
Tina de lavado 1
Arreador de tina Elevador de
tina
Tina de lavado 2
Arreador de tina Elevador de tina Mesa de cepillos Elevador con empujador Ba n d a tras p o rtad o ra
Tina de lavado 3
Arreador de tina Elevador de tina Banda trasportadora línea directa Ba n d a tras p o rtad o ra Ba n d a tras p o rtad o ra Elevador con empujador Ba n d a tras p o rtad o ra Extractor de jugo 1 Extractor de jugo 2 Extractor de jugo 3 Extractor de jugo 4 Extractor de jugo 5 G u sa n o d e ca sc ara Gusano de salida
Entrada del proceso
12 La línea 1 de procesado del limón empieza con el elevador de tolva este se encarga de suministrar el limón desde un grupo de tolvas ubicadas en el área de recepción de fruto, cabe destacar que este elevador es de gran importancia para la línea de procesos ya que es el único que proporciona el limón a esta línea.
Después del elevador de tolva el limón pasa por una banda de selección que tiene objetivo dividir el limón en dos secciones:
Línea de procesado de limón Línea directa
La línea de procesado de limón está conformada por dos tinas de lavado cuya función principal es, como su nombre lo indica, lavar el limón garantizando que este no contenga residuos contaminantes como tierra o algún tipo de fertilizante. Cada tina de lavado cuenta con un arreador, que permite mantener en constante movimiento al limón y así mantener el limón limpio, y un pequeño elevador que permite pasar el limón a su siguiente proceso. A continuación se muestra una imagen de unas tinas de lavado parecidas a las que son utilizadas en la línea de procesado.
Figura 3. Tina de lavado.
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Figura 4. Mesa de cepillos.
Posteriormente de que el limón sálale de la mesa de cepillos pasa por un elevador que lo lleva a una banda trasportadora para ser distribuido entre las tolvas de los extractores de aceite. Los extractores de aceite están conformados por un elevador vertical cuya función es trasportar el limón desde la tolva hacia los gusanos raspadores helicoidales estos de encargan de extraer el aceite del limón por medio de un tornillo que se hace girar dentro de un cilindro hueco, la figura 5 muestra la vista interna del mecanismo de un gusano raspador, este tornillo se encuentra dentro de un barril de drenaje. El barril de drenaje consiste de una serie de anillos unidos entre sí por nervios longitudinales, barras paralelas establecidas en la caja, separadas por cuñas o espaciadores. Esto tiene el efecto de producir una serie de ranuras paralelas a lo largo del cañón, a través del cual el aceite puede fluir al tiempo que conserva el material sólido dentro de ella.
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Figura 6. Extractor de aceite.
La línea de procesado termina cuando el limón ya raspado es pasado por una banda trasportadora hacia un elevador, cada par de extractores de aceites alimenta una cierta banda trasportadora los extractores de aceite del 1 al 4 se agrupan y comparten la misma banda trasportadora mientras que los extractores 5 y 6 alimenta a una banda diferente, estas dos bandas trasportadoras a su vez alimentan un elevador que llevara el limón hacia una banda trasportadora perteneciente a otro proceso llamado estación de jugo. Esto se puede observar en la figura 1.
La línea directa comienza su proceso después de que la banda trasportadora de selección lleva el limón hacia la banda trasportadora de línea directa esta banda envía el limón hacia una tina de lavado, pero a diferencia de la otra línea esta solo cuenta con una sola tina de lavado. La tina de lavado de esta línea cumple la misma función de que las otras dos mencionadas en la línea de procesado de limón. Al salir el limón de la tina es enviado a por un elevador hacia la misma banda trasportadora que recibe limón del final de la línea de procesado de limón.
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Figura 7. Extractores de jugo.
Los residuos sólidos provenientes de los extractores de jugo son depositados en un trasportador de tornillo sin fin, también llamado “gusano de cascara”, que se encarga de trasportar la cascara de todos los extractores hacia otro trasportador de tornillo sin fin, denominado como “gusano de salida”, para ser llevada a otro proceso, este otro proceso no se mencionara ya que no es relevante para el proyecto.
Figura 8. Trasportador de tornillo sin fin.
16 5.2 Identificación de áreas a automatizar
La elaboración de este proyecto presenta el inicio para la automatización completa de toda la empresa por esto mismo se decidió seleccionar algunos elementos de la línea de procesos para automatizar. Otra razón de realizar esto es para tratar de economizar gastos a la empresa y a su vez servirá de prueba para demostrar la viabilidad de realizar más automatizaciones en otras áreas de la empresa.
Por esto mismo se realizaron agrupamientos de elementos que cumplen funciones similares en diferentes áreas para facilitar su automatización, a continuación se muestra un diagrama en el cual se observan las diferentes áreas y los elementos que las conforman así como una breve descripción de cada área.
Área de lavado Área de alimentación de fruto
Áre a d e d istrib u ción
Área de extracción de aceite
Mesa de cepillos Elevador de tolva Banda trasportadora de selección
Tina de lavado 1
Arreador de tina Elevador de
tina
Tina de lavado 2
Arreador de tina Elevador de tina Elevador con empujador Ba n d a tras p o rtad o ra
Extractor de aceite 1 y 2
Elevador vertical Gusano raspador Elevador vertical Gusano raspador
Extractor de aceite 3 y 4
Elevador vertical Gusano raspador Elevador vertical Gusano raspador
Extractor de aceite 5 y 6
Elevador vertical Gusano raspador Elevador vertical Gusano raspador
17 Área de alimentación de fruto: Esta área se encarga de recibir y suministrar el limón a la línea de procesado, está conformada por:
Un elevador con empujador movido por un motor de 5 Hp.
Una banda trasportadora de selección movida por un motor de 5 Hp.
Área de lavado: Esta área se encarga de lavar y cepillar el limón para garantizar su inocuidad en todo el proceso, está conformada por:
Dos arreadores de tina de lavado que son movidas por un motor de 3 Hp para cada arreador.
Dos elevadores de tina de lavado que son movidas por un motor de 3 Hp para cada elevador.
Dos sensores de nivel colocados uno en cada tina de lavado.
Cuatro actuadores neumáticos colocados dos como alimentación de agua para las tinas de lavado y los otro dos colocados como purga de las tinas.
Dos electroválvulas de 5 vías 2 posiciones.
Una mesa de cepillos movida por un motor de 5 Hp.
Una mesa de rodillos de secado movida por un motor de 3 Hp.
Área de distribución: Esta área se encarga de distribuir el limón a las tolvas de los extractores de aceite, está conformada por:
Un elevador con empujador movido por un motor de 5 Hp.
Una banda trasportadora de distribución movida por un motor de 5 Hp.
Área de extracción de aceite: Esta área es encarga de extraer el aceite del limón por medio de un raspado superficial, está conformada por:
Tres elevadores verticales movidos por un motor de 5 Hp para cada elevador. Tres sensores de nivel colocados uno en cada tolva de los extractores.
Seis gusanos raspadores movido por un motor de 5 Hp para cada gusano.
Seis rodillos de raspado movidos por un motor de 5 Hp para cada rodillo de raspado.
Tres rodillos de secado movido por un motor de 3 Hp para cada rodillo de secado.
5.3 Puesta de red de alimentación y control
18 Para tener un mejor manejo de equipos es necesario contar con una bien estructurada red de alimentación y control, ya que al contar con esta facilita a la identificación de fallas de equipos provocadas por diversos factores y en el caso de cambiar equipos facilita su instalación; asiendo más eficiente y seguro la expansión de la empresa.
La red de alimentación y control de equipos se elaboró utilizando charola de aluminio tipo escalera de 9 pulgadas de ancho como la que se muestra en la figura 10, la razón de utilizar este tipo de charola es debido a la ligereza de su construcción y a la resistencia de su material en áreas de alta corrosión, esto es debido a que su colocación se encuentra ubicada en un área con mucha humedad.
Figura 10. Charola de aluminio tipo escalera.
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Figura 12. Armado de red de alimentación y control de equipos.
La elaboración de la red de alimentación y control de equipos se llevó a cabo con la colaboración tanto del personal de mantenimiento de la empresa como con nuestra ayuda, lo que permitió agilizar su elaboración.
La mayor parte de la red se elaboró en el taller de mantenimiento de la empresa debido a que la línea de procesos siempre se encuentra en producción constante lo que dificultaría el manejo de herramientas de corte para la charola poniendo en peligro a los operarios de la línea, y al mismo tiempo esto presentaría una contaminación del producto por exposición a materiales no higiénicos lo que representaría una gran pérdida económica.
5.4 Armado de gabinete para control eléctrico
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Figura 14. Gabinete desgastado por la humedad.
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Figura 15. Nuevo gabinete.
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Figura 16. Diagrama unifilar.
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Figura 18. Riel din.
Se siguió el esquema mostrado en la figura 17 para el armado del gabinete de control se comenzó perforando la platina del gabinete para fijar el riel din, este riel es utilizado para colocar los elementos de control eléctrico como guaramotores, contactores, clemas, etc.
27 5.5 Automatización de rutinas de encendido y apagado de equipos
Esto nace de la necesidad de llevar un mejor manejo de equipos al encenderlos o apagarlos así como facilitar la identificación de fallas. A continuación se muestran los diagramas de flujo de encendido y apagado de equipos y una breve explicación de cada uno.
Inicio de proceso (Encendido de equipos)
Gusanos raspadores
Banda trasportadora de distribución
Elevador con empujador
Mesa de cepillos
Elevador de tina de lavado 2
Arreador de tina de lavado 2
Elevador de tina de lavado 1
Arreador de tina de lavado 1
Banda trasportadora de selección
Elevador de tolva
Final de proceso (Apagado de equipos)
Gusanos raspadores Banda trasportadora de
distribución Elevador con empujador
Mesa de cepillos Elevador de tina de
lavado 2 Arreador de tina de
lavado 2 Elevador de tina de lavado
1 Arreador de tina de
lavado 1 Banda trasportadora de
selección Elevador de
tolva
28 Tanto la rutina de encendido como la de apagado está diseñada únicamente para los equipos mostrados en la figura 9 ya estos son los únicos que se pretenden automatizar por el momento.
La rutina de encendido de equipos está diseñada para que al momento de encender cada equipo esté libre de carga y su vez en caso de contener carga algún equipo este no afecte al próximo equipo a encender, ya que como se puede mostrar en la figura 9 el encendido de equipos comienza con el ultimo equipo presente en la línea de procesos, siendo estos los gusanos raspadores. Mientras que con la rutina de apagado la secuencia comienza con el primer equipo presente en la línea de proceso, en este caso es el elevador de tolva, la razón de realizar esto es para garantizar que todo el producto presente en la línea de procesos salga dando por finalizado el proceso.
5.6 Automatización de rutinas de llenado y vaciado de las tinas de lavado
Para la elaboración de la automatización de las rutinas de llenado y vaciado de las tinas de lavado fue necesario instalar actuadores neumáticos de doble efecto a la purga de agua sucia de cada tina de lavado, los actuadores neumáticas se muestran en la figura 21. Este tipo de actuadores funciona gracias a la energía que está formada por aire comprimido a alta presión y esta se convierte en movimiento mecánico lo que permite abrir las llaves de paso de la purga.
Figura 21. Actuadores neumáticos para purga de tina de lavado.
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Figura 22. Actuadores neumáticos para el llevado de las tinas de lavado.
Para el control de los actuadores fueron nacerías cuatro electroválvulas 5/2 con retorno por muelle; este tipo de electroválvulas como su nombre lo indica cuentan con dos posiciones y cinco vías donde dos de ellas va al actuador, otras dos vías liberan el aire comprimido por medio de unos silenciadores neumáticos y la última vía es la alimentación del aire comprimido.
Figura 23. Electroválvula neumática 5/2.
Se utilizaron sensores de nivel tipo flotadores verticales de acero inoxidable de grado alimenticio, este tipo de acero es utilizado en la industria alimenticia para mantener la inocuidad en los alimentos.
30 Los sensores de nivel se acomodaron dos por cada tina de lavado, uno de los sensores de nivel se utilizó para detectar el nivel alto de la tina, mientras que el realiza la función de detectar el nivel bajo. A continuación se muestra la configuración del sensor de nivel tipo flotador.
El proceso de automatización de las tinas de lavado inicia con los equipos de la línea de procesos encendidos y se realiza cada hora gracias a un temporizador cuando este llega a su fin se envía una señal de apagado a los equipos y se activan los actuadores neumáticos abriendo la purga de vaciado de las dos tinas de lavado, una vez que los sensores de nivel bajo detectan que la tina esta vaciada se cierra la purga y se activan los actuadores neumáticos de suministro de agua potable para el llenado de cada tina, cuando los sensores de nivel alto detectan que las tinas están llenas se cierra los actuadores de llenado del agua potable y enciende nuevamente los equipos y se inicia de nuevo el temporizador. En la figura 26 se muestra el diagrama de flujo del control de llenado y vaciado de las tinas de lavado.
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Llenado de tina de lado 1
Sensor nivel alto tina 1
Llenado de tina de lado 2
Sensor nivel alto tina 2 Vaciado de tina de
lado 1
Sensor nivel bajo tina 1
Inicio de automatización de tinas de lavado
Inicio de temporizador
Fin del temporizador
Vaciado de tina de lado 2
Sensor nivel bajo tina 2 Equipos
encendidos
Equipos apagados
32 5.7 Automatización del procesado del limón
Esta automatización se realizó pensando en el producto que llega a las tolvas de los extractores de aceite desde la banda de distribución, estas tolvas pueden llegar a desbordar el producto si se le suministra más de la cuenta. En la figura 27 se muestra la vista superior de un extractor de aceite con algunos de los elementos que lo componen.
Figura 27. Extractores de aceite.
Para la deteccion del nivel de cada tolva se utilizo un sensor fotoeléctrico Serie 9000 de la marca Allen Bradley, estos sensores ayudan a mantener el sistema en funcionamiento incluso en ambientes dificiles mediante la deteccion de un cambio en la cantidad de luz que es bloqueada por el objeto que se desea detectar cuando esto pasa envia una señal de activacion.
Figura 28. Sensor fotoeléctrico Serie 9000.
33 extractor disminuyan el nivel del limón de las tolvas, pasado el tiempo de retardo se encienden nuevamente los equipos. Esto se puede mostrar en el diagrama de flujo de la figura 29.
¿Detecta? Sensor
tolva 1
Sensor tolva 1
Sensor tolva 1 Inicio de
proceso
Equipos encendidos
Detección de sensor
Continuar con el proceso
Equipos apagados Tiempo de
retardo
Si
No
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6 Resultados del Proyecto
Las actividades planteadas al inicio de este proyecto resultaron de manera favorable y anqué en algunas de estas actividades surgieron algunos inconvenientes se supieron sobre llevarlos, esto gracias a nuestra asesor de la empresa así como a los empleados de esta misma. A continuación se muestran los resultados obtenidos a lo largo del proyecto.
Las automatizaciones realizadas en este proyecto se realizaron utilizando un PLC (Controlador Lógico programable o sus siglas en inglés Programmable Logic Controllen) MicreoLogix 1100 con módulos de entradas y salidas, estos módulos fueron necesarios debido a que este PLC no cuenta con las entradas y salidas suficientes para realizar estas automatizaciones.
Figura 30. PLC MicroLogix 1100 con módulos de entradas y salidas.
6.1 Resultados del armado de gabinete para control eléctrico
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37 6.2 Resultados de la automatización de rutinas de encendido y apagado de equipos
El resultado principal de esta actividad fue el desarrollo de un programa en PLC basarse en los diagramas de la figura 20 en la cual se muestran los diagramas de las rutinas de encendido y apagado. A continuación se muestra una tabla que contiene las salidas utilizadas en el programa.
Tabla 2. Salidas utilizadas en las rutinas de encendido y apagado.
Descripción Salida
Encendido de Elevador de Tolva O:0/0
Encendido de Banda de Selección O:0/1
Encendido de Arreador de Tina de Lavado 1 O:0/2 Encendido de Elevador de Tina de Lavado 1 O:0/3 Encendido de Arreador de Tina de Lavado 2 O:0/4 Encendido de Elevador de Tina de Lavado 2 O:0/5
Encendido de Mesa de Cepillos O:0/6
Encendido de Elevador con Empujador O:0/7
Encendido de Banda Trasportadora de Extractores de Aceite O:0/8 Encendido de Elevador Vertical de Tolva de Extractores de
Aceite 1 O:0/9
Encendido de Elevador Vertical de Tolva de Extractores de
Aceite 2 O:0/10
Encendido de Elevador Vertical de Tolva de Extractores de
Aceite 3 O:0/11
Encendido de Gusanos Raspadores 1 y 2 O:0/12 Encendido de Gusanos Raspadores 3 y 4 O:0/13 Encendido de Gusanos Raspadores 5 y 6 O:0/14
Apagado de Elevador de Tolva O:0/20
Apagado de Banda de Selección O:0/21
Apagado de Arreador de Tina de Lavado 1 O:0/22 Apagado de Elevador de Tina de Lavado 1 O:0/23 Apagado de Arreador de Tina de Lavado 2 O:0/24 Apagado de Elevador de Tina de Lavado 2 O:0/25
Encendido de Mesa de Cepillos O:0/26
Apagado de Elevador con Empujador O:0/27
Apagado de Banda Trasportadora de Extractores de Aceite O:0/28 Apagado de Elevador Vertical de Tolva de Extractores de
Aceite 1 O:0/29
Apagado de Elevador Vertical de Tolva de Extractores de
Aceite 2 O:0/30
Apagado de Elevador Vertical de Tolva de Extractores de
Aceite 3 O:0/31
Apagado de Gusanos Raspadores 1 y 2 O:0/32
Apagado de Gusanos Raspadores 3 y 4 O:0/33
38 El programa de las rutinas de encendido y apagado solo utilizan las salidas para la automatización ya que este es controlado por dos temporizadores que por medio de limites encienden o pagan en secuencia los diferentes equipos según sea el caso, los limites están programados cada 30 segundos entre uno y otro. Además del control automático de las rutinas se realizó una condición para que cada equipo pueda ser encendido o apagado de forma manual, el código de estas rutinas se muestra a continuación.
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45 6.3 Resultados de automatización de rutinas de llenado y vaciado de las tinas de lavado
Para esta actividad fue necesario realizar un control utilizando dos sensores de nivel tipo flotadores para cada tina, uno de los sensor cumple la función de detectar el nivel bajo de la tina mientras que el otro detecta el nivel alto.
Tabla 3. Entradas utilizadas para la rutina de llenado y vaciado.
Descripción Entrada
Sensor de nivel alto de tina de lavado 1 I:0/1 Sensor de nivel alto de tina de lavado 2 I:0/2 Sensor de nivel bajo de tina de lavado 1 I:0/3 Sensor de nivel bajo de tina de lavado 2 I:0/4
Tabla 4. Salidas utilizadas en la rutina de llenado y vaciado.
Descripción Salida
Llenado de Tina de Lavado 1 O:0/16
Llenado de Tina de Lavado 2 O:0/17
Vaciado de Tina de Lavado 1 O:0/18
Vaciado de Tina de Lavado 2 O:0/19
En las tablas 3 y 4 se muestran las entradas y salidas utilizadas en el programa de la rutina de llenado y vaciado de las tinas de lavado, este programa fue realizado con la ayuda del diagrama del control de llenado de las tinas de la figura 26.
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47 6.4 Resultado de automatización del procesado del limón
Realizar esta actividad en comparación a las dos anteriores presento un reto relativamente considerable ya que el tipo de sensor utilizado puede realizar diferente funciones dependiendo de la conexión que se le realice por esto mismo se decidió utilizar una conexión que facilite el control de los equipos actuales. En la tabla 5 se muestran las entradas utilizadas en esta automatización.
Tabla 5. Entradas utilizadas en la automatización del procesado de limón.
Descripción Entrada
Paro de Emergencia I:0/0
Sensor fotoeléctrico de Tolva de extractores de aceites 1 I:0/5 Sensor fotoeléctrico de Tolva de extractores de aceites 2 I:0/6 Sensor fotoeléctrico de Tolva de extractores de aceites 3 I:0/7
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Figura 41. Programa de PLC para el control del procesado del limón.
6.5 Interfaz de control de procesos
Adicionalmente sin tenerlo en cuenta esta actividad en la planificación se realizó una interfaz con la ayuda del software RsView32, este software permite realizar el control y monitoreo de diversos equipos desde una computadora conectada a un PLC de manera rápida y sencilla. Esta interfaz se realizó con la finalidad de facilitar el control de la línea de procesos así como eliminar el control convencional por medio de tableros con botoneras.
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Figura 42. Pantalla principal de la interfaz.
El último elemento de la pantalla principal es el control de las tinas de lavado al darle click en el botón de “Abrir” este abrirá otra pantalla en el que permitirá poner en modo automático, en el modo automático se realiza la rutina programada a cada hora mientras que en modo manual permite llenar o vaciar las tinas de forma individual, en cualquiera de los dos casos se muestra una simulación de este proceso así como la visualización de los sensores de cada tina; los sensores se muestran como indicadores, si el indicador se muestra en rojo significa que el sensor no detecta el nivel y verde si lo está detectando. A continuación se muestra la pantalla del control de las tinas de lavado.
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7 Conclusiones y recomendaciones
Durante el desarrollo de este proyecto se logró llevar a cabo de forma exitosa las diversas actividades planteadas y aunque en ocasiones se presentaron algunos inconvenientes se supieron sobre llevarlos gracias a la ayuda de los trabajadores de la empresa que nos apoyaron y asesoraron en cada actividad logrando cumplir los objetivos establecidos.
La automatización realizada en la línea de procesos ayudo a la empresa Citrojugo S.A de C.V. a llevar un control más estable en el procesado del limón delimitado en gran medida al factor humano, seleccionando a cierto personal para ser encargado de operar los diversos equipos de la línea de procesos y así disminuir lo más posible las pérdidas del producto garantizando una producción constante. Al realizar la automatización de las rutinas de llenado y vaciado se aseguró la protección de los equipos por un mal uso y por sobre esfuerzo, con la automatización de las tinas de lavado se garantiza que el limón que se pretende procesar tenga un buen tratamiento de limpieza y así cumplir con las normas de inocuidad del producto, en cuanto a la automatización del procesado del limón se busca eliminar las perdidas en el producto a procesar.
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8 Competencias Desarrolladas
Durante el transcurso de la residencia en la empresa Citrojugo S.A. de C.V. tuvimos la oportunidad de desarrollar diversas competencias en las diferentes actividades elaboradas a lo largo de este proyecto facilitando de cierta forma cada una de estas. A continuación se muestran las competencias desarrolladas por cada por cada actividad.
Competencias desarrolladas en el reconocimiento de quipos a automatizar:
Independencia: Esta competencia se desarrolló al momento de movernos libremente por toda la línea de procesos sin compañía de algún encargado de área u operario de equipos, para familiarizarse más con la línea de recesos.
Iniciativa: Se tomó la iniciativa de identificar cada equipo que compone la línea de proceso así como conocer el funcionamiento de cada equipo.
Meticulosidad: Se buscó ser meticulosos para conocer el proceso completo del procesado del limón y con esto facilitar su automatización.
Sociabilidad: Se trató de ser sociable con cada operario de equipos, ya que estos son los más indicados para informar el funcionamiento de cada equipo.
Competencias desarrolladas en la identificación de áreas a automatizar:
Toma de decisiones: Se tomó la decisión de agrupar los equipos de las áreas a automatizar.
Capacidad crítica: Se buscó evaluar cada equipo perteneciente a la línea de procesos para así elaborar un criterio para agrupar los equipos que realizan actividades similares en áreas de oportunidad.
Planificación y organización: Se planifico la identificación de las áreas a automatizar así como la organización de dichas áreas.
Competencias desarrolladas en la puesta de red de alimentación y control:
Adaptabilidad: Nos tuvimos que adaptar a la elaboración de esta actividad ya que no contábamos con el conocimiento de elaborar una red de este tipo.
Análisis de problemas: Se realizó un análisis de los posibles problemas que podrían presentarse a lo largo de esta actividad.
Compromiso: Se creó un compromiso con la empresa para elaborar la red de alimentación y control con la ayuda de los trabajadores calificados de la empresa. Delegación: Se elaboró la delegación de trabajo entre los trabajadores y nosotros
para facilitar el trabajo.
Flexibilidad: Se trató de ser flexible al desarrollar esta actividad ya que hasta ese entonces no contábamos con los conocimientos necesarios para elaborar este tipo de redes.
Trabajo en equipo: Fue necesario para la elaboración de esta actividad trabajar en conjunto a los trabajadores para facilitar y agilizar el trabajo.
52 Competencias desarrolladas en el armado del gabinete para control eléctrico:
Planificación y organización: Se planifico el acomodo del gabinete dentro de la cabina de control y se organizó al personal para realizar esto.
Creatividad: Fue necesario ser creativo para realizar el acomodo de componentes dentro del gabinete, esto con la ayuda de los instrumentistas de la empresa.
Meticulosidad: Fue necesario ser meticuloso con el armado del gabinete para evitar fallas al momento de ponerlo en marcha.
Competencias desarrolladas en la automatización de rutinas de encendido y apagado de equipos:
Creatividad: Fue necesario ser creativo para elaborar estas rutinas y con la ayuda de los instrumentistas de esta empresa se cumplió esta meta.
Compromiso: Nos comprometimos a elaborar estas rutinas así como un programa para el control de estas.
Toma de decisiones: Se tomaron diversas decisiones para el desarrollo de esta actividad entre los que se encuentra el orden de encendido y apagado de los equipos.
Tolerancia al estrés: La tolerancia fue fundamental para esta actividad ya que elaborar el programa mostro una complejidad relativamente grande.
Competencias desarrolladas en la automatización de llenado y vaciado de tinas de lavado:
Análisis de problemas: Se analizaron los posibles problemas que se pudieran presentar en esta automatización.
Creatividad: Fue necesario ser creativo para y tomar los concejos de los instrumentistas de la empresa para sobrellevar esta actividad.
Iniciativa: En esta actividad de tomo la iniciática de elaborar un programa de control de las tinas de lavado y con la ayuda de los instrumentistas se corrigió el programa.
Competencias desarrolladas en la automatización del procesado del limón:
Análisis de problemas: Al igual que en la actividad anterior se consideraron los posibles riesgos presentes en esta actividad.
Creatividad: La creatividad para la elaboración de esta actividad fue fundamental en el desarrollo de la automatización del procesado del limón.
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Referencias
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