Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle
Ciencia Unisalle
Ingeniería en Automatización Facultad de Ingeniería
2015
Sistema de comunicación vía inalámbrico para los blancos y el
Sistema de comunicación vía inalámbrico para los blancos y el
sistema de puntaje SIUS ASCOR de FEDETIROCOL
sistema de puntaje SIUS ASCOR de FEDETIROCOL
Yeny Olarte MateusUniversidad de La Salle, Bogotá John Henry Rodríguez Duran Universidad de La Salle, Bogotá
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1
SISTEMA DE COMUNICACIÓN VIA INALÁMBRICO PARA LOS BLANCOS Y EL SISTEMA DE PUNTAJE
YENY OLARTE MATEUS JOHN HENRY RODRIGUEZ DURAN
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA EN AUTOMATIZACION
BOGOTA D.C 2015
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SISTEMA DE COMUNICACIÓN VIA INALÁMBRICO PARA LOS BLANCOS Y EL SISTEMA DE PUNTAJE
YENY OLARTE MATEUS JOHN HENRY RODRIGUEZ DURAN
Trabajo de grado para aspirar al título de Ingeniero en Automatización
Director
Ing. Jorge Eliecer Rangel Díaz
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA EN AUTOMATIZACION
BOGOTA D.C 2015
3 Nota de Aceptación: _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ ______________________________________ Ingeniero Director ______________________________________ Firma del Jurado
______________________________________ Firma del Jurado
4 DEDICATORIA
YENY
A DIOS por permitirme llegar hasta este punto y darme la salud necesaria para cumplir con mis
objetivos y no dejarme desfallecer.
A MI HERMOSA MADRE MARTHA MATEUS, por ser el motor de mi vida, porque siempre creyó en
mí, en mis sueños y dio lo mejor de ella para que yo pudiera cumplirlos. A ella por su apoyo económico y su permanente amor y motivación, pero sobre todo por sus oraciones para cumplir este sueño.
A MIS HERMANOS MARBIN Y JEREMÍAS, quienes siempre me transmitieron las mejores vibraciones
y me dieron el apoyo moral y la motivación para que este sueño hoy se haga realidad.
JOHN
A DIOS por darme la oportunidad de aprender, de conquistar nuevas metas y brindarme los
recursos necesarios para conseguirlo. Por enseñarme a esperar en Él.
A MIS PADRES, por brindarme el apoyo y los buenos concejos cada vez que los necesité porque
cada palabra de aliento ha sido y será siempre la mejor motivación para seguir adelante.
A MI FAMILIA, quienes conocen cada momento vivido para llegar a la meta soñada, ellos que
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AGRADECIMIENTOS
Los integrantes de este proyecto queremos manifestar nuestro agradecimiento a Dios por guiarnos y darnos una luz en medio de tanta oscuridad, por cuidarnos y darnos la paciencia suficiente para atravesar cada dificultad que se nos presentaba en el desarrollo de este proyecto. Un agradecimiento especial al Ing. Jorge Rangel por su orientación en cada etapa de desarrollo, a la Federación Colombiana de Tiro y Caza Deportiva por permitirnos trabajar en sus instalaciones, de igual forma agradecemos a la Universidad de la Salle y a nuestros profesores quienes nos aportaron el conocimiento para la elaboración de este objetivo. Agradecemos a nuestras familias por expresarnos su infinito amor y por creer en nosotros, ellos más que nadie sabían que sí cumplíamos nuestro sueño de ser Ingenieros en Automatización, infinitas Gracias.
6 TABLA DE CONTENIDO Pág. LISTA DE TABLAS ... 9 LISTA DE FIGURAS ... 10 LISTA DE ANEXOS ... 13 RESUMEN ... 14 INTRODUCCIÓN ... 15 JUSTIFICACIÓN ... 16 OBJETIVOS ... 17 OBJETIVO GENERAL ... 17 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 17
ESTADO DEL ARTE ... 18
METODOLOGIA ... 19
1. EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA DEL TIRO OLIÍMPICO DEPORTIVO ... 21
1.1. SISTEMAS DE DIANAS PARA TIRO DEPORTIVO ... 21
1.2. NORMAS PARA LOS CAMPOS DE TIRO Y BLANCOS (SEGÚN REGLAMENTO ISSF) ... 24
1.3. ALGUNOS TIPOS DE TABLEROS ELECTRÓNICOS DISEÑADOS POR SIUS AG ... 24
1.4. MODALIDADES OLÍMPICAS DE TIRO ... 26
1.5. SISTEMA ACÚSTICO ... 28
1.6. DETECCIÓN DE ALCANCE ... 28
1.6.1. Reglamentación para la práctica de tiro y caza deportiva ... 28
1.6.2. Generalidades para todas las disciplinas ... 29
2. MANTENIMIENTO Y DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS DE TIRO SIUS ASCOR ... 30
2.1. DEFINICIONES DE MANTENIMIENTO ... 30
2.2. PREVENIR O DISMINUIR EL RIESGO DE FALLAS ... 31
2.2.1. Recuperar el desempeño ... 31
2.2.2. Aumentar la vida útil/diferir inversiones ... 31
2.2.3. Seguridad, ambiente y aspectos legales ... 31
2.3. MANTENIMIENTO REACTIVO ... 32
2.3.1. Ventajas y desventajas del mantenimiento reactivo... 32
7
2.4.1. Ventajas y desventajas del mantenimiento preventivo ... 33
2.5. MANTENIMIENTO PREDICTIVO ... 34
2.5.1. Ventajas y desventajas del mantenimiento preventivo ... 34
2.5. MANTENIMIENTO CORRECTIVO ... 35
2.7. ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO A REALIZAR EN LOS SISTEMAS SIUS ASCOR ... 35
2.7.1. Funciones primarias ... 35
2.7.2. Funciones secundarias ... 35
2.8. METODOLOGÍA DE MANTENIMIENTO ... 36
2.8.1. Recolección de información ... 36
2.8.2. Organización del mantenimiento ... 36
2.8.3. Recursos ... 37
2.8.4. Actividades de organización del mantenimiento ... 38
2.8.5. Diseño del trabajo ... 38
2.8.6. Estándares de tiempo ... 39
2.8.7. Programa de mantenimiento ... 39
2.9. EJECUCIÓN DEL MANTENIMIENTO ... 39
2.10. FUNCIONAMIENTO ... 40
2.10.1. Ruta de acceso ... 40
2.10.2. Programación del monitor ... 41
2.10.3. Red ... 42
2.11. VERIFICACIÓN DEL MANTENIMIENTO ... 44
2.12. RESULTADO DEL MANTENIMIENTO REALIZADO ... 47
2.12.1. Mantenimiento predictivo ... 47
2.12.2. Correctivo no programado o forzado ... 47
2.12.3. Mantenimiento preventivo ... 47
2.12.4. Mantenimiento correctivo ... 49
3. IMPLEMENTACION DEL SISTEMA DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA ... 50
8
3.1.1. Comunicación entre controladores y blancos electrónicos ... 50
3.1.2. Comunicación entre controladores y sistema de puntaje ... 52
3.2. EVALUACIÓN TECNOLÓGICA ... 53
3.2.1. Tecnologías inalámbricas evaluadas ... 54
3.3. IMPLEMENTACION DEL SISTEMA DE COMUNICACIÓN INALAMBRICA ... 62
3.3.1. Reconocimiento de la señal a transmitir ... 62
3.3.2. Tratamiento de señales ... 63
3.4. DISEÑO DEL HARDWARE ... 65
3.4.1. Tarjeta convertidora de video ... 65
3.4.2. Módulo de comunicación RF ... 67
3.4.3. Alimentación ... 70
3.4.4. Etapa de regulación ... 70
3.4.5. Dimensiones ... 70
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS ... 72
4.1. CALIDAD DEL PRODUCTO ... 74
4.2. TRANSMISIÓN DE LA SEÑAL ... 75
4.3. REDUCCIÒN EN TIEMPO DE INSTALACIÓN ... 81
4.4. REDUCCIÓN DE COSTOS ... 84
4.4.1. Costos MIT 100 ... 85
4.5. PORTABILIDAD ... 86
4.6. ADECUACIÓN TECNOLÓGICA ... 86
4.7. MANTENIMIENTO DE LOS EQUIPOS ... 86
CONCLUSIONES ... 89
9
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1 .Ventajas y desventajas del mantenimiento reactivo ... 32
Tabla 2. Ventajas y desventajas del mantenimiento preventivo . ... 33
Tabla 3. Ventajas y desventajas del mantenimiento predictivo . ... 34
Tabla 4. Partes del sistema SIUS ASCOR ... 37
Tabla 5. Tipos de cable ... 41
Tabla 6. Estandar LonWorks tabla resumen ... 51
Tabla 7. Características y calificación tecnología Bluetooth ... 55
Tabla 8. Estándares más utilizados ... 56
Tabla 9. Características y calificación tecnología Bluetooth ... 58
Tabla 10 – Tabla de características Zigbee... 60
Tabla 11 – Tabla de características Radiofrecuencia ... 61
Tabla 12 - Comparación del sistema SIUS ASCOR inalámbrico vs cableado ... 74
Tabla 13 - Picos máximos y mínimos del sistema cableado ... 77
Tabla 14 - Registro de picos máximos sistema inalámbrico ... 78
Tabla 15 - Diferencia en porcentaje de ambos sistemas ... 78
Tabla 16 - Análisis de tiempo gastado en instalación sin prototipo ... 82
Tabla 17 - Análisis de tiempo gastado en instalación del sistema SIUS ASCOR con prototipo ... 83
Tabla 18 - Descripción costo prototipo inalámbrico ... 86
10
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Sistemas electrónicos de blancos ... 21
Figura 2. Blanco o diana ... 22
Figura 3. Imagen que ve el tirador en su pantalla o monitor ... 22
Figura 4. Elementos de un sistema de blanco electrónico. ... 23
Figura 5. Posición del competidor ... 23
Figura 6. (a). Calibre para pistola y rifle (b).Tablero electrónico SIUS S10 ... 25
Figura 7. (a) .SIUIS LS10 (b). Calibre de bala ... 25
Figura 8. SIUS HS10 ... 26
Figura 9. Componentes de los sistemas de blanco electrónico Suis Ascor ... 39
Figura 10. Ruta de acceso al monitor Sius Ascor ... 40
Figura 11. Cableado mínimo Sistema SIUS ASCOR ... 40
Figura 12. Contenido en la pantalla del monitor después de la primera puesta... 41
Figura 13. Diagrama de flujo de conexión accionamiento- disco ... 42
Figura 14. Monitor de visualización ... 42
Figura 15. Subsistemas en red ... 43
Figura 16. Consola de unidad de control ... 43
Figura 17. Diagrama de flujo de la conexión de la unidad de control a una subred ... 43
Figura 18. Objetivos o dianas del sistema de blancos electrónicos ... 44
Figura 19. Blanco electrónico de tiro ... 45
Figura 20. Monitores ubicados en el puesto de tiro de los blancos electrónicos... 45
Figura 21. Polígono ... 46
Figura 22. Sistema de Triangulación ... 46
Figura 23. Red LonWorks en sistemas de tiro Sius Ascor ... 50
Figura 24. Tarjeta de adquisición en tableros electrónicos de tiro ... 52
11
Figura 26. Controlador y sistema de puntaje actual ... 53
Figura 27. Posicionamiento de Estándares Wireless ... 54
Figura 28. Distintos bloques funcionales de un sistema bluetooth ... 55
Figura 29. Bandas de comunicación por radio ... 56
Figura 30. Bloques funcionales de un módulo Wi-fi ... 58
Figura 31. Componentes de un módulo Zigbee ... 60
Figura 32. Diagrama de bloques del sistema RF ... 61
Figura 33. Puertos de los controladores Sius Ascor ... 63
Figura 34. Monitor Sius Ascor ... 63
Figura 35. Cable RCA convencional ... 64
Figura 36. Esquema de conexiones VGA a Súper video ... 64
Figura 37. Tarjeta convertidora de señal VGA a RCA ... 66
Figura 38. Diagrama de conexión ... 66
Figura 39. Módulo receptor Antena receptora de 5,8GHz ... 68
Figura 40. Modelo receptor ... 69
Figura 41. Modelo receptor electrónico ... 69
Figura 42. Etapa de regulación modelo receptor ... 70
Figura 43. Dimensiones del prototipo inalámbrico ... 71
Figura 44. Campo de tiro 50 mts. Club el rancho Bogotá D.C ... 72
Figura 45. Posición del jugador para generar el disparo ... 72
Figura 46. Visualización de los datos registrados ... 73
Figura 47. Polígono Club El Rancho ... 75
Figura 48. Registro en el monitor SIUS ASCOR ... 75
Figura 49. Registro en cualquier pantalla ... 76
Figura 50. Registro a través de la impresora ... 76
Figura 51. Registro del comportamiento picos máximos y mínimos de diferentes señales sistema cableado ... 79
12
Figura 52. Registro del comportamiento picos máximos y mínimos de diferentes señales sistema
inalámbrico ... 80
Figura 53. Diferencia de error entre ambos sistemas cableado vs inalámbrico obtenido de los tres canales a tratar ... 81
Figura 54. Comportamiento análisis del tiempo en instalación del sistema SIUS ASCOR ... 83
Figura 55. Análisis del tiempo en instalación de polígono con prototipo inalámbrico ... 84
13 RESUMEN
En este proyecto se realizará el diseño e implementación de un sistema de comunicación inalámbrica para los blancos electrónicos de tiro SUIS ASCOR, con el fin de facilitar la comunicación entre sus dispositivos y su sistema de puntaje. En la Federación Colombiana de Tiro y Caza muchos de estos sistemas se encuentran averiados, impidiendo el desarrollo normal de las competencias de tiro deportivo a nivel nacional e internacional. La finalidad de este proyecto es garantizar el buen funcionamiento de dichos sistemas electrónicos llevándolos nuevamente a los campos de entrenamiento y competencia.
Los blancos poseen dos tarjetas de adquisición de datos, una en el blanco electrónico y la otra en el controlador del sistema. El módulo de medición transmite los datos no procesados a la unidad de control de modo que esta pueda calcular el valor del disparo e introducirlo correctamente en el programa actual. Los sistemas de blanco electrónico constan básicamente de un objetivo o diana el cual toma los datos con sensores de sonido mediante técnicas de triangulación que permiten registrar la ubicación del impacto de la bala.
Adicionalmente en el puesto de tiro se encuentra un monitor donde el competidor tiene información acerca de los impactos, disparos realizados, precisión, la ubicación del mismo, el puntaje realizado hasta el momento, nombre del tirador, país o estado y tiempo de competición. Toda la Información que se genera en cada uno de los puestos de tiro es enviada a la computadora central y a la impresora donde se emiten los reportes de los resultados.
Entendiendo la composición de estos equipos y su funcionamiento se ha brindado soporte técnico mejorando el estado actual de los sistemas de tiro. También, debido al estudio inicial que se les hacen a los equipos, se ha desarrollado una guía de mantenimiento preventivo y la implementación del sistema de comunicación vía inalámbrica que permitirá acceder de una mejor forma al transporte de datos del equipo a medida que estos son utilizados en múltiples competencias.
14 INTRODUCCIÓN
La federación colombiana de tiro y caza cuenta con equipos que les permiten evaluar el rendimiento de los participantes en el tiro deportivo. Dichos equipos son tableros electrónicos de tecnología Suiza, los cuales cuentan con un sistema de sensórica y una configuración especial para tratar los datos de impacto en cada disparo y así mostrarlos en una pantalla.
Teniendo en cuenta el número de competidores, cada blanco cuenta con un controlador que adquiere los datos, los procesa y los muestra interpretando la precisión de cada impacto en un monitor.
Entendiendo el funcionamiento de los equipos y las temáticas identificadas en el problema propuesto de este proyecto, se pueden aplicar muchos conocimientos adquiridos durante la formación como ingenieros en el campo de la automatización.
El mantenimiento preventivo y el conocimiento de distintos protocolos de comunicación son unas de las temáticas que se pueden observar en las distintas etapas de gestión para este proyecto. Con el desarrollo de una metodología definida es posible encontrar las fallas que presentan los equipos comúnmente, también el trato y las condiciones en las que se deben tener dichos equipos para evitar un deterioro temprano. Todas las indicaciones de uso común y mantenimiento son puestas en un manual al usuario fácil de interpretar de tal forma que el futuro operario no cometa errores que puedan perjudicar la vida útil del equipo.
Aprovechando el conocimiento adquirido en el desarrollo de nuevas tecnologías y de cómo es posible integrarlas para obtener resultados mucho más eficientes, se ha implementado un sistema de comunicación vía inalámbrica que permite al operario conocer el estado actual del sistema. Es por eso que el desarrollo de este proyecto no sólo da solución a la problemática planteada, sino que también satisface la necesidad existente en la práctica del deporte tiro olímpico deportivo.
15 JUSTIFICACIÓN
En la federación Colombiana de Tiro, muchos de los equipos que se utilizan en las competencias no se encuentran en óptimas condiciones, debido a esto, los equipos son sacados de las competencias habituales para ser llevados a un salón de inventario donde el polvo, la humedad y otros factores de entorno perjudican la vida útil del equipo llevándolo a un deterioro notable. El tiro deportivo es una habilidad que requiere precisión en toda su totalidad, ya que va desde el jugador, hasta la información que brindan los equipos que lo evalúan. Dichos equipos funcionan como un sistema capaz de detectar la posición del impacto de la bala por medio de sensores ultrasónicos configurados de forma tal que los datos sean llevados a un dispositivo de adquisición. La información que obtiene el jugador tiene que ser de inmediata una vez se haya terminado la serie de disparos donde a un nivel profesional las milésimas de centímetro son quienes que marcan la diferencia, esto da a entender la precisión con la que trabajan estos equipos y por supuesto el estado en el deben estar para las competencias.
Por otra parte, la federación no cuenta con un equipo capacitado técnicamente para realizar labores de mantenimiento utilizando los procedimientos adecuados. Como resultado de esto se obtiene que ante la presencia de fallas en los equipos, los operarios no puedan corregir el error ocasionando fallas adicionales que perfectamente pueden ser evitadas si se cuenta con un sistema que indique el buen funcionamiento de la tarjeta, el estado de los sensores y el correcto envío de datos.
Al garantizar que los componentes importantes del equipo están funcionando correctamente, el operario descartará posibilidades reduciendo la incertidumbre del error presentado y evitando malos tratos al equipo y sus partes.
La razón por la cual este proyecto ha sido propuesto y llevado a cabo, se debe al fin de responder con una necesidad de la Federación Colombiana de Tiro en tener todos sus equipos en buen estado para el libre desarrollo de las competencias apoyando al gremio deportivo, puesto que resuelve la problemática existente de una manera viable y con la posibilidad de aplicar técnicas y conocimientos aprendidos por parte de nosotros los futuros profesionales.
16 OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Diseñar e implementar un sistema para la comunicación vía inalámbrica de los blancos electrónicos SIUS ASCOR y su sistema de puntaje de la federación colombiana de tiro, reduciendo el tiempo de conexión y costo de cableado entre los dispositivos asociados.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Realizar un estudio sobre el funcionamiento de los sistemas de blanco electrónico SIUS ASCOR.
Identificar las diferentes causas de daño que presentan los sistemas de blanco electrónico SUIS ASCOR.
Documentar procedimientos de reparación y mantenimiento de sistemas de blanco electrónico SIUS ASCOR.
Implementar un sistema de comunicación vía inalámbrica que permita enlazar los tableros electrónicos determinando de manera rápida el estado general de los equipos y el transporte de datos hacia su sistema de puntaje.
17
ESTADO DEL ARTE
Desde sus inicios, el tiro olímpico ha sido uno de los deportes que ha mantenido su participación a lo largo de todos los años. El fundador y padre de las Olimpiadas, Barón Pierre de Coubertin, ha sido uno de sus mejores representantes.
En los primeros Juegos Olímpicos, celebrados en Grecia en 1896, participaron 285 atletas de 13 naciones, de los cuales 116 lo hicieron en tiro olímpico. La primera medalla olímpica conseguida por un español en la historia de los Juegos Olímpicos fue de plata y, precisamente, en la disciplina de tiro, y la consiguió Pedro Pidal, Marqués de Villaviciosa, en la modalidad de tiro al plato (pichón), en los II Juegos Olímpicos celebrados en Francia en 1900. En esa ocasión participaron 166 tiradores. En ese mismo año se constituye en España una asociación llamada Tiro Nacional que, en 1958, pasó a llamarse Federación del Tiro Nacional hasta 1968, en que pasó a denominarse Federación Nacional de Tiro Olímpico. En 1977 obtuvo el nombre de Federación Española de Tiro Olímpico, el cual mantiene en la actualidad.
El organismo que ha regido en el tiro a nivel internacional ha sido la UIT (Unión Internacional de Tiro), creada en Zurich (Suiza) en 1907 y fue así hasta que en 1998 se constituyó la que hasta hoy es la ISSF (International Shooting Sport Federation). Actualmente existen 16 modalidades de tiro que forman parte del programa de las Olimpiadas.
Sius AG es el fabricante más conocido a nivel mundial en la fabricación de sistemas para deportes militares durante más de 50 años. Sus productos han sido utilizados en diferentes competencias internacionales como la competición olímpica de México, Atenas y Beijing.
En 1949 se implementó al sistema el acondicionamiento de una señal acústica con retroalimentación automática. En 1954 los sistemas SIUS fueron utilizados por primera vez en el campeonato mundial de Caracas.
En 1979 estos sistemas ganaron la aprobación y certificación de calidad por medio de la unión internacional de tiro UIT. Esto permitió a los sistemas SIUS ser reconocidos y obtener favoritismo por parte de las distintas federaciones de tiro a nivel mundial. Actualmente en Colombia la marca SIUS es la utilizada en las competencias que se realizan en el país.
18 METODOLGÍA
Para la realización de este proyecto se plantean 8 fases las cuales se cumplirán estrictamente para dar solución al problema planteado. Las fases propuestas son:
FASE 1: Recolección de información
En esta etapa se recopila toda la información necesaria para identificar el problema existente en la máquina que se desea reparar.
Recolección de información Análisis de la información Definición de tecnologías Datos estadísticos
FASE 2: Cuantificación del problema
En esta etapa, se realizará un estudio de la cantidad de máquinas que se encuentran en mal estado, para posteriormente ser reparadas.
Situación problemática Campos de acción
Delimitación de los recursos a utilizar
FASE 3: Caracterización del problema que presenta la máquina.
Se procede a identificar las posibles causas de daño que pueden presentar este tipo de máquinas, teniendo en cuenta el tiempo de funcionamiento y los medios a los cuáles están expuestas para identificar si el daño es electrónico o físico.
Justificación del enfoque metodológico Análisis de los sistemas y subsistemas
FASE 4: Analizar posibles causas de daño
En esta fase se realizará el estudio de las posibles causas de daño a las que están expuestos los sistemas SIUS ASCOR, para realizar el respectivo manual de mantenimiento.
19 Pruebas de funcionamiento
Enfoque metodológico
Verificación de funcionamiento
FASE 5: Alternativas de solución
En esta etapa, se buscarán las diferentes alternativas de solución para el problema identificado en la máquina a reparar, para ello, se indagará en las diferentes fuentes de información y se analizará la alternativa más adecuada para diseño actual de la máquina.
FASE 6: Solución
Una vez identificado el problema, se procederá a la reparación de las máquinas que han tenido el estudio previo para su óptimo funcionamiento.
Factibilidad técnica Factibilidad operativa
Verificación de funcionamiento
FASE7: Tecnología inalámbrica
En esta etapa se desea implementar un sistema de comunicación inalámbrica entre el controlador y su sistema de puntaje. De igual forma se realiza una verificación del registro de datos que entrega la tarjeta.
Verificación de la transmisión de datos.
Comprobación del sistema de medición LON, SCB y Ordenador Personal. Puesta a punto del sistema de comunicación.
FASE 8: Elaboración del manual de mantenimiento
En esta etapa final, se realizará un manual de mantenimiento, donde se le facilita al usuario identificar la falla de cada máquina, con el fin de evitar mayores daños.
Aporte práctico Aporte teórico Soporte técnico
20
1. EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA DEL TIRO OLÍMPICO DEPORTIVO
El tiro deportivo, es una disciplina que pone a prueba la precisión y la velocidad al momento de manejar un arma de fuego o de aire comprimido. La práctica de este deporte requiere formación y estricto entrenamiento.
En un principio, el tiro era un medio de supervivencia para cazar y alimentarse, sin embargo a partir del siglo XV, ésta práctica se transformó y se consolidó como un deporte olímpico. Dicha evolución alcanzó avances tecnológicos en materia de armas de fuego y de equipamiento, que han provocado cambios constantes debido a la pasión de los competidores por su deporte mejorando la práctica de ésta disciplina.
Con la generación de reglas que estandariza éste deporte se ha logrado una interesante evolución en la implementación y uso de los diferentes equipos que facilitan el desarrollo de ésta competencia.
1.1. SISTEMAS DE DIANAS PARA TIRO DEPORTIVO
Cada práctica en el polígono supone elegir un blanco adecuado para la disciplina que se va a realizar, los blancos de papel acartonado permiten tiro a tiro verificar la ubicación de los impactos y la agrupación del sistema de puntaje que en definitiva se obtiene.
Si el polígono es de arma corta seguramente un sistema manual o eléctrico trasladará el bastidor de sostén del blanco hasta la distancia correcta. De ser un polígono de arma larga el bastidor se encontrará en alguna de las fosas a 50, 150, 200 o 300 metros, distancias más comunes en cuanto a las fosas que se pueden encontrar en los diferentes polígonos de Tiro.
Los blancos electrónicos han sido utilizados frecuentemente en las competencias desarrolladas bajo la órbita del la federación Internacional de Tiro deportivo, actual ISSF. El sistema es muy simple pero de alto costo dado que proveer un polígono completo supone inversiones cercanas al millón de dólares, más su adecuado mantenimiento.
Figura 1. Sistemas electrónicos de blancos
21
El sistema tiene un blanco con las medidas reglamentarias a la distancia oficial que envía la información de los impactos a una pantalla ubicada junto al tirador informándole así el valor de su impacto.
El blanco en realidad está formado por una caja metálica a modo de bastidor que en su parte central tiene un círculo negro del tamaño oficial del blanco sin ninguna marcación zonal. Dentro del bastidor un sistema de triangulación electromagnética hace lectura posicional del impacto traduciéndolo a una escala de valor zonal, haciendo posible la lectura como si hubiera impactado en un blanco zonal tradicional.
Figura 2. Blanco o diana
Fuente: (ISSF, 2007)
Figura 3. Imagen que ve el tirador en su pantalla o monitor
Fuente: (ISSF,2007)
Los valores se dan con décimas para que el tirador tenga máxima precisión a la hora de establecer cuan cerca o lejos del diez impactó su disparo.
Además de la información visual, la pantalla nos informa la suma parcial del impacto realizado, el promedio y la proyección del resultado a obtener, todo esto impreso en papel de fax con todos los impactos y la imagen de cada disparo sobre un blanco virtual.
22 Figura 4. Elementos de un sistema de blanco electrónico.
Fuente: (SIUS AG, 2010)
Toda la información que este sistema ofrece es de suma importancia pues da la posibilidad de ver la evolución tiro a tiro del rendimiento de competidor.
Este sistema permite al tirador dirigirse pura y exclusivamente a la ejecución técnica a su propio ritmo de tiro sin tener que preocuparse por la marcación o el cambio del mismo entre tiro y tiro. Por otro lado con respecto a estos sistemas de blancos electrónicos en algunos tiradores surge ese miedo lógico a las conocidas fallas de sistema, temiendo que ellos hayan realizado un gran disparo y la "máquina" no de lectura correcta a su tiro.
Figura 5. Posición del competidor
23
Según la ISSF (International Shooting Sport Federation) las modalidades olímpicas de tiro existentes son:
Rifle 50 metros en tres posiciones. Rifle en posición tendida.
Rifle de aire a 10 metros. Pistola a 50 metros.
Pistola rápida de fuego a 25 metros. Pistola de aire 10 metros.
1.2. NORMAS PARA LOS CAMPOS DE TIRO Y BLANCOS: (SEGÚN REGLAMENTO ISSF) Requisitos Generales para Blancos de Papel
Debe ser un color y material no reflectante, de modo de modo que la zona negra de puntería (centro) sea claramente visible bajo condiciones normales de luz a las distancias apropiadas. El papel del blanco debe registrar los impactos sin deformación o desgarro excesivos. (Ítem 6.3.1 – 6.3.1.3 ISSF, 2005)
Requisitos Blancos electrónicos (según reglamento internacional ISSF)
Los blancos electrónicos comprenden un blanco simulado con su propio sistema de puntuación, un monitor, una impresora para registrar el valor de los disparos y un monitor remoto para los tiradores. La carátula del blanco es una cartulina blanca sin círculos de puntuación. En el centro hay un agujero del tamaño de la porción negra del blanco seleccionado.(Reglamento ISSF, 2005)
1.3. ALGUNOS TIPOS DE TABLEROS ELECTRÓNICOS DISEÑADOS POR SIUS AG Tablero electrónico S10
El S10 del disco está diseñado para todas las disciplinas de armas de aire, con una distancia de 10 m hasta 20m (Figura 7b). El sistema de detección de cuatro sensores ultrasónicos efectúa mayor precisión en la evaluación de la localización del impacto, para este tipo de tableros utilizan dos tipos de arma (pistola y rifle), con calibre de bala diferente como se muestra en la (Figura 6.a)
24
Figura 6. (a). Calibre para pistola y rifle (b).Tablero electrónico SIUS S10
a) b) Fuente: (SIUIS AG, 2010)
Tablero electrónico LS10 Laser Núcleo
El tablero electrónico LS10 disco está diseñado para todas las armas de aire comprimido y rifles de pequeño calibre 50 metros rifle usado (Figura 7b). Contiene un sistema de detección de HD-infrarrojo que permite mayor precisión en la evaluación de la localización del impacto. La estructura física de estos sistemas se puede observar en la figura 7a.
Figura 7. (a) .SIUIS LS10 (b). Calibre de bala
a) b)
Fuente: (SIUS AG, 2010)
Tablero electrónico HS10 Hybrid Núcleo
El tablero electrónico HS10 es una configuración más compacta del sistema SIUS, el cual tiene una configuración independiente solo para que coincida con el sistema de control central, el análisis de datos y la visualización de pantallas adicionales o en la pantalla grande. En la figura 8, es posible observar la estructura física de este tablero.
25 Figura 8. SIUS HS10
Fuente: (SIUS AG, 2010)
1.4. MODALIDADES OLÍMPICAS DE TIRO
Tiro a bala
Pistola deportiva 25 metros: Prueba femenina, con pistolas o revólveres calibre .22Lr. La competencia se divide en dos fases, una de precisión y otra de velocidad.
Pistola libre 50 metros: El competidor dispone de 2 horas para los tiros de ensayo en cantidad libre y sesenta tiros válidos para la competencia, usando sólo una mano. La pistola es de calibre .22LR.
Pistola de aire 10 metros: Durante 1 hora y 45 minutos, los hombres disparan sesenta tiros en 1 hora 15 minutos, las mujeres disparan cuarenta tiros, a diez metros de distancia con una pistola de aire comprimido de calibre 4,5 mm.
Tiro rápido 25 metros: En el tiro rápido se usa una pistola semiautomática calibre 22LR y gatillo con peso de 1 kg. El competidor realiza 12 series de cinco tiros contra cinco blancos a 25 m de distancia, totalizando sesenta tiros válidos. A una señal, los cinco blancos aparecen simultáneamente, esperando recibir un tiro cada uno. En las dos primeras series es preciso disparar cinco tiros en ocho segundos, en las dos siguientes en seis segundos, en las dos finales en cuatro segundos. En la segunda parte se repiten las mismas series.
Carabina en tres posiciones: El arma es una carabina de cañón largo, calibre 22, con peso máximo de 8 kg. Durante la competencia, son disparados 120 tiros contra un blanco a cincuenta m de distancia. La posición de tirador, el número de disparos y el límite de tiempo son: tendido cuarenta tiros en una hora, de pie cuarenta tiros en una hora y 45 minutos y de rodillas cuarenta tiros en una hora y quince minutos (3x40). La misma carabina debe ser usada en las tres posiciones; el círculo central del blanco tiene 12, 4 mm de diámetro. La prueba femenina es semejante, pero son disparados 20 tiros por posición (3x20).
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Carabina tendido: El arma es la misma carabina de tres posiciones - cañón largo, calibre 22. El tirador permanece tendido. Sesenta disparos son hechos en seis series de diez, con límite de una hora y media, a un blanco distante cincuenta metros.
Otras pruebas
Pistola Aire Velocidad: Con una pistola de aire comprimido calibre 4,5 y peso del gatillo libre, el tirador dispara cuarenta tiros repartidos en ocho series de 5 tiros cada una con una duración de 10 segundos cada serie (más una primera serie de ensayo) sobre 5 blancos diferentes (un sólo tiro sobre cada blanco).
Pistola Aire Standard: Con una pistola de aire comprimido calibre 4,5 y peso del gatillo libre, el tirador dispara cuarenta tiros repartidos en ocho series de 5 tiros cada una con una duración de 10 segundos cada serie (más una primera serie de ensayo). Distancia al blanco 10 metros. Pistola standard: Con una pistola de calibre .22 LR y gatillo de 1 kg, el tirador dispara sesenta
tiros en doce series: cuatro series de cinco tiros en 150 segundos, cuatro series de cinco tiros en veinte segundos y cuatro series de cinco tiros en diez segundos. El arma se usa a 25 m del blanco. Blanco Móvil (Tiro al Jabalí): Es la única modalidad que permite el uso de mira telescópica. Son
disparados treinta tiros contra un blanco en movimiento lento y otros treinta contra un blanco en movimiento rápido. Existen dos modalidades: a 10 m de distancia con arma de aire comprimido y a 50 m con arma calibre 22. El competidor necesita unos reflejos extraordinarios. Fosa Universal: La rutina de la fosa universal se divide en 5 posiciones, para cada posición hay 5
máquinas lanzadoras de platos a 15 m de distancia, enterradas en una fosa. Las máquinas lanzan los platos variando en ángulo, desde 45° a la izquierda hasta 45° a la derecha, y en altura. El plato tiene una velocidad inicial de 100 km/h y es lanzado inmediatamente después del comando de voz del tirador, cuando este está preparado con el arma empuñada en el hombro. El tirador, ocupa uno de los 5 puestos y no sabe cuál máquina irá lanzar el siguiente plato. El tirador puede disparar dos veces por plato (excepto en el desempate de la fase final, en que sólo es permitido uno), siendo indiferente si quiebra el plato en el primero o en el segundo intento. El tirador tiene el tiempo que necesite para disparar el tiro después del lanzamiento del plato, pero el blanco se va alejando y se dificulta acertar. Generalmente el primer disparo se da en 7 décimos.
27 1.5. SISTEMA ACÚSTICO
“Los sensores de ultrasonidos son detectores de proximidad que trabajan libres de roces mecánicos y que detectan objetos a distancias de hasta 8m. El sensor emite impulsos ultrasónicos, éstos reflejan en un objeto, el sensor recibe el eco producido y lo convierte en señales eléctricas, las cuales son elaboradas en el aparato de valoración. Estos sensores trabajan solamente en el aire, y pueden detectar objetos con diferentes formas, colores, superficies y de diferentes materiales. Los materiales pueden ser sólidos, líquidos o polvorientos, sin embargo han de ser deflectores de sonido. Los sensores trabajan según el tiempo de transcurso del eco, es decir, se valora la distancia temporal entre el impulso de emisión y el impulso del eco”. (“J. Hill, D. Culler, 2001 “).
El Sensor de Sonido puede medir niveles de presión de sonido hasta 90 dB (el nivel de ruido que hace una podadora de pasto). Los niveles de presión del sonido son extremadamente complicados, de modo que las lecturas del Sensor de Sonido en el MINDSTORMS NXT se muestran en porcentaje (%). A un porcentaje bajo corresponde un leve sonido. Por ejemplo:
4-5% es como el silencio de una habitación.
5-10% es como la voz del alguien hablando a la distancia.
10-30% es una conversación normal cerca del sensor o música tocada a un nivel normal. 30-100% es como gente gritando o música siendo tocada a alto volumen.
Estos parámetros fueron dados por (“Julio C. Sandria Reynoso,2007”)
1.6. DETECCIÓN DE ALCANCE
Un sensor de alcance mide la distancia desde un punto de referencia (que suele estar en el propio sensor) hasta objetos en el campo de operación del sensor. Los seres humanos estiman la distancia por medio de un procesamiento visual estereográfico. Los sensores de alcance se utilizan para la navegación de robots y para evitar obstáculos, para aplicaciones más detalladas en las que se desean las características de localización y forma en general de objetos en el espacio de trabajo de un robot.
1.6.1. Reglamentación para la práctica de tiro y caza deportiva.
Según la ISSF (international shooting sport federation) FEDERACIÓN INTERNACIONAL DE TIRO DEPORTIVO, los blancos electrónicos comprenden un blanco simulado con su propio sistema de puntuación, un monitor, una impresora para registrar el valor de los disparos y un monitor remoto para los tiradores. La carátula del blanco es una cartulina blanca sin círculos de puntuación. En el centro hay un agujero del tamaño de la porción negra del blanco seleccionado.
28 1.6.2. Generalidades para todas las disciplinas.
Los Delegados Técnicos de la ISSF, de acuerdo con los artículos generales 3.4.2, 3.4.3 y 3.4.4 del Reglamento General de la ISSF y en colaboración con el Director de la Competición y los oficiales de galería designados por el Comité de Organización para las diferentes disciplinas, deben inspeccionar las instalaciones de los campos de tiro y el equipo para todos los Campeonatos de la ISSF. Pueden autorizar pequeñas diferencias con las especificaciones de las reglas de la ISSF, siempre que no se opongan a las intenciones y espíritu de los Reglamentos de la ISSF, y cuyas diferencias no afecten a las distancias de tiro y especificaciones de los blancos, que no estén permitidas. Los países participantes o las federaciones deben ser informados de cualquier variación antes de la fecha de cierre de las inscripciones para la competición correspondiente.
Los Campos de Tiro deben tener una línea de blancos y una línea de tiro. La línea de tiro debe ser paralela a la línea de blancos. Los puestos de tiro están situados detrás de la línea de tiro.
Tener conocimiento de las diferentes modalidades de competencia, las diferentes clases de dianas y las diversas armas utilizadas en éste deporte permite al competidor definir la especialidad en la que se quiere desempeñar y así mismo exigir condiciones favorables en el uso de los sistemas electrónicos que requiere esta disciplina.
Es por eso que para obtener buen desempeño y brindarle al competidor confianza en el sistema de puntaje, se recomienda realizar mantenimiento preventivo de los equipos que se están usando, con el fin de evolucionar tecnológicamente y poder brindar un soporte técnico para la eficiencia en los campos de tiro donde se utilizan este tipo de blancos electrónicos.
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2. MANTENIMIENTO Y DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS DE TIRO SIUS ASCOR
Comprender cómo se conforma un sistema electrónico de tiro deportivo implica la identificación de los subsistemas presentes y la manera correcta de utilizarlos. La vigencia de estos sistemas en el campo de tiro es posible en un gran porcentaje debido a las labores de mantenimiento que se realizan para conservar su buen estado. En vista de que los factores ambientales en los que operan los sistemas son los mayores causantes de fallas futuras, el mantenimiento es una cura que previene, corrige y a su vez mantiene la precisión de los sistemas. En éste capítulo se abarca la inspección, limpieza, lubricación, reemplazo y reparación que se debe efectuar en los blancos electrónicos SIUS ASCOR aplicando conocimientos de los diferentes tipos de mantenimiento para el buen desempeño de cada máquina operando en su entorno real.
2.1. DEFINICIONES DE MANTENIMIENTO
A continuación se presentan algunas conceptualizaciones relacionadas con la palabra mantenimiento, así como el alcance de la misma para las actividades que se realizan en el mantenimiento de blancos electrónicos Sius Ascor:
Mantenimiento es: Asegurar que todo activo continúe desempeñando las funciones deseadas y requeridas según la norma. De manera sencilla, es el conjunto de trabajos necesarios para asegurar el buen funcionamiento de los equipos.
De manera precisa para nuestro caso, es un conjunto de técnicas y sistemas que permiten prever las averías, efectuar revisiones, engrases y reparaciones eficaces, dando a la vez normas de buen funcionamiento a los usuarios de los sistemas sius ascor, contribuyendo así en el buen desempeño de los blancos que se encuentran en la Federación Colombiana de tiro y caza deportiva.
Es un órgano de estudio que busca lo más conveniente para las máquinas, tratando de alargar su vida de forma rentable.
Metafóricamente hablando: El mantenimiento es la medicina preventiva y curativa de las máquinas, equipos, instalaciones, etc.
¿Por Qué Mantener?
Las razones o los fundamentos por los cuales hacemos mantenimiento pueden ser resumidas en las siguientes categorías sobre la base de los beneficios logrados.
30 2.2. PREVENIR O DISMINUIR EL RIESGO DE FALLAS.
Busca bajar la frecuencia de fallas y/o disminuir sus consecuencias (incluyendo todas sus posibilidades), brindado seguridad a los competidores que utilizan éstos blancos electrónicos. Esta es una de las visiones más básicas del mantenimiento realizado y en muchas ocasiones es el único motor que mueve las estrategias de mantenimiento de los sistemas de tiro.
2.2.1. Recuperar el desempeño.
Con el uso de los sistemas de blanco electrónico Sius Ascor, el desempeño se puede ver deteriorado por dos factores principales:
Pérdida de capacidad de recepción de datos y/o aumento de costos de operación.
Grandes ahorros se han logrado al usar éste como gatillo para el mantenimiento, ya que a veces este factor es de dimensiones mayores a las fallas a evitar, ejemplos típicos incluyen:
Cambios de repuestos Aceite
Cambio de tarjetas de adquisición de datos Cambio de cableado
2.2.2. Aumentar la vida útil/diferir inversiones
La vida útil de algunos blancos electrónicos se ve seriamente afectada por la frecuencia/calidad del mantenimiento. Por otra parte se pueden diferir grandes inversiones, como por ejemplo reconstrucciones de sistemas mayores como son las consolas de controladores que poseen éstos sistemas. Encontrar el punto exacto de máximo beneficio económico es de suma importancia aquí. A modo de ejemplo la frecuencia con la cual se hace mantenimiento mayor de los monitores, blancos electrónicos y unidades de control se ve influenciada por la frecuencia de paradas de la misma.
2.2.3. Seguridad, ambiente y aspectos legales
Muchas tareas de mantenimiento de los sistemas Sius Ascor están dirigidas a disminuir ciertos problemas que puedan acarrear responsabilidades legales relativas a medio ambiente y seguridad debido al riesgo al que es expuesto el competidor y/o usuario de los sistemas de blanco electrónico. El valor de dichas tareas es difícil de evaluar. El uso de herramientas avanzadas ha permitido en algunos casos evaluar la relación costo/riesgo y así determinar los intervalos óptimos de mantenimiento, brindado seguridad y reducción de costos, teniendo en cuenta que es tecnología cerrada y que sus repuestos son importados directamente con la empresa Suiza.
31 2.3. MANTENIMIENTO REACTIVO
Es aquel mantenimiento que está determinado por las siguientes características: Reparación de averías.
Mantenimiento no planificado. Se presenta la falla o avería.
Decidir aplicación mediante análisis de costos. Aplicable a equipos:
De bajo costo. Auxiliares.
Sin riesgo personal
2.3.1. Ventajas y desventajas del mantenimiento reactivo.
En algunos campos industriales este tipo de mantenimiento es seleccionado intencionalmente destinando fuertes inversiones; adquiriendo equipos de respaldo, mano de obra en espera de la falla, servicios externos para cubrir la falta de mano de obra interna y materiales no inventariados para soportar este tipo de mantenimiento. En la Tabla 1 es posible encontrar las ventajas y desventajas que tiene este tipo de mantenimiento.
Tabla 1 .Ventajas y desventajas del mantenimiento reactivo.
VENTAJAS DESVENTAJAS
Aprovechamiento máximo de activos hasta la falla.
Labores efectuadas por personal de mantenimiento.
Poca infraestructura administrativa. Poca necesidad de diagnóstico o
inspección.
Mayor costo por pérdida de producción y mayor costo de mantenimiento. Imprevisión origina paralización mayor. En ocasiones el equipo sufre deterioro
importante.
Operación insegura y ambiente deficiente.
Posibilidad de avería en cadena. Requiere buena logística. Inaplicable a equipos críticos. Fuente Gestión de proyectos de activos industriales. Ventajas y desventajas.
32 2.4. MANTENIMIENTO PREVENTIVO
Es aquel mantenimiento que está determinado por un mantenimiento programado. Incluye actividades como:
Inspección
Conservación (lubricación, ajustes, limpiezas, etc.) Sustitución preventiva
Mantenimiento correctivo
Implica periodicidad de inspecciones.
Comprende periodicidad de actividades de conservación.
2.4.1. Ventajas y desventajas del mantenimiento preventivo Tabla 2. Ventajas y desventajas del mantenimiento preventivo.
VENTAJAS DESVENTAJAS
Evita grandes y costosas reparaciones. Aumenta la disponibilidad.
Permite planificar recursos y coordinar actividades.
Posibilita que los equipos cubran su amortización total.
Actividades preventivas tienen un costo y disminuyen la disponibilidad.
Desaprovecha vida útil.
Frecuencias inadecuadas podrían permitir fallas.
Requiere optimizar programación mediante modelos.
Requiere de 2 a 4 años para implantarlo. Tiene fundamentos estadísticos y
depende de la muestra. Fuente Gestión de proyectos de activos industriales. Ventajas y desventajas.
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Adicionalmente, en este tipo de mantenimiento es válido mencionar la siguiente teoría: Teoría de Sustituciones Preventivas
Una sustitución preventiva es justificable o válida económicamente cuando: 1. La tasa de fallas es creciente.
2. El costo de la emergencia es superior al de la sustitución preventiva. Política de sustitución con un solo componente:
A edad constante (cuando falla o alcanza la edad)
A fecha constante (cuando falla o con cadencia prefijada)
En el mantenimiento de los blancos electrónicos cuando algún componente de los sistemas SIUS ASCOR falla constantemente, es necesario importar el elemento y reemplazarlo inmediatamente debido a la precisión que exige las competencias de tiro deportivo.
2.5. MANTENIMIENTO PREDICTIVO
Es aquel mantenimiento que está determinado por las siguientes características: Mantenimiento planificado
Monitoreo de condiciones.
Inspección mediante equipo sofisticado. Implica inspección planificada.
Incluye mantenimiento correctivo.
2.5.1. Ventajas y desventajas del mantenimiento predictivo Tabla 3. Ventajas y desventajas del mantenimiento predictivo.
VENTAJAS DESVENTAJAS
Disminuye costo de mantenimiento. Aprovechamiento de la vida útil completa. No aplica actividades preventivas
innecesarias.
Se fundamenta en el monitoreo de condiciones.
No permite tan buena planificación como el mantenimiento preventivo.
Depende de la confiabilidad de los diagnósticos.
Requiere instrumentos sofisticados
34 2.6. MANTENIMIENTO CORRECTIVO
Es aquel mantenimiento que está determinado por las siguientes características: Mantenimiento planificado.
Originado por la detección de un defecto por la inspección o por el análisis de un problema. Corrige el defecto antes que suceda la falla.
Conforme se reduce cantidad de mantenimiento correctivo crece la disponibilidad.
2.7. ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO A REALIZAR EN LOS SISTEMAS SIUS ASCOR
Para las actividades que se deben desarrollar y mantener el buen funcionamiento de los sistemas electrónicos SIUS ASCOR, es importante tener en cuenta el número, tipo y/o tamaño de los componentes que conforman un sistema de blanco electrónico.
En función de los parámetros anteriores las tareas de mantenimiento se dividen en: Funciones Primarias.
Funciones Secundarias. 2.7.1. Funciones Primarias:
Mantenimiento de los blancos existentes existentes en la federación Colombiana de tiro y caza deportiva.
Inspección y Lubricación de los motores que contienen éstos equipos en general (Mantenimiento Preventivo) de acuerdo a las condiciones estándares y recomendaciones del fabricante.
Ejecución de las operaciones estándares tanto de mantenimiento preventivo como correctivo.
Modificaciones a los equipos existentes (mantenimiento de modernización). Nuevas instalaciones en los equipos (Mantenimiento de Desarrollo).
Inspecciones programadas y aleatorias de las maquinarias, equipos y en general los sistemas y equipamiento complementario de la organización (mantenimiento predictivo).
2.7.2. Funciones Secundarias:
Almacenamiento, bodegas de Stock: insumos, materiales y repuestos. Protección de los equipos y sistemas en general.
Seguridad Industrial.
Servicios Administrativos Varios. Programas de uso racional de recursos, insumos y materiales.
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Eliminación y control permanente de contaminantes y ruidos.
Vale destacar y puntualizar que a esta lista se pueden incluir muchas más funciones secundarias, tales como: compras y adquisiciones directas, control de condiciones ambientales, etc.; funciones las cuales dependerán la organización encargada de la instalación de los blancos electrónicos SIUS ASCOR.
2.8. METODOLOGÍA DE MANTENIMIENTO
Para la realización de este proyecto se plantearon 8 fases las cuales permiten un mantenimiento propicio para dar soporte técnico que permite la utilización de los blancos electrónicos Sius Ascor en los diferentes campos de campeonato de tiro deportivo.
2.8.1. Recolección de información.
Lo primero que se realiza es la recopilación de toda la información necesaria para el conocimiento de los blancos electrónicos Sius Ascor, con el fin de comprender el perfecto funcionamiento del sistema, su alimentación, su cableado, conexión de puertos, software y hardware que contienen los blancos electrónicos.
Una vez comprendido los conceptos básicos de funcionamiento, se definieron las metodologías y los mecanismos que se aplican para el mantenimiento de los blancos, estableciendo así estadísticas que proporcionan una factibilidad y reducción de costos.
Aprovechando la parada de los equipos por otros motivos y según la oportunidad calculada sobre bases técnicas y económicas, se procede a un mantenimiento programado de algunos componentes predeterminados de los sistemas. Este tipo de mantenimiento es realizado tanto a la parte mecánica como a la electrónica de los sistemas de blancos Sius Ascor.
2.8.2. Organización del mantenimiento.
Dependiendo de la disponibilidad de los equipos en la Federación Colombiana de tiro y caza deportiva, el lugar donde se encuentren ubicados, en lugar donde se requiere que sean instalados y las destrezas de los instaladores en el campo de polígono, etc, el mantenimiento se puede organizar por fases, por áreas o por forma centralizada. Una organización de mantenimiento puede ser de diversos tipos, pero en todos ellos aparecen los siguientes componentes:
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2.8.3. Recursos
Comprende personal, repuestos y herramientas, con un tamaño, composición, localización y movimientos determinados.
Debido a que estos equipos son tecnología cerrada, al momento en que se presente una avería en algún componente del sistema, se requiere la importación del componente averiado, puesto que no tiene compatibilidad con ningún otro proveedor.
Para que los sistemas Sius Ascor utilizados en la federación Colombiana de tiro y caza deportiva puedan ser operados correctamente se requiere al menos una unidad de control, una pantalla y un sistema de detección (disco) Ver tabla 4. El dispositivo debe estar activado y estar interconectado. Tabla 4. Partes del sistema SIUS ASCOR.
Dispositivo Imagen
Unidad de control
Monitor
Sistema de detección (disco)
LON medición electrónica (presente en cada sector)
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Impresora
Fuente: Sius Ascor, Abril 2010
Fuente: (SIUS ASCOR, 2010)
2.8.4. Actividades de organización del mantenimiento.
Las actividades de mantenimiento que se realizan, en los sistemas de blanco electrónico Sius Ascor involucrados directamente con los campeonatos son:
De lubricación
De limpieza
Verificación de tenciones de entrada y de salida
Calibración de los sensores
Verificación en la transmisión y recepción de datos
Comprobación de conexiones
Observación del estado físico de cableado
Aunque la gran mayoría de las actividades que se realizan son de carácter correctivo, ya sea en instalaciones o de los blancos electrónicos, se puede afirmar que hacer actividades preventivas reduce en un gran porcentaje las fallas ocasionadas por diferentes factores y así mismo reducir en gran manera las actividades correctivas de mantenimiento. Todo con el fin de corregir el deficiente control y seguimiento de los mantenimientos realizados en el pasado.
2.8.5. Diseño del trabajo
En lo que se refiere al mantenimiento, comprende el contenido de trabajo de cada tarea y determinar el método que se va a utilizar, las herramientas especiales necesarias y los operarios calificados requeridos.
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2.8.6. Estándares de tiempo
Una vez que la tarea de mantenimiento ha pasado por la etapa de diseño, es básico estimar el tiempo necesario para completar el trabajo. Comprendiendo como están compuestos los equipos, es posible tener buenos resultados de mantenimiento en un tiempo muy corto.
2.8.7. Programa de mantenimiento
Para ejecutar y controlar el proceso de reparación, en esta fase, se ordena en secuencia de trabajo todas las actividades de prueba, desmontaje de la instrumentación y dispositivos de control de los blancos de tiro electrónicos, desmontaje del cableado, desmontaje del sistema de los controladores y todos los trabajos sucesivos a manera de organizar contra un tiempo de ejecución todas las actividades del mantenimiento.
Por lo tanto, la planeación y la programación de un trabajo requiere unas personas con cualidades como: pleno conocimiento de los métodos de mantenimiento empleados en los blancos electrónicos Sius Ascor, suficiente experiencia que le permita estimar la mano de obra, los materiales y los equipos necesarios para llenar la orden de trabajo, excelentes habilidades de comunicación, conocimiento de las herramientas de planeación y programación.
2.9. EJECUCIÓN DEL MANTENIMIENTO
La ejecución contempla un conjunto de actividades que permite llevar con éxito las tareas previamente programadas, además de aquellas no programadas que son necesarias para corregir fallas imprevistas u otros problemas.
Para llevar a cabo el mantenimiento, es necesario conocer el funcionamiento de sus componentes. Figura 9.
Figura 9. Componentes de los sistemas de blanco electrónico Suis Ascor
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2.10. FUNCIONAMIENTO
2.10.1. Ruta de acceso
El funcionamiento de la ruta de acceso a un teclado comando o un ajuste en el funcionamiento del equipo, fácilmente se gradúa la caja de texto. Ver figura 10
Figura 10. Ruta de acceso al monitor Sius Ascor.
Fuente: (SIUIS AG, 2010. Diagrama de flujo de la ruta de acceso al monitor)
El monitor debe estar encendido en función del modelo de su propio interruptor de alimentación para asegurarse de que controla el brillo de la parte inferior del dispositivo, éste se coloca en la posición central. Por lo menos los siguientes cables deben estar conectados: Ver figura 11. Figura 11. Cableado mínimo
Fuente: (SIUS AG ,2010) Sistema
Hardware
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A continuación se explicará el tipo de cable que se utiliza para cada punto de conexión. Tabla 5. Tabla 5. Tipos de cable.
Nº Dispositivo Conexión Descripción
1 Unidad de control Potencia Suministro a través de cable RJ45
2 Unidad de control Sistema de detección Cable de conexión (Conectores RJ45)
3 Monitor Unidad de control Cable de video (VGA)
4 Monitor Potencia Cable de alimentación o el
M94 a través de cable de alimentación.
Fuente: (SIUS AG , 2010)
2.10.2. Programación del monitor
Después de la conexión y la puesta en marcha del dispositivo de accionamiento, la pantalla debe presentar el contenido de la siguiente manera: (Figura 12)
Figura 12. Contenido en la pantalla del monitor después de la primera puesta.
Fuente: (SIUS AG ,2010)
Si el status-información sobre los cambios está "OFFLINE" (a más tardar después de dos minutos), entonces el dispositivo de operación no ha detectado ninguna arandela de asociado. Se comprueba en este caso, desconectando previamente el mazo. Si el cableado está bien y la situación permanece "fuera de línea", a continuación, el número de disco (dirección de subred) se debe volver a programar el disco. El número de destino se puede conectar a la dirección del dispositivo de accionamiento. Se conecta el disco con el siguiente comando:
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Figura 13. Diagrama de flujo de conexión accionamiento- disco.
Fuente: (SIUIS AG, 2010. Diagrama de flujo de la ruta de accionamiento- disco)
Los textos en caja describen los elementos del menú en el menú LCD, éstas se pueden seleccionar pulsando una tecla de función. El "sistema" se aplica a la tecla de función F4. Entonces cambia el contenido del menú. Nuevo directorio " hardware" aparece en la posición de la tecla de función F4.
2.10.3. Red
Ahora bien, como en la federación colombiana de tiro y caza deportiva al momento de utilizar los equipos, éstos van conectados utilizando la misma red, es necesario configurar varias unidades operativas de la siguiente manera:
1. La subred es la encargada de la operación de los dispositivos que serán conectados uno tras otro carril por carril, teniendo en cuenta que no puede ir más de un dispositivo de funcionamiento al mismo tiempo de espera para poder recibir el mensaje “Pin de servicio”. Ver figura 14. Figura 14. Monitor de visualización
Fuente: (SIUS AG ,2011) SISTEMA
HARDWARE
BLANCO
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2. En caso de que se utilice más de un sistema de visualización de la red, las direcciones de los dispositivos se deben configurar individualmente para evitar conflicto en el sistema de los blancos. Ver figura 15.
Figura 15. Subsistemas en red.
Fuente: (Liga Colombiana de Tiro ,2014)
Así mismo la conexión en la unidad de control va por separado para cada monitor. Ver figura 16. Figura 16. Consola de unidad de control.
Fuente: (Liga Colombiana de tiro, 2014)
En caso que se requiera conectar varios dispositivos de servicio, es necesario redireccionar cada sistema a través del teclado. El menú de teclado contiene el siguiente comando: Figura 17.
Figura 17. Diagrama de flujo de la conexión de la unidad de control a una subred
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En el diagrama es posible observar el procedimiento que se tiene que aplicar al momento de conectar varios blancos electrónicos a una sola consola de controladores, creando una subred que permite que los datos sean transferidos correctamente al monitor adecuado para cada sistema.
2.11. VERIFICACIÓN DEL MANTENIMIENTO
El proceso se inicia con la supervisión de los blancos electrónicos, contando los que se encuentran en mal estado tanto físico como electrónico.
Los Sistemas de Blancos Electrónicos constan básicamente de un objetivo o diana el cual registra mediante sensores infrarrojos donde está ubicado el impacto de una bala disparada hacia el mismo, Ver Figura 18.
Figura18. Objetivos o dianas del sistema de blancos electrónicos.
Fuente: (Suis Ascor, Abril de 2010)
Se realiza el cableado necesario que conecta la consola de controladores al tablero electrónico, así mismo el cableado del tablero al monitor donde es posible visualizar las señales de entrada y salida del sistema.
Una vez conectados los blancos, se toma medida de la tensión que entrega cada sensor ultrasónico, verificando así su tensión de salida para tener seguridad en la toma de datos que registra la tarjeta de adquisición y que posteriormente pueden ser vistos en el monitor del sistema.
Se verifica el estado actual de la tarjeta de adquisición de datos y se realiza la conexión controlador- blanco y monitor para establecer la respectiva comunicación del sistema total.
Estas máquinas poseen dos tarjetas de adquisición de datos, una en el blanco electrónico y la otra en el controlador del sistema. El módulo de medición transmite los datos no procesados a la unidad de control de modo que esta pueda calcular el valor del disparo e introducirlo correctamente en el programa actual.
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Los sistemas de blanco electrónico constan básicamente de un objetivo o diana el cual toma los datos con sensores de sonido mediante técnicas de triangulación que permiten registrar la ubicación del impacto de la bala. En la siguiente figura se observa un blanco electrónico de tiro (Figura 19). Figura 19. Blanco electrónico de tiro.
Fuente: (SIUS-ASCOR, Abril 2010)
Adicionalmente en el puesto de tiro se encuentra un monitor donde el competidor tiene información acerca de los impactos, disparos realizados, precisión, la ubicación del mismo, el puntaje realizado hasta el momento, nombre del tirador, país o estado y tiempo de competición. Toda la Información que se genera en cada uno de los puestos de tiro es enviada a la computadora central y a la impresora donde se emiten los reportes de los resultados. Ver figura 20.
Figura20. Monitores ubicados en el puesto de tiro de los blancos electrónicos.
Fuente: (SIUS-ASCOR, Abril 2010)
Éstos blancos electrónicos son ubicados en un lugar seguro que permita la práctica y el uso de los mismos, de acuerdo a la distancia requerida para realizar el disparo, se busca una distancia moderada que permita el impacto y la lectura de la posición. Ver figura 21.
45 Figura 21. Polígono
Fuente: (Polígono Club el Rancho, Bogotá 2011)
Seguidamente se realiza una limpieza de las piezas del blanco como son sensores, tarjeta de adquisición, contactores, marco y cableado.
Se procede a identificar las posibles causas de daño que pueden presentar este tipo de máquinas, teniendo en cuenta el tiempo de funcionamiento y los medios a los cuáles están expuestas para realizar las respectivas pruebas de funcionamiento.
Se implementó un sistema de comunicación vía inalámbrica, que permite verificar el registro de datos que entrega la tarjeta con su sistema de puntaje.
Uno de los métodos más sencillos para medir alcance es mediante técnicas de triangulación. Este procedimiento puede explicarse con facilidad haciendo referencia a la figura22. Un objeto se ilumina por un estrecho haz de luz, que barre toda la superficie.
Figura 22: Triangulación
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“El movimiento de barrido está en el plano definido por la línea desde el objeto hasta el detector y por la línea desde el detector hasta la fuente. Si el detector se enfoca sobre una pequeña parte de la superficie, entonces, cuando el detector vea la mancha luminosa, su distancia a la parte iluminada de la superficie puede calcularse a partir de la geometría de la figura, puesto que se conocen el ángulo de la fuente con la línea de base y la distancia entre la fuente y el detector”. (“Jorge Rodríguez Araújo , Prácticas de sensores,2009”)
Si la disposición de fuente-detector se desplaza en un plano fijo (hacia arriba y abajo y en sentido lateral en un plano perpendicular al papel y que contenga la línea de la base en la figura 18), será posible obtener una serie de puntos cuyas distancias desde el detector serán conocidas. Estas distancias se transforman con facilidad en coordenadas tridimensionales manteniendo un registro de la localización y orientación del detector a medida que se exploran los objetos.
2.12. RESULTADO DEL MANTENIMIENTO REALIZADO
Una vez realizadas las diferentes actividades de mantenimiento y siguiendo una metodología planificada, se obtuvieron los siguientes resultados para cada tipo de mantenimiento programados.
2.12.1. Mantenimiento predictivo
Este tipo de mantenimiento consistió en reemplazar o reparar partes, piezas, componentes o elementos justo antes que empiecen a fallar o a deteriorarse. En el programa de Mantenimiento Predictivo se analizaron las condiciones de los blancos, mientras este se encuentra funcionando o en operación.
Se realizó un análisis de las operaciones de mantenimiento para su optimización, permitiendo de esta manera ajustar las operaciones y su periodicidad a un máximo de eficiencia de los blancos, con el fin de poner en funcionamiento estos sistemas en los campos de polígono de campeonato.
2.12.2. Correctivo no programado o forzado
El realizar controles aleatorios o basados en la experiencia de los operadores de los equipos y de la gente de mantenimiento, generalmente es un soporte a la hora de evitar daños mayores o que se produzcan por efecto de las paradas prolongadas ya que en ocasiones estos equipos duran largos periodos de tiempo sin usar.
2.12.3. Mantenimiento preventivo
Al agrupar tareas de mantenimiento necesarias para evitar que se produzcan fallas en los equipos y maquinaria en general, el objetivo último del mantenimiento preventivo es asegurar la
