PROYECTO:


“IMPLEMENTACIÒN DE PLC EN MÀQUINA CORTADORA AUTOMÀTICA EN EL ÀEA DE PRENSAS INICIALES EN LA EMPRESA KOHLER REYNOSA”

REPORTE DE ESTADÍA PARA OBTENER EL TÍTULO
DE:


TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN
MECATRÓNICA


PRESENTA:


DEYVI GONZALEZ SANTES





REYNOSA, TAMAULIPAS AGOSTO 2008

contraportada

Universidad Tecnológica de Tamaulipas Norte
Dirección de Carrera de Mecatrónica
Estadía en Sector Productivo





Los miembros del Comité de Titulación recomendamos que el reporte de Proyecto titulado “IMPLEMENTACIÒN DE PLC EN MÀQUINA CORTADORA EN EL ÀREA DE PRENSAS INICIALES EN LA EMPRESA KOHLER REYNOSA” realizado por el alumno Deyvi González Santes con número de matrícula 510906103659 sea aceptado para su defensa y obtener el título de Técnico Superior Universitario en Mecatrónica.




El Comité de Titulación



----------------------------------------- -------------------------------------------
Ing. Javier Ramírez Valdés Ing. Omar Otoniel Hernández
Asesor UTTN Asesor Empresa




-------------------------------------------------
Ing. Magdalena Mata Acevedo
Co-asesor



------------------------------------------------
Vo.Bo.
Ing. Leobardo Sánchez Reyes
Director de Carrera de Mecatrónica




Cd. Reynosa, Tamaulipas. Mayo del 2008

F-DC-32/R02

Dedicatoria

I. Dedicatoria.


Dedico este trabajo a mis padres y a mis hermanos que me han apoyado en todo momento de mi vida para poder seguir adelante con mis estudios y haber alcanzado uno de mis objetivos y a Dios que me ha dado fortaleza para seguir luchando en la vida y no desistir.

Gracias Dios. Gracias familia.

Agradecimientos

II. Agradecimiento.


Quiero agradecer especialmente a mis padres, quienes me dieron la oportunidad de continuar con mis estudios, a los profesores que apoyaron a lo largo de la carrera, al ingeniero Javier que me asesoró en la redacción del reporte y a la ingeniera Magdalena Mata quien también brindó su ayuda en la revisión del mismo.
Gracias a todos los profesores y al Director de carrera Ing. Leobardo Sánchez por creer en mí de poder llevar a cabo este proyecto.
Gracias también a mis compañeros de trabajo quienes me ayudaron a desarrollar mis habilidades dentro de la empresa, al ingeniero Omar quien hizo posible el desarrollo del proyecto.
Gracias a mis compañeros de escuela, quienes me han brindado su amistad y gracias también a mi novia por todas las palabras de aliento que me brindó.

Resumen

III. Resumen.


Hoy en día los procesos automatizados son muy importantes en las empresas ya que permiten una mejora en la productividad de las mismas, reducen los costos de la producción mejorando la calidad de los productos.
Otro aspecto muy importante de un proceso automatizado es que aumenta la seguridad del operador además de que el proceso es relativamente sencillo de tal manera que el operador no requiere de grandes conocimientos para la manipulación del proceso productivo.
Para el proyecto que presento se requiere la aplicación de un PLC a una máquina cortadora manual para acelerar el proceso de corte de los lados del lavabo antes de pasar a la siguiente operación y así convertirlo en un proceso semiautomatizado.

Índice

Índice

Dedicatoria……………………………………………………. I
Agradecimientos……………………………………………… II
Resumen……………………………………………………… III

1. Introducción……………………………………………….. 1
1.1. Antecedentes de la empresa………………………………….. 1
1.2. Antecedentes del problema……………………………………. 2
1.3. Definición del problema………………………………………… 5
1.4. Justificación……………………………………………………… 5
1.5. Objetivo………………………………………………………….. 6
1.6. Limitaciones…………………………………………………...... 6
1.7. Delimitaciones…………………………………………………… 6

2. Análisis de fundamentos………………………………… 7
2.1. Propuesta del proyecto………………………………………... 7
2.2. PLC (Controlador Lógico Programable)…………………….. 8
2.2.1. Estructura general………………………………………… 8
2.2.2. Programación……………………………………………… 10
2.2.3. Software STEP 7 para autómatas programables……… 11
2.2.3.1. Lenguaje de esquema de contactos (KOP)
de STEP 7………………………………………… 11
2.2.3.2. Identificación de variables………………………. 12
2.2.3.3. Operaciones con contactos…………………….. 13
2.3. Contactores…………………………………………………….. 16
2.3.1. Constitución de un contactor electromagnético………. 17
2.3.2. Funcionamiento…………………………………………… 17
2.3.3. Simbología y referenciado de bornes……….………….. 18
2.3.4. Ventaja de los contactores………………………………. 19

3. Procedimiento…………………………………………….. 20
3.1. Circuito de potencia……………………………………………. 20
3.2. Circuito de control……………………………………………… 21
3.3. Configuración de comunicación……………………………… 25

4. Resultados………………………………………………… 29

5. Conclusiones y recomendaciones……………………… 31

6. Bibliografía………………………………………………… 32

7. Glosario……………………………………………………. 33

8. Índice de fotografías y figuras…………………………… 34

1. Introducción.



Antecedentes de la empresa.


En el año de 1873, Kohler inició operaciones como fundición de hierro y acero. Hoy en día, la familia de negocios Kohler crea productos que marcan el estándar en cocinas y baños, motores y generadores, muebles y accesorios, gabinetes y azulejos, al igual que en las industrias hotelera, recreativa y de bienes raíces.
La Unidad de Negocios de Kohler tiene sus divisiones o entidades legales, como lo son, por ejemplo, la División de Plomería para América, Motores Kohler, Renta de Generadores Kohler, Ann Sacks, etc.
En la década de los años 60, The Bold Look of KOHLER® emerge bajo la forma de una nueva campaña publicitaria a través de una extensa variedad de lavabos de excelente diseño e innovación. Hasta la fecha presente, este logotipo representa liderazgo en diseño y tecnología dentro de la industria de la plomería.
La empresa y cada uno de sus asociados tienen la misión de contribuir a mejorar y resaltar el estilo de vida refinado de aquellas personas que entran en contacto con sus productos y servicios.

Antecedentes del problema

1.2. Antecedentes del problema.

Es el área de prensas iniciales en donde se inicia el formado del lavabo. Para iniciar con el proceso, se coloca primero la lámina de acero en una máquina que se encarga de lubricar la superficie de la misma, con el fin de que, al subir el formador, que es el molde que da la forma al

lavabo, no dañe la lámina por la fuerza aplicada.

Fotografia 1.1. Lámina de acero en máquina lubricadora

















Fotografía 1.2. Prensa inicial de 1200 toneladas.

Una vez que se ha hecho esto, el lavabo tiene su forma inicial, solo que en los lados laterales, en el borde del lavabo, el ancho de la lámina rebasa los límites en las dimensiones del mismo, por lo que se requiere cortar el excedente.

Fotografía 1.3. Lavabo de acero en buenas condiciones.

Fotografía 1.4. Lavabo de acero en malas condiciones.

Para llevar a cabo dicha operación existen máquinas cortadoras manuales que consisten en presionar un pedal para hacer bajar una navaja la cual cortará la lámina, sin embargo el esfuerzo que se requiere es demasiado y por lo tanto el operador sufrirá un rápido agotamiento y su productividad se verá disminuida.
Sin embargo, la empresa ya cuenta con algunas máquinas semiautomáticas controladas con un PLC que cuentan con un mecanismo, el cual hace bajar la navaja con solo presionar un pedal realizando un mínimo de esfuerzo. Actualmente las máquinas habilitadas con este PLC no son suficientes y por ello se ha diseñado un mecanismo similar el cual se ha ajustado a otra máquina pero aún no se ha colocado el PLC para automatizar el proceso.

1.3. Definición del problema.


Se realizará el diagrama de escalera y se programará el PLC para que la máquina cortadora se encuentre funcionando lo más pronto posible.



1.4. Justificación.


El hecho de querer automatizar la máquina cortadora radica en que de ser una cortadora manual el operador tendría que aplicar mayor fuerza y sufrirá un agotamiento que afectará su desempeño en el trabajo y, por lo tanto, disminuirá su productividad.


1.5. Objetivo.


Colocar el PLC a la máquina y programarlo de acuerdo al diagrama de escalera para convertir una máquina de corte manual en una máquina cortadora semiautomatizada.


1.6. Limitaciones.


Dentro de los factores que han intervenido para que el proyecto aún no se lleve a cabo podemos encontrar la disponibilidad de tiempo, debido a que constantemente hay fallas en el área de producción y se da prioridad a la solución de las mismas. Por esa razón he tenido que dedicar tiempo adicional fuera del horario de trabajo para avanzar con el proyecto.
Otro factor que afecta es la falta de los componentes a utilizar para el desarrollo del proyecto.


1.7. Delimitaciones.


El proyecto se enfoca hacia el área de prensas iniciales donde se da el primer golpe a la lámina que va a formar el lavabo, ya que es el área donde hace falta la máquina cortadora.

2. Análisis de fundamentos.



2.1. Propuesta del proyecto.


Para llevar a cabo el proyecto se diseñó el mecanismo que hará bajar la navaja, siendo controlado por el circuito de potencia alimentado con 440 V, que llegarán al botón de arranque y paro del sistema.
Las salidas del botón de arranque y paro del sistema se conectan a los contactos principales de un contactor, el cual se encargará de proteger el motor.
Para el circuito de mando se utilizará el PLC, que se alimentará con 110 V de corriente alterna.
Para iniciar con el desarrollo del proyecto es necesario mencionar algunos aspectos importantes sobre los PLC y sobre los contactores.


2.2. PLC (Controlador Lógico Programable).


Los PLC (Programmable Logic Controller) fueron inventados en respuesta a las necesidades de la automatización de la industria automotriz norteamericana. Antes de los PLC, el control, la secuenciación y la lógica para la manufactura de automóviles era realizada utilizando relevadores, contadores y controladores, además, el proceso para actualizar dichas instalaciones era muy costoso y consumía mucho tiempo.
La ventaja en la implementación de los PLC es que es posible ahorrar tiempo en la elaboración de proyectos, pudiendo realizar modificaciones sin costos adicionales. Por otra parte, son de tamaño reducido y es posible controlar más de una máquina con el mismo equipo.
Algunas de las marcas de PLC’s de mayor prestigio son ABB Ltd., Honeywell, Siemens, Trend Controls, Allen-Bradley, General Electric, Panasonic, Mitsubishi e Isi Matrix Machines.



2.2.1. Estructura general.


Las partes fundamentales del PLC u autómata programable son la unidad central de proceso (CPU), la memoria y el sistema de entradas y salidas (E/S).
El CPU realiza el control interno y externo del autómata y la interpretación de las instrucciones del programa. A partir de las instrucciones almacenadas en la memoria y de los datos que recibe de las entradas, genera las señales de las salidas.

Fig. 2.1. Módulos de entradas y salidas.

La memoria se divide en dos bloques, la memoria de solo lectura o ROM donde se almacenan programas para el correcto funcionamiento del sistema, como el programa de comprobación de la puesta en marcha, y la memoria de lectura y escritura o RAM, que a su vez se divide en dos áreas:

Memoria de datos, en la que se almacena la información de los estados de las entradas y salidas y de variables internas.
Memoria de usuario, en la que se almacena el programa con el que trabajará el autómata.
El sistema de entradas y salidas recoge la información del proceso controlado (entradas) y envía las acciones de control del mismo (salidas). Los dispositivos de entrada pueden ser pulsadores, interruptores, finales de carrera, termostatos, detectores de nivel, detectores de proximidad, etc. Por su parte los dispositivos de salida pueden ser pilotos indicadores, relevadores, contactores, arrancadores de motores, válvulas, etc.
En general, las entradas y salidas (E/S) de un autómata pueden ser discretas, analógicas, numéricas o especiales.
Las E/S discretas se caracterizan por presentar dos estados diferenciados: presencia o ausencia de tensión y su estado se puede visualizar mediante indicadores tipo led que se iluminan cuando hay señal en la entrada o cuando se activa la salida. Los niveles de tensión de las entradas más comunes son 5 V cc, 24 V cc/ca, 48 V cc/ca y 220 V ca.
Las E/S analógicas tienen como función la conversión de una magnitud analógica (tensión o corriente) equivalente a una magnitud física (temperatura, presión, grado de acidez, etc.) en una expresión binaria de 11, 12 o más bits, dependiendo de la precisión deseada.



2.2.2. Programación.


Dependiendo del fabricante, los lenguajes de programación son muy diversos, sin embargo, suelen tener alguna relación más o menos directa con los lenguajes Ladder o GRAFCET.
Los elementos importantes en un programa para PLC son:
Contactos normalmente abiertos y cerrados.
Bobinas.
Temporizadores (Timers).
Contadores.


2.2.3 Software STEP 7 para autómatas programables.


Los fabricantes de la marca Siemens utilizan el software STEP 7 para la programación de autómatas.
Dicho software está formado por dos tipos de lenguajes diferentes:

· Lenguajes literales. Las instrucciones de este tipo de lenguaje están formadas por letras, números y símbolos especiales. Son lenguajes de este tipo: El lenguaje de lista de instrucciones que en STEP 7 se denomina STL (Statement List), siendo el lenguaje ensamblador, y el lenguaje de texto estructurado o SCL (Structured Control Lenguage), que es un lenguaje de alto nivel, similar al Pascal. Se utiliza para la programación de tareas complejas en las que es necesario realizar un procesamiento de gran cantidad de datos.

· Lenguajes gráficos. Son lenguajes en los que las instrucciones se representan mediante figuras geométricas. Son lenguajes de este tipo: El lenguaje de esquema de contactos que en STEP 7 se denomina LAD (Ladder Diagram), el lenguaje de diagrama de funciones o FBD (Function Block Diagram) y el diagrama funcional de secuencias (Sequential Function Chart) que en STEP 7 se denomina S7-GRAPH.

2.2.3.1 Lenguaje de esquema de contactos (KOP) de STEP7.


Este lenguaje está especialmente indicado para:
· Facilitar el cambio de un sistema de control realizado con elevadores por un autómata programable.
· Hacer más fácil el diseño de sistemas sencillos de control.

Se caracteriza por representar las variables lógicas mediante relevadores y los contactos asociados a ellos. Dichos contactos pueden ser normalmente abiertos o normalmente cerrados.

Fig. 2.2. a) Simbolo del relevador, b) esquema de contactos que emula el relevador.

2.2.3.2. Identificación de variables.


A cada contacto se le asigna una variable cuya identificación es igual a la utilizada en el lenguaje de lista de instrucciones.
Las variables de salida externa o interna, generadas mediante una combinación de variables binarias, se indican mediante los símbolos de la figura 2.3 que corresponden a la variable interna M0.7 (memoria) y Q0.3 a la variable de salida.

Fig. 2.3. Variables de entrada en esquema de contactos KOP.

Fig. 2.4. Variables de salida en esquema de contactos KOP.

2.2.3.3. Operaciones con contactos.


En este lenguaje se siguen las reglas del lenguaje de contactos. Las funciones lógicas se representan mediante un circuito de contactos conectado en serie con la variable de salida generada por él, tal como se indica en la figura 2.3. El cierre de dicho circuito de contactos hace que se active la variable de salida correspondiente.

Una conexión de contactos en serie equivale a la operación lógica Y (AND). En esta operación todos los eventos deben estar activados para que la bobina se active.

Fig. 2.5. Operación lógica AND

La conexión de contactos en paralelo equivale a la operación lógica O (OR). Cualquier evento que suceda hará que se active o desactive la bobina.

Fig. 2.6. Operación lógica OR.

2.3. Contactores.


Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación con la posibilidad de ser accionado a distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción.

Clasificación:

Contactores electromagnéticos. Su accionamiento se realiza a través de un electroimán.

Contactores neumáticos. Se accionan mediante la presión de un gas.

Contactores hidráulicos. Se accionan por la presión de un líquido.

Contactores electromecánicos. Se accionan con ayuda de medios mecánicos.

Fig. 2.7. Contactor electromagnético.

2.3.1. Constitución de un contactor electromagnético.


Contactos principales. Son los destinados a abrir y cerrar el circuito de potencia. Están abiertos en reposo.

Contactos auxiliares. Son los encargados de abrir y cerrar el circuito de mando. Están acoplados mecánicamente a los contactos principales y pueden ser abiertos y cerrados.

Bobina. Elemento que produce una fuerza de atracción (FA) al ser atravesado por una corriente eléctrica. Su tensión de alimentación puede ser de 12, 24 y 220 V de corriente alterna.

Armadura. Parte móvil del contactor. Desplaza los contactos principales y auxiliares por la acción (FA) de la bobina.

Núcleo. Parte fija por la que se cierra el flujo magnético producido por la bobina.

Resorte. Es un muelle encargado de devolver los contactos a su posición de reposo una vez cesa la fuerza FA.


2.3.2. Funcionamiento.


Los contactos principales se conectan al circuito que se quiere gobernar. Asegurando el establecimiento y cortes de las corrientes principales y según el número de vías de paso de corriente podrá ser bipolar, tripolar, tetrapolar, etc., realizándose las maniobras simultáneamente en todas las vías.
Los contactos auxiliares son de dos clases: abiertos y cerrados. Estos forman parte del circuito auxiliar del contactor y aseguran las autoalimentaciones, los mandos, enclavamientos de contactos y señalizaciones en los equipos de automatismo.
Cuando la bobina del contactor queda excitada por la circulación de la corriente, mueve el núcleo en su interior y arrastra los contactos principales y auxiliares, estableciendo a través de los polos el circuito entre la red y el receptor. Para volver los contactos a su posición inicial de reposo basta con desenergizar la bobina.



2.3.3. Simbología y referenciado de bornes.


Los bornes de conexión de los contactos se nombran mediante cifras o códigos de cifras y letras que permiten identificarlos, facilitando la realización de esquemas y las labores de cableado.
Los contactos principales se referencían con una sola cifra, del 1 al 16.
Los contactos auxiliares con dos cifras. Las cifras de unidades o cifras de función indican la función del contacto:
· 1 y 2, contacto normalmente cerrado (NC).
· 3 y 4, contacto normalmente abierto (NA).
· 5 y 6, contacto de apertura temporizada.
· 7 y 8, contacto de cierre temporizado.


La cifra de las decenas indica el número de orden de cada contacto en el contactor. En un lado se indica a qué contactor pertenece.
Las bobinas de un contactor se referencían con las letras A1 y A2. En su parte inferior se indica a qué contactor pertenece.

El contactor se denomina con las letras KM seguidas de un número de orden.

Fig. 2.8. Contactor.

2.3.4. Ventajas de los contactores.


Los contactores presentan ventajas en cuanto a los siguientes aspectos, por los que se recomienda su utilización: Automatización en el arranque y paro de motores, posibilidad de controlar completamente una máquina, desde varios puntos de maniobra o estaciones, se pueden maniobrar circuitos sometidos a corrientes muy altas mediante corrientes muy pequeñas, seguridad para personal técnico, dado que las maniobras se realizan desde lugares alejados del motor u otro tipo de carga, y las corrientes y tensiones que se manipulan con los aparatos de mando son o pueden ser pequeños.

3. Procedimiento.

3.1 Circuito de Potencia.


Con el circuito de potencia se alimentará un motor de 230 V de corriente alterna el cual hace que baje la navaja de corte, pero como la alimentación es de 440 V se requiere de un contactor para proteger el motor.
Se procedió a conectar las 3 líneas de voltaje, junto con la línea neutra, al botón de apagado/encendido del sistema. Después las 3 líneas de voltaje se conectan a los contactos principales del contactor los cuales aseguran el establecimiento y corte de las corrientes principales consiguiendo así que se transporte la corriente desde la red hasta la carga.

Fotografía 3.1. Conexión del PLC.

3.2 Circuito de control.

Para el circuito de control, se utilizó un PLC marca Siemens de la serie 230RC.
El PLC se alimentó con 110 Volts de corriente alterna los cuales fueron tomados de una de las líneas que alimentan los contactos principales del contactor.

Con el fin de proteger el PLC en caso de una sobrecarga se conectó la línea de 110 Volts a un fusible de 1 Amper.

Los elementos que se conectaron a las entradas del PLC son:
· Pedal ---------------------------------I0.1
· Switch de posición---------------------I0.2
· Botón paro de emergencia-------------I0.3

· Botón selector: Modo continuo---------I0.4
Modo sencillo----------I0.5
Modo jog--------------I0.6

El elemento accionador conectado a la salida del PLC:
· Contactor----------------------------Q0.1

Fig. 3.1. Diagrama de escalera para circuito de mando.



Cuando se cambia el botón de apagado/encendido del sistema a la posición encendido (ON), se establece el flujo de corriente y el PLC enciende automáticamente.
El switch de posición indica la posición de la navaja de corte, si está arriba o abajo. Si la navaja se encuentra arriba el switch se encuentra en su posición de contacto y activa la entrada I0.2 del PLC.
El botón selector tiene tres posiciones: Continuo (I0.4), Sencillo (I0.5) y Jog (I0.6). La función en el modo continuo mantiene la navaja realizando ciclos continuos de arriba hacia abajo mientras se mantenga presionado el pedal, cuando se suelta el pedal la navaja regresa a su posición inicial (arriba). En el modo sencillo, la navaja realiza un solo ciclo; cuando el switch de posición vuelve a hacer contacto, la navaja se detiene aunque se mantenga presionado el pedal. Se tiene que volver a presionar el pedal para que la navaja realice otro ciclo. Generalmente el botón se encuentra en el modo sencillo. El selector jog se utiliza para mover la navaja por pasos, se tiene que presionar el pedal nuevamente para que la navaja realice otro movimiento.
En la línea 1 del diagrama de escalera, al activar la entrada I0.4 del selector continuo, y al mantener las entradas I0.5 e I0.6 como contactos normalmente cerrados se activará la memoria M0.1. En la línea 4, ésta bobina activará, junto con la entrada I0.1 que representa al pedal, una segunda memoria M0.4. Por último, en la línea 7, se activará la salida Q0.1, mientras se encuentre activada la memoria M0.4 y la entrada I0.2, que representa al switch en su posición de contacto.
Para el selector continuo, en la línea 2 del diagrama de escalera, activará la memoria M0.2. En la línea 5, esta memoria, junto con la entrada I0.1, activarán la memoria M0.5. Por último, en la línea 7, se activará la salida Q0.1 cuando se encuentre activa la memoria antes mencionada y la entrada I0.2. La memoria M0.7 realiza la función de abrir el circuito, para que, en el selector sencillo se realice un solo ciclo.
En el selector jog, el procedimiento es el mismo hasta la línea 6, donde se activa la memoria, que a su vez activará la salida Q0.1 en la línea 7. Además se utilizará la entrada Q0.1 como un contacto asociado a dicha bobina y éste a su vez en serie con la memoria M0.3 y la entrada I0.2 como un contacto normalmente abierto para que el selector jog realice su función adecuadamente.
La salida Q0.1 del PLC, al ser activada, energiza la bobina, esta arrastra los contactos principales y auxiliares del contactor, así se establece el circuito entre la red y el receptor poniendo en marcha el motor, el cual, por medio del mecanismo adaptado, hará que la navaja suba y baje.
El contacto normalmente cerrado asociado a la entrada I0.3 del PLC, representa al botón paro de emergencia. Al ser presionado, el circuito se abre y se corta la alimentación del sistema.

Fotografía 3.2. Panel de control de la máquina cortadora.

En el panel de control aparece un contador, el cual se conecta al contacto auxiliar del contactor y cuenta el número de veces que la navaja realiza su operación. Cada vez que se energiza el contacto auxiliar del contactor, esto es, cada vez que se activa la salida Q0.1 del PLC, el conteo avanza.
El botón de reset desactiva el contador y lo pone en cero.


3.3. Configuración de comunicación


Una vez diseñado el programa, se establece la comunicación con el PLC, pero primero se guarda en el menú archivo con la extensión mwp.
Para iniciar se procede a compilar el programa para verificar que no existan errores. Para ello se selecciona de la barra de herramientas el icono de compilar como se muestra en le figura 3.2.

Fig. 3.2. Compilcación del programa.

Una vez compilado el programa aparecerá el mensaje de errores en la parte de abajo del cuadro, (fig. 3.3).

Fig. 3.3. Mensaje de errores.

Para cargar el programa al CPU, selecciona el comando de menú CPU > Tipo y a continuación aparecerá la ventanilla que se muestra en la figura 3.4.
Selecciona el tipo de CPU y a continuación presiona el botón leer CPU.

Fig. 3.4. Selección del tipo de CPU.

Seleccionando el tipo de CPU se habilita la comprobación de operaciones y de parámetros en STEP 7- Micro/WIN 32, lo que contribuye a evitar errores de programación.
Después se presiona el botón de comunicación para establecer la comunicación con el CPU.

Fig. 3.5. Establecer comunicación.

Aparecerá otra ventanilla y se dará doble clic donde se indica, (fig. 3.6).

Fig. 3.6. Configuración de comunicación.

Por último, se presiona el botón RUN de la barra de herramientas para correr el programa.

Resultados

4. Resultados.


El PLC se implementó en la máquina cortadora manual, la cual ya contaba con el mecanismo que lleva a cabo la función de dar movimiento a la navaja.
Una vez que se llevó a cabo la programación del PLC se puso en marcha la cortadora, realizando su función correctamente.
Posteriormente se procedió a dar mantenimiento preventivo a la máquina como es la lubricación ya que se mantuvo sin operar por un tiempo, en espera de la implementación del PLC, por lo cual, el mecanismo se forzaba y a la vez hacia mucho ruido al realizar el corte.
Una vez lubricada, la máquina cortadora realizó su función sin problema alguno.
En esta estación de trabajo no se tiene establecida una meta de producción por hora, debido a que el material que sale de esta estación se envía a un área donde es almacenado, habiendo suficiente material para ser procesado por la siguiente estación de trabajo, sin embargo, los operadores tienen que procesar todo el material que llegue a su área de trabajo.
Anteriormente los operadores se tenían que turnar de puesto cada dos horas para poder cumplir con su objetivo; mientras uno se encontraba cortando las piezas, el otro operador se encargaba de llevar el material procesado al área donde es almacenado. Con la automatización de la máquina cortadora, el esfuerzo que realizaba el operador al cortar el lavabo se redujo y ahora un solo operador puede realizar el trabajo en dicha estación logrando procesar todas las piezas acumuladas en su estación de trabajo.
Se llevó a cabo un estudio de tiempos de producción para saber el tiempo que un operador invertía al procesar una pieza; como resultado se obtuvo que un operador empleaba un tiempo por pieza, en la forma manual, de 1 minuto, mientras que con la automatización el tiempo empleado por pieza es de 50 segundos. Traduciendo estos resultados a piezas/hora, tendríamos lo siguiente:

Forma manual: 60 piezas/hora y 720 piezas/turno

Forma automatizada: 72 piezas/hora y 864 piezas/turno


De acuerdo con lo anterior se logró una mejoría del 20%, justificando con ello la implementación del proyecto.
Los resultados están basados en la operación con un solo operador. Cabe mencionar que cuando la operación se hacía manualmente, se requería que un materialista se encargara de transportar el material procesado al área de almacenamiento, con la automatización del proceso, el mismo operador se encarga de llevar la producción al área antes mencionada.

Conclusiones

5. Conclusiones y recomendaciones.


Como conclusión para el proyecto implementado se puede decir que los sistemas automatizados, hoy en día, tienen una función muy importante, como es el facilitar el trabajo al hombre, aumentar la producción, así como la calidad de la misma, además mejora las condiciones de trabajo aumentando la seguridad para los operadores, etc. En el proyecto estos beneficios se traducen principalmente a manera que el operador no tiene que aplicar su fuerza para realizar su trabajo, y por consiguiente, su rendimiento se prolonga.
Se recomienda monitorear y dar mantenimiento preventivo a la máquina cortadora, con el fin de evitar que la navaja se desgaste y dañe la lámina al momento de realizar el corte, ya que con el aumento de la producción el elemento mencionado va a estar sometido a mayor desgaste.

6. Bibliografía.



Ø Mandado Pérez, Enrique, y otros. AUTÓMATAS PROGRAMABLES. ENTORNO Y APLICACIONES. 2006. Thompson. Madrid, España.

Ø Fabregat Gil, Francisco, Joaquín Fenollosa Novella, Tomas Guaita Lapuente. Instalaciones básicas: equipos electrónicos de consumo. 2006. Cengage Learning Editores.



En Internet:

Ø http://www.sc.ehu.es/sbweb/webcentro/automatica/WebCQMH1/PAGINA%20PRINCIPAL/PLC/plc.htm.

Ø http://es.wikipedia.org/wiki/contactor.




7. Glosario.


Bobina. Es un enrollamiento de alambre de cobre muy delgado con un gran número de espiras, que al aplicársele tensión genera un campo magnético.

Muelles. Resortes que separan la armadura del núcleo.

Núcleo. Parte metálica, de material ferromagnético, generalmente en forma de E, que va fijo en la carcasa. Su función es concentrar y aumentar el flujo magnético que genera la bobina (colocada en la columna central del núcleo), para atraer con mayor eficiencia la armadura.

Armadura. Elemento móvil, cuya construcción es similar a la del núcleo, pero sin espiras de sombra. Su función es cerrar el circuito magnético una vez energizada la bobina, ya que debe estar separado del núcleo, por acción de un muelle.




8. Índice de fotografías y figuras.


Fotografías Pág.
Fotografía 1.1 Lámina de acero en máquina lubricadora------------------ 2
Fotografía 1.2 Prensa inicial de 1200 toneladas----------------------------- 3
Fotografía 1.3 Lavabo de acero en buenas condiciones----------------- 4
Fotografía 1.4 Lavabo de acero defectuoso--------------------------------- 4

Fotografía 3.1 Conexión de circuito de potencia y circuito de control-- 20
Fotografía 3.2 Panel de control de la máquina------------------------------ 25

Figura 2.1 Módulo de entradas y salidas------------------------------------- 9
Figura 2.2 Símbolo del relevador Y-------------------------------------------- 12
Figura 2.3 Variables de entrada en esquema de contactos KOP------ 13
Figura 2.4 Variables de salida en esquema de contactos KOP-------- 13
Figura 2.5 Operación lógica AND en esquema de contactos KOP------ 14
Figura 2.6 Operación lógica OR en esquema de contactos KOP------- 14
Figura 2.7 Contactor electromagnético------------------------------------------ 16
Figura 2.8 Contactor--------------------------------------------------- ------------- 19

Figura 3.1 Diagrama de escalera para circuito de mando---------------- - 23
Figura 3.2 Compilación del programa---------------------------------------- -- 26
Figura 3.3 Mensaje de errores----------------------------------------------------- 26
Figura 3.4 Selección del tipo de CPU--------------------------------------------- 27
Figura 3.5 Establecer comunicación---------------------------------------------- 27
Figura 3.6 Configuración de comunicación------------------------------------- 28

Tabla 1. Operaciones de memorización del lenguaje de esquema de
contactos normalizado--------------------------------------------------- 15Tabla 2. Tabla de resultados del proyecto-----