PROYECTO “PLANTA FABRICACION BOTELLAS”
Marzo 2018
Diseño de Proyectos de automatización
Germán Céspedes
2018
PROCESO
La fabricación botellas de vidrio podemos dividirla en 5 procesos: 1- Pesaje 2- Mezclado 3- Fundición 4- Formación 5- Inspección
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Germán Céspedes
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DESCRIPCION DE PROCESOS 1- Pesaje Es el primero de los procesos, consiste en dosificar el peso exacto según receta de las 4 materias primas. Existen 4 estanques de pesaje los cuales son alimentados desde los silos de almacenamiento. La intención de este proceso es mantener la receta (pesos y porcentajes) de la botella y con ello su calidad y dureza.
Está conformado por: A-Silos almacenamiento (4) B- Transporte mecánico C- Transporte neumático D- Silos de pesaje (4) E- Agitación F- Tablero control local
Silos de pesaje (materias primas A, B, C, D)
El tablero de control local se utilizará para hacer funcionar el equipo ya sea en manual (probar el transporte, apertura válvulas, activación agitadores y visualizar pesos silos) o en automático (ciclo conjunto al resto de la maquina). Variables y control
En el proceso de pesaje se realizará control: De velocidad transporte tornillos sin fin (entrada silo de pesaje) De pesaje (en cada silo) De transporte salida, neumático (salida silo pesaje a zona mezclado) De nivel silos de almacenamiento De activación mezcladores
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Equipos
Para cumplir con los controles, se deberá cubicar: - Variadores para 4 alimentadores sin fin - 4 Sensores de nivel (analógico) para silos almacenamiento - 4 Válvulas de aire 4 “ (para transporte neumático a zona de mezclado) - Celdas de carga y equipos para los 4 silos de “pesaje” Características
Los motores de los tornillos sin fin (desde almacenamiento a pesaje) son de 4 KW trifásicos El silo de almacenamiento tiene una altura de 25 mts Los silos de pesaje son de 4 toneladas Los motores agitadores son de 3 KW trifásicos
Silo de pesaje con agitador
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2- Mezclado Es el segundo proceso, se trata de un acumulador el cual recibe las materias primas A, B, C, D y vidrio reprocesado. El acumulador debe mantener agitación mecánica constante y control de nivel para evitar desborde. El acumulador alimenta directamente al horno de fundición.
Vista de Tolva al interior de proceso de fundición
Está conformado por: A- Agitador mecánico B- Válvulas de ingreso materias primas C- Tablero control local El tablero de control local se utilizará para hacer funcionar el equipo ya sea en manual (encender agitador y visualizar temperatura) o en automático (ciclo conjunto al resto de la maquina). Variables y control
En el proceso de mezclado se realizará control: De velocidad motor agitador Visualización de temperatura en Tolva mezclado De activación válvulas materias primas (4)
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Equipos
Para cumplir con los controles, se deberá cubicar: - Variador para mezclador - Válvulas de aire para ingreso de materias primas (4) - Sensor de temperatura Características
El motor del mezclador es de 7KW, se solicita equipo para control de torque continuo Válvulas de aire 4” de diámetro (4). La temperatura máxima alcanzada al interior del mezclador es de 1700°C
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3- Fundición Es el tercer proceso, se busca convertir las materias primas y el vidrio reciclado en un fluido a 2000°C
Quemadores de gas al interior de zona de fundición
Está conformado por: A- Quemadores de gas B- Sensores de temperatura C- Tablero control local El tablero de control local se utilizará para hacer funcionar el equipo ya sea en manual (encender quemadores y visualizar temperatura) o en automático (ciclo conjunto al resto de la maquina). Variables y control
En el proceso de mezclado se realizará control: De temperatura mediante quemadores
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Equipos
Para cumplir con los controles, se deberá cubicar: - Sensores de temperatura - 20 Quemadores para funcicion Características
La temperatura al interior del horno de función alcana los 2500°C
Horno de fusión alimentación zona de moldeado
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4- Formación Es el cuarto proceso, el vidrio ya fundido es transportado mediante un flujo laminar y constante hacia los cortadores de gotas. Los cortadores de gotas son cilindros al interior el flujo laminar, que al subir dejan orificios en la superficie y permitiendo la caída de una porción de flujo en forma de gota, esta gota es posteriormente procesada
Cortador de gotas vidrio fundido Parte inferior
Cortador de gotas vidrio fundido parte superior
Las gotas son transportadas a los moldes, los cuales posee la forma de la botella. En el molde la gota es “soplada” para que se infle y cubra todos los espacios, con esto se busca dar la forma a la botella
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Está conformado por: A- Cortadores de gotas B- Sopladores Variables y control
En el proceso de mezclado se realizará control: De cortado de gotas (activación y desactivación) De soplado en molde (activación y desactivación) Equipos
Para cumplir con los controles, se deberá cubicar: - Control de 50 cortadores de gotas - Control de 80 sopladores Cada cortador de gota requiere activación (transistor) Cada soplador requiere válvula de activación Características
La temperatura en esta zona es cercana a los 1200°C
Botellas formadas y listas para proceso de enfriamiento ambiente
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5- Inspección Es el último proceso, con este se da fin a la fabricación de botellas de vidrio. La intención de este proceso es verificar la calidad del producto que será posteriormente comercializado. El control de inspección debe ser capaz de detectar defectos en boca, rosca y fondo
Inspector de botellas de vidrio a temperatura ambiente
Si alguna botella no cumple con los parámetros mínimos de calidad (por problemas en boca, rosca o fondo), debe ser rechazada y enviada a reproceso
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Está conformado por: A- Sistema de visión artificial B- Encoder para posición C- Sensor de trigger D- Rechazador neumático E- Tablero de Control local El tablero de control local se utilizará para hacer funcionar el equipo ya sea en manual (activación cinta transportadora, activación de rechazador, programación zona de rechazo, programación de encoder) o en automático (ciclo conjunto al resto de la maquina). Adicionalmente debe permitir visualizar la cantidad de botellas inspeccionadas (totalizador) y las rechazadas Variables y control
En el proceso de mezclado se realizará control: De rechazo en caso de inspección negativa De seguimiento botella rechazada De activación rechazador De activación cinta transportadora Equipos
Para cumplir con los controles, se deberá cubicar: - Sistema de visión artificial (procesador, cámaras, espejos, cables, etc) - Sistema de seguimiento y rechazo botella defectuosas - Sensor para detección de transparentes (se utilizada como sensor de trigger) - Variador de frecuencia para cinta transportadora Características
El motor de la cinta transportadora es de 3 KW La velocidad de la línea es de 400 a 650 Botellas por minuto El rechazador debe ser neumático y no debe destruir la botella, solo debe desplazarla
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Inspector de visión para botellas de vidrio
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