Informe PLC

DIPLOMADO DE AUTOMATIZACIÓN E INSTRUMENTACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES MÓDULO DE CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (PLC)

PROYECTO DE PLC MEZCLADORA DOSIFICADORA

Presentado por:

Ing. Febres, Victor C.I 19.285.692

Maracaibo, Noviembre de 2013 Página 1 de 11


TABLA DE CONTENIDO 1

INTRODUCCIÓN

3

2

OBJETIVOS

3

3

PROCESO DE AUTOMATIZACIÓN

4

3.1

FUNCIONAMIENTO DEL PROCESO ANTES DE LA AUTOMATIZACION

4

3.1

VARIABLES A CONTROLAR

4

3.2

PROPUESTA DE AUTOMATIZACIÓN

5

3.1

PASOS DEL FUNCIONAMINETO DEL PROCESO AUTOMATIZADO

6

3.2

ENTRADAS Y SALIDAS LOGICAS

8

3.3

PROGRAMA ESCALERA

9

4

CONCLUSIONES

10

5

RECOMENDACIONES

11

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INTRODUCCIÓN

El presente informe ha sido realizado para responder a los requerimientos del diseño de una automatización de una planta dosificadora de materiales. El proyecto de diseño estará constituido por la propuesta de automatización, por la lógica de programación (Lenguaje Escalera) y por el detalle de funcionamiento de la planta. 2

OBJETIVOS

Para realizar el informe se plantearon los siguientes objetivos: • Describir el procedimiento del proceso en la actualidad (sin automatización) • Determinar las variables a controlar. • Describir como se llevara a cabo la automatización. • Realizar el diagrama escalera utilizando el programa Logixpro. • Explicar el funcionamiento del sistema automatizado.

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PROCESO DE AUTOMATIZACIÓN

3.1 FUNCIONAMIENTO DEL PROCESO ANTES DE LA AUTOMATIZACION El funcionamiento de la planta mezcladora previa su automatización es rudimentario, se tienen básicamente tres procesos principales: 1.- Vaciado de los Materiales A y B Se realiza el pesado de cada material por separado y al obtener el peso ideal se vacian los productos en el mezclador pivotante, el proceso se realiza de manera manual teniando que transportarse cada productor a la bascula y después finalmente al mezclador. 2.- Vaciado de las Briquetas Se introducen briquetas hacia el mezclador de manera manual, alargando el tiempo del proceso debido a la dependencia de la rapidez con la que el personal vacie las briquetas. 3.- Mezclado de los materiales Se mezclan los materiales mediante un motor activado al término del vaciado de los materiales. Se necesita personal que supervise el motor y temporice el tiempo de mezclado de los materiales. 4.- Vaciado del material El material se vacía a la línea de producción por medio de válvulas operadas por el personal, adicionalmente se necesita personal que supervise la mezcla de los materiales para asegurar su correcta combinación.

3.1 VARIABLES A CONTROLAR Las variables a controlar son las siguientes: • Vaciado del material A • Vaciado del Material B Página 4 de 11


• Pesado de los Materiales A y B • Vaciado de las briquetas • Mezclado de los Materiales • Vaciado de la Mezcla • Supervisión de la Mezcla 3.2 PROPUESTA DE AUTOMATIZACIÓN En la figura 1 se observa el plan de automatización de la planta Fig. 1 Automatización de la Planta

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Para la propuesta de la automatización del proceso se considero la utilización de válvulas de control para los procesos de mezclado y vaciado de materiales. En la figura 1 se puede observar la utilización de una cinta transportadora que suministra las briquetas hacia la mezcladora automáticamente. Adicionalmente se considero una Bascula electrónica en la cual estarán programados los pesos necesarios por material para la mezcla, de esta manera se evita la perdida de material y tiempo por error humano en el momento del pesado de los materiales. Para el control del proceso se tendrá a disposición un tablero de control del cual se podrán realizar las maniobras concernientes, el tablero se observa en la figura 2. Fig. 2 Tablero de Control

En el tablero de control se aprecian los botones de maniobra y las lámparas que muestran el funcionamiento del sistema. El tablero permite al usuario iniciar el proceso, detenerlo en cualquier momento por alguna emergencia o maniobra y reiniciar el proceso en caso de una emergencia. Las luminarias indican el estado del sistema, mientras el proceso este funcionando de manera correcta el panel mantendrá encendida la luz de ENCENDIDO del sistema. Al ocurrir un error en alguno de los procesos, el panel encenderá las luminarias de EMERGENCIA, y finalmente el panel encenderá una luminaria de SALIDA que indica que el proceso esta despachando el material a la línea de producción de manera normal. 3.1 PASOS DEL FUNCIONAMINETO DEL PROCESO AUTOMATIZADO 1.- Se inicia el proceso mediante el botón de INICIO. 2.- La Válvula A se abre permitiendo el vaciado del material A en la Bascula. Página 6 de 11


3.- La Bascula se mueve de la posición 0 a la posición 1 enviando una señal al PLC. 4.- La Válvula A se cierra y se abre la Válvula B, iniciándose el vaciado del segundo material. 5.- La Bascula se mueve de la posición 1 a la posición 2, enviando de nuevo una señal al PLC. 6.- La Válvula B se cierra, la Válvula C se abre y se energiza el Motor 1 que controla la cinta transportadora. 7.- Se inicia el transporte de las briquetas hacia la mezcladora, cuando una briqueta atraviesa completamente el frente de visión del sensor de briquetas, este envía una señal al PLC. Al enviarse tres señales (tres briquetas entrando a la mezcladora, se desenergiza el Motor 1 y se energiza el Motor 2. Cada vez que el sistema despache una briqueta, la luminaria Despacho se encenderá para indicar que se está cumpliendo el proceso. 8.- El motor 2 se mantiene funcionando durante un tiempo T1 definido por el tipo de material que se esté mezclando, para efectos de este proceso se tomara este tiempo como 100 segundos. 8.- Al cumplirse el tiempo T1 la Válvula F ( Salida) se abrirá durante un tiempo T2 permitiendo el vaciado de la mezcla hacia la línea de producción, el Motor 2 seguirá energizado durante este tiempo T2 mientras se vacía la mezcla. 9.- Al cumplirse el tiempo T2 se cierra la Válvula F (salida) y el Motor 2 se desenergiza. Se abre la Válvula A y el proceso se repite. En caso de ocurrir un desperfecto en el proceso de la mezcla, esto son los posibles escenarios del sistema: 1.- En caso de que durante el pesado de los materiales A y B, la Báscula detecte un error en el peso, esta enviara una señal al PLC indicando que debe parar el vaciado cerrando la Válvula B y aperturando la Válvula C para la salida de la mezcla defectuosa hacia la tubería de desperdicios. De igual manera el PLC encenderá la Luz de emergencia 2 indicando esta falla e indicándole al operador que revise el sistema para que pueda reiniciar el proceso. Para reiniciar el proceso el operador aprieta el botón de reinicio y el sistema comienza a funcionar desde el paso 1. 2.- Si durante el vaciado de las Briquetas, por un desperfecto de la cinta transportadora se arrojan más de tres briquetas (dependiendo del proceso pueden variar en número) el sensor de briquetas detectara el exceso de las mismas y le enviara una señal al PLC. El PLC ordenara parar el sistema, deteniendo todos los motores y cerrando todas las válvulas. Luego procederá a abrir la Válvula D para la salida del material defectuoso hacia la tubería de desperdicios. De igual manera el PLC encenderá la Luz de emergencia 1 indicando esta falla Página 7 de 11


e indicándole al operador que revise el sistema para que pueda reiniciar el proceso. Para reiniciar el proceso el operador aprieta el botón de reinicio y el sistema comienza a funcionar desde el paso 1. 3.2 ENTRADAS Y SALIDAS LOGICAS A continuación en las tablas 1 y 2 se observan las entradas y salidas utilizadas para el diseño del programa del proceso de la mezcladora dosificadora. Tabla 1. Entradas del Proceso POSICIÓN

TIPO DE ENTRADA

I:1/0

BOTON DE PARADA

I:1/1

BOTON DE INICIO

I:1/2

ASCULA

I:1/3

SENSORDE PASO DE BRIQUETAS

I:1/4

BOTON DE REINICIO

Tabla 2. Salidas del Proceso POSICIÓN

TIPO DE SALIDA

O:2/0

LUZ DE ENCENDIDO

O:2/1

APERTURA DE VÁLVULA A

O:2/2

APERTURA DE VÁLVULA B

O:2/3

APERTURA DE VÁLVULA C

O:2/4

ENERGIZACION DEL MOTOR 1

O:2/5

ENERGIZACION DEL MOTOR 2

O:2/6

APERTURA DE LA VÁLVULA F (SALIDA)

O:2/7

LUZ DE ALARMA 1

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O:2/8

APERTURA DE LA VALVULA D

O:2/10

LUZ DE ALARMA 2

O:2/11

APERTURA DE LA VALVULA E

3.3 PROGRAMA ESCALERA A continuación se tiene la programación del lenguaje escalera en el programa LOGIXPRO.

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4

CONCLUSIONES

Al realizar el informe técnico se tienen las siguientes conclusiones: De acuerdo a los conocimientos del control, comunicaciones, y redes industriales se llegó a una solución de automatización debidamente simulada y probada que puede aplicarse a las industrias de mezclado tanto de concreto como de alimentos y farmacéuticas. Se diseño un sistema de automatización de un proceso de dosificación de mezclado de materiales mediante un PLC, sensores y equipos. Se realizo la programación del PLC mediante un programa de lenguaje escalera en el software LogixPro Simulator utilizando contadores, comparadores, bobinas, contactos y temporizadores. Este diseño se puede adaptar a determinadas especificaciones dependiendo de los clientes.

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Se realizo el diagrama del proceso observado en la figura 1 y el diagrama del panel de control del equipo en la figura 2, representando el funcionamiento del proceso y detallando los distintos componentes del mismo. Siempre que se habla de control de procesos industriales, los PLC son los dispositivos más adecuados para el desarrollo de sistemas de este tipo. Como se puede comprobar el sistema funciona de manera precisa y automáticamente, indicando deteniéndose únicamente por alguna eventualidad, emergencia o por parada del operador. El programa en lenguaje escalera se realizo de manera resumida, tratando de utilizar la cantidad necesaria de compuertas y salidas para satisfacer las necesidades del proceso. Se comprobó el conocimiento de los componentes básicos en la programación de PLC ya que se demostró dominio del uso del programa y de las instrucciones que este posee. 5

RECOMENDACIONES

Se recomienda comprobar el funcionamiento de cada elemento que se utilice antes de montar el sistema conjunto para la simulación. De igual manera se recomienda probar los sistemas uno por uno y luego en conjunto para descartar errores en el sistema. El sistema debe tener un sistema de alarmas y de avisos de fallas óptimo y visible para los operadores, para que en caso de que existan, se pueda encontrar la falla y corregir el problema de inmediato y reanudar el funcionamiento del sistema. La programación de la lógica de control de los PLC debe ser ordenada, se recomiendan poner comentarios sobre las instrucciones para que sea de fácil comprensión en caso de futuras modificaciones. Se recomienda involucrarse y tener un conocimiento previo de cualquier proceso que se quiera controlar. Se debe conocer el funcionamiento de los equipos involucrados. La eficacia del rendimiento del sistema se da con un diseño adecuado, una buena implementación utilizando elementos de calidad, simulando y probando previamente el sistema, para tener un producto final depurado y listo para ser introducido en el mercado.

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