PROCESO PARA LA FABRICACIN DE GRIFOS EN SERIE

Camilo Alvis [1801654] Jhonathan Martnez [1801384] Michael S. Ballesteros M. [1081654]

Implementacin de un proceso simulado de fabricacin de grifos en serie

IntroduccinEn la actualidad es indispensable el uso de recursos tecnolgicos en procesos industriales para una mejor eficiencia y calidad en productos finales. A su vez, la interfaz de usuario debe ser aplicada en software cmodo para que su implementacin pueda ser realizada con solo la lectura de un manual otorgado por el fabricante. Se propone la elaboracin de un proceso inicial de fabricacin de grifos en serie, realizado por computador con interfaz en Labview. En este proyecto se enfatiz en temas especficos como programacin secuencial en PLC en KOP o lenguaje escalera, uso de temporizadores, contadores, entradas anlogas del controlador, programacin de interfaz con uso DSCModule de Labview para graficacin de procesos industriales y tarjetas de adquisicin.

Objetivos

General: Realizar la secuencia de un proceso de fabricacin de grifos para agua por medio de PLC 300 de siemens con adquisicin y envo por medio de una tarjeta arduino y con interfaz en Labview.

Especficos: Conocer el proceso realizado a nivel industrial de fabricacin de grifos para agua. Conocer los procesos y los tipos de actuacin.

Realizar la secuencia para el proceso conocido de fabricacin, con 10 entradas y salidas, anlogas y digitales segn se requiera.

Utilizar una tarjeta de adquisicin que permita una comunicacin en trminos de entradas y salidas, entre PLC y computador, teniendo en cuenta la diferencia de voltajes.

Obtener un conocimiento bsico sobre la forma de uso de la librera DSCModule de labview, para graficacin de procesos industriales.

Utilizar cdigo LADDER para la programacin de la PLC en el cual se utilicen entradas y salidas que sern enviadas y recibidas por el computador.

Utilizar temporizadores y contadores para conseguir una fiel representacin del proceso de fabricacin de grifos para agua.

Marco terico Unallave de pasoollave de corte, es un dispositivo, generalmente demetal, algunaaleacino ms recientemente depolmeroso de materiales cermicos, usado para dar paso o cortar el flujo deaguau otro fluido por unatuberao conduccin en la que est inserto.Tambin se suele llamar vlvulas a estas llaves, puesto que algunas de ellas, adems de servir para cortar el paso, tenan la funcin de evitar que el agua circule en la direccin contraria a la deseada (reflujo), es decir, que adems eranvlvulasen la acepcin primitiva del trmino.

Imagen 1. Grifo de aguaTipos de grifosActualmente existen diversos tipos de llaves de corte o grifos que se implementan en los hogares. Estos se clasifican segn su funcin en: Individuales Mezcladores Mono-mandos Termostticos Estos dispositivos tambin se pueden clasificar en 7 tipos segn su forma. Entre ellos se encuentran: Llave de asientoLallave de asientoes el tipo ms antiguo de llave. Tiene un vstago roscado que gira sobre suejeal accionar la llave y asienta un cierre sobre el paso del agua. Este modelo es precisamente el que serva como vlvula tambin, pues el cierre o soleta estaba libre (con una espiga alojada en un hueco del vstago de apriete), y volva a su asiento cuando el agua tomaba el sentido contrario al debido, funcionando como unavlvula de retencinde pistn Llave de macho o de bola Un macho de tronco cnico o una esfera con un orificio que permite el paso del fluido cuando est alineado con el eje de la conduccin Llave de compuertaLavlvula de compuertaes unavlvulaque abre mediante el levantamiento de una compuerta o cuchilla (la cul puede ser redonda o rectangular) permitiendo as el paso del fluido. Llave de mariposa Un disco gira sobre un eje obturando la seccin de paso del conducto cuando el disco est perpendicular al eje de ste y dejando paso libre cuando est paralelo. Se usan en grandes dimetros

Llaves temporizadasSon llaves semiautomticas, que se abren con una pulsacin del usuario y cierran al cabo de cierto tiempo tras dejar pasar un caudal determinado. Otras (distribucin mltiple, de calefaccin o de nivel)

Hay que tener en cuenta que para obtener el grifo como tal, debe tener un cao de salida para el agua.

Imagen 2. Tipos de laminadoresProceso de fabricacin 1. Se comienza fijando un cao de bronce en un soporte giratorio, un dispensador automtico aplica soldadura de plata en el borde interno del cao.2. Se sumerge el extremo de los tubos en pasta fundente, se fijan los tubos o conectores de bronce3. Sopletes derriten la soldadura, uniendo el tubo al conector4. Se suelda la punta roscada, se pasa por tambor con superficie abrasiva le otorga una superficie reluciente.5. Se sumergen los caos de las llaves en acido mezclado con nquel disuelto, la corriente elctrica atrae el nquel contra los caos enchapndolos con una capa delgada y pareja.6. Se sumergen los caos de las llaves en acido mezclado con nquel disuelto, la corriente elctrica atrae el nquel contra los caos enchapndolos con una capa delgada y pareja.

Implementacin Estacin uno: aplicacin de la soldaduraUn cilindro tiene como efector final una boquilla dispensadora de soldadura, el cual aplicara este material al interior del tubo y la caa. Estacin dos: soldadura Al llegar la pieza a esta estacin un cilindro tendr como efector final un soplete de gas el cual calentara la superficie del tubo y la caa generando que la soldadura se derrita cubra la superficie de unin. Estacin tres: pulido superficialLa siguiente estacin emplea un cilindro cuyo efector final es un rodillo cubierto de material abrasivo en cargado de chocar con la pieza y brindare una superficie de brillado inicial esto con el fin de limpiar impurezas del material.

Imagen 3. Cao de bronce en soporte girator

Imagen 4. Aplicacin de soldadura en el anillo interior del tubo

Imagen 5. Se impregna con pasta fundente

Imagen 6. Sopletes derriten la soldadura

Imagen 7. Se sumergen las piezas en cido mezclado con nquel.

Imagen 8. Se obtiene una uniformidad del nquel disuelto depositado en la pieza

Imagen 9. Ubicacin de las piezas en los hornos

Desarrollo

a. PropuestaEn el desarrollo de la prctica se propone inicialmente un sistema de control con interfaz en labview, que use una lgica de bloques donde adquiere la actuacin de la PLC, le aplica la accin determinada, y se genera una seal que se enva a una tarjeta encargada de transmitir para enviarlo a una etapa de potencia, y luego de nuevo al controlador La tarjeta utilizada de adquisicin y de actuacin es la Arduino UNO que emplea un mdulo de comunicacin con labview descargable.

Imagen 10. Computador, Labview y arduino

La secuencia correspondiente al sistema es:

Imagen 11. SecuenciaBasados en lo anterior, podemos realizar el GRAFCET correspondiente. Este ser realizado en su condicin final o nivel 3, con las entradas y salidas del PLC con sus respectivas marcas de memoria, sensores, temporizadores y contadores.

b. Programacin LADDERYa con el GRAFCET se procede a realizar el programa en TIA en KOP o lenguaje de contactos. Se hace basado en la activacin y desactivacin por estados siguientes. El programa final tiene la siguiente secuencia:

Imagen 11. Secuencia 1.

En esta secuencia se enciende la marca M0.0 con la cual se busca activar el primer actuador que tiene en su extremo la pasta para soldar y la asienta sobre el cilindro fundindola. Tambin se aprecia en el segmento 2, el siguiente estado, que corresponde a la activacin del cilindro que une a la base el cilindro, para darle forma y a la vez, lo ubica en un recipiente ubicado abajo del elemento.

Imagen 12. Secuencia 2En esta segunda imagen del proceso se percibe que se desactivan los dos cilindros previamente activados, desactivando as primer segundo actuador para ponerlos en estado inicial. A la vez, se plantea la repetitividad de este proceso para llenar la canasta con 10 partes soldadas. Ya lleno el tanque se activa un actuador que baja la canasta y la sumerge sobre una mezcla entre cido clorhdrico al 37 % de concentracin y Nquel al 48 %. El resto ser agua.

Imagen 13. Secuencia 3En la imagen 13 se aprecia que ahora que se han terminado los 10 minutos que debe permanecer el recipiente en la mezcla, el cilindro activado se devuelve, para sacar las piezas y ubicarlas en posicin para que puedan ser ubicadas en banda transportadora.

Imagen 14. Secuencia 4En esta ltima parte de control se evidencia el ltimo actuador que se activa para poner la canasta en la banda transportadora, que como est constantemente activa, la llevar al horno.

Imagen 15. Potencia La imagen 15 muestra la etapa de potencia, donde se activarn las salidas correspondientes a los cilindros simple efecto.

C. Programacin en labview:Mdulo DSC:El Mdulo LabVIEW DSC ampla los beneficios de la programacin grfica al desarrollo de Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) o aplicaciones de registro de datos de gran cantidad de canales. Use las herramientas para comunicar controladores lgicos programables (PLCs) y controladores de automatizacin programables (PACs) convencionales, registrar datos a bases de datos, administrar alarmas y eventos y crear interfaces humano-mquina (HMIs).

Razones Principales para usar el Mdulo LabVIEW DSC

1. Conecte LabVIEW a Sistemas Industriales Existentes de Gran Cantidad de Canales.El Mdulo LabVIEW DSC se vende con soporte para protocolos industriales usados comnmente, incluyendo OLE para control de procesos (OPC), el cual brinda a una aplicacin la habilidad de comunicarse con prcticamente todos los PLCs y PACs. Con esta flexibilidad, usted puede integrar fcilmente LabVIEW a sistemas SCADA/HMI existentes.

2. Registro de Datos a una Base de Datos Histrica, Establecer Alarmas y Administrar EventosCon el Mdulo LabVIEW DSC, puede registrar datos fcilmente a la base de datos histrica, integrada y en red o registrar a su base de datos relacional, empresarial. Sin programacin adicional, puede usar estas mismas herramientas basadas en configuracin para establecer el registro de alarmas y la notificacin de datos.

3. Utilice una Sola Herramienta de Software para Programacin Lgica y HMIDesarrollar aplicaciones de control requiere experiencia en varias reas, incluyendo lgica de procesos, diseo de sistema de control y diseo de interfaz de usuario. El Mdulo LabVIEW DSC proporciona una alternativa para el entorno de desarrollo convencional con un solo entorno de desarrollo para lgica y desarrollo HMI.

Los bloques resultantes en la utilizacin de la librera son:

Imagen 16. Bloques 1

Imagen 17. Bloques 2

Imagen 18. Bloques 3

Imagen 19. Bloques 4La interfaz asociada a los comandos ubicados en los bloques de programa Labview mostrados corresponde a:

Imagen 20. InterfazImagen 21. Interfaz

Imagen 22. Interfaz

CONCLUSIONES Conociendo ms de cerca el proceso de fabricacin de Grifera en serie, se hace necesario el uso de sistemas automatizados que reduzcan los tiempos de produccin, en orden de la demanda y costos.

Se hace indispensable un sistema de acoplamiento para poder generar enlace de entradas y salidas entre el computador y el PLC, debido a la diferencia de voltaje que existe entre uno y otro.

El uso de variables anlogas, permite el control de sistemas ms complejos bastante demandados por la industria.

Una interfaz generada con la librera DCS Module de labview, permite supervisar en tiempo real procesos y aplicar controles ms ptimos.

El uso de