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Implementación de un proceso industrial orientado a la clasificación de objetos provenientes de cintas transportadoras con accionamientos de tipo electroneumático y controlado mediante PLC
dc.rights.license | abierto | es_ES |
dc.contributor.advisor | Velasco Capacho, Daniel Alexander | |
dc.contributor.author | Gámez Ayala, Reynel | |
dc.contributor.author | Santos Martínez, Cesar Augusto | |
dc.contributor.author | Forero Agudelo, Henry Edher | |
dc.contributor.other | Nova Pinzon, Carlos Ivan | |
dc.contributor.other | Florez Barrera, Jairo Ivan | |
dc.date.accessioned | 2022-11-22T14:58:09Z | |
dc.date.available | 2022-11-22T14:58:09Z | |
dc.identifier.citation | N/A | es_ES |
dc.identifier.uri | http://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/10788 | |
dc.description.abstract | Este trabajo tiene como propósito implementar un proceso industrial que sea orientado a clasificar objetos provenientes de cintas transportadoras en el laboratorio de celda flexible de las UTS. Dicha implementación permite desarrollar conocimiento, habilidades técnicas y destrezas en sistemas de automatización de procesos industriales, por lo cual este proyecto se estructuró en tres fases. La primera fase consistió en buscar y determinar la instrumentación adecuada para el desarrollo del proceso, apto para cumplir con las especificaciones y requerimientos técnicos del funcionamiento de los equipos. Después de esto, se desarrolló el proceso industrial de clasificación con la respectiva simulación, ensamble y programación electrónica haciendo las respectivas pruebas de calibración de los diferentes elementos del sistema. Posterior a esto, se hizo empalmar un banco de automatización del laboratorio, junto con el sistema neumático implementado, para el respectivo control del proceso. El proceso industrial tiene un tablero neumático que cuenta con una unidad de mantenimiento que se pudo calibrar en 4 bares (60 psi) de flujo de aire comprimido que ingresa al sistema y pasa por tres electroválvulas alimentadas con 24V DC, que son accionadas mediante tres sensores fotoeléctricos difusos alimentados con 24V DC, que detectan la presencia de un objeto y permiten la salida del vástago de tres cilindros neumáticos instalados en bases con soportes de desplazamiento en el eje z y con giro de 360°. El banco de automatización cuenta con un PLC que contiene toda la programación del proceso, conectores Jack para alimentar electroválvulas, sensores y una pantalla HMI, la cual será encargada de controlar en tiempo real todo el sistema. Al terminar la construcción del sistema, se deja implementado un proceso donde se detecta un objeto y se identifica si es de tamaño grande, mediano o pequeño; posteriormente será desviado por cilindros neumáticos para ser dejado en un almacenamiento. | es_ES |
dc.description.sponsorship | Unidades Tecnológicos de Santander | es_ES |
dc.description.tableofcontents | RESUMEN EJECUTIVO .................................................................................................. 16 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 18 1. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN ........................................ 19 1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................. 19 1.2. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................... 20 1.3. OBJETIVOS ......................................................................................................... 21 1.3.1. OBJETIVO GENERAL ....................................................................................... 21 1.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................. 21 1.4. ESTADO DEL ARTE ............................................................................................. 21 2. MARCO REFERENCIAL ...................................................................................... 24 2.1. MARCO TEÓRICO ............................................................................................... 24 2.1.1. PROPIEDADES DEL AIRE ................................................................................ 24 2.1.2. LUBRICADOR DE AIRE COMPRIMIDO ............................................................ 25 2.2. SISTEMAS DE ACCIONAMIENTOS Y ACTUADORES ........................................ 26 2.2.1. CILINDRO DE SIMPLE EFECTO ....................................................................... 26 2.2.2. CILINDRO DE DOBLE EFECTO ........................................................................ 26 2.2.3. CILINDRO NEUMÁTICO CON AMORTIGUACIÓN FINAL ................................. 27 2.2.4. VELOCIDAD DEL ÉMBOLO .............................................................................. 28 2.2.5. CONSUMO DE AIRE ......................................................................................... 28 2.2.6. VÁLVULA NEUMÁTICA BIESTABLE DE 5/2 VÍAS ............................................ 29 2.2.7. VÁLVULA NEUMÁTICA BIESTABLE DE 5/2 VÍAS, SERVO PILOTADA ............ 30 2.2.8. VÁLVULA DE SIMULTANEIDAD: FUNCIÓN LÓGICA DE Y .............................. 31 2.2.9. VÁLVULA SELECTORA: FUNCIÓN LÓGICA DE O ........................................... 32 2.3. ELEMENTOS ADICIONALES DEL SISTEMA NEUMÁTICO ................................ 32 2.3.1. RACORES ......................................................................................................... 32 2.3.2. MANGUERA ...................................................................................................... 33 2.3.3. CONTROLADORES DE FLUJO ........................................................................ 34 2.3.4. BLOQUE DE DISTRIBUCIÓN ............................................................................ 34 2.4. SENSORES INDUSTRIALES ............................................................................... 35 2.4.1. TIPOS DE SENSORES SEGÚN SU CATEGORÍA ............................................. 35 2.5. CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC) ............................................ 37 2.5.1. VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS PLC ............................................... 38 2.5.2. ESTRUCTURA DE UN PLC ............................................................................... 38 2.5.3. FUENTE DE ALIMENTACIÓN ........................................................................... 39 2.5.4. MÓDULOS DE ENTRADA Y SALIDA ................................................................ 40 2.5.5. UNIDAD DE PROCESAMIENTO CENTRAL (CPU) ........................................... 40 2.5.6. LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN .................................................................... 41 2.6. INTERFAZ HOMBRE- MAQUINA (HMI) ............................................................... 41 2.6.1. TIPOS DE HMI ................................................................................................... 42 2.6.2. FUNCIONES DE UN SOFTWARE HMI .............................................................. 42 2.6.3. TAREAS DE UN SOFTWARE DE SUPERVISIÓN Y CONTROL ........................ 43 2.7. ETHERNET INDUSTRIAL..................................................................................... 43 2.7.1. CABLE ETHERNET ........................................................................................... 45 2.7.2. PROTOCOLO PROFINET ................................................................................. 45 3. DISEÑO DE LA INVESTIGACION ........................................................................ 46 4. DESARROLLO DEL TRABAJO DE GRADO ....................................................... 47 4.1. SELECCIÓN DE SENSORES ............................................................................... 47 4.2. SELECCIÓN DEL SISTEMA NEUMÁTICO ........................................................... 49 4.3. SELECCIÓN DEL PLC Y PANTALLA HMI ........................................................... 52 4.4. CONSTRUCCIÓN E IMPLEMENTACIÓN ............................................................. 55 4.4.1. CONSTRUCCIÓN DE BASES PARA LOS CILINDROS NEUMÁTICOS ............ 55 4.4.2. TABLERO NEUMÁTICO .................................................................................... 57 4.5. CIRCUITO DE MANDO Y CONTROL ................................................................... 59 4.5.1. BANCO DE AUTOMATIZACIÓN ........................................................................ 59 4.5.2. INTEGRACIÓN .................................................................................................. 60 4.5.3. PROGRAMACIÓN DE PRUEBA EN TIA PORTAL Y FACTORY IO .................... 61 4.6. ELEMENTOS UTILIZADOS EN LA SIMULACIÓN ............................................... 65 4.6.1. ACTUADORES .................................................................................................. 65 4.6.2. SENSORES ....................................................................................................... 68 4.6.3. OPERADORES ................................................................................................. 69 4.6.4. CONFIGURACIÓN DE FACTORY IO ................................................................ 70 4.7. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE CLASIFICACIÓN EN FACTORY IO ............. 73 4.8. PROGRAMACIÓN FINAL DEL PLC SIEMENS S7 1200 Y PANTALLA HMI ........ 75 4.8.1. CONFIGURACIÓN Y PROGRAMACIÓN DE PANTALLA HMI KTP600.............. 80 5. RESULTADOS ..................................................................................................... 85 5.1. PRUEBAS DEL PROCESO INDUSTRIAL DE CLASIFICACIÓN DE OBJETOS... 85 5.1.1. PRUEBAS DE SISTEMA NEUMÁTICO ............................................................. 85 5.1.2. PRUEBAS ELÉCTRICAS .................................................................................. 87 5.1.3. PRUEBAS SENSORES FOTOELÉCTRICOS .................................................... 88 5.1.4. PRUEBAS DEL PLC Y PANTALLA HMI FUNCIONANDO .................................. 89 5.1.5. DETALLE DE COSTOS ..................................................................................... 90 5.2. ANALISIS DE RESULTADOS .............................................................................. 92 6. CONCLUSIONES ................................................................................................. 94 7. RECOMENDACIONES ......................................................................................... 96 8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 97 9. APENDICES ....................................................................................................... 100 10. ANEXOS ............................................................................................................. 101 | es_ES |
dc.language.iso | es | es_ES |
dc.publisher | Unidades Tecnológicas de Santander | es_ES |
dc.subject | Automatización, Aire comprimido, Proceso industrial, Sistema neumático, Controlador Lógico Programable (PLC) | es_ES |
dc.title | Implementación de un proceso industrial orientado a la clasificación de objetos provenientes de cintas transportadoras con accionamientos de tipo electroneumático y controlado mediante PLC | es_ES |
dc.type | degree work | es_ES |
dc.rights.holder | copyright(CC.BY.NC.ND 2.5). | es_ES |
dc.date.emitido | 2022-11 | |
dc.dependencia | fcni | es_ES |
dc.proceso.procesouts | docencia | es_ES |
dc.type.modalidad | desarrollo_tecnológico | es_ES |
dc.format.formato | es_ES | |
dc.titulog | Ingeniero Electronico | es_ES |
dc.educationlevel | Profesional | es_ES |
dc.contibutor.evaluator | evaluador | es_ES |
dc.date.aprobacion | 2022-10-31 | |
dc.description.programaacademico | Ingenieria Electronica | es_ES |
dc.dependencia.region | bucaramanga | es_ES |
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Prácticas
Trabajos de Grado en modalidad práctica empresarial, social o comunitaria