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CARRERA DE INGENIERA ELECTRNICA AUTOMATIZACIN Y CONTROLDEFENSA DEL PROYECTO DE GRADO PREVIO LA OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIERA

DISEO E IMPLEMENTACIN DE UN SISTEMA DE CONTROL PARA LA REBOBINADORA REBOGRAF LITE 1200 PROPIEDAD DE LA EMPRESA BOPP DEL ECUADOR

DIRECTOR: Ing. Alexander IbarraCODIRECTOR: Ing. Hugo OrtizAUTOR: Christian Gonzlez2013

ANTECEDENTESBopp del Ecuador desde 1992 es una empresa dedicada a la elaboracin de pelcula como base polipropileno, la pelcula es utilizada para producir empaques alimenticios.El proceso para obtener la pelcula se conoce como extrusin.Luego del proceso de extrusin la planta realiza el bobinado y corte del material.La empresa requiere incorporar a sus lneas de produccin una rebobinadora cortadora.PROCESO DE CORTEProcedimiento de suma importancia en cuanto a la calidad final del producto.El proceso consta de cuatro etapas luego de recibir la bobina madre a cortar:Montaje de la bobina en el desbobinadorCalibracin del alineador de material Posicionamiento de las cuchillas de corteRebobinado segn las medidas deseadas por el cliente.

REBOGRAF LITE 1200Origen brasileo Sistema de control modularMantenimiento difcil de realizar debido a las caractersticas del sistemaFuera de servicio debido a la inexistencia de repuestos del mdulo Tacograf en el pas, equipos para importacin.Software imposible de modificarREBOGRAF LITE 1200

MDULOS DE CONTROL

OBJETIVO GENERALDisear e implementar un sistema de control para la bobinadora REBOGRAF LITE 1200 para la empresa Bopp del Ecuador Ca. Ltda.

OBJETIVOS ESPECFICOSImplementar todos los circuitos de fuerza y de control necesarios para permitir el manejo de velocidad de los motores de la mquina mediante variadores de frecuencia.

Disear un sistema de medicin que permita determinar el dimetro y metraje de la bobina a producirse. Implementar un sistema de alineacin del material para el motor desbobinador mediante el uso de sensores fotoelctricos, y un motor reductor.Desarrollar e Implementar el programa de control de la mquina que se adapte a las necesidades de produccin de la planta en un PLC.Crear una interfaz de usuario tctil para el control y monitoreo de los parmetros y del proceso.

DESCRIPCIN DE LA MQUINACuerpo de Corte y rebobinado

DESCRIPCIN DE LA MQUINACuerpo de Carga y Alineamiento

ESQUEMA DE CONTROL DESBOBINADOR SISTEMA ORIGINALTACOGRAFCFW-08 PLUSSENSOR S01SP0 - 10 VSalida M01

ESQUEMA DE CONTROL REBOBINADO SISTEMA ORIGINALComm 02Comm 01 CONTAGRAFREBOGRAF 01SENSOR S02Salida M02REBOGRAF 02Salida M03Start

Conjunto mecnico para el conteo de vueltas del rodillo desbobinador

REBOGRAF LITE 1200HARDWAREAislante del cableado de fuerza y control deterioradoMdulos de control daadosConjunto mecnico en mal estadoAlineador de material con funciones parcialesOPERACIN Y MANTENIMIENTOHardware descentralizado de difcil supervisinProceso de identificacin de fallas extenso y complicado.

TABLERO DE MOTORES ORIGINAL

VISTA POSTERIOR

IDENTIFICANDO LOS PROBLEMASLos principales problemas presentes son los siguientes:Hardware descentralizado de difcil configuracin.Hardware descentralizado de difcil revisin en tareas de mantenimiento.Hardware de difcil reemplazo en caso de mal funcionamiento.Falta de soporte debido a descontinuacin de la mquina.Sistema difcil de monitorear y supervisar.Cableado en mal estado

NUEVA ARQUITECTURA

TABLAS E/S DEL SISTEMAENTRADASITEMDESCRIPCIONTIPO1Pulsante Arranque general de mquinaDigital 24 Vdc2Pulsante tipo hongo Paro de mquinaDigital 24 Vdc3Pulsante Jog forward motor rebobinador 1Digital 24 Vdc4Pulsante Jog reverse motor rebobinador 1Digital 24 Vdc5Pulsante Jog forward motor rebobinador 2Digital 24 Vdc6Pulsante Jog reverse motor rebobinador 2Digital 24 Vdc7Pulsante Jog Left alineadorDigital 24 Vdc8Pulsante Jog right alineadorDigital 24 Vdc9Sensor Fotoelectrico alineadorDigital 24 Vdc10Encoder o inductivo canal contadorHSC 24Vdc11Encoder o inductivo canal direccinHSC 24Vdc12Final de carrera 01 alineadorDigital 24 Vdc13Final de carrera 02 alineadorDigital 24 VdcSALIDASITEMDESCRIPCIONTIPO1Forward Variador frecuencia rebobinador 1Digital 24 Vdc2Reverse Variador frecuencia rebobinador 1Digital 24 Vdc3Forward Variador frecuencia rebobinador 2Digital 24 Vdc4Reverse Variador frecuencia rebobinador 2Digital 24 Vdc5Forward Variador frecuencia desbobinadorDigital 24 Vdc6Reverse Variador frecuencia desbobinadorDigital 24 Vdc7Forward Variador frecuencia alineadorDigital 24 Vdc8Reverse Variador frecuencia alineadorDigital 24 Vdc9Luz FallaDigital 24 Vdc10Referencia analgica Variador 010-10 Vdc11Referencia analgica Variador 020-10 Vdc12Referencia analgica Variador 030-10 VdcCONTROLADORES COMERCIALESMODELOCOMMEXPANSIONMEMPUERTO HSC Allen Bradley MicroLogix 1100 1763Eth, RS2324 mdulos, 10 entradas incorporadas4KBnoAllen Bradley MicroLogix 1200 1762Eth, RS2326 mdulos, 24 entradas incorporadas4KB1Allen Bradley MicroLogix 1400 1766Eth, RS2327 mdulos, 20 entradas incorporadas10 KB6Siemens - S7 1200 1212CEth6 mdulos, 14 entradas incorporadas10 KB4Siemens -S7 1200 1214CEth8 mdulos, 14 entradas incorporadas10 KB6PANEL DE OPERADOR

DIMENSIONAMIENTO EQUIPOS Y PROTECCIONES TABLERO DE CONTROLEs necesario proteger el sistema de control contra sobrecargas y cortocircuitos, para llevar a cabo este fin se utilizaran disyuntores, un transformador de aislamiento-reduccin de voltaje, y adems se utilizaran rels auxiliares para evitar daos en las salidas del controlador a utilizar.

ProteccionesTransformador de aislamiento.Breaker dos polos 4 A para proteccin fuente y PLC.Breaker un polo 2 A proteccin sistemas a 24 Vdc.Rels auxiliares para accionamiento de equipos como contactores, variadores de frecuencia.

DISEO TABLERO CONTROL

Montaje Tablero de Control

Diseo Tablero de FuerzaDisyuntor General.Protecciones Variadores de Frecuencia.Proteccin Motores Arranque Directo.Proteccin Tablero control.Contactor de Lnea.Cableado nuevo hacia los elementos y para los motores.

Listado EquiposITEMVOLTAJECORRIENTERPMDESCRIPCION M01220/36015/8.7 A1760Motor Des bobinadorM02220/360/46014/8.11/7 A1715Motor Rebobinador 1M0322013.6 A1715Motor Rebobinador 2M042202.61700Ventilacion ForzadaM052201.21730Alineador de materialPS01110/2202.5 A-Fuente ControlVF0122016 AVariador M01VF0222016 Avariador M02VF0322016 AVariador M03VF042203.4 AVariador alineadorEQUIPOS NECESARIOSITEMCORRIENTEM042.6M051.2PS012.5VF0116VF0216VF0316VF043.4TOTAL57.7ID EQUIPOCORR. NOMDESCRIPCIONQ0160 [A]Disyuntor principalC0160 [A]Contactor de lneaE0114-20 [A]Proteccin DesbobinadorE0214-20 [A]Proteccin Rebobinador 01E0314-20 [A]Proteccin Rebobinador 02E042.8-4 [A]Proteccin AlineadorE051.8-2.5[A]Ventilacin forzadaTABLERO DE FUERZA

Tablero de Fuerza

Cableado seleccionado Tablas AWGIn de salida variadores 16 [A] concntrico 4x10 awgIn Refilo y ventilacin 3[A] concntrico 4x18 awgIn Tablero de control 2[A] blindado 3x18 awg

Tablero Fuerza y motores

SOFTWARE

DESARROLLO DEL SOFTWARE

Calculo para regulacin velocidad de rebobinado

INICIOIngreso de parmetros

LIngreso de puntos de consigna

Se ha pulsado Start?

Sistema en esperaArranque de motor desbobinador

Conteo pulsos HSC

Clculo de la longitud procesada

Clculo del dimetro de la bobina procesada

Regulacin velocidad motores de rebobinado

Se ha pulsado Stop?

Cambiar Parmetros?

nononosisiAlineador de material

Estados sensores AlineadorSENSOR ASENSOR BIZQUIERDADERECHAENCENDIDOENCENDIDOAPAGADOAPAGADOENCENDIDOAPAGADOAPAGADOENCENDIDOAPAGADOENCENDIDOENCENDIDOAPAGADOAPAGADOAPAGADOAPAGADOAPAGADOPANEL DE OPERADORSupervisin modo automtico.Supervisin modo manual.Calibracin-carga de material.Gestin de mantenimientoAlarmasAyuda del sistema

SUPERVISIN

PANTALLA CARGA

MANTENIMIENTO PREVENTIVO

CONCLUSIONESSe implemento exitosamente el sistema de control para la rebobinadora Rebograf lite 1200 cumpliendo con los requerimientos de planta siguiendo un esquema de trabajo planteado en dos etapas: control y fuerza. Se seleccionaron correctamente los equipos tomando en cuenta la aplicacin a la que iban a ser sometidos luego de estudiar el comportamiento fsico de la mquina.

Se diseo un sistema de medicin mediante un contador de pulsos rpido HSC el cual permite determinar el dimetro del material a procesarse en la mquina.