IEL2-I-05-17 DISEÑO, MONTAJE Y AUTOMATIZACION DE UNA ...

DISEÑO, MONTAJE Y AUTOMATIZACION DE UNA MAQUINA EMPACADORA DE PRODUCTOS GRANULADOS EN LAMINA

POLIMERICA POR MEDIO DE SELLOS DE CALOR.

Presentado Por: Andrés Gutiérrez Vega

Proyecto de Grado

Asesor: Iván Castillo.

M. Sc. Ingeniero Electrónico.

Universidad de los Andes. Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica.

Junio de 2005.

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RESUMEN

Este proyecto de grado consiste en la aplicación de una metodología de diseño

sistemática en la automatización de una planta. Específicamente se trabajara con

base en el estándar “ANSI/EIA. Processes for Engineering a System” [2] y

documentos derivados del mismo [3], con la finalidad de establecer la

metodología y principios básicos requeridos para el desarrollo de diseños de

ingeniería en control.

Para tal fin, se diseñó y construyó una planta que consiste en una maquina

empacadora de productos granulados y un dosificador para el mencionado

producto. Con base en esta planta, se seleccionaron los pasos de la metodología

aplicables a este proceso particular y se desarrollaron hasta obtener la

documentación necesaria para la automatización de la planta.

Se implemento la automatización resultante y se realizaron pruebas para verificar

el correcto funcionamiento de todos los elementos.

Este trabajo permite adquirir un conocimiento de los requerimientos teóricos y

formales necesarios cuando se desea realizar la automatización de un proceso así

como evaluar la validez y eficiencia en la utilización de métodos sistemáticos de

diseño en el área de automatización. De la misma manera, brinda un ejemplo

práctico para quienes tengan interés en este campo.

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TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCION .............................................................................................................. 7 1. CONCEPTOS BASICOS ........................................................................................... 8 1.1. PLC (Programmable Logic Controller) ........................................................... 8 1.2. STEP 7 ................................................................................................................... 9 1.3. WINCC ............................................................................................................... 10

2. DISENO Y CONSTRUCCION DE LA PLANTA ............................................... 12 3. AUTOMATIZACION DE LA PLANTA .............................................................. 24 3.1. Adaptación de la Metodología de Diseño ................................................... 24 3.2. Aplicación de la Metodología de diseño Compacta .................................. 28 3.2.1. Adquisición y Suministro....................................................................... 28 3.2.1.1. Identificación de Requerimientos ................................................. 28

3.2.2. Diseño del Sistema................................................................................... 30 3.2.2.1. Ingeniería Básica............................................................................... 30 3.2.2.1.1. P&ID ................................................................................................ 30 3.2.2.1.2. Especificaciones Generales de la instrumentación y control 30

3.2.2.2. Ingeniería Detallada......................................................................... 30 3.2.2.2.1. Lista de Instrumentos ................................................................... 31 3.2.2.2.2. Especificaciones de los Instrumentos. ....................................... 31 3.2.2.2.3. Planimetría de los Instrumentos................................................. 32 3.2.2.2.4. Típicos de Montaje ........................................................................ 32 3.2.2.2.5. Diagramas de Ínter Bloqueo........................................................ 32 3.2.2.2.6. Diagrama de Cableado ................................................................. 34 3.2.2.2.7. Despliegues Gráficos de Control................................................ 35 3.2.2.2.8. Solicitudes de Compra.................................................................. 36

3.2.3. Realización del Producto......................................................................... 36 3.2.3.1. Implantación...................................................................................... 36 3.2.3.1.1. Instalación de la instrumentación .............................................. 36 3.2.3.1.2. Instalación Paneles Gráficos ....................................................... 37 3.2.3.1.3. Instalación Lazos de Control ....................................................... 37

3.2.3.2. Pruebas Prearranque ........................................................................ 37 3.2.3.2.1. Verificación Paneles Gráficos y Software ................................ 37 3.2.3.2.2. Verificación Lazos de Control ..................................................... 38

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3.2.3.2.3. Verificación Secuencia de Arranque ......................................... 38 3.2.3.3. Puesta en marcha .............................................................................. 39 3.2.3.3.1. Encendido de la Planta ................................................................. 39

3.2.3.4. Pruebas de Aceptación..................................................................... 39 3.2.3.4.1. Calificación del Diseño ................................................................ 39 3.2.3.4.2. Calificación de la instalación ...................................................... 39 3.2.3.4.3. Calificación de la operación ........................................................ 40

CONCLUSIONES .............................................................................................................. 42 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................ 43

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LISTA DE FIGURAS Figure 1. Tareas Básicas para la creación de un proyecto. Tomado de [6]. ........................... 9 Figure 2. Esquema de Comunicación. Tomado de [7]................................................... 10 Figure 3. Maquina Empacadora Vertical. Tomado de [1]. ............................................ 12 Figure 4.Mecánica de Sellado............................................................................................ 13 Figure 5.Diseño Final de la Maquina. .............................................................................. 14 Figure 6. Disposición de Componentes. .......................................................................... 15 Figure 7. Detalle Formador. .............................................................................................. 17 Figure 8. Ciclo de Funcionamiento. ................................................................................. 18 Figure 9. Ciclo de Funcionamiento. ................................................................................. 19 Figure 10. Ciclo de Funcionamiento. ............................................................................... 20 Figure 11. Diseño para el Dosificador.............................................................................. 22 Figure 12. Funcionamiento del Dosificador. a). Sin flujo. b). Flujo. ........................... 22 Figure 13. Diagrama de Conexión.................................................................................... 34 Figure 14. Despliegue Grafico de Control. ...................................................................... 35

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LISTA DE TABLAS Table 1. Lista de Instrumentos. ........................................................................................ 31 Table 2. Solicitud de Compra. .......................................................................................... 36 Table 3. Verificación Paneles Gráficos y Software......................................................... 37 Table 4. Verificación Lazos de Control............................................................................ 38 Table 5. Verificación Secuencia de Arranque. ................................................................ 39 Table 6. Calificación del Diseño. ...................................................................................... 40 Table 7. Calificación de la Instalación. ............................................................................ 40 Table 8. Calificación de la Operación. ............................................................................. 41

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INTRODUCCION

Con el pasar de los años, las ventajas generadas por medio de la

automatización de procesos se han hecho evidentes; la capacidad de realizar

procesos complejos con gran precisión y mayor velocidad que las técnicas

manuales tradicionales han hecho de esta, un área en continua evolución y que

despierta gran interés. Este trabajo de grado busca explorar este campo en

términos conceptuales y prácticos. Para tal fin se realizo la construcción de una

planta y se elaboro un esquema de automatización para la misma. La planta

escogida, es una maquina empacadora y dosificadora de productos granulados,

la cual utiliza como medio de empaque, lamina polimérica. En el primer

capitulo, se dan algunos conceptos básicos de las herramientas que se utilizaron

en la elaboración de este proyecto, como son un PLC (Programmable Logic

Controller) y el software de desarrollo asociado. En el segundo capitulo se

presentan las generalidades en el diseño y construcción de la planta.

Finalmente, en el tercer capitulo, se presenta la aplicación paso a paso, del

desarrollo metodológico para el diseño de la automatización requerida. Se

espera, que los resultados obtenidos, tanto a nivel conceptual como físico,

puedan ser incorporados en prácticas de laboratorio y den una visión de las

capacidades y posibilidades del campo de la automatización así como también

en el manejo de los diferentes elementos utilizados.

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1. CONCEPTOS BASICOS

En el desarrollo de esta tesis se utilizaron diferentes herramientas para alcanzar

los objetivos propuestos. A continuación, se dará una visión general de los

aspectos mas relevantes de las herramientas utilizadas; se anota, que el

propósito de esta tesis no es hacer un análisis riguroso en este aspecto, sino que

mas bien se busca contextualizar la aplicación y los resultados obtenidos en este

trabajo por medio de las mencionadas herramientas. En la bibliografía se

presentan referencias a documentación específica y especializada en estos

temas, la cual puede ser consultada por el lector a manera de ampliación de los

temas tratados.

1.1. PLC (Programmable Logic Controller)

Los PLC son dispositivos basados en un microprocesador que permiten la

programación de algoritmos y rutinas de control, automatización y monitoreo

de procesos industriales. Generalmente la programación de estos dispositivos

se realiza con base en estándares y normas.

En la realización de este proyecto se utilizo específicamente un PLC de la serie

S7‐300 de la compañía SIEMENS. Estos PLCs permiten una gran versatilidad

debido a su diseño modular, que da la posibilidad de expandir sus capacidades

dependiendo de la aplicación que se este realizando. Se referencian a

continuación los módulos utilizados en la realización de esta tesis:

‐ CPU315‐2PN/DP: Unidad de procesamiento.

‐ PS307‐2 A: Fuente de alimentación.

‐ SM323 DI16/D0: Borneras de entradas y salidas digitales.

A pesar de que en este proyecto particular no se requerían, un modulo opcional

podría ser borneras para trabajar señales análogas.

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1.2.STEP 7

STEP_7 es el software estándar para configurar y programar los sistemas de

automatización de la empresa SIEMENS y en específico, los PLC de la empresa

mencionada. En la figura 6 se muestran las tareas básicas propuestas para la

realización de un proyecto en este software:

Figure 1. Tareas Básicas para la creación de un proyecto. Tomado de [6].

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La programación de rutinas secuenciales puede ser realizada en uno de varios

lenguajes, entre los que se encuentran dos de los más conocidos, como son

GRAPH y LADDER. Se utilizo el primero en el desarrollo de este proyecto

dada su semejanza con el estándar GRAFCET.

1.3.WINCC

WINCC es un sistema que permite la creación de Interfaces Maquina‐Usuario

(HMI). Al aplicar las capacidades de WINCC a una automatización, se puede

visualizar el proceso y configurar la interfaz con el usuario, por medio de

comunicaciones entre el operario y WINCC y WINCC y el autómata

programable. Este concepto se ilustra en la figura 2.

Figure 2. Esquema de Comunicación. Tomado de [7].

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La visualización del proceso en pantalla por parte del usuario constituye una

gran ventaja, pues permite un monitoreo constante sin requerir la presencia del

operario cerca de donde efectivamente se esta llevando a cabo el mencionado

proceso. Cada vez que alguna variable cambia de estado esto se ve reflejado en

la interfaz permitiendo tomar desiciones y solucionar problemas.

También pueden generarse canales de comunicación que permitan la operación

de la planta desde la interfaz, lo cual reduce riesgos y da gran versatilidad en el

manejo de los procesos. Se pueden ajustar limites para las variables

monitoreadas y activar alarmas en caso de que efectivamente la variable se

encuentre fuera del rango.

Otra característica interesante es la posibilidad de adquirir la información en

forma de bases de datos, lo cual puede resultar muy útil en caso de requerir

históricos y análisis de lapsos amplios de tiempo.

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2. DISENO Y CONSTRUCCION DE LA PLANTA

Como se anoto con anterioridad, el segundo paso en el desarrollo de este

proyecto, consiste en la fabricación de la planta que será posteriormente

automatizada; la planta seleccionada, es una maquina selladora y empacadora

de productos granulados usando como material de empaque lamina

polimérica; adicionalmente se requiere de la dosificación del producto a ser

empacado de una manera homogénea, para lo cual también se hace necesaria la

construcción de dicho elemento. Se tomo como modelo inicial, una maquina

empacadora conocida como Maquina Vertical, la cual se muestra en la Figura 3;

Figure 3. Maquina Empacadora Vertical. Tomado de [1].

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Este modelo de maquina trabaja generando una bolsa de tres sellos con la

lamina polimérica; el primer sello es un sello longitudinal que transforma la

lamina en un tubo que fluye sobre lo que se conoce como un formador. Los dos

sellos restantes son realizados antes y después de introducir por el interior del

tubo formador el producto que se desea empacar.

En el diseño de la maquina se tomaron algunas desiciones que se comentan a

continuación; la primera decisión tomada tienen que ver con la mecánica que se

utilizara para generar los sellos. Se analizaron dos opciones para tal fin, como

son: utilizar resistencias térmicas, las cuales introducidas al interior de un perfil

metálico permitieran generar suficiente calor como para fundir el polímero en

una trayectoria definida, como se muestra en la figura 4:

Figure 4.Mecánica de Sellado.

Esta técnica de sellado es ampliamente utilizada en selladoras de bajo costo.

Otra alternativa es la utilización de dispositivos de ultrasonido, los cuales al

generar ondas de alta frecuencia que inciden sobre una trayectoria especifica en

el polímero, excitan la composición molecular del mismo, lo cual se traduce en

generación de calor y finalmente la creación del sello. Esta alternativa es

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atractiva tecnológicamente pero costosa en términos de implementación y

dinero en comparación con la resistencia térmica. Por estas razones se escoge la

alternativa de utilizar resistencias térmicas.

Otra decisión tiene que ver con la mecánica de desplazamiento de los diferentes

elementos móviles de la maquina. Teniendo en cuenta la naturaleza lineal de

los movimientos requeridos, se decide la utilización de cilindros neumáticos.

En capítulos posteriores se detallara el funcionamiento, así como los elementos

adicionales necesarios para el correcto funcionamiento de los mismos.

Con base en los requerimientos funcionales que se pueden extrapolar del

esquema mostrado con anterioridad en la figura 5, se realizo el diseñó de la

maquina utilizando un programa de dibujo sólido. A continuación se muestra

el resultado obtenido así como la disposición de los diferentes elementos que la

componen:

Figure 5.Diseño Final de la Maquina.

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Con base en el esquema de la figura 6 se expone, a continuación, la función de

cada conjunto:

‐ Sujetador Rollo Polímero: Este eje puede ser ajustado con facilidad,

permitiendo la colocación de un rollo de polímero. Utiliza rodamientos de

bola para permitir un desplazamiento con mínima fricción a medida que

alimenta el proceso.

‐ Conjunto Desplazamiento Vertical: Esta basado en un cilindro neumático

con desplazamiento de 150 mm. Su función es posicionar el Sujetador

Polímero según la necesidad.

Figure 6. Disposición de Componentes.

‐ Sujetador Polímero: Basado en un cilindro neumático de desplazamiento 50

mm, permite atrapar el polímero para desplazarlo en la línea.

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Adicionalmente, cuenta con una platina que dará soporte para generar los

dos sellos horizontales.

‐ Conjunto Sellado Longitudinal: Basado en un cilindro neumático de 50

mm de desplazamiento. Encargado de generar el sello longitudinal a través

de la ranura de sellado en el Formador.

‐ Conjunto Sellado Horizontal: Basado en un cilindro neumático de 50 mm

de desplazamiento. Encargado de generar simultáneamente dos sellos

horizontales. El inferior, corresponde al sello de cierre de una bolsa

terminada, mientras que el superior corresponde al sello inferior de la bolsa

que comienza a producirse. El soporte para estos sellos es realizado por el

Sujetador Polímero.

‐ Formador: Consiste en dos tubos concéntricos de sección cuadrada. Su

función es la de formar a un tubo la lamina polimérica que es alimentada al

proceso. Una vez formado el polímero se realiza el sello longitudinal a

través de la ranura de sellado generando un tubo. Con la finalidad de

aclarar el funcionamiento del sellador, se detalla el mismo a continuación:

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Figure 7. Detalle Formador.

Todos los cilindros neumáticos utilizados tienen un embolo de diámetro 25 mm

y una capacidad máxima de 100 Psi (690 KPa). Esto se traduce en una fuerza

máxima de 339 N (33,9 Kg x g), la cual es suficiente para desplazar la carga en

cada uno de los casos.

En el diseño, cada cilindro trabaja de manera solidaria con una guía lineal; la

finalidad de esto es compensar los momentos flectores generados en

funcionamiento, debido a que los cilindros neumáticos son diseñados para

cargas axiales y no flectoras.

En las figuras 8, 9, 10 se muestran los pasos que conforman un ciclo de

funcionamiento.

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Figure 8. Ciclo de Funcionamiento.

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La figura 8.a muestra la posición inicial de la maquina. En la figura 8.b el

“Sujetador Polímero” se desplaza a la posición superior mediante el

“Conjunto Desplazamiento Vertical”. En la figura 8.c el “Sujetador polímero”

atrapa la lamina polimérica en forma tubular. En la figura 9.d el “Conjunto

Sellado Longitudinal” realiza el sello para formar a tubular el polímero que

esta entrando en la línea. Pasado el tiempo requerido para el sello, la figura 9.e

muestra como el “Conjunto Sellado Longitudinal” regresa a la posición inicial.

En la figura 9.f se puede ver como el “Sujetador polímero”, por medio del

“Conjunto Desplazamiento Vertical” se mueve a su posición inferior llevando

consigo el polímero. En la figura 10.g el “Conjunto Sellado Horizontal” realiza

los dos sellos sobre el tubo polimérico. Una vez transcurrido el tiempo

necesario para el sellado, la figura 10.h muestra como el “Conjunto sellado

horizontal” vuelve a su posición inicial. En este punto, el dosificador dará

entrada al producto que se desea empacar, el cual fluirá por el tubo interior del

“Formador” hasta llegar a la bolsa en producción. Finalmente, la figura 10.i

muestra como el “Sujetador Polímero” libera la línea de polímero regresando

de esta manera a la posición inicial para comenzar un nuevo ciclo.

Enfocándonos ahora en el segundo elemento constitutivo de la planta, el

dosificador, este esta formado por dos tubos colineales a través de los cuales

fluye el producto que se desea empacar. En medio de los dos tubos, se tiene una

compuerta que controla el paso del producto. La base del movimiento es

lograda mediante la utilización de dos solenoides enfrentados entre si y

alimentados uno solo a la vez. De esta manera se puede controlar el tiempo de

apertura. A continuación se muestra el diseño logrado para el dosificador.

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Figure 11. Diseño para el Dosificador.

El material que puede ser dosificado mediante este dispositivo corresponde a

material granulado cuya dimensión máxima en la geometría sea no mayor a 9

mm, como se muestra en la siguiente figura:

a). b).

Figure 12. Funcionamiento del Dosificador. a). Sin flujo. b). Flujo.

Con el dosificador, se completa la etapa de diseño mecánico, después de la cual

se procedió a fabricar los diferentes elementos. En los anexos a este trabajo se

pueden encontrar de manera detallada, los planos de taller y ensambles

correspondientes a la maquina y al dosificador. (Anexo 1: Planos de la

maquina. Anexo 2: Planos del Dosificador.

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Algunas fotos de la maquina y el dosificador terminados se presentan a

continuación:

Foto 1. Maquina Selladora y Dosificador.

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3. AUTOMATIZACION DE LA PLANTA

La etapa de automatización de la planta, se enmarco en la utilización de un

Desarrollo Metodológico para el Diseño de Proyectos de Instrumentación y

Control. Este desarrollo propone la división de la labor de ingeniería en varios

pasos sistemáticos que permitan generar una documentación completa y clara

para lograr una implementación exitosa. Con base en esto, la etapa de

automatización realizada se dividió en dos partes; la primera consiste en la

adaptación del desarrollo metodológico a la planta y condiciones particulares

de este proyecto, generando una metodología compacta; la segunda parte

consiste en la aplicación de esta metodología compacta, la generación de la

documentación y la aplicación de los resultados.

3.1. Adaptación de la Metodología de Diseño

La división del proceso de ingeniería se divide en tres partes fundamentales

según el desarrollo metodológico, como son:

‐ Adquisición y Suministro: Corresponde al acuerdo realizado entre el

diseñador y el cliente acerca del trabajo específico que se desea llevar a cabo. Se

busca en esta etapa, identificar claramente el problema planteado,

conceptualizar diferentes soluciones, así como valorar la viabilidad de cada

una.

‐ Diseño del Sistema: Consiste en la transformación de los conceptos en

realidades especificando y dimensionando con claridad los componentes y

subsistemas que conforman el diseño.

‐ Realización del producto: Corresponde a la generación del producto y las

pruebas y evaluaciones para calificar la totalidad del proceso.

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Estas etapas básicas pueden subdividirse en varios niveles; una división

propuesta, es la mostrada en el anexo 3; allí se detallan cada una de las

actividades y documentaciones que deberán ser generadas en el proceso de

ingeniería. Estos pasos sistemáticos constituyen la metodología de diseño que

enmarca el presente trabajo de grado.

Analizando cada uno de estos pasos y analizando su aplicabilidad para este

caso particular, el caso general del anexo 3 se transforma en el esquema

reducido mostrado en el anexo 4.

A continuación, se presenta una breve explicación de cada uno de los pasos que

serán desarrollados en apartados posteriores:

Adquisición y Suministro

- Identificación de requerimientos: Consiste en la identificación, en la forma

más clara posible, de la necesidad que justifica la labor de diseño a llevar a

cabo. Se deberán reconocer las limitaciones a tener en cuenta y los objetivos

que deberán alcanzarse. Se plantearan diferentes soluciones y se evaluara la

viabilidad de cada una.

- Definición de normas: Se establecen las normas que permitirán calificar

posteriormente los resultados obtenidos en función del diseño, las

instalaciones y la operación del sistema. De la misma manera, las normas

seleccionadas establecerán limitaciones y requerimientos a tener en cuenta

en el desarrollo del diseño.

Diseño del sistema

- Ingeniería Básica

o P&IDs: Corresponden a diagramas de tubería e instrumentos que

sintetizan el funcionamiento de los procesos.

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o Especificaciones Generales de la instrumentación y control:

Establecen las limitaciones de la instrumentación seleccionada como

por ejemplo, requerimientos eléctricos, presiones máximas de

funcionamiento y capacidades permisibles.

- Ingeniería Detallada

o Listado de instrumentos: Contabiliza la instrumentación requerida y

relaciona características como tipo de señal del instrumento,

Localización en el P&ID, especificaciones de tubería y asociaciones

con los interlocks.

o Especificaciones de los Instrumentos: Busca obtener la mayor

cantidad de datos acerca de la instrumentación seleccionada,

generalmente corresponde a las fichas técnicas proporcionadas por

los fabricantes.

o Planimetría de los Instrumentos: Permite obtener una visión de la

ubicación de los instrumentos dentro de la totalidad de la planta,

definiendo inicialmente las necesidades mínimas de instalación.

o Típicos de Montaje: Define la forma correcta para la instalación de los

diferentes instrumentos, incluyendo elementos de acople adicionales

con su respectiva especificación.

o Diagramas de ínter bloqueo: Corresponde a la lógica que relaciona

las rutinas de software que deberán ser ejecutadas por los equipos.

o Diagramas de Cableado: Presenta la conexión física de los diferentes

elementos.

o Despliegues gráficos de control: Muestra las variables que serán

monitoreadas o visualizadas en la interfase con el usuario y la

disposición de las mismas.

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o Solicitudes de Compra: Con base en los resultados obtenidos, se

ordena la compra de la instrumentación definida con anterioridad.

Realización del Producto

- Implantación

o Instalación de la Instrumentación: Consiste en el montaje de la

instrumentación según los planos y especificaciones del diseño.

o Instalación Paneles Gráficos: Consiste en el montaje de los elementos

gráficos como interfaces con el usuario.

o Instalación Lazos de Control: Corresponde a la implementación de

las rutinas de control especificadas con anterioridad.

- Pruebas Pre‐arranque

o Verificación Paneles gráficos y software: Lista de chequeo para

verificar la consistencia con el diseño de la interfase grafica y

correspondencia de variables.

o Verificación Lazos de control: Lista de chequeo para verificar el

funcionamiento de los elementos físicos en términos de las rutinas

implementadas.

o Verificación Secuencia de arranque: Lista de chequeo para verificar el

funcionamiento inicial del sistema.

- Puesta en marcha

o Encendido de la Planta

- Pruebas de Aceptación

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o Calificación del Diseño: Evaluación del diseño en función de la

normatividad y el funcionamiento.

o Calificación de la instalación: Evaluación de la instalación en función

de la normatividad y el funcionamiento.

o Calificación de la operación: Evaluación de la operación en función

de la normatividad y el funcionamiento.

3.2. Aplicación de la Metodología de diseño Compacta

3.2.1. Adquisición y Suministro

3.2.1.1. Identificación de Requerimientos

El problema a resolver consiste en la automatización de una planta, consistente,

primero en una maquina empacadora y selladora de productos granulados

utilizando como material de empaque lamina polimérica y segundo, un

dosificador para el mencionado producto. Los mecanismos de funcionamiento

de cada uno de estos elementos, han sido ampliamente documentados en

apartados anteriores.

La justificación del proyecto es académica y consiste en proporcionar

herramientas a nivel práctico que permitan conocer las posibilidades y ventajas

proporcionadas por la automatización de procesos. De la misma manera,

generar un acercamiento a los procesos que se realizan en la industria y que

requieren de la aplicación de procedimientos de control y automatización.

Se pueden identificar limitaciones en términos del tiempo de entrega y de la

cantidad de dinero que puede ser utilizada debido al carácter académico del

proyecto.

Conceptualizando el problema, se utilizara un PLC (Programmable Logic

Controller) para implementar la lógica asociada con la automatización; para tal

fin se propone la siguiente instrumentación y sensorica:

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‐ El movimiento bidireccional de los cilindros se manejara mediante la

utilización de electro válvulas. Estos dispositivos permiten direccionar el

flujo de aire en una de dos direcciones dependiendo de las señales aplicadas

en los terminales de las mismas. Los voltajes de trabajo de estos dispositivos

corresponden a los utilizados por el PLC en sus terminales digitales (24V

DC).

‐ Se requiere conocer la posición de cada uno de los cilindros; esta tarea

puede lograrse mediante la utilización de sensores de fin de carrera. Estos

sensores de acción magnética entregan señal cuando el embolo del cilindro

se encuentra a su alcance. Se requieren dos sensores por cada cilindro

utilizado. Los voltajes de trabajo de estos dispositivos corresponden a los

utilizados por el PLC en sus terminales digitales (24V DC).

‐ Los solenoides que se analizaron, trabajan a un voltaje de 17 V DC, por lo

que se requerirá de la implementación de un dispositivo para acoplar los

voltajes de las terminales digitales del PLC. Una opción para lograra esto, es

mediante la utilización de relays de 24 a 120 V DC.

La solución propuesta es viable con base en los siguientes criterios:

o Se cuenta con varios dispositivos PLC así como también con el

software de desarrollo para los mismos.

o El costo de los elementos relacionados con instrumentación y

sensorica están disponibles en el país y su costo es asequible. Es

importante anotar que estos dispositivos no quedaran sujetos a la

planta construida sino que podrán ser utilizados en otras

aplicaciones.

o Hay extensa documentación relacionada con el funcionamiento y la

implementación de estos dispositivos en aplicaciones semejantes.

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o Los PLC constituyen una alternativa muy utilizada en la industria

por lo que aprender su manejo en aplicaciones prácticas será siempre

favorable y enriquecedora.

3.2.2. Diseño del Sistema

3.2.2.1.Ingeniería Básica

3.2.2.1.1. P&ID

El P&ID para la planta, se anexa a este documento. (Anexo 5)

3.2.2.1.2. Especificaciones Generales de la instrumentación y control

‐ Los voltajes de trabajo para las electroválvulas corresponden a los utilizados

por el PLC en sus terminales digitales (24V DC).

‐ Todos los cilindros neumáticos utilizados tienen un embolo de diámetro 25

mm y una capacidad máxima de 100 Psi (690 KPa). Esto se traduce en una

fuerza máxima de 339 N.

‐ Se requieren dos sensores de fin de carrera por cada cilindro utilizado. Los

voltajes de trabajo de estos dispositivos corresponden a los utilizados por el

PLC en sus terminales digitales (24V DC).

‐ Los solenoides del dosificador trabajan a un voltaje de 17 V DC, por lo que

se utilizaran relays (24 a 120 V) para acoplar los voltajes al PLC (24V DC).

‐ Las resistencias térmicas utilizadas tienen un voltaje de 120 V AC

consistente con el que podemos obtener de la línea de potencia. Para poder

controlar la temperatura se utilizara un Dimmer como acople entre la línea

de potencia y las resistencias térmicas. Un Dimmer, permite controlar el

valor RMS de la señal partiendo de la que encontramos en la línea de

potencia.

3.2.2.2.Ingeniería Detallada

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3.2.2.2.1. Lista de Instrumentos

Con base en el P&ID del anexo 5, realizado para la planta, se obtiene la lista de

instrumentos que se muestra en la figura 8:

Table 1. Lista de Instrumentos.

3.2.2.2.2. Especificaciones de los Instrumentos.

Las fichas técnicas asociadas con los cilindros neumáticos, las electrovalvulas y

los sensores de fin de carrera proporcionadas por los fabricantes se presentan

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en el anexo 6 de este documento. Se especifican a continuación las referencias

de los elementos usados para fácil referencia en las fichas técnicas:

‐ Cilindros Neumáticos:

‐ MCJK‐25x150

‐ MCJK‐25x50

‐ Electrovalvulas:

‐ MVSC/D‐180‐4E1

‐ Sensores Fin de Carrera:

‐ RCS‐2‐HK

3.2.2.2.3. Planimetría de los Instrumentos.

En el anexo 7 de este documento se puede observar la planimetría elaborada

con base en la instrumentación utilizada y su posicionamiento físico en la

planta.

3.2.2.2.4. Típicos de Montaje

En el anexo 8 de este documento se presentan los típicos de montaje para los

Cilindros Neumáticos, Electrovalvulas, Sensores de Fin de Carrera y el

Manifold utilizados.

3.2.2.2.5. Diagramas de Ínter Bloqueo

Los diagramas de ínter bloqueo fueron realizados mediante la herramienta S7‐

Graph de la compañía SIEMENS. Esta herramienta permite desarrollar los

grafos de manera semejante al modo grafico de Grafcet.

IEL2-I-05-17

33

Se realizaron varios bloques de funcionamiento, buscando dar mayor

versatilidad a la maquina sin perder sencillez. Estos bloques son los bloques

principales que propone la metodología GEMMA y corresponden a:

‐ Bloque Maestro: Bloque Principal cuya finalidad es la de invocar los bloques

restantes según las entradas del usuario o los eventos que se tuvieron en

cuenta en el diseño.

‐ Bloque de Inicio: Corresponde a un posicionamiento inicial. Se utiliza para

rearmar el proceso dejando la maquina en posición para cargar el producto

granulado o adicionar lamina polimérica en la línea. Una vez hecha alguna

de estas operaciones se puede pasar a otra parte del funcionamiento según

la decisión tomada por el operario.

‐ Bloque de Producción Normal: Da lugar a una rutina cíclica de empaque y

dosificación.

‐ Bloque de fallos: Corresponde a la rutina que se deberá seguir en caso de

presentarse una emergencia; la rutina seguida es la de llevar todos los

cilindros a su posición cerrada (al interior del cilindro) en un orden tal, que

no se generen choques en la maquina. La maquina permanecerá con esta

disposición hasta que sea retirada manualmente la señal de fallo o

emergencia.

En todos los puntos de funcionamiento se podrá entrar a la rutina de

emergencia cuando se active dicha señal. Esto se logra monitoreando en cada

bloque y en cada paso el estado de la señal de fallo.

A excepción de la rutina de fallos, cualquier orden aplicada será ejecutada antes

de ingresar al siguiente ciclo de funcionamiento.

IEL2-I-05-17

34

Los diagramas completos obtenidos se presentan en el anexo 9 de este

documento. En este mismo anexo, se presenta también, la asignación de pines

para el modulo digital del PLC. Esta asignación de pines define de manera clara

la forma en que deberá ser conectada la maquina al PLC.

3.2.2.2.6. Diagrama de Cableado

Se muestra en la figura 13 el diagrama de conexión utilizado. El modulo del

PLC mostrado corresponde a la bornera de entradas y salidas digitales (Modulo

SM323).

Figure 13. Diagrama de Conexión.

IEL2-I-05-17

35

3.2.2.2.7. Despliegues Gráficos de Control

Utilizando la herramienta WINCC de la empresa SIEMENS, se genero la

interfaz mostrada en la figura 14. La interfaz es sencilla pero permite hacer una

aproximación inicial en el manejo de esta herramienta; la parte izquierda

permite monitorear el estado de ciertas variables, en específico el estado de los

sensores de fin de carrera. En la parte derecha, se tiene una botonera con los

elementos de control de funcionamiento que se especificaron en apartados

anteriores. Con referencia a los grafos generados en la etapa de Diagramas de

Ínter bloqueo (Anexo 9) las señales de control que se referenciaron a WINCC

son:

‐ I_Inicio: Esta señal es análoga a la entrada Física S_Inicio.

‐ I_Prod_Norm: Esta señal es análoga a la entrada Física S_Prod_Norm.

‐ I_Fallo: Esta señal es análoga a la entrada Física S_Fallo.

Figure 14. Despliegue Grafico de Control.

IEL2-I-05-17

36

3.2.2.2.8. Solicitudes de Compra

Con base en la información recolectada se generaron las solicitudes de compra

para la instrumentación especificada; se muestra en la tabla 2 un resumen de

los elementos, cantidades y costos.

Table 2. Solicitud de Compra.

3.2.3. Realización del Producto

3.2.3.1.Implantación

3.2.3.1.1. Instalación de la instrumentación

Se realizo el montaje de la instrumentación adquirida con base en los

documentos asociados obtenidos con anterioridad.

IEL2-I-05-17

37

3.2.3.1.2. Instalación Paneles Gráficos

Se realizo el montaje en WINCC de la interfaz mostrada en la figura 9 y se

realizo la programación para encadenar su funcionamiento con la lógica

contenida en el lazo de control.

3.2.3.1.3. Instalación Lazos de Control

Se realizo el montaje de la lógica asociada mediante la utilización de la

herramienta S7‐Graph. Adicionalmente se encadeno para sintonizar su

funcionamiento solidario con la interfaz en WINCC.

3.2.3.2.Pruebas Prearranque

3.2.3.2.1. Verificación Paneles Gráficos y Software

La verificación de esta etapa se realizo mediante la herramienta PC‐SIM de

SIEMENS, la cual permite similar la lógica programada en S7 Graph.

Adicionalmente, esta herramienta puede trabajar con WINCC sin necesidad de

tener conexiones físicas. Se presenta en la tabla 3 la secuencia de pruebas

realizadas mediante una lista de chequeo.

Table 3. Verificación Paneles Gráficos y Software.

IEL2-I-05-17

38

3.2.3.2.2. Verificación Lazos de Control

Se utilizaron las mismas herramientas que en el apartado anterior; en este caso

se realizaron pruebas con entradas físicas al PLC; Como se anoto con

anterioridad, la programación se realizo teniendo en cuenta que la botonera

fuera física o por medio de la interfaz. Adicionalmente se hizo el seguimiento

en pantalla de los grafos realizados. La verificación de esta etapa se presenta en

la tabla 4.

Table 4. Verificación Lazos de Control.

3.2.3.2.3. Verificación Secuencia de Arranque

Para esta etapa se decidió realizar revisiones del funcionamiento físico de los

diferentes elementos que iban a ser posteriormente conectados al PLC. Se

realizaron Pruebas con fuentes externas teniendo en cuenta las características y

secuencias de alimentación comprobando el funcionamiento correcto de cada

uno de ellos. En la tabla 5 se muestran las diferentes pruebas realizadas.

IEL2-I-05-17

39

Table 5. Verificación Secuencia de Arranque.

3.2.3.3.Puesta en marcha

3.2.3.3.1. Encendido de la Planta

Una vez hechas las verificaciones correspondientes, se incorporaron los

diferentes elementos y se inicio el funcionamiento de la planta.

3.2.3.4.Pruebas de Aceptación

3.2.3.4.1. Calificación del Diseño

Con base en el funcionamiento de la maquina, se seleccionaron diferentes

criterios que permitieran la evaluación de la etapa de diseño realizada. En la

tabla 6 se pueden ver los criterios seleccionados así como también la

calificación dada a cada ítem.

3.2.3.4.2. Calificación de la instalación

Se evalúa en este punto que la instalación de la instrumentación cumpla con lo

especificado en la documentación generada; específicamente que los típicos de

montaje y las características fundamentales contenidas en las fichas técnicas,

correspondan con lo realizado en el campo físico. En la tabla 7 se observan los

criterios tenidos en cuenta al evaluar este aspecto.

IEL2-I-05-17

40

Table 6. Calificación del Diseño.

Table 7. Calificación de la Instalación.

3.2.3.4.3. Calificación de la operación

Finalmente se establecen parámetros de operación, según los cuales se evaluara

el trabajo realizado. En la tabla 8, se muestra la tabla de calificación para este

aspecto.

IEL2-I-05-17

41

Table 8. Calificación de la Operación.

IEL2-I-05-17

42

CONCLUSIONES

Con base en el trabajo realizado y los resultados obtenidos, se presentan las siguientes

conclusiones:

‐ La metodología utilizada es una herramienta útil en el desarrollo de

automatizaciones de procesos; dada la rigurosidad de la documentación generada,

permite una implementación sistemática y entendible.

‐ Esta metodología de diseño, puede aplicarse a problemas independientemente del

grado de complejidad involucrado.

‐ La utilización de un PLC en la automatización de procesos secuenciales representa

una herramienta eficiente y de fácil utilización. Las herramientas de desarrollo están

bien documentadas y no se requiere demasiado esfuerzo en el aprendizaje de las

mismas.

‐ La generación de interfaces hombre-maquina constituyen una alternativa importante

reduciendo los riesgos de manejo de una planta y permitiendo un manejo apropiado

y entendible de las variables asociadas a un proceso.

IEL2-I-05-17

43

BIBLIOGRAFIA

[1] JENKINS, Wilmer, HARRINGTON, James. PACKAGING FOODS WITH

PLASTICS. Editorial Technomic Publishing Company, Inc. 1991.

[2] ANSI/EIA. Processes For Engineering a System. ANSI/EIA‐632‐1998.

Versión 1.1. Octubre 12 de 1998.

[3] CASTILLO CONTRERAS, Iván, SOTO SANCHEZ, John Jairo, JIMENEZ,

Fernando. METODOLOGIA PARA EL DESARROLLO DE DISEÑOS DE

INGENIERIA. Proyecto Especial. Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica.

Universidad de los Andes. Bogota, Diciembre de 2002.

[4] BALCELLS, Joseph, ROMERAL, José Luís. AUTOMATAS PROGRAMABLES.

Editorial Alfaomega. 2003.

[5] INSTRUMENT SOCIETY OF AMERICA. STANDARDS LIBRARY FOR

MEASUREMENT AND CONTROL. 1995.

[6] SIMATIC. Programar con STEP 7 V.5.3. Documento del portal de

www.siemens.com

[7] SIMATIC HMI. WINNCC V.6. Documento del portal de www.siemens.com

[8] www.mindman.com. Fabricante de instrumentación para la automatización de

procesos.

IEL2-I-05-17

44

ANEXOS

IEL2-I-05-17

45

ANEXO 1.

PLANOS MAQUINA.

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.

DIBUJADO POR:ANDRES GUTIERREZ V

PROYECTODISEÑO, MONTAJE Y AUTOMATIZACION DE UNA MAQUINA EMPACADORA DE PRODUCTOS GRANULADOS EN LAMINA POLIMERICA POR MEDIO DE SELLOS DE CALOR.

PIEZAACOPLE FORMADORES

ESCALA1:3

MATERIALALUMINIO

PIEZA #1

CANTIDAD1 PIEZA(S)

TOLERANCIA+/- 0.05 mm

290164.05

125.954.

76

8055

.75

24.2

5

7047

.88

4032

.13

10

270.95

145

19.05

n5.5 (X7)

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZAACOPLE MOVIMIENTO POLIMERO

ESCALA1:1

MATERIALALUMINIO

PIEZA #2

CANTIDAD1 PIEZA(S)


120

10

25.4

1.3

1.3

12.7

n4.4 (x2) n16 (x2)

10082

3820

24.1

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZAAJUSTE ARMAZON

ESCALA1:1

MATERIALALUMINIO

PIEZA #3

CANTIDAD20 PIEZA(S)


4.76 76.2

38.1

28.5

8

19.0

5

9.53

n5.5 (X4)

57.15

28.58

9.53

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZAAJUSTE ROLLO POLIMERO

ESCALA1:2

MATERIALALUMINIO

PIEZA #4

CANTIDAD2 PIEZA(S)


4.76

30

59

202.95

15

n5.5 (X2)

222

22.73

17.23

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.

SCALE 1 / 4



PIEZAARMAZON HORIZONTAL 1

ESCALA1:3

MATERIALALUMINIO

PIEZA #5

CANTIDAD4 PIEZA(S)


38.11.

1

38.1

19.0

5

n5.5 (X6)

19.0

5

n5.5 (X2)

1.1

350.48331.43

244.63225.58

28.589.53

37

37

144.36128.61

360

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.

SCALE 1 / 8



PIEZAARMAZON LONGITUDINAL1

ESCALA1:5

MATERIALALUMINIO

PIEZA #6

CANTIDAD2 PIEZA(S)


38.1

38.1

1.1

19.0

519

.05

n5.5 (X5)

37

371.1

512.88497.13

134.13118.38

800

785570.6

551.55332.98

313.93

n5.5 (X4)

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.

SCALE 1 / 5




ESCALA1:4

MATERIALALUMINIO

PIEZA #7

CANTIDAD2 PIEZA(S)


38.1

1.1

38.1

19.0

5

580.12

n5.5 (x4)

37

371.1

266.2247.15

28.589.53

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.




ESCALA1:3

MATERIALALUMINIO

PIEZA #8

CANTIDAD2 PIEZA(S)


19.0

519

.05

n5.5 (x3)

n5.5 (x2)

38.1

1.1

1.1

38.1

37

371.1

204.8828.58

9.53

219.88117.76

102.01

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZACHUMACERA CILINDRO GENERAL

ESCALA1:1

MATERIALALUMINIO

PIEZA #9

CANTIDAD4 PIEZA(S)


n4.4 (x4)

n16

25

5

46

3511

24

18

12

6

40.5

23

5.5

IEL2-I-05-17

SCALE 1 / 3

MEDIDAS EN mm

SECTION C-CSCALE 1 / 2

C C



PIEZAEJE EXTERNO ROLLO POLIMERO

ESCALA1:2

MATERIALALUMINIO

PIEZA #10

CANTIDAD1 PIEZA(S)


200

19

2918

193

7

IEL2-I-05-17

SCALE 1 / 3

MEDIDAS EN mm.

DETAIL DSCALE 3 : 1

D



PIEZAEJE INTERNO ROLLO POLIMERO

ESCALA1:2

MATERIALACERO

PIEZA #11

CANTIDAD1 PIEZA(S)


n8

n6

n5

M5x0.8 - 6g

340280

270263

7770

60

M5x0.8 - 6g M5x0.8 - 6g

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZAFORMADOR EXTERIOR

ESCALA1:3

MATERIALALUMINIO

PIEZA #12

CANTIDAD1 PIEZA(S)


38.11.1

38.1

370

37

371.1

270

19.0

521

.55

19.0

516

.55

350320

290240

30 n5.5 (X3)

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZAFORMADOR INTERIOR

ESCALA1:3

MATERIALALUMINIO

PIEZA #13

CANTIDAD1 PIEZA(S)


25.4

25.4

1.1

12.7

n10 (X3)

n5.5 (X3)

390

24.3

24.31.1

370

80

50

20

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZAGUIA LINEAL 50

ESCALA1:1

MATERIALACERO

PIEZA #14

CANTIDAD3 PIEZA(S)


110

15

n8

M8x1.25 - 6g

M8x1.25 - 6g

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZAGUIA LINEAL 150

ESCALA1:2

MATERIALACERO

PIEZA #15

CANTIDAD1 PIEZA(S)


220

n8

M8x1.25 - 6g

M8x1.25 - 6g

205

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZAPLACA FRONTAL SELLADOR MOVIL

ESCALA1:2

MATERIALALUMINIO

PIEZA #16

CANTIDAD1 PIEZA(S)


31.5

4.76

170.48150.48

20

237.

881

158.96150.48

2011.53

n4.4 (X4)

23.6

3

23.6

3

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZAPLACA LATERAL SELLADOR MOVIL

ESCALA1:1

MATERIALALUMINIO

PIEZA #17

CANTIDAD2 PIEZA(S)


80.76

31.5

4.76

23.6

3

7.88

64.48

11.53 n4.4 (X4)

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZAPLACA MONTAJE SELLADOR DOBLE

ESCALA1:2

MATERIALALUMINIO

PIEZA #18

CANTIDAD1 PIEZA(S)


140

96.4

n4.4 (X4)

n8.4 (X2)

4.76

88.8

48.2 7.6

13292

488

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZAPLACA SELLOS FIN - INI

ESCALA1:2

MATERIALALUMINIO

PIEZA #19

CANTIDAD1 PIEZA(S)


120

4.76

90

45

n4.4 (X2)

n8.4 (X2)

100

82

38

20

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZAPLACA SUJECION CILINDRO MOVIL

ESCALA1:1

MATERIALALUMINIO

PIEZA #20

CANTIDAD1 PIEZA(S)


90

4.76

30

n8.4(X2)

25

15

5

78.48

6723

11.53

n4.4 (X4)

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.

SCALE 1 / 3



PIEZAPLATINA CILINDRO 1

ESCALA1:2

MATERIALALUMINIO

PIEZA #21

CANTIDAD1 PIEZA(S)


290

4.76

44.5

13

144104

33.5

25.3

23.6

319

.513

.37.

88 5.5

270.95

184.5

167149.5

136123110

19.05

n5.5 (x2)

n5.5 (x4) n26n10 n4.4 (x4) n5.5 (x2)

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZAPLATINA CILINDRO 2-1

ESCALA1:2

MATERIALALUMINIO

PIEZA #22

CANTIDAD1 PIEZA(S)


18089

49

69.5

4.76

56.5

25

58.5

50.3

48.6

344

.538

.332

.88

30.5

11.5

3

163.72129.5112

105100

94.581

807568

5516.29

n4.4 (x2)

n4.4 (x2)

n4.4 (x4)n10

n5.5 (x4)n26

n4.4 (x2)

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.




ESCALA1:1

MATERIALALUMINIO

PIEZA #23

CANTIDAD1 PIEZA(S)


5640

69.5

56.5

4.76

58.5

44.5

30.5

2511

.53

5132

3126

196

n4.4 (X2)

n5.5 (X4)

n26

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.

SCALE 1 / 3




ESCALA1:2

MATERIALALUMINIO

PIEZA #24

CANTIDAD2 PIEZA(S)


290170

125.5

8660

.75

29.2

5

270.95159

150.8145

138.8131

19.05

8067

5452

.88

40.5

37.1

3 23 5.5

n5.5 (x2)

n5.5 (x2)

n5.5 (x4)n26

n10

n4.4 (x4)

4.76

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.

SCALE 1 / 3




ESCALA1:2

MATERIALALUMINIO

PIEZA #25

CANTIDAD1 PIEZA(S)


290170

125.5

56.7

531

.5

50.7

537

.75

24.7

523

.63

7.88

270.95159

145131

19.05

n5.5 (X2)n5.5 (X4)

n26

n5.5 (X2)

4.76

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.

SCALE 1 / 2



PIEZASELLADOR 140

ESCALA1:1

MATERIALALUMINIO

PIEZA #26

CANTIDAD2 PIEZA(S)


2615141

18.2

17.21

1328

10.6

140

n9 (X2)

n9 (X2)

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZASELLADOR 190

ESCALA1:2

MATERIALALUMINIO

PIEZA #27

CANTIDAD1 PIEZA(S)


18.217.21

2615141

1828

18.5

190

n9 (X2)

n9 (X2)

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZASEPARADOR FORMADORES

ESCALA1:1

MATERIALALUMINIO

PIEZA #28

CANTIDAD1 PIEZA(S)


12.7

6.3

100

80

50

20

6.35

n5.5 (X3)

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZASUJETADOR CILINDRO MOVIL

ESCALA1:1

MATERIALALUMINIO

PIEZA #29

CANTIDAD2 PIEZA(S)


19.053.18

302522.5

37.

475

19.0515.877.534.55

19.0511.53

3.18

255

n4.4 (X2)

n4.4 (X2)R8.5

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZASUJETADOR ESTRUCTURA SELLADOR

ESCALA1:1

MATERIALALUMINIO

PIEZA #30

CANTIDAD4 PIEZA(S)


19.053.18

19.0

515

.87

19.0511.53

3.18

19.0511.533.18

31.5 23

.63

7.88

23.6

37.88

n4.4 (X2)

n4.4 (X2)

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm



PIEZASUJETADOR SELLADOR SUPERIOR

ESCALA1:2

MATERIALALUMINIO

PIEZA #31

CANTIDAD1 PIEZA(S)


31.7

528

.57

31.7528.57

190117

73

n8.4 (X2)

7.37

1828

23.7

5 n4.4 (X2)

IEL2-I-05-17



PIEZAPLANO GENERAL

ESCALA1:5

MATERIAL PIEZA #CANTIDAD TOLERANCIA

IEL2-I-05-17



PIEZAENSAMBLE ROLLO POLIMERO

ESCALA1:2


1 1 Eje_Interno_Rollo_Polimero

2 2 SKF 626. Bearing SKF 626.3 1 Eje_Externo_Rollo_Poli

mero

Parts ListITEM QTY PART NUMBER DESCRIPTION

2

2

1

3

IEL2-I-05-17

1 1 Chumacera_Cilindro_General

2 1 LBE_8-Rodamiento_Linea




PIEZAENSAMBLE RODAMIENTO DE LINEA

ESCALA1:1


IEL2-I-05-17

SCALE 1 / 6

1 2 Armazon_Longitudinal_12 4 Armazon_Horizontal_13 20 Ajuste_Armazon4 2 Armazon_Longitudinal_25 2 Armazon_Longitudinal_36 40 ANSI B18.6.7M Metric Hex Bolts ANSI

M5x60.00. B18.6.7M - M5 x 0.8 x 60.00.

7 44 ANSI B18.22M 5.00 N. Washer 5.00 N ANSI B18.22M.

8 44 ANSI B18.2.4.1M Metric Hex Nuts M5x0.8 M5x0.8. ANSI B18.2.4.1M.

9 2 Ajuste_Rollo_Polimero10 4 ANSI B18.6.7M Metric Hex Bolts ANSI

M5x50.00. B18.6.7M - M5 x 0.8 x 50.00.


214

2

910

8

6

7

8

7

3

5

IEL2-I-05-17

SCALE 1 / 3



5 1 Guia_Lineal-1506 1 Platina_Cilindro_3-17 8 ANSI B18.6.7M Metric Hex Bolts ANSI

M5x20.00. B18.6.7M - M5 x 0.8 x 20.00.


9 4 ANSI B18.6.7M Metric Hex Bolts ANSI M4x20.00. B18.6.7M - M4 x 0.7 x

20.00.10 4 ANSI B18.22M 4.00 N. Washer 4.00 N ANSI

B18.22M.11 4 ANSI B18.2.4.1M Metric Hex Nuts M4x0.7

M4x0.7. ANSI B18.2.4.1M.12 1 Platina_Cilindro_3-2


12

6

5

78

2

91011

IEL2-I-05-17

SCALE 1 / 2

1 1 Acople_Formadores2 1 Formador_Exterior3 1 Separador_Formadores4 1 Formador_Interior5 3 ANSI B18.6.7M Metric Hex Bolts ANSI

M5x20.00. B18.6.7M - M5 x 0.8 x 20.00.


7 3 ANSI B18.2.4.1M Metric Hex Nuts M5x0.8 M5x0.8. ANSI B18.2.4.1M.


4

2

1

3

5

7

IEL2-I-05-17

SCALE 1 / 2



5 1 Guia_Lineal-506 1 Platina_Cilindro_17 4 ANSI B18.6.7M Metric Hex Bolts ANSI

M5x20.00. B18.6.7M - M5 x 0.8 x 20.00.



20.00.10 8 ANSI B18.22M 4.00 N. Washer 4.00 N ANSI

B18.22M.11 8 ANSI B18.2.4.1M Metric Hex Nuts M4x0.7

M4x0.7. ANSI B18.2.4.1M.12 4 ANSI B18.2.4.1M Metric Hex Nuts

M8x1.25. M8x1.25 ANSI B18.2.4.1M.

13 1 Placa_Montaje_Sellador_Doble

14 2 Sellador-140_T09815 8 Aislante_Ceramico_Ajust

e_Sellador16 4 ANSI B18.6.7M Metric Hex Bolts ANSI

M4x35.00. B18.6.7M - M4 x 0.7 x 35.00.


5 15 15

1

14

14

16

6

1012

IEL2-I-05-17

SCALE 1 / 2


5 1 Guia_Lineal-506 1 Platina_Cilindro_2-17 1 Platina_Cilindro_2-28 8 ANSI B18.6.7M Metric Hex Bolts ANSI B18.6.7M - M5

M5x20.00. x 0.8 x 20.00.9 8 ANSI B18.22M 5.00 N. Washer 5.00 N ANSI B18.22M.10 4 ANSI B18.6.7M Metric Hex Bolts ANSI B18.6.7M - M4

M4x20.00. x 0.7 x 20.00.11 30 ANSI B18.22M 4.00 N. Washer 4.00 N ANSI B18.22M.12 2 Sujetador_Cilindro_Movil13 24 ANSI B18.6.7M Metric Hex Bolts ANSI B18.6.7M - M4

M4x14.00. x 0.7 x 14.00.14 30 ANSI B18.2.4.1M Metric Hex Nuts M4x0.7 ANSI

M4x0.7. B18.2.4.1M.15 1 Placa_Sujecion_Cilindro

_Movil16 4 ANSI B18.2.4.1M Metric Hex Nuts M8x1.25 ANSI

M8x1.25. B18.2.4.1M.17 1 Placa_Sellos_Fin-Ini18 1 Acople_Movimiento_Poli

mero_U-08619 2 ANSI B18.6.7M Metric Hex Bolts ANSI B18.6.7M - M4

M4x12.00. x 0.7 x 12.00.20 4 Sujetador_Estructura_Se

llador21 2 Placa_Lateral_Sellador_

Movil22 1 Placa_Frontal_Sellador_

Movil

Parts ListITE QT PART NUMBER DESCRIPTION

1517

18

22

20

21

6

7

13

13

11

12

IEL2-I-05-17

SCALE 1 / 2

1 1 Cilindro_Neum_50-Carcaza


3 1 Cilindro_Neum_50-Vastago


5 1 Guia_Lineal-506 1 Platina_Cilindro_3-17 4 ANSI B18.6.7M Metric Hex Bolts ANSI

M5x20.00. B18.6.7M - M5 x 0.8 x 20.00.8 4 ANSI B18.22M 5.00 N. Washer 5.00 N ANSI B18.22M.9 4 ANSI B18.6.7M Metric Hex Bolts ANSI

M4x20.00. B18.6.7M - M4 x 0.7 x 20.00.10 6 ANSI B18.22M 4.00 N. Washer 4.00 N ANSI B18.22M.11 6 ANSI B18.2.4.1M Metric Hex Nuts M4x0.7 ANSI

M4x0.7. B18.2.4.1M.12 4 ANSI B18.2.4.1M Metric Hex Nuts M8x1.25

M8x1.25. ANSI B18.2.4.1M.13 1 Sujetador_Sellador_Sup

erior14 1 Sellador-190_T09815 4 Aislante_Ceramico_Ajust

e_Sellador16 2 ANSI B18.6.7M Metric Hex Bolts ANSI

M4x35.00. B18.6.7M - M4 x 0.7 x 35.00.

Parts ListITE QT PART NUMBER DESCRIPTION

13

6

14

15

15

16

10

IEL2-I-05-17

46

ANEXO 2. PLANOS DOSIFICADOR.

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm.



PIEZALAMINA DOSIFICADOR

ESCALA1:2

MATERIALALUMINIO

PIEZA #1

CANTIDAD1 PIEZA(S)


153

577

91153

25

1.5

7.5

12.5

17.525

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm



PIEZAPLACA DOSIFICADOR

ESCALA1:2

MATERIALALUMINIO

PIEZA #2

CANTIDAD2 PIEZA(S)


12

1536

94104

116

12253748

616572779010

2

n5.54x

n3.28x

3.18

IEL2-I-05-17

MEDIDAS EN mm



PIEZATUBO DOSIFICADOR

ESCALA1:1

MATERIALALUMINIO

PIEZA #3

CANTIDAD2 PIEZA(S)


1.38

25.6

227

1.3825.6227

95

IEL2-I-05-17



PIEZAPLANO GENERAL

ESCALA1:2

MATERIAL PIEZA #CANTIDAD TOLERANCIA+/- 0.05 mm

IEL2-I-05-17

1 1 Placa_Dosificador2 2 Sole_Dosificador3 4 ANSI B18.6.7M M3x8.00. Metric Hex Bolts ANSI

B18.6.7M - M3 x 0.5 x 8.00.


50.00.5 4 ANSI B18.2.4.1M Metric Hex Nuts M5x0.8

M5x0.8. ANSI B18.2.4.1M.6 1 Lamina_Dosificador7 2 Eje_Dosificador8 2 Tubo_Dosificador




PIEZAPLANO DE ENSAMBLE

ESCALA1:2

MATERIAL PIEZA #CANTIDAD TOLERANCIA+/- 0.05 mm

8

4

1

2

6

3

IEL2-I-05-17

47

ANEXO 3.

ESQUEMA METODOLOGICO

COMPLETO.

IEL2-I-05-17

IEL2-I-05-17

48

ANEXO 4.

ESQUEMA METODOLOGICO

COMPACTO.

IEL2-I-05-17

IEL2-I-05-17

49

ANEXO 5.

P&ID PARA LA PLANTA.

IEL2-I-05-17

IEL2-I-05-17

50

ANEXO 6.

FICHAS TECNICAS.

IEL2-I-05-17

IEL2-I-05-17

51

ANEXO 7.

PLANIMETRIA DE LA

INSTRUMENTACION.

IEL2-I-05-17

IEL2-I-05-17

52

ANEXO 8.

TIPICOS DE MONTAJE.

IEL2-I-05-17

IEL2-I-05-17

53

ANEXO 9.

DIAGRAMAS DE INTERBLOQUEO.

IEL2-I-05-17

SIMATIC PLC_And_Fin\SIMATIC 300 Station\CPU315-2DP(1)\ 24/06/2005 09:39:04 a.m.

S7 Program(1)\Symbols

Page 1 of 1

Properties of symbol table

Name: Symbols

Comment:

Created on 19/06/2005 10:41:41 p.m.p.m.

Last modified on: 24/06/2005 09:19:13 a.m.a.m.

Last filter criterion: All Symbols

Number of symbols: 34/34

Last Sorting: Symbol Ascending

Status Symbol AddressData

typeComment

Bloque_Fallos FB 4 FB 4

Bloque_Inicio FB 2 FB 2

Bloque_Maestro FB 1 FB 1

Bloque_Prod_Norm FB 3 FB 3

Cycle Execution OB 1 OB 1

G7_STD_3 FC 72 FC 72

Ind_Fallo Q 0.2 BOOL

Ind_Inicio Q 0.0 BOOL

Ind_Prod_Norm Q 0.1 BOOL

INIT_SQ M 0.3 BOOL

M_Fallo M 0.2 BOOL

M_Inicio M 0.0 BOOL

M_Prod_Norm M 0.1 BOOL

S_Fallo I 0.2 BOOL

S_Inicio I 0.0 BOOL

S_Prod_Norm I 0.1 BOOL

SV-001 Q 0.3 BOOL

SV-002 Q 0.4 BOOL

SV-003 Q 0.5 BOOL

SV-004 Q 0.6 BOOL

SV-005 Q 0.7 BOOL

SV-006 Q 1.0 BOOL

TIME_TCK SFC 64 SFC 64 Read the System Time

ZSO-001 I 0.3 BOOL

ZSO-002 I 0.4 BOOL

ZSO-003 I 0.5 BOOL

ZSO-004 I 0.6 BOOL

ZSO-005 I 0.7 BOOL

ZSO-006 I 1.0 BOOL

ZSO-007 I 1.1 BOOL

ZSO-008 I 1.2 BOOL

I_Inicio M 0.4 BOOL

I_Prod_Norm M 0.5 BOOL

I_Fallo M 0.6 BOOL


...\FB1, DB1 - <Offline>

Page 1 of

T12

T13

S1Step1

T1

Trans1

S5Step5

T5

Trans5

S6Step6

T6

Trans6

S7Step7

T7

Trans7

S8Inicio

T8

Trans8

T11

S9Temp

Bloque Maestro

"I_Inicio"

"S_Inicio"

"M_Inicio"

R "M_Inicio"

R "M_Prod_Norm"

R "M_Fallo"

CALL "Bloque_Inicio",DB2

OFF_SQ:=

INIT_SQ:=

ACK_EF:=

S_PREV:=

S_NEXT:=

SW_AUTO:=

SW_TAP:=

SW_MAN:=

S_SEL:=

S_ON:=

S_OFF:=

T_PUSH:=

S_NO:=

S_MORE:=

S_ACTIVE:=

ERR_FLT:=

AUTO_ON:=

TAP_ON:=

MAN_ON:=

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(INT)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(INT)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(OUT)

(OUT)

(OUT)

(OUT)

(OUT)

(OUT)

(OUT)

Arranque

Step5

Step6

Step7

Inicio

Temp

2

IEL2-I-05-17



Page 2 of

T10

Trans10

S11Fallos

T12

Trans12

S1

T9

Trans9

S10Prod_Norm

T13

Trans13

S1

T11

Trans11

S9

"M_Fallo"

"M_Fallo"

"I_Prod_Norm"

"S_Prod_Norm" "M_Fallo"

"M_Prod_Norm" "M_Fallo"

"M_Fallo""M_Prod_Norm"

CALL "Bloque_Fallos",DB4

OFF_SQ:=

INIT_SQ:=

ACK_EF:=

S_PREV:=

S_NEXT:=

SW_AUTO:=

SW_TAP:=

SW_MAN:=

S_SEL:=

S_ON:=

S_OFF:=

T_PUSH:=

S_NO:=

S_MORE:=

S_ACTIVE:=

ERR_FLT:=

AUTO_ON:=

TAP_ON:=

MAN_ON:=

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(INT)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(INT)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(OUT)

(OUT)

(OUT)

(OUT)

(OUT)

(OUT)

(OUT)

CALL "Bloque_Prod_Norm",DB3

OFF_SQ:=

INIT_SQ:=

ACK_EF:=

S_PREV:=

S_NEXT:=

SW_AUTO:=

SW_TAP:=

SW_MAN:=

S_SEL:=

S_ON:=

S_OFF:=

T_PUSH:=

S_NO:=

S_MORE:=

S_ACTIVE:=

ERR_FLT:=

AUTO_ON:=

TAP_ON:=

MAN_ON:=

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(INT)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(INT)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(BOOL)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(IN)

(OUT)

(OUT)

(OUT)

(OUT)

(OUT)

(OUT)

(OUT)

Fallos

Prod_Norm

1



Page 1 of

T22

T8

T12

T16

T20

S1Step1

T1

Trans1

S2Step2

T2

Trans2

S3Step3

T3

Trans3

S4Step4

Bloque Inicio

R "Ind_Prod_Norm"

R "Ind_Fallo"

S "Ind_Inicio"

R "SV-004"

Step1

Step2

Step3

Step4

2

IEL2-I-05-17



Page 2 of

T5

Trans5

S6Step6

T7

Trans7

S7Step7

T8

Trans8

S1

T4

Trans4

S5Step5

T9

Trans9

S9Step9

T11

Trans11

S10Step10

T12

Trans12

S1

T6

Trans6

S8Step8

"I_Fallo"

"S_Fallo" "ZSO-007"

"I_Fallo"

"S_Fallo" "ZSO-007"

"I_Fallo"

"S_Fallo" "ZSO-005"

"I_Fallo"

"S_Fallo" "ZSO-005"

S "M_Fallo"

S "M_Inicio"

R "SV-003"

S "M_Fallo"

S "M_Inicio"

S "SV-001"

Step6

Step7

Step5

Step9

Step10

Step8

1

3



Page 3 of

T13

Trans13

S12Step12

T15

Trans15

S13Step13

T16

Trans16

S1

T10

Trans10

S11Step11

T17

Trans17

S15Step15

T19

Trans19

S16Step16

T20

Trans20

S1

"I_Fallo"

"S_Fallo" "ZSO-002"

"I_Fallo"

"S_Fallo" "ZSO-002"

"I_Fallo"

"S_Fallo" "ZSO-003"

S "M_Fallo"

S "M_Inicio"

R "SV-002"

S "M_Fallo"

S "M_Inicio"

Step12

Step13

Step11

Step15

Step16

2

4

IEL2-I-05-17



Page 4 of

T14

Trans14

S14Step14

T18

Trans18

S17Step17

T21

Trans21

S18Step18

T22

Trans22

S1

"I_Fallo"

"S_Fallo" "ZSO-003"

R "SV-005"

S "SV-006"

S "M_Inicio"

Step14

Step17

Step18

3



Page 1 of

T49

T7

T11

T14

T17

T21

T24

T30

T33

T36

T42

T47

T50

T52

S1Step1

T1

Trans1

S2Step2

T2

Trans2

S3Step3

T3

Trans3

S4Step4

Bloque Produccion Normal

R "Ind_Inicio"

R "Ind_Fallo"

S "Ind_Prod_Norm"

R "SV-001"

Step1

Step2

Step3

Step4

2

IEL2-I-05-17



Page 2 of

T5

Trans5

S6Step6

T7

Trans7

S1

T4

Trans4

S5Step5

T9

Trans9

S9Step9

T11

Trans11

S1

T6

Trans6

S8Step8

T12

Trans12

S11Step11

T14

Trans14

S1

"I_Fallo"

"S_Fallo" "ZSO-001"

"ZSO-001"

"I_Fallo"

"S_Fallo"

"I_Fallo"

"S_Fallo" "ZSO-006"

"ZSO-006"

"I_Fallo"

"S_Fallo"

"I_Fallo"

"S_Fallo" "ZSO-004"

S "M_Fallo"

S "SV-003"

S "M_Fallo"

S "SV-002"

S "M_Fallo"

Step6

Step5

Step9

Step8

Step11

1

3



Page 3 of

T10

Trans10

S10Step10

T15

Trans15

S13Step13

T17

Trans17

S1

T13

Trans13

S12Step12

T19

Trans19

S16Step16

T21

Trans21

S1

T16

Trans16

S15Step15

"ZSO-004"

"I_Fallo"

"S_Fallo"

"I_Fallo"

"S_Fallo" T1

T1

"I_Fallo"

"S_Fallo"

"I_Fallo"

"S_Fallo" "ZSO-003"

"ZSO-003"

"I_Fallo"

"S_Fallo"

S1 TL T1

S5T#3S

S "M_Fallo"

R "SV-002"

S "M_Fallo"

S "SV-001"

Step10

Step13

Step12

Step16

Step15

2

4

IEL2-I-05-17



Page 4 of

T22

Trans22

S18Step18

T24

Trans24

S1

T20

Trans20

S17Step17

T27

Trans27

S23Step23

T30

Trans30

S1

T23

Trans23

S22Step22

T31

Trans31

S25Step25

T33

Trans33

S1

"I_Fallo"

"S_Fallo" "ZSO-002"

"ZSO-002"

"I_Fallo"

"S_Fallo"

"I_Fallo"

"S_Fallo" "ZSO-008"

"ZSO-008"

"I_Fallo"

"S_Fallo"

"I_Fallo"

"S_Fallo" T2

S "M_Fallo"

S "SV-004"

S "M_Fallo"

S1 TL T2

S5T#3S

S "M_Fallo"

Step18

Step17

Step23

Step22

Step25

3

5



Page 5 of

T29

Trans29

S24Step24

T34

Trans34

S27Step27

T36

Trans36

S1

T32

Trans32

S26Step26

T35

Trans35

S28Step28

T37

Trans37

S29Step29

T39

Trans39

S32Step32

T42

Trans42

S1

T2

"I_Fallo"

"S_Fallo"

"I_Fallo"

"S_Fallo" "ZSO-007"

"ZSO-007"

"I_Fallo"

"S_Fallo"

"I_Fallo"

"S_Fallo" T3

R "SV-004"

S "M_Fallo"

R "SV-006"

S "SV-005"

S1 TL T3

S5T#3S

S "M_Fallo"

Step24

Step27

Step26

Step28

Step29

Step32

4

6

IEL2-I-05-17



Page 6 of

T38

Trans38

S31Step31

T41

Trans41

S33Step33

T43

Trans43

S34Step34

T45

Trans45

S36Step36

T47

Trans47

S1

T44

Trans44

S35Step35

T48

Trans48

S38Step38

T50

Trans50

S1

T3

"I_Fallo"

"S_Fallo"

"I_Fallo"

"S_Fallo" T4

T4

"I_Fallo"

"S_Fallo"

"I_Fallo"

"S_Fallo" "ZSO-005"

R "SV-005"

S "SV-006"

S1 TL T4

S5T#3S

S "M_Fallo"

R "SV-003"

S "M_Fallo"

Step31

Step33

Step34

Step36

Step35

Step38

5

7



Page 7 of

T46

Trans46

S37Step37

T51

Trans51

S39Step39

T52

Trans52

S1

T49

Trans49

S1

"ZSO-005"

"I_Fallo"

"S_Fallo"

"I_Prod_Norm"

"S_Prod_Norm"

"I_Prod_Norm"

"S_Prod_Norm"

S "M_Prod_Norm"

Step37

Step39

6

IEL2-I-05-17



Page 1 of

T10

S1Step1

T1

Trans1

S2Step2

T2

Trans2

S3Step3

T3

Trans3

S4Step4

T4

Trans4

S5Step5

T5

Trans5

S6Step6

T6

T 6

Bloque Fallos

"ZSO-007"

"ZSO-005"

"ZSO-003"

R "Ind_Inicio"

R "Ind_Prod_Norm"

S "Ind_Fallo"

R "SV-004"

R "SV-003"

R "SV-002"

Step1

Step2

Step3

Step4

Step5

Step6

2



Page 2 of

Trans6

S7Step7

T7

Trans7

S8Step8

T8

Trans8

S9Step9

T9

Trans9

S10Step10

T10

Trans10

S1

"ZSO-002"

"I_Fallo"

"S_Fallo"

S "SV-001"

R "SV-005"

S "SV-006"

R "M_Fallo"

Step7

Step8

Step9

Step10

1

IEL2-I-05-17

IEL2-I-05-17 DISEÑO, MONTAJE Y AUTOMATIZACION DE UNA ...

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