INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL · 2017. 12. 13. · instituto politÉcnico nacional . escuela...

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA

MECÁNICA Y ELÉCTRICA Unidad Zacatenco

TESIS DISEÑO E IMPLENTACIÓN DE UNA MÁQUINA

SUAJADORA SEMI-AUTOMÁTICA

ASESORES ING. LUIS ENRIQUE MURILLO YÁÑEZ

ING. PEDRO FRANCISCO HUERTA GONZÁLEZ

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE

INGENIERO EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN

PRESENTAN

AGUILERA CORNEJO JAIME GARDUÑO CASTILLO ALFONSO MIGUEL VÁZQUEZ MONTAÑO LUIS NORBERTO

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELECTRICA

UNIDAD PROFESIONAL "ADOLFO LÓPEZ MATEOS"

T E M" A D E T E S 1 S

INGENIERO EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN QUE PARA OBTENER EL TITULO DE TESIS COLECTIVA Y EXAMEN ORAL INDIVIDUAL POR LA OPCIÓN DE TITULACIÓN

DEBERA(N) DESARROLLAR C. JAIME AGUILERA CORNEJO C. ALFONSO MIGUEL GARDUÑO CASTILLO C. LUIS NORBERTO VÁZQUEZ MONTAÑO

"DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA MÁQUINA SUAJADORA SEMIAUTOMÁTICA"

DISEÑAR Y CONSTRUIR EL PROTOTIPO DE UNA MÁQUINA'SUAJADORA NEUMÁTICA PARA PROTECTORES DE INODOROS CON UN SISTEMA DE CONTROL SEMI-AUTOMÁTICO POR MEDIO DE UN CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE.

);> INTRODUCCIÓN );> MARCO TEÓRICO );> MÁQUINA SUAJADORA MANUAL );> DISEÑO MECÁNICO DE LA MÁQUINA SUAJADORA );> COMPONENTES EN EL ARMADO DE LA MÁQUINA SUAJADORA );> SINCRONIZACIÓN DE LA MÁQUINA A TRAVÉS DEL PLC );> ANÁLISIS ECONÓMICO );> CONCLUISIONES );> GLOSARIO );> REFERENCIAS );> ANEXOS

MÉXICO D.F., 19 DE FEBRERO 2010.

ASESORES

~ ING. PEDRO FRANCISCO HUERTA GON ING. LUIS ENRIQUE MURILLO YÁÑEZ.

, 1

ING. JOS L MEJÍA DOMÍNGUEZ JEFE DEL DEPARTAMENTO ACADÉMICO

DE INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………..1 Objetivo general……………………………………………………………………………..2 Objetivo especifico…………………………………………………………………………..2 Antecedentes………………………………………………………………………………...2 Justificación………………………………………………………………………………….3 Alcance………………………………………………………………………………………3 MARCO TEÓRICO…………………………………………………………………………4 CAPITULO 1. MÁQUINA SUAJADORA MANUAL ………..…………………………13

1.1 La máquina suajadora ……………………………………………………………..14 1.2 La máquina suajadora manual……………………………………………………...15 1.3 Elementos que componen la máquina suajadora manual…………………..………15 1.3.1 Base principal………………………………………………………………..…15 1.3.2 Rodillo inferior…………………………………………………………………16 1.3.3 Suaje……………………………………………………………………………16 1.3.4 Volante…………………………………………………………………………16 1.3.5 Rodamientos……………………………………………………………………17 1.3.6 Bases de madera……………………………………………………………..…17 1.3.7 Tornillos de sujeción……………………………………………………….…..17 1.4 Funcionamiento de la máquina suajadora manual…………………………………18 1.5 Ventajas y desventajas de la máquina suajadora manual…………………………..18 1.6 Propuesta del diseño y construcción de la máquina suajadora

neumática semi-automática…………………………………………………….…..19 1.6.1 Elementos que componen la máquina suajadora ……………………………...20

CAPÍTULO 2. DISEÑO MECÁNICO DE LA MÁQUINA SUAJADORA…………...…21 2.1 Estructura móvil…………………………………………………………………....22 2.1.1 Partes de la estructura metálica………………………………………………...22 2.2 Parámetros físicos a determinar para utilizar en cálculos de diseño……………....25 2.2.1 Determinación de la distancia recorrida de la plancha………………………....25 2.2.2 Determinación del tiempo de traslado ………………………………………....26 2.2.3 Determinación del radio del tornillo acoplado a un rodamiento…………….…26 2.2.4 Determinación del peso de las partes constitutivas………………………….....27 2.3 Motorreductor eléctrico…………………………………………………………….27 2.3.1 Características del motorreductor …………………………………………..…27 2.4 Cálculos de diseño……………………………………………………………….…28 2.5 Cálculos para determinar la capacidad del motor que mueve la plancha……….….30 2.6 Características del motorreductor seleccionado ……………………………….…..33 2.7 Consideraciones para seleccionar la capacidad del motor que mueve al rodillo 4...34 2.8 Suaje……………………………………………………………………………..…35 2.8.1 Dimensiones del suaje………………………………………………………….35 2.8.2 Navaja………………………………………………………………………….36 2.8.3 Cilindro neumático………………………………………………………….….37 2.8.4 Datos técnicos de la válvula 5/2…………………………………………….….38

CAPÍTULO 3. COMPONENTES EN EL ARMADO DE LA MÁQUINA SUAJADORA……….39

3.1 Secuencia de operación………………………………………………………….…40 3.2 Dispositivos de entrada seleccionados……………………………………………..43 3.2.1 Interruptores de límite……………………………………………………….…43 3.2.2 Botoneras…………………………………………………………………….…43 3.3 Dispositivos de salida seleccionados………………………………………………44 3.3.1 Actuadores………………………………………………………………….…..44 3.3.2 Alarmas…………………………………………………………………….…..45 3.3.3 Lámparas de señalización………………………………………………….…..45 3.3.4 Relevadores………………………………………………………………….…46 3.4 Especificación del PLC………………………………………………………….…47 3.5 Cableado del PLC………………………………………………………………….51 3.6 Sistema de seguridad……………………………………………………………….51 3.6.1 Funcionamiento del sistema de seguridad…………………………………..….53

CAPÍTULO 4.SINCRONIZACIÓN DE LA MÁQUINA A TRAVÉS DEL PLC……......55 4.1 Elementos principales para establecer la comunicación con el PLC………………56 4.1.1 Cable de programación Micrologix ® 1200, canal 0

(MINI DIN DE 8 PINES)…………………………………………………...…56 4.1.2 Computadora convencional (CPU, teclado, mouse) con puerto serial…………56 4.1.3 PLC seleccionado……………………………………………………………....57 4.1.4 Software: RS-LINX y RS-LOGIX ® 500……………………………………...57 4.2 Comunicación con el RS-LINX y LOGIX ® 500…………………………………58 4.3 Programación…………………………………………………………………...….59 4.4 Diagrama de flujo…………………………………………………………………..60 4.5 Diagrama de escalera y explicación (líneas de código)……………………………61

CAPÍTULO 5. ANÁLISIS ECONÓMICO…………………..………………………….…66 5.1 Costos de diseño y construcción …………………………………………….….…67 5.2 Inversión……………………….….…………………………………………….….68

CONCLUSIONES…………………………………………………………………………69 GLOSARIO………………………………………………………………………………...70 REFERENCIAS……………………………………………………………………………72 ANEXO 1…………………………………………………………………………………..75 ANEXO 2…………………………………………………………………………………..76 ANEXO 3…………………………………………………………………………………..77 ANEXO 4…………………………………………………………………………………..81 ANEXO 5...………………………………………………………………………………...85

1

INTRODUCCIÓN

Es muy común encontrar en todo tipo de industria la necesidad de utilizar el método del

suajado que consiste en cortar un material por medio de un molde hecho con una navaja, la

cual tiene filo en su contorno. Actualmente en México existen máquinas suajadoras

totalmente manuales, debido a eso se construirá un prototipo que optimice la forma de

producción.

Ingeniería en Control y Automatización

2

Objetivo general.

Diseñar y construir el prototipo de una máquina suajadora neumática para protectores de

inodoros con un sistema de control semi-automático por medio de un Controlador Lógico

Programable.

Objetivo específico

• Diseñar el sistema para automatizar el proceso de suajado para garantizando los

niveles de seguridad y producción, utilizando un Controlador Lógico Programable.

Antecedentes

Actualmente en México hay máquinas suajadoras manuales en la fabricación de protectores

de inodoro en las cuales se requiere de mucho tiempo para la elaboración de una sola pieza,

perdiéndose recursos, tanto en mano de obra como en materiales, por ende no es rentable la

elaboración el producto de forma manual. En diversas ocasiones se ha intentado producir

los protectores para inodoro en mayor cantidad pero han fracasado en su intento ya que han

empleado sistemas manuales en máquinas suajadoras donde el hombre interviene casi al

100% en la realización del producto.

Un aspecto muy importante en la producción tradicional (manual) es que la seguridad del

operador no es de mucha importancia porque entra en segundo plano ya que lo más

importante es el proceso de la elaboración del producto, el operador está sometido a

posibles cortaduras o probables fracturas ya que el operador tiene que meter el material y el

suaje sin ninguna protección ya que solo se basa en la experiencia para no sufrir algún

accidente.


3

Justificación

La seguridad en las máquinas suajadoras manuales, es prácticamente nula ya que el

objetivo principal es la producción del protector de inodoro, por este motivo se diseñara

una máquina donde la seguridad es el primer factor a considerar ya que se pretende

disminuir la intervención del operador de manera significativa con respecto a la máquina

manual.

La fabricación del producto en forma manual genera una pérdida considerable en materia

prima y de mano de obra, así como en tiempos de entrada, corte y salida del producto.

En la actualidad existen máquinas manuales de las cuales se puede basar para diseñar una

máquina que corte más rápido y preciso, un protector de inodoro a través de un sistema

neumático con un control semi-automático utilizando un controlador lógico programable.

Alcance

En base al diseño y a la adaptación del sistema semi-automático en la maquila, se acoplará

de la mejor forma un sistema cortador en la misma para evitar el paso manual del suaje en

la materia prima y así crear de una forma rápida la forma del protector de inodoro.

Desarrollar una máquina semi automática que eleve la producción en volumen superior, y

por lo tanto genere mayor producción, además de aumentar las utilidades totales logrando

mejor rentabilidad.

Diseñar la máquina semi-automática que aumente el nivel de seguridad del operador ya que

la intervención es mínima a comparación de la forma de producción manual.


4

MARCO TEÓRICO

Antes de llevar a cabo el diseño y la construcción de la máquina suajadora semi-automática

se describen a continuación los dispositivos y mecanismos principales que se emplearon en

el proyecto.


5

Interruptor de límite

Los interruptores finales de carrera o posición, son interruptores que detectan la posición de

un elemento móvil, mediante accionamiento mecánico. Son muy comunes en la industria

para detectar la llegada de un elemento móvil mediante accionamiento mecánico.

Existe una gran variedad de interruptores finales de carrera, que se suelen distinguir por el

elemento móvil que genera la señal eléctrica de salida. Se tienen. Interruptores tipo

lengüeta, bisagra, palanca con rodillo, varilla, palanca metálica con muelle, de pulsador,

etc.

Interruptores de límite

Cilindro neumático

El cilindro neumático es el elemento utilizado para transformar la energía del aire

comprimido en movimiento lineal. Es el responsable, dentro del ámbito industrial y en otras

instalaciones, de por lo menos, una de las tres operaciones básicas:

Dar movimiento

Retener o componer alguna pieza

Se mueve (avanzando y retrocediendo el conjunto vástago-pistón) mediante el aire

comprimido que es inyectado en sus cámaras delantera y trasera, por medio de válvulas

direccionales o de elementos de control.

La fuerza ejercida por el cilindro neumático es el producto del área (calculada por el

diámetro interno) por la presión de trabajo utilizada.


6

Los cilindros neumáticos son, por regla general, los elementos que realizan el trabajo. Su

función es la de transformar la energía neumática en trabajo mecánico de movimiento

rectilíneo, que consta de carrera de avance y carrera de retroceso. Generalmente, el cilindro

neumático está constituido por un tubo circular cerrado en los extremos mediante dos tapas,

entre las cuales se desliza un émbolo que separa dos cámaras. El émbolo va unido a un

vástago que saliendo a través de ambas tapas, permite utilizar la fuerza desarrollada por el

cilindro en virtud de la presión del fluido al actuar sobre las superficies del émbolo.

Cilindro de doble efecto

Al decir doble efecto se quiere significar que tanto el movimiento de salida como el de

entrada son debidos al aire comprimido, es decir, el aire comprimido ejerce su acción en las

dos cámaras del cilindro, de esta forma puede realizar trabajo en los sentidos del

movimiento.

.

El cilindro de doble efecto se construye siempre en forma de cilindro de émbolo y posee

dos tomas para el aire comprimido situadas a ambos lados del émbolo. Al aplicar el aire a

presión en la cámara posterior y comunicar la cámara anterior con la atmósfera a través de

una válvula, el cilindro realiza la carrera de avance.

Partes que constituyen un cilindro de doble efecto


7

Suaje

El suaje (llamado también Troquel) es una herramienta confeccionada con placa de acero

para cortar, doblar o marcar materiales blandos, como: papel, tela, cuero, etc. Las placas de

corte son tiras de metal con filo en un lado. Las placas de doblez no tienen filo.

Existen placas para corte continuo, corte intermitente o doblez.

Para realizar el corte se usa una prensa llamada suajadora, la cual presiona el suaje contra el

material y lo corta, dobla o marca.

El uso de esta herramienta es común en la elaboración o afilado de sierras de corte,

circulares o lineales, ya que se emplea para crear el "paso de corte", doblando

alternadamente a cada lado de la cinta o sierra, los dientes, con el objeto de "enfrentar" el

filo del diente con el material a cortar.

Navaja para el suaje.

Controlador Lógico Programable (MicroLogix 1200 Allen Bradley)

Los PLC (Programmable Logic Controller en sus siglas en inglés) o Controlador de lógica

programable, son dispositivos electrónicos muy usados en Automatización Industrial.

PLC = Es un hardware industrial, que se utiliza para la obtención de datos. Una vez

obtenidos, los pasa a través de bus (por ejemplo por Ethernet) en un servidor.

Hoy en día, los PLC no sólo controlan la lógica de funcionamiento de máquinas, plantas y

procesos industriales, sino que también pueden realizar operaciones aritméticas, manejar


8

señales analógicas para realizar estrategias de control, tales como controladores

proporcional integral derivativo (PID).

Los PLC actuales pueden comunicarse con otros controladores y computadoras en redes de

área local, y son una parte fundamental de los modernos sistemas de control distribuido.

Existen varios lenguajes de programación, tradicionalmente los más utilizados son el

diagrama de escalera (Lenguaje Ladder), preferido por los electricistas, lista de

instrucciones y programación por estados, aunque se han incorporado lenguajes más

intuitivos que permiten implementar algoritmos complejos mediante simples diagramas de

flujo más fáciles de interpretar y mantener. Un lenguaje más reciente, preferido por los

informáticos y electrónicos, es el FBD (en inglés Function Block Diagram) que emplea

compuertas lógicas y bloques con distintas funciones conectados entre sí.

En la programación se pueden incluir diferentes tipos de operandos, desde los más simples

como lógica booleana, contadores, temporizadores, contactos, bobinas y operadores

matemáticos, hasta operaciones más complejas como manejo de tablas (recetas),

apuntadores, algoritmos PID y funciones de comunicación multiprotocolo que le

permitirían interconectarse con otros dispositivos.

Señales analógicas y digitales

Las señales digitales o discretas como los interruptores, son simplemente una señal de

On/Off (1 ó 0, Verdadero o Falso, respectivamente). Los botones e interruptores son

ejemplos de dispositivos que proporcionan una señal discreta. Las señales discretas son

enviadas usando la tensión o la intensidad, donde un rango especifico corresponderá al On

y otro rango al Off. Un PLC puede utilizar 24V de voltaje continuo en la E/S donde valores

superiores a 22V representan un On, y valores inferiores a 2V representan Off. Inicialmente

los PLC solo tenían E/S discretas.


9

Descripción general del PLC utilizado

El sistema MicroLogix 1200/1762 proporciona la funcionalidad entre las MicroLogix

1000/1761 y 1500/1764 MicroLogix sistemas, utilizando el MicroLogix probada y la

arquitectura de la familia SLC. La memoria de 6K palabra establece un programa máximo

de 4K palabras y máxima de datos de 2K palabras con el 100% de retención de datos. Un

módulo de memoria opcional y provee un programa de copia de seguridad de datos con el

programa de carga y capacidad de descarga. El facultativo reloj en tiempo real permite

programar el tiempo de las actividades de control. El sistema de flash actualizable de

funcionamiento le permite actualizar el software del sistema sin tener que reemplazar

hardware.

PLC con modulo de expansión (MicroLogix 1200 Allen Bradley)

Motorreductor

En todo tipo de industria siempre se requiere de motores, en los cuales se necesita que la

velocidad de la flecha sea inmensamente inferior a las comunes (1400 a 1600 rpm), las

posibles soluciones para tener una flecha que gire por debajo de las 300 rpm son el uso de

un sistema de poleas, un variador de velocidad y motorreductores. Para el proyecto se optó

por la última opción.


10

Características del motorreductor.

Al emplear motorreductores se obtiene una serie de beneficios sobre estas otras formas de

reducción (como pueden ser un sistema de poleas). Algunos de estos beneficios son:

1.-Una regularidad perfecta tanto en la velocidad como en la potencia transmitida.

2.-Una mayor eficiencia en la transmisión de la potencia suministrada por el motor.

3.-Mayor seguridad en la transmisión, reduciendo los costos en el mantenimiento.

4.-Menor espacio requerido y mayor rigidez en el montaje.

5.-Menor tiempo requerido para su instalación.

Válvula reguladora de caudal

Cuando se genera mucho aire a presión y este va a mucha velocidad y queremos reducir el

caudal para que funcione bien el cilindro, para eso usaremos una válvula reguladora de

caudal. Esta funciona de tal forma que cuando enroscamos el “caracol” el caudal disminuye

ya que hace frenar el aire a presión. Normalmente se acopla un antiretorno, para que el

fluido solamente vaya estrictamente en un sentido, evitando así grandes problemas.

Válvula reguladora.


11

Relevador

El relé o relevador, del inglés relebeitor, relevo, es un dispositivo electromecánico, que

funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de

una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten

abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Fue inventado por Joseph Henry en

1835.

Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de

entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico. Como

tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva

señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil recibida por la

línea. Se les llamaba "relevadores". De ahí "relé".

En la de abajo se representa, de forma esquemática, la disposición de los distintos

elementos que forman un relé de un único contacto de trabajo o circuito.

Se denominan contactos de trabajo aquellos que se cierran cuando la bobina del relé es

alimentada y contactos de reposo a los cerrados en ausencia de alimentación de la misma.

De este modo, los contactos de un relé pueden ser normalmente abiertos, NA o NO,

Normally Open por sus siglas en inglés, normalmente cerrados, NC, Normally Closed, o de

conmutación. la lamina central se denomina lamina inversora o de contactos inversores o de

conmutación que son los contactos móviles que transmiten la corriente a los contactos fijos.

Los contactos normalmente abiertos conectan el circuito cuando el relé es activado; el

circuito se desconecta cuando el relé está inactivo. Este tipo de contactos es ideal para

aplicaciones en las que se requiere conmutar fuentes de poder de alta intensidad para

dispositivos remotos.


12

Los contactos normalmente cerrados desconectan el circuito cuando el relé es activado; el

circuito se conecta cuando el relé está inactivo. Estos contactos se utilizan para aplicaciones

en las que se requiere que el circuito permanezca cerrado hasta que el relé sea activado.

Los contactos de conmutación controlan dos circuitos: un contacto NA y uno NC con una

terminal común.

Partes de un relé.


13

Capítulo 1

MÁQUINA SUAJADORA

MANUAL

En este capítulo se señalan los elementos básicos de una máquina suajadora manual, así

como los pasos a seguir para un adecuado funcionamiento de la misma. Se resaltará lo

sencillo de su funcionamiento por ser 100% manual. Se presentarán las ventajas y

desventajas que tiene sobre ésta, la propuesta de una máquina neumática semi-automática.


14

1.1 LA MÁQUINA SUAJADORA

El suaje, también conocido como troquel, es una herramienta confeccionada con placa de

acero para cortar, doblar o marcar materiales blandos, como: papel, tela, cuero, etc. Las

placas de corte son tiras de metal con filo en un lado. Las placas de doblez no tienen filo.

Existen placas para corte continuo, corte intermitente o doblez.

Para realizar el corte se usa una prensa llamada suajadora, la cual presiona el suaje contra el

material y lo corta, dobla o marca.

El uso de esta herramienta es común en la elaboración o afilado de sierras de corte,

circulares o lineales, ya que se emplea para crear el "paso de corte", doblando

alternadamente a cada lado de la cinta o sierra, los dientes, con el objeto de "enfrentar" el

filo del diente con el material a cortar [1].

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17

1.3.5 RODAMIENTOS [4]

Es un balero de bolas que reduce la fricción en el eje del rodillo, el cual permite girar

libremente al mismo (Figura 1.7).

Figura 1.7 Balero de bolas.

1.3.6 BASES DE MADERA CON 4 PERFILES DE HIERRO NEGRO CADA UNO

PARA METER EL SUAJE Y PARA SALIDA/ENTRADA DEL MATERIAL

Son dos bases de madera sobre cuatro perfiles de hierro negro, cada uno en forma

rectangular que tienen medidas de 120 cm de alto por 80 cm de ancho los cuales están

soldadas a la base (Figura 1.8).

Figura 1.8 Base de madera.

1.3.7 TORNILLOS DE SUJECIÓN

Son tornillos de ¼ de pulgada, estos tornillos son los que sujetan a la madera a la base y

que detienen a las bases del suaje y del material a la base principal [5] (Figura 1.9).

Figura 1.9 Tornillo y tuerca.


18

1.4 FUNCIONAMIENTO DE LA MÁQUINA SUAJADORA MANUAL [6]

El funcionamiento básicamente consta de los siguientes pasos:

1. Poner el material debajo del suaje de tal forma que la navaja del suaje quede del

mismo lado del material.

2. Alinear el material y el suaje para una mayor exactitud en el corte.

3. Meter el material y el suaje de derecha (entrada) a izquierda (salida) entre los

rodillos superior e inferior exactamente en medio de los dos rodillos para que la

fuerza ejercida sea uniforme en el suaje.

4. Girar el volante para que el rodillo inferior gire, con el movimiento del rodillo el

suaje empezará a deslizarse hacia los rodillos (de derecha a izquierda), los cuales

ejercerán una presión sobre el suaje que empezara a cortar el material.

5. Sujetar el suaje con el material en la salida (lado izquierdo) para poder agarrar el

producto terminado (Figura 1.10).

Figura 1.10 Vista frontal de la máquina suajadora de rodillos.

1.5 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA MÁQUINA SUAJADORA MANUAL.

Destacan entre otras las siguientes ventajas.

• Precio. Estas maquinas tienen un precio de $ 8, 500, es de manufactura casera y

eventualmente su costo queda diluido en la mano de obra del trabajo.


19

• Tamaño. Se condiciona por el manejo de los tamaños de los suajes con los que se va

a trabajar.

Sin embargo la máquina presenta las siguientes desventajas: velocidad de producción,

exactitud y riesgo de accidentes.

1.6 PROPUESTA DEL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LA MÁQUINA

SUAJADORA NEUMÁTICA SEMI-AUTOMÁTICA.

En base a lo anterior, a efecto de mejorar en cuanto a producción, seguridad del operador,

diseño, este trabajo propone el diseño y construcción de una máquina suajadora neumática

semi-automática. Que consiste en implementar un mecanismo para el cortado a través de un

sistema electro-neumático, en el cual se pretende utilizar un cilindro y una electroválvula

5/2 para controlar la salida y entrada del pistón para realizar el corte, así como también

rodillos, que tienen como función; el montaje de los rollos de material a procesar, estirar

el material con el fin de que el corte sea homogéneo y por último el retirar el material

residual. Un aspecto importante es el contra-suaje el cual es una plancha que resiste la

presión del cilindro y al cortar el material se desplaza a su segunda posición para que el

operador pueda retirar el material, esta plancha se mueve con un motorreductor el cual esta

acoplado al eje del tornillo sin fin de la plancha.

Algunas de las mejoras del prototipo es que la máquina tiene una flexibilidad que permite

fabricar diversos tipos productos de manera fácil, cambiando solamente el suaje y la

seguridad que le ofrece al operador aplicando un sistema de seguridad para que disponga de

una máquina que sea intrínsecamente segura; con botones de seguridad, botones de paro y

guardas protectoras. En el caso de la disponibilidad es nula ya que no se pueden hacer

diferentes pruebas cuando está en funcionamiento la máquina.


20

1.6.1 ELEMENTOS PRINCIPALES QUE COMPONEN LA MÁQUINA SUAJADORA

Los elementos principales son: la base de hierro, plancha con tornillo sin fin, suaje, cilindro

neumático, tres rodillos de aluminio con balero, un rodillo de acero con balero, 2

motorreductores, un controlador lógico programable (PLC Allen Bradley MicroLogix

1200), cuatro sensores de límite, una válvula reguladora de flujo, una válvula solenoide 5/2,

una unidad de mantenimiento, 3m. de manguera neumática ¼’, cuatro relevadores

electromagnéticos, botoneras, luces indicadoras, alarma, 35 clemas, 6 conectores de

mangueras neumáticas de ¼’, 2 polines de seguridad, 2 guías para evitar el juego en la

plancha; todos estos elementos se explicarán más detalladamente en los capítulo 2 y 3

respectivamente.


21

Capítulo 2

DISEÑO MECÁNICO DE LA

MÁQUINA SUAJADORA

A lo largo de este capítulo se demostrarán los criterios de selección que justifiquen

el diseño mecánico del proyecto, el cual consta de las siguientes partes; capacidad del

motor, cilindro, válvula neumática.


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2.1 ESTRUCTURA MÓVIL

Se puede decir que esta parte del mecanismo es el soporte principal, ya que en ésta recae

todo el procedimiento de manufactura del material a producir, es decir, ésta estructura se

desplazará a lo largo de la línea de producción, desde que inicia el proceso hasta su

terminación del primer ciclo de elaboración del producto terminado. Está compuesta por un

tornillo sin fin, el cual al estar girando a una velocidad angular y tiempo controlado

dependerá del movimiento lineal de la placa de hierro sujetada a este la cual es la base en la

que recae la fabricación (Figura 2.1).

Figura 2.1 Estructura

Esta estructura consta de varias partes que la conforman, las cuales se describirán más

adelante.

2.1.1 PARTES DE LA ESTRUCTURA METÁLICA

Se procede a pesar las partes principales en donde se produce el movimiento en la plancha

las cuales están formadas por:

• Tornillo sin fin: mecanismo que transmite el movimiento longitudinal a la plancha,

ya que esta última esta monada sobre dicho tornillo. Cada vez que el tornillo sin fin

da una vuelta completa, la cuerda avanza un diente. De esta manera se transforma el

movimiento rotacional o un movimiento longitudinal (Figura 2.2).


23

Figura 2.2 Tornillo sin fin

• Plancha: parte de hierro sobre la cual posa el material a cortar, está sujeta al tornillo

sin fin en su parte inferior, éste elemento es la base sobre la cual se corta el material,

resistiendo el golpe del cilindro suajador. Sobre la plancha se monta el Contrasuaje

(figura 2.3).

Figura 2.3 Plancha

• Sujetadoras: piezas solidas de hierro, sirven como apoyo para la dar un mayor

soporte a todos los elementos que conforman la estructura móvil. En la figura 2.3 y

2.4 se muestran las diferentes piezas de apoyo.

Figura 2.3 Piezas sujetadoras del extremo derecho


24

Figura 2.4 Piezas sujetadoras del extremo izquierdo

• Base sólida de hierro: pieza de hierro sobre la que están soportados los rodamientos,

plancha, tornillo sin fin y soportes (Figura 2.5).

Figura 2.5 Base

• Sujetadores inferiores: tienen como función dar soporte a la plancha móvil con los

rieles verticales, con el objeto de evitar los juegos (Figura 2.6).

2.6 Sujetadores inferiores

• Rodamientos: las cuales van a soportar el tornillo sin fin, un rodamiento es

elemento mecánico que reduce la fricción entre un eje (tornillo) y las piezas

conectadas a éste, que le sirve de apoyo y facilita su desplazamiento. Los

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26

Figura 2.8 Carrera de la plancha

2.2.2 DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE TRASLADO

El tiempo de traslado se tomó de manera independiente, es decir, se proporcionó el tiempo

de traslado total de recorrido de la plancha, el cual es de 5 segundos de extremo a extremo.

2.2.3 DETERMINACIÓN DEL RADIO DEL TORNILLO ACOPLADO CON UNA

RODAMIENTO

Para proceder a esto, se tomó en consideración el radio de la sección transversal del

tornillo sin fin ya que ésta pieza mecánica es la que produce el movimiento rotatorio, el

cual es transformado a movimiento longitudinal por la pieza inferior que lleva unida la

plancha, así es como se mueve dicha plancha, ésta transporta la materia prima de un lado al

otro. El radio que presenta el tornillo sin fin es de 5cm (Figura 2.9).

Figura 2.9 Dimensión del radio del tornillo


27

2.2.4 DETERMINACIÓN DE EL PESO DE LAS PARTES CONSTITUTIVAS

Se procedió a pesar las partes principales en donde se produce el movimiento en la plancha

las cuales están descritas en la tabla 2.1.

Tabla 2.1 Pesos de partes constitutivas. Tornillo

sin fin con

rodamiento

Plancha Sujetador

izquierdo

(plancha)

Sujetador

derecho

(plancha)

Sujetadores

izquierdos

(estructura)

Sujetadores

derechos

(estructura)

Total

4.2 Kg 8.1 Kg 0.2 kg 0.2 Kg 2 Kg 2.2 Kg 17.1 Kg

2.3 MOTORREDUCTOR ELÉCTRICO

En todo tipo de industria siempre se requiere de motores, en los cuales se necesita que la

velocidad de la flecha sea inmensamente inferior a las comunes (1400 a 1600 rpm), las

posibles soluciones para tener una flecha que gire por debajo de las 300 rpm son el uso de

un sistema de poleas, un variador de velocidad y motorreductores. Para el proyecto se optó

por la última opción que a continuación se justificará.

2.3.1 CARACTERÍSTICAS DEL MOTORREDUCTOR

Al emplear motorreductores se obtiene una serie de beneficios sobre estas otras formas de

reducción (como pueden ser un sistema de poleas). Algunos de estos beneficios son:

• Una regularidad perfecta tanto en la velocidad como en la potencia transmitida.

• Una mayor eficiencia en la transmisión de la potencia suministrada por el motor.

• Mayor seguridad en la transmisión, reduciendo los costos en el mantenimiento.

• Menor espacio requerido y mayor rigidez en el montaje.

• Menor tiempo requerido para su instalación.


28

2.4 CÁLCULOS DE DISEÑO

En principio se consideró lo siguiente: “un motorreductor está compuesto básicamente en

un motor y una caja de engranes”, por lo anterior en los siguientes puntos, el diseño está

enfocado a la parte del motor. En la figura 2.10 se muestran los tipos de potencia asociadas

con el motor de corriente alterna (CA).

Figura 2.10. Motor de C.A.

La Potencia Mecánica que desarrolla un motor en su flecha está definida por la siguiente

expresión.

2.1

La potencia mecánica de un motor se puede expresarse en Watts o en H.P. Para expresar la

potencia en Watts, se debe convertir la velocidad angular (ω) a rad/seg y el par ( ) en

Newton-metro (N-m). La ecuación (2.2) describe la relación para obtener potencia

mecánica en Watts.

2.2

Para expresar la potencia mecánica en H.P. se utiliza la siguiente expresión.

5252

5252 2.3


29

En donde:

á

Para calcular la potencia mecánica en HP, se utilizan los siguientes factores de conversión,

de acuerdo a los datos obtenidos:

1 9.551 2.4

1 746 2.5

Se tiene que la velocidad angular se puede expresar de la siguiente forma.

260 2.6

En donde:


30

2.5 CÁLCULOS PARA DETERMINAR LA CAPACIDAD DEL MOTOR QUE MUEVE

LA PLANCHA

La siguiente tabla enuncia los datos que se requieren para los cálculos.

Tabla 2.2 Datos requeridos para justificar la capacidad del motor

Distancia recorrida por la carga 0.195m

Peso de la plancha 8.1 Kg

Peso de la contra 1 Kg.

Peso de las guías 0.1Kg.

Peso de los tornillos 0.1 Kg.

Peso total a mover 9.3 Kg

La siguiente ecuación determina la velocidad lineal requerida de la plancha.

0.195 7 0.0278 2.7

En donde:

/

A continuación se describe el procedimiento para determinar la velocidad angular a partir

de la velocidad lineal.

La siguiente ecuación se usa para convertir la velocidad lineal ( ) a velocidad angular ( ).

2.8

En donde:

\ \

sin


31

De la ecuación (2.8) se despeja la velocidad angular ( ).

0.02780.015 1.7272 2.9

Con la siguiente expresión matemática se obtiene la velocidad angular en r.pm.

1.7272 9.551 1

12.07 12 2.10

En donde:

1 9.551

A continuación se describe la relación matemática para obtener el peso total en lb, que

requiere mover el motor.

9.3 1 0.4536 20.5026 2.11

En donde:

9.3 1 0.4536

A continuación se describe la relación matemática para obtener la distancia total que

recorre la plancha en ft, a través del tornillo son fin.

0.195 1

0.3048 0.6397 2.12

En donde:

0.195 1 0.3048


32

La fórmula siguiente determina la potencia mecánica (HP) del motor que se utiliza en el

proyecto, utilizado las variables previamente calculadas:

5252 2.13

20.5026 0.6397 12

5252 0.0299 2.14

La siguiente fórmula matemática se usa para expresar potencia en unidades eléctricas

(Watts):

0.0299 746

1 22.35 2.15

En donde:

1 746

La Relación de Transmisión [8] esa definida por la siguiente fórmula.

1450232 6.25 2.16


33

2.6 CARACTERÍSTICAS DEL MOTORREDUCTOR SELECCIONADO.

La siguiente tabla muestra los parámetros y datos del motor seleccionado.

Tabla 2.3 Característica del motor

Marca Yokogawa Sertec [7]

Modelo RM-H8A25ZMPS073-V

Potencia eléctrica 25 W

Potencia mecánica 0.0335 HP

Tensión nominal 120 V

Corriente 0.6 A / 60 Hz

Par de arranque 1300 gf * cm / 0.1275 N*m

Tasa par 1700 gf*cm / 0.1667 N*m

Velocidad angular 1450 RPM / 151.816 rad/seg

Peso 1.5 Kg

Capacitor NGM 5 µF

La siguiente tabla muestra los datos de la caja de engranes.

Tabla 2.4 Características de la caja de engranes

Marca Yokogawa Sertec

Modelo 8RH2-DZ6

Peso 0.7 Kg

Relación de reducción 6.25:1


34

2.7 CONSIDERACIONES PARA SELECCIONAR LA CAPACIDAD DEL MOTOR

QUE MUEVE AL RODILLO 4.

La siguiente figura muestra la instalación del mecanismo que da movimiento al rodillo 4, el

cual tira del material.

Figura 2.11 Motorreductor y rodillo 4

La figura 2.12 muestra una de las guías de soporte, tienen como función fijar el rodillo el

cual va sujeto al material de residuo.

Figura 2.12 Guía de soporte

Principalmente los criterios de selección del motorreductor, el cual ejerce movimiento al

rodillo se enuncian a continuación.

• Que el motorreductor tuviera una velocidad angular de 100 rpm a 150 rpm

• Que fuera de CA por facilidad de control.

Tomando en cuenta los puntos anteriores se procedió en elegir un motorreductor (ver anexo

2, “Motorreductor”) con las características de la siguiente tabla.

Tabla 2.5 Característica del motor

Marca Modelo Serie Capacidad del capacitor

Alimentación Velocidad

KOKUSAN FH7-1410 821001 10µ F 250 VCA 120 VCA 112 rpm


35

2.8 SUAJE

A lo largo de esta sección se describe el mecanismo que hace el corte en la máquina, al cual

se le llama suaje al conjunto de los elementos que lo conforman, entre los cuales están el

cilindro neumático, el soporte y la navaja.

2.8.1 DIMENSIONES DEL SUAJE

El protector desechable producido tiene las dimensiones exactas que tiene la forma de la

navaja, la cual está empotrada en una placa de madera sólida, ésta es impulsada por la

fuerza del cilindro contra el contrasuaje, y de esa manera se efectúa el satinado (material

del cual son los protectores) [9]. La figura 2.13 muestra las dimensiones de la forma de la

navaja.

Figura 2.13 Dimensiones del corte


36

En la parte superior de suaje está montado un cilindro el cual proporciona la fuerza

necesaria (100 psi) [10] para cortar el satinado. Como se puede observar en la figura 2.14

la carrera del cilindro es de 7.7 cm.

Figura 2.14 Dimensiones del suaje vista lateral

2.8.2 NAVAJA

La navaja es de acero al alto carbón, dimensionalmente estable de excelente rendimiento al

corte y resistencia al desgaste. [11].

La siguiente tabla muestra la composición química promedio del acero.

Tabla 2.6 Composición química (% promedio)

C (Carbono)

Mn (Manganeso)

Si (Silicio)

Cr (Cromo)

Mo (Molibdeno)

V (Vanadio)

1.55 0.35 0.35 11.50 0.80 0.80


37

2.8.3 CILINDRO NEUMÁTICO

El criterio de selección del cilindro que se emplea en la máquina fue en base a pruebas

experimentales comparando los rangos de presión que manejan los cilindros que se

utilizaron con la presión necesaria para realizar el corte y por lo tanto se concluyó que este

cilindro es conveniente en la aplicación. La presión manométrica necesaria para que el

corte fuera adecuado es de 100 psi.

A continuación se muestran las características técnicas. [Ver anexo 2 “Dimensiones del

soporte del cilindro”]

El número de modelo de todos los propulsores lineales consiste en tres grupos

alfanuméricos. Estos designan el tipo de producto, calibre y longitud de golpe.

• Marca del cilindro: Bimba [12]

• Modelo: TE-093-CEB1M

• Tipo. TE - Propulsor compuesto

• Medida de calibre : 09 – calibre 1-1/16"

• Longitud de golpe 3 – longitud de 3”

• Opciones de Cilindro

C – cojinetes ajustables

EB1 – parachoques externa

M – sensores magnéticos de posición

• Factor aproximado de potencia

9/16" = 0.2

3/4" = 0.4

1-1/16" = 0.9

1-1/2" = 1.7

2" = 3.1

2-1/2" = 5.0

3" = 7.0

Para este modelo (TE-093-

CEB1M) corresponde un factor de

potencia de 0.9


38

• Presión máxima de trabajo = 250 psi / 1723689.25 Pa / 17.236 Ba / 17.011 at

• Acero inoxidable 303 a través de pozos de dos taladros

• Cromado duro para ejes de 2-1/2’’ y 3´´ de agujero

• Carcasa de aluminio anodizado claro y placa de herramientas

• Compuesto plástico guía rodamientos del eje

• Aleación de aluminio de alta resistencia porta extremos

• Pistones de acero inoxidable 303

• Varilla guía buje de bronce

• Rangos de temperatura en sellos: -25 °C a 95 °C

• Lubricación: Aire pre-lubricado y sellado de fábrica de una vida libre de

mantenimiento de 500 horas de funcionamiento.

2.8.4 DATOS TÉCNICOS DE LA VÁLVULA 5/2

A continuación se muestran las características técnicas de la válvula 5/2 utilizada (Figura

2.15 y tabla 2.7).

Figura 2.15 Válvula 5/2

Tabla 2.7 Características técnicas de la válvula 5/2

MARCA FESTO MODELO JMVH-5-1/4 SERIE 110417 TIPO DE VÁLVULA 5/2 CON DOBLE SOLENOIDE PRESION MÁXIMA(bar) 10 bar PRESION MÍNIMA(psi) 24 psi PRESION MÍNIMA(bar) 2 bar PRESION MÁXIMA(psi) 145 psi

Tabla 2.8 Características técnicas de solenoide

MODELO IP65 SERIE 13464 ALIMENTACIÓN 24 VCD POTENCIA(W) 2.5W


39

Capítulo 3

COMPONENTES EN EL ARMADO DE LA MÁQUINA

SUAJADORA

En este capítulo se muestran puntos relevantes acerca de la secuencia de operación

de la máquina suajadora semiautomática, así como los dispositivos de entradas y salidas

que se encuentran conectadas al Controlador Lógico Programable, los cuales son la base

para el funcionamiento de la máquina.


40

3.1 SECUENCIA DE OPERACIÓN

A continuación se muestran los pasos a seguir para hacer funcionar la máquina.

1. Se energiza el PLC desde el interruptor principal ubicado en el tablero donde está

montado el mismo Controlador Lógico Programable (Figura 3.1).

Figura 3.1 Interruptor principal

2. Se energiza el proceso con el botón de arranque ubicado en el Controlador Lógico

Programable. Al mismo tiempo, la lámpara verde ubicada en la estación de botones,

se activa como referencia de energizado total (Figuras 3.2a y 3.2b).

Figuras 3.2 a) y b): Botón de energizado principal y

su respectiva lámpara indicadora

3. Se oprime el Botón de Arranque en el tablero de operación (Figura 3.3).

3.3 Botón de arranque


41

4. Al mismo tiempo, la lámpara azul ubicada en la estación de botones, se activa como

referencia de inicio de operaciones, y a su vez retrae el cilindro de forma inicial

(Figura 3.4).

3.4 Lámpara indicadora de operación

5. Cuando la plancha se encuentra en la posición inicial (I:0/3), el cilindro neumático

desciende a presión alta haciendo el corte de manera uniforme en todo el material

(Figura 3.5).

Figura 3.5 Descenso del vástago del cilindro

6. Al momento de estar descendido el cilindro, éste se encuentra sincronizado con un

temporizador (TIMER 1) para que el corte sea lo más fino posible.

7. Cuando termina de contar el temporizador, la acción del cilindro es retraerse

nuevamente para que, la plancha se desplace a la segunda posición y a su vez

accione el rodillo de acero. El rodillo de acero se encuentra acoplado al eje del

segundo motor (Figura 3.6).


42

Figura 3.6 Desplazamiento de la plancha

8. El segundo motor mueve el material a través de un segundo temporizador. Éste se

acciona por efecto del interruptor superior del cilindro.

9. Al momento de mantener la plancha en la segunda posición, se activa un tercer

Timer, con el fin de que el operador tenga un tiempo determinado para retirar el

material cortado.

10. Ya que deja de contar el Timer, se acciona el sentido de giro inverso del motor 1

para regresar la plancha a su posición original y repetir el ciclo (Figura 3.7).

Figura 3.7 Posición inicial de la plancha


43

3.2 DISPOSITIVOS DE ENTRADA SELECCIONADOS

3.2.1 INTERRUPTORES DE LÍMITE

Los interruptores finales de carrera o de posición, son los que detectan la posición de un

elemento móvil por medio de accionamiento mecánico y se usan para detectar la llegada de

un elemento móvil a una determinada posición.

Los interruptores seleccionados son los siguientes:

• Interruptores tipo lengüeta (Figura 3.8)

Figura 3.8 Interruptores de límite OMRON modelo X-10GM-B

3.2.2 BOTONERAS

Las botoneras activan el arranque y /o paro de un proceso. Los botones utilizados en el

control de la máquina son los siguientes:

• 1 botón pulsador de arranque (Figura 3.9)[14].

Figura 3.9 Botón pulsador de arranque


44

• 1 botón pulsador de paro (Figura 3.10).

Figura 3.10 Botón pulsador de paro

3.3 DISPOSITIVOS DE SALIDA SELECCIONADOS

3.3.1 ACTUADORES

El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para

activar a un elemento final de control como son las válvulas.

Los actuadores utilizados en el proyecto son de tipo:

• Neumático: Cilindro neumático marca BIMBA descrito en el capítulo 2 (Figura

3.11).

Figura 3.11 Cilindro Neumático BIMBA modelo TE-093-CEB1M


45

• Eléctrico: motor eléctrico marca YOKOGAWA descrito en el capítulo 2 (Figura

3.12).

Figura 3.12 Motor YOKOGAWA SERTEC REVERSIBLE

Modelo RM-H8A25ZMPS073-V 95C209

3.3.2 ALARMAS

La alarma es un elemento fundamental en cualquier tipo de proceso ya que indica alguna

anomalía a lo largo de cualquier proceso (Figura 3.13).

Figura 3.13 Alarma visible y audible (buzzer)

3.3.3 LÁMPARAS DE SEÑALIZACIÓN

Dispositivos eléctricos que ayudan a visualizar el estado de la máquina (figura 3.14).

Figura 3.14 Lámparas de señalización


46

3.3.4 RELEVADORES

Son elementos que tienen en su interior una bobina y un electroimán, los cuales activan

contactos que permiten abrir o cerrar circuitos independientes.

Los relevadores seleccionados son los siguientes (Figura 3.15 y 3.16):

• Relevadores marca RS[15]

Figura 3.15 relevador RS

• 1 relevador marca Siemens[13]

Figura 3.16 relevador Siemens modelo 3TH2


47

3.4 ESPECIFICACION DEL PLC

En base al número de entradas y salidas, que son 6 y 8 respectivamente que tiene la

máquina, el PLC Micrologix 1200 de Allen Bradley fue el elegido para el proyecto, ya que

cuenta con diversas características que ayudan a favorecer el control total de dicha

máquina, además, el lenguaje proporcionado para programar la máquina es sencillo y fácil

de usar.

Las características que se nombran a continuación son especificaciones técnicas contenidas

en el Controlador Lógico Programable de Siemens modelo S7-200 (tabla 3.1), y

comparadas con el Controlador Lógico Programable seleccionado marca Micrologix®

1200 Allen Bradley™ (tabla 3.2).

Tabla 3.1 Especificaciones Técnicas de un Controlador Lógico Programable

Siemens S7-200[16]

a) Tamaño

Dimensiones 90 x 80 x 62

Peso 310 g

b) Características internas del PLC

# Entradas digitales integradas 6 entradas

# Salidas digitales integradas 4 entradas

E/S de ampliación digitales 10 E/S

c) Núm. Puertos 1 puerto

Tipo de puerto eléctrico RS- 485

Velocidad de transferencia PPI/MPI 9.6, 19.2 Y 187.5 Kbits/seg

Velocidad de transferencia Freeport 0.6, 1.2, 2.4, 4.8, 9.6, 19.8 y 38.4 Kbits/seg

Tipo de comunicación Profibus


48

a) Alimentación: CD-CD y AC-DC-RELE

CPU DC/DC/DC AC/DC/RELÉ

Tensión de línea 20.4 a 28.8 VCD AC 85 a 264 VCA

Corriente de entrada 80/900 mA a DC 24 V 15/60 mA a AC 240 V

Fusible interno 2A, 250 V, de acción lenta 2A, 250 V

b) Alimentación para sensores de 24 VCD

Margen de tensión DC 15.4 V a 28.8 V DC 20.4 a 28.8 V

Corriente máxima 180 Ma 180 mA

Corriente Límite 600 mA 600 mA

c) Entradas

# Entradas integradas 6 entradas 6 entradas

Tipo de entrada Sumidero de corriente/

fuente (tipo 1 IEC sumidero

de corriente)

Sumidero de corriente/

fuente (tipo 1 IEC sumidero

de corriente)

d) Tensión de entrada

Tensión máxima continua

admisible

DC 30 V DC 30 V

Señal 1 lógica Min. DC 15V a 250 mA Min. DC 15V a 250 mA

Señal 0 lógica Máx. DC 5V a 1 mA Máx. DC 5V a 1 mA

e) Características de las salidas

# Salidas integradas 4 salidas 4 salidas

Tipo de salida Estado sólido MosFET Relé, contacto de baja

potencia

f) Tensión de salida

Margen admisible DC 20.4 A 28.8 V DC 5 a 30 V ó AC 5 a 250V

Señal 1 Lógica DC 20V

Señal 0 Lógica DC 0.1V


49

Figura 3.17 Controlador Lógico Programable Siemens S7-200

Tabla 3.2 Especificaciones técnicas del Controlador Lógico Programable Micrologix 1200

Allen Bradley seleccionado [17]

a) Tamaño

Dimensiones 90 x 110 x 87 (mm)

Peso 900 g

b) Especificaciones generales

Tensión de entrada, Nom. 100/ 120 VCA, 200/240 VCA

Potencia real de alimentación de entrada 29 W

Frecuencia de operación 47 a 63 Hz

Alimentación de salida 400 mA 5 VDC

350 mA 24 VDC

Temperatura máxima 55°C

Fuente de alimentación máxima de arranque 25A para 8 ms a 120 VCA

Potencia de salida 24 VDC a 250 mA

c) Características Internas del PLC

Entradas 14

Salidas 10

Expansión de E/S Hasta 136 E/S


50

Alimentación de las entradas 24 VCD

Retardo de la señal de entrada Seleccionable: 0.025, 0.075, 0.1, 0.25, .5, 1,

2, 4, 8 ó 16 ms

Tipo de salida Contacto a relé

Corriente de salida continua 8A /COMM

Total de 30 A a 150 VCA

Potencia de salida de usuario 24 VCD a 250 mA

d) Comunicación integrada

Puertos 2

Tipo de puerto eléctrico RS-232

Tipos de comunicación Ethernet I/P, DeviceNET, DH 485, Modbus

Velocidad de transferencia Freeport 1.2, 2.4, 4.8, 9.6, 19.8 y 38.4 Kbits/seg

e) Especificaciones de tensión de entrada

Rango de tensión de entrada 10 a 26 VDC a 55 °C

10 a 30 VDC a 30°C

Mínimo 2.0 mA a 10 VDC

Normal 8.9 mA a 24 VDC

Máximo 12 A a 30 VDC

f) Especificaciones de salida a relevador de contacto

Tensión máxima 24 VDC, 125 VDC, 120 VAC, 240 VAC

Corriente máxima 1.2 A, 0.22 A, 15 A, 7.5 A

Potencia aparente 28 VA para CD, 1800 VA para CA


51

Figura 3.18 PLC Micrologix 1200 seleccionado

3.5 CABLEADO DEL PLC

Ver plano “Cableado del PLC” adjunto.

3.6 SISTEMA DE SEGURIDAD

Un sistema de seguridad es importante en la máquina, ya que protege de primera instancia

al operador y al PLC el cual recibe las señales de operación (Figura 3.19).

Figura 3.19 Diagrama de seguridad


52

Los elementos principales que compone el sistema de seguridad son:

• Relevador de 120 VCA [13] utilizado como Relevador de Control Maestro

Figura descrita en el punto 3.3.4

• Botón pulsador [18]. Energiza y/o restablece el sistema sin activar la máquina

(Figura 3.20).

Figura 3.20 Botón pulsador de energizado

• Botón pulsador de retención. Utilizado como paro de emergencia principal

ubicado a la altura de la rodilla, gira para destrabar (Figura 3.21) [18].

Figura 3.21 Botón pulsador de retención


53

• Botón tipo hongo. Utilizado como paro de emergencia ubicado en el tablero de

operación (Figura 3.22)[18].

Figura 3.22 Botón tipo hongo

• Cajas herméticas con grado de protección IP55 (Figura 3.23) [19].

Figura 3.23 Caja hermética ABB SACE

• Señalador sonoro. Estos trabajan a una tensión de 120 VCA (Figura 3.24) [18]

Figura 3.24 Alarma sonora

3.6.1 FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE SEGURIDAD

Primeramente, se tienen 3 botones de paro de emergencia conectados a la línea con el fin de

proteger al operador y al PLC con el simple hecho de oprimir cualquier botón de paro de


54

emergencia. Estos botones se encuentran conectados hacia el Relevador de Control Maestro

(MCR).

Los botones de paro se encuentran siempre cerrados internamente, por lo que, al momento

de oprimir dicho botón, el circuito se abre interrumpiendo la energía eléctrica proveniente

de la línea.

El botón de energizado principal se encuentra conectado al MCR utilizando uno de sus

contactos abiertos con el fin de enclavarse al momento de que se oprima el botón.

Dentro del sistema de seguridad se encuentra conectada una alarma al MCR la cual se

activa al momento de abrir el circuito mediante los botones de paro de emergencia. Esta

alarma también se activa al momento de energizar el interruptor termomagnético del PLC

sin activar el botón de energizado principal.


55

Capítulo 4

SINCRONIZACIÓN DE LA

MÁQUINA A TRAVES DEL PLC

En este capítulo se muestra la manera de integrar la aplicación sobre el PLC. Se

inicia con la comunicación y programación del PLC, desarrollando los elementos que

intervienen en la comunicación [20] (PLC-CPU [21]) como es el tipo de interface, cable y

conectores. Se muestra el software en el cual se realizó la programación del diagrama de

escalera (ladder) que se requiere para poder llevar a cabo el control de la maquina suajadora

neumática.


56

4.1 ELEMENTOS PRINCIPALES PARA ESTABLECER LA COMUNICACIÓN CON

EL PLC

4.1.1 CABLE DE PROGRAMACIÓN MicroLogix ® 1200, CANAL 0 (MINI DIN DE 8

PINES) [22]

Este tipo de cable es el medio físico para poder realizar la comunicación entre el PLC y la

computadora, donde se realiza la programación en escalera por medio del software.

Se tomó en cuenta que el conector D9 va conectado en el CPU y el Din de 8 pines va

conectado al PLC.

Tabla 4.1 Características generales del cable de programación MicroLogix ® 1200.

Descripción Longitud Tipo de cable Figura

Cable para conectar el

controlador

MicroLogix a una PC

compatible con IBM

2 m Mini Din de 8 pines

a conector D de 9

pines

4.1.2 COMPUTADORA CONVENCIONAL (CPU, MONITOR, TECLADO, MOUSE)

CON PUERTO SERIAL

El CPU el medio en donde se instalan el software RS-LINX y RS-LOGIX ® 500 para

poder realizar la programación y es donde va conectado el conector D de 9 pines de la

interface al puerto serial.


57

4.1.3 PLC SELECCIONADO

En el PLC antes mencionado es aquel donde van conectadas las entradas y salidas del

proceso y es donde se conecta el conector Din de 8 pines de la interface.

4.1.4 SOFTWARE: RS-LINX Y RS-LOGIX ® 500 [23].

Es el software requerido para poder realizar la comunicación y llevar a cabo en modo

grafico la programación del PLC para poder controlar la maquina suajadora neumática.

Tabla 4.2 Características generales del Software RS-LOGIX ® 500 [24].

Figura

Descripción Software de programación RSLogix ®

500 Starter Edición para la familia de

controladores MicroLogix(CD.ROOM)

Requisitos del sistema y

compatibilidad

IBM ®-compatible PC con procesador

Pentium ®

Microsoft ® Windows 98, Windows NT

® (versión 4 w / SP4 o superior),

Windows 2000 o Windows XP

32 MB de RAM (64 MB recomendado)

50 MB de espacio libre en disco duro (o

más basada en los requisitos de


58

aplicación)

16-color VGA Graphics Adapter, 640 x

480 o mayor resolución (256 a 800 x 600

en color óptima).Productos requieren el

uso de RSLinx Classic Lite. RSLinx

Classic Lite se incluye con RSLogix 500

4.2 COMUNICACIÓN CON EL RS-LINX Y LOGIX ® 500

A continuación se enlistan los pasos que fueron necesarios para realizar la comunicación

del PLC a la computadora [25]

1. Conectar el Mini Din de 8 pines en el PLC.

2. Conectar el D de 9 pines al puerto serial del CPU.

3. Encender el PLC y el CPU.

4. Abrir el programa RS-Logix.

5. Ir a menú comunicaciones.

6. Ir a la opción RSWho.

7. Seleccionar Workstation que aparece en la pantalla parte derecha intermedia.

8. Seleccionar el icono del PLC para saber que ya ahí comunicación entre el PLC y la

computadora.

9. Abrir el software RS-Logix ® 500.

10. Crear un archivo nuevo.

11. Seleccionar el PLC MicroLogix ® 1200 serie C (1 y 2 puertos)

12. Empezar a realizar el programa en escalera.

13. Al finalizar el programa ir al menú COMMS.

14. Ir a la opción descargar (Download) para subir el programa al PLC.

15. Si se requiere corregir el programa se va nuevamente al menú COMMS

16. Ir a la opción cargar (upload) para cargar el programa del PLC a la computadora.

17. Ya teniendo el programa requerido para la aplicación se va al menú COMMS.


59

18. Ir a la opción ir a línea (Go Online) para correr el programa y confirmar si el

programa esta correcto.

4.3 PROGRAMACIÓN

Para direccionar las entradas, salidas y timers en RS-Logix ® 500 se consultó una guía

rápida del software [26] por lo tanto obtenemos que el direccionamiento para controlar la

máquina suajadora es:

Tabla 4.3Direccionamientos de entradas al PLC.

Sensor inicial de límite – detección del cilindro arriba I:0/0 Sensor final de límite detección del cilindro abajo I:0/1

Sensor final de límite plancha derecha I:0/2 Sensor inicial de límite plancha izquierda I:0/3

Botón de arranque I:0/4 Botón de paro I:0/5

Tabla 4.4 Direccionamiento de salidas al PLC.

Válvula de expulsión O:0/0

Válvula de retracción O:0/1

Relevador Motor 2 O:0/2

Relevador Motor 1 giro 1 O:0/3

Relevador Motor 1 giro 2 O:0/4

Lámpara roja O:0/5

Lámpara verde O:0/6

Lámpara azul O:0/7

Tabla 4.5 direccionamiento de bits internos.

Bit 1 B3:0/0

Bit 2 B3:0/1


60

4.4 DIAGRAMA DE FLUJO

De acuerdo a la secuencia mencionada en el capítulo 3, se muestra el diagrama de flujo, con

el se realizará el diagrama de escalera.


61

4.5 DIAGRAMA DE ESCALERA Y EXPLICACIÓN (Líneas de código).

El programa que a continuación se explica se obtuvo de manera sencilla entendiendo el

diagrama de flujo.

Línea 0000.- Se activa la salida enclavada O: 0/6 que se refiere a la luz indicadora verde

encendida.

Línea 0001.- Al accionar la entrada I: 0/4 que representa al botón de arranque de la

plancha, se activa el bit B3:0/0 por consiguiente todos sus contactos (abiertos y cerrados) y

se queda enclavada por su configuración de enclavamiento (Latch) y se desactiva el bit

B3:0/1 por su configuración de desenclavamiento (Unlatch).

Línea 0002.- La salida enclavada O: 0/1 que representa a la retracción del cilindro, se

activa cuando el contacto B3:0/3 y la entrada I: 0/4 que es el botón de arranque estén

cerrados y B3:0/1 se mantiene cerrado, y permanecerá así hasta que se accione su

configuración Unlatch con lo que respecta a la salida enclavada O:0/4 que es el motor 1 en

el sentido de giro 2, tiene las mismas condiciones a excepción que además depende del

contacto de la entrada I:0/3 que representa al interruptor de limite del lado izquierdo de la

plancha.


62

Línea 0003.- Cuando se encuentran cerrados los contactos I: 0/3 que es el interruptor de

limite del lado izquierdo de la plancha, B3:0/0, B3:0/1 se activa la salida enclavada O: 0/0

que es la extracción del cilindro y se inicia la cuenta del timer T4:0 y además se activan las

salidas desenclavadas de O: 0/1 que es la retracción del cilindro y O: 0/4 que se refiere al

motor 1en el sentido de giro 2.

Línea 0004.- La salida enclavada O:0/1 que es la retracción del cilindro y la salida

desenclavada O:0/0 que es la expulsión del cilindro se activan mediante los contactos de los

bits B3:0/0 y B3:0/1 en estado cerrado y el contacto del timer T4:0/ DN el cual se activa

cuando el timer llego al SETPOINT, para la salida desenclavada O:0/3 que es el motor 1

en el sentido de giro 1, se activa de la misma forma, sin embargo dependerá también de los

contactos I:0/2 que se refiere al interruptor de limite del lado derecho de la plancha y I:0/0

que es el interruptor de límite superior del cilindro que deben estar cerrados.


63

Línea 0005.- Los contactos O: 0/3 que es el motor 1 en el sentido de giro 1, I: 0/0 que

representa al interruptor de límite superior del cilindro, T4:2/DN y B3:0/1 deben estar

cerrados para que se active la salida enclavada O: 0/2 que representa encender el motor 2.

Línea 0006.-El timer T4:2 iniciara su cuenta cuando los contactos I: 0/0 que es el

interruptor de límite superior del cilindro y B3: 0/1 estén cerrados.

Línea 0007.-Al terminar el conteo el timer cierra el contacto T4:2/DN, además el contacto

B·:0/1 debe estar cerrado, ambos activan a la salida desenclavada O: 0/2 que representa al

motor 2.

Línea 0008.-El timer T4:1 comienza su cuanta a través de los contactos B3:0/0, B3:0/1 y

de la entrada I: 0/2 que es el interruptor de límite del lado derecho de la plancha, cuando se

encuentran cerrados y de igual forma se activa la salida desenclavada O: 0/3 que representa

al motor 1 en el sentido de giro 1.

Línea 0009.- Al llegar al SETPOINT el contador T4:1 cierra el contacto T4:1/DN, y

además los contactos B3:0/0, B3:0/1 y de la entrada I: 0/3 que es el interruptor de limite


64

del lado izquierdo de la plancha, tienen que estar cerrados para que se active la salida

enclavada O: 0/4 que es el motor 1 en el sentido de giro 2.

Línea 0010.- La salida O: 0/7 que representa a la luz indicadora azul se activa cuando el

contacto de la bandera B3:0/0 este cerrado.

Línea 0011.- La salida O: 0/5 que representa a la luz indicadora roja se activa cuando el

contacto de la bandera B3:0/0 este cerrado.

Línea 0012.-Las salidas enclavadas O: 0/1 que es la retracción del cilindro , B3: 0/1 se

activan cuando el contacto de la entrada I: 0/5 que es el botón de paro, se cierra y de igual

forma las salidas desenclavadas O: 0/0 que es la expulsión del cilindro, O: 0/3 es el motor 1

en el sentido de giro 1, O: 0/4 que representa al motor 1 en el sentido de giro 2, O: 0/2 que

es el motor 2 y B3: 0/0.


65

Línea 0013.-Termina el programa.

Este programa cuenta con la programación para proteger al operador y realizar la secuencia de los actuadores para formar el protector.


66

Capítulo 5

ANÁLISIS

ECONÓMICO


67

5.1 COSTOS DE DISEÑO Y CONTRUCCIÓN

1. Costos de diseño de la máquina.

1 día = 8 horas de trabajo

1 semana = 5 días hábiles

1 mes = 22 días

Las horas laboradas en un mes se expresa con la siguiente ecuación:

22 í 8 176 5.1

Se emplearon 300 horas de labor en el diseño por un solo ingeniero en Control y

Automatización. La siguiente ecuación expresa los meses de labor:

300 /176 1.7 5.2

El costo por un solo ingeniero se muestra en la siguiente expresión:

$ 20,000.00 1.7 $ 34,091.00 5.3

El costo total por los tres ingenieros que colaboraron en el proyecto es de:

ñ $ 34,091.00 3 $102,272.00

2. Costos de construcción de la máquina

1 día = 8 horas de trabajo

1 semana = 5 días hábiles

1 mes = 22 días


68

Las horas laboradas en un mes se expresa con la ecuación (5.1):

22 í 8 176

Se emplearon 240 horas de labor en la construcción que un técnico realizo. La

siguiente ecuación expresa los meses de labor:

240 176 1.3 5.4

El costo total por la construcción de la máquina es de:

ó $ 6,000.00 1.3 $ 7,800.00

3. Total de costos de diseño y construcción.

ñ ó 5.5

$102,272.00 $ 7,800.00 $ 110,072.00

5.2 INVERSIÓN

La inversión total se compone por la suma de los costos de diseño y construcción, costos de

materiales y equipo.

ó Costos de diseño y construcción

ó $ 110,072.00 $23 330.83 $133,402.00

Tabla 5.1 Costos de la máquina

COSTO DE LA MÁQUINA Diseño y construcción $ 110,072.00 Material y equipo (ver anexo 5) $ 23,330.83 Inversión total $ 133,402.00


69

CONCLUSIONES

En base a los objetivos planteados, se concluye que al cambiar el sistema de producción

manual por un sistema semi-automático que es la maquina suajadora neumática que se

diseñó y construyó, el tiempo de producción mejora sustancialmente, asimismo, la

seguridad aumentó ya que a través del sistema de seguridad diseñado para el usuario, los

riesgos disminuyeron notablemente ya que solo podrían ocurrir accidentes por descuidos

del mismo operador.

Con respecto al precio del protector se reduce satisfactoriamente ya que al realizarlo a

través de la producción en serie los gastos bajan porque se reduce la mano de obra y la

materia prima utilizada ya que se ocupa lo necesario para la fabricación del protector de

inodoro.

De acuerdo a los indicadores económicos-financieros obtenidos se puede decir que el

proyecto tiene una buena rentabilidad ya que se obtiene una TIR atractiva del 51% la cual

es superior a la tasa del costo de capital que se tomo como referencia para la evaluación

financiera (30%).

Por otra parte el ROI proporciona un dato favorable para justificar la realización de la

máquina, ya que el capital de la inversión ($ 172327.00) se recupera en solo 0.808 de año

que equivale en 10 meses aproximadamente.


70

GLOSARIO

COMMS: comunicaciones que tiene el PLC a la computadora.

Contrasuaje: pieza sobre la cual se recibe la presión para cortar o suajar el material.

Destrabar: romper un obstáculo que impide una acción.

Download: comando interno del software RS-LOGIX 500 que descarga el programa creado

al Controlador Lógico Programable (PLC).

Empotrar: Meter un objeto en un material sólido (madera, metal, concreto, etc.)

asegurándola con algún tipo de aditamento (pegamento, cemento, remaches, etc.).

Enclavar: en términos eléctricos, cerrar un circuito para producir una acción.

Interface: cable de conexión que facilita el intercambio de datos a una computadora

Inversión: una colocación de capital para obtener una ganancia futura

Ladder: En programación, tipo de diagrama que se ocupa como método para programar y

ejecutar una acción.

Motorreductor: caja de engranes interconectada al motor para reducir la velocidad del

mismo.

Neumática: tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la

energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos.

Pin: terminal o patilla a cada uno de los contactos metálicos de un conector o de un

componente fabricado de un material conductor de la electricidad.


71

Puerto serial: Puerto para conectar un dispositivo a una computadora. La información se

transmite por un solo conducto y por lo tanto bit a bit, de forma serial.

Sensor: dispositivo que detecta de manera automática un objeto.

Sincronizar: hacer coincidir en el tiempo dos o más fenómenos.

Suajadora: cortadora.

Válvula: dispositivo para interrumpir el suministro de un fluido, llámese aire o agua.


72

REFERENCIAS

[1] Información tomada de http://es.wikipedia.org/wiki/Suaje 26 de Octubre de 2009.

[2] Perfil de hierro negro H/N 1 X 1/8

[3] Rodillo giratorio. Ver anexo 1

[4] Información tomada de http://www.bnpsa.com/IM-main-bodyframe-rod-es.htm,

26 de Octubre de 2009.

[5] Información tomada de http://www.europages.es/FIMINOX-SPA/bcg-SEA-

SEA63125314-001-26/informacion-de-la-empresa.html?origine=/guia-

empresas/psrw/tornillos-sinfin.html, 17 de Junio de 2009.

[6] MAQUINARIA INDUSTRIAL GARZA. Dirección Gabino Barrera 110 Col San

Rafael México DF tel. 55 350511

[7] Información tomada de http://www.tkkcorporation.com/yokogawa/induction-

motor.htm, 27 de Octubre de 2009.

[8] Mecánica para ingeniería dinámica. Anthony Bedrord y Wallace Fowler ; Jesus

Murrieta. Pearson Educación, México 2008

[9] Satinado, ver anexo

[10] 80 psi es el valor de la presión necesaria para que se efectué el corte deseado…………

[11] www.sisa1.com.mx/pdf/Acero%20SISA%20D2.pdf 4 de noviembre de 2009

[12] http://www.bimba.com/pdf/catalogs/FL_LinearThrusters.pdf 20 de octubre de 2009

[13]. Ficha técnica Relevador Siemens modelo 3TH2. Información tomada el 29 de

octubre de 2009:

http://www.iansystem.com/image/catalogue/Contactor/NSK2000_page115_126-3.pdf

[14]. Botoneras y lámparas de señalización. Información tomada el 30 de octubre de 2009:

http://www.siemens.com.ar/sites/internet/legacy/sie-

pe/pe/pdf_catalogos/Botoneras%20Signum_NSK_09_2002_es.pdf


73

[15]. Relevadores RS. Información obtenida el 29 de octubre de 2009 http://gr.rs-

online.com/mobile/search/searchBrowseAction.html?searchTerm=349-

327&method=searchProducts

[16]. Manual de siemens S7-200

[17]. Hoja de especificaciones PLC MicroLogix 1200. Información tomada el 27 de octubre

de 2009:

http://www.ab.com/en/epub/catalogs/12762/2181376/2416247/25463/2163606/

[18]. Ficha técnica de Botoneras de Seguridad. Información tomada el 28 de octubre:

http://www.steck.com.br/espanhol/news_001.php

[19]. Ficha técnica de la Caja Hermética utilizada. Información tomada el 4 de noviembre

de 2009

http://library.abb.com/global/scot/scot209.nsf/veritydisplay/379470dc0ce97dcbc1256f5d00

3cf953/$File/1SLC806001B0701.pdf

[20] Información tomada de

http://www.ab.com/en/epub/catalogs/12762/2181376/2416247/25463/2163606/tab3.html,

29 de Octubre de 2009.

[21] Información tomada de http://pctoonspc.blogspot.com/, 29 de Octubre de 2009.

[22] Catalogo Núm. 1761-CBL-PM02; Catalogo de Allen Bradley “Componentes

esenciales” Precio: 62$

[23] Catalogo Núm. 9324-RL0100ENE; Catalogo de Allen Bradley “Componentes

esenciales” Precio: 545$


74


http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/gr/lg500-gr002_-

en-p.pdf ,4 de Noviembre de 2009

[25] Ver anexo 1

[26] Información tomada de http://automaindus.googlepages.com/cap8_RSLogix1.pdf,

1 de Noviembre de 2009


http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=71602604

14 de noviembre de 2009

[28] Estudio de Mercado Para Protectores Sanitarios. Garduño Castillo Mauricia A. ESCA

IPN. 2004

[29] Ingeniería Económica. Anthony J. Tarquin, Leland Blank. Mc Graw Hill. 1978

[30] El Rendimiento Sobre la Inversión (ROI). Allen Sweeny. Fondo Educativo

Interamericano. 1983

[31] Análisis y Evaluación de Proyectos de Inversión. Raúl Coss Bu. LIMUSA. 1982


75

ANEXO 1

ESPECIFICACIONES RODILLO MAQUINA SUAJADORA MANUAL

Ficha técnica rodillo metálico.


76

ANEXO 2

MOTORREDUCTOR. Fotografía del motorreductor que hace mover el rodillo 4

DIMENSIONES DEL SOPORTE DEL CILINDRO

Propulsores lineales incorporados con cojines ajustables con un puerto en el lado trasero de

cilindro.


77

ANEXO 3

COMPONENTES FÍSICOS DE LA MÁQUINA

Ficha técnica Relevador Siemens modelo 3TH2. Información tomada el 29 de octubre de 2009: http://www.iansystem.com/image/catalogue/Contactor/NSK2000_page115_126-3.pdf

Ficha técnica de Botoneras de Seguridad. Información tomada el 28 de octubre: http://www.steck.com.br/espanhol/news_001.php


78


79


80

Ficha técnica de la Caja Hermética utilizada. Información tomada el 4 de noviembre de 2009: http://library.abb.com/global/scot/scot209.nsf/veritydisplay/379470dc0ce97dcbc1256f5d003cf953/$File/1SLC806001B0701.pdf

Las cajas herméticas ABB SACE con grado de protección IP55 están fabricadas con material termoplástico autoextinguible y resistente a calores fuera de lo normal y al fuego, hasta 960 °C (prueba del hilo incandescente). La gama se caracteriza por su extremada versatilidad: en efecto, se encuentran disponibles versiones con lados lisos o con entradas pasa-cables, con tapa opaca (gris RAL 7035) o transparente, alta o baja. El fondo de la caja cuenta con varios alojamientos, para la fijación de regletas y accesorios varios.


81

ANEXO 4

PASOS PARA PROGRAMAR EL PLC MICROLOGIX 1200 ALLEN BRADLEY®

Paso 4.- Abrir el programa RS-Logix.

Pasos 6.-Ir a la opción RS Who.


82

Pasos 7 y 8.-Seleccionar Workstation que aparece en la pantalla parte derecha intermedia, seleccionar el icono del PLC para saber que ya ahí comunicación entre el PLC y la computadora.

Paso 9.-Abrir el software RS-Logix 500.


83

Paso 10 y 11.-Crear un archivo nuevo, seleccionar el PLC MicroLogix 1200 serie C (1 y 2 puertos)

Paso 12.- Empezar a realizar el programa en escalera.


84

Paso 13.14, 15, 16, 17 y 18.-Al finalizar el programa ir al menú COMMS, ir a la opción descargar (Download) para subir el programa al PLC, si se requiere corregir el programa se va nuevamente al menú COMMS, ir a la opción cargar (unpload) para cargar el programa del PLC a la computadora, ya teniendo el programa requerido para la aplicación se va al menú COMMS, ir a la opción “go online” para correr el programa y confirmar si el programa esta correcto.


85

ANEXO 5

Tablas de costos de construcción de la máquina

Costos partes mecánicas

TIPO COSTO CANTIDAD TOTAL Suaje $195.00 1 $195.00

Contrasuaje de Nylon $250.00 1 $250.00 Motorreductor $ 950.00 2 $1800.00

Espárragos $12.50 (1 m) 5 $37.50 Tuerca de seguridad $1.00 16 $16.00

Tubo de aluminio IPS $40.50 3 $121.50 Guías de seguridad con

cuerda y moleteado $50.00 2 $100.00

Balero URB 1pulgadas $14.80 7 $103.60 Balero URS 2 pulgadas $35.00 2 $70.00

Tubo de acero $100.00 1 $100.00 Guías de seguridad de

acero $50.00 2 $100.00

Coples $35.00 2 $70.00 Compresor $1100.00 1 $1100.00

Otros $670.00 TOTAL $4733.60

Costo de la estructura metálica

Tramos de metal (1 tramo 3m)

$ 90.00 25.36m $760.80

Tabla 5.2.- Costo Equipo de control (dólar a $13.20)

TIPO COSTO CANTIDAD TOTAL

Clemas 1492-15T paquete de 100

USD$5.29 31 $69.82

Riel DIN 1492-DR5 paquete de 10

USD$9.46 1 $124.87

1 paquete de 100 Clemas 1492-M7X12

USD$1.51 20 $19.93

Paquete de 40 zapatas de ojillo $20.70 40 $20.70 Alarma 100VCA $44.85 1 $44.85 Conector macho $12.00 2 $24.00 Conector hembra $12.00 2 $24.00

Manguera $30.00 (1m) 3 $90.00 Conectores neumáticos 1 paquete 25 marca SMC

$100.00 4 $100.00


86

Seguros neumáticos paquete 25

$70.00 8 $70.00

Cilindro BIMBA modelo TE-093-CEB1M

USD$450.00 1 $5940

Electroválvula USD$150.00 1 $1980 Válvula reguladora $1200.00 1 $1200.00

Botón de hongo (rodilla) $ 32.41 1 $32.41 Botón de hongo $29.47 1 $29.47

Botón hongo momentáneo 40mm

$29.47 1 $29.47

Botón NA $19.64 2 $39.28 Botón NC $19.64 1 $19.64

Caja hermética IP 55 $40.00 2 $80.00 PLC MicroLogix 1200 USD$450.00 1 $5940.00

Relé 24VCD USD$16.30 3 $645.48 Socket de base para relevador

modelo 700-HN125 USD$ 6.49 3 $257.00

Interruptor Termomagnético $29.31 1 $29.31 Canaleta 25mm x 25mm $50.00 1 $50.00

Cable AWG #20 $3.00 (1m) 50 $150.00 Multicable AWG #20 4m $70 (1m) 4 $280.00

1 panel de estación de botones $40.00 1 $40.00 Lámpara verde 24VCD $32.70 1 $32.70 Lámpara roja 24VCD $32.70 1 $32.70

Lámpara azul 24VCD

$32.70 1 $32.70

Interruptores de limite Lengüeta

$60.00 2 $120.00

Interruptores de limite $10.00 2 $20.00 Interface USD$62.00 1 818.40

Total En pesos $18386.73

Tabla 5.2.- Costo otros. TIPO COSTO CANTIDAD TOTAL

Pintura negra aceite Comex $80.00 1 $80.00 Barniz ¼ lt $31.50 1 $31.50

Sellador ¼ lt $28.00 1 $28.00 Thinner $11.00 1 $11.00

Espiral ¼ $5.00 2 $10.00 Tapones $3.00 6 $18.00

Cinchos paquete 100 $4.00 20 $4.00 2 brochas 1/16 $9.00 2 $18.00

¼ kg estopa $10.00 1 $10.00 Total $210.50

TOTAL: $23 330.83

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