control cableado

DISEO DE LA AUTOMATIZACION DEL SISTEMA RIEL DE TRANSFERENCIA PARA LA LINEA DE SACRIFICIO, DE EL FRIGORIFICO LA FRONTERA LTDA DEL MUNICIPIO DE VILLA DEL ROSARIO NORTE DE SANTANDER

OMAR HUMBERTO CAPACHO PICON

UNIVERSIDA FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERIA PLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERIA ELECTROMECANICA SAN JOSE DE CUCUTA 2008

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DISEO DE LA AUTOMATIZACION DEL SISTEMA RIEL DE TRANSFERENCIA PARA LA LINEA DE SACRIFICIO, DE EL FRIGORIFICO LA FRONTERA LTDA DEL MUNICIPIO DE VILLA DEL ROSARIO NORTE DE SANTANDER

OMAR HUMBERTO CAPACHO PICON Cdigo: 0090405 DIRECTOR MARLON M HERNANDEZ CELY ING. ELECTRONICO

PROYECTO DE GRADO MODALIDAD PASANTIA COMO REQUISITO PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO ELECTROMECANICO

UNIVERSIDA FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERIA PLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERIA ELECTROMECANICA SAN JOSE DE CUCUTA 2008

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TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCION PRESENTACION 1. TITULO. 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. 1.3 JUSTIFICACION. 1.3.1 Beneficios econmicos. 1.3.2 Beneficios tecnolgicos. 1.3.3 Beneficios empresariales. 1.3.4 Beneficios sociales. 1.4 OBJETIVOS. 1.4.2 Especficos. 1.4.1 General. 1.5 ALCANCE Y LIMITACIONES. 1.5.1 Alcances. 1.5.2 Limitaciones. 1.5.3 Delimitacion espacial. 1.5.4 Delimitacion temporal. 2. MARCO TEORICO 2.1 ANTECEDENTES. 2.1.1 Sistema de puestos. 2.1.2 Sistemas de mesa y semilineales. 2.1.3 Sistema de carril por gravedad. 2.1.4 Sistema de impulsin mecnica intermitente. 2.2 MARCO CONTEXTUAL. 2.2.1 Ganado bovino. 2.2.2 Matadero frigorficos. 2.2.3 Procesos realizados en el sacrificio y faenado de ganado. 2.2.4 Misin. 2.2.5 Visin. 2.2.6 Domicilio legal. 2.3 MARCO REFERENCIAL.

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2.3.1 Automatizacin. 2.3.2 Maquina. 2.3.3 Mecanismo. 2.3.4 Sensor. 2.3.5 Interruptor. 2.3.6 Pulsador. 2.3.7 PLC. 2.3.8 Lenguaje de programacin para PLC. 2.3.9 Proceso. 2.3.10 Polipasto. 2.3.11 Riel. 2.4 MARCO LEGAL. 2.4.1 Normas para mataderos. 3. DESCRIPCION DEL PROCESO DE PRODUCCION EN LA LINEA DE SACRIFICIO DEL FRIGORIFICO lA FORNTERA LTDA. 3.1 Riel de transferencia en la lnea de sacrificio. 3.1.1 3.1.2 Izado. Canaleta de sangrado.

3.1.3 Corte de primera pata trasera. 3.1.4 Corte de segunda pata trasera. 3.1.5 Despiele inferior. 3.1.6 Maquina despieladora. 3.1.7 Raja pecho. 3.1.8 Extraccin de vsceras blancas. 3.1.9 Cocina de vsceras blancas. 3.1.10 Extraccin de vsceras blancas. 3.1.11 Cocina de vsceras rojas. 3.1.12 Raja canal. 3.1.13 Arreglo de canal. 4. DISEO DE LA AUTOMATIZACION DEL SISITEMA 4

RIEL DE TRANASFERENCIA. 4.1 Clculos para el diseo. 4.1.1 Parmetros de diseo. 4.1.2 Calculo de tiempo de ejecucin de los procesos en la lnea de sacrificio. 4.2 Condiciones de diseo que debe cumplir la programacin del PLC. 4.3 Mtodo de seleccin de equipos. 4.3.1 calculo de nmero de entradas y salidas de PLC. 4.3.2 Entradas del PLC. 4.3.3 Salidas del PLC. 4.4. Seleccin del controlador lgico programable (PLC). 4.4.1 Parmetros y metodologa de seleccin. 4.4.2 Acerca de las casas fabricantes del PLCS. 4.4.3 Metodologa MDSB de seleccin del PLC. 4.5 DESCRIPCIN DEL PLC LOGO 230 RCL. 4.5.1 Metodologa MDSB de seleccin de barreras Fotoelctricas. 4.5.2 conociendo el SOFTWARE LOGO SOFT. 4.5.3 Configuracin del hardware. 4.5.4 Programacin en bloques. 4.5.5 Lista de funciones bsicas. 4.5.6 Lista de funciones especiales. 4.6 Esquema elctrico de la automatizacin del sistema riel de transferencia en software de programa logo soft comfort. 4.7 Seleccin de sensores. 5. CABLEADO DEL SISTEMA ELECTRICO. 5.1 Cableado del PLC LOGO 230 RCL para el diseo. 5.1.1 Cableado de entradas del PLC LOGO 230 RCL. 5.1.2 Cableado de salidas de PLC LOGO 230 RCL. 5.2 Cableado potencia para el diseo.

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6. DESEMPEO COMO PASANTE EN EL FRIGORIFICO LA FRONTERA LTDA. 6.1 sistemas de control. 6.1.1 Mantenimiento en los sistemas de control. 6.1.2 Falla en el sistema de control del polipasto principal. 6.2 Control de bombas. 6.3 Control de motores trifsicos. BIBLIOGRAFIA CONCLUSIONES. AMEXOS

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LISTA DE FIGURAS. Figura 1. Lnea de sacrificio. Figura 2. Riel de transferencia en la lnea de sacrificio. Figura 3. Estructura mecnica del riel de transferencia. Figura 4. Corte de patas en canaleta de sangrado. Figura 5. Animal colgado en la segunda parte del riel. Figura 6. Desuello inferior del animal. Figura 7. Maquina despieladora. Figura 8. Raja pecho. Figura 9. rea de eviscerado. Figura 10. Maquina raja canal. Figura 11. Divisin de la canal. Figura 12. Limpieza de la media canal. Figura 13. PLC LOGO 230 RCL. Figura 14. Ventana de inicio del software de programa LOGO Soft Comfort. Figura15. Ventana de inicio del software de programa LOGO Soft Comfort. Figura 16. Funciones especiales temporizadores. Figura 17. Funciones especiales contadores. Figura 18. Funciones especial de sistemas anlogos. Figura 19. Funciones especial de sostenimiento de energa. Figura 20. Esquema elctrico de la automatizacin del sistema riel de Transferencia en software de programa logo soft comfort. Figura 21. Sensor fotoelctrico. Figura 22. Tablero de control 1. Figura 23. Tablero de control 1 y 2. Figura 24. Cableado del PLC LOGO 230 RCL para el diseo. Figura 25. Diagrama de potencia inversin de giro. Figura 26. Diagrama de control y potencia del polipasto principal. Figura 27. Esquema de elctrico de control de motores cribas. Figura 28. Esquema elctrico de potencia motores de cribas.

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LISTA DE CUADROS Cuadro 1. Promedios de tiempos de ejecucin en los puestos de trabajo. Cuadro 2. Mayores promedios de los puestos de trabajo. Cuadro 3. Caractersticas de los controladores seleccionados. Cuadro 4. Matriz de atributos del PLC. Cuadro 5. Matriz de coeficiente de nfasis para el atributo entradas digitales. Cuadro 6. Matriz de coeficiente de nfasis para el atributo entradas digitales PNP Y NPN. Cuadro 7. Matriz de coeficiente de nfasis para el atributo salidas digitales. Cuadro 8. Matriz de coeficiente de nfasis para el atributo de costo.Cuadro 9. Representacin y designacin de funciones bsicas del

programa programa

LOGO Soft Comfort.Cuadro 10. Representacin y designacin de funciones bsicas del

LOGO Soft Comfort. Cuadro 11. Ventajas y desventajas de sistema de barrera. Cuadro 12. Ventajas y desventajas de sistema Reflex. Cuadro 13. Ventajas y desventajas de sistema Auto reflex. Cuadro 14. Propiedades de pulsadores y sensores para el PLC LOGO 230 RCL.

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LISTA DE ANEXOS Anexo 1. Normas para mataderos. Anexo 2. Plano vista de techo de lnea de sacrificio. Anexo 3. Plano esquema elctrico de lnea de sacrificio. Anexo 4. Mtodo de decisin de seleccin binaria para la seleccin de Dispositivos Anexo 5. Matriz solucin de MDSB. Anexo 6. Manual de operacin de tableros de control. Anexo 7. Sistemas de conexin y aplicaciones de sensores fotoelctricos.

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INTRODUCCION En el Departamento de Norte de Santander se encuentra grandes industrias que pertenecen al sector alimenticio, uno de gran importancia debido a su gran demanda en el mercado y vital para la comunidad son los frigorficos, encargadas de prestar el servicio de sacrificio, cortes y almacenamiento de la carne de res. De tal manera que stas industrias requieren de un alto nivel de exigencia en calidad de sus procesos, ya que hablamos de un producto alimenticio. Por tanto las lneas de produccin de los frigorficos cada vez se conforman de nuevos sistemas tecnolgicos para que puedan responder ante estos criterios de calidad, a las diferentes entidades encargadas del estado (Invima). Con la realizacin de este proyecto, se hizo un diseo de automatizacin que se ajuste a la lnea de sacrificio del FRIGORIFICO LA FRONTERA LTDA., con el fin de darle a la empresa una idea aplicable para mejorar el proceso de la lnea en su planta, aumentando el nmero de sacrificios en los horarios de funcionamiento. Por ejemplo en la planta diariamente sacrifican entre 100 a 150 bovinos en 10 horas, con la aplicacin de l sistema automatizado del riel de transferencia se quiere reducir a 6 horas de trabajo, eliminando los tiempos muertos, etc. Para poder alcanzar un mejor posicionamiento tecnolgico a la empresa, permitindole competir en la industria regional. Debido a esto se investig y dise un sistema de automatizacin, de alto rendimiento, calidad, eficiencia y dems caractersticas fundamentales en la realizacin de un proceso de fabricacin alimenticia, que produce grandes beneficios para la empresa. Adems, se busca solucionar los principales problemas que presenta la lnea en el sector de corte como lo son las prdidas de tiempo en el desplazamiento del bovino para la realizacin del mismo.

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PRESENTACION En este caso los frigorficos, juegan un papel importante en la industria debido a la gran demanda presentada y exigencias de sus clientes y consumidores y entidades encargadas de supervisar su excelente funcionamiento (Invima). Por tanto estas industrias presentan lneas de procesos, como es la de sacrificio, la ms importante. Por lo tanto estas empresas, como las dems su objetivo principal es generar utilidades cumpliendo las normas exigidas de sanidad y calidad. Por un lado la produccin debe ser constante y sin contratiempos. Para que la produccin sea constante y eficiente la lnea de produccin debe estar equipada con sistemas y equipos electromecnicos cada vez de ms alta tecnologa. Dentro del medio se han desarrollado grandes tecnologas e implementaciones para este tipo de procesos, tecnologas utilizadas en grandes frigorficos como FRIGONORTE, FRIOGAN entre otros, Para este caso especialmente nos referiremos a la tecnologa aplicada en la lnea de sacrificio. Estas empresas frigorficas tienen un gran margen de produccin diaria que aporta para los costos de produccin, administracin, monina, etc y generando utilidades. Con la realizacin de este proyecto, se hizo el diseo de la automatizacin de la lnea de sacrificio para el FRIGORIFICO LA FRONTERA LTDA del municipio de Villa del Rosario de Norte de Santander. Con el fin de concientizar a la empresa de que con una futura implementacin de este diseo, el frigorfico mejorar el rendimiento, de igual modo que el proceso sea de mejor calidad, posicionando al frigorfico en un nivel de alta competencia industrial en la regin.

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1. TITULO DISEO DE LA AUTOMATIZACION DEL SISTEMA RIEL DE TRANSFERENCIA DE LA LINEA DE SACRIFICIO, PARA EL FRIGORIFICO LA FRONTERA LTDA., DEL MUNICIPIO DE VILLA DEL ROSARIO NORTE DE SANTANDER 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En cualquier frigorfico el proceso base y de mayor importancia es la lnea de sacrificio. Consiste bsicamente en el arreglo de la carne de res, estos procesos empiezan cuando el animal cae de la insensibilizacin, hasta el ltimo corte, que es el de la canal. Este proceso se realiza en un espacio lo suficientemente adecuado para realizar las mltiples funciones con la mejor calidad y agilidad posible. Con el avance del tiempo y la tecnologa se ha podido implementar y acondicionar para los frigorficos nuevos sistemas electromecnicos para agilizar el proceso en la lnea de sacrificio, aumentando el rendimiento de este, logrando as un mejor posicionamiento de rentabilidad y competencia como empresa de su regin. El frigorfico la frontera Ltda., del municipio de Villa del Rosario, desde sus comienzos (1992) implemento la lnea de sacrificio, tomando como modelos diseos de otros frigorficos de ese entonces. Por tanto la empresa ha trabajado con este sistema sin que se hallan hecho implementaciones o modificaciones importantes para avanzar tecnolgicamente y estar a la vanguardia con los dems frigorficos del la regin y del pas. De tal modo que en la actualidad esta lnea de sacrificio del frigorfico presenta algunas falencias, debido a que este proceso es un poco rstico ya que slo depende de la agilidad y el desempeo que aporten los operarios en la lnea de sacrificio y no de un sistema automatizado que controle el paso de los bovinos sobre el riel de transferencia a un tiempo y velocidad optima que exija a estos operarios un adecuado nivel de productividad y trabajo. Puesto que la lnea se mueve a la velocidad que los operarios desean y no la debida para la rentabilidad de la empresa. Cmo mejorar el proceso de la lnea de sacrificio para el FRIGORIFICO LA FRONTERA LTDA. para obtener un sistema de ptima calidad, alcanzar una mayor eficiencia, un nivel competitivo en la industria regional y un aumento en la productividad y rentabilidad del proceso? Con el nimo de mejorar estas falencias se diseo un sistema de automatizacin para la lnea de sacrificio que ayude a la empresa a alcanzar un mayor grado de tecnificacin y productividad que le permita elaborar un proceso de mejor calidad, en optimas condiciones; le ayudar a reducir los tiempos establecidos, as eliminando los tiempos muertos de los operarios en la lnea, reduciendo la

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jornada de sacrificio de diez a seis horas, generando una mejor organizacin y planificacin 1.3 JUSTIFICACION La realizacin de este proyecto se baso en la idea de demostrarle al FRIGORIFICO LA FRONTERA LTDA que con el diseo de automatizacin de su lnea de sacrificio, alcanzara un mejor posicionamiento industrial teniendo en cuenta que lo que se desea es crear una opcin econmica y avance tecnolgico, debido a que esta no cuenta con una gran disponibilidad de dinero. 1.3.1 Beneficios econmicos En el aspecto econmico la utilizacin del proceso automatizado de su lnea de sacrificio le permite al frigorfico agilizar el proceso en un 25% a 50%, ya que los operarios y trabajadores solo se debern encargar de sus principales funciones en este proceso, y adems trabajar a un ritmo de mayor eficiencia. Eficiencia que exija el sistema automatizado, Ya que se eliminaran los tiempos muertos., aumentando en un 20 al 25% la cantidad de sacrificios de bovinos en el horario de ejecucin del proceso. 1.3.2 Beneficios tecnolgicos El diseo de automatizacin de la lnea de sacrificio permite implementar un avance tecnolgico dentro del frigorfico, porque le permite crear un funcionamiento electromecnico de interaccin de los componentes con el operador. Ayudndole as a alcanzar un proceso de sacrificio ms gil, con mayor calidad, ms eficiencia y menores tiempos muertos, pero sobre todo adquiriendo una mejor imagen ante los dems frigorficos de la regin. 1.3.3 Beneficios empresariales Los beneficios empresariales e institucionales que se obtendr con el diseo de automatizacin son, la buena imagen que generara ante sus clientes y ante las empresas competidoras en su misma lnea de sacrificio, mostrndose como una entidad vanguardista y que est en constante evolucin tecnolgica segn lo requiera el medio donde se desenvuelve.

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1.3.4 Beneficios sociales Uno de los puntos ms importantes para la empresa es su mercado o consumidor, por eso la empresa siempre est en bsqueda de mejorar cada da ms, en buscar nuevas alternativas para satisfacer las necesidades y exigencias del consumidor y de sus clientes, por esto con el diseo se lograra brindar una mejor calidad. El diseo de automatizacin cumple con los requisitos indispensables para brindar un ptimo funcionamiento, una alta confiabilidad, un alto nivel tecnolgico y sobretodo beneficios econmicos.

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1.4 OBJETIVOS 1.4.1 General DISEO DE LA AUTOMATIZACION DEL SISTEMA RIEL DE TRANSFERENCIA PARA LA LINEA DE SACRIFICIO, DE EL FRIGORIFICO LA FRONTERA LTDA DEL MUNICIPIO DE VILLA DEL ROSARIO NORTE DE SANTANDER

Disear la automatizacin del sistema riel de transferencia, de la lnea de sacrificio del FRIGORFICO LA FRONTERA LTDA del Municipio del Villa del Rosario, Norte de Santander para optimizar la eficiencia en la produccin de la Empresa . 1.4.2 Especficos Recolectar informacin de la planta y de la lnea de sacrificio para establecer las opciones y condiciones en el desarrollo del diseo de la automatizacin. Seleccionar parmetros tcnicos de operacin del proceso y de la lnea de sacrificio para el sistema automatizado a disear. Elegir el PLC mas indicado que se ajusta a las condiciones de diseo de acuerdo a las variables a controlar, con la mejor opcin costo beneficio para la Empresa. Simular el sistema automatizado utilizando el software de programacin del PLC seleccionado. Seleccionar los instrumentos que formaran parte en el diseo, como sensores, pulsadores, actuadores etc. Realizar el diseo de automatizacin de la lnea de sacrificio para el frigorfico, especificando con esquemas elctricos, de control y potencia en diferentes software de programa.

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1.5 ALCANCE Y LIMITACIONES 1.5.1 Alcances Diseo de la automatizacin del sistema riel de transferencia la lnea de sacrificio para el frigorfico la frontera Ltda., que permita unas condiciones optimas de trabajo, mejorando y agilizando el proceso. 1.5.2 Limitaciones Es te proyecto solo consiste en el Diseo de la Automatizacin Sistema Riel de Transferencia, por tanto no involucra nada referente a un mecanismo o sistema mecnico. Por ende el diseo no se podr implementar ni poner en marcha, a dems de que la empresa no cuenta en el momento con recursos econmicos suficientes para la elaboracin de este proyecto. En caso de una futura implementacin, el diseo elctrico solo podr ser implementado en el FRIGORIFICO LA FRONTERA LTDA., ya que todas las variables son tomadas en esta planta. El diseo consiste en solo la automatizacin del sistema riel de transferencia, que se argumenta con esquemas elctricos de control y potencia, mas no del mecanismo (velocidades, pesos, cargas, potencia de motores, etc) del riel y tipo de materiales que lo conforman. 1.5.3 Delimitacin espacial El proyecto se desarrollar en las instalaciones fsicas del FRIGORIFICO LA FRONTERA LTDA. Villa del Rosario corregimiento de Juan Frio. 1.5.4 Delimitacin temporal Este proyecto se efectuar en un total de 22 semanas, rigindonos en los horarios laborales de la empresa., que son de lunes a sbado con descanso los mircoles, tiempo en el que a la vez se ejerci una labor de pasante en la planta.

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2. MARCO TEORICO 2.1 ANTECEDENTES La preparacin de la carne es el proceso de convertir las canales en productos comerciables, comestibles y no comestibles La carnizacin puede llevarse a cabo mientras las canales estn en mesas situadas sobre el suelo, o suspendidas de un carril , sistemas a los que se denomina de puesto y lineal, respectivamente. Obviamente, la carnizacin sobre el suelo es ms antihiginica, mientras que la primera etapa de la carnizacin en mesa es ms aceptable. Cuantas ms operaciones se realicen mientras la canal est colgada, ms limpio el proceso; y cuanto ms se utilicen los carriles, mayores posibilidades existirn de mecanizacin y de aceleracin. La tendencia histrica general ha consistido, por lo tanto, en organizar la preparacin de la carne cada vez ms en los carriles; y en los sistemas ms recientes, en los pases industrializados, todas las operaciones se realizan en el carril, desde el desangrado hasta el pesaje y la refrigeracin. Existen diferentes sistemas en los cuales los frigorficos realizan los procesos de su lnea resacrificio, para su produccin.

2.1.1 Sistema de puestos. El sistema de puestos en su forma ms primitiva, como en muchos pases en desarrollo, significa que la matanza y la preparacin de canales se efecta en el suelo con una argolla a la que se encadenan los animales para la matanza, un agujero para la sangre y una zanja para el contenido del estmago. El suelo, a menos que se lave repetidas veces, est cubierto de sangre excrementos y subproductos, lo que produce una gran contaminacin as como la contaminacin de las aguas subterrneas por los materiales de desecho descartados. Estos procedimientos son, por supuesto, totalmente inaceptables. 2.1.2 Sistemas de mesa y semilineales. Las caractersticas esenciales del sistema semilineal es que la canal avanza en una direccin y puede encontrarse sucesivamente en el carril de desangrar, la mesa y el carril de carnizacin; y luego en el carril de salida. 2.1.3 Sistema de carril por gravedad

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Se trata de un sistema en que la canal, mientras est suspendida de un camal y de un carrito de rueda nica, desciende por gravedad a los puestos donde se realizan las operaciones, detenindose en su posicin por medio de topes del carril. Este sistema puede utilizarse para ritmos de matanza de 10 a 40 bovinos por hora. La evisceracin se realiza en un carrito para tripas o directamente en una mesa de inspeccin. Este es el sistema ms compacto y econmico de todos los sistemas en el carril. Sin embargo, se necesita una altura de techo suficiente debido al dispositivo del carril necesario para descender por gravedad a las canales a lo largo de la cadena de preparacin de la carne. 2.1.4 Sistema de impulsin mecnica intermitente En este sistema, las canales suspendidas del camal y del carrito en centros predeterminados, avanzan hasta los puestos de trabajo por medio de una propulsin mecnica intermitente. La seccin de propulsin est controlada por un dispositivo de regulacin del tiempo variable que se fija previamente para determinar el ritmo de la matanza. Se puede establecer de ese modo un ritmo que permita una realizacin fluida de las operaciones. El desollado se puede realizar sin utilizar un extractor de pieles. La evisceracin se puede llevar a cabo en una mesa mvil alta de inspeccin de las vsceras. Este sistema de semipropulsin mecnica resulta slo econmico y es nicamente adecuado para un matadero de mediano tamao, mejorado en el que resulte posible la utilizacin mltiple de la cadena para conseguir un ritmo mximo de matanzas (de 10 a 75 bovinos por hora). Al ser propulsado el carril puede estar continuamente al mismo nivel y requiere una menor altura de techo que el sistema de gravedad.

Ventajas de los sistemas de cadena o en el carril

La ventaja evidente del sistema de cadena frente al de puestos es la higiene y la posibilidad de una inspeccin ms centralizada. Esta ventaja se puede aprovechar al mximo disponiendo que todas las partes de la canal se desplacen paralelamente y sean identificadas, inspeccionadas y selladas juntas, lo que constituye el principio de la inspeccin no separada tal como se requiere para garantizar una higiene adecuada de los alimentos. Por estos motivos, el sistema de cadena, en sus diversas formas, ha ganado terreno en todo el mundo. No obstante, es inevitable que en los pases en los que predomina el sistema de puestos algunos matarifes y carniceros se opongan al sistema de cadena, a menos que se modifique. Aunque existen situaciones - por ejemplo en zonas rurales con una poblacin escasa y malas comunicaciones o en comunidades donde las diferencias socio 18

religiosas imposibilitan una produccin constante - en las que nicamente es factible un sistema de tipo puesto fijo. El sistema de cadena exige un equipo y una produccin mnimos. Para la cadena ms sencilla de bovinos se requieren de tres a cuatro hombres. Con ms hombres, el trabajo en la cadena se hace gradualmente ms fcil y ms econmico. El sistema de cadena, con excepcin de las instalaciones ms pequeas, es el ms productivo. Esto viene indicado por la cifra citada ms arriba y est puesto de manifiesto por el hecho de que la capacidad de las cadenas instaladas para las producciones mnimas sealadas puede aumentarse en el 50 por ciento ms, simplemente incrementando el nmero de hombres o las horas extraordinarias. El sistema de cadena tiene otras ventajas importantes, que se sealan a continuacin: i. Exige una superficie de suelo mucho menor; en consecuencia, los gastos de mantenimiento y limpieza del edificio son inferiores. En los edificios de dos pisos evita la necesidad de prever una multiplicidad de conductos de descarga caros y de reas de recepcin adecuadas. Posibilita un uso ms econmico de un nmero relativamente menor de dispositivos auxiliares mecnicos como los polipastos y las sierras elctricas, etc. Es posible aumentar la produccin por hombre Es ms limpio en muchos sentidos: a. Las operaciones de preparacin de las canales pasan de la zona sucia a la zona limpia. b. Las operaciones en el suelo se eliminan parcialmente y, con los sistemas actuales, totalmente. c. Los despojos y otros subproductos se pueden retirar en ngulos rectos con la cadena o a travs de conductos que comunican con el piso inferior (evitando un trfico cruzado) o regresando luego a travs de las reas de desangrar o sucias. d. Necesita relativamente menos trabajadores calificados; se pueden emplear trabajadores no calificados a los que se promover posteriormente para que asuman actividades que requieren una mayor capacitacin. e. Facilita la inspeccin adecuada de la carne.

ii. iii.

2.2 MARCO CONTEXTUAL Anteriormente el proceso de sacrificio de ganado eran al aire libre, exponindose a la contaminacin de los alrededores y contaminando el mismo medio ambiente, por tanto el proceso era totalmente manual, no haba nada mecnico ni elctrico que agilizara el proceso, ni que asegurara su higiene. Con el pasar de los aos y la tecnologa, se empezaron a establecer leyes que prohiba el funcionamiento de esta clase de mataderos, denominndolo como 19

mataderos clandestinos. De igual modo exigiendo industrias de estas que cumpliera ciertos reglamentos de sanidad. Actualmente en Norte de Santander se encuentra dos frigorficos en funcionamiento, como lo son FRIGORIFICO LA FRONTERA LTDA ubicado en el municipio del Villa Del Rosario y FRIGONORTE que se encuentra en el municipio de cornejo. FRIGONORTE se fundo mucho antes que FRIGORIFICO LA FRONTERA. De igual modo se ha renovado tecnolgicamente en sus procesos, en este caso nos referimos a las lneas de sacrificio. 2.2.1 Ganado bovino Esta agrupacin pertenece a los mamferos rumiantes, y constituyen el principal grupo de animales de abasto publico o consumo humano, ya que las individualmente rinden mayor cantidad de carne, que el resto de los animales de consumo. 2.2.2 Matadero frigorficos Es un establecimiento de vital importancia para la poblacin, por ser un servicio publico indispensable, debe satisfacer las caractersticas administrativas, tcnicas y sanitarias adecuadas para que la canal y vsceras obtenidas en los procesos realizados, cumplan los requisitos o normas establecidas con el fin de ofrecer a la comunidad un producto optimo de calidad; as mismo debe cubrir los gastos de sacrificio, faenado y conservacin. 2.2.3 Procesos realizados en el sacrificio y faenado de ganado Son diferentes los procesos que siguen para obtener un canal y subproductos con adecuadas caractersticas. Seleccin de ganado Transporte Recepcin animal Peso Ayuno y reposo Inspeccin ante-mortem Bao o lavado Insensibilizacin Izado Sangra Separacin de patas Descuello Separacin de cabeza Anudacion del recto Corte del esternon Esvisceracion 20

Divisin de la canal Lavado de las vsceras Lavado de la canal Inspeccin post-mortem Pesados de las media canales Almacenamiento y transporte de la canal y subproductos

La empresa fue fundada el 2 de septiembre de 1992, con el nombre de Matadero la Frontera CIA Ltda. En la actualidad tiene el nombre de FRIGORIFICO LA FRONTERA LTDA. 2.2.4 Misin Aportar a la comunidad y el rea metropolitana las condiciones ptimas de salubridad en los procesos de industrializacin de la carne. 2.2.5 Visin Generar la confianza del consumidor sobre aquellos productos que han sido procesados en la planta, 2.2.6 Domicilio legal La planta de sacrificio esta ubicada al noreste del municipio de Villa Del Rosario, en el corregimiento de Juan Fri, y su direccin es carrera 27, calle 25, barrio Gran Colombia. 2.3 MARCO REFERENCIAL 2.3.1 Automatizacin Sistema de fabricacin diseado con el fin de usar la capacidad de las maquinas para llevar acabo determinadas funciones anteriormente efectuadas por seres humanos, y controlar la secuencia de operaciones sin intervencin humana. Que es un sistema automatizado? La automatizacin es un sistema donde se trasfieren tareas de produccin, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnolgicos. Un sistema automatizado consta de dos partes principales: La parte operativa: es la parte que acta directamente sobre la mquina. Son los elementos que hacen que la mquina se mueva y realice la operacin deseada. Los elementos que forman la parte operativa son los accionadores de las 21

mquinas como motores, cilindros, compresores y los captadores como fotodiodos, finales de carrera... La parte de mando: autmata programable (tecnologa programada), aunque hasta hace bien poco se utilizaban relees electromagnticos, tarjetas electrnicas o mdulos lgicos neumticos (tecnologa cableada) . En un sistema de fabricacin automatizado el autmata programable esta en el centro del sistema. Este debe ser capaz de comunicarse con todos los constituyentes de sistema automatizado.

Objetivos de la automatizacin Mejorar la productividad de la empresa, reduciendo los costes de la produccin y mejorando la calidad de la misma. Mejorar las condiciones de trabajo del personal, suprimiendo los trabajos penosos e incrementando la seguridad. Realizar las operaciones imposibles de controlar intelectual o manualmente. Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo proveer las cantidades necesarias en el momento preciso. Simplificar el mantenimiento de forma que el operario no requiera grandes conocimientos para la manipulacin del proceso productivo. Integrar la gestin y produccin.

2.3.2 Maquina Una mquina es un conjunto de piezas o elementos mviles y no mviles, que por efecto de sus enlaces son capaces de transformar la energa, utilizado en ingeniera para cambiar la magnitud y direccin de aplicacin de una fuerza, dispositivo que modifica una fuerza a un movimiento. 2.3.3 Mecanismo. Se llama mecanismo a un conjunto de elementos rgidos, mviles unos respecto de otros, unidos entre s mediante diferentes tipos de uniones, llamadas pares cinemticos (pernos, uniones de contacto, pasadores, etc.), cuyo propsito es la transmisin de movimientos y fuerzas. Son, por tanto, las abstracciones tericas del funcionamiento de las mquinas, y de su estudio se ocupa la Teora de mecanismos. Basndose en principios del lgebra lineal y fsica, se crean esqueletos vectoriales, con los cuales se forman sistemas de ecuaciones. A diferencia de un problema de cinemtica o dinmica bsico, un mecanismo no se considera como una masa puntual y, debido a que los elementos que conforman a un mecanismo 22

presentan combinaciones de movimientos relativos de rotacin y traslacin, es necesario tomar en cuenta conceptos como centro de gravedad, momento de inercia, velocidad angular, etc. 2.3.4 Sensor Un sensor es un dispositivo capaz de transformar magnitudes fsicas o qumicas, llamadas variables de instrumentacin, en magnitudes elctricas. Las variables de instrumentacin dependen del tipo de sensor y pueden ser por ejemplo temperatura, intensidad luminosa, distancia, aceleracin, inclinacin, desplazamiento, presin, fuerza, torsin, etc. 2.3.5 Interruptor. Un interruptor es un dispositivo para cambiar el curso de un circuito. El modelo prototpico es un dispositivo mecnico que puede ser desconectado de un curso y unido (conectado) al otro. El trmino "el interruptor" se refiere tpicamente a la electricidad o a circuitos electrnicos. En usos donde requieren mltiples opciones de conmutacin (p.ej., un telfono), con el tiempo han sido remplazados por las variantes electrnicas que pueden ser controladas y automatizadas. 2.3.6 Pulsador. Elemento que permite el paso o interrupcin de la corriente mientras es accionado. Cuando ya no se acta sobre l vuelve a su posicin de reposo. Puede ser el contacto normalmente cerrado en reposo NC, o con el contacto normalmente abierto Na. Consta del botn pulsador; una lmina conductora que establece contacto con los dos terminales al oprimir el botn y un muelle que hace recobrar a la lmina su posicin primitiva al cesar la presin sobre el botn pulsador. 2.3.7 PLC Un autmata programable industrial (API) o Programable logic controller (PLC), es un equipo electrnico, programable en lenguaje no informtico, diseado para controlar en tiempo real y en ambiente de tipo industrial, procesos secuenciales. Un PLC trabaja en base a la informacin recibida por los captadores y el programa lgico interno, actuando sobre los accionadotes de la instalacin. 2.3.8 Lenguaje de programacin para PLC. Un lenguaje de programacin es un lenguaje que puede ser utilizado para controlar el comportamiento de una mquina, particularmente una computadora. Consiste en un conjunto de smbolos y reglas sintcticas y semnticas que definen su estructura y el significado de sus elementos y expresiones.

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Los fabricantes de PLC han desarrollado una cantidad de lenguajes de programacin en mayora de los casos siguiendo normas internacionales, con el fin de suplir las necesidades y expectativas de los programadores. En la siguiente tabla se presentan lenguajes de uso comn.Lenguaje Listas Caractersticas Lista de instrucciones Ejemplos IL AWL STL IL/ST LADDER LD KOP FBD FBS FUD AS SFC PETRI GRAFSET BASIC C Escrito Tipo Nivel

Escrito Bajo

Plano

Diagrama elctrico

Visual

Alto

Diagrama de bloques funcionales

Diagrama lgico

Organigrama de bloques secuenciales

Diagrama algortmico

Otros

Lenguajes usados en otras reas de computacin

2.3.9 Proceso Un proceso es un conjunto de actividades o eventos que se realizan o suceden (alternativa o simultneamente) con un determinado fin. Este trmino tiene significados diferentes segn la rama de la ciencia o la tcnica en que se utilice.. 2.3.10 Polipasto Se llama polipasto a una mquina que se utiliza para levantar o mover una carga con una gran ventaja mecnica, porque se necesita aplicar una fuerza mucho menor al peso que hay que mover. Lleva dos o ms poleas incorporadas para minimizar el esfuerzo. Estos mecanismos se utilizan mucho en los talleres o industrias que cargan muchos pesos pesados porque as los mueven ms rpido, elevacin y colocacin de estas piezas pesadas en las diferentes mquinasherramientas que hay en los talleres o almacenes, as como cargarlas y descargarlas de los camiones que las transportan. Suelen estar sujetos a un brazo giratorio que hay acoplado a una mquina, o pueden ser mviles guiados por reles colocados en los techos de las naves industriales. Los polipastos tienen varios tamaos o potencia de elevacin; los pequeos se manipulan a mano y los ms grandes llevan incorporados un motor elctrico.

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2.3.11 Riel Se denomina riel, carril o ral a cada una de las barras metlicas sobre las que se desplazan las ruedas. 2.4 MARCO LEGAL 2.4.1 Normas para mataderos Ver anexo

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3. DESCRIPCION DEL PROCESO DE PRODUCCION EN LA LINEA DE SACRIFICIO DEL FRIGORIFICO lA FORNTERA LTDA.

Podemos decir que esta es la parte de la planta donde se realizan los procesos ms importantes para la empresa. Pues en esta se realizan la mayora de los procesos que destacan a esta empresa como tal. Le llamamos LINEA DE SACRIFICIO (ver figura 1), a un conjunto de procesos que llevan una secuencia, que empieza desde el momento en que el animal es faenado para hacerlo entrar a la trampa de insensibilizacin, hasta que el corte de la canal esta lista para ser entregada a los usuarios o clientes de la empresa. Figura 1. Lnea de sacrificio

Tomada de: planta frigorfico la frontera ltda.

La lnea de sacrificio es un espacio diseado para realizar mltiples procesos y consecuentes, en toda esta se resalta la importancia de un riel de transferencia areo que atraviesa todo este espacio en la cual el animal es transportado para la ejecucin de dichos procesos. De igual modo hay otros procesos que son alternos o derivados de la lnea que sigue el riel de transferencia pero que son de vital importancia, como son el proceso de arreglos de patas, arreglo de cabezas, limpieza y corte de vsceras rojas y vsceras blancas.

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3.1 Riel de transferencia en la lnea de sacrificio A lo largo de toda la lnea de sacrificio, hay una estructura de vital importancia para el funcionamiento del sistema productivo de la planta, este es el Riel de Transferencia (ver figura 2 y 3). En el se encarrila ruedas o poleas, que unidas a una cadena o gancho metlico tiene como funcin transportar al animal por toda la lnea de sacrificio para que se le ejecute los respectivos procesos. Por ende en la siguiente se documenta la informacin almacenada para entender desde un punto de vista mas profundo sobre la realizacin del diseo. El sistema de riel de transferencia comienza cuando el animal es sacado de la cmara de aturdimiento o de insensibilizacin, de ah es izado y enganchado a una pata trasera para encarrilarlo al riel areo. Los siguientes son los procesos que se ejecutan en la lnea de sacrificio sobre el riel de transferencia:

Figura 2. Riel de transferencia en la lnea de sacrificio.


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Figura 3. Estructura mecnica del riel de transferencia.

Tomada de: TRANSPORTE SACRIFICIO Y FAENADO DE GANADOdivulgacin tecnolgica del SENA.

3.1.1

Izado

Este es el proceso en el cual el animal es enganchado de una de sus patas traseras y es elevado con la ayuda de un polipasto para ser encarrilado al riel de transferencia. Cuando el animal esta en el suelo, se coloca un grillete en la pata izquierda (grillete animal) con la ayuda del polipasto se eleva hasta enganchar el grillete en el riel de transferencia. 3.1.2 Canaleta de sangrado

De la seccin de izado se trasladado a una canaleta de sangrado. En esta seccin al animal: 1. Se le hace el degelle para su extraccin de la sangre. 2. Se despielan parte de la patas traseras para proceder a cortarlas por completo (ver figura 4).

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Figura 4. Corte de patas en canaleta de sangrado


3. Se extrae por completo la cabeza del animal. 3.1.3 Corte de primera pata trasera Se traslada al bovino a esta seccin para que un operario ubicado estratgicamente en una plataforma, corta y despiele la primera pata trasera. 3.1.4 Corte de segunda pata trasera Otro operario ubicado a solo uno metros del anterior, e igualmente en una plataforma, engancha la pata que ha sido cortada a una rueda con gancho (polea), con la ayuda de otro polipasto. Este ayuda a acomodar este gancho en un nuevo riel, para poder cortar la segunda pata y despielar parte de ella, para tambin elevarla al nuevo riel de transferencia. Por tanto el animal ha sido instalado en la segunda parte del riel de transferencia y enganchado de sus dos extremidades traseras, las cuales deben estar separadas para facilitar los cortes en los procesos como se muestra en la grafica (ver figura 5).

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Figura 5. Animal colgado en la segunda parte del riel.


3.1.5 Despiele inferior Se le puede llamar despiele o desuello. En esta seccin un operario montado en una plataforma realiza los debidos cortes para despielar parte del animal (ver figura 6). Y as en la siguiente seccin se pueda realizar satisfactoriamente el despiele total del animal. Figura 6. Desuello inferior del animal


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3.1.6 Maquina despieladora. Figura 7. Maquina despieladora.


El proceso de esta seccin se realiza gracias a la ayuda de una maquina que es llamada la Despieladora (ver figura 7). Esta maquina consiste en un motor y un reductor que hacen girar un rodillo que desenvuelves unas cadenas, cadenas que se deben ajustar a la piel del animal para que en la inversin del giro del motor, las cadenas se envuelvan en el rodillo jalando por completo la piel del animal. 3.1.7 Raja pecho Figura 8. Raja pecho.

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Despus de la seccin de la maquina despieladora el animal es trasladado a esta nueva, para que un operario experimentado en manejar una maquina de vital importancia y cuidado como lo es la Raja Pecho (ver figura 8). De manera que con esta maquina se corta el pecho a lo largo del animal. 3.1.8 Extraccin de vsceras blancas Las vsceras son los rganos y partes no musculares de los animales. Estnconstituidas por fibras ms cortas, por lo que su masticacin resulta ms fcil. Su sabor es ms fuerte que el de la carne. Existen dos grandes grupos: las vsceras rojas (hgado y riones) y las vsceras blancas (sesos, criadillas y tutanos).

Con el corte del pecho del animal, un operario procede hacer ciertos cortes con cuidado para la extraccin de las vsceras blancas, a estas se le conocen popularmente como son las panzas, cayos, libros e intestinos. Los procesos de limpieza que se le realizan a las vsceras blancas se realizan en un cuarto independiente (ver figura 9) de la lnea de sacrificio, a este cuarto se le llama cocina o rea de esvicerado. Figura 9. rea de eviscerado

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3.1.9 Cocina de vsceras blancas La cocina de vsceras blanca es un proceso alterno a los mencionados anteriormente, sea no se realiza en el riel de transferencia, pero pertenece a la lnea de sacrificio. Aqu las vsceras son cortadas para separar los cayos, libros e intestinos y ser pasados por estrictos procesos de limpieza. 3.1.10 Extraccin de vsceras blancas De igual modo, mas adelante en el mismo riel, un operario procede al corte para la extraccin de las vsceras rojas, como son el hgado y los riones. 3.1.11 Cocina de vsceras rojas Igual que la cocina de vsceras blancas, un grupo de operarios se encarga de los cortes y limpieza de las rojas. 3.1.12 Raja canal Un operario ubicado en una plataforma especial, controla y manipula una maquina llamada la raja canal, que se utiliza para cortar a travs, o alo largo de toda la vrtebra del animal, quedando lo que se le llama las canales (ver figura 10 y 11).

Figura 10. Maquina raja canal.

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Figura 11. Divisin de la canal

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3.1.13 Arreglo de canal Un operario es encargado de retirar los desechos que se quedan a travs de todo el proceso, para proceder a lavarlos con agua a presin y almacenarlos a los respectivos cuartos fros (ver figura 12).

Figura 12. Limpieza de la media canal.


Aqu es donde termina los procesos de la lnea de sacrificio del frigorfico, todos estos procesos, a parte de las cocinas, hacen parte del riel de transferencia.

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Como podemos ver en un plano con vista de techo, la lnea de sacrificio del Frigorfico (ver anexo2), en el tiene una numeracin que representa las posiciones o puntos estratgicos para la realizacin de los procesos que se llevan acabo en la lnea de sacrificio.

4. DISEO DE LA AUTOMATIZACION DEL SISITEMA RIEL DE TRANASFERENCIA Uno de los objetivos principales del diseo es agilizar la produccin en la lnea de sacrificio del frigorfico. Esto es posible automatizando el sistema riel de transferencia, con la instalacin estratgica de sensores, pulsadores, un motor, contactores y un PLC que gracias a su programacin hace posible controlar los todos estos dispositivos. En el Plano (ver anexo2) se muestran las posiciones de trabajo de los operarios, y la ubicacin estratgica de los sensores y pulsadores para controlar el movimiento del bovino sobre el riel. 1. Izado 2. Canaleta de sangrado: atraves de esta canal el animal es sometido a diferentes tipos de corte de susu extremidades y el desangrado. 3. Corte de primera pata trasera: 4. corte de segunda pata trasera 5. Despiele inferior 6. Maquina despieladora 7. Raja pecho 8. extraccion de visceras blancas 9. extraccion de visceras rojas 10. raja canal 11. limpieza de la canal 4.1 Clculos para el diseo 36

En este capitulo se mostrara los respectivos clculos y datos requeridos para la optima realizacin del diseo con el objetivo de coordinar correctamente el diseo y de obtener la clase de equipos a emplear, como por ejemplo el tipo de PLC mas adecuado a utilizar para la automatizacin. Podemos observar en el plano de la lnea de sacrificio (ver anexo2), que el riel se divide en dos parte, una primera parte que va desde el proceso de izado hasta el corte de primera pata, sea los tres primeros procesos, la segunda parte del riel esta conformada por los restantes procesos, que son del corte de la segunda pata sea los proceso del 1 al 3, hasta la limpieza de la canal, procesos del 4 al 11. El diseo tiene como fin, controlar el paso de los bovinos izados en el riel sobre la lnea, para que estos se trasladen la distancia suficiente el tiempo requerido a una velocidad prudente, para que los operarios trabajen sin necesidad de tener que ellos mismos trasladarlos. Todo esto gracias a un sistema de automatizacin. 4.1.1 Parmetros de diseo Los procesos que se llevan acabo en el riel de transferencia, llevan una secuencia, pues la realizacin de uno depende del anterior. La ejecucin de cada proceso se hacen en espacios separados a travs de la lnea, por tanto el animal es transportado por los mismos operarios a sus puestos de trabajo. Es por eso que durantes varias jornadas se promediaron tiempos de ejecucin en cada uno de los procesos (ver cuadro 1) que se llevan acabo sobre el riel de transferencia. Como el propsito del proyecto es el diseo de la automatizacin, son indispensables los datos de los tiempos de operacin, para que el animal sea transportado sobre el riel. Se ha excluido el tiempo que toman los operarios, en jalar el animal a sus puestos de trabajo, pues es este tiempo que se quiere eliminar a los que le llamamos como tiempos muertos, pues son esos momentos en que la actividad del operario hace lento el proceso en la lnea de sacrificio. 4.1.2 Calculo de tiempo de ejecucin de los procesos en la lnea de sacrificio En los dos primeros procesos de la lnea de sacrificio, que son el izado y la canaleta de sangrado. Los tiempos de operacin dependen del faenado y sangrado, frecuentemente la mayora del ganado hace lento el recorrido de los corales hacia la cmara de aturdimiento presentando resistencia fsica, por tanto en esta parte del riel de transferencia los tiempos de movimientos del bovino sobre el riel sern programados dependiendo de las situaciones que se presentan, y quedara como opcin del operario encargado del izado, que controle el movimiento del bovino sobre el riel. Por tanto para los dems procesos, los tiempos promediados de una semana de trabajo en la lnea que se han tomado se presentan en la siguiente tabla.

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Cuadro 1. Promedios de tiempos de ejecucin en los puestos de trabajo 3 4 5 1.20 1.40 1.50 Tiempos 1.30 1.30 1.40 Promedios 1.25 1.23 1.33 en cada 1.23 1.33 1.42 Proceso 1.25 1.20 1.39 (minutos) 1.12 1.25 1.43 3.corte de primera pata 4. corte de segunda pata 5. despiele inferior 6. maquina despieladora 7. raja pecho 8. extraccin vsceras blancas 9. extraccin vsceras rojas 10. raja canal 11. arreglo de canal procesos 6 1.30 1.27 1.49 1.33 1.50 1.45 7 0.32 0.55 1.00 0.55 1.01 1.01 8 1.30 1.41 1.40 1.35 1.43 1.47 9 0.57 0.33 0.46 0.39 0.30 0.40 10 0.39 0.30 1.06 1.03 1.06 0.40 11 0.18 0.20 0.33 0.32 0.36 0.36

Podemos notar en la tabla anterior los procesos que mas requieren tiempo son los proceso 3,4 ,6 y 8 (ver cuadro 2), pues debemos seleccionar un tiempo del movimiento del bovino sobre la primera y segunda parte del riel, por tal estimamos el mayor de los promedios para trabajar con ese tiempo en el diseo. Cuadro 2. Mayores promedios de los puestos de trabajo. procesos Tiempos Promedios en cada Proceso (minutos) promedios 3 1.20 1.30 1.25 1.23 1.25 1.12 1.22 4 1.40 1.30 1.23 1.33 1.20 1.25 1.28 6 1.30 1.27 1.49 1.33 1.50 1.45 1.39 8 1.30 1.27 1.49 1.33 1.50 1.45 1.39

Segn los datos que arrojan la tabla anterior ha de seleccionar el tiempo de ejecucin de procesos de la primera parte del riel de 1.25 minutos. De igual modo para la segunda parte del riel tomaremos un tiempo de ejecucin de proceso de 1.40 minutos. Debemos recordar que en la primera parte del riel no se tomara tiempos de ejecucin por lo explicado anteriormente, pero si se programara el diseo tomando el tiempo solo de la segunda parte del riel. De igual modo el objetivo del sistema es reducir el tiempo de sacrificio, por tanto estos tiempos deben bajar notablemente ya que la lnea estar automatizada. Por tanto estos tiempos se podrn ir cambiando en el programa de forma descendente

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de acuerdo al desarrollo de agilidad y adecuacin de los operarios con el nuevo sistema. 4.2 Condiciones de diseo que debe cumplir la programacin del PLC Para el PLC que se ha seleccionado, se le programara de manera que su funcionamiento sea el mas optimo, eficiente y a la vez sencillo de manejar para los operarios. Por tanto se regir por las siguientes condiciones: En la lnea de sacrificio como sabemos el riel de transferencia esta dividido en dos partes, Por tanto para cada parte existir un motor que se encarga de transmitir la potencia necesaria para que el mecanismo de transferencia pueda trasladar a los bovinos sobre el riel.

1. La primera parte consta de los proceso ya enumerados (1,2 y 3), hay un pulsador que hace mover de manera controlada e intermitente al mecanismo del riel hacia delante. sea que lo que dure pulsando, el mecanismo debe andar hasta que se suelte el pulso, es alo que mas comnmente se conoce sistema on off. Esta es para que el operario tenga la facilidad de trasladar a los bovinos sobre el riel hacia adelante las distancias que sea necesarias. 2. Tambin hay otro sistema on off, con otro pulsador, que de marcha hacia atrs al mecanismo de transferencia en el riel, dndole la opcin y facilidad al operario de trasladar al bovino en la direccin contraria del la lnea de sacrificio en la primera parte del riel. 3. De igual modo para la primera parte otro pulsador que indique al sistema, que se va trabajar con tiempos y sensores para los traslados del bovino sobre el riel. Con esta opcin definida, se habilita un primer sensor S1 ubicado al inicio del riel, como muestra el plano (ver anexo2), que detecta la presencia de la polea al ser izado el bovino, dando la seal para que el mecanismo se mueva durante 1.40 min. trasladando al bovino. Cada vez que sea izado, el mecanismo trasladara al bovino sobre el riel. Despus de haberse izado el primer bovino y ha pasado 1.40 min. y este primer sensor no ha detectado una nueva polea se activara automticamente un ciclo de movimiento, que trasladara a los bovinos que se encuentra el la primera parte del riel hasta el final con intervalos de tiempo de 1.40 min. 4. Para las tres condiciones anteriores hay un pulsador que resetea cualquiera de los tres procesos de la primera parte del riel que este en funcionamiento. 39

5. De igual modo por seguridad, para iniciar cada sistema de movimiento del mecanismo, hay un pulsador que habilita el funcionamiento y a la vez deshabilita los otros dos sistemas de la primera parte del riel. sea, que si se quiere usar la opcin de mover al mecanismo de forma intermitente controlada por el operario, se debe habilitar la opcin con otro pulsador, es como un sistema de seguridad del control, pues si este pulsador de seguridad no es presionado no se podr ejecutar el movimiento con el pulsador que mueve el mecanismo hacia delante. De igual modo cuando se presiona este pulsador de seguridad que habilita una opcin de trabajo, esta deshabilita a los dems evitando un caos del sistema automatizado. Por ejemplo: si estoy usando la opcin de trabajo con los sensores que mueve el mecanismo con intervalos de tiempo, y por error presiono el pulsador de inversin de giro, sea de dar marcha atrs al sistema, este no se ejecutara, ya que no se activara por que no se ha presionado el pulsador que habilita esta opcin y que a la vez deshabilita a las dems para evitar un posible corto o falla del sistema en la inversin del giro. 6. para la segunda parte del riel tiene los mismos parmetros de ciclo de la condicin 3, con la diferencia que en ves de un sensor de inicializacin sern dos S3 y S4, puesto que para esta segunda parte el bovino se iza de las dos patas traseras, sea son dos poleas por animal, de modo que el sistema solo debe inicializarse cuando los sensores detecta las dos poleas sobre el riel, los sensores estarn ubicados como se ilustran en el plano (ver anexo2). Despus de haber pasado el primer bovino y ha pasado despus de 1.40 min. y estos dos sensores no han detectado un nuevo par de poleas, se activara automticamente un ciclo de movimiento, que trasladara a los bovinos que se encuentra el la primera parte del riel hasta el final con intervalos de tiempo de 1.40 min. estos tiempos son los que se presentan el la actualidad para los procesos de la lnea de sacrificio, no obstante resaltamos que estos se pueden ir disminuyendo cuando el gremio de operarios se adapten al sistema.

7. hay un pulsador que desactivara el proceso del ciclo de la segunda parte del riel. 8. de igual modo otro pulsador de seguridad que habilita el movimiento de los bovinos sobre el riel.

4.3 Mtodo de seleccin de equipos Cuando se va a seleccionar un dispositivo o equipo (en nuestro caso el PLC) comercialmente se encuentra una cantidad de informacin y equipos disponibles que varan en cantidad en una sola casa fabricante. Estos equipos tienen unas 40

caractersticas (elctricas, mecnicas, hidrulicas, de construccin y otras) que en algunas ocasiones hacen que sean equipos que no cumplan o se sobren en la funcin a realizar. Si se compra un equipo que no cumpla con la funcin especfica (una mala seleccin) se pierde un capital invertido y tiempo; si se sobra en las funciones, este equipo va a ser mucho ms costoso que el necesario para la funcin especfica, por lo tanto, para la seleccin de equipos o dispositivos existen mtodos de seleccin que renen la informacin necesaria para la seleccin del equipo que ms convenga para la funcin especificada (ver anexo4).

4.3.1 calculo de nmero de entradas y salidas de PLC. En el plano de la lnea de sacrificio, se observa claramente la ubicacin estrategia de los sensores y pulsadores que son requeridos para el ptimo funcionamiento del sistema automatizado.

4.3.2 Entradas del PLC Sensor 1. Sensor de inicializacin de movimiento del sistema en el riel, al detectar la polea recin izada este dar inicio al movimiento del bovino en el riel. Si este sensor despus de 1.40 minutos no detecta una nueva polea despus da haberse inicializado el sistema, este empezara un ciclo de movimiento para ir sacando el bovino que se encuentra atascado en la lnea, este ciclo cesara con un pulso que reseteara el ciclo. Se instalara otro sensor S2 en paralelo a S1, pues har la funcin de asegurar el funcionamiento del sistema si alguno llega a fallar, por tanto solo acarrea una salida. Sensor 3. Y sensor 4. Dos sensores que deben estar detectando cada uno, una polea en las que le animal esta izado, e inicializan el sistema de la segunda parte de la lnea. Si despus de 1.40 minutos n los dos sensores no detectan simultneamente, se iniciara un ciclo para seguir el ritmo del proceso de la lnea con los bovinos que se hayan izado. Estos estarn conectados en serie por tanto solo acarrean una entrada. Pulsador 1. Pulsador de seguridad para habilitar en la primera parte del riel el sistema on- off hacia delante. Pulsador 2. Pulsador del sistema on off hacia delante de la primera parte del riel, que hace mover al mecanismo de transferencia de manera controlada por el operario. Pulsador 3. Pulsador de seguridad para habilitar en la primera parte del riel el sistema on- off hacia atrs Pulsador 4. Pulsador del sistema on off hacia atrs de la primera parte del riel, que hace mover al mecanismo de transferencia de manera controlada por el operario. 41

Pulsador 5. Pulsador que habilita al sistema del ciclo controlado por tiempos y sensores de la primera parte del riel. Pulsador 6. Pulsador que resetea cualquiera do los procesos que estn funcionando en la primera parte del riel de transferencia. Pulsador 7. Pulsador que habilita al sistema del ciclo controlado por tiempos y sensores de la segunda parte del riel. Pulsador 8. Pulsador que resetea el sistema del ciclo controlado por tiempos y sensores de la segunda parte del riel. Pulsador 9. Pulsador de seguridad para habilitar en la segunda parte del riel el sistema on- off hacia atrs Pulsador 10. Pulsador del sistema on off hacia atrs de la primera parte del riel, que hace mover al mecanismo de transferencia de manera controlada por el operario.

En total el PLC que se he de seleccionar, requiere como mnimo 12 entradas, todas estas digitales, pues no requerimos de ninguna variable anloga para el diseo. 4.3.3 Salidas del PLC Motor 1: motor encargado encargado de trasmitir la potencia suficiente para producir el traslado del bovino hacia delante y hacia atrs sobre la primera parte de la lnea en el riel. (Dos salidas) Motor 2. Motor encargado encargado de trasmitir la potencia suficiente para producir el traslado del bovino hacia delante y hacia atrs sobre la segunda parte de la lnea en el riel. (Dos salidas) Cuatro pilotos. Son indicadores de iluminacin para los procesos del diseo. (Cuatro salidas) . En total el PLC debe tener como mnimo 8 salidas, puesto que el PLC para reconocer la inversin de giro de cada motor requiere utilizarse una salida de ms por cada uno. 4.4. Seleccin del controlador lgico programable (PLC) En este captulo se describe el proceso para la seleccin del controlador teniendo en cuenta los parmetros de seleccin, consideraciones necesarias y una metodologa de seleccin. Daremos a conocer de una manera ms amplia las caractersticas esenciales y especiales del PLC que hacen del controlador el dispositivo ms adecuado para el sistema automatizado. 42

La seleccin de un PLC lleva intrnsicamente la seleccin de un software, por lo tanto, daremos a conocer el software del controlador y su configuracin para trabajar con el controlador seleccionado 4.4.1 Parmetros y metodologa de seleccin. Es importante tener en cuenta entre los equipos a seleccionar tengan las siguientes caractersticas de software y hardware que complementan a las utilizadas en la seleccin: Lenguaje de Programacin Ladder o en bloques. Una pantalla grafica que permita visualizar el correcto funcionamiento de sus salidas Teclado Funciones de temporizado Contadores internos Permitir realizar programacin directa y en PC. Tener opcin de conectar mdulos de ampliacin En el mercado se encuentra una gran cantidad de empresas que ofrecen la venta de estos equipos. Teniendo en cuanto a las caractersticas anteriores, a la experiencia obtenida en la universidad con el manejo y programacin de los PLC y el costo, se decidi seleccionar un equipo de la casa fabricante, Telemecanique y Siemens que son equipos que cumplen con excelentes caractersticas operacionales, robustos, de fcil programacin y de costo relativamente bajo, ya que garantizan el funcionamiento continuo en el campo de trabajo. Adems se cuenta con experiencia del manejo de los equipos de estas casas fabricantes. 4.4.2 Acerca de las casas fabricantes del PLCS. Telemecanique y Siemens son compaas globales que disean, desarrollan, fabrican y comercializan los controladores lgicos programables (PLC), los equipo 'cerebros' que automatizan las cadenas de produccin en masa. Su misin es hacer que la automatizacin simple, eficiente y rentable. Su visin es aprovechar la tecnologa con la automatizacin de vanguardia de tecnologa de la comunicacin.

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4.4.3 Metodologa MDSB de seleccin del PLC. A continuacin se muestra la seleccin del controlador lgico programable por medio del mtodo de decisin de seleccin binaria (MDSB), (ver anexo 4). En el mercado por general los PLCs mas comunes que tienen 8 entradas siempre cuentan si no con 4 salidas, para nuestro diseo requerimos 11 entradas y seis salidas, por tanto se tendra que utilizar una especie de modulo de expansin que conllevan los PLCs , pero esto aumentara los costo y lo complejo del montaje. Por tanto una mejor opcin es buscar un PLC que contenga mas numero de entradas y de salidas, y las dems que sobren se dejaran para tener en caso de ampliar el sistema de automatizacin. Por tanto se pondr como referencia un PLC que contenga 12 entradas netamente digitales, y 8 salidas. Se encontraron los siguientes controladores que cumplen con las caractersticas anteriormente mencionadas: 1. LOGO 24 RCL 2. LOGO 230 RCL 3. ZELIO LOGIC SR2B 201B 4. NAIS FPO- C14RS Definiremos entonces las variables para el proceso de seleccin por el mtodo MDSB. A1. Entradas digitales. A2. Entradas digitales PNP o NPN. A3. Salidas digitales. A4. Costo. I1. LOGO 24 RCL I2. LOGO 230 RCL I3. ZELIO LOGIC SR2 B20 1B I4. NAIS FPO-C14RS

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En la cuadro 3 encontraremos las caractersticas de los controladores seleccionados. Cuadro 3. Caractersticas de los controladores seleccionados A1 A2 A3 A4 I1 12 0 8 650.000 I2 12 0 8 550.000 I3 12 12 8 842.000 I4 8 0 8 600.000

Teniendo los parmetros de anlisis procedemos a realizar la matriz de atributos (ver cuadro 4) del PLC.

Cuadro 4. Matriz de atributos del PLC A1 A2 A3 A4 A1 0 1 0 0 A2 0 0 0 0 A3 1 1 0 1 A4 1 1 0 0 valor 2 3 0 1 peso 2/6 3/6 0 1/6

Procedemos a establecer los pesos de importancia para cada uno de los atributos en estudio para la seleccin. Atributo A1: la matriz de coeficiente de nfasis (cuadro 5) se usa para hacer la comparacin entre los PLCs para el atributo entradas digitales.

Cuadro 5. Matriz de coeficiente de nfasis para digitales I1 I2 I3 I1 0 1 0 I2 0 0 0 I3 1 1 0 I4 1 1 1

el atributo entradas valor 2 3 1 peso 2/6 3/6 1/6 45

I4

0

0

0

0

0

0

Atributo A2: la matriz de coeficiente de nfasis (cuadro 6) se usa para hacer la comparacin entre los PLCs para el atributo entradas digitales PNP o NPN.

Cuadro 6. Matriz de coeficiente de nfasis para digitales PNP o NPN. I1 0 0 1 1 I2 1 0 1 0 I3 0 0 0 0 I4 0 1 1 0

el atributo entradas

I1 I2 I3 I4

valor 1 1 3 1

peso 1/6 1/6 3/6 1/6

Atributo A3: la matriz de coeficiente de nfasis (cuadro 7) se usa para hacer la comparacin entre los PLCs para el atributo salidas digitales. Cuadro 7. Matriz de coeficiente de nfasis para el atributo salidas digitales I1 0 1 0 0 I2 0 0 0 0 I3 1 1 0 0 I4 1 1 1 0 valor 2 3 1 0 peso 2/6 3/6 1/6 0

I1 I2 I3 I4

Atributo A4: la matriz de coeficiente de nfasis (cuadro 8) se usa para hacer la comparacin entre los PLCs para el atributo de costo. Cuadro 8. Matriz de coeficiente de nfasis para el atributo de costo I1 I1 I2 I3 I4 0 1 0 0 0 0 0 0 I2 1 1 0 0 I3 1 1 1 0 I4 2 3 1 0 valor peso 2/6 3/6 1/6 0

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Por ltimo, agrupamos los pesos de importancia para cada uno de los atributos y el coeficiente de nfasis para cada uno de los instrumentos. Resolviendo el producto de matrices en Matlab, se encuentra la matriz solucin (ver anexo5). Los resultados obtenidos en la matriz solucin seleccin el PLC LOGO 230 RCL. 4.5 DESCRIPCIN DEL PLC LOGO 230 RCL. EL PLC LOGO es un modulo lgico universal para la electrotecnia, que permite solucionar las aplicaciones cotidianas con un confort decisivamente mayor y menos gastos, mediante el PLC LOGO se solucionan cometidos en las tcnicas de instalaciones en edificios y en construcciones de maquinas y aparatos (controles de puertas, ventilacin, bombas de agua, procesos industriales, etc.) Lo primero que llama la atencin del PLC LOGO230 RCL! es su tamao. Cualquiera de sus modelos, largo o corto, permiten ser alojados en cualquier armario o caja con ral DIN normalizado. Por lo tanto son ideales para solucionar pequeos problemas de automatismos en instalaciones domsticas donde un autmata puede parecer un exceso. Toda la programacin se realiza, de una forma bastante sencilla, con las 6 teclas que estn situadas en su frontal. La visualizacin del programa, estado de entradas y salidas, parmetros, etc. se realiza en una pequea pantalla LCD de forma grfica (ver figura 13). nos da como resultado de

Figura 13. PLC LOGO 230 RCL

Tomada de: manual PLC logo siemens

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La intensidad permanente en los bornes de salida varia segn el modelo, siendo en todos los casos inferior a 10 A, por lo tanto si el poder de corte que necesitamos es mayor, estn disponibles un contactores auxiliares, a 24 230v, de hasta 25A, que puede ser alojado directamente en el ral del cuadro de proteccin. Todos los modelos de LOGO permiten ser conectados a un PC con un cable especial que distribuye la propia Siemens. Curiosamente este cable cuesta tanto como los Logo! ms econmicos. (Unas 15.000 pts) 4.5.1 Metodologa MDSB de seleccin de los sensores fotoelctricos. A continuacin se muestra la seleccin de los sensores fotoelctricos por medio del mtodo de decisin de seleccin binaria (MDSB). Para seleccionar los sensores a utilizar en el diseo de automatizacin del sistema riel de transferencia, se tomaron ciertas condiciones, por ejemplo: el ambiente donde se van a utilizar es muy hmedo, ruidoso, altas vibraciones en el riel y temperatura ambiente. Tambin se considero que los sensores detectaran a las poleas metlicas, por tanto se haba pensado utilizar sensores inductivos, pero el problemas que acarrea estos tipos de sensores es que su distancia de deteccin es en medidas milimtricas, sea es muy corto el alcance de deteccin, si utilizramos estos sensores, para confiarnos de su buen funcionamiento deberamos instalarlos casi a relex para que detecten las poleas, lo cual es muy complicado, puesto que si un sensor por estar muy cerca del paso de las poleas llegara hacer golpeado por una de ellas ocasionara el dao de este. SICK OPTIC ELECTRONIC, OMRON, SIEMENS, TELEMACANIQUE entre otros son compaas globales que disean, desarrollan, fabrican y comercializan sensores fotoelctricos, dispositivos equipados con una unidad de luz ptica de precisin y una electrnica inteligente que ayudan a resolver problemas con rapidez, seguridad, precisin, sin destruccin y sin perjudicar al medio ambiente. Su visin es aprovechar la tecnologa con la automatizacin de vanguardia de tecnologa de la comunicacin. De las anteriores casas fabricantes SICK posee la ms grande variedad de sensores o barreras fotoelctricas para gran extensa gama de aplicacin. Por tanto de esta casa fabricante se han seleccionado lo sensores mas indicados para aplicar el mtodo de seleccin de equipos (MDSB I1. Series WL6 I2. Series WL9 I3. Serie WL18 I4. Serie WL27

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Definiremos entonces las variables para el proceso de seleccin por el mtodo MDSB. A1. Alcance A2. Salida digitales PNP y NPN A3. Resistentes al ambiente de trabajo. A4. Costo. I1. Series WL6 I2. Series WL9 I3. Serie WL18 I4. Serie WL27 En el cuadro 9 encontraremos las caractersticas de las barreras fotoelctricas encontradas. Cuadro 9. Caractersticas de las barreras fotoelctricas encontradas. A1 A2 A3 A4 I1 2mts PNP, NPN BAJO 265.000 I2 2mts PNP, NPN MEDIANA 333.000 I3 4mts PNP, NPN ALTO 300.000 I4 4.8mts PNP ALTO 450.000

Teniendo los parmetros de anlisis procedemos a realizar la matriz de atributos (ver cuadro 10) de las barreras fotoelctricas. Cuadro 10. Matriz de atributos de las barreras fotoelctricas. A1 A2 A3 A4 A1 0 1 0 0 A2 0 0 0 0 A3 1 1 0 1 A4 1 1 0 0 valor 2 3 0 1 peso 2/6 3/6 0 1/6

Procedemos a establecer los pesos de importancia para cada uno de los atributos en estudio para la seleccin.

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Atributo A1: la matriz de coeficiente de nfasis (cuadro 11) se usa para hacer la comparacin entre las barreras fotoelctricas y alcance de deteccin. Cuadro11. Matriz de coeficiente de nfasis para el atributo alcance de deteccin. I1 I2 I3 I4 I1 0 1 0 0 I2 0 0 0 0 I3 1 1 0 0 I4 1 1 1 0 valor 2 3 1 0 peso 2/6 3/6 1/6 0

Atributo A2: la matriz de coeficiente de nfasis (cuadro 12) se usa para hacer la comparacin entre las barreras fotoelctricas y salidas digitales PNP y NPN. Cuadro 12. Matriz de coeficiente de nfasis para digitales PNP o NPN. I1 0 0 1 1 I2 1 0 1 0 I3 0 0 0 0 I4 0 1 1 0 el atributo entradas

I1 I2 I3 I4

valor 1 1 3 1

peso 1/6 1/6 3/6 1/6

Atributo A3: la matriz de coeficiente de nfasis (cuadro 13) se usa para hacer la comparacin entre las barreras fotoelctricas para el atributo resistencia ambiente de trabajo. Cuadro 13. Matriz de coeficiente de nfasis para el atributo resistencia a ambiente de trabajo. I1 0 1 0 0 I2 0 0 0 0 I3 1 1 0 0 I4 1 1 1 0 valor 2 3 1 0 peso 2/6 3/6 1/6 0

I1 I2 I3 I4

Atributo A4: la matriz de coeficiente de nfasis (cuadro 14) se usa para hacer la comparacin entre las barreras fotoelectricas para el atributo de costo.

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Cuadro 14. Matriz de coeficiente de nfasis para el atributo de costo I1 I1 I2 I3 I4 0 1 0 0 0 0 0 0 I2 1 1 0 0 I3 1 1 1 0 I4 2 3 1 0 valor peso 2/6 3/6 1/6 0

Por ltimo, agrupamos los pesos de importancia para cada uno de los atributos y el coeficiente de nfasis para cada uno de los instrumentos. Resolviendo el producto de matrices en Matlab, se encuentra la matriz solucin.

4.5.2 conociendo el SOFTWARE LOGO SOFT PLC LOGO cuenta con la gran ventaja de programar en PC y de forma directa. Para la programacin en PC este cuenta con un software de programa LOGO Soft Comfort que est disponible como paquete de programacin para el PC. Con el software dispondr, entre otras, de las siguientes funciones: Creacin grfica de su programa como diagrama de escalones (esquema de contacto / esquema de corriente / ladder) o como diagrama de bloque de funciones (esquema de funciones). Simulacin del programa en el ordenador. Generacin e impresin de un esquema general del programa. Almacenamiento de datos del programa en el disco duro o en otro soporte. Comparacin de programas.

Parametrizacin cmoda de los bloques. Transferencia del programa desde LOGO al PC y del PC a LOGO. Lectura del contador de horas de funcionamiento. Ajuste de la hora.

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Ajuste del horario de verano e invierno. Prueba online: Indicacin de estados y valores actuales de LOGO! en modo RUN (similacion). Estados de entradas y salidas digitales, de marcas, de bits de registro de desplazamiento y de teclas de cursor. Valores de todas las entradas y salidas analgicas y marcas. Resultados de todos los bloques. Valores actuales (incluidos tiempos) de bloques seleccionados. Interrupcin del procesamiento del programa desde el PC (STOP).

4.5.3 Configuracin del hardware Con el software de programa LOGO Soft Comfort no hay necesidad de configurarlo para algn modelo diferente de PLC, sea que a la hora de programar solo se necesita tener en cuenta el numero de entradas y de salidas de PLC para no sobrepasarse de este limite, al estar el programa de simulacin completo este se transferir fcilmente al PLC. Al abrirse el programa visualizamos una pantalla como muestra la figura 14, Figura 14. Ventana de inicio del software de programa LOGO Soft Comfort

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Tomada de: tomada de

software de programa LOGO Soft Comfort

En la parte izquierda de la ventana de despliega una columna donde se encuentran la totalidad de las funciones que contiene el software para una respectiva programacin, estas al ser seleccionadas, se muestran a lado del cursor, para que con este las traslademos a la pantalla gris del centro, de igual modo y de una manera mas practica si hacemos clic derecho, de despliega una ventana donde estas todas las mismas funciones para trabajar en la programacin, tambin se encuentras la opciones para cablear y simular (ver figura 15).

Figura15. Ventana de inicio del software de programa LOGO Soft Comfort

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4.5.4 Programacin en bloques Es importante tener conocimiento sobre el tipo de leguaje de programacin del PLC seleccionado, pues si se desea hacer alterar la programacin por alguna novedad que se pueda presentar en la lnea de sacrificio, como puede ser los cambios de tiempo de movimiento del riel, el encargado de la lnea y del sistema no tenga problemas a la hora de enfrentarse al PLC y a su lenguaje de programacin. La programacin en bloques tiene la misma lgica del uso de compuertas de la electrnica digital, a diferencia que en el LOGO Soft Comfort hay muchas mas otras funciones que son las llamada especiales, pero que de igual modo se usan con la misma lgica digital y binaria. 4.5.5 Lista de funciones bsicas Las funciones bsicas son elementos lgicos sencillos dellgebra de Boole. Las entradas y funciones bsicas se pueden negar de forma individual, es decir, que si en laentrada en cuestin hay un 1, el programa utiliza un 0; Si hay un 0, se utiliza un 1 Al introducir un programa encontrar los bloques de funciones bsicas en la lista GF. Existen las siguientes funciones bsicas:Cuadro 9. Representacin y designacin de funciones bsicas del

programa

LOGO Soft Comfort

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Cuadro 15. Representacin y designacin de funciones bsicas del

programa

LOGO Soft Comfort

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4.5.6

lista de funciones especiales

Tambin cuenta con una lista de funciones especiales, que agilizan y hace mucho ms fcil el sistema de programacin de cualquier proceso. En la figura 16 se observan las funciones que hacen referencia a los temporizadores, en la figura 17 se representa las funciones que hacen referencia a los contadores, en la figura 18 las funciones que hacen referencia a los sistemas anlogos, en la figura 19 hace referencia a las funciones de sostenimiento de energa.

Figura 16. Funciones especiales temporizadores

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Figura 17. Funciones especiales contadores


Figura 18. Funciones especial de sistemas anlogos. 57


Figura 19. Funciones especial de sostenimiento de energa.


4.6 Esquema elctrico de la automatizacin del sistema riel de transferencia en software de programa logo soft comfort.

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Basndonos en las condiciones, parmetros y lgica de programacin en bloques que requiere del diseo y el PLC respectivamente, se elaboro de manera cuidadosa y precisa el formato del esquema elctrico que satisface por completo el diseo de la automatizacin del sistema riel de transferencia (Ver figura 20). A continuacin se detalla las funciones del software de programa logo soft comfort que representa las salidas y las entradas de PLC logo 230 RCL. I1. Representa el pulso o pulsador de seguridad que habilita al sistema que permite al operario mover el mecanismo del riel hacia delante como desee o se requiera. I2. Representa el pulsador que mueve al mecanismo del riel de transferencia hacia delante cada vez que sea oprimido y siempre y cuando este habilitado por el por su respectivo pulso de seguridad. I5. Representa el pulso que genera el pulsador de seguridad que habilita al sistema para que el mecanismo del riel de trasferencia de la primera parte, se mueva cada vez que el sensor detecta la presencia de la polea cuando es izado el animal de igual modo que cuando pasa el tiempo establecido (1.40 min.), y el sensor no detecta despus de la primera polea, el mecanismo funcione de manera independiente, trasladando a lo animales sobre el riel de manera controlada. I4. Representan los sensores (SI y S2) que detectan la presencia de la polea sobre el riel de transferencia en la primera parte del riel cuando el animal es izado, y genera el pulso para que el mecanismo se mueva hacia delante de manera controlada y precisa, se ha de instalar dos sensores en paralelo, pero solo el punto comn entra al PLC, pues en caso de que uno falle, se encuentra el otro sensor para que lo suplante, es como un sistema de seguridad para que el sistema no falle. I3. Esta funcin representa al pulsador que resetea o para al sistema por completo y corta energa deshabilitando cualquier funcin que este funcionado en el momento. El pulso de reseteo es como un pulso para apagar el sistema de la primera parte del riel y sistema de paro de emergencia. I7. Esta funcin representa el pulso de seguridad que habilita al sistema para que el mecanismo del riel de transferencia de la primera parte pueda ser movido en la direccin contraria por el operario cuando sea requerido. I8. Representa al pulsador que hace mover al mecanismo del sistema riel de transferencia de la primera parte hacia atrs o sea en la direccin contraria, siempre y cuando haya sido habilitada esta funcin por su respectivo pulsador de seguridad. I11. Representa el pulso que genera el pulsador de seguridad que habilita al sistema para que el mecanismo del riel de transferencia de la segunda parte, se mueva cada vez que los sensores (S3 y S4) detecta la presencia de las polea 59

cuando el animal es trasladado de la primera parte del riel a la segunda, de igual modo que cuando pasa el tiempo establecido (1.40 min.), y el sensor no detecta despus de la primera polea, el mecanismo funcione de manera independiente, trasladando a lo animales sobre el riel de manera controlada. I10. Esta funcin representa el par de sensores que detecta al par de poleas cuando el animal es trasladado de la primera parte del riel a la segunda. Solo cuando los dos sensores conjuntamente generan el pulso el sistema se mueve de manera controlada sobre el riel. De igual modo cuando pasa el tiempo establecido (1.40 min.) y estos sensores no han detectado la presencia de las poleas se habilita que el mecanismo se mueva de forma controlada para transferir a los animales que ya estn sobre esta parte del riel.

I12. Esta funcin representa el pulso de seguridad que habilita al sistema para que el mecanismo del riel de transferencia de la segunda parte pueda ser movido en la direccin contraria por el operario cuando sea requerido. I6. Representa al pulsador que hace mover al mecanismo del sistema riel de transferencia de la segunda parte hacia atrs o sea en la direccin contraria, siempre y cuando haya sido habilitada esta funcin por su respectivo pulsador de seguridad. I9. Esta funcin representa al pulsador que resetea o para al sistema por completo y corta energa deshabilitando cualquier funcin que este funcionado en el momento. El pulso de reseteo es como un pulso para apagar el sistema de la segunda parte del riel y sistema de paro de emergencia. Q1. Esta funcin representa una salida, para este programa es el motor que genera el movimiento del mecanismo hacia delante de la primera parte del riel de transferencia. Q2. De igual modo esta funcin representa el modismo motor que genera el movimiento del mecanismo del riel de transferencia pero en direccin contrario. sea es el sistema inversor. Q3. Esta nueva funcin representa el motor que genera el movimiento del mecanismo hacia delante de la segunda parte del riel de transferencia. Q4. De igual modo esta funcin representa el mismo motor anterior que genera el movimiento del mecanismo de la segunda parte del riel de transferencia pero en direccin contraria. sea es el sistema inversor Q5. Esta funcin de salida representa un piloto que indica que se ha habilitado el sistema que permite al operario mover el mecanismo del riel de la primera parte hacia delante como desee o se requiera.

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Q6. Esta otra funcin de salida representa el piloto que indica que se ha habilitado el sistema de movimiento controlado con tiempo de la primera parte del riel de transferencia. Q7. Representa el piloto que se ha habilitado el sistema para que el mecanismo del riel de transferencia de la primera parte pueda ser movido en la direccin contraria por el operario cuando sea requerido. Q8. Representa el piloto que se ha habilitado el movimiento del mecanismo en la segunda parte del riel. El resto de las funciones que se ven en la figura son contadores, relees, temporizadores y generadores de pulsos que son estratgicamente conectados para que cumplan con las condiciones del diseo. Figura 20. Esquema elctrico de la automatizacin del sistema riel de transferencia en software de programa logo soft comfort.



5. CABLEADO DEL SISTEMA ELECTRICO Para completar el diseo de automatizacin del riel de transferencia se ha ubicado los lugares estratgicos para la ubicacin de los tableros de control y conductos elctricos.

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En el plano de vista de techo de la lnea de sacrificio del frigorfico (ver anexo3) se resalta el camino de conductos elctricos de control y potencia, tambin se encuentran la ubicacin segura y estratgica de los tableros de control y potencia para que los operarios encargados operen el sistema. Clculos para obtener calibre de conductores se los sistemas de potencia. Para obtener un calibre de conductor para el cableado de un circuito de potencia, el dato esencial saber es la corriente (Amperios) que va a circular por dicho conductor. El circuito de potencia del que se habla es el de alimentacin para el motor que hara trasmisin mediante un mecanismo y hara mover el riel de transferencia a travs de la lnea de sacrificio, el dato de la platina de caracterstica tiene datos como, caballo de fuerza (HP), voltaje de alimentacin(V), frecuencia (f), corriente (A) etc. Se debe recordar que este diseo tiene como limitacin diseo de la automatizacin, mas no tiene que ver con el sistema mecnico o mecanismo del sistema riel de transferencia, por lo que no tenemos un dato exacto de los caballos de fuerza y amperaje del motor, pero podemos hacer los respectivos clculos mecnicos para hallar un valor aproximado que nos lleve por buen camino para seleccionar el calibre del conductor. Debemos calcular una velocidad y una aceleracin a la que el mecanismo funcionaria tomando como ejemplo diseos de otra planta de sacrificio (frigo norte- friogan). El espacio entre cada polea es de 1m, y el tiempo de recorrido de esa distancia es de 3sg por tanto aplicamos conceptos de fsica Movimiento Rectilneo Uniforme Acelerado.

Figura 21. Diagrama Movimiento rectilneo uniforme acelerado.

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Utilizando las ecuaciones de movimiento rectilneo uniforme acelerado, se calculara la aceleracin y la velociada que debe llevar la polea para dezplazarce por un tramo de 1m. Por tanto supondremos que en la mitad del trayecto la polea para de acelerar, para que en la otra mitad desacelere y as el sistema no tenga aceleraciones sbitas.

X = X0 + V0.t + .a.t2 XO = 0 V0 = 0 X = 0.5m a= (0.5m) (2) (1.5sg) 2

a = 0.444 m/sg2V = V0 + at V = (0.44 m/s2) (1.5sg) V = 0.66 m/s

Calculo de fuerza para el motor. Para garantizar que el motor haga rodar las poleas junto con el peso de los bovinos, debemos calcular la fuerza que rompa con la inercia de la polea.

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Fuerza inercial. Figura 22. Diagrama para fuerza inercial

r: radio de la polea mp: masa de la polea : aceleracin angular I: momento de inercia I = m.r2 r = 0.076 m mp = 7.5kg I = (7.5 kg) (0.076)2

I = 0.02126 F.r = .I F = .I r F = (8.62 rad/s) (0.02166) 0.076 m F = 2.456Segunda ley de newton. Aplicamos teora de la segunda ley newton para calcualr la fuerza que genere velocidad a la polea para que recorra la distancia que requeros en le iempo indicado.

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Figura 23. Diagrama de cuerpo libre de fuerzas.

W = (700kg) + (7.5kg) W =707.5 kgf FY = 0 N W cos = 0 N = ( ) cos15 N = 702 kgf FX = m.a F Wsen Fr FI = m.a F = (707.5) (0.44) + (0.19) (702) + (707.5)sen8 F = 309.6 kgf Equivalencias. 1Kn = 224.824 lbf = 101.972 kgf 1HP = 550 ft.lb/s = 76.04 kg.m/s Tenemos entontes para calcular la potencia P = V.F

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P = (0.66 m/s) (309.6kgf) P = 1.1 HP Ahora como en la lnea del riel solo se pueden izar mximo 10 bovinos, entonces multiplicamos las potencia que tenemos por este valor. P = 11 HP Un motor de este caballaje genera en vacio 5A por liena y con carga 8A con alimentacio a 440V. Por tanto el conductor debe terner una resistencia 4. La seleccin del conductor adecuado es de calibre #10. Se requieren de tres tableros de control y potencia para el ptimo funcionamiento del diseo, que son: Tablero 1: En este tablero (ver figura 22) se instala el PLC, contactores y protecciones. Figura 24. Tablero de control 1.

software de programa Paint. Tablero 2: En este tablero (ver figura 23) se instala los pulsadores para operar y controlar la primera parte del riel de transferencia. Manual de operacin (ver anexo 6).Tomada de: tomada de

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Tablero 3: Este ltimo tablero (ver figura 23) estn los pulsadores para operar y controlar la segunda parte del riel de transferencia. Manual de operacin (ver anexo 6).

Figura 25. Tablero de control 1 y 2.


software de programa Paint.

5.1 Cableado del PLC LOGO 230 RCL para el diseo. Para el montaje y el cableado del PLC LOGO 230 RCL deben tenerse ciertas condiciones practicas, como utilizar conductores de la seccin adecuada, para este PLC la casa fabricante siemens recomienda usar conductores de secciones 1.5 mm2 hasta de 2.5 mm2 . Las variantes del PLC LOGO 230 RCL estn indicadas para tensiones elctricas con un valor nominal de 115 V CA y 240 V CA. El Frigorfico la Frontera Ltda. Cuenta con un sistema de red trifsica por su la gran magnitud que de de carga que debe operar en su sistemas de produccin, en la figura 24 podeos observar es esquema del cableado del PLC LOGO 230 RC

Figura 26. Cableado del PLC LOGO 230 RCL para el diseo.

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software de programa Paint.

Se alimenta al PLC con una tensin elctrica de 1150 V CA.

5.1.1 Cableado de entradas del PLC LOGO 230 RCL Las entradas del PLC consta de 10 pulsadores en estado NA, y 2 sensores fotoelctricos tambin en estado NA (ver figura 24), el PLC requiere de ciertas condiciones de tensin y de intensidad para poder distinguir la conmutacin entre el estado 0 y 1, estas condiciones o propiedades se puede apreciar en el siguiente cuadro.

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Cuadro 14. Propiedades de pulsadores y sensores para el PLC LOGO 230 RCL PROPIEDADES DE PULSADORES Y SENSORES PARA EL PLC LOGO 230 RCL Estado de conexin 0 < 40 V CA Intensidad de entrada Estado de conexin 1 Intensidad de entrada < 0,03 mA > 79 V CA > 0,08 mA

Para la conexin de los pulsadores no hay problema, pues su tensin de 1150V en NC y 0V basta para que el PLC distinga perfectamente entre los estados 1 y 0 respectivamente. Pero los sensores tienen tenciones nominales mucho mas bajas ,,, por tanto la conexin del sensor debe ir acompaada de una pequea bobina conmutable, que hace la funcin de interruptor cuando el sensor detecta. Por tanto en la figura de cableado del PLC se muestra que la conexin de los sensores (1,2 Y 3, 4) son como interruptores en estado NA, en el momento que los sensores detectan y general el pulso la bobina que acompaa al sensor se cierra con una tensin de 115V, y el PLC lo recibe como estado de conexin 1, y cuando esta en estado NC el PLC lo interpreta como un estado de conexin 0. 5.1.2 Cableado de salidas de PLC LOGO 230 RCL. Las salidas del PLC son solo interruptores que se encuentra es estado NA (ver figura 24), y estos conmutan dependen de cuando el diseo de programacin lo asigne al PLC, y de este modo se energizan los cargas que se conectan a estas salidas. Como sabemos para el diseo de la automatizacin del riel de transferencia de la lnea de sacrificio, el PLC consta de ocho salidas. Cuatro representan las bobinas de los contactores de los dos sistemas de inversin de giro para los motores que mueven los mecanismos del riel, y las otras cuatro salidas son los pilotos de habilitacin de funcionamiento de operacin del programa. En la figura podemos observar las bobinas (KM1, KM2, KM3, KM4) de los cuatro contactores con alimentacin a 220V igual que los cuatro pilotos indicadores (H1, H2, H3, H4). 5.2 Cableado potencia para el diseo.

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Los cableados que comprenden la alimentacin de motores o maquinarias, se les denomina cableado de potencia. En el diseo hay dos motores que por su alto caballaje para trasmitir potencia y hacer mover en promedio a 25 bovinos que en promedio tienen un peso de 600kg cada uno, por tanto su amperaje es elevado. Requiere de un conductor de calibre N 8. El diseo requiere un esquema elctrico que realice una inversin de giro. En la figura 25 se muestra el diagrama de potencia para inversin de giro de los dos motores del riel de transferencia. Figura 27. Diagrama de potencia inversin de giro.


software de programa CADe_ SIMU

6. DESEMPEO COMO PASANTE EN EL FRIGORIFICO LA FRONTERA LTDA.

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El frigorfico La Frontera Ltda. no contaba con personal calificado que se encargara de velar por el buen funcionamientos de la maquinaria y equipos de la planta. Por ende este presentaba muchas falencias, como repetidas fallas en los sistemas elctricos, de control y bombeo de agua, por la ausencia de este personal no haba un rgimen de mantenimiento que evitara parar la produccin, por tanto cada vez que se presentaba un dao o falla en los equipos, el frigorfico acuda a personal contratado fuera de la empresa para solucionar los problemas que se presentaban constantemente. En la parte operativa de la empresa, la mayora de los procesos dependen del buen funcionamiento de diferentes sistemas elctricos, mecnicos, y neumticos. Por tal, mi labor como pasante de esta empresa se baso principalmente en el diseo, repar

control cableado

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