informe pps emilio david ceron
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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA INSTITUTO TECNOLÓGICO UNIVERSITARIO
GUATEMALA SUR TÉCNICO UNIVERSITARIO EN ELECTRÓNICA
DISEÑO DE AUTOMATIZACIÓN DE ELEVADORES EN EMPRESA
PROCESADORA DE PRODUCTOS AGRÍCOLAS EN PUERTO SAN
JOSÉ, ESCUINTLA
INFORME FINAL DE PRÁCTICA PROFESIONAL SUPERVISADA,
REALIZADA EN EMPRESA PROCESADORA DE PRODUCTOS
AGRÍCOLAS EN PUERTO SAN JOSÉ, ESCUINTLA
EMILIO DAVID CERÓN OVANDO
PALÍN, ESCUINTLA, AGOSTO DE 2014
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA INSTITUTO TECNOLÓGICO UNIVERSITARIO GUATEMALA SUR
TÉCNICO UNIVERSITARIO EN ELECTRÓNICA
DISEÑO DE AUTOMATIZACIÓN DE ELEVADORES EN EMPRESA PROCESADORA DE PRODUCTOS AGRÍCOLAS EN
PUERTO SAN JOSÉ, ESCUINTLA
INFORME FINAL DE PRÁCTICA PROFESIONAL SUPERVISADA, REALIZADA EN EMPRESA PROCESADORA
DE PRODUCTOS AGRÍCOLAS EN PUERTO SAN JOSÉ, ESCUINTLA
PRESENTADO A LAS AUTORIDADES DEL INSTITUTO TECNOLÓGICO UNIVERSITARIO
GUATEMALA SUR
POR
EMILIO DAVID CERÓN OVANDO 201244009
COMO REQUISITO PREVIO A OPTAR AL TÍTULO DE TÉCNICO UNIVERSITARIO EN ELECTRÓNICA
PALÍN, ESCUINTLA, NOVIEMBRE DE 2014
AUTORIDADES UNIVERSITARIAS
RECTOR MAGNÍFICO
Dr. Carlos Estuardo Gálvez Barrios
CONSEJO DIRECTIVO
Dr. Oscar Manuel Cóbar Pinto
Presidente Decano
Facultad de Ciencias Químicas y Framacia
Lic. Erick Roderico Villagrán Colón
Director CEMA
Dr. Lauriano Figueroa Quiñonez Decano
Facultad de Agronomía
Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos Decano
Facultad de Ingeniería
Lic. Bayardo Mejía Director General de Docencia
Ing. José Francisco Gómez Rivera
Director Instituto Tecnológico Universitario Guatemala Sur
COORDINADORA DE PRÁCTICA PROFESIONAL SUPERVISADA
Licda. Dorcas Priscila Hernández Apén
REVISOR DE REDACCIÓN Y ESTILO Lic. Erick Antonio Flores Escobar
ASESOR Y SUPERVISOR DE PRÁCTICA PROFESIONAL
SUPERVISADA Ing. Fredy Ademar Ordoñez Alonzo
HONORABLES AUTORIDADES
Cumpliendo con los preceptos que establece la ley de la Universidad de San
Carlos de Guatemala y el normativo de Práctica Profesional Supervisada del
Instituto Tecnológico Universitario Guatemala Sur, presento a su consideración
mi trabajo de graduación titulado:
DISEÑO DE AUTOMATIZACIÓN DE ELEVADORES EN
EMPRESA PROCESADORA DE PRODUCTOS AGRÍCOLAS EN
PUERTO SAN JOSÉ, ESCUINTLA
tema que fue escogido para ser desarrollado durante la Práctica Profesional
Supervisada PPS que abarcó los meses de Agosto a Noviembre de 2014.
EMILIO DAVID CERÓN OVANDO
DEDICATORIA A:
NUESTRO PADRE CELESTIAL
MIS PADRES
MIS HERMANOS
FAMILIA OVANDO MONROY
MIS CATEDRATICOS
MIS AMIGOS
MI ASESOR
A LA EMPRESA
Por la vida y haberme dado la
oportunidad de alcanzar esta meta y
brindarme las oportunidades para
poder concluir esta etapa de mi vida.
Tulio David Cerón Salguero
Ana Griselda Ovando Morales
Mauricio Ariel Cerón Ovando
Ana Victoria Cerón Ovando
Por la oportunidad que me
otorgaron.
Por su apoyo y conocimientos
brindados.
Por su amistad y ayuda
incondicional.
Freddy Ademar Ordoñez Alonzo
Ubicada en San José, Escuintla.
AGRADECIMIENTOS A:
NUESTRO PADRE CELESTIAL
MIS PADRES
MIS HERMANOS
FAMILIA OVANDO MONROY
USAC
ITUGS
Ing. Freddy Adhemar Ordoñez
EMPRESA
Por la vida, la paciencia, la
inteligencia y cada una de las cosas
con las que me ha bendecido.
Por su apoyo y todo lo que han
hecho por mí en el transcurso de mi
vida.
Por su amistad y amor.
Por toda su ayuda y por la confianza
que depositaron en mí.
Por recibirme dentro de sus aulas y
permitirme obtener un desarrollo
integral.
Por ser mi segundo hogar durante 3
años, y brindarme los conocimientos
necesarios para ser un buen
profesional.
Por todo el conocimiento que me
brindó durante este tiempo y sus
consejos.
Por haberme dado la oportunidad de
realizar mi Práctica Profesional
Supervisada.
ÍNDICE GENERAL
Página
Listado de Tablas iii
Listado de Figuras iv
Resumen v
Introducción vi
Objetivos Generales vii
Objetivos Específicos vii
Justificación viii
CAPÍTULO 1
DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA UNIDAD DE PRÁCTICA
1.1 Localización Geográfica 1
1.2 Condiciones Climáticas 1
1.3 Vías de Acceso 1
1.4 Reseña Histórica 2
1.5 Planteamiento del Problema 3
CAPÍTULO 2
DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDADES REALIZADAS
2.1 Contacto inicial 5
2.2 El Estudio 5
2.3 El requerimiento de la empresa 6
2.4 Actividades extras 6
CAPÍTULO 3
ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
3.1 Tubería 7
3.2 Conductores 8
3.3 Bases 8
3.4 Sensores 9
3.5 PLC 9
3.6 SIMATIC Panel Touch TP177micro 11
3.7 Proyección Social: Mantenimiento Correctivo a dispositivos
Electrónicos de pobladores de Puerto San José 13
CAPÍTULO 4
DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN
4.1 Automatización 17
4.2 Comunicación Industrial 18
4.3 Microprocesadores 18
4.4 SIMATIC S7-200 19
4.5 SIMATIC Panel Touch TP177micro 22
4.6 Software 23
Conclusiones 25
Recomendaciones 27
Bibliografía 29
Anexos 35
Anexo 1 Ruta de Acceso 37
Anexo 2 Información complementaria de sensores 39
Anexo 3 Glosario 43
Apéndice 49
iii
LISTADO DE TABLAS
Página
Tabla 1. Características Panel Touch Tp177micro. 22
iv
LISTADO DE FIGURAS
Página
Figura 1. Isométrico tubería para elevador A. 7
Figura 2. Isométrico tubería para elevador B. 8
Figura 3. Eje en donde se colocará el sensor tomada en
Campo del elevador A. 9
Figura 4. Eje en donde se colocará el sensor tomada en
Campo del elevador B. 9
Figura 5. Ilustración del proceso de programación del
PLC S7-200 a través del SIMATIC STEP 7 MICRO/Win. 11
Figura 6. Diagrama de Bloque de Control de Proceso de la
automatización de un elevador. 12
Figura 7. Computador personal con problema común. 13
Figura 8. Imagen tomada a pantalla del computador con
BIOS bloqueada. 14
Figura 9. Computadora a la que se le cambió LCD. 14
Figura 10. Tablet reparada de alimentación de energía. 15
Figura 11. Teléfonos que se revisaron. 16
Figura 12. Teléfono con problema en el micrófono. 16
Figura 13. PLC S7-200. 19
Figura 14. Contactos PLC S7-200. 20
Figura 15. Ilustración enlace del computador y el PLC S7-200
y el Panel Touch Tp177micro. 21
Figura 16. Ilustración del software WinCC Flexible. 24
Figura 17. Rutas de Acceso. 31
Figura 18. Sensor de Velocidad de Rotación. 33
v
Resumen
La automatización de los elevadores, consiste en elaborar un proceso de
comunicación Industrial entre un PLC y el equipo a través de un sistema de
control para garantizar que el operador tenga fácil acceso al funcionamiento del
mismo y para proteger el equipo de posibles daños.
En este proceso se utiliza el PLC de SIEMENS S7-200, este PLC es rápido y
hace el acople entre el Panel y el equipo de los elevadores.
El panel que se utiliza es el SIMATIC TP177micro, que posee la particularidad
de ser un panel táctil y funcional para el proyecto.
Mediante la programación de los instrumentos electrónicos ya mencionados se
realiza la propuesta de automatización guiados por la señal de los sensores.
vi
Introducción
El siguiente informe representa la propuesta de un diseño de automatización de
dos elevadores los cuales se nombraran como elevador A y B respectivamente
dentro del informe.
En el capítulo uno se encuentra una descripción del área donde se encuentra
ubicada la empresa, asimismo las condiciones en las que se halla.
En el capítulo dos se describe las actividades realizadas durante la práctica
profesional supervisada desde el momento en el que se hizo primer contacto con
el proyecto a tratar hasta el último estudio para realizar la propuesta, entre otras
actividades que se realizaron durante el mismo período.
En el tercer capítulo se encuentra la descripción de cada uno de los
componentes con los que se cuentan, los cuales han llevado a realizar la
propuesta de automatización.
En el capítulo cuatro está la información necesaria para poder realizar la el
proyecto, y sobre la cual está basado este informe.
Se realizan recomendaciones al área de operaciones de la empresa con la
finalidad de contribuir en el crecimiento y fortalecimiento de la empresa.
Las conclusiones de dicho reporte se encuentran al final precediendo a los
anexos y al apéndice.
Luego del estudio realizado se concluye con la propuesta de implementar un
sistema de automatización el cual se describe detalladamente.
vii
Objetivos
Objetivo General
Proteger el equipo que posee los elevadores de la empresa en San José,
Escuintla.
Objetivos Específicos
- Automatizar el equipo PLC SIEMENS S7-200 que posee la empresa
actualmente.
- Calibrar sensores para la protección del equipo.
- Realizar interfaz de panel con el PLC para manipular mejor los
elevadores.
viii
Justificación
El desarrollo de este proceso mejora la accesibilidad de los elevadores, y
proporciona protección al equipo con el fin de poder prolongar el tiempo de vida
útil de los dispositivos, dado que actualmente la falta de este sistema ha atraído
y atraerá problemas que a largo plazo producen gastos.
La implementación de esta propuesta da al operador la facilidad de manipular de
mejor manera los elevadores y poder de forma preventiva reparar fallas.
1
Capítulo I
1. Descripción General de la Unidad de Práctica
1.1 Localización Geográfica
Puerto San José, Escuintla, se encuentra ubicado a “108 Km de la ciudad
capital de Guatemala. Latitud 13 o 55" N / Longitud 90º 47" W”1.
1.2 Condiciones Climáticas
El clima es cálido, posee un “78% de humedad, su temperatura varía
entre 20.1ºC – 33.8ºC, la presión atmosférica se encuentra entre
758.1mmHg – 760.2mmHg”2.
1.3 Vías de Acceso
La vía de acceso directa por tierra es por la Autopista Escuintla-Puerto
Quetzal, más sin embargo se encuentran dos carreteras la CA-9A que es
la ruta antigua Escuintla - Puerto San José, y la carretera que proviene de
Puerto de Iztapa. El acceso a las vías marítimas por el océano pacifico,
es a través de un canal de acceso de 210 metros de ancho entre morros
de los rompeolas oeste y este. A la entrada de la dársena de maniobras,
en la zona del codo del rompeolas oeste, tiene un ancho de 340 metros.
Asimismo, este canal cuenta con una curvatura de 1,000 metros para
permitir un acceso sin borneos.
1 https://www.google.com.gt/maps/@13.9322633,-90.7885924,1169m/data=!3m1!1e3?hl=es-419 2http://www.insivumeh.gob.gt/meteorologia/ESTACIONES/ESCUINTLA/PUERTO%20SAN%20JOSE%20PARAMETROS.htm
2
1.4 Reseña Histórica
“Con la llegada de los conquistadores españoles se modifican las
condiciones de vida de los aborígenes, surge una nueva modificación en
el sistema económico, con el capital extranjero para la explotación de las
tierras, específicamente del cultivo del café.
Con esto se da impulso a obras de mayor trascendencia, como el
alumbrado público y la construcción del muelle de San José. El desarrollo
comercial en Centroamérica se inició con la habilitación de los Puertos de
La Libertad, en El Salvador, y de Iztapa o La Independencia, en
Guatemala, después de ser declarada su independencia de España.
Veintisiete años más tarde, el 12 de mayo de 1852, el gobierno, a través
del decreto 62 emitió la resolución que permitió el traslado del puerto de
Iztapa al sitio denominado El Zapote, quedando habilitado el 1 de enero
de 1853, y se acordó que se le llamara Puerto de San José de
Guatemala. A través del acuerdo gubernativo del 15 de enero de 1855,
se designaron las autoridades del Puerto San José y se le dio forma
jurídico-administrativa a este territorio. Finalmente, la Municipalidad en el
Puerto de San José fue creada por acuerdo gubernativo el 19 de junio de
1920. Se nombró al Consulado de Comercio como encargado de
proporcionar la infraestructura necesaria para el desarrollo de las
actividades portuarias y, por parte del gobierno, se dispuso levantar las
oficinas públicas necesarias y aumentar la población y comercio, dando
toda clase de protección a dicho puerto. El Organismo Ejecutivo, a través
del Ministerio de Comunicaciones y Obras Públicas, emitió el acuerdo
respectivo para la creación de la Unidad Ejecutora del Complejo Portuario
del Litoral Pacífico (UNECPA) el 8 de noviembre de 1979, siendo
declarada de emergencia nacional, la situación prevaleciente, por la falta
de un puerto moderno que cubriera los requerimientos mínimos de
importación y exportación a través de las rutas del Océano Pacífico.
3
En la década de los ochentas, se inauguró un puerto más
moderno, llamado Puerto Quetzal”3.
1.5 Planteamiento del Problema
La carencia de este proceso de comunicación industrial ha dejado
expuesto el equipo a distintos daños que perjudicarán en gran manera a
la empresa con el tiempo, por lo que es necesaria la implementación del
mismo.
3 http://www.puertosanjose.com/historia.htm
4
5
Capítulo II
2. Descripción de tareas realizadas
2.1 Contacto Inicial
Al momento de iniciar con la Práctica Profesional Supervisada luego de
conocer a las personas que laboran dentro de la empresa la primera
actividad a tratar fue llegar a conocer el lugar donde se encuentran los
elevadores, con el fin de llegar a conocer lo que la empresa necesitaba.
2.2 El Estudio
Se inició con el estudio del equipo que actualmente poseía la empresa, y
se hicieron mediciones de voltaje con el fin de determinar qué tipo de PLC
poseían y poder determinar de qué manera debe conectarse y proseguir a
programarse.
Se midió continuidad a los conductores que se encontraban conectados al
PLC y se siguieron las líneas con el fin de conocer si se encontraba en
buen estado el material con el que la empresa contaba ya instalado.
Se observó la tubería que posee y se realizaron mediciones con el fin de
posteriormente realizar los planos de la tubería.
Se conocieron los elevadores y el modelo de los mismos, así como el
trabajo que ejercen y lo que utilizaba para dicho trabajo, siendo estos, la
banda, los cangilones, las chumaceras y los motores, los cuales son los
que accionan el trabajo de dichos elevadores.
6
Se identificó el Panel Touch con el que la empresa contaba y se esperaba
utilizar para la operación de los elevadores. El estudio duró varias
semanas para poder determinar cómo trabajar con el equipo que la
empresa posee.
2.3 El requerimiento de la empresa
La empresa necesita un sistema que permita al operador controlar el
funcionamiento de los elevadores y poder controlar el estado del equipo
para prevenir daños, para lo cual se utilizó el equipo existente dentro de la
empresa.
2.4 Actividades Extras
Durante el tiempo de realización de la Práctica Profesional Supervisada
se apoyó al área de operaciones con el mantenimiento preventivo y
correctivo en distintas áreas, tales como bandas móviles, cilindros
neumáticos y cosedora del área de ensacado, los compresores de aire,
equipo eléctrico como contactores de los distintos centros de control de
cada una de las fases de operación de la planta y en el cuarto general de
control de la planta, así como en los generadores de la planta, y en las
distintas bandas que se encuentran dentro de la planta que se encargan
de llevar los granos a los silos y otras áreas de la planta, también en
filtros centrales de las bodegas, en compuertas de la planta y en básculas
de salida.
Así también se trabajó en la implementación de otros proyectos tales
como la instalación de cámaras de vigilancia en bodegas de importación,
y en el cambio de tarjeta de la báscula de bacheo y cambio de tarjeta
maestra del generador principal, y la instalación de un semáforo en una
de las áreas de carga.
7
Capítulo III
3. Análisis y discusión de Resultados
Previo a poder realizar alguna actividad se realizó un estudio para determinar lo
que posee actualmente la empresa para llevar a cabo dicho proyecto y así tomar
conclusiones de lo que se necesita para poder andar el mismo.
3.1 Tubería
Actualmente se cuenta con tubería tipo conduit galvanizado de ¾’’ con
cajas de registros en cada curva, teniendo 10.85 metros lineales para el
elevador A, y 10.85 metros lineales para el elevador B, saliendo desde el
cuarto de control hacia el lugar preciso a colocar los sensores.
Figura 1. Isométrico tubería para elevador A
8
Figura 2. Isométrico tubería para elevador B
3.2 Conductores
Actualmente la tubería carece de conductores adecuados para dicho
sistema de control, por lo que se realizaron mediciones y se sugirió poder
contar con cable #12 para la realización del proyecto siendo 20 metros
lineales por conductor y teniendo en cuenta que cada elevador necesitará
5 conductores, por lo que se sugiere contar con 200 metros lineales de
cable distribuidos en distintos colores para hacer en el futuro más
eficiente el mantenimiento del equipo.
3.3 Bases
Se hicieron mediciones en el lugar donde se colocaran los sensores, en
teste caso de velocidad, los cuales necesitan estar ubicados en el rodillo
de la parte inferior de cada elevador y de esta manera tener un control
más real del proceso y del estado de los elevadores. Actualmente el
elevador A posee un orificio de 3/8’’ y el elevador B un orificio de 3/8’’.
9
Figuras 3 y 4. Ejes en donde se colocarán los senso res tomada en Campo, para
elevadores A y B respectivamente.
3.4 Sensores
Los sensores a utilizar son de velocidad de serie M8001V1FC,
distribuidos por la empresa estadounidense Elevator Components Limited,
y se necesitarán dos uno para cada elevador, estos poseen una
particularidad especial ya que habilitan el contacto tanto abierto como
cerrado según se desea utilizar trabajando al 30% o al 80% de la
capacidad del mismo, por lo que hace sencilla su instalación.
3.5 PLC
El PLC Siemens S7-200 posee un CPU 224 y tiene la característica de
ser programado con el software SIMATIC STEP 7 MICRO/Win y debe
estar conectado al computador para que el mismo lo reconozca y de esa
manera iniciar a modificar el programa que posee. En él se pueden
realizar distintas tareas y su lenguaje es de tipo escalera.
10
Para este caso lo que se realizará será un sistema de protección en el
cual se permita operar los elevadores y al mismo tiempo reducir riesgos
en el equipo.
Para iniciar el programa automáticamente selecciona el PLC y se
programa a través de redes (networks), utilizando secuencia lógica con
las entradas en este caso I, y las salidas Q.
El primer número seguido a la letra es el byte y el segundo el bit, de modo
que va de I0.1 hasta I1.5.y las salidas Q0.1 hasta Q1.1, permitiendo
direccionar cada bit tanto de entrada como de salida y de esa manera se
utilizará para recibir la señal de los sensores y portar energización para
los instrumentos de fuerza.
11
Se utilizará al dejar dependiendo el proceso de la señal de los sensores,
al igual que una compuerta lógica AND, y de esa manera lograr que sean
las señales quienes protejan al equipo en caso alguna anomalía en el
proceso se presentara.
Figura 5. Ilustración del proceso de programación d el PLC S7-200 a través del SIMATIC
STEP 7 MICRO/Win.
3.6 SIMATIC Panel Touch TP177micro
El panel lleva una de las partes más importantes del proceso ya que tiene
la tarea de reflejar el proceso, advertencias en caso de alguna anomalía y
la capacidad de dar al operador fácil acceso al arranque y apagado del
proceso.
Se programa a través del software WinCC Flexible, el cual permite ver la
interfaz del panel, colocar imágenes, hacer botones y poder crear
mensajes, y se realiza mediante marcas.
12
Las marcas no son más que direcciones que el programador le coloca a
cierta función determinada, como algún botón o cuadro de texto.
Las marcas deben estar de la mano con el programa que se realice para
el PLC, si no se hacen de juntos y no se relacionan entre sí, NO PODRÁN
ACOPLARSE y de esa manera no funcionará el panel como lo deseamos.
De esta manera es que se realizan los botones de arranque y paro, y en
el programa del PLC estarán como entradas de las redes hacia alguna
acción específica o salida del mismo, y de esa manera generar la
automatización del proceso.
Al finalizar los estudios se logró observar que a medida que se realice de forma
correcta la carga del programa en el PLC S7-200 utilizando marcas para que se
acople con el panel SIMATIC TP177micro, se podrá obtener el proceso deseado
y proteger el equipo de daños que en el tiempo generará ahorro a la empresa,
ya que al estar protegido el equipo, este no presentará daños y esos costos se
evitarán y el proceso será eficaz al cumplir el diagrama de bloque del control del
proceso, y lo que actualmente existe en la empresa es posible utilizar para la
implementación de esta propuesta.
Figura 6. Diagrama de Bloque de Control de Proceso de la automatización de un
elevador.
13
3.7 Proyección Social: Mantenimiento correctivo a
dispositivos electrónicos de pobladores de Puerto
San José, Escuintla
El trabajo de proyección social no es más que la realización de un
proyecto más pequeño con la intención de poder brindar un servicio a las
personas directamente, en este caso se hizo con la finalidad de ayudar a
los trabajadores de la empresa donde se realizó la Práctica Profesional
Supervisada, al realizar mantenimiento correctivo a dispositivos
electrónicos que poseían.
El trabajo de proyección social nació al observar la inconformidad de los
trabajadores hacia sus computadores y teléfonos móviles al ver que
presentaban daño por mal uso de los mismos, y de ahí que se inició con
el trabajo.
Se inició con las computadoras de algunos de las personas, estas
presentaban problemas comunes tales como presencia de virus o alguna
parte dañada por algún golpe, y una de ellas tenía la BIOS bloqueada.
Figura 7. Computador personal con problema común.
14
Para iniciar se revisaban las computadoras y se les daba el diagnostico
de que era la posible falla, y luego se procedía a erradicar el problema.
Se le dio mantenimiento a 12 computadores, de las cuales se restauró el
sistema operativo a 10, se les reparo la lectora de CD-Rom a 2, que
presentaban falso contacto, a una se le configuro un sistema auxiliar de
Wireless, y a una se le desbloqueó la BIOS.
Figura 8. Imagen tomada a pantalla del computador c on BIOS bloqueada.
Figura 9. Computadora a la que se le cambió LCD.
15
Luego de la reparación de las computadoras se procedió a darles una
inducción para poder prolongar el tiempo de vida útil de las computadoras
al utilizarlas correctamente y darles su mantenimiento preventivo
periódicamente.
Así mismo se repararon 4 tablets, de las cuales 3 de ellas necesitaban
ajustes de configuración y una de ellas tenía problemas con la
alimentación de la batería.
Figura 10. Tablet reparada de alimentación de energ ía.
Luego de repararlas, se les dio una inducción también para el buen uso
de las mismas.
Al mismo tiempo se revisaron teléfonos, tanto sencillos como
smartphones, de los cuales requerían mantenimiento, configuración,
instalación de programas que las personas deseaban, y se arreglaron
teléfonos con problemas de micrófono y bocinas.
16
Figura 11. Teléfonos que se revisaron.
Figura 12. Teléfono con problema en el micrófono.
Los teléfonos fueron los que más se vieron, se lograron revisar 24
teléfonos y se les dio una inducción para que puedan utilizarlos
adecuadamente.
De esta manera fue que se realizó el proyecto de proyección social y se
vieron beneficiados más de 60 personas al repararles y al capacitarles
para que puedan utilizar bien sus dispositivos y prolongarles su tiempo de
vida útil.
17
Capítulo IV
4. Desarrollo de la Investigación
4.1 Automatización
“La automatización es un sistema donde se trasfieren tareas de
producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un
conjunto de elementos tecnológicos.
Un sistema automatizado consta de dos partes principales:
- Parte de Mando
- Parte Operativa
La Parte Operativa es la parte que actúa directamente sobre la máquina.
Son los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice la
operación deseada. Los elementos que forman la parte operativa son los
actuadores de las máquinas como motores, cilindros, compresores; y los
captadores como fotodiodos, finales de carrera, etc.
La Parte de Mando suele ser un autómata programable (tecnología
programada), aunque hasta hace bien poco se utilizaban relés
electromagnéticos, tarjetas electrónicas o módulos lógicos neumáticos
(tecnología cableada). En un sistema de fabricación automatizado el
autómata programable está en el centro del sistema. Este debe ser capaz
de comunicarse con todos los constituyentes de sistema automatizado”4.
4 http://www.grupo-maser.com/PAG_Cursos/Auto/auto2/auto2/PAGINA%20PRINCIPAL/Automatizacion/Automatizacion.htm
18
4.2 Comunicación Industrial
Es un conjunto de reglas que permiten la transferencia e intercambio de
datos entre los distintos dispositivos que conforman una red. Estos han
tenido un proceso de evolución gradual a medida que la tecnología
electrónica ha avanzado y muy en especial en lo que se refiere a los
microprocesadores.
4.3 Microprocesadores
Es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen
miles (o millones) de elementos llamados transistores, cuya combinación
permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip.
El microprocesador a utilizar en este proceso es de la empresa Siemens
es el S7-200.
19
4.4 SIMATIC S7-200
“El SIMATIC S7-200 es ciertamente un micro-PLC al máximo nivel: es
compacto, rápido y potente. Ofrece una conectividad extraordinaria y otro
tipo de facilidades en el manejo del software y del hardware”5.
Figura 13. PLC S7-200. Fuente: Guía de Programación a alto nivel, SIEMENS, recuperado el 18 de Noviembre de 2014. https://www.swe.siemens.com/spain/web/es/industry/automatizacion/simatic/Documents/S7200-CAT.PDF
“Y esto no es todo el micro-PLC SIMATIC S7-200 responde a una
concepción modular consecuente que permite soluciones a la medida que
no quedan sobredimensionadas hoy y, además, pueden ampliarse en
cualquier momento.
Todo ello hace del SIMATIC S7-200 una auténtica alternativa rentable en
la gama baja de PLC’s”6.
Posee puerto RS-485 con velocidad de transferencia de datos
comprendida entre 1.2 y 187.5 Kbits/s.
5 https://www.swe.siemens.com/spain/web/es/industry/automatizacion/simatic/Documents/S7200-CAT.PDF 6 Iden
20
Figura 14. Contactos PLC S7-200.
Fuente: Descripción PLC Siemens S7-200, recuperado el 18 de Noviembre de 2014.
http://www.globalicp.com/sell-671476-cpu224t-24-similar-as-siemens-s7-200-transistor-outputs-
14input-10-output-24v-2ppi.html
Es rápido en la comunicación por PROFIBUS.
21
El software que utiliza para ser programado es el STEP 7-Micro/WIN el
cual ofrece potentes herramientas que permiten ahorrar mucho dinero.
Figura 15. Ilustración enlace del computador y el P LC S7-200 y el Panel Touch Tp177micro
Fuente: Comunicación autómata PLC Siemens S7-200, recuperado el 18 de Noviembre de 2014.
http://www.infoplc.net/descargas/162-siemens/pantallas-hmi/556-pantalla-tp177-micro-desde-
wincc-flexible-y-comunicacion-con-un-automata-s7-200
22
4.5 SIMATIC Panel Touch TP 177micro
Este panel puede es ideal para la manipulación del PLC SIMATIC S7-200
y puede configurarse de manera sencilla y confortable al más alto nivel de
automatización a través del software SIMATIC STEP 7 Micro/WIN.
Tabla No. 1
Características Panel Touch Tp177micro 7.
7 http://uk.rs-online.com/web/p/touch-screen-hmi-displays/0563958/
Especificaciones
Dimensiones 21.2 x 15.6 cm
Luz de Fondo Si
Color de Pantalla Azul
Resolución de la Pantalla 320 x 240
pixeles
Tamaño de la Pantalla 5.7 pulgadas
Tipo de Pantalla LCD
Serie TP 177
Temperatura Máxima de
funcionamiento
+40ºC
Temperatura Mínima de
funcionamiento
0ºC
Numero de Puertos 1
Tipo de Puerto RS485
Memoria de Almacenamiento
interno
256 kB
Tipo de Procesador ARM
Voltaje de Alimentación 24V dc
23
4.6 Software
El software es el medio por el cual se realizará la automatización de los
instrumentos electrónicos que se emplearán. El SIMATIC STEP 7
Micro/WIN ofrece potentes herramientas que permiten ahorrar mucho
tiempo, lo que redunda en un enorme ahorro de costos durante el trabajo
cotidiano. “El software de programación posee asistentes para poder
programar:
- Regulador PID
- Contadores rápidos
- NetRead-NetWrite
- AS-Interface
- Ethernet/Internet
- Módem
- Data Logging
- Panel de sintonía PID
- PTO/PWM
- SIWAREX MS
- Modbus RTU
- Protocolo USS”8
8 https://www.swe.siemens.com/spain/web/es/industry/automatizacion/simatic/Documents/S7200-CAT.PDF
24
En este caso se utilizará este software para la programación del PLC S7-
200 y el Panel Touch y de esa manera poder hacer andar el proyecto.
Para el Panel Touch TP177micro se utilizará a fin de realizar su
programación, el software WinCC Flexible.
Figura 16. Ilustración del software WinCC Flexible
Fuente: Automatización SIEMENS, recuperado el 24 de Noviembre de 2014.
http://cache.automation.siemens.com/dnl/jk/jkoODY5MQAA_24327008_FAQ/WinCC_Flexible_A
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Conclusiones
1. Se presentó la propuesta para automatizar el equipo PLC SIEMENS S7-
200 que posee la empresa actualmente.
2. Se presentó la propuesta para poder ubicar y calibrar los sensores y lo
que la empresa posee actualmente para ello, a fin de dar protección a los
elevadores.
3. Se presentó propuesta para realizar la comunicación entre el panel con el
PLC para manipular mejor los elevadores.
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Recomendaciones
Al área de operaciones de la empresa:
1. Iniciar la automatización del proyecto para proteger los elevadores de
posibles daños que pudieren llegar a ser irreversibles.
2. Adquirir sensores de velocidad similares a los existentes en la empresa
actualmente para evitar incompatibilidades.
3. Adquirir el software adecuado para la programación del PLC SIMATIC S7-
200 y del panel touch SIMATIC TP177micro, verificando que el cable de
comunicación entre el PLC SIMATIC S7-200 y el panel touch SIMATIC
TP177micro se encuentre en buena condición y sea el adecuado.
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ANEXOS
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Anexo 1
Ruta de acceso
Figura 17. Rutas de Acceso
Fuente: Googlemaps, recuperado el 22 de Noviembre de 2014. https://www.google.com.gt/maps/@13.9311156,-90.8056562,2978m/data=!3m1!1e3?hl=es-419
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Anexo 2
Información complementaria de Sensores
Sensores
“Un sensor o captador, como prefiera llamársele, no es más que un dispositivo
diseñado para recibir información de una magnitud del exterior y transformarla
en otra magnitud, normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y
manipular.
Normalmente estos dispositivos se encuentran realizados mediante la utilización
de componentes pasivos tales como resistencias variables, PTC, NTC, LDR, que
son componentes que varían su magnitud en función de alguna variable), y la
utilización de componentes activos.
Sensores de posición:
Su función es medir o detectar la posición de un determinado objeto en el
espacio
Sensores de contacto:
Estos dispositivos, son los más simples, ya que son interruptores que se activan
o desactivan si se encuentran en contacto con un objeto, por lo que de esta
manera se reconoce la presencia de un objeto en un determinado lugar.
Su simplicidad de construcción añadido a su robustez, los hacen muy
empleados en robótica.
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Sensores por ultrasonidos:
Este tipo de sensores, se basa en el mismo funcionamiento que los de tipo
fotoeléctrico, ya que se emite una señal, esta vez de tipo ultrasónica, y esta
señal es recibida por un receptor. De la misma manera, dependiendo del camino
que realice la señal emitida podremos diferenciarlos entre los que son de barrera
o los de reflexión.
Sensores de Movimientos:
Este tipo de sensores es uno de los más importantes en robótica, ya que nos da
información sobre las evoluciones de las distintas partes que forman el robot, y
de esta manera podemos controlar con un grado de precisión elevada la
evolución del robot en su entorno de trabajo”9.
Figura 18. Sensor de Velocidad de Rotación
Fuente: Direct Industry, recuperado el 22 de Noviembre de 2014. http://www.directindustry.es/prod/4b-braime-elevator-components/sensores-velocidad-rotacion-31528-223794.html
9 http://www.profesormolina.com.ar/tecnologia/sens_transduct/que_es.htm
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Anexo 3
Glosario
Automatización Es un sistema de control que manipula
indirectamente los valores de un sistema
controlado.
Acoplar Agrupar dos aparatos, piezas o sistemas
para que funcionen combinadamente.
Autómata Máquina electrónica fabricada para realizar
Automáticamente movimientos y acciones
propios.
Bit Un bit es una señal electrónica que puede
estar encendida (1) o apagada (0). Es la
unidad más pequeña de información que
utiliza un ordenador.
Byte Es un grupo de seis bits.
Calibración Conjunto de operaciones que establecen, en
unas condiciones especificadas, la relación
que existe entre los valores indicados por un
instrumento de medida y los
correspondientes valores conocidos de una
magnitud física medida a través de
patrones.
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Compuerta Lógica Una compuerta lógica es un dispositivo que
nos permite obtener resultados,
dependiendo de los valores de las señales
que le ingresemos.
CPU La CPU es el cerebro del ordenador. A
veces es referido simplemente como el
procesador o procesador central.
Ethernet Es un estándar de transmisión de datos para
redes de área local.
Interfaz Red para la conexión directa de sensores y
actuadores binarios sencillos, transmisión
de reducidas cantidades de información.
LCD Pantalla de cristal líquido.
Network Consiste en un conjunto de ordenadores
conectados entre sí a través de diversos
métodos para compartir información y
servicios.
PROFIBUS (Process Field Bus) Bus de Campo de
Procesos, permite establecer la
comunicación entre el sistema de
automatización (controlador) y los
dispositivos instalados en campo a través de
un único cable con comunicación serie.
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Protocolo Instrucción de procedimiento para la
transferencia de datos en la transmisión.
Con esta norma se definen tanto los
formatos de los mensajes como, también, el
flujo de datos en la transmisión de datos.
Proyección Importancia de un asunto.
Sensor Dispositivo diseñado para recibir información
de una magnitud del exterior, utilizado
frecuentemente para controlar algún
proceso.
Software Es el equipamiento lógico e intangible de un
ordenador, el lenguaje del computador.
Wireless Es un término usado para describir las
telecomunicaciones de tipo inalámbrica o sin
cables, efectuada por ondas
electromagnéticas.
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APÉNDICE