Automatización Proceso

Introducción

El siguiente informe trata sobre el desarrollo de la automatización de un proceso, que en este caso específico correspondería a un proceso de embotellamiento.

Para realizar este tipo automatización, se propone utilizar un conjunto herramientas de trabajo; que tienen como finalidad poder manipular y controlar el proceso.

Estas herramientas serían las siguientes:

- Guía GEMMA: Tiene el rol de ordenar los procedimientos requeridos.

- Grafcet: Utilizado para realizar la programación.

- KEPServer: Realizar la definición de variables a utilizar en el SCADA.

- INFILINK: Sirve para realizar el diseño del SCADA.

Se podría decir, que estas herramientas se podrían en un comienzo trabajan en dos grupos; la GEMMA y Grafcet, se relacionan netamente con lo que es la programación del proceso y KEPServer e INFILINK, complementan la interfaz gráfica que permite la manipulación y control del proceso en su totalidad.

A continuación se presentará a través de una breve descripción el proceso, se definirán: sensores, actuadores, etapas, estados, etc.

Posteriormente, se realizará una explicación sobre la programación que fue utilizada para lograr el funcionamiento del proceso.

Descripción del Proceso

El proceso a automatizar que se presenta corresponde a un llenado de botellas; el cual se puede desglosar o descomponer en etapas o fases. Se debe considerar que previo al llenado de botellas se hallan otros procesos previos, que son la generación de distintos líquidos; a través de la mezcla de los líquidos A y B.

Para llevar a cabo la realización de la mezcla, se debe alimentar el estanque en el cual se producirá la combinación entre los líquidos A Y B.

Antes de la combinación de estos líquidos, se debe tomar en cuenta la composición de estos o el proceso preliminar, ya que toma diferentes acciones; como son el ingreso previo a un estanque (de 40 litros), en el cual se ingresa el líquido, este se calienta a través del uso de calefactores temporizados o con un intervalo de tiempo de trabajo (en este caso 10 minutos); que directamente al término de estos se produce la adhesión de los aditivos a los líquidos. Para conseguir la fusión entre ambos, se activa un agitador que se relaciona directamente su inicio de trabajo o funcionamiento; una vez que el aditivo es añadido al estanque.

Ya obteniendo la composición de ambos líquidos (cada uno en su propio estanque de 40 litros), se regula su paso posterior a lo que sería la etapa de llenado de las botellas. Para realizar este control de flujo hacia la siguiente etapa además de la cantidad presente en el estanque de almacenamiento de cada mezcla de líquido, se utilizan sensores de nivel. Cabe decir que el traspaso o movimiento de los líquidos es a través de electro válvulas.

Una vez concebido el proceso o etapa anterior a lo que es el llenado en sí, se debe pasar netamente es el llenado de botellas, en esta situación se encuentra ya un tercer estanque en el cual se realiza la mezcla de los líquidos A y B. A modo práctico y de utilidad, se considera que tanto la cantidad de líquido A como B que se deposita en el estanque es proporcional a la cantidad total del estanque mezclador es decir; en este caso el estanque mezclador posee una capacidad de 80 litros. Por lo cual se decidió que la cantidad de cada líquido A y B, a ingresar a la mezcla sea de 40 litros.

Se utiliza un sensor de nivel análogo, para poder medir el nivel correspondiente al estanque que posee la cantidad de 80 litros. Seguido, se procede a l llenado de botella; para esto se tomaron las siguientes consideraciones:

- Para que al momento de llenado se pudiese confirmar la presencia de una botella que se encontrase lista y en posición, se decidió por utilizar un sensor infrarrojo (S1), con esto se puede asegurar que hay una botella presente para ser llenada.

- Otro factor también que se debe tomar en cuenta es el estado de la botella, en este caso la forma es el chequeo del producto ya embotellado, esto se realiza mediante la medición de peso a través de un sensor análogo (de 0 a 3000 gramos). Para uso práctico de la distinción de un producto defectuoso o mal embotellado, se dice que el producto no cumplirá con los estándares cuando el posea un valor o peso menor al 5% del valor ideal, es decir en este caso el valor ideal sería de 2250 gramos, por ende si el envase llenado llegase a pesar menos de 2137,5 gramos; se considerará como un producto defectuoso.

- En este caso, además de tomar en cuenta la discriminación por valor inferior; se decidió también por optar por una discriminación si se supera 5% el valor ideal. Se quiere decir, que si el valor del envaso llenado fuese mayor de 2362,5 gramos, también se consideraría como defectuoso.

Por ende un llenado que cumpla con el estándar o se encuentre dentro del rango permitido, sería superior a los 2137,5 e inferior a los 2365,5 gramos.

Finalmente, al lograr discriminar el estado de los envases correcta e incorrectamente llenados, se hace utilización de contadores; para llevar un conteo de los productos que cumplen con los estándares y lo que se encuentran defectuosos.

Programación

Para lograr desarrollar la acción efectiva del proceso global como también cada una de sus partes que lo componen, se debe realizar la programación de este mismo.

En este caso se trabajó lo que es la programación de Grafcet, SCADA y OPC. A modo explicativo; se harán unas breves sintaxis explicativas referentes a las programaciones en cada caso, para dar comienzo eso se empezará por dar a conocer la guía GEMMA.

Guía GEMMA

Grafcet

Primero que todo y antes de la explicación de la programación en sí, se da a conocer que el software utilizado para realizar la programación fue a través de Simatic, S7-Graph,

La dinámica que se utilizó para la programación del proceso fue la siguiente, se parte considerando que se utilizaría una guía GEMMA, la cual usaría los siguientes procedimientos:

A1 Parada en el estado inicial. Es el estado normal de reposo de la máquina. Se representa con un rectángulo

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