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CARRERA DE INGENIERA ELECTRNICA AUTOMATIZACIN Y CONTROLDEFENSA
DEL PROYECTO DE GRADO PREVIO LA OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIERA
DISEO E IMPLEMENTACIN DE UN SISTEMA DE CONTROL PARA LA
REBOBINADORA REBOGRAF LITE 1200 PROPIEDAD DE LA EMPRESA BOPP DEL
ECUADOR
DIRECTOR: Ing. Alexander IbarraCODIRECTOR: Ing. Hugo OrtizAUTOR:
Christian Gonzlez2013
ANTECEDENTESBopp del Ecuador desde 1992 es una empresa dedicada
a la elaboracin de pelcula como base polipropileno, la pelcula es
utilizada para producir empaques alimenticios.El proceso para
obtener la pelcula se conoce como extrusin.Luego del proceso de
extrusin la planta realiza el bobinado y corte del material.La
empresa requiere incorporar a sus lneas de produccin una
rebobinadora cortadora.PROCESO DE CORTEProcedimiento de suma
importancia en cuanto a la calidad final del producto.El proceso
consta de cuatro etapas luego de recibir la bobina madre a
cortar:Montaje de la bobina en el desbobinadorCalibracin del
alineador de material Posicionamiento de las cuchillas de
corteRebobinado segn las medidas deseadas por el cliente.
REBOGRAF LITE 1200Origen brasileo Sistema de control
modularMantenimiento difcil de realizar debido a las caractersticas
del sistemaFuera de servicio debido a la inexistencia de repuestos
del mdulo Tacograf en el pas, equipos para importacin.Software
imposible de modificarREBOGRAF LITE 1200
MDULOS DE CONTROL
OBJETIVO GENERALDisear e implementar un sistema de control para
la bobinadora REBOGRAF LITE 1200 para la empresa Bopp del Ecuador
Ca. Ltda.
OBJETIVOS ESPECFICOSImplementar todos los circuitos de fuerza y
de control necesarios para permitir el manejo de velocidad de los
motores de la mquina mediante variadores de frecuencia.
Disear un sistema de medicin que permita determinar el dimetro y
metraje de la bobina a producirse. Implementar un sistema de
alineacin del material para el motor desbobinador mediante el uso
de sensores fotoelctricos, y un motor reductor.Desarrollar e
Implementar el programa de control de la mquina que se adapte a las
necesidades de produccin de la planta en un PLC.Crear una interfaz
de usuario tctil para el control y monitoreo de los parmetros y del
proceso.
DESCRIPCIN DE LA MQUINACuerpo de Corte y rebobinado
DESCRIPCIN DE LA MQUINACuerpo de Carga y Alineamiento
ESQUEMA DE CONTROL DESBOBINADOR SISTEMA ORIGINALTACOGRAFCFW-08
PLUSSENSOR S01SP0 - 10 VSalida M01
ESQUEMA DE CONTROL REBOBINADO SISTEMA ORIGINALComm 02Comm 01
CONTAGRAFREBOGRAF 01SENSOR S02Salida M02REBOGRAF 02Salida
M03Start
Conjunto mecnico para el conteo de vueltas del rodillo
desbobinador
REBOGRAF LITE 1200HARDWAREAislante del cableado de fuerza y
control deterioradoMdulos de control daadosConjunto mecnico en mal
estadoAlineador de material con funciones parcialesOPERACIN Y
MANTENIMIENTOHardware descentralizado de difcil supervisinProceso
de identificacin de fallas extenso y complicado.
TABLERO DE MOTORES ORIGINAL
VISTA POSTERIOR
IDENTIFICANDO LOS PROBLEMASLos principales problemas presentes
son los siguientes:Hardware descentralizado de difcil
configuracin.Hardware descentralizado de difcil revisin en tareas
de mantenimiento.Hardware de difcil reemplazo en caso de mal
funcionamiento.Falta de soporte debido a descontinuacin de la
mquina.Sistema difcil de monitorear y supervisar.Cableado en mal
estado
NUEVA ARQUITECTURA
TABLAS E/S DEL SISTEMAENTRADASITEMDESCRIPCIONTIPO1Pulsante
Arranque general de mquinaDigital 24 Vdc2Pulsante tipo hongo Paro
de mquinaDigital 24 Vdc3Pulsante Jog forward motor rebobinador
1Digital 24 Vdc4Pulsante Jog reverse motor rebobinador 1Digital 24
Vdc5Pulsante Jog forward motor rebobinador 2Digital 24 Vdc6Pulsante
Jog reverse motor rebobinador 2Digital 24 Vdc7Pulsante Jog Left
alineadorDigital 24 Vdc8Pulsante Jog right alineadorDigital 24
Vdc9Sensor Fotoelectrico alineadorDigital 24 Vdc10Encoder o
inductivo canal contadorHSC 24Vdc11Encoder o inductivo canal
direccinHSC 24Vdc12Final de carrera 01 alineadorDigital 24
Vdc13Final de carrera 02 alineadorDigital 24
VdcSALIDASITEMDESCRIPCIONTIPO1Forward Variador frecuencia
rebobinador 1Digital 24 Vdc2Reverse Variador frecuencia rebobinador
1Digital 24 Vdc3Forward Variador frecuencia rebobinador 2Digital 24
Vdc4Reverse Variador frecuencia rebobinador 2Digital 24 Vdc5Forward
Variador frecuencia desbobinadorDigital 24 Vdc6Reverse Variador
frecuencia desbobinadorDigital 24 Vdc7Forward Variador frecuencia
alineadorDigital 24 Vdc8Reverse Variador frecuencia
alineadorDigital 24 Vdc9Luz FallaDigital 24 Vdc10Referencia
analgica Variador 010-10 Vdc11Referencia analgica Variador 020-10
Vdc12Referencia analgica Variador 030-10 VdcCONTROLADORES
COMERCIALESMODELOCOMMEXPANSIONMEMPUERTO HSC Allen Bradley
MicroLogix 1100 1763Eth, RS2324 mdulos, 10 entradas
incorporadas4KBnoAllen Bradley MicroLogix 1200 1762Eth, RS2326
mdulos, 24 entradas incorporadas4KB1Allen Bradley MicroLogix 1400
1766Eth, RS2327 mdulos, 20 entradas incorporadas10 KB6Siemens - S7
1200 1212CEth6 mdulos, 14 entradas incorporadas10 KB4Siemens -S7
1200 1214CEth8 mdulos, 14 entradas incorporadas10 KB6PANEL DE
OPERADOR
DIMENSIONAMIENTO EQUIPOS Y PROTECCIONES TABLERO DE CONTROLEs
necesario proteger el sistema de control contra sobrecargas y
cortocircuitos, para llevar a cabo este fin se utilizaran
disyuntores, un transformador de aislamiento-reduccin de voltaje, y
adems se utilizaran rels auxiliares para evitar daos en las salidas
del controlador a utilizar.
ProteccionesTransformador de aislamiento.Breaker dos polos 4 A
para proteccin fuente y PLC.Breaker un polo 2 A proteccin sistemas
a 24 Vdc.Rels auxiliares para accionamiento de equipos como
contactores, variadores de frecuencia.
DISEO TABLERO CONTROL
Montaje Tablero de Control
Diseo Tablero de FuerzaDisyuntor General.Protecciones Variadores
de Frecuencia.Proteccin Motores Arranque Directo.Proteccin Tablero
control.Contactor de Lnea.Cableado nuevo hacia los elementos y para
los motores.
Listado EquiposITEMVOLTAJECORRIENTERPMDESCRIPCION
M01220/36015/8.7 A1760Motor Des bobinadorM02220/360/46014/8.11/7
A1715Motor Rebobinador 1M0322013.6 A1715Motor Rebobinador
2M042202.61700Ventilacion ForzadaM052201.21730Alineador de
materialPS01110/2202.5 A-Fuente ControlVF0122016 AVariador
M01VF0222016 Avariador M02VF0322016 AVariador M03VF042203.4
AVariador alineadorEQUIPOS
NECESARIOSITEMCORRIENTEM042.6M051.2PS012.5VF0116VF0216VF0316VF043.4TOTAL57.7ID
EQUIPOCORR. NOMDESCRIPCIONQ0160 [A]Disyuntor principalC0160
[A]Contactor de lneaE0114-20 [A]Proteccin DesbobinadorE0214-20
[A]Proteccin Rebobinador 01E0314-20 [A]Proteccin Rebobinador
02E042.8-4 [A]Proteccin AlineadorE051.8-2.5[A]Ventilacin
forzadaTABLERO DE FUERZA
Tablero de Fuerza
Cableado seleccionado Tablas AWGIn de salida variadores 16 [A]
concntrico 4x10 awgIn Refilo y ventilacin 3[A] concntrico 4x18
awgIn Tablero de control 2[A] blindado 3x18 awg
Tablero Fuerza y motores
SOFTWARE
DESARROLLO DEL SOFTWARE
Calculo para regulacin velocidad de rebobinado
INICIOIngreso de parmetros
LIngreso de puntos de consigna
Se ha pulsado Start?
Sistema en esperaArranque de motor desbobinador
Conteo pulsos HSC
Clculo de la longitud procesada
Clculo del dimetro de la bobina procesada
Regulacin velocidad motores de rebobinado
Se ha pulsado Stop?
Cambiar Parmetros?
nononosisiAlineador de material
Estados sensores AlineadorSENSOR ASENSOR
BIZQUIERDADERECHAENCENDIDOENCENDIDOAPAGADOAPAGADOENCENDIDOAPAGADOAPAGADOENCENDIDOAPAGADOENCENDIDOENCENDIDOAPAGADOAPAGADOAPAGADOAPAGADOAPAGADOPANEL
DE OPERADORSupervisin modo automtico.Supervisin modo
manual.Calibracin-carga de material.Gestin de
mantenimientoAlarmasAyuda del sistema
SUPERVISIN
PANTALLA CARGA
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
CONCLUSIONESSe implemento exitosamente el sistema de control
para la rebobinadora Rebograf lite 1200 cumpliendo con los
requerimientos de planta siguiendo un esquema de trabajo planteado
en dos etapas: control y fuerza. Se seleccionaron correctamente los
equipos tomando en cuenta la aplicacin a la que iban a ser
sometidos luego de estudiar el comportamiento fsico de la
mquina.
Se diseo un sistema de medicin mediante un contador de pulsos
rpido HSC el cual permite determinar el dimetro del material a
procesarse en la mquina.