INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD CULHUACAN

EQUIPO CORTADOR Y FREIDOR DE PAPAS AUTOMATIZADO

TESINA

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO MECÁNICO

PRESENTAN:

ESPARZA GARCÍA HÉCTOR ISAAC LÓPEZ PÉREZ LUIS MANUEL

MARÍN ALEGRÍA ARTURO TINAJERO MONDRAGÓN JUAN PABLO

ASESORES:

ING. SANTILLÁN LECHUGA EZEQUIEL A. ING. MARTÍNEZ RAMÍREZ ENRIQUE

MÉXICO, D.F., A 21 DE ENERO DE 2008

IPN ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICAY ELÉCTRICA

UNIDAD CULHUACAN

TESINA

QUE GENERA EL TITULO INGENIERO MECÁNICO POR LA OPCIÓN DE TITULACIÓN: SEMINARIO DE TITULACIÓN DENOMINADO: AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL Y SUS TECNOLOGÍAS VIGENCIA: FNS4762004-05-2007 DEBERAN DESARROLLAR: ESPARZA GARCÍA HÉCTOR ISAAC LÓPEZ PÉREZ LUIS MANUEL MARÍN ALEGRÍA ARTURO TINAJERO MONDRAGÓN JUAN PABLO

“EQUIPO CORTADOR Y FREIDOR DE PAPAS AUTOMATIZADO” INTRODUCCIÓN JUSTIFICACIÓN CAPITULO I - GENERALIDADES CAPITULO II - DESARROLLO DEL PROYECTO CAPITULO III - ANÁLISIS ECONOMICO CONCLUSIONES APÉNDICES BIBLIOGRAFÍA

MÉXICO, D.F., ENERO DE 2008

ASESORES: _____________________________________ ____________________________ ING. SANTILLÁN LECHUGA EZEQUIEL A. ING. MARTÍNEZ RAMÍREZ ENRIQUE

________________________ ING. ÁVILA ANAYA RAMÓN

JEFE DE LA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA

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AGRADECIMIENTOS

A mis padres. José y Rocío, a mis hermanitos Nic y Arielito que fueron ejemplo y motivación para mí. A mis familiares, a mis amigos Canek Ceballos, David Carranza y Fer Rodríguez por sus consejos y buenos deseos, que si alguno escapara a mi memoria para expresarles mi más profunda gratitud, aprecio y respeto. Y a la memoria de mis abuelitos Don Alberto García Albarrán, Angelita Jiménez Alvarado a mi primo Gustavo García Álvarez y a mi Tío Roberto García Jiménez. Muchas Gracias. Héctor Isaac Esparza García

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AGRADECIMIENTOS A MI MAMA Por que siempre me ha apoyado y motivado para que salga adelante de mis compromisos. Me ha brindado su cariño y comprensión. Eres tan especial mami. A MI PAPA Porque siempre estuvo pendiente de nosotros, y es un gran ejemplo. A GABY Por quererme y aguantar todos los retos. A MANUELITO Por su cariño, me haces sentir orgullo al verte. A MIS HERMANOS Porque siempre has estado conmigo en las buenas y las no tanto En especial a Rochy porque siempre me ha apoyado y ha sido un pilar para mi y nuestra familia. A MIS AMIGOS Héctor: por ser un gran amigo, por estar siempre pendiente. Joao: por tu amistad y tu sinceridad Luis: porque desde que te conozco siempre creíste en mi. Sin ustedes hubiera sido más difícil A MIS COMPAÑEROS ARTURO, HECTOR, JUAN PABLO, por la oportunidad de trabajar con ellos y conocerlos. A MI ALMA MATER Al fin he llegado al final a la cima. Gracias por tu formación. ESIME

NUESTROS COLORES SON EL VERDE Y EL BLANCO, PORQUE EL ROJO LO LLEVAMOS EN LA SANGRE.

Luis Manuel López Pérez

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AGRADECIMIENTOS A mis profesores (los que en realidad enseñaban): Que desde pequeño siempre me impulsaron a hacer cosas nuevas y aprenderlas y que algunos me brindaron su amistad. A mis compañer@s de clase: Que me ayudaron a lo largo de mis estudios y con los que pase momentos muy divertidos y únicos. A mis amig@s: Que se preocupaban por mi y con los que pase tiempos entretenidos, divertidos y algunas veces increíbles. A los autores de libros y programas: Que me proporcionaron grandes ideas y momentos; y sobre todo enseñaban que nunca hay que darse por vencido. A mis padrinos y madrinas: Que siempre me trataron muy bien y de quienes aprendí varias lecciones de vida. A mis prim@s: Que me apoyaron y me ayudaban en todo aquello que podían; y con los que pasaba muy buenos momentos. A mis ti@s: Que se preocupaban mucho por mi, que me querían y porque me trataban como si fuera su propio hijo. A mi pareja: Que me ha apoyado desde que me conoce y que siempre trata de enseñarme buenos hábitos (aunque no me gusten), pero aun así estoy feliz con ella. A mis abuel@s: Que me regalaron las 2 cosas más importantes de mi vida ^_^ A mis padres: Gracias a ellos, porque siempre me han apoyado y me han orientado a pesar que luego no hago caso, porque siempre me acompañan y se preocupan por mi, porque me han enseñado los valores para ser humano y a ser fuerte en esta vida porque me aman y yo los amo a ellos. Gracias À la Leben: Qui me laisse sentir la propre vie und laßt mich auf die Erde noch sein. Arturo Marín Alegría

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AGRADECIMIENTOS A quienes contribuyeron con este trabajo, mi sincero agradecimiento: A la persona más fuerte y valiente que he conocido, que gracias a su fortaleza de continuar y no importando las circunstancias en que la vida y la muerte le imponían; ella continuaba cada día y cada amanecer, a lo largo de toda mi carrera, impulsándome para ser de mí un hombre responsable y de bien. Gracias abuelita Magdalena Arreola Morales. A mi esposa (Lulú) que me tuvo paciencia y me dio ánimos cada día. A mi mami (Magdalena Mondragón) que, aún en situaciones difíciles, me enseño a seguir de pie y a mirar de frente ante los nuevos retos. A mis hermanos (Iván y Hugo) por sus comentarios y opiniones, además por ser los mejores amigos que he tenido. A mis hermanas (Rosario y Fernanda) por sus juegos y sonrisas que me impulsaban a continuar sin detenerme. A todos y cada uno de los miembros de mi familia, que sin duda me ha dado su cariño y su apoyo. Al Ing. Enrique Martínez por su ayuda incondicional y por su amistad. Gracias… Juan Pablo Tinajero Mondragón.

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INDICE INTRODUCCIÓN Y JUSTIFICACIÓN ..................................................................... 9

INTRODUCCIÓN............................................................................................... 10 JUSTIFICACIÓN................................................................................................ 10

CAPITULO I GENERALIDADES................................................................................................ 11

1.1 AUTOMATIZACIÓN..................................................................................... 12 1.2 NEUMÁTICA................................................................................................ 13 1.3 PROPIEDADES DEL AIRE COMPRIMIDO. ................................................ 15 1.4 RENTABILIDAD DE LOS EQUIPOS NEUMÁTICOS................................... 17 1.5 FUNDAMENTOS FÍSICOS.......................................................................... 17 1.6 PRODUCCION DEL AIRE COMPRIMIDO .................................................. 17 1.7 QUÉ ES UN P.L.C.? .................................................................................... 18 1.8 ELEMENTOS PRINCIPALES PARA PROGRAMAR UN PLC..................... 20 1.9 CONTROL AUTOMÁTICO .......................................................................... 21 1.10 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL.............................. 22 1.11 CONTROL AUTOMÁTICO DE PROCESOS ............................................. 24

CAPITULO II DESARROLLO DEL PROYECTO......................................................................... 25

2.1 DESCRIPCION DEL PROYECTO............................................................... 26 2.2 PLANTEAMIENTO DEL PROYECTO.......................................................... 27 2.3 SELECCIÓN DE EQUIPO. .......................................................................... 29 2.4 MANTENIMIENTO Y SEGURIDAD ............................................................. 33 2.5 DIAGRAMAS. .............................................................................................. 33

2.5.1 DIAGRAMAS DE SITUACIÓN. ............................................................. 33 2.5.2 DIAGRAMAS DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS. ................................... 35 2.5.3 DIAGRAMAS DE POTENCIA NEUMÁTICA. ........................................ 39 2.5.4 DIAGRAMAS DE CONEXIÓN ELÉCTRICA.......................................... 42 2.5.5 DIAGRAMAS DE CONTROL. .............................................................. 43

2.6 PROGRAMACION DEL PLC. ...................................................................... 46 CAPITULO III ANÁLISIS ECONÓMICO....................................................................................... 49

3.1 COSTOS...................................................................................................... 50 3.2 AMORTIZACION DEL PROYECTO. ........................................................... 51

CONCLUSIONES.................................................................................................. 52 APÉNDICES.......................................................................................................... 55

A1 - ACTUADORES NEUMÁTICOS ................................................................. 56 A2 - ACTUADOR ELECTRICO.......................................................................... 64 A3 - CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE............................................ 66 A4 - VÁLVULAS DE ESTRANGULACIÓN Y ANTIRRETORNO........................ 68

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A5 - ELECTROVÁLVULAS DIRECCIONALES.................................................. 72 A6 - SENSORES ............................................................................................... 80 A7 - PLANOS..................................................................................................... 83

BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 84

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INTRODUCCIÓN

Y

JUSTIFICACIÓN

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INTRODUCCIÓN. La presente tesina explica el proceso, diseño selección de un equipo cortador y freidor de papas a la francesa. En este proyecto intervienen diferentes áreas de conocimiento (automatización industrial, neumática, controladores lógicos programables). Automatización; se describe cual ha sido su desarrollo desde sus inicios hasta u desarrollo actual, todo esto de manera breve. Neumática; debemos entender ¿qué es?, elementos que intervienen en la generación de aire comprimido, limpieza, hasta llegar finalmente a su utilización. PLCs; su tecnología actual, su descripción, su funcionamiento y el ¿por qué? son tan solicitados. Tomando en cuenta todo lo anterior, se desarrolla nuestro proyecto para optimizar costos, reducir tiempos y aumentar la producción utilizando equipos automatizados con la tecnología de los PLCs. JUSTIFICACIÓN. En la actualidad para la producción de papas fritas llamadas a la francesa se elaboran en forma manual desde el lavado, pelado, corte y/o rebanado y finalmente el enfriado; con este proyecto automatizado, pretendemos disminuir el tiempo de preparación y la participación de esfuerzo humano, aumentando la rapidez de la producción y elevando los ingresos del pequeño empresario.

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CAPITULO I

GENERALIDADES

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1.1 AUTOMATIZACIÓN El término automatización también se ha utilizado para describir sistemas no destinados a la fabricación en los que dispositivos programados o automáticos pueden funcionar de forma independiente o semi-independiente del control humano. En comunicaciones y aviación dispositivos como los equipos automáticos de conmutación telefónica, los pilotos automáticos y los sistemas automatizados de guía y control se utilizan para efectuar diversas tareas con más rapidez o mejor de lo que podría hacerlo un ser humano en el mismo tiempo, en si la automatización es toda una tecnología. Comienzos de la automatización La fabricación automatizada surgió de la íntima relación entre fuerzas económicas e innovaciones técnicas como la división del trabajo, la transferencia de energía y la mecanización de las fábricas, y el desarrollo de las máquinas de transferencia y sistemas de realimentación, como se explica a continuación. La división del trabajo permitió incrementar la producción y reducir el nivel de especialización de los obreros. La mecanización fue la siguiente etapa necesaria para la evolución hacia la automatización. La simplificación del trabajo permitida por la división del trabajo también posibilitó el diseño y construcción de máquinas que reproducían los movimientos del trabajador. A medida que evolucionó la tecnología de transferencia de energía, estas máquinas especializadas se motorizaron, aumentando así su eficacia productiva. El desarrollo de la tecnología energética también dio lugar al surgimiento del sistema fabril de producción, ya que todos los trabajadores y máquinas debían estar situados junto a la fuente de energía. La máquina de transferencia es un dispositivo utilizado para mover la pieza que se está trabajando desde una máquina herramienta especializada hasta otra, colocándola de forma adecuada para la siguiente operación de maquinado. Los robots industriales, diseñados en un principio para realizar tareas sencillas en entornos peligrosos para los trabajadores, son hoy extremadamente hábiles y se utilizan para trasladar, manipular y situar piezas ligeras y pesadas, realizando así todas las funciones de una máquina de transferencia. En realidad, se trata de varias máquinas separadas que están integradas en lo que a simple vista podría considerarse una sola. La industria del automóvil cambió estos conceptos en un sistema de producción integrado. El objetivo de este sistema de línea de montaje era abaratar los precios. A pesar de los avances más recientes, éste es el sistema de producción con el que la mayoría de la gente asocia el término automatización. La Automatización y la sociedad mundial La automatización ha contribuido en gran medida al incremento del tiempo libre y de los salarios reales de la mayoría de los trabajadores de los países

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industrializados. También ha permitido incrementar la producción y reducir los costes, poniendo coches, refrigeradores, televisiones, teléfonos y otros productos al alcance de más gente. La automatización en la industria Muchas industrias están muy automatizadas, o bien utilizan tecnología de automatización en alguna etapa de sus actividades. En las comunicaciones, y sobre todo en el sector telefónico, la marcación, la transmisión y la facturación se realizan automáticamente. Empleo De todos estos temas, el que mayor atención ha recibido es la relación entre la automatización y el paro. Ciertos economistas defienden que la automatización ha tenido un efecto mínimo, o ninguno, sobre el desempleo. Sostienen que los trabajadores son desplazados, y no cesados, y que por lo general son contratados para otras tareas dentro de la misma empresa, o bien en el mismo trabajo en otra empresa que todavía no se ha automatizado. Hay quienes sostienen que la automatización genera más puestos de trabajo de los que elimina. Señalan que aunque algunos trabajadores pueden quedar en el paro, la industria que produce la maquinaria automatizada genera más trabajos que los eliminados. Para sostener este argumento suele citarse como ejemplo la industria informática. Los ejecutivos de las empresas suelen coincidir en que aunque las computadoras han sustituido a muchos trabajadores, el propio sector ha generado más empleos en fabricación, venta y mantenimiento de ordenadores que los que ha eliminado el dispositivo. Por el otro lado, hay líderes sindicales y economistas que afirman que la automatización genera paro y que, si no se controla, llevará a la creación de un vasto ejército de desempleados. Sostienen que el crecimiento de los puestos de trabajo generados por la administración pública y en los sectores de servicio han absorbido a quienes han quedado desempleados como consecuencia de la automatización, y que en cuanto dichos sectores se saturen o se reduzcan los programas gubernamentales se conocerá la auténtica relación entre la automatización y el desempleo. 1.2 NEUMÁTICA Evolución Histórica del Aire Comprimido. En la antigüedad, los griegos en su búsqueda de la verdad fueron cautivados por cuatro elementos que se presentaban con relativa continuidad y abundancia, estos eran: el agua, el aire, el fuego y la tierra. De estos cuatro elementos, uno en particular, “el aire”, poseía por su naturaleza volátil y presencia transparente la más fina expresión de la materia, que en otras densidades o estados constituía además los otros elementos. Era casi el alma. En griego, el vocablo que significa alma es PNEUMA y en consecuencia la técnica

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que utiliza el aire como medio para transmitir energía se llama NEUMÁTICA. A partir de los griegos, el aire se usó de muy diversas formas. En algunos casos, tal como se presenta en la naturaleza, o sea en movimiento. La navegación a vela, fue quizás la más antigua forma de aprovechamiento de la energía eólica. Más tarde, los molinos de viento la transformaron en energía mecánica, permitiendo en algunos casos mover moliendas y en otros bombear caudales importantes de agua unos cuantos metros por encima del nivel del mar en el que estaban operando. El aire presenta connotaciones muy importantes desde el punto de vista de su utilización. Desde su necesidad para la vida (el ser humano, sin saberlo llena en sus pulmones el compresor más antiguo de la historia, capaz de bombear 100 litros de aire por minuto con una presión entre 0.02 y 0.08 bar) hasta contener olas en el mar o impedir el congelamiento de agua por burbujeo. El conocimiento y la aplicación del aire comprimido tomaron consistencia a partir de la segunda mitad del siglo XVII, cuando el estudio de los gases es objetivo de científicos como: Torricelli, Blaise Pascal, Marriote, Boyle, Gay Lussac e.t.c. Los sucesos más notables en el avance del uso del aire comprimido se resumen por orden cronológico a continuación: 1500 A.C. Fuelle de mano y de pie Fundición no ferrosa 1688 Máquina de émbolos Papín 1762 Cilindro soplante John Smeaton 1776 Prototipo compresor John Wilkinson 1857 Perforación túnel Mont Cenis 1869 Freno de aire para FFCC Westinghouse 1888 Red de distribución de aire en Paris Distribución neumática de correspondencia en París Las investigaciones en el campo de las aplicaciones del aire comprimido no han terminado todavía. Los robots, la manipulación, los autómatas programables y otras diversas prestaciones no han hecho perder en nada el atractivo de la NEUMÁTICA en la nueva generación tecnológica. Actualmente es posible realizar elevados ciclos de trabajo con una vida larguísima de estos componentes. Utilizando la electrónica como mando, se ofrecen soluciones inmejorables para muchos problemas de automatización industrial. Sectores industriales tales cómo: alimentación, ensamblaje y manipulación, sistemas robotizados o industrias de proceso continuo, son automatizadas, en gran parte neumáticamente por las ventajas que esta tecnología ofrece, tales como: . El aire es de fácil captación y abunda en la tierra . El aire no posee propiedades explosivas, por lo que no existen riesgos de chispas.

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. Elasticidad, ya que puede ser almacenado en recipientes una vez comprimido.

. La velocidad de los actuadores es elevada (1m/s.)

. Los cambios de temperatura no alteran sus prestaciones.

. Es una técnica limpia (desde el punto de vista macroscópico).

. Su coste no es elevado.

. Simplifica enormemente la mecánica. Por lo tanto, la NEUMÁTICA, es una tecnología imprescindible como interfase de potencia entre la electrónica de mando y el trabajo a desarrollar. ¿QUE PUEDE HACER LA NEUMÁTICA? Las aplicaciones del aire comprimido no tienen límites: desde la utilización por parte del óptico, de aire a baja presión para comprobar la presión del fluido en el ojo humano, a la multiplicidad de movimientos lineales y rotativos en máquinas con procesos robóticos, hasta las grandes fuerzas necesarias para las prensas neumáticas y martillos neumáticos que rompen el hormigón. A continuación una muy breve lista para indicar la versatilidad y variedad del control neumático en funcionamiento en una industria en continua expansión. . Accionamiento de válvulas para aire, agua o productos químicos. . Apisonamiento en la colocación de hormigón . Sujeción y movimiento en el trabajo de la madera y la fabricación de muebles. . Sujeción para encolar, pegar en caliente o soldar plásticos. . Máquinas de soldadura eléctrica por puntos. . Manipuladores neumáticos. . Maquinas herramientas, mecanizado o alimentación de herramientas. . Y muchos más. 1.3 PROPIEDADES DEL AIRE COMPRIMIDO. Causará asombro el hecho de que la neumática se haya podido expandir en tan corto tiempo y con tanta rapidez. Esto se debe, entre otras cosas, a que en la solución de algunos problemas de automatización no puede disponerse de otro medio que sea más simple y más económico. Algunas razones importantes para la extensa utilización del aire comprimido en la industria son: Abundante: Está disponible para su compresión prácticamente en todo el mundo, en cantidades ilimitadas. Disponibilidad: Muchas fábricas e instalaciones industriales tienen un suministro de aire comprimido en las áreas de trabajo y compresores portátiles que pueden servir en posiciones más alejadas. Almacenamiento: Si es necesario, se puede almacenar fácilmente en grandes cantidades, en el interior de depósitos o calderines, especialmente diseñados para ello. Transporte: El aire comprimido puede ser fácilmente transportado por tuberías, incluso a grandes distancias. No es necesario disponer tuberías de retorno. Temperatura: El aire comprimido es insensible a las variaciones de temperatura,

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garantiza un trabajo seguro incluso a temperaturas extrema Antideflagrante: No existe ningún riesgo de explosión ni incendio; por lo tanto, no es necesario disponer instalaciones antideflagrantes, que son caras. Limpio: El aire comprimido es limpio y, en caso de faltas de estanqueidad en elementos, no produce ningún ensuciamiento Esto es muy importante por ejemplo, en las industrias alimenticias, de la madera, textiles y del cuero. Velocidad: Es un medio de trabajo muy rápido y, por eso, permite obtener velocidades de trabajo muy elevadas. (La velocidad de trabajo de cilindros neumáticos pueden regularse sin escalones.) Constitución de los elementos: La concepción de los elementos de trabajo es simple, por tanto, con un precio económico. Simplicidad de diseño y control: Los componentes neumáticos son de configuración sencilla y se montan fácilmente para proporcionar sistemas automatizados extensos con un control relativamente sencillo. A prueba de sobrecargas: Las herramientas y elementos de trabajo neumáticos pueden hasta su parada completa terminar sin riesgo alguno de sobrecargas. Para delimitar el campo de utilización de la neumática es preciso conocer también las propiedades adversas que son: . En circuitos muy extensos se producen pérdidas de cargas considerables. . Requiere de instalaciones especiales para recuperar el aire previamente empleado. . Las presiones a las que trabajan normalmente, no permiten aplicar grandes fuerzas. . Altos niveles de ruido generado por la descarga del aire hacia la atmósfera. Preparación: El aire comprimido debe ser preparado, antes de su utilización. Es preciso eliminar impurezas y humedad (al objeto de evitar un desgaste prematuro de los componentes) Fuerza: El aire comprimido es económico sólo hasta cierta fuerza. Condicionado por la presión de servicio normalmente usual de 700 KPa (7 bar), el límite, también en función de la carrera y la velocidad, es de 20.000 a 30.000 N (2000 a 3000 KPa). Escape: El escape de aire produce ruido. No obstante, este problema ya se ha resuelto en gran parte, gracias al desarrollo de materiales insonorizantes. Fiabilidad: Los componentes neumáticos tienen una larga duración que tiene como consecuencia la elevada fiabilidad del sistema. Resistencia al entorno: A este sistema no lo afectan ambientes con temperaturas elevadas, polvo ó atmósferas corrosivas en los que otros sistemas fallan. Limpieza del entorno: El aire es limpio y, con un adecuado tratamiento de aire en el escape, se puede instalar según las normas de “sala limpia”, (Clean Room). Economía: La instalación tiene un costo relativamente bajo debido al coste modesto de los componentes. El mantenimiento es también poco costoso debido a su larga duración sin muchas averías. Seguridad: No presenta peligro de incendio en áreas de riesgo elevado y el sistema no está afectado por la sobrecarga, puesto que los actuadores se detienen o se sueltan simplemente. Los actuadores neumáticos no producen calor.

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1.4 RENTABILIDAD DE LOS EQUIPOS NEUMÁTICOS Como consecuencia de la automatización y racionalización, la fuerza de trabajo manual ha sido reemplazada por otras formas de energía; una de éstas es muchas veces el aire comprimido, por ejemplo: Traslado de paquetes, accionamiento de palancas, transporte de piezas etc. El aire comprimido es una fuente cara de energía, pero, sin duda, ofrece indudables ventajas. La producción y acumulación del aire comprimido, así como su distribución a las máquinas y dispositivos suponen gastos elevados. Pudiera pensarse que el uso de aparatos neumáticos está relacionado con costos especialmente elevados. Esto no es exacto, pues en el cálculo de la rentabilidad es necesario tener en cuenta, no sólo el costo de energía, sino también los costos que se producen en total. En un análisis detallado, resulta que el costo energético es despreciable junto a los salarios, costos de adquisición y costos de mantenimiento. 1.5 FUNDAMENTOS FÍSICOS La superficie del globo terrestre está rodeada de una envoltura aérea. Esta es una mezcla indispensable para la vida y tiene la siguiente composición: Nitrógeno aprox. 78% en volumen Oxígeno aprox. 21% en volumen Además contiene trazas, de bióxido de carbono, argón, hidrógeno, neón, helio, criptón y xenón. Para una mejor comprensión de las leyes y comportamiento del aire se indican en primer lugar las magnitudes físicas y su correspondencia dentro del sistema de medidas. Con el fin de establecer aquí relaciones inequívocas y claramente definidas, los científicos y técnicos de la mayoría de los países están en vísperas de acordar un sistema de medidas que sea válido para todos, denominado "Sistema internacional de medidas", o abreviado "SI". 1.6 PRODUCCION DEL AIRE COMPRIMIDO Generadores Para producir aire comprimido se utilizan compresores que elevan la presión del aire al valor de trabajo deseado. Los mecanismos y mandos neumáticos se alimentan desde una estación central. Entonces no es necesario calcular ni proyectar la transformación de la energía para cada uno de los consumidores. El aire comprimido viene de la estación compresora y llega a las instalaciones a través de tuberías. Los compresores móviles se utilizan en el ramo de la construcción o en máquinas que se desplazan frecuentemente. En el momento de la planificación es necesario prever un tamaño superior de la red, con el fin de poder alimentar aparatos neumáticos nuevos que se adquieran en el futuro. Por ello, es necesario sobredimensionar la instalación, al objeto de que el compresor no resulte más tarde insuficiente, puesto que toda ampliación ulterior en el equipo generador supone gastos muy considerables.

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Es muy importante que el aire sea puro. Si es puro el generador de aire comprimido tendrá una larga duración. También debería tenerse en cuenta la aplicación correcta de los diversos tipos de compresores. Tipos de compresores Según las exigencias referentes a la presión de trabajo y al caudal de suministro, se pueden emplear diversos tipos de construcción. Se distinguen dos tipos básicos de compresores: El primero trabaja según el principio de desplazamiento. La compresión se obtiene por la admisión del aire en un recinto hermético, donde se reduce luego el volumen. Se utiliza en el compresor de émbolo (oscilante o rotativo). El otro trabaja según el principio de la dinámica de los fluidos. El aire es aspirado por un lado y comprimido como consecuencia de la aceleración de la masa (turbina). BREVE CLASIFICACIÓN DE LOS COMPRESORES

Figura 1

1.7 QUÉ ES UN P.L.C.? P.L.C. (Programmable Logic Controller) significa Controlador Lógico Programable. Un PLC es un dispositivo usado para controlar. Este control se realiza sobre la base de una lógica, definida a través de un programa. Un PLC es una máquina electrónica la cual es capaz de controlar máquinas e incluso procesos a través de entradas y salidas. Las entradas y las salidas pueden ser tanto analógicas como digitales.

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Estructura de un Controlador Lógico Programable

Figura 2

Para explicar el funcionamiento del PLC, se pueden distinguir las siguientes partes: 1. Interfaces de entradas y salidas (digitales y/o analógicas) 2. CPU (Unidad Central de Proceso) 3. Memoria 4. Dispositivos de Programación El usuario ingresa el programa a través del dispositivo adecuado (un cargador de programa o PC) y éste es almacenado en la memoria de la CPU. La CPU, que es el "cerebro" del PLC, procesa la información que recibe del exterior a través de la interfaz de entrada y de acuerdo con el programa, activa una salida a través de la correspondiente interfaz de salida. Evidentemente, las interfaces de entrada y salida se encargan de adaptar las señales internas a niveles del la CPU. Por ejemplo, cuando la CPU ordena la activación de una salida, la interfaz adapta la señal y acciona un componente (transistor, relé, etc). Pero, Cómo funciona la CPU?

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Al comenzar el ciclo, la CPU lee el estado de las entradas. A continuación ejecuta la aplicación empleando el último estado leído. Una vez completado el programa, la CPU ejecuta tareas internas de diagnóstico y comunicación. Al final del ciclo se actualizan las salidas. El tiempo de ciclo depende del tamaño del programa, del número de E/S y de la cantidad de comunicación requerida.

Figura 3

Las ventajas en el uso del PLC comparado con sistemas basados en relé o sistemas electromecánicos son: Flexibilidad: Posibilidad de reemplazar la lógica cableada de un tablero o de un circuito impreso de un sistema electrónico, mediante un programa que corre en un PLC. Tiempo: Ahorro de tiempo de trabajo en las conexiones a realizar, en la puesta en marcha y en el ajuste del sistema. Cambios: Facilidad para realizar cambios durante la operación del sistema. Confiabilidad Espacio Modularidad Estandarización 1.8 ELEMENTOS PRINCIPALES PARA PROGRAMAR UN PLC Los elementos importantes en un programa para PLC (en este caso utilizaremos como base el siemens) al igual que un alambrado lógico con elementos eléctricos como relevadores son: - Contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados. - Bobinas. - Temporizadores (Timers). - Contadores.

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A continuación se muestran los símbolos de cada elemento:

Figura 4 Contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados Un contacto es un elemento eléctrico el cual su principal y única función es abrir y cerrar un circuito eléctrico ya sea para impedir el paso de la corriente o permitir el paso de la misma. Un contacto es un elemento de entrada. Cuando un contacto se activa y éste se cierra (contacto normalmente abierto) este pasa de un estado lógico 0 a un estado lógico de 1. Cuando un contacto se activa y este se abre (contacto normalmente cerrado) este pasa de un estado lógico 1 a un estado lógico 0. Bobinas Las bobinas no son mas que un arrollamiento de alambres los cuales al aplicarles un voltaje estas crearan un fuerte campo magnético. Por lo tanto las bobinas que actúan en los programas de PLC representan los electroimanes de los relevadores eléctricos. Las bobinas se consideran como elementos internos del PLC pero estas también representan salidas. 1.9 CONTROL AUTOMÁTICO El control automático es el mantenimiento de un valor deseado dentro de una cantidad o condición, midiendo el valor existente, comparándolo con el valor deseado, y utilizando la diferencia para proceder a reducirla. En consecuencia, el

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control automático exige un lazo cerrado de acción y reacción que funcione sin intervención humana. El elemento más importante de cualquier sistema de control automático es lazo de control realimentado básico. Sistemas de control Definición de sistema: Un sistema es un ordenamiento, conjunto o colección de cosas conectadas o relacionadas de manera que constituyan un todo ó un ordenamiento de componentes físicos conectados o relacionados de manera que formen una unidad completa para que puedan actuar como tal. La palabra CONTROL generalmente se usa para designar regulación, dirección o comando. Al combinar las definiciones anteriores se tiene. Un sistema de control es un ordenamiento de componentes físicos conectados de tal manera que el mismo pueda comandar, dirigir o regularse a sí mismo o a otro sistema. 1.10 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL Los sistemas de control se clasifican en sistemas de lazo abierto y a lazo cerrado. La distinción la determina la acción de control, que es la que activa al sistema para producir la salida. Un sistema de CONTROL DE LAZO ABIERTO es aquel en el cual la acción de control es independiente de la salida. Un sistema de CONTROL DE LAZO CERRADO es aquel en el que la acción de control es en cierto modo dependiente de la salida. Los sistemas de control a lazo abierto tienen dos rasgos sobresalientes: a) La habilidad que éstos tienen para ejecutar una acción con exactitud está determinada por su calibración. Calibrar significa establecer o restablecer una relación entre la entrada y la salida con el fin de obtener del sistema la exactitud deseada. b) Estos sistemas no tienen el problema de la inestabilidad, que presentan los de lazo cerrado. Los sistemas de control de lazo cerrado se llaman comúnmente sistemas de control por realimentación ó retroacción. Por ejemplo si tomamos en cuenta que un tostador automático es un sistema de control de lazo abierto, que está controlado por un regulador de tiempo. El tiempo requerido para hacer tostada, debe ser anticipado por el usuario, quien no forma parte del sistema. El control sobre la calidad de la tostada (salida) es interrumpido una vez que se ha determinado el tiempo, el que constituye tanto la entrada como la acción de control. Por otra parte, si un mecanismo de piloto automático y el avión que controla, forman un sistema de control de lazo cerrado (por realimentación). Su objetivo es mantener una dirección específica del avión, a pesar de los cambios atmosféricos. El sistema ejecutará su tarea midiendo continuamente la dirección instantánea del avión y ajustando automáticamente las superficies de dirección del

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mismo (timón, aletas, etc.) de modo que la dirección instantánea coincida con la especificada. El piloto u operador, quien fija con anterioridad el piloto automático, no forma parte del sistema de control. Ejemplos de sistemas de control Los sistemas de control abundan en el medio ambiente del hombre. Antes de mostrar esto, se definirán los términos entrada y salida que ayudarán a identificar o definir al sistema de control. La entrada es el estímulo o la excitación que se aplica a un sistema de control desde una fuente de energía externa, generalmente con el fin de producir de parte del sistema de control, una respuesta especificada. La salida es la respuesta obtenida del sistema de control. Puede no ser igual a la respuesta especificada que la entrada implica, El objetivo del sistema de control generalmente identifica a define la entrada y la salida. Dadas éstas es posible determinar o definir la naturaleza de los componentes del sistema. Los sistemas de control pueden tener más de una entrada o salida. Existen tres tipos básicos de sistemas de control: 1. Sistemas de control hechos por el hombre. 2. Sistemas de control naturales, incluyendo sistemas biológicos. 3. Sistemas de control cuyos componentes están unos hechos por el hombre y los otros son naturales. Ejemplo 1. Un conmutador eléctrico es un sistema de control (uno de los más rudimentarios) hecho por el hombre, que controla al flujo de electricidad. Por definición, el aparato o la persona que actúa sobre el conmutador no forma parte de este sistema de control. La entrada la constituye la conmutación del dispositivo tanto hacia el estado de conducción como hacia el de corte. La salida la constituye la presencia o ausencia del flujo (dos estados) de electricidad. Ejemplo 2. Un calentador o calefactor controlado por medio de un termostato que regula automáticamente la temperatura de un recinto. La entrada de este sistema es una temperatura de referencia, (generalmente se especifica graduando el termostato convenientemente). La salida es la temperatura del recinto. Cuando el termostato detecta que la salida es menor que la entrada, el calefactor produce calor hasta que la temperatura del recinto sea igual a la entrada de referencia. Entonces, el calefactor se desconecta automáticamente. Ejemplo 3. La indicación de un objeto con un dedo requiere de un sistema de control biológico constituido principalmente por los ojos, el brazo, la mano, el dedo y el cerebro de un hombre. La entrada es la dirección precisa del objeto (en movimiento o no) con respecto a una referencia, y la salida es la dirección que se indica con respecto a la misma referencia.

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El proceso Los tipos de procesos encontrados en las plantas industriales son tan variados como los materiales que producen. Estos se extienden desde lo simple y común, tales como los lazos que controlan caudal, hasta los grandes y complejos como los que controlan columnas de destilación en la industria petroquímica. 1.11 CONTROL AUTOMÁTICO DE PROCESOS El control automático de procesos es parte del progreso industrial desarrollado durante lo que ahora se conoce como la segunda revolución industrial. El uso intensivo de la ciencia de control automático es producto de una evolución que es consecuencia del uso difundido de las técnicas de medición y control. Su estudio intensivo ha contribuido al reconocimiento universal de sus ventajas. El control automático de procesos se usa fundamentalmente porque reduce el costo de los procesos industriales, lo que compensa con creces la inversión en equipo de control. Además hay muchas ganancias intangibles, como por ejemplo la eliminación de mano de obra pasiva, la cual provoca una demanda equivalente de trabajo especializado. La eliminación de errores es otra contribución positiva del uso del control automático. El principio del control automático o sea el empleo de una realimentación o medición para accionar un mecanismo de control, es muy simple. El mismo principio del control automático se usa en diversos campos, como control de procesos químicos y del petróleo, control de hornos en la fabricación del acero, control de máquinas herramientas, y en el control y trayectoria de un proyectil. El uso de las computadoras analógicas y digitales ha posibilitado la aplicación de ideas de control automático a sistemas físicos que hace apenas pocos años eran imposibles de analizar o controlar. Es necesaria la comprensión del principio del control automático en la ingeniería moderna, por ser su uso tan común como el uso de los principios de electricidad o termodinámica, siendo por lo tanto una parte de primordial importancia dentro de la esfera del conocimiento de ingeniería. También es tema de estudio los aparatos para control automático, los cuales emplean el principio de realimentación para mejorar su funcionamiento.

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CAPITULO II

DESARROLLO DEL PROYECTO

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2.1 DESCRIPCION DEL PROYECTO. En la actualidad existen algunos procesos de cortado y freído de papas a nivel industrial de alta producción que abarcan el mercado nacional, los cuales son utilizados por grandes corporaciones, pero el proceso de elaboración es en forma de hojuela, mientras que esta maquina automatizada realiza el corte y freído de papa a la francesa (cubo); ya que actualmente no existe en el mercado una maquinaria a nivel micro empresa, se pretende abrir nuevas oportunidades para crear pequeñas empresas. Este proceso de alta producción se observa en la siguiente figura.

Figura 5

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2.2 PLANTEAMIENTO DEL PROYECTO Como anteriormente se mencionó, el proceso de este proyecto es solo para pequeñas empresas y no existe la maquinaria para este proceso, por lo que se tuvo que diseñar y crear y no existen modificaciones a uno original. La automatización en el proyecto está presente durante todo el proceso, a excepción de la parte de abastecimiento y de almacenamiento donde es necesaria la presencia humana, la secuencia del proceso se muestra en el siguiente diagrama.

Figura 6

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El proceso de manera detallada consta de 9 partes, las cuales son: 1. Corte y abastecimiento de papas. La papa es previamente lavada y secada, esto para que la papa sea más fácil de freir y tenga un mejor sabor. Una vez esto, el operador colocará de 5 a 6 papas, de 200 a 300 gramos cada una, sobre una rejilla en la que se llevara a cabo el corte por medio de un brazo neumático y de aquí caerán los trozos de papa sobre una rampa inclinada de acero inoxidable y desplazarán hacia la canastilla de freído. Este proceso se repetirá 2 veces por canastilla para seguir con el proceso. 2. Llenado de canastilla. Las papas provenientes de la estación de corte llegan a la canastilla que se encuentra en un nivel inferior para que las papas caigan por su propio peso. A continuación el brazo neumático agarra la canastilla y se dirige hacia la estación de freído 1. 3. Freído 1. La canastilla ahora se detiene sobre el primer depósito de freído y el brazo baja la canastilla, la suelta y sube. Aquí las papas se dejaran por de 6 minutos a una temperatura de 180 °C para que las papas adquieran un interior de consistencia suave y un exterior dorado. 4. Preparación de canastilla 2. Después de dejar la canastilla el brazo neumático sube y se dirige de nuevo al punto donde levanto la canastilla 1 y levanta la canastilla 2, seguido de esto, el brazo se eleva de nuevo y lleva esta nueva canastilla a la estación de freído 2. 5. Freído 2. La canastilla ahora se detiene sobre la estación de freído 2 y el brazo baja y suelta la canastilla para que las papas tengan su proceso de freído de 6 minutos a 180 °C. Después de esto el brazo regresa a su posición de inicio. 6. Retiro de canastilla 1. Después del tiempo de freído en la estación 1 el brazo neumático se dirige a esta estación y baja para recoger la canastilla, vuelve a subir y la lleva hacia el final del recorrido del brazo. 7. Salida a canal. El brazo llega al final de su recorrido y baja para soltar la canastilla sobre el canal inclinado que la llevará a la última estación.

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8. Retiro de canastilla 2. Una vez terminado el tiempo de freído en la estación 2, el brazo se dirige a esta estación para retirar la canastilla 2 y llevarla hacia el final del recorrido del brazo y bajar por última vez y soltar la canastilla 2. 9. Vaciado de canastillas. Las canastillas se deslizan por el canal llegando a esta estación para ser vaciadas por un operador en un contenedor para su posterior embalaje y transportación. Lo anteriormente descrito equivale a un ciclo de trabajo. Pero se debe tomar en cuenta que el operador final debe juntar las canastillas vacías y regresarlas a la parte inicial del proceso y para que se pueda realizar de nuevo el ciclo. VENTAJAS Y DESVENTAJAS. Como todo proyecto existen ventajas y desventajas. Entre las ventajas (con respecto a producción artesanal) podemos encontrar:

- Incremento en la producción diaria - Elimina tiempos muertos (producción continua) - La calidad del producto será siempre la misma - Ahorro de electricidad gracias al uso del aire comprimido - La maquinaria posee una gran durabilidad - No requiere una capacitación previa para operar la maquinaria - Gran disponibilidad de piezas de refacción

Las desventajas son:

- Inversión inicial alta - Requiere un montaje y desmontaje para su transportación, debido a los

elementos de precisión 2.3 SELECCIÓN DE EQUIPO. La selección del equipo se lleva a cabo de acuerdo a las necesidades del proceso. En este caso se necesita saber:

1. La presión y fuerza que es necesaria ejercer para cortar las papas (de 5 a 6 simultáneamente) y así escoger el actuador neumático acorde a ello.

2. El peso que ejercen las papas (con y sin aceite) junto con el de la canastilla para escoger un actuador que soporte el conjunto de ambas en un movimiento lineal vertical.

3. El peso en conjunto de papas y canastilla y de esta manera escoger los actuadores que van a asegurar la canastilla en su recorrido durante todo el proceso.

4. El peso del conjunto papas, canastilla y actuadores y la distancia existente durante el recorrido de freído para escoger el riel adecuado para el proceso.

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La selección del equipo se tomó en base al catálogo de Festo. Cabe mencionar que solamente se tomó en cuenta a los actuadores para la selección del equipo; las mangueras y conectores auxiliares a alimentación y entre actuadores no se describen en la presente selección. Los datos para la elección son: La fuerza requerida para el corte (de 5 a 6 papas simultáneamente) es aprox. de 730 Newtons. El peso de las papas (5 o 6) sin aceite es aprox. de 1200 Gramos. El peso de las papas con aceite es de aprox. 1600 Gramos. El peso de la canastilla es de aprox. 3788 Gramos. El peso del actuador de movimiento vertical de canastilla es de 1275 Gramos. El peso de los actuadores de sujeción de canastilla son de 200 Gramos en total. La distancia que recorrerá la canastilla en el proceso es de 2 metros. De acuerdo a estos datos y gracias a un software de selección de la compañía Festo, se pudo reducir la selección a un conjunto de actuadores y también se tomó en cuenta la carrera requerida para estos, siendo los siguientes: Para el actuador de corte: 160 mm. Para el actuador de empuje de canastilla: 250 mm. Para el actuador de movimiento horizontal: 1500 mm. Para el actuador de movimiento vertical: 250 mm. De acuerdo a todo esto, los actuadores elegidos son los siguientes: 1) Actuador para el corte de papas. DNC-32-160-PPV-A-Q Cilindro neumático normalizado de doble efecto de 320 mm de carrera, vástago cuadrado antigiro. (Ilustración y hoja de datos en apéndices A1) 2) Actuador para empujar canastilla. DNC-32-250-PPV-A Cilindro neumático normalizado de doble efecto de 250 mm de carrera. (Ilustración y hoja de datos en apéndices A1) 3) Actuadores para sujeción de canastilla. HGW-40-A Pinzas angulares de doble efecto, ángulo de apertura máximo de 40°. (Ilustración y hoja de datos en apéndices A1) 4) Actuador para movimiento vertical de canastilla.

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ADVUP-25-A-P-A-50Z1-250Z2-S6 Cilindro neumático multiposición de doble efecto de 250 mm de carrera total. (Ilustración y hoja de datos en apéndices A1) 5) Actuador para movimiento horizontal de canastilla. LM80-T68M-150-A-H-TOLLO Eje con cadena metálica, con rodamiento de bolas, movimiento eléctrico de 24 VCD, 1500 mm de carrera útil. (Ilustración y hoja de datos en apéndices A2) 6) Controlador Lógico Programable. MicroLogix 1200 Controller Modelo 1762-L40BWA PLC de 24 entradas, 16 salidas, 24 VCD (Ilustración y hoja de datos en apéndices A3) De acuerdo a esta selección el software proporcionaba algunas válvulas a escoger, en este caso ya que se va a utilizar un PLC para regir el proceso, todas las válvulas son accionadas eléctricamente. Las válvulas seleccionadas son las siguientes: 1) Para el actuador de corte. CPE14-M1BH-5J-1/8 Electroválvula 5/2, biestable, conexión de 1/4, 24 VCD. (Ilustración y hoja de datos en apéndices A5) 2) Para el actuador de empuje. CPE14-M1BH-5J-1/8 Electroválvula 5/2, biestable, conexión de 1/4, 24 VCD. (Ilustración y hoja de datos en apéndices A5) 3) Para los actuadores de sujeción. MEH-5/2-1/8-B Electroválvula 5/2, monoestable con retorno por muelle mecánico, conexión de 1/8, 24 VCD. (Ilustración y hoja de datos en apéndices A5) 4) Para el actuador de movimiento vertical.

MHP2-M1H-3/2G-M5 Electroválvula 3/2, monoestable, conexión tipo M5, 24 VCD. (Ilustración y hoja de datos en apéndices A5) CPE10-M1BH-5J-M5

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Electroválvula 5/2, biestable, conexión tipo M5, 24 VCD. (Ilustración y hoja de datos en apéndices A5) A su vez para los actuadores de corte y movimiento vertical se propuso usar válvulas de estrangulación para hacer uniforme el movimiento del actuador, en este caso el software proporcionado indico varias válvulas, de entre las cuales se seleccionaron: 1) Para el actuador de corte. GRLA-1/8-B Válvula de estrangulamiento y antirretorno, conexión de 1/8. (Ilustración y hoja de datos en apéndices A4) 2) Para el actuador de empuje. GRLA-1/8-B Válvula de estrangulamiento y antirretorno, conexión de 1/8. (Ilustración y hoja de datos en apéndices A4) 3) Para el actuador de movimiento vertical. GRLA-M5-B Válvula de estrangulamiento y antirretorno, conexión tipo M5. (Ilustración y hoja de datos en apéndices A4s) Para los actuadores de sujeción no es necesario un movimiento uniforme del vástago, así que se omitió la válvula estranguladora. Para la selección se tomaron en cuenta 2 parámetros, saber cuando llegaba a su fin el eje del movimiento horizontal y saber cuando existe o no el elemento en el lugar deseado. De acuerdo a esto los elementos seleccionados fueron los siguientes: 1) Para detección de elementos. SMT-8F-ZS-24V-K2,5-OE-EX Detector de proximidad eléctrico PNP, sin contacto a 2 hilos, 24VDC. (Ilustración y hoja de datos en apéndices A6) 2) Para detección del final del eje. ER-318 Detector de final de carrera eléctrico con rodillo. (Ilustración y hoja de datos en apéndices A6)

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Todos los accesorios de conexión y fijación son distintos según los actuadores y válvulas, pero se incluyen en el catálogo de FESTO 2.4 MANTENIMIENTO Y SEGURIDAD Limpieza general al término de cada jornada laboral:

1. A pistones 2. Válvulas 3. Lavar la cubierta de acero inoxidable 4. Limpiar con un paño húmedo las pinzas de sujeción del carro horizontal 5. Lavar los contenedores de aceite de freído 6. Lavar las charolas de depósito de papas 7. Quitar las cuchillas de la prensa para su aseo

Mantenimiento del equipo:

1. Revisar diariamente la unidad de mantenimiento de aire comprimido (FRL) 2. Revisar que el nivel de presión de la línea neumática se encuentre entre 6 a 8 bar 3. Drenar el depósito contenedor de aire o compresor cada tres meses 4. Revisar conexiones y mangueras neumáticas y eléctricas al menos cada tres meses

Recomendaciones y seguridad:

1. No meter las manos al aceite 2. No introducir ningún objeto extraño a la prensa de corte 3. No tomar con las manos los pistones 4. En caso de avería consulte a su proveedor 5. Proteger las manos con un paño para el manejo de las canastillas

Ya que el equipo es de fácil manejo no se requiere de una capacitación de uso. 2.5 DIAGRAMAS. Los diagramas que se van a observar en esta sección son de situación, de tiempos y movimientos, de potencia y eléctricos. 2.5.1 DIAGRAMAS DE SITUACIÓN.

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Figura 7

Figura 8

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Figura 9

Para dimensiones generales, referirse al Plano 1 en apéndices. 2.5.2 DIAGRAMAS DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS. Se van a utilizar 5 Figuras diferentes, cada una señala una parte del proceso, los elementos de trabajo que actúan en ella y número de movimiento al cual corresponde. Nótese que aquellos números de movimientos donde no aparece el actuador no se colocan en su respectiva figura. La descripción de las figuras es como sigue: Figura 10. Actuadores de corte (1.09 y de empuje de canastilla (2.0). Figuras 11 y 12. Actuadores de movimiento vertical (3.0,4.0), movimiento horizontal (5.0) y pinzas (6.0), para colocación de canastillas en estaciones de freído. Figuras 13 y 14. Actuadores de movimiento vertical (3.0,4.0), movimiento horizontal (5.0) y pinzas (6.0), para retiro de canastillas de las estaciones de freído.

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Figura 10

Figura 11

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Figura 12

Figura 13

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Figura 14

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2.5.3 DIAGRAMAS DE POTENCIA NEUMÁTICA. 1) Para el actuador de corte.

Figura 15

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2) Para los actuadores de sujeción.

Figura 16

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3) Para el actuador de movimiento vertical.

Figura 17

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4) Para el actuador que empuja la canastilla.

Figura 18

2.5.4 DIAGRAMAS DE CONEXIÓN ELÉCTRICA. Debido a que el proceso está pensado para realizarse en cualquier lugar con acceso a una toma de corriente, no es necesario ningún arreglo trifásico, a

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excepción del compresor, el cual no es tomado en cuenta en este proyecto ya que cualquier compresor de mínima capacidad puede realizar el trabajo. 2.5.5 DIAGRAMAS DE CONTROL. Se van a utilizar 2 Figuras diferentes, la descripción de las figuras es como sigue: Figura 19. Diagrama de control que muestra todas las señales de entrada al PLC. Figura 20. Diagrama de control que muestra todas las señales de salida del PLC. Ambas figuras se muestran a partir de la siguiente página.

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Figura 19

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Figura 20

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2.6 PROGRAMACION DEL PLC. El programa para este proyecto fue realizado en el Software RSLogix 500 Starter for 10pt MicroLogix 1000 Version 6.10.00 Build 43, consta de 11 páginas y 67 renglones de programación (0000 a 0066). La descripción del programa es el siguiente: Renglones 0000 a 0013. Describe el proceso de corte y empuje de canastilla, es decir la Figura 1 de diagramas de tiempos y movimientos. Renglones 0014 a 0041. Describe el proceso de colocación de canastilla en estaciones de freído, Figuras 2 y 3 de diagramas de tiempos y movimientos. Renglones 0042 a 0065. Describe el proceso de retiro de canastilla de las estaciones de freído, Figuras 4 y 5 de diagramas de tiempos y movimientos. Renglón 0066. Renglón necesario para dar la última instrucción y dar por terminado el programa. El programa cuenta con 11 páginas, pero aquí solo se presentan la primera y la última, indicando los primeros y últimos renglones del programa respectivamente. Nota: El programa completo es obra intelectual del equipo por lo que no se incluirá en su totalidad en esta tesina ni en el Disco Compacto.

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CAPITULO III

ANÁLISIS ECONÓMICO

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3.1 COSTOS. Se explican algunos conceptos usados en este capítulo. Costos. Hay 2 definiciones básicas del término "costo": - La suma de esfuerzos y recursos que se han invertido para producir una cosa. - Lo que es sacrificado o desplazado en el lugar de la cosa elegida. El primer concepto expresa los factores técnicos de la producción y se le llama costo de inversión, y el segundo manifiesta las posibles consecuencias económicas y se le conoce por costo de sustitución. Gastos. Este concepto reúne las erogaciones (pagos) causadas para la adquisición de los bienes y servicios (materiales y mano de obra). Amortización. La eliminación gradual de deuda, a través de pagos periódicos. También se refiere a la la eliminación de deuda periódica y al paso de gastos de activos clasificados como intangibles, como por ejemplo las patentes. En la Tabla 1 se reflejan los precios de los principales elementos necesarios para la ejecución del presente proyecto. Modelo del equipo Costo unitario Cantidad Subtotal DNC-32-160-PPV-A-Q 2,567.00 1 2,567.00DNC-32-250-PPV-A 1,676.00 1 1,676.00HGW-40-A 7,242.00 2 14,484.00ADVUP-25-A-P-A-50Z1-250Z2-S6 4,363.00 1 4,363.00LM80-T68M-150-A-H-TOLLO 7,000.00 2 14,000.001762-L40BWA 5,200.00 1 5,200.00GRLA-1/8-B 272.00 4 1,088.00GRLA-M5-B 252.00 3 756.00CPE14-M1BH-5J-1/8 1,279.00 2 2,558.00MEH-5/2-1/8-B 1,285.00 1 1,285.00MHP2-M1H-3/2G-M5 709.00 1 709.00CPE10-M1BH-5J-M5 1,250.00 1 1,250.00ER-318 1,369.00 2 2,738.00SMT-8F-ZS-24V-K2,5-OE-EX 600.00 10 6,000.00TOTAL 58,674.00

Tabla 1

Esta cantidad no incluye conexiones, adaptaciones, tuberías, compresor, ni unidad de mantenimiento debido a que este costo es variable debido a las diferentes

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marcas existentes para estos y es seleccionado según las necesidades de producción que se vayan a utilizar. 3.2 AMORTIZACION DEL PROYECTO. Se debe tomar en cuenta la siguiente información:

- Aproximadamente, la producción diaria será de 120 Kg. - La orden de papas fritas será de 150 grs aproximadamente. - El precio por orden será de 18 pesos. - Los costos de producción diarios son aproximadamente de 14 pesos

De acuerdo a esto la ganancia neta por orden será de 4 pesos, tomando en cuenta que son 120 Kg de papas en órdenes de 150 grs, el total de órdenes diarias es de:

órdenesorden

grsgrs 800

150

000,120=

Ahora, si se ganan 6 pesos por orden, entonces:

pesosordenpesosxórdenes 200,34800 =

Esta será la ganancia neta por día, tomando en cuenta la inversión inicial antes mencionada de 58,674 pesos, entonces:

diasdiasdia

pesospesos 1934.18

200,3

674,58≈=

Es decir, en tan solo 19 días se recuperaría la inversión inicial, pero se debe recordar que esto no incluye el gasto de los accesorios, que las ventas diarias no siempre son las mismas, la introducción del producto al mercado a veces es lenta, que una vez instalado en los primeros días las ventas serán muy pocas y cualquier otro gasto imprevisto. Por lo tanto el margen de días crece pudiéndose incrementar hasta un total de 60 hábiles o 2 meses.

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CONCLUSIONES

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La neumática es una ciencia que tiene demasiadas aplicaciones debido a que el fluido de potencia utilizado es solamente aire comprimido. Puede ejercer presiones pequeñas y grandes, quizás no tan grandes como aquellas que se pueden alcanzar con fluido hidráulico, pero a su vez, solamente se pueden realizar procesos específicos con aire comprimido, como es el caso de este proyecto, una cortadora y freidora de papas (productos alimenticios). En conjunto con el uso de los controladores lógicos programables, por sus siglas en ingles PLC, se pueden tener infinidad de procesos y que gracias a esta tecnología pueden controlados a distancia o ser completamente automatizados, es decir, solo darle las instrucciones necesarias y el PLC se encargará de realizar las acciones requeridas para realizar el proceso y que el ser humano solo reciba el producto terminado. El presente proyecto hace uso de esas 2 tecnologías para llevar a cabo una automatización de un proceso alimenticio. Se han tomado en cuenta diferentes partes: diseño de la máquina, selección de equipo y programación del PLC. En la parte del diseño, se partió de un concepto y se empezaron a designar los elementos que harían falta para la creación de la máquina, tomando en cuenta distancias, fuerzas, presiones y funciones necesarias que debían realizar los dispositivos. Con esto fue posible realizar los diagramas de situación y vistas generales del proceso. Cuando fue requerido seleccionar el equipo se tomó en cuenta mucha de la información de diseño, más aparte que los dispositivos requerían tener un fluido de potencia que en caso de fugas no contaminara el proceso, llegando a la solución de usar dispositivos neumáticos y eléctricos. Con todo esto en mente se utilizó un catálogo de elementos neumáticos y otro de eléctricos. Así mismo, para la parte de automatización fue necesario seleccionar un PLC adecuado que pudiera encargarse de todas las señales d entrada y salidas requeridas por el proceso. Por último, la programación del PLC, requirió realizar una serie de diagramas denominados: diagramas de tiempos y movimientos, en los cuales se describen de manera fácil y sencilla cuando y por cuanto tiempo estarán activados o desactivados los diferentes elementos de trabajo. Gracias a estos diagramas es mucho más sencillo realizar la programación, ya que se observa claramente cada paso del proceso. Además de todos estos puntos también se realizaron diagramas de control, con los cuales se observa como se conecta cada uno de los sensores al PLC y también como controla el PLC a cada una de los elementos por medio de sus salidas. Todo esto no fue fácil, ya que, en más de una ocasión, fue necesario cambiar algún dispositivo o elemento debido a que este ya no se encontraba a la venta, o

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era necesaria una característica la cual no poseía, pero al final siempre fue posible conseguir los dispositivos necesarios y hacer los diagramas correspondientes. Para concluir podemos decir que el proyecto escogido tiene muchos retos tanto de diseño como económicos, pero sabemos que cualquier proyecto siempre es así, y que con el paso del tiempo se volverá más común y barato. Y que la parte redituable fue que nos hace comprender mejor la manera en como se lleva a cabo una automatización, ya que no simplemente se requiere conseguir los dispositivos necesarios para ello, sino diseñar un nuevo proceso en base al anterior y de ahí, observar que es lo que se requiere para que se pueda actualizar el proceso y hacerlo autónomo, tomando en cuenta que existen varias marcas de dispositivos que pueden hacer el mismo trabajo y todas a diferentes costos y así escoger el más barato y que se logren todos los objetivos previstos en el nuevo proceso.

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APÉNDICES

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A1 - ACTUADORES NEUMÁTICOS DNC-32-160-PPV-A-Q

Características Valor Carrera 160 mm Diámetro del émbolo 32 mm Rosca del vástago M10x1.25 Amortiguación Amortiguación neumática regulable en

ambos lados (PPV) Posición de montaje indistinto Corresponde a la norma ISO 6431

VDMA 24562 Extremo del vástago Rosca exterior Construcción Émbolo

Vástago Detección de la posición con detector de proximidad Variantes vástago simple

Q: vástago cuadrado Antigiro/Guía Con

Vástago cuadrado Presión de funcionamiento 0.6 - 12 bar Forma de funcionamiento De efecto doble Fluido Aire seco, lubricado o sin lubricado Clase de resistencia a la corrosión KBK 2 Temperatura ambiente -20 - 80 °C Energía del impacto en las posiciones finales

0.1 J

Carrera de amortiguación 20 mm Fuerza teórica con 6 bar, retroceso 415 N Fuerza teórica con 6 bar, avance 483 N

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Masa móvil con carrera de 0 mm 162 g Peso adicional por 10 mm de carrera 30 g Peso básico con carrera de 0 mm 517 g Masa adicional por 10 mm de carrera 9 g Tipo de fijación con rosca interior

con accesorios Conexión neumática G1/8 Información sobre el material de la tapa Fundición inyectada de aluminio

anodizado Información sobre el material de las juntas

TPE-U(PU) NBR

Información sobre el material del cuerpo Aleación forjable de aluminio Anodizado deslizante

Información sobre el material del vástago

Acero de aleación fina

Información sobre el material de la camisa del cilindro

Aleación forjable de aluminio Anodizado deslizante

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DNC-32-250-PPV-A

Características Valor Carrera 250 mm Diámetro del émbolo 32 mm Rosca del vástago M10x1.25 Amortiguación Amortiguación neumática regulable en

ambos lados (PPV) Posición de montaje indistinto Corresponde a la norma ISO 6431

VDMA 24562 Extremo del vástago Rosca exterior Construcción Émbolo

Vástago Detección de la posición con detector de proximidad Variantes vástago simple Presión de funcionamiento 0.6 - 12 bar Forma de funcionamiento De efecto doble Fluido Aire seco, lubricado o sin lubricado Clase de resistencia a la corrosión KBK 2 Temperatura ambiente -20 - 80 °C Energía del impacto en las posiciones finales

0.1 J

Carrera de amortiguación 20 mm Fuerza teórica con 6 bar, retroceso 415 N Fuerza teórica con 6 bar, avance 483 N Masa móvil con carrera de 0 mm 162 g Peso adicional por 10 mm de carrera 30 g Peso básico con carrera de 0 mm 517 g Masa adicional por 10 mm de carrera 9 g

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Tipo de fijación con rosca interior con accesorios

Conexión neumática G1/8 Información sobre el material de la tapa Fundición inyectada de aluminio

Anodizado Información sobre el material de las juntas

TPE-U(PU) NBR

Información sobre el material del cuerpo Aleación forjable de aluminio Anodizado deslizante

Información sobre el material del vástago

Acero de aleación fina

Información sobre el material de la camisa del cilindro

Aleación forjable de aluminio Anodizado deslizante

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HGW-40-A

Características Valor Tamaño 40 Precisión máxima de sustitución 0.2 mm Ángulo Máximo de abertura 40 deg Precisión de repetición de las pinzas <= 0.04 mm Cantidad de dedos de la pinza 2 Forma de funcionamiento De efecto doble Función de la pinza Ángulo Construcción Palanca Detección de la posición Con detector de proximidad Presión de funcionamiento 2 – 8 bar Frecuencia de trabajo máxima de la pinza

4 Hz

Tiempo de abertura mínimo con 6 bar 20 ms Tiempo mínimo de cierre con 6 bar 20 ms Fluido Aire comprimido filtrado Clase de resistencia a la corrosión KBK 2 Temperatura ambiente 5 – 60°C Momento de sujeción al abrir con 2 bar 193.4 Ncm Momento de sujeción al abrir con 4 bar 386.7 Ncm Momento de sujeción al abrir con 6 bar 580 Ncm Momento de sujeción al cerrar con 2 bar 176.7 Ncm Momento de sujeción al cerrar con 4 bar 353.4 Ncm

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Momento de sujeción al cerrar con 6 bar 530 Ncm Fuerza estática Fz máxima en la mordaza

124 N

Momento estático Mx máximo en la mordaza

5.7 Nm

Momento estático My máximo en la mordaza

2.2 Nm

Momento estático Mz máximo en la mordaza

3.5 Nm

Peso del producto 720 g Tipo de fijación Con rosca interior Conexión neumática G1/8 Indicación sobre el material Sin cobre y teflón Información sobre el material de la tapa POM Información sobre el material del cuerpo Aleación forjable de aluminio

Anodizado duro Información sobre el material de las mordazas

niquelado Acero para herramientas

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ADVUP-25-A-P-A-50Z1-250Z2-S6

Características Valor Diámetro del émbolo 25 mm Posible carrera en la última posición del cilindro

0 – 300 mm

Posible carrera en la posiciones intermedias

0 – 200 mm

Amortiguación anillos elásticos / Placas elásticas en ambos lados (P)

Posición de montaje indistinto Extremo del vástago Rosca exterior Construcción Émbolo

Vástago Tubo perfilado

Cantidad máxima de posiciones intermedias

5

Suma máxima de las carreras individuales

1,000 mm

Detección de la posición con detector de proximidad Variantes S6: juntas resistentes a temperaturas de

máximo 150°C de tracción

Presión de funcionamiento 1.1 – 10 bar Forma de funcionamiento De efecto doble Fluido Aire seco, lubricado o sin lubricado Clase de resistencia a la corrosión KBK 2 Temperatura ambiente -20 - 150 °C Fuerza teórica con 6 bar, retroceso 247 N Fuerza teórica con 6 bar, avance 295 N

62

Tipo de fijación A elegir: con rosca interior con accesorios

Conexión neumática M5 Información sobre el material de la tapa Aleación forjable de aluminio

Anodizado Información sobre el material de las juntas

TPE-U(PU) NBR

Información sobre el material del cuerpo Aleación forjable de aluminio Anodizado deslizante

Información sobre el material del vástago

Acero de aleación fina

63

A2 - ACTUADOR ELECTRICO LM80-T68M-150-A-H-TOLLO

Características Valor Tipo de roscado Trapezoidal o bola Restringido internamente Si Mando manual No Freno dinámico No Freno retentor No Protección de límite de carrera Paro suave Protección en puntos medios de carrera No Protección del motor No Conexión del motor con carcasa sin carcasa

Cable Sin cable, clips sobre el motor

Conector del motor con carcasa sin carcasa

DIN 41524 conexión de 8 pins Clips sobre el motor

Certificados CE Opciones Sin carcasa

Sin mando manual Posiciones de motor alternativas Carrera hasta de 1500 mm Encoder

Carga máxima 2000 N Torque máximo 250 Nm Velocidad, sin carga / carga máxima 44 / 37 mm/s Voltajes de conexión disponibles 12, 24 V DC Longitud de carrera útil 1500 mm Temperatura de operación 0 – 40 °C Ciclo de operación a máxima carga 15% a 20 °C Tiempo máximo 120 s

64

Juego de final de carrera 1 mm Torque de restricción 0 Nm Sección de la punta Con / sin carcasa

1,5 / - mm2

Longitud del cable Con / sin carcasa

2000 / - mm

Clase de protección Con / sin carcasa

IP44 / IP33

Peso del producto 29,1 kg

65

A3 - CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE MicroLogix 1200 System Modelo 1762-L40BWA

Características Valor Dimensiones Altura: 90 mm (104 mm con puerta DIN

abierta) Ancho: 160 mm Profundidad: 87 mm

Peso del producto 1.1 kg Número de entradas y salidas 24 entradas, 16 salidas Fuente de alimentación 100 – 240V AC (-15% - 10%) a 47 – 63

Hz Disipación de calor 22W Corriente de llegada 120V AC: 25A por 8 ms

240V AC: 40A por 4 ms Uso de fuente de energía 82VA Corriente de salida 5V DC: 600 mA

24V DC: 500 mA Sensor de corriente de salida 400 mA a 24V DC

onda AC < 500 mV pico a pico 400 μF máximo

Tipo del circuito de entrada 24V DC asiento / fuente

66

Tipo del circuito de salida Transmisión Temperatura de operación 0 – 55 °C ambiente Temperatura de almacenamiento -40 – 85 °C ambiente Humedad de operación 5 – 95% de humedad relativa (sin

condensamiento) Vibración Operación: 10 – 500 Hz, 5G, 0.030 plg

máximas pico a pico, 2 horas cada eje Operación de transmisión: 1.5G

Shock Operación: 30G; 3 pulsos en cada dirección, cada eje Operación de transmisión: 7G En reposo: 50G panel montado (40G DIN riel montado); 3 pulsos en cada dirección, cada eje

Certificación de agencias UL 508 C-UL bajo el CSA C22.2 no. 142 Clase I, Div. 2, Grupos A, B, C, D (UL 1604, C-UL bajo el CSA C22.2 no. 213) CE/C-Tick amoldable a cualquier directiva 7 acto

67

A4 - VÁLVULAS DE ESTRANGULACIÓN Y ANTIRRETORNO GRLA-1/8-B

Características Valor Posición de montaje indistinto Elemento de ajuste Tornillo con cabeza ranurada Función de las válvulas Función de estrangulación y antirretorno

del escape Presión de funcionamiento 0.3 – 10 bar Caudal estándar en sentido de regulación del flujo: 6 -> 0 bar

615 l/min

Caudal estándar en sentido de bloqueo: 6 -> 0 bar

470 – 760 l/min

Caudal nominal normal en el sentido de la estrangulación

340 l/min

Caudal nominal normal en el sentido del antirretorno

260 – 420 l/min

Fluido Aire comprimido filtrado, sin lubricar, grado de filtración de 40 μm Aire comprimido filtrado y lubricado, grado de filtración de 40 μm

Temperatura del medio -10 – 60 °C Temperatura ambiente -10 – 60 °C

68

Par de apriete máximo 6 Nm Peso del producto 28 g Tipo de fijación Atornillable Conexión neumática 1 G1/8 Conexión neumática 2 Q1/8 Información sobre el material de la chaveta atornillable

Aleación forjable de aluminio

Información sobre el material de las juntas

NBR

Datos sobre el material del tornillo de regulación

Latón

Datos sobre el material de la junta basculante

Fundición inyectada de cinc

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GRLA-M5-B

Características Valor Posición de montaje indistinto Elemento de ajuste Tornillo con cabeza ranurada Función de las válvulas Función de estrangulación y antirretorno

del escape Presión de funcionamiento 0.2 – 10 bar Caudal estándar en sentido de regulación del flujo: 6 -> 0 bar

169 l/min

Caudal estándar en sentido de bloqueo: 6 -> 0 bar

135 – 170 l/min

Caudal nominal normal en el sentido de la estrangulación

95 l/min

Caudal nominal normal en el sentido del antirretorno

76 – 95 l/min

Fluido Aire comprimido filtrado, sin lubricar, grado de filtración de 40 μm Aire comprimido filtrado y lubricado, grado de filtración de 40 μm

Temperatura del medio -10 – 60 °C Temperatura ambiente -10 – 60 °C Par de apriete máximo 1.5 Nm Peso del producto 11 g

70

Tipo de fijación Atornillable Conexión neumática 1 M5 Conexión neumática 2 M5 Información sobre el material de la chaveta atornillable

niquelado

Información sobre el material de las juntas

NBR

Información sobre el material del cuerpo Fundición inyectada de cinc cromado

Datos sobre el material del tornillo de regulación

Latón

Datos sobre el material de la junta basculante

Fundición inyectada de cinc

71

A5 - ELECTROVÁLVULAS DIRECCIONALES CPE14-M1BH-5J-1/8

Características Valor Diámetro nominal 6 mm Función de escape Estrangulable Tipo de accionamiento Eléctrico Principio de hermetización Blando Posición de montaje Indistinto Accionamiento manual auxiliar con reposición

con accesorios enclavables Construcción Corredera Tipo de control Prepilotado Sentido del flujo No reversible Función de las válvulas 5/2

biestable identificación de la posición de válvula Soporte del apantallamiento presión de funcionamiento aire de pilotaje externo

-0.9 – 10 bar

presión de funcionamiento aire de pilotaje interno

2 – 8 bar

comportamiento de la presión de mando Diagrama Valor B 0.39 Valor C 3.55 l/sbar Caudal nominal normal 800 l/min Cambio del tiempo de conmutación 13 ms

72

Presión de funcionamiento 2- 8 bar Duración de la conexión 100% Valores característicos de las bobinas 24V DC: 1W Fluido aire comprimido seco, filtrado TF

aire comprimido seco, filtrado y lubricado TFG Aire comprimido filtrado, sin lubricar, grado de filtración de 40 μm Aire seco, lubricado o sin lubricado Aire comprimido filtrado y lubricado, grado de filtración de 40 μm

Clase de resistencia a la corrosión KBK 2 Temperatura del medio -5 – 50 °C Tipo de protección IP65

según IEC 60529 con conector tipo zócalo

Fluido de control Aire seco, lubricado o sin lubricado Temperatura ambiente -5 – 50 °C Peso del producto 0.115 kg Tipo de fijación Con taladro pasante Conexión del aire de escape de pilotaje 82

M3

Conexión del aire de escape de pilotaje 84

M3

Conexión del aire de pilotaje 12 M3 Conexión del aire de pilotaje 14 M3 Conexión neumática 1 G1/8 Conexión neumática 2 G1/8 Conexión neumática 3 G1/8 Conexión neumática 4 G1/8 Conexión neumática 5 G1/8 Información sobre el material de las juntas

NBR

Información sobre el material del cuerpo Fundición inyectada de aluminio Homologación c UL us - Recognized (OL)

73

MEH-5/2-1/8-B

Características Valor Diámetro nominal 5 mm Función de escape Estrangulable Tipo de accionamiento Eléctrico Principio de hermetización Blando Posición de montaje Indistinto Accionamiento manual auxiliar con accesorios enclavables Construcción Corredera Tipo de reposición Muelle mecánico Tipo de control Prepilotado Sentido del flujo No reversible Función de las válvulas 5/2

monoestable Presión de funcionamiento 2.5 – 8 bar Presión de control 2.5 – 8 bar Valor B 0.36 Valor C 2.55 l/sbar Caudal nominal 600 l/min Desconexión del tiempo de conmutación 28 ms Conexión del tiempo de conmutación 10 ms Valores característicos de las bobinas 24V DC: 1.5W Fluido Aire seco, lubricado o sin lubricado Clase de resistencia a la corrosión KBK 2 Temperatura del medio -5 – 50 °C Tipo de protección IP65 Temperatura ambiente -5 – 50 °C Peso del producto 105 g Tipo de fijación Con taladro pasante

74

Conexión del aire de escape de pilotaje 84

M5

Conexión neumática 1 G1/8 Conexión neumática 2 G1/8 Conexión neumática 3 G1/8 Conexión neumática 4 G1/8 Conexión neumática 5 G1/8 Información sobre el material de las juntas

NBR

Información sobre el material del cuerpo Fundición inyectada de aluminio

75

MHP2-M1H-3/2G-M5

Características Valor Diámetro nominal 2 mm Patrón 14 mm Función de escape Estrangulable Tipo de accionamiento Eléctrico Principio de hermetización Blando Accionamiento manual auxiliar con reposición Construcción Válvula de asiento con descarga Tipo de reposición Muelle mecánico Tipo de control Directo Sentido del flujo Reversible con limitaciones Función de las válvulas 3/2

monoestable cerrado

Indicación de la posición de conmutación

Sí

Presión de funcionamiento -0.9 – 8 bar Presión de funcionamiento reversible -0.9 – 0 bar Valor B 0.3 Valor C 0.45 l/sbar Caudal nominal normal 100 l/min Frecuencia máxima de conmutación 130 Hz Desconexión del tiempo de conmutación 3.5 ms Conexión del tiempo de conmutación 7 ms Valores característicos de las bobinas 24V DC: 2.88W

76

Fluctuación de tensión permisible +/- 10% Fluido Aire comprimido filtrado, sin lubricar,

grado de filtración de 40 μm Aire comprimido filtrado y lubricado, grado de filtración de 40 μm

Clase de protección contra incendios según UL94

HB

Clase de resistencia a la corrosión KBK 2 Temperatura del medio -5 – 40 °C Tipo de protección IP65 Temperatura ambiente -5 – 40 °C Peso del producto 60 g Conexión eléctrica Conector

2 contactos Tipo de fijación En el distribuidor PR Conexión neumática 1 Placa base Conexión neumática 2 Placa base Conexión neumática 3 Placa base Información sobre el material de las juntas

HNBR NBR

Información sobre el material del cuerpo Fundición inyectada de aluminio Datos sobre el material del tornillo Acero

cincado

77

CPE10-M1BH-5J-M5

Características Valor Diámetro nominal 4 mm Función de escape Estrangulable Tipo de accionamiento Eléctrico Principio de hermetización Blando Posición de montaje Indistinto Accionamiento manual auxiliar con reposición

con accesorios enclavables Construcción Corredera Tipo de control Prepilotado Sentido del flujo No reversible Función de las válvulas 5/2

biestable identificación de la posición de válvula Soporte del apantallamiento presión de funcionamiento aire de pilotaje externo

-0.9 – 10 bar

presión de funcionamiento aire de pilotaje interno

2.5 – 8 bar

comportamiento de la presión de mando Diagrama Caudal nominal normal 180 l/min Cambio del tiempo de conmutación 8 ms Presión de funcionamiento 2.5 – 8 bar Duración de la conexión 100% Valores característicos de las bobinas 24V DC: 1W

78

Fluido aire comprimido seco, filtrado TF aire comprimido seco, filtrado y lubricado TFG Aire comprimido filtrado, sin lubricar, grado de filtración de 40 μm Aire seco, lubricado o sin lubricado Aire comprimido filtrado y lubricado, grado de filtración de 40 μm

Clase de resistencia a la corrosión KBK 2 Temperatura del medio -5 – 50 °C Tipo de protección IP65

según IEC 60529 con conector tipo zócalo

Fluido de control Aire seco, lubricado o sin lubricado Temperatura ambiente -5 – 50 °C Peso del producto 0.068 kg Tipo de fijación Con taladro pasante Conexión del aire de escape de pilotaje 82

M3

Conexión del aire de escape de pilotaje 84

M3

Conexión del aire de pilotaje 12 M3 Conexión del aire de pilotaje 14 M3 Conexión neumática 1 M5 Conexión neumática 2 M5 Conexión neumática 3 M7 Conexión neumática 4 M5 Conexión neumática 5 M7 Información sobre el material de las juntas

NBR

Información sobre el material del cuerpo Fundición inyectada de aluminio Homologación c UL us - Recognized (OL)

79

A6 - SENSORES DETECTOR DE FINAL DE CARRERA ELÉCTRICO ER-318

Características Valor Tipo de accionamiento Con palanca con rodillos Longitud del cable 1,1 m Tensión de trabajo 250V DC/AC Capacidad de ciclos de conmutación cortos

Con supresor de chispas R-C

Capacidad para inducciones elevadas Con supresor de chispas R-C

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DETECTOR DE PROXIMIDAD SMT-8F-ZS-24V-K2,5-OE-EX

Características Valor Construcción Para ranura en T Posición de montaje Indistinto Anticortocircuitaje Sí Magnitud de la medición Posición Principio de medición Inductivo Función del elemento de conmutación Contacto de trabajo Polos inconfundibles Para todas las conexiones eléctricas Histéresis del margen de ajuste [bar] 1 mm Indicación del estado LED amarillo Tiempo de desconexión 1.6 ms Tiempo de conexión <= 1.6 ms Tensión de funcionamiento CD 10 – 30 V Corriente máxima de salida 100 mA Rendimiento DC máximo de conmutación

3 W

Corriente residual 0.8 mA Ondulación residual 10% Salida PNP Caída de tensión 5.6 V Resistencia a sobrecargas Presente Identificación ATEX II 3 GD EEx nA II T4 T110°C X Temperatura ambiente ATEX -25°C <= Ta <= +55°C IP65 Símbolo CE Según la directiva EU 89/336/EWG

(EMV) Según la directiva EU 94/9/EG (ATEX)

Clase de resistencia a la corrosión KBK 1

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Tipo de protección IP65 IP67

Temperatura ambiente con cableado móvil

-5 – 55 °C

Temperatura ambiente -25 – 55 °C Par de apriete 0.6 Nm Peso del producto 22 g Reproducibilidad del valor de conmutación

+/- 0.1 mm

Extremos de los hilos Estañado Conexión eléctrica Cable

bifilar Longitud del cable 2.5 m Tipo de cable LifY11Y Tipo de fijación Aprisionado con ranura en T Color de la cubierta del cable Gris Indicación sobre el material Sin cobre y teflón Información sobre el material del cuerpo Refuerzo PA Información sobre el material de la cubierta del cable

PUR

82

A7 - PLANOS Plano 1

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BIBLIOGRAFÍA

84

“FESTO Catálogo de Neumática Tipo CD-ROM” Versión 10/2004 Versión de Programa 20444 “Guía de Productos 2006 FESTO” Edición 10/2005 Páginas 13, 25, 32, 38, 46, 49, 54 “Catálogo de Actuadores Lineales” tomado de www.tollo.com/catalogues.htmPáginas 36 y 37 “Manual de Usuario del MicroLogix 1200 System” tomado de www.ab.com/programmablecontrol/plc/micrologix1200/downloads.htmlPáginas 93 y 94 “Neumática” 2000 International Thomson Editores Spain Editorial Paraninfo Thomson Learning Páginas 1 a 5 “Dispositivos Neumáticos” W. Deppert; K. Stoll Editorial Alfaomega Santa Fé de Bogotá D.C., Colombia, 2004 Páginas 7 a 11 “Electrónica Industrial Moderna” J. Maloney, Timothy Editorial Prentice Hall, 5a Edición Capitulo 3 Información de Controladores Lógicos Programables tomada de www.profesores.frc.utn.edu.ar/industrial/sistemasinteligentes/UT3/plc/PLC.htmlwww.unicrom.com/Tut_ProgramarPLC.asp Información de Automatización tomada de www.dei.uc.edu.py/tai2000/automatizacion/auto.htm Información de Control Automático tomada de www.sapiensman.com/control_automatico/index.htm Sala de Ventas Festo Delegación Iztacalco

85