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TITULO: AUTOMATIZACIÓN DE UN PROCESO DE EXTRUSIÓN DE ALUMINIO.

OBJETIVO GENERAL: PROPONER LA AUTOMATIZACIÓN DE UN PROCESO DE EXTRUSIÓN

DE ALUMINIO; INTEGRANDO LAS ÁREAS DE

CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (PLC).

CONTENIDO GENERAL:

• INTRODUCCIÓN.

• CAPITULO I: INFORMACIÓN TEÓRICA PARA LA AUTOMATIZACIÓN

DEL PROCESO

• CAPITULO II: DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE EXTRUSIÓN

• CAPITULO III: EQUIPO PROPUESTO PARA LA AUTOMATIZACIÓN DEL

PROCESO

• CAPITULO IV: INTEGRACIÓN DE EQUIPOS Y ACCESORIOS

• CAPITULO V: COSTO DEL PROYECTO

• CONCLUSIONES

INTEGRANTES: VICTOR JUAREZ LÓPEZ

ASESOR ESCOLAR: ING. LUIS ENRIQUE MURILLO

HOJA DE AGUA

: AUTOMATIZACIÓN DE UN PROCESO DE EXTRUSIÓN DE ALUMINIO.

: PROPONER LA AUTOMATIZACIÓN DE UN PROCESO DE EXTRUSIÓN

DE ALUMINIO; INTEGRANDO LAS ÁREAS DE ELECTRICIDAD, NEUMÁTICA, HIDRÁULICA Y

CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (PLC).

CAPITULO I: INFORMACIÓN TEÓRICA PARA LA AUTOMATIZACIÓN

CAPITULO II: DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE EXTRUSIÓN

QUIPO PROPUESTO PARA LA AUTOMATIZACIÓN DEL

CAPITULO IV: INTEGRACIÓN DE EQUIPOS Y ACCESORIOS

CAPITULO V: COSTO DEL PROYECTO

VICTOR JUAREZ LÓPEZ

LUIS ENRIQUE MURILLO YAÑEZ

: AUTOMATIZACIÓN DE UN PROCESO DE EXTRUSIÓN DE ALUMINIO.

: PROPONER LA AUTOMATIZACIÓN DE UN PROCESO DE EXTRUSIÓN

ELECTRICIDAD, NEUMÁTICA, HIDRÁULICA Y

AUTOMATIZACIÓN DE UN PROCESO DE EXTRUSIÓN DE ALUMINIO.

Página 1

ÍNDICE

Pág.

Objetivo general

3

Antecedentes

3

Justificación

4

Capitulo 1. Propuesta teórica para la automatización del proceso 5

1.1 Marco Teórico 5

1.1.1 Neumática 5

1.1.2 Hidráulica 5

1.1.3 Mecánica de fluidos 5

1.1.4 Bombas 6

1.1.5 Motor eléctrico 6

1.1.6 Electroválvulas 6

1.1.7 PLC 9

1.2 Introducción al proceso de extrusión 18

1.2.1 Designación 19

1.2.2 Usos y aplicaciones 19

1.2.3 Historia del arte

20

Capitulo 2. Descripción del proceso de extrusión 21

2.1 Definición, componentes y condiciones 21

2.1.1 Definición 21

2.1.2 Componentes del proceso 22

2.1.3 Condiciones y consideraciones para el proceso 27

2.2 Proceso secuencial

29


Página 2

Capitulo 3. Equipo sugerido para la automatización 32

3.1 Equipo Utilizado 32

3.1.1 Microswitch 32

3.1.2 Electroválvulas 4/2 32

3.1.3 Motor Western Electric 33

3.1.4 Push Botón 33

3.1.5 Pistones Hidráulicos 34

3.1.6 Generador de chispa 34

3.1.7 PLC

35

Capitulo 4. Integración de equipos y accesorios 38

4.1 Etapa 1 del proceso 38



4.4 Etapa 4 del proceso

43

Capitulo 5. Costo del proyecto 44

5.1 Costo del equipo 44

5.2 Costo de diseño 45

5.3 Costo de la instalación 46

5.4 Costo total del proyecto

47

Conclusiones

48

Bibliografía 49


Página 3

OBJETIVO GENERAL: Proponer la automatización de un proceso de

extrusión de aluminio; integrando las áreas de electricidad, neumática, hidráulica y

controladores lógicos programables (PLC).

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Diseñar el programa que ejecutará el PLC para la automatización del proceso

de extrusión.

• Ofrecer un sistema muy versátil capas de adecuarse a las necesidades del

cliente.

• Rediseñar el sistema adecuándolo a las características particulares del cliente.

• Proponer un sistema eficiente y de bajo costo.

ANTECEDENTES

La maquina hidráulica se encarga de producir diferentes perfiles al día de

aluminio, el sistema funciona manualmente lo que ocasiona diferentes

problemas; los cuales se presentan a continuación:

• La prensa no se detiene; sino hasta terminar con su recorrido, por lo que es

conveniente para en cualquier momento, en caso de tener un desperfecto o

incidente.

• En ocasiones no se logra el control adecuado de las temperaturas, tanto en

horno de precalentado, contenedor y/o horno de dados.

• Una mala alineación de la “nariz” de la prensa, el contenedor y el dado.

• La presión no es la adecuada entre el contenedor y el dado; ocasionando lo

que comúnmente se conoce como “palomas”.

• Accidentes ocasionados a los trabajadores; ya que todo el proceso es manual

y no se tiene ningún control sobre “la carrera “de la prensa.

• La idea de automatizar el proceso de extruido se refiere a la mala calidad del

perfil.


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JUSTIFICACIÓN

A todos los problemas anteriores se les pretende dar solución con la

automatización del proceso; esto tiene diferentes objetivos específicos, como

son los siguientes:

• Proponer un sistema eficiente y de bajo costo.

• Principalmente se pretende eliminar accidentes a los trabajadores.

• Mejorar la calidad de los productos y la producción de los mismos.

• Evitar tiempos de paro prolongados por incidentes y fallas técnicas.

• Tener control en cada paso del proceso; además de ponerse en Stand by la

prensa a la mitad de su recorrido en caso de ser necesario.

• Eliminar las “telarañas” de cables que existen actualmente, ya que estas

ocasionar cortos circuitos. Además de implementar un mantenimiento de tipo

predictivo y preventivo.

ALCANCE

Este trabajo está enfocado a proponer un sistema automático el cual

involucre diferentes áreas de ingeniería; las cuales en conjunto den el

resultado la integración de estos, no solo para este proceso, sino para aquellos

que involucren áreas a tratar en el presente trabajo. De esta forma se pretende

dar a conocer los conceptos básicos, para realizar proyectos que tengan como

fin, mejorar la producción de un proceso. Las conceptos son referidos a las

áreas de neumática, hidráulica, electricidad y controladores lógicos

programables.


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CAPITULO 1: INFORMACION TEÓRICA PARA LA AUTOMATIZACIÓN DEL

PROCESO

1.1 MARCO TEÓRICO

Neumática: La neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido

como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar

mecanismos. El aire es un material elástico y por tanto, al aplicarle una fuerza, se

comprime, mantiene esta compresión y devolverá la energía acumulada cuando

se le permita expandirse, según la ley de los gases ideales.

Hidráulica: Aplicación de la mecánica de fluidos en ingeniería, para construir

dispositivos que funcionan con líquidos, por lo general agua o aceite. La hidráulica

resuelve problemas como el flujo de fluidos por conductos o canales abiertos y el

diseño de presas de embalse, bombas y turbinas. En otros dispositivos como

boquillas, válvulas, surtidores y medidores se encarga del control y utilización de

líquidos.

Mecánica de fluidos: Parte de la Física que se ocupa de la acción de los

fluidos en reposo o en movimiento, así como de las aplicaciones y mecanismos de

ingeniería que utilizan fluidos. La mecánica de fluidos es fundamental en campos

tan diversos como la aeronáutica, la ingeniería química, civil e industrial, la

meteorología, las construcciones navales y la oceanografía. La mecánica de

fluidos puede subdividirse en dos campos principales: la estática de fluidos, o

hidrostática, que se ocupa de fluidos en reposo, y la dinámica de fluidos, que trata

de fluidos en movimiento. El término de hidrodinámica se aplica al flujo de líquidos

o al flujo de los gases a baja velocidad, en el que puede considerarse que el gas

es esencialmente incompresible. La aerodinámica, o dinámica de gases, se ocupa

del comportamiento de los gases cuando los cambios de velocidad y presión son

suficientemente grandes para que sea necesario incluir los efectos de

compresibilidad. Entre las aplicaciones de la mecánica de fluidos están la


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propulsión a chorro, las turbinas, los compresores y las bombas. La hidráulica

estudia la utilización en ingeniería de la presión del agua o del aceite.

Bombas: Dispositivo empleado para elevar, transferir o comprimir líquidos y

gases. En la mayoría de ellas se toman medidas para evitar la cavitación

(formación de un vacío), que reduciría el flujo y dañaría la estructura de la bomba.

Las bombas empleadas para gases y vapores suelen llamarse compresores.

Motor eléctrico: Es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica

en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de

los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en

energía eléctrica funcionando como generadores. Los motores eléctricos de

tracción usados en locomotoras realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa

con frenos regenerativos.

Electroválvulas: Una electroválvula es un dispositivo diseñado para

controlar el flujo de un fluido a través de un conducto como puede ser una tubería.

Una electroválvula solamente tiene dos estados, abierto y cerrado, y no sirve para

modular el flujo.

Una electroválvula tiene dos partes fundamentales: el solenoide y la válvula.

El solenoide convierte energía eléctrica en energía mecánica para activar la

válvula.

Existen varios tipos de electroválvulas. En algunas electroválvulas el

solenoide actúa directamente sobre la válvula proporcionando toda la energía

necesaria para su movimiento. Es común que la válvula se mantenga cerrada por

la acción de un muelle y que el solenoide la abra venciendo la fuerza del muelle.

Esto quiere decir que el solenoide debe estar activado y consumiendo potencia

mientras la válvula deba estar abierta.


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También es posible construir electroválvulas biestables que usan un

solenoide para abrir la válvula y otro para cerrar o bien un solo solenoide que abre

con un impulso y cierra con el siguiente. Las electroválvulas pueden ser cerradas

en reposo o normalmente cerradas lo cual quiere decir que cuando falla la

alimentación eléctrica quedan cerradas o bien pueden ser del tipo abiertas en

reposo o normalmente abiertas que quedan abiertas cuando no hay alimentación.

Hay electroválvulas que en lugar de abrir y cerrar lo que hacen es conmutar la

entrada entre dos salidas.

Este tipo de electroválvulas a menudo se usan en los sistemas de

calefacción por zonas lo que permite calentar varias zonas de forma independiente

utilizando una sola bomba de circulación.

A- Entrada B- Diafragma C- Cámara de presión D- Conducto de vaciado de presión E- Solenoide F- Salida

Figura 1: diagrama de una electroválvula

En la figura 1 el funcionamiento es el siguiente. En la parte superior vemos

la válvula cerrada. El agua bajo presión entra por A. B es un diafragma elástico y

tiene encima un muelle que le empuja hacia abajo con fuerza débil. La función de

este muelle no nos interesa por ahora y lo ignoramos ya que la válvula no

depende de él para mantenerse cerrada. El diafragma tiene un diminuto orificio en

el centro que permite el paso de un pequeño flujo de agua. Esto hace que el agua

llene la cavidad C y que la presión sea igual en ambos lados del diafragma.

Mientras que la presión es igual a ambos lados, vemos que actúa en más

superficie por el lado de arriba que por el de abajo por lo que presiona hacia abajo


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sellando la entrada. Cuanto mayor sea la presión de entrada, mayor será la fuerza

con que cierra la válvula.

Ahora estudiamos el conducto D. Hasta ahora estaba bloqueado por el

núcleo del solenoide E al que un muelle empuja hacia abajo. Si se activa el

solenoide, el núcleo sube y permite pasar el agua desde la cavidad C hacia la

salida con lo cual disminuye la presión en C y el diafragma se levanta permitiendo

el paso directo de agua desde la entrada A a la salida F de la válvula. Esta es la

situación representada en la parte inferior de la figura.

Si se vuelve a desactivar el solenoide se vuelve a bloquear el conducto D y

el muelle situado sobre el diafragma necesita muy poca fuerza para que vuelva a

bajar ya que la fuerza principal la hace el propio fluido en la cavidad C.

De esta explicación se deduce que este tipo de válvula depende para su

funcionamiento de que haya mayor presión a la entrada que a la salida y que si se

invierte esta situación entonces la válvula abre sin que el solenoide pueda

controlarla.

Este tipo de válvulas se utilizan muy comúnmente en lavadoras, lavaplatos,

riegos y otros usos similares. Un caso especialmente interesante del uso de estas

válvulas es en los calentadores de agua de depósito. En los calentadores de agua

de demanda, el agua se calienta según va pasando por el calentador en el

momento del consumo y es la propia presión del agua la que abre la válvula del

gas pero en los calentadores de depósito esto no es posible ya que el agua se

calienta mientras está almacenada en un depósito y no hay circulación. Para evitar

la necesidad de suministrar energía eléctrica la válvula del gas es una válvula de

este tipo con la válvula piloto controlada por un diminuto solenoide al que

suministra energía un termopar bimetálico que saca energía del calor del agua.


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PLC (Programable logic controller): Es un equipo electrónico, programable

en lenguaje no informático, diseñado para controlar en tiempo real y en ambiente

de tipo industrial, procesos secuenciales. Un PLC trabaja en base a la información

recibida por los captadores y el programa lógico interno, actuando sobre los

accionadores de la instalación.

Historia

Los PLC fueron introducidos a fines de los años 60’s la razón de su aparición

fue la necesidad de eliminar los complicados y costosos sistemas de control de

maquinas basados en relés. Bedford Associates propuso algo llamado Controlador

Modular Digital (MODICON) a la General Motors. Al mismo tiempo otras

compañías propusieron esquemas basados en computadoras, uno de los cuales

fue PDP-8. El MODICON 084 llego a ser el primer PLC en producción a escala

comercial.

Cuando hay cambios en los requerimientos de producción estos involucran al

sistema de control. Estas modificaciones llegan a ser muy caras si los cambios

requeridos son frecuentes. Debido a que los relés son aparatos mecánicos, estos

tienen una vida limitada que obliga a apegarse a estrictos programas de

mantención. El encontrar las fallas en uno de estos sistemas es una tarea

bastante tediosa cuando involucra una cantidad importante de relés.

Estos nuevos controladores debían ser fáciles de programar por los

ingenieros de mantención o de planta. También ser capaces de funcionar en los

agresivos ambientes industriales. La forma de usar esto fue usar técnicas de

programación con las que los programadores estaban familiarizados y remplazar

los relés mecánicos con elementos electrónicos de estado sólido.

A mediados de los 70’s los PLC comenzaron a tener habilidades de

comunicación. El primer sistema de comunicación fue el MODBUS de MODICON.

Ahora los controladores se podían comunicar entre si para coordinar el accionar


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de un conjunto de maquinas. También se les agregaron capacidades de transmitir

y recibir voltajes variables que le permiten recibir señales análogas.

Infortunadamente la carencia de estandarización en estos sistemas unido a los

continuos cambios de tecnología convirtió las comunicaciones de PLC en una

pesadilla de protocolos y redes físicas lo que origino la decadencia de su

aplicación.

Durante los años 80’s se aprecio un intento por estandarizar las

comunicaciones con el protocolo de automatización de la manufactura de la

General Motors (MAP). Al mismo tiempo se tendió a la miniaturización de los

equipos y la utilización de lenguajes simbólicos de programación en computadoras

personales o programadoras portátiles. Hoy en día los PLC más pequeños son del

tamaño de un solo relé.

En los 90’s se ha visto una reducción gradual en la introducción de

protocolos nuevos y la modernización de las capas físicas de algunos de los

protocolos más populares que sobrevivieron a los años 80’s. El último estándar ha

tratado de reunir los lenguajes de los PLC bajo un estándar internacional único.

Ahora se cuenta con controladores programables en función de diagramas de

bloques, lista de instrucciones lenguaje de programación C, o texto estructurado,

todo al mismo tiempo también se ha visto que se están introduciendo

computadoras personales para remplazar en algunas aplicaciones específicas de

los PLC. Es el caso de la General Motors, que ha llevado sus sistemas a control

basado en computadoras.

Funciones básicas de un PLC

Detección: Lectura de la señal de los captadores distribuidos por el sistema de

fabricación.

Mando: Elaborar y enviar las acciones al sistema mediante los accionadores y pre-

accionadores.


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Dialogo hombre maquina: Mantener un diálogo con los operarios de producción,

obedeciendo sus consignas e informando del estado del proceso.

Programación: Para introducir, elaborar y cambiar el programa de aplicación del

autómata. El dialogo de programación debe permitir modificar el programa incluso

con el autómata controlando la maquina

Sistemas de supervisión: También los autómatas permiten comunicarse con

ordenadores provistos de programas de supervisión industrial. Esta comunicación

se realiza por una red industrial o por medio de una simple conexión por el puerto

serie del ordenador.

Control de procesos continuos: Además de dedicarse al control de sistemas de

eventos discretos los autómatas llevan incorporadas funciones que permiten el

control de procesos continuos. Disponen de módulos de entrada y salida

analógicas y la posibilidad de ejecutar reguladores PID que están programados en

el autómata.

Entradas- Salidas distribuidas: Los módulos de entrada salida no tienen porqué

estar en el armario del autómata. Pueden estar distribuidos por la instalación, se

comunican con la unidad central del autómata mediante un cable de red.

Buses de campo: Mediante un solo cable de comunicación se pueden conectar al

bus captadores y accionadores, reemplazando al cableado tradicional. El

autómata consulta cíclicamente el estado de los captadores y actualiza el estado

de los accionadores.

Estructura Interna

El autómata está constituido por diferentes elementos, pero tres son los

básicos:

• CPU

• Entradas

• Salidas


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• Fuentes de alimentación

• Interfaces

• La unidad o consola de programación

• Los dispositivos periféricos

La CPU (Central Procesing Unit) es la parte inteligente del sistema. Interpreta

las instrucciones del programa de usuario y consulta el estado de las entradas.

Dependiendo de dichos estados y del programa, ordena la activación de las

salidas deseadas. La CPU está constituida por los siguientes elementos:

• Procesador

• Memoria monitor del sistema

• Circuitos auxiliares

Funciones de la CPU básicas

En la memoria ROM del sistema, el fabricante ha grabado una serie de

programas ejecutivos, software del sistema y es a estos programas a los que

accederá el µp para realizar las funciones. El software del sistema de cualquier

autómata consta de una serie de funciones básicas que realiza en determinados

tiempos de cada ciclo.

En general cada autómata contiene y realiza las siguientes funciones:

• Vigilar que el tiempo de ejecución del programa de usuario no exceda de un

determinado tiempo máximo. A esta función se le denomina Watchdog.

• Ejecutar el programa usuario.

• Crear una imagen de las entradas, ya que el programa de usuario no debe

acceder directamente a dichas entradas

• Renovar el estado de las salidas en función de la imagen de las mismas,

obtenida al final del ciclo de ejecución del programa usuario.

• Chequeo del sistema.


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Fuente de Alimentación

La fuente de alimentación proporciona las tensiones necesarias para el

funcionamiento de los distintos circuitos del sistema. La alimentación a la CPU

puede ser de continua a 24 Vcc, tensión muy frecuente en cuadros de distribución,

o en alterna a 110/220 Vca. En cualquier caso es la propia CPU la que alimenta

las interfaces conectadas a través del bus interno. La alimentación a los circuitos

E/S puede realizarse, según tipos, en alterna a 48/110/220 Vca o en continua a

12/24/48 Vcc. La fuente de alimentación del autómata puede incorporar una

batería tampón, que se utiliza para el mantenimiento de algunas posiciones

internas y del programa usuario en memoria RAM, cuando falla la alimentación o

se apaga el autómata.

Interfaces

En el control de un proceso automatizado, es imprescindible un dialogo entre

operador-máquina junto con una comunicación entre la máquina y el autómata,

estas comunicaciones se establecerán por medio del conjunto de entradas y

salidas del citado elemento. Los autómatas son capaces de manejar tensiones y

corrientes de nivel industrial, gracias a que disponen un bloque de circuitos de

interfaz de E/S muy potente, que les permite conectarse directamente con los

sensores y accionamientos del proceso. De entre todos los tipos de interfaces que

existen, las interfaces específicas permiten la conexión con elementos muy

concretos del proceso de automatización. Se pueden distinguir entre ellas tres

grupos bien diferenciados:

• Entradas / salidas especiales.

• Entradas / salidas inteligentes.

• Procesadores periféricos inteligentes.

Las interfaces especiales del primer grupo se caracterizan por no influir en

las variables de estado del proceso de automatización. Únicamente se encargan


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de adecuar las E/S, para que puedan ser inteligibles por la CPU, si son entradas, o

para que puedan ser interpretadas correctamente por actuadores (motores,

cilindros, etc.), en el caso de las salidas. Las del segundo grupo admiten múltiples

modos de configuración, por medio de unas combinaciones binarias situadas en la

misma tarjeta. De esta forma se descarga de trabajo a la unidad central, con las

ventajas que conlleva. Los procesadores periféricos inteligentes, son módulos que

incluyen su propio procesador, memorias y puntos auxiliares de entrada / salida.

Estos procesadores contienen en origen un programa especializado en la

ejecución de una tarea concreta, a la que le basta conocer los puntos de consigna

y los parámetros de aplicación para ejecutar, de forma autónoma e independiente

de la CPU principal, el programa de control.

Unidad de Programación

Es el conjunto de medios, hardware y software mediante los cuales el

programador introduce y depura sobre las secuencias de instrucciones (en uno u

otro lenguaje) que constituyen el programa a ejecutar.

Entradas y Salidas

La sección de entradas mediante el interfaz, adapta y codifica de forma

comprensible para la CPU las señales procedentes de los dispositivos de entrada

o captadores. Hay dos tipos de entradas:

• Entradas digitales

• Entradas analógicas

La sección de salida también mediante interfaz trabaja de forma inversa a las

entradas, es decir, decodifica las señales procedentes de la CPU, y las amplifica y

manda con ellas los dispositivos de salida o actuadores como lámparas, relés.

También existen unos interfaces de adaptación a las salidas de protección de

circuitos internos. Hay dos tipos de salidas:


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• Salidas digitales

• Salidas analógicas

Entradas digitales

Los módulos de entrada digitales permiten conectar al autómata captador de

tipo, todo o nada como finales de carrera pulsadores... Los módulos de entrada

digitales trabajan con señales de tensión, por ejemplo cuando por una vía llegan

24 voltios se interpreta como un "1" y cuando llegan cero voltios se interpreta

como un "0" El proceso de adquisición de la señal digital consta de varias etapas.

• Protección contra sobretensiones

• Filtrado

• Puesta en forma de la onda

• Aislamiento galvánico o por opto acoplador.

Entradas analógicas

Los módulos de entrada analógicas permiten que los autómatas

programables trabajen con accionadores de mando analógico y lean señales de

tipo analógico como pueden ser la temperatura, la presión o el caudal.

Los módulos de entradas analógicas convierten una magnitud analógica en

un número que se deposita en una variable interna del autómata. Lo que realiza es

una conversión A/D, puesto que el autómata solo trabajar con señales digitales.

Esta conversión se realiza con una precisión o resolución determinada (numero de

bits) y cada cierto intervalo de tiempo (periodo muestreo). Los módulos de entrada

analógica pueden leer tensión o intensidad. El proceso de adquisición de la señal

analógica consta de varias etapas:

• Filtrado

• Conversión A/D

• Memoria interna


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Salidas digitales

Un módulo de salida digital permite al autómata programable actuar sobre los

pre-accionadores y accionadores que admitan ordenes de tipo todo o nada. El

valor binario de las salidas digitales se convierte en la apertura o cierre de un relé

interno del autómata en el caso de módulos de salidas a relé. En los módulos

estáticos (bornero), los elementos que conmutan son los componentes

electrónicos como transistores o triacs, y en los módulos electromecánicos son

contactos de relés internos al módulo. Los módulos de salidas estáticos al

suministrar tensión, solo pueden actuar sobre elementos que trabajan todos a la

misma tensión, en cambio los módulos de salida electromecánicos, al ser libres de

tensión, pueden actuar sobre elementos que trabajen a tensiones distintas. El

proceso de envío de la señal digital consta de varias etapas:

Memoria

Es el almacén donde el autómata guarda todo cuanto necesita para ejecutar

la tarea de control.

Datos del proceso:

• Señales de planta, entradas y salidas.

• Variables internas, de bit y de palabra.

• Datos alfanuméricos y constantes.

• Datos de control:

• Instrucciones de usuario (programa)

• Configuración del autómata (modo de funcionamiento, número de e/s

conectadas, ...)

Programación

El sistema de programación permite, mediante las instrucciones del

autómata, confeccionar el programa de usuario. Posteriormente el programa

realizado, se trasfiere a la memoria de programa de usuario. Una memoria típica


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permite almacenar como mínimo hasta mil instrucciones con datos de bit, y es del

tipo lectura/escritura, permitiendo la modificación del programa cuantas veces sea

necesario. Tiene una batería tampón para mantener el programa si falla la tensión

de alimentación. La programación del autómata consiste en el establecimiento de

una sucesión ordenada de instrucciones, escritas en un lenguaje de programación

concreto. Estas instrucciones están disponibles en el sistema de programación y

resuelven el control de un proceso determinado.

Grafcet

Surge en Francia a mediados de los años 70, debido a la colaboración de

algunos fabricantes de autómatas, como Telemecanique y Aper con dos

organismos oficiales, AFCET (Asociación francesa para la cibernética, economía y

técnica) y ADEPA (Agencia nacional para el desarrollo de la producción

automatizada). Homologado en Francia, Alemania, y posteriormente por la

comisión Electrónica Internacional (IEC 848, año 1988). Actualmente es una

herramienta imprescindible cuando se trata de automatizar procesos secuenciales

de cierta complejidad con autómatas programables. El GRAFCET es un diagrama

funcional que describe la evolución del proceso que se quiere automatizar. Está

definido por unos elementos gráficos y unas reglas de evolución que reflejan la

dinámica del comportamiento del sistema. Todo automatismo secuencial o

concurrente se puede estructurar en una serie de etapas que representan estados

o subestados del sistema en los cuales se realiza una o más acciones, así como

transiciones, que son las condiciones que deben darse para pasar de una etapa a

otra.


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1.2 INTRODUCCIÓN AL PROCESO DE EXTRUSIÓN

El proceso comienza con el precalentamiento del material (lingotes). Un

“tocho” se carga dentro del contenedor caliente, normalmente entre 450ºC y

500ºC. Momentáneamente, se vuelve suficientemente plástico bajo presión y

calor. Una prensa hidráulica, aplica fuerza para hacer fluir el aluminio a través del

troquel y para luego ser estirado y aserrado a los largos determinados. Si son

requeridas mejores propiedades entonces este puede ser tratado mediante calor.

(T5, T6, etc.). Ver Figura 2.

El término “extrusión” se suele aplicar tanto al proceso como al producto

obtenido cuando un lingote cilíndrico caliente de aluminio (llamado tocho) pasa a

través de una matriz con la forma adecuada (extrusión directa o hacia delante, ver

Figura).

Figura 2: Esquema de la extrusión directa


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Designación

Los perfiles producidos por extrusión con aleaciones de aluminio 6061 (Al,

Cr, Cu, Mg, Si), 6063 (Al, Mg, Si) y 7075 (Al, Cu, Cr, Mg, Zn). Pueden ser tratados

térmicamente en hornos especiales para obtener temples estables. La designación

de este proceso es la letra T seguida de uno o más dígitos que indican

variaciones en el tratamiento que alteran significativamente las características del

producto. Estas aleaciones requieren un tratamiento térmico a temperaturas

medias para producir las resistencias máximas.

Usos y aplicaciones

Entre sus usos se encuentra el sector de la electricidad y la comunicación,

siendo actualmente el aluminio una de las formas más económicas de transportar

electricidad de forma más eficiente que el cobre. También se usa en las antenas

para televisores y satélites. En el sector transporte, se usa en la industria

automovilística, tanto por razones ecológicas como económicas. Actualmente, se

fabrican en aluminio, sobre todo piezas fundidas y perfiles de extrusión, como

pistones, ruedas, cajas de transmisión, conjuntos de suspensión, radiadores, y

estructuras o carrocerías. Para los envases las aplicaciones son múltiples y

abarcan desde la fabricación de latas, el papel de envolver, la capa intermedia de

envases de cartón "tetra pack" y hasta láminas para cerrar yogures,

medicamentos, etc. Las ventajas: protegen el contenido durante largos periodos,

son muy ligeras, son difíciles de romper, presentan una gran comodidad de

manejo y ocupan muy poco espacio. Y lo más importante: son cien por ciento

reciclables.


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Figurara 3: Derecha: dado con el perfil a extruir Izquierda: Perfiles extruidos

Historia del arte

En 1797, Joseph Braman patentó el primer proceso de extrusión para hacer

un tubo de plomo. Esta consistía en el precalentamiento del metal y pasarlo por un

troquel mediante un émbolo a mano. El proceso no fue desarrollado hasta 1820

cuando Thomas Burr construyó la primera prensa hidráulica. Hasta ese momento

el proceso se llamó squirting. En 1894 Alexander Dick expandió el proceso de

extrusión al cobre y aleaciones de bronce. En 1950 Ugine Séjournet de Francia,

inventó un proceso el cual usaba cristal como lubricante para extruir acero. El

proceso Ugine-Sejournet o Sejournet es ahora usado en otros materiales que

tienen temperatura de fusión mayor que el acero o que requiere un limitado rango

de temperatura su extrusión. El proceso comienza por el calentamiento del

material a la temperatura de extrusión y entonces es enrollado en polvo de cristal.

El cristal se funde y forma una fina capa que actúa como lubricante. Un espero

anillo de cristal solido con 0.25 a 0.75, (6 a 18 mm) de espesor es ubicado en la

cámara sobre el troquel para lubricar la extrusión mientras es forzado a pasar por

el troquel. Una segunda ventaja del anillo de cristal es la habilidad de aislar el

calor de la barra del troquel. La extrusión tendrá una capa de cristal de 1 mil de

espesor, la que puede ser fácilmente quitada cuando se enfría.


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CAPITULO 2. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE EXTRUSIÓN.

2.1 DEFINICIÓN, COMPONENTES Y CONDICIONES

Definición

La extrusión es un proceso de deformación plástica en el cual un bloque de

metal (tocho) es forzado a fluir por compresión a través de las aberturas de la

matriz, por una sección inferior a la original. El proceso de extrusión comienza con

el corte del tocho a partir de un lingote de aluminio aleado (habitualmente entre 5 y

6 metros de longitud y sección circular). El tocho antes de llevarlo a la prensa,

debe estar a una temperatura entre 350 y 400 ºC dependiendo del tipo de aleación

y perfil que se esté extruyendo. A continuación se introduce dentro del contenedor

(entre 400 y 480ºC) el cual sella contra la matriz, y se aplica una presión mediante

un vástago que transmite la fuerza de una prensa hidráulica. Dicha presión hará

que el aluminio fluya a través del molde de acero, denominado matriz. El perfil sale

de la matriz a una velocidad entre 5 y 20 metros por minuto, alcanzando una

longitud entre 10 y 30 metros. Inmediatamente después de salir de la matriz, el

perfil debe enfriarse rápidamente, bien por aire forzado o bien por agua,

dependiendo de los elementos que compongan cada aleación. El siguiente

proceso es un estirado mediante dos mordazas situados en los extremos del perfil,

y que debe realizarse cuando el aluminio ya está a una baja temperatura.

Posteriormente las barras se cortan a la medida solicitada por el cliente, pasando

finalmente a un proceso de tratamiento térmico, el cual conseguirá que el aluminio

alcance las propiedades mecánicas en función de aleación y tipo de tratamiento.

Los productos extruidos de aluminio, son conocidos como "perfiles". Los lingotes

se encuentran disponibles en variados tamaños, aleaciones, tratamientos térmicos

y dimensiones, dependiendo de los requerimientos del usuario.


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Figura 4:

Componentes del proceso

El proceso de extrusión se caracteriza por hacer pasar a presión el aluminio

a través de una matriz para obtener el perfil deseado. Esto es posible tras haber

calentado los tochos a utilizar y haberles aplicado una presión de 500 a 700 MPa

(equivalente a la presión registrada en el fondo de un tanque de agua de unos

60km de altura). El metal es impulsado dentro de la prensa y forzado a salir por la

matriz, obteniéndose así, el perfil extruido.

La prensa de extrusión

La prensa genera la fuerza necesaria para forzar el paso del aluminio

precalentado a través de la matriz. Consiste fundamentalmente en:

• Un depósito donde se aloja el tocho a ser extruido


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• El cilindro principal (nariz de la prensa) que empuja el tocho contra el panel

frontal.

• Un panel frontal (porta matriz) que aloja la matriz.

• La matriz, por donde sale el aluminio extruido y que le imprime la forma final

al perfil.

Sistema para el control y detección de temperatura en el proceso de

extrusión.

En todo el proceso de extrusión del aluminio, se debe de mantener los

rangos específicos de la temperatura que conlleva cada etapa del proceso, es por

ello que se procede a la colocación de sensores para el control, detección y

manipulación de las mismas a considerar.

Sensores para el horno de precalentado

Proporciona una medida de temperatura continua y precisa dentro del horno,

a todo el lingote, antes de cortar un tocho y pasar a la prensa de extrusión.

En la figura se observan los

lingotes de aluminio. Estos pueden ser

de aluminio primario y secundario. Se

realizan en diferentes tipos de

aleaciones, esto depende de las

especificaciones del cliente y el tipo de

perfil a ser extruido

Figura 5: Perfiles a extruir


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En esta fotografía se observa

el horno de precalentado para el

lingote de aproximadamente de 6.5

m de longitud. Además de algunos

otros elementos como son: 1) pistón

neumático para abrir y cerrar la

puerta del horno. 2) pistones

neumáticos para el control de

temperatura

Figura 6: Horno

Con este horno se asegura la

temperatura del calentamiento.

Temperatura típica de 450°C, antes

de ser instalado en la prensa de

extrusión.

Figura 7: Horno

La calidad del producto y los beneficios se incrementan con el

funcionamiento eficiente de la prensa en la extrusión de aluminio. La eficiencia de

la prensa se incrementa con una medida de temperatura precisa y fiable en los

puntos críticos del proceso:

• En la matriz precalentada, antes de su instalación.

• El tocho al incorporarse a la prensa.


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• En la extrusión a la salida de la matriz.

• En la extrusión a la salida del enfriamiento.

Las matrices son precalentadas, porque el aluminio caliente, entrando en

contacto con una matriz fría podría solidificarse (ruptura del dado),

inmediatamente causando la parada en el proceso.

Los datos exactos en las variables del proceso, particularmente las

temperaturas del tocho y a la salida de la matriz, permite, en modernos procesos

de optimización y sistemas de control de prensa, casi alcanzar la extrusión

isotérmica.

Durante la extrusión de aluminio, la óptima temperatura del tocho y su

gradiente, reducen el desgaste de la matriz y mejora la eficiencia de la prensa.

Para obtener un calentamiento ideal del tocho, es esencial una rápida y fiable

medida de temperatura antes de cargarlo en la prensa.

Control continúo del proceso

La velocidad de enfriamiento en los perfiles de extrusión es importante para

los fabricantes de perfiles de aluminio de alto rendimiento, por ejemplo, en las

industrias de automoción o aeroespacial. Las propiedades mecánicas de las

secciones extruidas de alto rendimiento, dependen generalmente de su

microestructura metalúrgica final y así el perfil de refrigeración es muy importante.


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Mesas de carga para lingotes

Mesas de carga basculante para lingotes, con capacidades desde 1 m

hasta 15 m de longitud, con sistema de deslizamiento mediante rodillos, con

rampas de carga, con central hidráulica y con cuadro eléctrico de control y

maniobra, independientes.

Rampa de carga

Mesa de carga

Central hidráulica

Figura 8

Figura 9


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Horno para tratamiento térmico de perfiles extruidos

Horno para la maduración de perfiles de aluminio, con doble puerta de

cizalla, con capacidades desde 7 m. hasta 15 m de longitud útil, calentadas por

gas natural o Gas LP, con control de velocidad de la recirculación del aire a través

de ventiladores inducidos, con arrancador electrónico, con programas especiales

SCADA para el control de los ciclos y la temperatura, con sistema de tracción

mecánica de introducción y extracción de los carros a través de cadenas o rodillos,

completamente automatizado, con armario eléctrico de control y maniobra

independiente.

Perfiles extruidos

dentro del horno; listos para

el tratamiento térmico; este

proceso brinda mejores

propiedades mecánicas al

perfil.

Figura 10

Condiciones y consideraciones para el proceso

• Los fluidos a utilizar son: aire comprimido, aceite hidráulico, el incremento de

temperaturas se realizara por medio de resistencias eléctricas.

• El proceso debe hacerse automático en todos los pasos y de manera manual

en cada uno de los pasos que implica todo el proceso.


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• Un perfil extruido de 30 m. de longitud no sale de un solo tramo; por lo que hay

que repetir el proceso varias veces. En lo que se refiere a la alimentación de

tochos.

• El corte de material “torcido” solo se realiza cuando se hace el cambio de

dados (moldes de acero con el perfil a extruir).

• Las entradas y salidas de señal eléctrica, electrónica, hidráulica, neumática,

temperatura, variación de velocidad y demás señales se podrán realizar por

medios como: sensores inductivos, termopares y/o pirómetros, tarjetas

electrónicas, PLC, microswich, arrancadores y/o contactores, botonería en

general para uso rudo.

• El proceso debe realizarse de forma manual, semiautomática y automática.

• El conteiner debe tener una temperatura de entre 430 y 500ºC (variable), se

emplean resistencias eléctricas.

• Las bombas de potencia media y alta deberán ser de revolver de pistones

• Se debe utilizar aceite hidráulico para optimizar el proceso y evitar fugas

• El aire comprimido debe tener una unidad de mantenimiento básico

• Las presiones de entrada y salida deben tener manómetros o presostato; con

el fin de verificar dichas presiones en el proceso

• El horno debe tener una temperatura de 350 a 450ºC (variable), para

precalentar el lingote de aluminio.

• Los dados se calientan a una temperatura de 400ºC en un horno de

convección. El incremento de temperatura se realiza por medio de resistencias

eléctricas.

• Toda la botonería de comandos se debe colocar sobre una plataforma, la cual

permitirá al operador poder visualizar los pasos del proceso. Y en caso de una

avería detener el mismo.


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2.2 PROCESO SECUENCIAL

1. El proceso inicia con la alimentación de materia prima (lingotes de aluminio de

10” Ø y 6 m. de longitud) al horno de precalentado a 450 ºC

aproximadamente.

2. La tapa salida del horno sube y deja pasar el lingote.

3. Un mecanismo hidráulico empuja al lingote para así poder cortar un tocho de

este (predeterminado según el perfil a extruir).

4. Un microswich manda una señal al sistema hidráulico para que este se

detenga y no siga empujando los lingotes (con la distancia predeterminada).

5. Al momento de estar regresando el sistema hidráulico que empuja los lingotes;

una cizalla hidráulica baja para realizar el corte del “tocho”.

6. Una vez realizado el corte, la cizalla hidráulica regresa a su posición original.

7. Un pistón hidráulico realiza su recorrido, para regresar los lingotes que salieron

del horno (para realizar el corte) pasando por el orificio de corte de los lingotes.

Esto es para mantener el lingote precalentado.

8. La tapa del horno baja a su posición origina; además de impedir la salida de

color o radiación.

9. El “tocho” se encuentra sobre una “masa 1” partida a la mitad; la cual tiene una

parte conectada a un pistón neumático, el cual baja y este movimiento hace

que el “tocho” gire y caiga sobre otra “mesa 2”.

10. La “mesa 2” partida a la mitad, se mueve por medio de una cadena metálica

acoplada a un motor reductor, al finalizar su recorrido de 1.5 m.

aproximadamente; la mitad de esta gira por medio de un pistón acoplado y

hace gira el “tocho”, colocándolo sobre una leva.

11. El mecanismo de leva (un punto fijo) se levanta por medio de un pistón

hidráulico, quedando alineada la “nariz” de la prensa, con el “tocho” y el orificio

en el “conteiner”.

12. La prensa hidráulica (1000 toneladas de presión) realiza un recorrido (40 cm.

aproximadamente) para introducir el “tocho” en el “conteiner”.


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13. La “mesa 3” gira por medio de un pistón neumático acoplado en la mesa, este

movimiento es para evitar que golpee con la nariz de la prensa.

14. El mecanismo de leva baja y se coloca en su posición original.

15. La “mesa 2” regresa a su posición original.

16. Con el retorno de la “mesa 2”; la prensa hidráulica, comienza su recorrido de

extrusión.

17. A una velocidad baja comienza el extruido, esto por razones de seguridad;

porque el aluminio extruido inicial sale “torcido” y requiere de por lo menos 2 m.

de aluminio extruido con el perfil bien definido.

18. El aluminio extruido “torcido” se corta con una cierra de disco. El motor arranca

a su máxima velocidad. (el disco esta acoplado directamente en la flecha del

motor)

19. Después de 3 segundos, un pistón hidráulico realiza el recorrido, realizando así

el corte, regresando inmediatamente.

20. La prensa hidráulica (de 1000 toneladas de presión) realiza el extruido; con el

perfil bien definido, hasta que las puntas se atoran en lo se conoce como Puller

21. El Puller tiene resortes para poder manipular la introducción del perfil, tiene una

flecha acoplada a una bomba hidráulica para que cuando comience el extruido

no se zafen

22. El Puller corre sobre un riel, el cual corre a la misma velocidad del extruido; de

lo contrario existe la posibilidad de que el perfil se estire y no cumpla con las

medidas requeridas de dicho perfil (aproximadamente 15 m/min)

23. La velocidad varía dependiendo del tipo de perfil a extruir. Como regla general:

a mayores dimensiones menor velocidad, a menores dimensiones mayor

velocidad.

24. Después de 30 m. de perfil extruido el Puller se detiene por medio de un caliper

que frena al motor, este acoplado a los “chicotes” que realizan el movimiento.

25. El motor de la cierra circular arranca a su máxima velocidad y después de 3

segundos un pistón realiza su recorrido, realizando así el corte y regresando

inmediatamente (paso 19).

26. Una vez realizado el corte; el Puller avanza 2 m. mas.


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27. La bomba hidráulica sube la “mano de chango”, después de 2 segundos sube

los brazos (bomba en reversa).

28. Los 30 m de perfil extruido se colocan sobre una serie de bandas que suben

cuando los brazos se abren, estas últimas se encuentran adyacentes al perfil y

mueven el extruido 50 cm.

29. Cuando las bandas se detienen; descienden para evitar que el regreso del

“tren” provoque algún choque.

30. Después del paso anterior; el tren realiza el retorno para comenzar el proceso

de extruido.


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CAPITULO 3. EQUIPO PROPUESTO PARA LA AUTOMATIZACION.

3.1 EQUIPO UTILIZADO.

Microswitch: Se elige este tipo de microswitch debido a su estética y su

tamaño compacto ya que no da una amplia versatilidad en su manejo. El

funcionamiento de un microswitch consiste en cerrar el circuito eléctrico cuando

una fuerza mecánica actúa sobre el.

Figura 11: Microswitch

Electroválvulas 4/2: Se proponen este tipo de válvulas debido a su fácil

funcionamiento, dichas válvulas serán utilizadas como actuadores para hacer

funcionar los pistones hidráulicos

Figura 12: Electroválvula


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Motor Western Electric: Este motor es utilizado en el movimiento de la mesa 2, para que el tocho sea desplazado hacia el movimiento de leva, posterior a la chispa que recibe en la misma mesa. De esta manera también se utiliza para la cierra que corta el tocho una vez que sale del horno de precalentado.

Figura 13: Motor Eléctrico

Push Botón: Este dispositivo será utilizado para el arranque y paro del sistema.

Figura 14: Push Botón


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Pistones Hidráulicos: Se proponen Pistones Hidráulicos debido al peso

que deben soportar así como la presión que deben ejercer en ciertas etapas del

proceso de extrusión

Figura 15: Cilindro Industrial Hidráulico

Generador de Chispa: el generador de chispa ZT 870 es ideal para es ideal para

ignición automática de sistemas atmosféricos de gas lo cual es muy útil en la

etapa del proceso en la que se de flamear el trozo de aluminio

Figura 16: Generador de Chispa


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PLC: En el mercado existen varias marcas de PLC´s, entre ellas las

comunes son Siemens, Allen Bradley, LG, Mitsubishi, ABB, etc. Dentro de todas

estas marcas destacaban dos por su relación costo beneficio Siemens y Allen

Bradley.

Ventajas y desventajas de PLC (Siemens Vs. Allen-Bradley)

La ventaja de Allen-Bradley frente a los PLC de Siemens es la flexibilidad

para programar los PLC´s.

La manera de programar los controladores de siemens requieren de

conocimientos de programación algo o bastante especializados por sus

características y la programación de un controlador de Allen-Bradley es mucho

más fácil de utilizar debido a sus fácil programación y lo sencillo que es la

programación de manera intuitiva por algún individuo como por ejemplo para un

electricista, técnico, mecánico, etc. (y otros individuos que lo requieran programar),

en pocas palabras es más fácil de entender, programar y mantener debido a su

estructura de programación.

Las funciones definidas por el usuario o bloques son una ventaja sustancial,

tanto desde la programación y la perspectiva de las pruebas para aquellos que

realmente la utilizan. La diferencia se debe en gran medida también a los

protocolos nativos de apoyo. Siemens tiende a apoyar los protocolos europeos:

Profibus, ASI, y así sucesivamente. Allen-Bradley tiende a apoyar a los protocolos

de América del Norte nativa, tales como ControlNet, DeviceNet, y EthernetIP.

Para la mayoría de los efectos prácticos, Allen-Bradley tiene una ventaja

sobre los demás debido a que la documentación que presenta el fabricante y sus

productos de Allen-Bradley tienden a adoptar un enfoque más pragmático para

resolver problemas donde Siemens tiende a tener muy cerca un enfoque basado

en estándares y protocolos de instalación. Todos los proveedores de PLC parecen


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haber evolucionado con el aumento de la demanda. En cuestión a costos Siemens

es más caro que Allen-Bradley, pero debido a su fácil programación es más

costeable este último mencionado. Otra cosa muy importante, los plazos de

entrega de siemens son bastante largos y se pierde bastante tiempo. Por lo

consiguiente en nuestro caso elegimos un Controlador Lógico Programable Allen-

Bradley porque aparte de lo ya mencionado, durante el seminario nos

familiarizamos con uno de esta marca debido a que este dispositivo se encontraba

en el laboratorio, con el cual se pudo hacer posibles la realización de las practicas,

dispositivo en el cual se aprendió a programar y a simular el funcionamiento de

algunos procesos regularmente utilizados en la industria.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS SE SIEMENS VS ALLEN BRADLEY

ALLEN BRADLEY SIEMENS

Programación Mayor facilidad de

programación

Menor facilidad de programación

Implementación Cualquier individuo

con conocimientos

técnicos simples

Individuos con conocimientos de

lenguajes de programación

bastante técnicos

Tiempo de

entrega

Tiempo muy corto Bastante largos y perdida de

tiempo

Instalación Fácil instalación Fácil instalación

Instalación No modular Modular

Para este sistema se propone un equipo de la familia Micrologix 1200

catálogo 1762-L24BWA, este equipo cuenta con 14 entradas y 10 salidas de relé.

Este equipo nos abastece perfectamente las entradas pero es necesario aumentar

el número de salidas. Se propone un par de extensiones para el PLC con las

cuales se cumple el número total de salidas que se requieren para el

funcionamiento de nuestro sistema. El modulo que se eligió es el MicroLogix™

Relay Output Module catálogo 1762-OW16.


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CAPITULO 4. INTEGRACION DE EQUIPOS Y ACCESORIOS

Para tener un mejor entendimiento de la integración del proyecto hemos

dividido el proceso en cuatro etapas las cuales son descritas a continuación:

Etapa 1: Los lingotes se encuentran sobre la mesa; si el sensor fotoeléctrico

detecta que no hay material, activa el motor (1) de la bomba hidráulica, para

colocar un lingote sobre el transportador. El mecanismo de empuje es activado

por el motor 2 cuando se requiere cortar un tocho, regresando siempre al punto

inicial. Lo largo del tocho es predeterminado por el microswich 1; el cual indica el

paro y regreso del mecanismo de empuje; indicando sucesivamente el recorrido

de la cizalla hidráulica(es quien corta el tocho). Una vez cortado el tocho, el pistón

hidráulico 1 regresa el lingote al horno.

Figura 17: Etapa 1 del proceso


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Secuencia de programa para esta Etapa:

En el programa anterior se utilizaron instrucciones básicas del PLC tales

como interruptores (elementos de entrada) y actuadores (elementos de salida).

Aquí se incluye la rutina de arranque y paro del sistema la cual se encuentra en la

línea 000.


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Etapa 2: El tocho es colocado en la mesa 2, comenzando la transportación,

realiza un paro de 2 seg. Para un flamazo, termina el recorrido de la mesa,

colocando el tocho en el mecanismo de leva, regresa inmediatamente la mesa 2



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Secuencia de programa para esta etapa:

En esta parte del Programa pode3mos observar el uso de una instrucción

nueva que es un temporizador el cual funciona básicamente de la siguiente

manera: se le configuran 3 campos Base de tiempo, Preset y Acumulador la

función principal en nuestro programa es obtener un retardo de tiempo en el

proceso.


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Etapa 3: El mecanismo de lava se levanta y queda alineado el tocho, la

nariz de la prensa hidráulica y el conteiner. La prensa realiza un avance de 30 cm

aproximadamente para introducir el tocho en el conteiner y bajar de inmediato la

leva. Para comenzar la extrusión


Secuencia de programa para la etapa 3:

Esta parte del programa es la mas sencilla puesto que las condiciones son

muy especificas ya que se requiere que el aluminio a extruir este en posición

condición que la da el microswitch 6 para que la prensa pueda hacer el extruido

del aluminio.


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Etapa 4: La prensa ha realizado todo su recorrido de extrusión; Esta

regresando a su punto inicial. La cizalla hidráulica corta la parte trasera del tocho

(flameada). La cierra corta el perfil extruido y el puller regresa al inicio de carrera.


Secuencia de programa para la etapa 4:


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CAPITULO 5. COSTO DEL PROYECTO

En las siguientes tablas se muestran los costos del material requerido para la

instalación de los dispositivos así como los costos de la mano de obra y del

material para tener una buena instalación del sistema.

COSTO DE EQUIPO

Cantidad Descripción Costo

Unitario (MN)

Costo Integro (MN)

Observaciones

6 Motor de AC $14,999.92 $89,999.52 Motor de AC, 125HP Western

Electric

1 Generador de Chispa $2,700.00 $2,700.00 Barra generadora de chispa,

MEECH

1 PLC, MicroLogix 1200 $3,372.46 $3,372.46 Micro Logix 1200 1762-

L24BWA

1 Modulo de expansión

MicroLogix $2,029.95 $2,029.95

Micro Logix Modulo 1762-OW16

16 Micro Switch $257.40 $4,118.40 Micro Switch, 20A, SPDT-

2RB-A2, HONEYWELL

1 Push Botón N/A $94.90 $94.90 Botón pulsador ahulado N/A

1 Push Botón N/C $94.90 $94.90 Boton pulsador anulado N/C

12 Pistón Hidráulico $3,282.50 $39,390.00 Cilindro industrial para líneas

de proceso


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Tabla 2: Costo total del equipo a instalar para el sistema.

COSTO DE DISEÑO

Ubicación Descripción Costo (MN) Observaciones

MEX Ingeniería $42,000.00 Orden de trabajo,

tecnología, solución y desarrollo del proyecto.

MEX Implementación $28,500.00 Seguimiento y asignación de

factores y parámetros.

MEX Total $70,500.00 Costo total de diseño.

Tabla 3: Costo total de ingeniería de diseño e implementación para el sistema.

14 Válvula Hidráulica $1,672.19 $23,410.66 Válvula solenoide direccional

4/2

Total $28,504.22 $165,210.79 Costo total del equipo


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COSTO DE INSTALACION


MEX Instalación $22,000.00 Instalación de equipo y

activación en sitio.

MEX Operación $8,300.00 Capacitación y

funcionamiento del sistema.

MEX Transporte $4,100.00 Traslado de equipo al sitio

de instalación.

MEX Total $34,400.00 Costo total de instalación.

Tabla 4: Costo total de la instalación para el sistema.

COSTO TOTAL DEL PROYECTO


MEX Costo de equipo $165,210.79 Total de equipo considerado

a instalar.

MEX Costo de diseño $70,500.00 Total de diseño.

MEX Costo de instalación $34,400.00 Total de instalación y

operación.

MEX Total $270,110.79 Costo total del proyecto.

Tabla 5: Costo total del proyecto.


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CONCLUSIONES

En la actualidad, es un requisito estar actualizado a través de la vanguardia

de la tecnología a nivel industrial, y más aun, cuando existe un nivel competitivo

dentro de un mismo giro comercial o industrial.

De esta manera, al concluir este proyecto, se determina una propuesta

detallada para la automatización de un proceso de extrusión de aluminio, tomando

en consideración, las diferentes problemáticas y motivos que se presentan en

campo industrial a través de todo este seguimiento, a su vez, involucrando

determinadas áreas de ingeniería para hacer mas factible la secuencia y ejecución

de cada paso.

Se implementa una propuesta conjuntiva, abarcando datos teóricos, equipo

sugerido, programación, costos de equipo y de proyecto, para que el lector pueda

retomar las consideraciones estipuladas dentro de este trabajo, para facilitar la

complejidad que pueda existir en un proceso de extrusión de aluminio, y así,

optimizar costos y tiempo para una producción eficaz y evitar que en la secuencia

exista lo menos posible algún movimiento manual y por consiguiente, perdidas de

producción. Así mismo, se proporciona a detalle, las características que posee

cada equipo a implementar, como la secuencia de programación.

En consecuencia a todo esto, se trabaja en base a un controlador lógico

programable (PLC), para la automatización del proceso, el cual, conlleva la tarea

principal para que todo el proceso se genere adecuadamente pasa a paso,

evitando el mínimo de errores durante el proceso.


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BIBLIOGRAFIA

Aplicaciones de Neumática.

Deppert W. K. Stoll.

Edit. Marcombo. España, Barcelona.

Neumática e hidráulica

Autor: Antonio Creus Sole

Editorial Alfaomega.

Costos.

http://www.piisa.com.mx

http://www.aguamarket.com

http://www.baumerelectric.com

http://www.teyco-fluid.com

http://articulo.mercadolibre.com.

http://www.directindustry.es

http://www.festo.com

Apéndice.

Se adjuntan archivos de las hojas de datos de algunos componentes

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