CARRERA DE INGENIER ÍA ELECTRÓNICA AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL

1. CARRERA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DEFENSA DEL PROYECTO DE GRADO PREVIO LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERÍA DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE CONTROL PARA LA REBOBINADORA REBOGRAF LITE 1200 PROPIEDAD DE LA EMPRESA BOPP DEL ECUADOR DIRECTOR: Ing. Alexander Ibarra CODIRECTOR: Ing. Hugo Ortiz AUTOR: Christian González 2013

2. ANTECEDENTES • Bopp del Ecuador desde 1992 esunaempresadedicada a la elaboración de película como base polipropileno, la película es utilizada para producir empaques alimenticios. • El proceso para obtener la película se conoce como extrusión. • Luego del proceso de extrusión la planta realiza el bobinado y corte del material. • La empresa requiere incorporar a sus líneas de producción una rebobinadora cortadora.

3. PROCESO DE CORTE • Procedimiento de suma importancia en cuanto a la calidad final del producto. • El proceso consta de cuatro etapas luego de recibir la bobina madre a cortar: • Montaje de la bobina en el desbobinador • Calibración del alineador de material • Posicionamiento de las cuchillas de corte • Rebobinado según las medidas deseadas por el cliente.

4. REBOGRAF LITE 1200 • Origen brasileño • Sistema de control modular • Mantenimiento difícil de realizar debido a las características del sistema • Fuera de servicio debido a la inexistencia de repuestos del módulo Tacograf en el país, equipos para importación. • Software imposible de modificar

5. REBOGRAF LITE 1200

6. MÓDULOS DE CONTROL

7. OBJETIVO GENERAL • Diseñar e implementar un sistema de control para la bobinadora REBOGRAF LITE 1200 para la empresa Bopp del Ecuador Cía. Ltda.

8. OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Implementar todos los circuitos de fuerza y de control necesarios para permitir el manejo de velocidad de los motores de la máquina mediante variadores de frecuencia. • Diseñar un sistema de medición que permita determinar el diámetro y metraje de la bobina a producirse. • Implementar un sistema de alineación del material para el motor desbobinador mediante el uso de sensores fotoeléctricos, y un motor reductor. • Desarrollar e Implementar el programa de control de la máquina que se adapte a las necesidades de producción de la planta en un PLC. • Crear una interfaz de usuario táctil para el control y monitoreo de los parámetros y del proceso.

9. DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA • Cuerpo de Corte y rebobinado

10. DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA • Cuerpo de Carga y Alineamiento

11. SP 0 - 10 V Salida M01 TACOGRAF CFW-08 PLUS SENSOR S01 ESQUEMA DE CONTROL DESBOBINADOR SISTEMA ORIGINAL

13. Start Salida M02 Comm 01 CONTAGRAF REBOGRAF 01 Salida M03 Comm 02 REBOGRAF 02 SENSOR S02 ESQUEMA DE CONTROL REBOBINADO SISTEMA ORIGINAL

15. Conjunto mecánico para el conteo de vueltas del rodillo desbobinador

16. REBOGRAF LITE 1200 • HARDWARE • Aislante del cableado de fuerza y control deteriorado • Módulos de control dañados • Conjunto mecánico en mal estado • Alineador de material con funciones parciales • OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO • Hardware descentralizado de difícil supervisión • Proceso de identificación de fallas extenso y complicado.

17. TABLERO DE MOTORES ORIGINAL

18. VISTA POSTERIOR

21. IDENTIFICANDO LOS PROBLEMAS • Los principales problemas presentes son los siguientes: • Hardware descentralizado de difícil configuración. • Hardware descentralizado de difícil revisión en tareas de mantenimiento. • Hardware de difícil reemplazo en caso de mal funcionamiento. • Falta de soporte debido a descontinuación de la máquina. • Sistema difícil de monitorear y supervisar. • Cableado en mal estado

22. NUEVA ARQUITECTURA

23. TABLAS E/S DEL SISTEMA

24. CONTROLADORES COMERCIALES

25. PANEL DE OPERADOR

26. DIMENSIONAMIENTO EQUIPOS Y PROTECCIONES TABLERO DE CONTROL • Es necesario proteger el sistema de control contra sobrecargas y cortocircuitos, para llevar a cabo este fin se utilizaran disyuntores, un transformador de aislamiento-reducción de voltaje, y además se utilizaran relés auxiliares para evitar daños en las salidas del controlador a utilizar.

27. Protecciones • Transformador de aislamiento. • Breaker dos polos 4 A para protección fuente y PLC. • Breaker un polo 2 A protección sistemas a 24 Vdc. • Relés auxiliares para accionamiento de equipos como contactores, variadores de frecuencia.

28. DISEÑO TABLERO CONTROL

29. Montaje Tablero de Control

30. Diseño Tablero de Fuerza • Disyuntor General. • Protecciones Variadores de Frecuencia. • Protección Motores Arranque Directo. • Protección Tablero control. • Contactor de Línea. • Cableado nuevo hacia los elementos y para los motores.

31. Listado Equipos

32. EQUIPOS NECESARIOS

33. TABLERO DE FUERZA

34. Tablero de Fuerza

35. Cableadoseleccionado Tablas AWG • In de salidavariadores 16 [A]  concéntrico 4x10 awg • In Refilo y ventilación 3[A]  concéntrico 4x18 awg • In Tablero de control 2[A]  blindado 3x18 awg

36. TableroFuerza y motores

37. SOFTWARE

38. DESARROLLO DEL SOFTWARE

39. Calculopararegulación velocidad de rebobinado

40. INICIO Ingreso de parámetros L Ingreso de puntos de consigna Sistema en espera Se ha pulsado Start? no Arranque de motor desbobinador Conteo pulsos HSC no Cambiar Parámetros? si Cálculo de la longitud procesada Cálculo del diámetro de la bobina procesada no Se ha pulsado Stop? si Regulación velocidad motores de rebobinado

41. Alineador de material

42. Estados sensores Alineador

43. PANEL DE OPERADOR • Supervisión modo automático. • Supervisión modo manual. • Calibración-carga de material. • Gestión de mantenimiento • Alarmas • Ayuda del sistema

44. SUPERVISIÓN

45. PANTALLA CARGA

46. MANTENIMIENTO PREVENTIVO

47. CONCLUSIONES • Se implemento exitosamente el sistema de control para la rebobinadora Rebograf lite 1200 cumpliendo con los requerimientos de planta siguiendo un esquema de trabajo planteado en dos etapas: control y fuerza. • Se seleccionaron correctamente los equipos tomando en cuenta la aplicación a la que iban a ser sometidos luego de estudiar el comportamiento físico de la máquina. • Se diseño un sistema de medición mediante un contador de pulsos rápido HSC el cual permite determinar el diámetro del material a procesarse en la máquina.