|
Automatització
d'un procés industrial
|
|
|
|
|
Descripció
i característiques del projecte
|
|
Data : Curs 02/03
|
|
Resum del PROJECTE
desenvolupat per l'alumna Marta Madrona Guillen de
l'IES Thalassa de
Montgat
|
|
|
|
| |
|
| Professors
tutors: |
|
| Joan Aragay
de l'IES Thalassa de Montgat |
|
| Xavier Revilla
de l'IES Thalassa de Montgat |
|
| |
|
| Segon de
Batxillerat de modalitat de tecnologia |
|
|
|
| Nota:
Hem mantingut en el possible, el redactat del propis
alumnes, ja que conté certs aspectes positius. Per qualsevol consulta
sobre el treball podeu comunicar amb els autors o amb l'Aulatec. |
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
............. 
|
|
Pròleg |
|
| “La ciència
és una aventura imaginativa de la ment buscant la veritat en un
món de misteri.”
( Sir
Cyril Herman Hinselwood )
|
|
Introducció |
|
|
|
-
El treball exposat a continuació
consta de dues parts. Una memòria escrita que ens dóna totes
les dades necessàries per a entendre el projecte i una maqueta que
corrobora el funcionament d'allò que ha estat creat i inventat.
-
Es tracta d'un dispositiu classificador
de peces de metall i de plàstic.
-
A grans trets, per a fer una
idea general del projecte, el procés s'inicia amb un polsador manual
que activa l'alimentador ajudat per un cilindre de manera que aquest expulsa
una peça. La peça expulsada arriba a un grup de dos sensors;
un de presència i un detector de metalls. A partir d'aquest punt
les peces es comencen a distribuir.
-
En cas de que la peça
detectada sigui de metall, el sensor de metalls junt amb el de presència
activen un cilindre que fa caure la peça dins un contenidor.
-
Si la peça és
de plàstic, el sensor de presència activa un bufador que
la fa caure dins un altre contenidor de manera que també queda classificada.
-
És un treball de recerca
en el que s'ha d'agafar informació, passar moltes hores dissenyant
i fent pràctiques amb la maqueta fins aconseguir el bon funcionament
d'aquesta.
-
Vaig decidir realitzar aquest
treball perquè vaig creure que podria ser interessant i a la vegada
em podria aportar nous coneixements que en un futur em podrien servir.
-
De bon principi el fet de realitzar
un treball que desprès podria posar en pràctica muntant una
maqueta em feia il·lusió i en veure que tenia l'oportunitat
de fer-ho, vaig tirar endavant.
-
L'inconvenient que vaig trobar
va ser el fet de no saber quasi res sobre el tema. Cosa que al mateix temps
em va reptar a continuar endavant per tal de demostrar-me a mi mateixa
de que era capaç d'adquirir coneixements nous i posar-los en pràctica.
|
|
|
|
Índex del projecte
-
Pròleg
-
Introducció
-
Característiques generals
del projecte
-
Descripció del elements
utilitzats
-
Relació del material
utilitzat
-
Simulació a ordinador
-
El grafcet del programa
-
Semiautomàtic
-
Automàtic
-
El PLC (L'autòmat programable)
-
Característiques de l'autòmat
-
Parts de l'autòmat
-
Programació
-
Connexionat
-
Programació del PLC des
d'un ordinador
-
Programes creats
-
Semiautomàtic
-
Automàtic
-
Muntatge final
-
Procés de creació
del projecte
-
Aplicacions
-
Resultats i conclusions
-
Valoració personal
-
Bibliografia
|
|
Descripció i característiques
generals del projecte |
|
|
|
El Grafcet del programa: |
|
|
|
|
|
|
Muntatge final |
-
El muntatge final del treball
es realitza amb els elements anomenats i descrits als apartats 1 i 2 de
la memòria.
-
La situació del elements
sobre el bastidor ha de ser estratègica. Amb això em
refereixo a que les peces han de quedar totes encaixades de manera que
totes puguin fer correctament la seva funció.
-
A les barres que queden més
endavant del bastidor hi ha muntat el procés, en el qual un cilindre
inicial (A) extreu la peça de l'alimentador que queda una mica desplaçat
a la dreta. Dos sensors (I2, I3) situats més a la dreta detecten
el material de que està feta la peça i activen per últim
els dos actuadors finals situats al final de les barres (cilindre (B) i
bufador (C)). Per tant sabem que el procés fa un moviment
rectilini horitzontal i lateral sobre una sola barra.
-
Les vàlvules i els elements
de control estan situats més endarrere. Cada vàlvula està
el més a prop possible del seu corresponent actuador.
-
A la barra del darrera de tot
hi ha situat el polsador manual (I1) per a posar en marxa el procés.
-
S'ha de tenir en compte l'existència
del compressor d'aire i els elements de condicionament de l'aire comprimit.
-
El compressor d'aire està
situat a l'exterior del muntatge per la seva grandària. El que si
que es pot veure muntat sobre el bastidor és la unitat de condicionament
de l'aire comprimit, també situada a la darrera barra del bastidor
-
Per últim i per tal que
el muntatge funcioni automàticament, s'ha de fer el connexionat
entre les vàlvules i sensors del muntatge i les entrades i sortides
del PLC.
-
El codi de color de cables és
el següent:
-
Sensors: Marró,
entrada positiva: Color vermell del PLC
-
Blau, entrada negativa: Color
negre del PLC
-
Negre, entrada de senyal: Color
blau del PLC
-
Electrovàlvules:
-
Vermell, sortida positiva (1):
Color vermell al PLC
-
Blau, sortida negativa (2):
Color blau al PLC.
|
|
Procés de creació
del projecte |
-
La primera cosa que vaig creure
necessària fer va ser informar-me sobre el tema de què havia
de fer el treball. Així doncs, vaig agafar un parell o tres de llibres
sobre pneumàtica i electropneumàtica i els vaig llegir. Un
cop llegits els llibres i agafades les notes més importants vaig
buscar exemples de processos que estiguessin al meu abast per tal de fer-me
una idea de la seva creació. També vaig informar-me a internet
per tal de trobar diferents maneres d'enfocar el tema.
-
Un cop vaig definir el procés
que volia crear, vaig començar a pensar idees i a fer una llista
del material que necessitava i del que disponia.
-
També em vaig proveir
de programes informàtics que em poguessin ajudar a fer el projecte
(Pneusim, ZelioSoft) i em vaig informar del seu funcionament.
-
Desprès vaig pensar els
passos exactes que havia de fer una peça i l'ordre en el que
el material havia d'actuar sobre ella de manera que vaig poder fer el Grafcet.
-
Un cop ben definit el Grafcet
i assegurant-me quasi al 100% de que funcionaria, ja que era un pas molt
important, vaig agafar el programa informàtic ZelioSoft i vaig inventar
el programa semiautomàtic que faria funcionar tot el procés.
-
Per una altra banda, vaig agafar
el programa Pneusim i vaig començar a fer la simulació de
la unió de cada vàlvula que hauria d'utilitzar amb el seu
corresponent actuador per tal de saber la seva col·locació,
ajustar la seva velocitat i solucionar petits problemes que em podrien
sorgir a la realitat.
-
Un cop tot el programa estava
creat i fetes les simulacions corresponents, vaig realitzar el muntatge
físic, la part tangible del projecte.
-
El muntatge el vaig estructurar
per parts per tal d'assegurar-me de que tots els elements i connexions
funcionaven correctament tot i haver fet simulacions per ordinador amb
anterioritat.
-
La primera part que vaig muntar
va ser la pneumàtica. Vaig connectar tots els cilindres amb els
tubs d'aire comprimit a les seves corresponents vàlvules. Llavors
vaig donar senyal elèctrica a les vàlvules i vaig comprovar
que tots els actuadors feien la seva funció corresponent i que les
vàlvules no tenien cap desperfecte.
-
Un cop fet això em vaig
disposar a provar el circuit pneumàtic muntat amb el programa instal·lat
al PLC connectant totes les sortides a aquest i simulant les entrades amb
els interruptors de l'autòmat.
-
Per últim vaig introduir
els sensors al muntatge i vaig fer les connexions pertinents. Vaig fer
proves i vaig anar ajustant la distància i la seva sensibilitat
perquè poguessin detectar bé la peça.
-
En aquesta etapa va ser on més
problemes vaig trobar. Degut a les limitacions que el sensors tenen i el
reduït espai per a realitzar el muntatge, vaig haver de treure un
sensor fotoelèctric que estava al programa en els seus inicis (hi
havia tres sensors) i per tant vaig haver de corregir el programa per a
fer-lo funcionar amb dos sensors únicament.
-
Un cop tot funcionava amb el
programa semiautomàtic vaig provar l'automàtic directament
sobre la maqueta ja muntada.
-
Quant tot estava enllestit vaig
fer la memòria i el seguiment de tot el treball, des dels seus inicis
fins al seu final.
|
|
|
|
Aplicacions |
|
-
Aquest projecte té varies
aplicacions, doncs es pot considerar una petita part del que podria ser
un gran procés industrial.
-
Jo he creat un classificador
de peces de metall i de plàstic, però aquesta no és
l'única aplicació que poden tenir aquests elements amb què
està muntat sinó que tenen moltes més de les imaginables.
-
Nomès fa falta pensar
en un procés industrial i ens adonem de la quantitat d'aplicacions
que tenen. Un procés gran pot tenir moltíssims automatismes
com aquest en una línia on cadascú pot fer la seva petita
funció de manera que a la llarga es fa un treball molt gran.
-
Imaginem, per exemple, un fàbrica
on es fan sabons de diferents olors.
-
Podria ser molt car tenir una
línia automatitzada per a cada tipus de sabó així
que ho ajuntaríem tot en una línia. En començar a
passar les ampolles per la línia anirien tenint diferents controls
en els quals es faria una neteja de l'ampolla, s'ompliria amb el sabó
corresponent, s'etiquetarien, es tancarien, etc. i al final (situació
més similar a la que jo he creat) hi hauria un control classificador
per a separar cada tipus de sabó i per controlar que no hi hagués
cap tipus de desperfecte a les ampolles.
-
Aquest exemple mostra alguna
de les possibles aplicacions industrials que podria tenir aquest projecte.
|
|
|
|
Resultats i conclusions
-
La maqueta finalment ha
funcionat i he pogut demostrar que tot el treball que hi ha darrere d'aquesta
forma una base sòlida que suporta tot el projecte justificant els
possibles contratemps que puguin sorgir a l'hora de fer el muntatge real.
És a dir, he pogut comprovar que la teoria que s'estudia del llibres
es pot aplicar a la pràctica.
-
Considero que els resultats
han estat prou satisfactoris, ja que he aconseguit que la maqueta funcioni
tot i que hi ha hagut alguns contratemps.
-
El contratemps que m'ha semblat
més important ha estat el fet de treballar amb material de poca
qualitat, fet que m'ha portat més treball de l'esperat. Amb això
em refereixo als sensors o captadors, doncs ha estat molt difícil
ajustar-los per tal de que fessin la seva funció i detectessin correctament
les peces.
-
Un altre factor que ha dut algun
contratemps ha estat l'escassetat de material, he hagut d'ajustar-me al
material del que disposava l'institut.
-
El projecte té una varietat
molt àmplia de possibles millores com són ara un dispositiu
d'emergència (parada d'emergència de la línia), un
dispositiu que avisés de l'ausència de peces,...
-
Aquest projecte és un
projecte al que es poden donar moltes variants, ja que és aplicable
a qualsevol procés industrial. He comprovat que a la indústria
utilitzen aquest mateix tipus de material però en processos molt
més grans i amb més quantitat d'elements.
-
De fet puc dir que tot el procés
que jo he seguit per a fer el meu treball és el mateix que faria
un enginyer per a fer un procés industrial per a una empresa però
en escala reduïda.
-
És un treball de constància
i paciència on tot s'ha de mirar al mil·límetre per
aconseguir un funcionament perfecte i, tot i així, sempre hi ha
algun lloc on les coses fallen, però amb insistència tot
es pot aconseguir i aquesta és una mostra, d'on del no res ha sorgit
un dispositiu classificador de peces de metall i de plàstic.
|
|
Valoració de l'alumna |
-
Personalment el treball m'ha
semblat molt satisfactori pel fet d'haver aconseguit el funcionament d'allò
en què he estat treballant durant un llarg període de temps.
El fet de tenir resultats ha fet que el treball hagi estat molt agradable.
A més, m'ha semblat molt interessant el tema i no m'ha importat
haver de passar vàries hores muntant la maqueta o dissenyant els
programes.
-
Quan vaig començar a
treballar en aquest projecte no sabia res sobre el tema i a mesura que
anava passant el temps i anava aprenent més coses més ganes
tenia de fer el treball i tirar-lo endavant.
-
Així doncs, aquí
dono per acabat el meu treball valorant que ha estat un esforç considerable
però que la recompensa de veure que he creat un petit procés
automàtic guanya tot esforç fet anteriorment.
|
|
Bibliografia |
-
Webs d'internet.
-
http://www.sociedadelainformacion.com/20011204/neumatica/neumatica.htm
-
www.xtec.es/aulanet/ciclesf1/interfaz/pneumatica.htm
-
www.xtec.es/aulanet/ciclesf1/interfaz/automatas.htm
-
www.lafacu.com/apuntes/electronica/default.htm
-
Llibres.
-
JOSEPH, J.; GARÓFANO,F.;
GARRAVÉ, J
-
Tecnologia industrial II. 2ª
de. 1999. (Mc Grau Hill) ISBN: 84-481-2241-0
-
JOSEPH, J.; GARÓFANO,F.;
CAROL, J.; REYES,J.Mecànica. 2ª de. 1998. (Mc Grau Hill) ISBN:
84-481-1306-3
-
MURGUI IZQUIERDO,M.; VINAGRE
PRIETO,Joan J.Tecnologia industrial I 1998. (Edebé) ISBN:
84-236-4532-0
-
MURGUI IZQUIERDO,M.; VINAGRE
PRIETO,Joan J.Tecnologia industrial I 1998. (Edebé) ISBN: 84-236-4533-0
-
MANUAL DE ENTRENADOR DE AUTÓMATA
PROGRAMABLE
-
MANUAL DE L'AUTÒMAT SCHNEIDER
ELÈCTRIC
-
MANUAL DEL PROGRAMA ZELIOSOFT
-
LLISTA FIR (relació del
material del que disposa l'intitut)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
.... i molts més detalls
tècnics
|
|
|
|
-
La totalitat d'aquest treball
es troba a la biblioteca del l'Aula
de recursos de Tecnologia a Cerdanyola per la vostre consulta. També
tenim un vídeo de la presentació del treball de l'autora.
-
Podeu connectar directament
amb la professor tutor per a qualsevol
consulta.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
