jueves, 24 de noviembre de 2011

DESCRIPCION DE LA INNOVACIÓN DE GUILLOTINA HIDRAULICA

PLC





Un autómata programable industrial (API) o programable lógico controller (PLC), es un equipo electrónico, programable en un lenguaje no informático diseñado para controlar en tiempo real y en un ambiente de tipo industrial, procesos secuenciales.
Un PLC trabaja en base a la información recibida por dos captadores y el programa lógico interno actuando sobre los accionadores de la instalación.

FUNCIONES BÁSICAS DE UN PLC
Ø  Detección :
ü  Lectura de la señal de los captadores distribuidos por el sistema de fabricación.
Ø  Mando:
ü  Elaborar y enviar las acciones mediante los accionadores y pre accionadores.
Ø  Dialogo hombre maquina.
ü  Mantener un dialogo con los operarios de producción obedeciendo sus consignas e informando del estado del proceso.
Ø  Programación:
ü  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.

NUEVAS FUNCIONES
Ø  Redes de comunicación:
Permiten establecer comunicación con otras partes de control. Las redes industriales permiten la comunicación y el intercambio de datos entre autómatas a tiempo real. En unos cuantos milisegundos pueden enviarse telegramas e intercambiar de memoria compartida.

Ø  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.

Ø  Control de procesos continuos:
Además de dedicarse al control de sistemas de eventos discretos los autómatas llevan incorporados 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.

Ø  Entradas – Salidas distribuidas:
Los módulos de entrada – salida no tienen por qué 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.

Ø  Buses de campo:
Mediante un solo cable de comunicación se puede 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.


CONTRALADOR COMPACTO
INTRODUCCION:
La gama de controladores programables compactos Twido ofrece una solución “todo en uno” con unas dimensiones reducidas, lo que permite reducir el tamaño de las consolas o de los cofres en las aplicaciones donde el espacio ocupado resulta primordial.
Los controladores de tipo compacto tiene integradas en el mismo cuerpo las entradas y salidas, este dependerá del modelo, pudiendo elegir: 10 E/S, 16 E/S, 24 E/S y 40 E/S.

Los controladores de 24 E/S y 40 E/S admiten módulos de ampliación que nos confieren una mayor flexibilidad a la hora de elegir el tipo de controlador.


En los controladores de 24 E/S es posible colocar hasta 4 módulos de ampliación y en los de 40 E/S hasta 7 módulos, dependiendo siempre de que no se supere los límites de consumo de potencia, este se puede controlar a través del software TwidoSuite.

Dependiendo del tipo de módulo de ampliación se puede llegar hasta
152 E/S con el controlador de 24 E/S y hasta 264 E/S como máximo con el de 40 E/S.

Los controladores Twido compactos ya tienen integrada la fuente de alimentación y utilizan: Una alimentación de corriente alterna comprendida entre 100 y 240 Vca (que garantiza la alimentación 24Vcc de los captadores), o una alimentación de corriente continua comprendida entre 19,2 y 30 Vcc (prever una alimentación auxiliar externa tipo Phaseo para la alimentación de los captadores).


Además de los módulos de ampliación, los controladores compactos
Twido, también disponen de módulos opcionales, como visualizador numérico, cartucho de ampliación de memoria, cartucho de reloj calendario y puerto de comunicación RS 485 o RS 232C suplementario, que permiten ajustarse a las necesidades de la aplicación.

Los controladores base compactos de las series TWDLCAA40DRF y
TWDLCAE40DRF integran funciones avanzadas:
Puerto de red Ethernet 100Base-TX integrado: sólo para
TWDLCAE40DRF

Reloj de tiempo real (RTC) integrado.
Un cuarto contador rápido (FC).
Soporte de batería externa.

Descripción de los componentes de un controlador compacto
Los controladores Twido compactos están formados por los siguientes componentes, teniendo en cuenta que hay pequeñas diferencias entre modelos de controlador, pero que los componentes siempre serán los mismos:


Módulos de ampliación

Los módulos de ampliación nos confieren a nuestro controlador Twido la mayor adaptabilidad posible a las diferentes aplicaciones dentro de su campo de acción, pudiéndose ajustar el dispositivo lo máximo posible a cada una de las aplicaciones concretas con el ahorro de coste que ello comporta.

Módulos de E/S digitales
Existen una amplia gama de módulos distintos de entradas/salidas
TON Twido que permiten completar las entradas/salidas integradas tanto en las bases compactas ampliables como en las bases modulares, pudiendo cada usuario adaptar el controlador a las necesidades de su aplicación, optimizando así los costes.

TWIDOSUITE
Conceptos básicos
Introducción:
TwidoSuite es el primer software que está organizado según el ciclo de desarrollo del proyecto. La navegación por el software es tan sencilla que se convierte en innata.

TwidoSuite es un entorno de desarrollo gráfico, lleno de funciones para crear, configurar y mantener aplicaciones de automatización para los autómatas programables Twido de Telemecanique. TwidoSuite permite crear programas con distintos tipos de lenguaje, después de transferir la aplicación para que se ejecute en un autómata.









FUNCIONAMIENTO DE GUILLOTINA HIDRAULICA

PROYECTO GUILLOTINA HIDRAULICA


GUILLOTINA HIDRAULICA

Siguiendo los pasos de cómo realizar nuestro proyecto a través del programa twido suite, y por la información obtenida e investigación de dicha maquina, realizamos el esquema Ladder basándonos principalmente en el funcionamiento de la maquina y en los esquemas eléctricos existentes.

Encontramos en dicha maquina el funcionamiento inicial el cual activa un motor acoplado con una bomba hidráulica, la cual activa el sistema hidráulico, basados en el arranque del motor el cual es un estrella-triangulo ya mencionado anteriormente, procedemos  a realizar la primera parte del esquema Ladder.

ESTRELLA - TRIANGULO

En la primera parte del esquema Ladder tenemos un contacto NA  I0.0 el cual usamos como nuestro pulsador inicial o marcha de la maquina, en serie a este contacto tenemos una bobina SET la cual llamaremos MEMORIA 0, la cual se activa por un pulso y se mantiene activada hasta realizar un segundo pulso en ese caso RESET, activada la memoria set y habiéndole dado un nombre especifico esta hará activar todos los contactos abiertos de su mismo nombre y desactivar todos los cerrados si los hubiera, como el funcionamiento de contactos auxiliares de un contactor.

Activada la bobina set se activa un contacto abierto, al activarse este contacto, activa el TEMPORIZADOR 0 y dos bobinas Q0.0 y Q0.1, las cuales activan el arranque en ESTRELLA, al activarse el tiempo en el TEMPORIZADOR 0  los contactos cerrados de este se abrirán el cual desactivara la bobina Q0.1 al mismo tiempo se activara el TEMPORIZADOR 1 el cual activara la bobina Q0.2 pasando el arranque a TRIANGULO el segundo temporizador está retrasado 5 segundos lo cual permite q el tercer contactor no entre de golpe, también hemos agregado dos contactos cerrados por precaución por si se activara Q0.1 no pueda energizarse Q0.2 y no producir un cortocircuito.

En el escalón Rung 7, tenemos un contacto NC al cual lo hemos asignado como pulsador de paro, en serie a este contacto tenemos una bobina RESET la q desactivara a través de un pulso la bobina SET ya mencionada.

De acuerdo al funcionamiento de la maquina, la bomba hidráulica debe estar activada para realizar el corte de una pieza, entonces tomamos un contacto del TEMPORIZADOR 1 el cual activara una segunda bobina MEMORIA 1, que quedara activada como línea. Como ya sabemos esta memoria activara todos sus contactos abiertos, esto nos permite el paso de fluido eléctrico en el sistema.








INVERSION DE GIRO

En el escalón Rung 9, tenemos un contacto auxiliar de un contactor explicado antes es un contacto de precaución, lo que vamos a realizar a continuación es un arranque con inversión de giro el cual actúa con una regleta en la maquina la cual precisa la distancia a cortar de la pieza, para esto colocamos en serie a este contacto, un contacto NA I0.1 el cual será el AVANCE del motor, este contacto tiene un contacto NC I0.1 el cual actúa si lo mantenemos pulsado si dejamos de pulsar se desactiva la bobina y deja de avanzar.

En serie a este pulsador encontramos el contacto NC I0.2 el cual será el RETROCESO del motor también tenemos dos finales de carrera a los cuales son asignados como contacto NA de entrada, en este caso I0.3 el cual se detiene cuando el AVANCE llega a su tope, también está el I0.4 el cual detiene cuando el RETROCESO llega a su tope. Tenemos dos contactos NC que son contactos auxiliares de la bobina Q0.3 y Q0.4 los cuales no permiten que se energicen las dos bobinas al mismo tiempo.


PEDAL

El accionamiento del pedal, es la función en la maquina que realiza el corte de la pieza, este funcionamiento está basado, en un juego de contactos que activa ciertas electroválvulas que hacen expulsar y contraer los pistones para efectuar el corte.

Al accionar el pedal el contacto I0.5 se cierra el cual hace q se energice una bobina interna Q0.5 y esta su vez energiza las electroválvulas cuyas bobinas son Q1.4y “Y1”, la cual abre el paso del aceite a l sistema, la mismo tiempo se activan las bobinas Q0.8 “Y2" y Q0.9 “Y3” las cuales activan los pistones y permiten el descenso de la cuchilla para q realice el corte, en ese momento se activa el contacto I0.6 que pertenece a un final de carrera el cual desactiva a la bobina Q0.5 y por ende a las electroválvulas antes mencionadas y a su vez activa la bobina Q0.6 la cual energiza las electroválvulas Q1.0 “Y4”, Q1.1 “Y5” y Q1.5 “Y1”, las cuales permiten el retorno de la cuchilla a su posición inicial.


ANGULOS

Al cerrar el contacto I0.8 activa la bobina de la electroválvula Q1.2 “Y6”, la cual permite aumentar el ángulo de la cuchilla, este contacto tiene un contacto cerrado de Y2.

SEGURIDAD INDUSTRIAL

SEGURIDAD INDUSTRIAL
La seguridad industrial y la prevención de los accidentes es parte inherente al trabajo mismo, por lo que el trabajador constituye el eje esta seguridad. El éxito de su trabajo dependerá del grado de aplicación de las normas y principios de prevención contra accidentes, riesgo y peligro en la industria y lugar donde se encuentre.
Protección personal al operar la guillotina:
Antes de utilizar la maquina en primer lugar debemos de contar con nuestros equipos de protección personal.
En este caso para operar la maquina el operario deberá de utilizar guantes, lentes casco, ropa de algodón y zapatos de puntera de acero.
Seguridad del operario durante la operación de guillotina.
Al ponerse en marcha en macha la maquina se visualizara una baliza de color verde el cual indicara momento de trabajo. Es decir el operario está cortando algún material.
Por el contrario, si la maquina tuviera alguna falla ya sea por sobrecarga de cualquier motor de cuchillas o motor de bomba hidráulica se visualizara baliza de color rojo.
Visualizando estas lámparas testigos de operación, el operario y todos los que están en su entorno podrán deducir en qué momento está funcionando la maquina o presenta alguna falla; así evitando accidentes.

ARRANQUE DE MOTORES DE GUILLOTINA HIDRAULICA

ARRANQUE ESTRELLA – TRIANGULO
En la guillotina hidráulica podemos encontrar uno de los arranques de tensión reducida muy difundida es el arranque estrella – triangulo, ya que la corriente inicial de arranque estará solamente entre 1.3 a 2.6 veces la corriente nominal.

ARRANQUE  DIRECTO CON INVERSIÓN DE GIRO

También encontramos uno de los arranques más sencillos en el que el estator se acopla directamente a la red. El motor se basa en sus características naturales para arrancar.
En este arranque podemos apreciar la inversión de giro que se emplea para retraer y alejar el banco donde se pondrá la pieza a cortar.
Especificaciones técnicas son las siguientes:
v  Intensidad de arranque: 5 a 8 veces intensidad nominal.
v  Par de arranque promedio: Ca = 0,5 a 1,5 Cn.
Ca: Par de arranque.              Cn: Par nominal

PARTES DE LA GUILLOTINA HIDRAULICA

PARTES DE LA GUILLOTINA HIDRAULICA

Está conformada de las siguientes partes:

ü  Bomba hidráulica.
ü  Depósito hidráulico.
ü  Motor eléctrico 1.
ü  Válvula limitadora de presión.
ü  Electroválvula monoestable 4/2.
ü  Electroválvula biestable 4/3.
ü  Actuadores.
ü  Actuadores de ajuste 13.
ü  Motor eléctrico 2.
ü  Tablero eléctrico.
ü  Tope trasero.
ü  Cuchillas.
ü  Carcasa.
ü  Bancada.

1. BOMBA HIDRAULICA

En la guillotina hidráulica la bomba es la encargada de impulsar el aceite o liquido hidráulico, transformando la energía mecánica rotatoria en energía hidráulica.
El propósito de la bomba hidráulica es suministrar el flujo de líquido al sistema hidráulico de la cizalla. La bomba no crea la presión de sistema, puesto que la presión se puede crear solamente por una resistencia al flujo. Mientras que la bomba proporciona flujo, trasmite una fuerza al líquido. Dado que el flujo de líquido encuentra resistencia, esta fuerza se vuelve una presión. La presión del fluido pasa por un bloque de distribución el cual se encarga de distribuir el flujo de presión primero a los actuadores de retracción y luego a los de sujeción.
Las características de esta bomba son:
Doble bomba de engranajes de 1PL060/ A TDFFBN 7401/DOWTY
2. DEPOSITO HIDRAULICO

Imagen Nº 4 Deposito Hidráulico. http://sitioniche.nichese.com/deposito.html

El depósito de aceite de la guillotina está destinado a almacenar una cantidad de fluido incompresible y conservarlo a una cierta presión mediante una fuerza externa.
El fluido hidráulico bajo presión entra al acumulador y realiza  una de estas tres funciones: comprime un resorte, comprime un gas o levanta un peso, y posteriormente a una de estas funciones cualquier caída de presión en el sistema provoca que el elemento reaccione y fuerce al fluido hacia fuera otra vez.

3. MOTORES ELECTRICOS





Imagen Nº 5 Motor Eléctrico.
En la guillotina hidráulica encontramos dos motores:
Primer motor: el encargado de accionar  con un arranque estrella triangulo, la bomba hidráulica mediante fuerza eléctrica.
Sus características son las siguientes:
v  Motor trifásico                      
v  7.5 HP
v  24.5 Amperios
v  1500 rpm
Segundo motor: el encargado de regular  con un arranque de inversión de giro el tope de la parte trasera donde se apoyan las piezas a cortar.
Sus características son las siguientes:
v  Motor trifásico
v  3  HP
v  9  Amperios
v  1500 rpm

4. VALVULA LIMITADORA DE PRESION

Imagen Nº 6 Válvula limitadora de presión.

La válvula limitadora de presión está montada en el lado de presión de la bomba hidráulica. Su función es limitar la presión en el sistema a un valor adecuado.
Dicha válvula tiene la misma construcción que una válvula anti retorno  de muelle (resorte interno). Cuando el sistema se sobrecarga la válvula limitadora de presión se abre y el flujo de la bomba se descarga directamente al depósito de aceite. La presión en el sistema permanece en el valor determinado por el resorte de la válvula limitadora de presión. En la válvula limitadora de presión, presión = energía se convertirá en calor. Por esta razón se deberán evitar largos periodos de operación de esta válvula.
Características técnicas:
Regulada a 180 bar de presión o según el sistema.

5. ACTUADOR DE SUJECION

 Imagen Nº 7 Actuador de sujeción.

1.      (o-ring) de 4x48
2.      Reten de baquelita de 10x40
3.      (o-ring) de 2x15
Estos se encargan de sujetar la plancha durante el ciclo de corte son trece pistones en total de sujeción.
Bancada
Pieza de fundición sobre la que se apoya la maquina.

6. CUCHILLA

La cuchilla está montada en la parte superior y su alineación se puede reglar mediante un sencillo sistema de ajuste y desajuste.

7.ACTUADOR DE RETRACCION
Imagen Nº 8 Actuador de retracción.

Son dos actuadores de doble efecto que se encargan del desplazamiento de la cuchilla y la retracción al realizar el corte.
Estos actuadores se encuentran en la parte posterior de la guillotina.
Especificaciones técnicas son las siguientes:
Medidas: 40 cm de longitud de cuerpo del cilindro.

8.ELECTROVALVULAS VICKERS



Imagen Nº 9 Electroválvulas vickers.
                                                                                                                                 
Se encargan de accionar a los actuadores mediante el cierre y apertura de sus mecanismos interiores, el accionamiento de la válvula es eléctrico que acciona una bobina selenoidal.
Válvula de presión modulada DN 10 DGM-5-PT-GH=/VICKERS.
Fuera de lo normal modulada pilotaje presión de la válvula DN6 DGM-3-PT-FW-31/VICKERS.
Distribuidor de mando electromagnético para el DN 6 placas.

9. TABLERO ELECTRICO
Imagen Nº 10 Tablero eléctrico.

 En dicho tablero eléctrico encontramos todos los dispositivos eléctricos y electrónicos que hacen posible el funcionamiento de accionamiento y así la guillotina en conjunto pueda realizar trabajos industriales. Elementos como:
v  Transformador.
v  Disyuntores.
v  Contactores.
v  Relés.
v  Fusibles.
v  Temporizadores.
v  Borneras.
v  Pulsadores de accionamiento.
v  Lámparas de señalización.
v  Interruptor general de la maquina.


10. EL TRANSFORMADOR
El transformador o trafo (abreviatura), en el tablero de la maquina guillotina hidráulica FDT 420 es un dispositivo eléctrico que permite disminuir la tensión en el circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia. La potencia que ingresa a los elementos (bobinas de los contactores, electroválvulas senoidales y otros).
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna 220 VAC de la tensión de alimentación del circuito de control, en energía alterna de otro nivel a 24 VAC de tensión, por medio de interacción electromagnética. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, aisladas entre sí eléctricamente y enrolladas alrededor de un mismo núcleo de material ferro magnético. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo.
En el tablero la función del transformador es de disminuir la tensión de alimentación de 220vac/24vac, para rectificar la tensión de salida del secundario a través de una fuente rectificadora con diodos y alimentar los dispositivos de mando como son las bobinas de y las electroválvulas sinodales con una tensión de 24VDC.
El transformador es un dispositivo basado en el fenómeno de la inducción electromagnética y está constituido, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado, fabricado de hierro dulce y de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético.
Las bobinas o devanados se denominan primarios y secundarios según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existe en los transformadores más devanados; en este caso, existe más devanados "terciarios", de menor tensión que el secundario y que no se están utilizando en dicha máquina.


11. EL CONTACTOR
Es un aparato mecánico de conexión controlado mediante electroimán y con funcionamiento todo o nada, cuando se energiza la bobina del contactor, los contactos cambian de posición, estableciendo a través de los polos un circuito entre la red de alimentación y el receptor.
Cuando se interrumpe la alimentación de la bobina, el circuito magnético se desmagnetiza y los contactos retoman su posición inicial por efecto de los resortes de presión de los polos y del resorte de la armadura móvil. O de la fuerza de gravedad, en determinados aparatos.
Ventajas del contactor
1.      Interrumpir las corrientes monofásicas o polifásicas elevadas, accionando un auxiliar de mando recorrido por una corriente de baja intensidad.
2.      Funciona tanto en servicio intermitente como en continuo.
3.      Controlar a distancia en forma normal o automática, utilizando hilos de sección pequeña o acortando significativamente los cables de potencia.
4.      Aumentar los puestos de control y situarlos cerca del operario.
Composición de un contactor
El electroimán
Es el elemento motor del contactor. Sus partes más importantes son el circuito magnético y la bobina. Se presenta bajo distintas formas en función del tipo de contactor e incluso del tipo de corriente de alimentación, alterna o continua.
La bobina
Genera el flujo magnético necesario para atraer la armadura móvil del electrón
Los polos
 La función de los polos consiste en establecer o interrumpir la corriente dentro del circuito de potencia.
Los contactos auxiliares
Realizan las funciones de auto mantenimiento, esclavización, enclavamiento de los contactores y señalización.


12. EL RELÉ TÉRMICO
Las fallas más habituales en las maquinas son las sobrecargas, que se manifiestan a través de un aumento de la corriente absorbida por el motor y de ciertos efectos térmicos. El calentamiento normal de un motor eléctrico con una temperatura ambiente de 40 ºC depende del tipo de aislamiento que utilice. Cada vez que se sobrepasa la temperatura límite de funcionamiento, los aislantes se desgastan prematuramente, acortando su vida útil.
La correcta protección contra las sobrecargas resulta imprescindible para:
* Optimizar la durabilidad de los motores, impidiendo que funcione en condiciones de calentamiento anómalas.
* Garantizar la continuidad de explotación de las maquinas o las instalaciones evitando paradas imprevistas.
* Volver a arrancar después de un disparo con la mayor rapidez y las mejores condiciones de seguridad posibles para los equipos y las personas