PROYECTO-2015 senati

“SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL”

FAMILIA OCUPACIONAL:

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL PROYECTO DE INNOVACIÓN: “AUTOMATIZACIÓN DE UN PROCESO INDUSTRIAL EN RED CON HMI (INTERFAZ HOMBRE-MÁQUINA)” PARA OPTAR EL TITULO DE: ELECTRICISTA INDUSTRIAL

AUTORES: APRENDICES DEL INGRESO 2012-II

ASESORES: JORGE VILLANUEVA REYES WILMER VARGAS CHACÓN

NUEVO CHIMBOTE – PERÚ 2015

ÍNDICE Página | 1

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Contenido PRESENTACIÓN................................................................................................................... 3 DEDICATORIA...................................................................................................................... 4 AGRADECIMIENTO.............................................................................................................. 5 ANTECEDENTES.................................................................................................................. 6 OBJETIVOS.......................................................................................................................... 7 MISIÓN Y VISIÓN DEL SENATI.............................................................................................. 8 DENOMINACIÓN DEL PROYECTO DE INNOVACIÓN..............................................................9 FUNCIONES DEL SISTEMA SCADA..................................................................................... 12 MICROMASTER 440........................................................................................................... 26 CAMPOS DE APLICACIÓN TÍPICOS.................................................................................. 26 RESUMEN DE DATOS TÉCNICOS.................................................................................... 27 RESUMEN DE SUS PUNTOS FUERTES............................................................................. 28 PLANIFICACIÓN DE PROYECTO DE INNOVACIÓN...............................................................41 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO............................................................................................ 42 COSTO BENEFICIO............................................................................................................ 53 DIAGRAMA DE OPERACIONES........................................................................................... 57 TIEMPO EMPLEADO........................................................................................................... 58 ANEXOS............................................................................................................................ 60 CONCLUSIONES................................................................................................................ 64

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PRESENTACIÓN Tenemos el honor de presentar este Proyecto de Innovación, que cuenta con las Normas establecidas por el SENATI, para la mejora de los Procesos Industriales. Los Aprendices del Programa de Aprendizaje Dual (2012-II) de la especialidad de Electricidad Industrial, presentamos: El Proyecto de innovación: “AUTOMATIZACIÓN DE UN PROCESO INDUSTRIAL EN RED CON HMI (INTERFAZ HOMBRE-MÁQUINA)” Área: Electrotecnia Taller: Electricidad industrial. Con el presente proyecto, aportamos al avance tecnológico en la institución, dejando un módulo didáctico de aprendizaje que refleja todos nuestros conocimientos transmitidos por nuestros instructores Jorge Villanueva Reyes, Wilder Guevara, Juan Villafana, Henry Chávez y Wilmer Vargas, que permitirá afinar habilidades y destrezas de los futuros profesionales o aprendices del SENATI. En este proyecto de innovación dejamos toda nuestra experiencia que hemos podido adquirir como practicantes en las distintas empresas industriales las cuales nos brindaron el apoyo para adquirir diversas competencias durante nuestra formación profesional. Estamos seguros que será de suma utilidad en los talleres de SENATI.

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DEDICATORIA

Este trabajo está dedicado primordialmente a nuestros queridos padres que fueron nuestro motor para seguir siempre adelante, quienes con su arduo esfuerzo y sacrificio nos permitieron obtener lo estudios superiores.

A nuestros instructores por brindarnos sus conocimientos, consejos y metodologías que fueron provechosas para concluir con éxito nuestra carrera profesional.

A nuestros compañeros por su apoyo y dedicación durante toda esta etapa, con su ayuda se hizo realidad el proyecto que nos ha permitido cumplir con el requisito para rendir los exámenes finales ocupacionales.

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AGRADECIMIENTO

Agradecemos a Dios porque en su infinito amor nos ha permitido la vida en esta etapa tan importante, gracias a Él culminamos nuestros estudios profesionales con vida, salud y también con misiones que queremos cumplir y visiones a futuro que emprender. Así mismo sincero agradecimiento al CENTRO DE FORMACION PROFESIONAL SENATI -CHIMBOTE que nos brindó la oportunidad de cursar nuestros estudios en sus instalaciones y crecer como personas y profesionales de éxito.

Agradecer a nuestros Padres por estar con nosotros estos 3 años demostrándonos su amor y apoyo incondicional. Queremos hacerles saber, que siempre serán nuestra motivación para continuar.

Además hacemos extensivo nuestro agradecimiento a los instructores WILDER GUEVARA AGUILAR, JUAN VILLAFANA BORJA, WILMER VARGAS CHACÓN , HENRY CHÁVEZ y JORGE VILLANUEVA REYES quienes con su asesoramiento y buena voluntad han contribuido de manera significativa para el desarrollo y culminación de este proyecto de innovación y mejora.

ANTECEDENTES

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Para la realización de este proyecto de innovación y mejora denominado: “AUTOMATIZACIÓN DE UN PROCESO INDUSTRIAL (CONTROL DE MOTORES ELÉCTRICOS) CONTROLADO POR RED ATRAVÉS DE UN HMI”, se tuvieron en cuenta los siguientes antecedentes. Durante el tiempo de nuestro aprendizaje desde la formación básica hasta la formación específica hemos podido contemplar en las empresas nuevas formas de automatizar que innovan el mercado empresarial y que con el tiempo tendrá más acogida y más demanda de personal que tengan conocimiento de este nuevo sistema de automatización. Hablamos de equipos programables inteligentes modernos con sistemas de PLC. Como vemos hay un gran avance tecnológico en el mundo de la automatización, y queremos ir al ritmo. Eso nos llevó a implementar un módulo didáctico que ampliará nuestros conocimientos y nos ayudará a estar preparados para muchas oportunidades de trabajo dentro o fuera de nuestra ciudad.

OBJETIVOS ELECTROTECNIA

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Objetivo General: El proyecto: “AUTOMATIZACIÓN DE UN PROCESO INDUSTRIAL (CONTROL DE MOTORES ELÉCTRICOS) CONTROLADO POR RED ATRAVÉS DE UN HMI” ha sido realizado con la finalidad de implementar el taller de Electrotecnia Industrial. Objetivos Específicos: A partir de ahí, el aprendizaje tecnológico y práctico será más enriquecedor para los nuevos aprendices con vocación a la Carrera de Electrotecnia Industrial. Y también se logrará capacitar a empresas que requieran de estos conocimientos.

MISIÓN Y VISIÓN DEL SENATI

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MISIÓN: Formar y capacitar a las personas para empleos dignos y de alta productividad, en apoyo a la industria nacional en el contexto global y para contribuir a la mejora de la calidad de vida de la sociedad.

VISIÓN: Liderar en el Perú y América Latina, la educación técnica para el desarrollo de la empleabilidad y de la competitividad de las unidades productivas.

DENOMINACIÓN DEL PROYECTO DE INNOVACIÓN

“AUTOMATIZACIÓN DE UN PROCESO INDUSTRIAL EN RED CON HMI (INTERFAZ HOMBRE-MÁQUINA)” EMPRESA: Centro de Formación Profesional SENATI. ELECTROTECNIA

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DEPARTAMENTO: Ancash PROVINCIA: Santa DISTRITO: Nuevo Chimbote UBICACIÓN: Av. Universitaria S/N BELLAMAR FAMILIA OCUPACIONAL: Electrotecnia industrial FECHA: 27/05/15

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO DE INNOVACIÓN ELECTROTECNIA

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INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS SCADA SISTEMAS SCADA

La palabra SCADA está compuesta por las iniciales de la denominación inglesa “Supervisory Control And Data Adquisition” cuya traducción a nuestro idioma sería: Control Supervisor y Adquisición de Datos. El sistema SCADA es la tecnología que permite la captura y control de variables de diferentes puntos de medición en lugares remotos, ELECTROTECNIA Página | 10 inaccesibles o inconvenientes.

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La información capturada es transmitida a un lugar conveniente (normalmente en una Sala de Control) y presentada de una manera compresible y utilizable. En resumen el SCADA es un sistema industrial de mediciones y control que consiste en una computadora principal; una o más unidades de control obteniendo datos de campo; y una colección de software estándar y/o a la medida usado para monitorear y controlar remotamente dispositivos de campo industrial.

FUNCIONES DEL SISTEMA SCADA Las funciones básicas de un sistema SCADA son las que se describen a continuación:         

Supervisión Remota de Instalaciones Control Remoto de Instalaciones Procesamiento de Información Presentación de Gráficos Dinámicos Generación de Reportes Presentación de Alarmas Almacenamiento de Información Histórica Presentación de Gráficos de Tendencias Programación de Eventos

De lo mencionado anteriormente podemos decir que en un sistema SCADA existen tres tareas críticas a ejecutarse: 1.

Recolección periódica, procesamiento y monitoreo de

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2. 3.

Información del sistema a controlar. Control remoto de dispositivos y reemplazo de valores en la base de datos del sistema. Presentación de despliegues y alarmas a los operadores del Sistema.

ELEMENTOS BÁSICOS DE LOS SISTEMAS SCADA En la figura se muestran los elementos básicos que constituyen a los sistemas SCADA, a saber: A. Interfaz Humano – Máquina. B. Unidad Maestra (MTU). C. Canales o Medios de Comunicación. D. Unidades Remotas. E. Transductores.

Gráfico:

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Fig. 1

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HMI KTP600 BASIC COLOR PN

Fig. 2 El KTP600 Basic PN es un panel básico para tareas HMI de complejidad limitada, además los requisitos de tamaño y la conexión a una red PROFINET mejoradas; especialmente en combinación con los controladores SIMATIC S7-1200, pero también con otros controladores. Este HMI tiene una interfaz Ethernet. Todo lo que automatizamos, lo podemos estar observando en pantalla para que el usuario tenga una noción de lo que está pasando en planta, nos proporciona la información oportuna de lo que está pasando en el proceso. Gracias al sistema Scada, una imagen vale más que mil palabras. ELECTROTECNIA

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Fig. 3 ① Pantalla / touch alimentación

⑦ Conector de

② Escotaduras para abrazaderas de montaje ⑧ Placa ③ Junta de montaje

⑨ Nombre Interfaz

④ Teclas de función

⑩ Interruptor DIP

⑤ Interfaz PROFINET rotulación

⑪ Guía para tiras de

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⑥ Conexión para tierra funcional

AUTÓMATA PLC SIMATIC s7-1200 SIEMENS

Fig.4 El autómata S7-1200,con puerto Ethernet integrado, es el último dentro de una gama de controladores SIMATIC de Siemens, es el sucesor del S7-200 y está disponible desde junio del 2009. El controlador compacto SIMATIC S7-1200 es el modelo modular y compacto para pequeños sistemas de automatización que requieran funciones simples o avanzadas para lógica, HMI o redes. Gracias a su diseño compacto, su bajo coste y sus potentes funciones, los sistemas de automatización S7-1200 son idóneos para controlar tareas sencillas. En el marco del compromiso SIMATIC para con la automatización plenamente integrada (TIA: Totally Integrated Automation), la familia de productos S7-1200 y la herramienta de programación STEP 7 Basic proporcionan la flexibilidad necesaria para cubrir las diferentes necesidades de automatización de cada caso. ELECTROTECNIA

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El controlador S7-1200 ofrece la flexibilidad y potencia necesarias para controlar una gran variedad de dispositivos para las distintas necesidades de automatización. Gracias a su diseño compacto, configuración flexible y amplio juego de instrucciones, el S7-1200 es idóneo para controlar una gran variedad de aplicaciones.

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Fig. 5

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EL CPU SIMATIC S7-1200 SIEMENS

Fig.6 La CPU incorpora un microprocesador, una fuente de alimentación integrada, circuitos de entrada y salida, PROFINET integrado, E/S de control de movimiento de alta velocidad y entradas analógicas incorporadas, todo ello en una carcasa compacta, conformando así un potente controlador. Una vez descargado el programa, la CPU contiene la lógica necesaria para vigilar y controlar los dispositivos de la aplicación. La CPU vigila las entradas y cambia el estado de las salidas según la lógica del programa de usuario, que puede incluir lógica booleana, instrucciones de contaje y temporización, funciones matemáticas complejas, así como comunicación con otros dispositivos inteligentes. Para comunicarse con una programadora, la CPU incorpora un puerto PROFINET integrado. La CPU puede comunicarse con paneles HMI o una CPU diferente en la red PROFINET. Numerosas funciones de seguridad protegen el acceso tanto a la CPU como al programa de control. Toda CPU ofrece protección por contraseña que permite configurar el acceso a sus funciones.

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El cable PROFINET es un cable Ethernet CAT5 estándar con conectores RJ45 que sirve para conectar la CPU con el PC o la programadora.

- Un extremo del cable PROFINET en la CPU

Fig.7

- El otro extremo del cable en el puerto Ethernet del PC

Fig.8

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Fig. 9 ① Conector de alimentación ② Conectores extraíbles para cablead de usuario (detrás de las tapas) ③ Leds DE ESTADO PARA LAS e/s INTEGRADAS. ④ Conector PROFINET (en el lado Inferior de la CPU) Para comunicarse con una programadora, la CPU dispone de un puerto PROFINET integrado. La CPU puede comunicarse con paneles HMI o una CPU diferente en la red PROFINET. SIMATIC S7-1200 es el controlador de lazo abierto y lazo cerrado de control de tareas en la fabricación de equipo mecánico y la construcción de la planta. Se combina la automatización máxima y mínimo coste. Debido al diseño modular compacto con un alto rendimiento al mismo tiempo, el SIMATIC S7-1200 es adecuado para una amplia variedad de aplicaciones de automatización. Su campo de aplicación se extiende desde la sustitución de los relés y contactores hasta tareas complejas de la automatización en las redes y en las estructuras de distribución. El S7-1200 también se abre cada vez más ELECTROTECNIA

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ámbitos en los que la electrónica especial ha sido desarrollada previamente por razones económicas.

MODULOS DE COMUNICACIÓN Las opciones de comunicación del sistema de automatización SIMATIC S7-1200 se expanden por el estándar de bus de campo Profibus DP. La conexión de un S7-1200 a Profibus se lleva a cabo con los nuevos módulos de comunicación CM 1242-5 y CM 1243-5.

Fig. 10

Mediante la conexión de los nuevos módulos al bus de comunicación del S7-1200, el controlador se puede intercambiar datos E / S como maestro Profibus y / o esclavo Profibus con otros nodos Profibus. Los módulos estándar Profibus DPV1 cumplen y satisfacen las altas exigencias con respecto a la robustez y la seguridad del sistema de bus de campo más utilizados en todo el mundo.

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El CM 1243-5 también soporta la conexión de dispositivos de programación y de los paneles, así como el intercambio de datos acíclico.

CM 1242-5 El módulo de comunicación CM 1242-5 se utiliza para conectar un esclavo SIMATIC S7-1200 como Profibus DP y se caracteriza por las siguientes características: · Profibus DPV1 esclavo · Señales LED claramente dispuestos para el diagnóstico rápido y sencillo · Voltaje de suministro se realiza directamente desde el S7-1200, sin cableado adicional requerido · Soporta todas las velocidades de transmisión común de 9,6 kBit / s hasta 12 Mbit / s · Carcasa compacta industrial en S7-1200 de diseño para la instalación en el riel de perfil estándar · Puesta en marcha rápida debido a la configuración simple, con Step 7 V11 básica / Profesional · Integración del sistema completo (sin necesidad de programación adicional

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Fig. 11

CM 1243-5 Se utiliza para conectar un maestro SIMATIC S7-1200 como Profibus DP y se caracteriza por: · Profibus DPV1 maestro · Soporta hasta 16 Profibus DP esclavos · La comunicación con otros controladores S7 sobre la base de la comunicación S7 · Permite la conexión de dispositivos de programación y paneles con interfaz Profibus para S7-1200 · Amplias opciones de diagnóstico con Step 7 · Soporta todas las velocidades de transmisión común de 9,6 kBit / s hasta 12 Mbit / s · Carcasa compacta industrial en S7-1200 de diseño para la instalación en el riel de perfil estándar · Fast puesta en marcha debido a la configuración simple, con Step 7 V11 básica / profesional sin necesidad de programación adicional ELECTROTECNIA

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Fig. 12

INTERFAZ PROFINET INTEGRADA El PROFINET IO-Controller posibilita la conexión de equipos PROFINET.La interfaz PROFINET integrada puede usarse indistintamente para la programación o para la comunicación HMI o de CPU a CPU. Además permite la comunicación con equipos de otros fabricantes mediante protocolos abiertos de Ethernet. Esta interfaz ofrece una conexión RJ45 con función Auto crossover y permite velocidades de trasmisión de datos de 10/100 Mbits/s. Admite un gran número de conexiones Ethernet con los siguientes protocolos: TCP/IP native, ISO-on-TCP y comunicación S7.

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Fig. 13

VARIADOR DE FRECUENCIA MICROMASTER 440

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Fig.14

EL MÁS VERSÁTIL Y POTENTE También en el sector de accionamientos existen fuerzas difíciles de dominar. A manos de que entre en juego el más potente de nuestros variadores. En efecto, el MICROMASTER 440 ha sido concebido especialmente para aquellas aplicaciones que exigen más ELECTROTECNIA

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funcionalidad y mayor dinámica que las habituales. La sofisticada regulación vectorial procura máxima calidad de accionamiento uniforme incluso con cambios bruscos de carga. Entradas muy rápidas y rampas de deceleración permiten una llegada suave a las posiciones de destino, incluso sin necesidad de encóder. Gracias al chopper de frenado integrado se obtiene una gran precisión al frenar son deceleraciones mínimas, y todo ello cubriendo un rango de potencia entre 0,12 kW y 250 kW.

CAMPOS DE APLICACIÓN TÍPICOS Variadas aplicaciones en sectores como transporte y manutención, textil, ascensores, aparatos de elevación, maquinaria e industria alimentaria y de bebidas.

RESUMEN DE DATOS TÉCNICOS

Rangos de tensión y potencia

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200-240 V, ± 10%, 1 AC, 0,12 kW-3 kW 200-240 V, ± 10%, 3 AC, 0,12 kW-45 kW 380-480 V, ± 10%, 3 AC, 0,37 kW-250 kW 500-600 V, ± 10%, 3 AC, 0,75 kW-90 kW Página | 28

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Temperatura de empleo

0,12 kW a 75 kW (CT): -10 °C a +50 °C; 90 kW a 200 kW (CT): 0 °C hasta +40 °C

Regulación de procesos

Regulador PID interno (autotuning)

Tipos de regulación

Vector Control, FCC (regulación de flujocorriente), característica multipunto (característica U/f parametrizable), característica U/f

Entradas

6 entradas digitales, 2 entradas analógicas, 1 entrada PTC/KTY

Salidas

2 salidas analógicas, 3 salida por relé

Conexión al El partner ideal para sus tareas de sistema de automatización, tanto para la conexión a automatización SIMATIC S7-200 como integrado en TIA con SIMATIC y SIMOTION

RESUMEN DE SUS PUNTOS FUERTES

Caja compacta

Vigilancia de par de carga

Montaje sencillo

Respaldo

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cinético

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Sofisticada regulación vectorial (velocidad/par) Entradas/salidas aplicables versátilmente Puesta en marcha guiada Alta capacidad de sobrecarga

caídas de red Frenado Compound para frenado rápido controlado Chopper de freno integrado para potencias de hasta 90 kW Bloques de función libres

Módulo evaluador de generadores de impulsos en motor (opción) para par (torque) regulado al máximo con la menor velocidad (también velocidad cero)

4 frecuencias inhibibles para cuidar la máquina evitando resonancias

Sistema modular de componentes opcionales de ampliación

Evaluación de la temperatura del motor para protección integrada del motor

Dimensionable para CT (par constante) y VT (par cuadrático)

Preparado para su uso en redes con esquema IT

3 juegos de datos de accionamiento conmutables para adaptación a diversos casos de explotación

Rearranque automático Posibilidad de conexión suave sobre motor aún girando

Modelos con o sin filtro CEM integrado

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES: - Fácil de instalar. - Puesta en marcha sencilla. - Diseño robusto en cuanto a CEM. - Puede funcionar en alimentación de línea IT. ELECTROTECNIA

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- Tiempo de respuesta a señales de mando rápido y repetible. - Amplio número de parámetros que permite la configuración de una gama extensa de aplicaciones. - Conexión sencilla de cables. - Relees de salida. - Salidas analógicas (0 . 20 mA. - 6 entradas digitales NPN/PNP aisladas y conmutables. - 2 entradas analógicas. - AIN1: 0. 10 V, 0 . 20 mA y -10 a +10 V. - AIN2: 0 . 10 V, 0 . 20 mA. - Las 2 entradas analógicas se pueden utilizar como la 7 y 8 entrada digital. - Tecnología BiCo. - Diseño modular para configuración extremadamente flexible. - Altas frecuencias de pulsación para funcionamiento silencioso del motor. - Información de estado detallada y funciones de mensaje integradas. - Opciones externas para comunicación por PC, panel BOP (Basic Operator panel), panel AOP (Advanced Operator Panel) y módulo de comunicación PROFIBUS.

PANEL DE CONTROL

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Fig. 15

DESCRIPCIÓN DEL PANEL BOP

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CABLE N°16 AWG

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Fig.16

DEFINICIÓN El cable eléctrico es aquel cuyo propósito es conducir electricidad. Suele estar fabricado de cobre (por su nivel de conductividad) o aluminio que resulta más económico que el cobre). El número de cable que utilizamos en este proyecto es el 16 que soporta 13 amperios.

FAJA TRANSPORTADORA 200x1000mm ELECTROTECNIA

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Fig.17 DEFINICIÓN: Una faja trasportadora es un sistema de transporte continuo formado básicamente por un banda que se mueve entre dos tambores. APLICACIONES: -Transporte de productos -Accesorio para codificación.

RODILLOS DE RETORNO 37.5x4.5cm

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Fig.18

DEFINICIÓN: Estos rodillos van ubicados en la parte inferior de la estructura de la faja transportadora, y la faja se apoya en ellos cuando empieza la secuencia de retorno hacia la zona donde va a recibir nuevamente la carga.

FUNCIONES DE LOS RODILLOS 1. Soportar la banda y el material a transportar por la misma en el ramal superior, y soportar la banda en el ramal inferior, los ELECTROTECNIA

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rodillos del ramal superior situados en la zona descarga, deben soportar además el impacto producido por la caída del material 2. Contribuir al centrado de la banda, por razones diversas la banda está sometida a diferentes fuerzas que tienden a decentarla de su posición recta ideal. El centrado de la misma se logra en parte mediante la adecuada disposición de los rodillos, tanto portantes como de retorno. 3. Ayudar a la limpieza de la banda aunque la banda es limpiada por los rascadores, cuando el material es pegajoso pueden quedar adheridos restos del mismo, que al entrar en contacto con los rodillos inferiores pueden originar desvíos de la misma, para facilitar el desprendimiento de este material se emplean rodillos con discos de goma (rodillos autolimpiadores).

Fig. 19

ÁNGULOS DE FIERRO DE 3/16X 1.1/2”:

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Fig.20

DEFINICIÓN Estos ángulos con medidas 3/16 x 1 ½” fueron utilizados para construir la estructura del sistema de electrobombas alternadas

CHUMACERAS ¾”

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Fig. 21

DEFINICIÓN Es una pieza de metal con una muesca en que descansa y gira cualquier eje de maquinaria.

MOTOR ASÍNCRONO DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO DE 1HP

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Fig. 22

DEFINICIÓN Los motores asíncronos o de inducción son un tipo de motor de corriente alterna en el que la corriente eléctrica, en el rotor, necesaria para producir torsión es inducida por inducción electromagnética del campo magnético de la bobina del estator.

REDUCTOR DE RELACIÓN DE 30 A 1RPM

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Fig.23 DEFINICIÓN Las máquinas que funcionan con un motor, necesitan que la velocidad del motor sea adecuada para funcionar. Los motores tienen diferentes necesidades de velocidad, por esta razón se utilizan los reductores de velocidad. Un reductor de velocidad es También llamado motor reductor. Los reductores de velocidad son los encargados de regular de velocidad adecuada a través de engranajes especializados para esto.

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PROCESOS DE EJECUCIÓN DEL PROYECTO

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PLANIFICACIÓN DE PROYECTO DE INNOVACIÓN

El aprendizaje tecnológico y práctico en SENATI y las empresas, nos han ayudado a insertarnos en el mundo industrial, conociendo desde un automatismo por contactores hasta una automatización por PLC. Planificamos hacer un módulo didáctico utilizando el sistema SCADA para la “AUTOMATIZACIÓN DE UN PROCESO INDUSTRIAL (CONTROL DE MOTORES ELÉCTRICOS) CONTROLADO POR RED ATRAVÉS DE UN HMI”.Este módulo será de gran ayuda para los nuevos ingresos con vocación a esta carrera y también para capacitaciones futuras dando rentabilidad y fiabilidad ya que tenemos el autómata para hacer una infinidad de programas y simulaciones.

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO 1° PROCESO DE EJECUCIÓN ELECTROTECNIA

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- Elaborar los planos de la estructura metálica empleada para el soporte del sistema; empleando programas de diseño estructural (AutoCAD). 2° HABILITAR EQUIPOS, MATERIALES Y HERRAMIENTAS Proveerse de Herramientas y materiales que se van a mencionan a continuación para iniciar con el proceso. EQUIPOS - Máquina de Soldar Trifásica AC-220V - Taladro Universal - PLC S7-1200 SIEMENS - Variador de velocidad Micromaster 440 - Moledora - Motoreductor - Sensor eléctrico - Multitester

HERRAMIENTAS - Alicate universal - Destornilladores (plano, estrella y perillero) - Wincha de 5m - Lija de fierro n°80 - Alicate de corte - Arco de sierra - Cuchilla - Lima (plana y redonda)

MATERIALES  Pegamento PVC 118 ml.  Ángulos de fierro 3/16 x 1 ½”  Electrodos 60/11.  Pernos  Solvente dieléctrico  Pintura esmalte  Tiner  Cintillos  Cinta aislante  Tablero eléctrico de 50x40x20  Canaletas ranurada  Faja de caucho de 2m x 20 cm  Rodillos 20cm

3° HABILITAR EPP’S PARA EL TIPO DE TRABAJO A REALIZAR ELECTROTECNIA

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EPP PARA TRABAJO ELÉCTRICO  Casco dieléctrico  Mameluco  Barbiquejo  Zapatos dieléctricos  Guantes dieléctricos  Lentes

       

EPP PARA SOLDAR Casco Mameluco jean Mascarilla Zapatos punta de acero Mandil de cuero Escarpines Guantes de cuero Tapones auditivos

4° REALIZAR TRAZADO Y CORTE DE PERFILES ANGULARES SEGÚN MEDIDAS INDICADAS - El trazado se realiza con la ayuda de reglas y escuadras, marcando las superficies de los ángulos de acuerdo a las medidas indicadas.

CAN T 02 04 04 02 01 01

ÁNGULOS DE FIERRO Perfil Perfil Perfil Perfil Perfil Perfil

angular angular angular angular angular angular

metálico metálico metálico metálico metálico metálico

MEDIDAS 80 cm x 1.9 cm 75 cm x 3.8 cm 29 cm x 3.8 cm 20 cm x 0.6 cm 34.2 cm x 3.8 cm 38 cm x 3.8 cm

5° ARMAR Y SOLDAR LA ESTRUCTURA DE ACUERDO AL PLANO PRESENTADO - Soldar los ángulos de fierro cortados siguiendo detalladamente el plano.

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- Tener precaución de no dejar muchas imperfecciones (virutas, rebabas, etc.) al momento de soldar para reducir el trabajo de esmerilado. 6° ESMERILADO Y PINTADO DE ÁNGULOS DE UNIÓN DE SOLDADURA - Quitar las imperfecciones encontradas en la estructura producto de la soldadura utilizando el esmeril eléctrico siendo esta herramienta la más adecuada para este trabajo por el ahorro de tiempo y esfuerzo. - Quitar óxido de estructura con ayuda de lijas y esmeril, luego humedecerla con solvente dieléctrico de modo que la superficie quede apta para proceder a colocar pintura base color verde petróleo según se muestra en la fig.33 de la pág. 67. - Proceder a pintar la estructura con esmalte del color Azul eléctrico para obtener un acabado fino y libre de oxidación en los metales. 7° MONTAJE DE CHUMACERAS Y RODILLOS - Fijar chumaceras en base estructural, sujetada con pernos galvanizados de 3/8”, al mismo tiempo, fijar los rodillos apoyándolos en las chumaceras. Ver anexo fig.33 pag.67. 8° MONTAJE DE MOTOR Y REDUCTOR A LA ESTRUCTURA - Colocar motor y reductor fijados a su base de manera horizontal de modo que se posicione como se indica en los respectivos planos. El motor debe ser alineado correctamente para evitar de esta manera posibles vibraciones o desviaciones de la faja; lo cual causaría posteriores daños al sistema. ELECTROTECNIA

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-

Se puede observar en las fig.35 de la pág. 68.

9° MONTAJE DE CADENA DE TRANSMISIÓN - Una vez seleccionada la cadena de transmisión, de acuerdo al tipo de piñón, se procede a colocarla de manera adecuada, de acuerdo a las especificaciones técnicas del fabricante. - Antes de la colocación de la cadena se debe comprobar el correcto alineamiento de los piñones donde se alojará dicha cadena. - Colocar la cadena de transmisión seleccionada, retirando el conector tipo candado, para facilitar el montaje, una vez posicionada la cadena en los piñones colocar nuevamente el conector tipo candado y cerrarlo. - Una vez colocada la cadena usar los templadores para lograr el ajuste necesario en la cadena; quedando así lo suficientemente ajustado, como se muestra en la fig.34 de la pág. 67. 10° MONTAR FAJA DE CAUCHO EN LA ESTRUCTURA - Colocar faja transportadora en los rodillos asegurándose que quede correctamente templada, alineada y asegurada. - La faja debe estar alineada al ancho del rodillo de retorno para evitar desalineamientos en el proceso. Ver anexo fig.36 de la pag.69. 11° MONTAJE DE ELEMENTOS A TABLERO ELÉCTRICO - Acoplar dentro de tablero eléctrico rieles DIN para luego proceder a fijar los componentes eléctricos y electrónicos. - Verificar el buen estado y funcionamiento de los elementos eléctricos como PLC, interruptores termo-magnéticos, relés, etc. ELECTROTECNIA

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También los elementos electrónicos como lo es el Display, Lámparas LED de señalización, Variador de velocidad, etc. - Fijar elementos eléctricos y electrónicos en el tablero como se muestra en las fig.30 de la pag.52. - Verificar que los elementos queden correctamente fijados como se muestra en las figuras 31y 32 de las pág. 53. - Realizar cableado de componentes eléctricos y electrónicos según los diagramas mostrados en las págs. 55 y 56.

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DIAGRAMAS EN AUTOCAD 3D Y 2D

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MONTAJJE DE MOTOR 3D

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FAJA TRANSPORTADORA 3D

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MONTAJE DE LOS COMPONENTES ELÉCTRICOS

fig.24

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MICROMASTER 440

Fig. 25

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HMI KTP600 BASIC COLOR PN

Fig. 26

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COSTO BENEFICIO

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MATERIALES DIRECTOS Íte m 1

Descripción del material

cantidad 1

Pantalla Táctil KTP 600

costo unitario S/. 2,728.00

S/. 2,195.00

Pieza

S/. 1,750.00

S/. 1,750.00

PLC SIEMENS S71200

3

Motor trifásico siemens 1 HP 1800 rpm

3

Pieza

S/. 250.00

4

Contactor Schneider LC1-D09 10 A

3

Pieza

S/. 40.00

5

Cable 16 AWG indeco

Cable UTP Satra categoría 6

8

Cable vulcanizado NLT 3X14-1 AWG

9

Cinta transportadora (2.5mmx200cm

S/. 120.00 S/. 36.00

S/. 2.00

S/. 8.00

4

S/. METROS 2.00

S/. 8.00

20

S/. METROS 3.50

S/. 70.00

S/. 2.00

S/. 8.00

4

7

S/. 750.00

S/. METROS 1.20

30

Conector RJ45 SATRA

costo total

Pieza

2

6

1

unidad

4

Pieza

Pieza

costo total directo

4945

MATERIALES INDIRECTOS Íte m

Descripción del material

ELECTROTECNIA 1 Riel simétrico DIN-AMC 2 Borneras Industriales

cantidad 1 53

unidad

costo unitario

Pieza

S/. Página | 56 S/. 3.00 3.00

Metro

S/. 0.70

costo total

S/. 37.10

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costo de mano de Obra Alumnos

horas trabajadas

días trabajados

Costo por hora

costo total

15

4

30

S/. 3.13

S/. 5,625.00

COSTO TOTAL DEL PROYETO COSTO DIRECTO

S/. 10,570.00

COSTO INDIRECTO

S/. 5,102.70

COSTO TOTAL

S/. 15,672.70

INGRESOS

ALUMOS

GRUPOS

SEMESTRES/A ÑO

TOTAL AMLUMNOS

20

8

2

320

COSTO * HORA

HORAS * MODULO

INGRESO

3

20

S/.19200

EGRESO OPERATIVO INSTRUCTOR LOCAL MATERIALES ELECTROTECNIA

1

1

S/.150

4

1

7

S/.9.58

4

S/.600 S/.80 Página | 57

S/.56

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2

S/.20 0

100

S/.76 4

COSTO OPERATIVO

COSTO TOTAL

S/.16,436.70

INGRESOS BENEFICIO /COSTO

S/.19200 S/.1.17

DIAGRAMA DE OPERACIONES

1 1 Planificación de proyecto de innovación

2 2

Montaje de estructura de la faja transportadora, automatización por red a través de un HMI y soporte del tablero eléctrico

3 3

Montaje de componentes eléctricos para el tablero eléctrico

4 4

Instalación de sistema eléctrico, verificar su funcionamiento

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5 5

Colocar los motores en su base y verificar

Culminado el proyecto de innovación en SENATI

Acabado final

TIEMPO EMPLEADO

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ANEXOS

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CONCLUSIONES

1.- Se logró automatizar la producción en el sistema de envasado y empaquetamiento, aumentando así la producción en un 50% sin provocar ningún tipo de daños al medio ambiente y resultando rentable económicamente.

2.- Se obtuvo una reducción de personal a cargo del control del proceso; de diez trabajadores a solo dos, que fueron capacitados para la adquisición de conocimientos en la automatización del control de procesos de una faja transportadora.

BIBLIOGRAFÍA ELECTROTECNIA

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https://www.swe.siemens.com/spain/web/es/industry/automatizacion/s imatic/Documents/S7200ManualSistema.pdf https://www.swe.siemens.com/spain/web/es/industry/automatizacion/s imatic/Documents/S7200-CAT.PDF https://www.swe.siemens.com/spain/web/es/industry/automatizacion/s imatic/controladores/pages/s7200.aspx http://galia.fc.uaslp.mx/~cantocar/automatas/PRESENTACIONES_PLC_ PDF_S/13_S7_200.PDF https://www.youtube.com/watch?v=MOB95ToXzBg https://www.youtube.com/watch?v=ymWqOgIMDow http://www.indusoft.com/blog/2013/05/31/cual-es-la-diferencia-entrescada-y-hmi/ http://www.solucionesyservicios.biz/ConvertidoresMICROMASTER/MICROMASTER-440 https://www.automatyka.siemens.pl/docs/docs_ia/HMI_KTP400_KTP600 _KTP1000_TP1500.pdf http://www.catedu.es/elechomon/s71200/CARACTERISTICAS%20Y %20MONTAJE%20DEL%20SIMULADOR%20S7-1200.pdf

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