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Title:	Automatización del sistema de un proceso de extrusión de cintas de polipropileno
Authors:	Larco Gómez, Damián Alberto, Director Escandón Escandón, Emilio Xavier Méndez Ortíz, Carlos Alberto Sánchez Núñez, Roberto Carlos
Keywords:	Moléculas-Estructura Sistemas de control de proceso Automatización de la producción Envases de polipropileno
Issue Date:	2006
Publisher:	ESPOL. FIEC
Citation:	Escandon, E.; Mendez, C.; Sanchez, R. (2006). Automatización del sistema de un proceso de extrusión de cintas de polipropileno. [Tesis de Grado]. ESPOL. FIEC, Guayaquil. 258p.
Description:	Este trabajo se basa principalmente en la adquisición de conocimientos respecto a modernas herramientas utilizadas para la automatización, con el fin de mejorar procesos de producción. En nuestro caso se realizó la automatización del “Proceso de Extrusión de cintas de Polipropileno” de la compañía PLASTI-EMPAQUES S.A. Para la realización del proyecto en mención se usaron como herramientas de trabajo los programas LOOKOUT 5.1 y LabVIEW 7.1 de NATIONAL INSTRUMENTS para el sistema de monitoreo y control. Por otro lado se hace referencia al uso de microcontroladores, demostrando su importancia y sus múltiples funciones en diferentes aplicaciones del campo de la automatización. Con ayuda de este componente se realizó el diseño de una tarjeta de adquisición de datos la cual puede interactuar con el SCADA LabVIEW 7.1. Finalmente se realizará un estudio a una fuente conmutada de alta frecuencia como elemento importante para el correcto funcionamiento de dispositivos o tarjetas electrónicas. El trabajo ha sido redactado en 5 capítulos, donde se amplia detalladamente los pasos a seguir para la obtención de la Cinta de Polipropileno, luego de esto se mejora el proceso con la utilización de los programas LOOKOUT 5.1 y LABVIEW 7.0 de NATIONAL INSTRUMENTS. Continuando con nuestro trabajo podemos ver el diseño de una tarjeta de adquisición de datos y finalizamos con el estudio de una fuente de conmutación de alta frecuencia. En el capítulo 1 se trata sobre la descripción del ingreso de la materia prima “polipropileno” a la maquina extrusora donde esta será triturada y se hace viscosa para salir en forma de lámina por el cabezal; luego pasa por una tina de agua para su enfriamiento e ingresa por los rodillos calandra que son de caucho y a su salida será cortada por medio de cuchillas; las tiras pasan por rodillos lentos. Posteriormente entran a un Horno de Orientación con el fin de orientar las moléculas del plástico en un solo sentido las cuales a su salida tienen sus correspondientes rodillos rápidos; luego pasan por un Horno de Estabilización cuyo objetivo es estabilizar dicha orientación y así mismo pasan por sus correspondientes rodillos rápidos. Finalmente entran a una etapa de embobinado. En el capítulo 2 trataremos sobre el diseño y desarrollo de monitoreo y control implementados por medio del SCADA LOOKOUT 5.1 de NATIONAL INSTRUMENTS en el sistema del proceso de extrusión de cintas de polipropileno de la empresa Plasti-Empaques S.A. LOOKOUT 5.1 es un software que permite fácilmente crear poderosas aplicaciones de monitoreo y control de procesos. Con Lookout, el desarrollo de su interface hombremáquina le toma menos tiempo permitiéndole ahorrar sustancialmente en el costo total de su proyecto. LOOKOUT 5.1 elimina completamente la programación, scripts o compilación separada. Solamente tiene que configurar y conectar objetos para desarrollar aplicaciones de monitoreo y control. La arquitectura basada en objetos le permite más fácilmente desarrollar y mantener sus aplicaciones, reduciendo aún más el costo total de su proyecto con el fin de obtener un producto de mejor calidad en el mercado. Estas son algunas de las características que lo hacen especial: Conexión en red, el conectar múltiples servidores y clientes dentro de una planta o en locaciones remotas es muy fácil con LOOKOUT 5.1. Solamente tiene que hacer un browse y seleccionar para poder conectarse a cualquier computadora en la red. Listo para Internet, con LOOKOUT 5.1, usted puede monitorear y controlar su proceso usando un browser de Web (como Internet Explorer o Netscape) sin necesidad de programar en HTML o XML. Y contiene otras funciones especiales que hacen que este SCADA sea muy versátil y de gran utilidad: - Desempeño confiable para diversas aplicaciones. - Conectividad a nivel empresa (MES/ERP) y conectividad abierta. - Herramientas de manejo de datos. - Generación de reportes, visualización, control supervisorio, alarmas y eventos distribuidos, tendencias y gráficas, etc. Con el uso de LOOKOUT 5.1; podemos entablar una comunicación entre varias PC por medio de Internet; algo muy importante es, que Lookout nos permite llevar su base de datos “Citadle” a EXCEL. En el capítulo 3 se desarrollará una parte del proceso mediante uso herramientas que nos ofrece el programa LABVIEW 7.1, este programa ofrece un ambiente de desarrollo gráfico y donde se crea interfases de usuario para la instrumentación virtual sin la necesidad de usar códigos de programación puesto que LabVIEW utiliza diferentes recursos: - LabVIEW usa el lenguaje de programación gráfico Lenguaje G. - Sentencias (Gráficos) de control de Flujo y repetitivas. - Posibilidad de declaración de variables. LabVIEW incluye también bibliotecas de funciones extendidas para cualquier tarea de programación, así como bibliotecas para la adquisición de datos. Los programas en LabVIEW son llamados Instrumentos Virtuales (y son salvados con la extensión .VI). Los programas de LabVIEW constan de un panel frontal y un diagrama de bloques. En el panel frontal se diseña la interfaz con el usuario, viene a ser la cara del VI y en el diagrama de bloques se programa en lenguaje G el funcionamiento del VI. Y mediante estos recursos que nos ofrece LabVIEW 7.1; nos permite desarrollar aplicaciones en el control de procesos dentro de una Industria. En el capítulo 4 se encuentra el diseño, desarrollo e implementación de una tarjeta de adquisición de datos por medio de un microcontrolador 16F877A de MICROCHIP el mismo que interactuará con LABVIEW 7.1 mediante la conexión de un puerto serial (COM 1) con el objetivo principal de manipular datos externamente y así llevar un control exhaustivo de los parámetros en dicho proceso mediante entradas analógicas. El diseño de esta tarjeta está basada mediante el uso de 6 entradas analógicas, 6 salidas digitales por relé, resolución de 8 bits; el uso del microcontrolador antes mencionado, el mismo que se utiliza los recursos que ofrece como son el uso de interrupciones, comunicación del microcontrolador con la PC por medio del módulo USART (interfase serial) y el uso del convertidor análogo digital. Así mismo se presenta sus correspondientes diagramas de bloque de cómo está elaborado nuestro proyecto que se basa en un diagrama esquemático del hardware. La simulación de la tarjeta fue realizada mediante el programa PROTEUS 6.7 donde consta con un terminal virtual y un puerto RS232, para la correspondiente simulación de la comunicación serial. Y se muestra fotografías del diseño final de la tarjeta de adquisición de datos con su correspondiente tabla del costo de materiales que se utilizó para la elaboración del mismo. En el capítulo 5, se realiza el análisis y desarrollo de una Fuente de Conmutación de PC de tipo ATX cuya alimentación se la puede hacer por medio de un seleccionador de 110 o 220VAC. Con la ayuda de ingeniería inversa se obtendrá el circuito esquemático y mediante la realización de cálculos teóricos podemos obtener la selección de los elementos que componen dicha fuente. Mediante la utilización PROTEL 99 SE TRIAL será diseñado el circuito impreso de acuerdo a la ubicación de cada elemento. Para un análisis más completo se mostrarán las simulaciones de cada etapa del circuito por medio del software PSPICE SCHEMATICS VERSION 9.2.2 para la comparación de las señales reales obtenidas mediante el Osciloscopio TEKTRONIX 2220 y multímetro gráfico FLUKE 867B.
URI:	http://www.dspace.espol.edu.ec/xmlui/handle/123456789/44162
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