Control Automático de la fabricación de Ladrillo

Juan Sebastian Castro Ruiz - jscastror@eafit.edu.coMateo Suarez Marquez - msuare23@eafit.edu.co

Mateo Zuluaga Vanegas - mzuluagav@eafit.edu.coGildardo Henao Jaramillo - ghenaoj1@eafit.edu.coIl Young Ramirez Angarita - iramir18@eafit.edu.co

I. INTRODUCCIÓN

Tejar San José S.A.S es una empresa Colombiana, consede principal en Itagüí. Opera en la elaboración de arcillay materiales refractarios, esta empresa fabrica un promediode 3 toneladas de ladrillo al día. El proyecto está dirigidoprincipalmente a la industria de la construcción local, te-niendo como objetivo la reducción de productos defectuosos,disminuir la cantidad de agua usada en el proceso de fabri-cación y el aumento en la producción diaria de uno de losmateriales más antiguos usados actualmente en la industriaColombiana. Cabe aclarar que el ladrillo en Colombia esel material más barato de todo el mercado, con un valorde 700 pesos colombianos por kilogramo. Por esta razón lademanda de este producto es demasiado elevada, es por estoque se necesita de una mayor producción diaria para obtenerun mejor beneficio en términos económicos para la empresa,teniendo como objetivo una producción diaria de mínimo 10toneladas de ladrillos.

Durante el proceso de fabricación de los ladrillos con-vencionales los empleados intervienen varias veces en lalínea de producción, esto puede causar que errores humanosgeneren demoras o parones mientras se interviene en lasdiferentes partes del proceso. Esto ha generado una necesidadde automatizar la producción de ladrillos para reducir lasintervenciones humanas en el proceso. Debido a que laproducción de ladrillos es principalmente un proceso enserie, cuando existe un problema en alguna etapa y se debeparar una máquina, en ocasiones no existe comunicación conlos subprocesos anteriores por lo que estos siguen enviandomaterial y este se desborda al llegar a la máquina que noestá en funcionamiento. Dicho esto, existen una infinidad deproblemas que se observan en la fábrica del Tejar San José yes por esto que se decide implementar un control automáticode la ladrillera.

A. Objetivo general

El objetivo general es la implementación de un sistemaautomatizado para aumentar la producción de ladrillos diaria,con el fin de reducir las intervenciones humanas durante elproceso.

B. Objetivos específicos

• Optimizar la producción de ladrillos por día.

• Entender el flujo de materia de cada subproceso parafacilitar la elaboración de las máquinas de estadosfinitos.

• Identificar los requerimientos técnicos del proceso quese deben tener en cuenta para el desarrollo.

• Minimizar los productos defectuosos debido al trans-porte en los pallets.

• Identificar los sensores y actuadores requeridos paracumplir correctamente con el proceso de elaboraciónde un ladrillo.

• Realizar las máquinas de estados finitos para cadasubproceso.

En el siguiente informe se describirá el proceso general consus respectivos subprocesos de producción que se requierenpara cumplir los requerimientos propuestos anteriormente.Esto se lograra por medio de diferentes conceptos vistosen clase como: Diagrama de flujo de materia, diagramaSCADA, instrumentación necesaria para el control del pro-ceso general (actuadores y sensores aplicados a los sistemas),sistemas de adquisición de datos, numero de PLC, generacióndel protocolo de los subsistemas, representación gráfica delos protocolos por medio de las máquinas de estados finitos(MEF) y cajas negras, y por último, la interfaz hombre-máquina (IHM) que será usada para la supervisión delproceso.

II. DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS

A. Diagrama de flujo de materia del proceso

Fig. 1. Diagrama de flujo de materia

B. Layout de la empresa

Fig. 2. LAYOUT

C. Descripción de cada subproceso

• TRANSPORTAR: Transportar materia prima desde elalmacén de acople por una banda transportadora hastala Tolva.

• TAMIZAR: La materia prima dentro de la tolva semueve entre mallas que separan las piedras indeseadasen el producto, mediante le movimiento de aletas impul-sadas por motores que rotan y no permiten compactarla arcilla.

• MOLER: La materia entra y es procesada con una adi-ción de agua, que por un conjunto de rodillos la muelenhasta conseguir unas láminas de espesor deseado.

• DOSIFICAR: Las láminas de material llegan a un com-partimiento el cual es llenado y sirve para almacenar ydosificar la producción, la función que realiza la máquiadepende de si la producción en la sección siguientede extrusión se encuentra parada o no, de estarlo ladosificadora sirve como almacén el cual recibe la pro-ducción proveniente del molino, y cuando esta sigue, seencuentra dosificando hacia la banda trasportadora.

• EXTRUIR: Las láminas entran en la máquina extrusoraque está compuesta de dos partes, una amasadora y unaextrusora, la primera adiciona agua a una tasa tal queel amasado tenga la humedad y contextura deseada, ymediante dos ejes, las palas amasan la mezcla, posterior-mente el material es transportado a la zona de extrusiónque, mediante un tornillo sin fin, lo comprime y lo hacepasar por un dado que da la forma del ladrillo.

• CORTAR: La materia prima sale con la forma dada porel dado en la extrusora como una barra, y es cortada ala longitud requerida que tenga cada bloque medianteun pistón que tiene acoplado los cables metálicos quecortan.

• SECAR: Los ladrillos salen por unidades de la cortadoracon una humedad alta, posteriormente se unen conpallets entrando al túnel de secado por conjuntos, eltúnel de secado mediante ventiladores que controlan lahumedad al recibir información de las termocuplas endistintas partes del túnel de secado, al igual se controlala humedad de los ladrillos conformados al no poderdisminuir su humedad de forma rápida, lo cual llevaríaa la fractura del ladrillo, por eso hay una serie dehigrómetros y regadores que en conjunto controlan y

adicionan agua a los ladrillos teniendo la humedad encada fase en el estado correcto

• HORNEAR: Los ladrillos llegan al túnel de horneadoel cual se encarga de sacar los remanentes de humedady cocerlos, en una serie de etapas de ascendente y luegodescendente, al agregar temperatura mediante carbojets,al entrar la materia en los pallets se desplazan dentrodel túnel de horneado por medio de una banda hastasalir del proceso.

• TRITURAR: Al salir del túnel de horneado algunosladrillos pueden salir defectuosos por lo que se haceun control de calidad humano, donde se determina siel ladrillo es apto para embalaje y uso como productoo si por el contrario debe de ser reciclado, es allídonde por medio de una banda transportadora llegan a latrituradora que con una serie de rodillo dentados trituralos ladrillos al pasar, convirtiéndolos en materia primareciclada que se vuelve a integrar proceso de producciónen el proceso de tamizaje.

D. Ubicación de las máquinas en el layout

Para la ubicación de las maquinas en el layout se tomócomo referencia la ubicación de las maquinas en la planta delTejar San José, la cual es una ladrillera actualmente operantey cuyas maquinas se encuentran ubicadas de tal forma que, eltransporte del material entre un proceso y otro se realice deforma lineal siguiendo con el proceso productivo del ladrilloy de forma que se tengan que usar la menor cantidad debandas transportadoras posibles. Hacemos uso de imágenespara ilustrar el proceso y subprocesos

III. INSTRUMENTACIÓN

A. Diagrama tipo SCADA

Fig. 3. Diagrama tipo SCADA

B. Numero de PLC seleccionados

Los PLC que se seleccionaron para la automatizaciónde la ladrillera son de la marca Mitsubishi, de la serieFX3G, el motivo por el cual se seleccionaron estos PLC es

porque debido al número de sensores y de actuadores con losque desarrollamos el proyecto, necesitábamos una cantidadespecífica de PLC que nos permitiera dividir la planta ensectores, de tal forma que, por cada PLC el número deentradas o salidas permitiera agrupar una cierta cantidad demáquinas, sin que un proceso se dividiera, por ejemplo en 2PLC, se intentó también utilizar PLC con la mínima cantidadde entradas y salidas posibles de modo que estos fueranaprovechados al máximo y no quedaran muchas entradas osalidas sin utilizar, esto se logró distribuyendo los PLC así:

• FX3G Main Units with 24 I/O Entradas utilizadas:11/14 ;Salidas utilizadas: 9/10

– Bandas transportadoras (Transportar)

• FX3G Main Units with 40 I/O Entradas utilizadas:13/24 ;Salidas utilizadas: 14/16

– Tolva (Tamizar)– Molino/Laminador (Moler)– Cajón alimentador (Dosificar)

• FX3G Main Units with 40 I/O Entradas utilizadas:13/24 ;Salidas utilizadas: 12/16

– Extrusora (Extrudir)– Cortadora (Cortar)– Túnel de Secado (Secar)

• FX3G Main Units with 60 I/O Entradas utilizadas:34/36 ;Salidas utilizadas: 19/24

– Horno (Hornear)– trituradora (triturar)

C. Tabla de sensores

Sensores Variable PLC Entrada Dispositivo AnexoSTART ST 1 X000 -STOP SP 1 X001 -Óptico SOC1 1 X002 A.1Óptico SOC2 1 X003 A.1Óptico SOC3 1 X004 A.1Óptico SOC4 1 X005 A.1Óptico SOC5 1 X006 A.1Óptico SOC6 1 X007 A.1Óptico SOC7 1 X008 A.1Óptico SOC8 1 X009 A.1Óptico SOC9 1 X010 A.1Óptico SOC10 2 X002 A.1Óptico SOC11 2 X003 A.1Óptico SOC12 2 X004 A.1

Óptico (cámara) SOCA 2 X005 A.3Switch STC1 2 X006 A.4Switch STC2 2 X007 A.4Óptico SOC13 2 X008 A.1

Higrómetro HGR1 2 X009 A.6Óptico SOC14 2 X010 A.1Óptico SOC15 2 X011 A.1

Celda carga CDC1 2 X012 A.5Higrómetro HGR2 3 X002 A.6

Óptico SOC16 3 X003 A.1Óptico SOC17 3 X004 A.1Óptico SOC18 3 X005 A.1

Térmico TER1 3 X006 A.7Térmico TER2 3 X007 A.7Térmico TER3 3 X008 A.7

Higrómetro HGR3 3 X009 A.6Higrómetro HGR4 3 X010 A.6Higrómetro HGR5 3 X011 A.6Celda carga CDC2 3 X012 A.5

Térmico TER4 4 X002 A.7Térmico TER5 4 X003 A.7Térmico TER6 4 X004 A.7Térmico TER7 4 X005 A.7Térmico TER8 4 X006 A.7Térmico TER9 4 X007 A.7Térmico TER10 4 X008 A.7Térmico TER11 4 X009 A.7Térmico TER12 4 X010 A.7Óptico SOC19 4 X011 A.1Óptico SOC20 4 X012 A.1Óptico SOC21 4 X013 A.1Óptico SOC22 4 X014 A.1Óptico SOC23 4 X015 A.1Óptico SOC24 4 X016 A.1Óptico SOC25 4 X017 A.1Óptico SOC26 4 X018 A.1Switch STC3 4 X019 A.4Switch STC4 4 X020 A.4Switch STC5 4 X021 A.4Switch STC6 4 X022 A.4Switch STC7 4 X023 A.4Switch STC8 4 X024 A.4Óptico SOI1 4 X025 A.2Óptico SOI2 4 X026 A.2Óptico SOI3 4 X027 A.2Óptico SOI4 4 X028 A.2

Térmico TER13 4 X029 A.7Térmico TER14 4 X030 A.7Térmico TER15 4 X031 A.7Óptico SOC27 4 X032 A.1

D. Tabla de actuadores

Actuadores Variable PLC Entrada Dispositivo AnexoMotor MTR1 1 Y000 A.8.1Motor MTR2 1 Y001 A.8.1Motor MTR3 1 Y002 A.8.1Motor MTR4 1 Y003 A.8.1Motor MTR5 1 Y004 A.8.1Motor MTR6 1 Y005 A.8.1Motor MTR7 1 Y006 A.8.1Motor MTR8 1 Y007 A.8.1Motor MTR9 1 Y008 A.8.1Motor MTR10 2 Y000 A.8.4Motor MTR11 2 Y001 A.8.4Pistón PST1 2 Y002 A.9Pistón PST2 2 Y003 A.9Pistón PST3 2 Y004 A.9Motor MTR12 2 Y005 A.8.6Pistón PST4 2 Y006 A.9

Válvula VLV1 2 Y007 A.10Motor MTR13 2 Y008 A.8.6Motor MTR14 2 Y009 A.8.5Motor MTR15 2 Y010 A.8.5Pistón PST5 2 Y011 A.9Motor MTR16 2 Y012 A.8.2Motor MTR17 2 Y013 A.8.3Motor MTR18 3 Y000 A.8.6Motor MTR19 3 Y001 A.8.7

Válvula VLV2 3 Y002 A.10Pistón PST6 3 Y003 A.9Bomba BMB1 3 Y004 A.11Bomba BMB2 3 Y005 A.11Bomba BMB3 3 Y006 A.11Bomba BMB4 3 Y007 A.11Bomba BMB5 3 Y008 A.11Motor MTR20 3 Y009 A.8.4Motor MTR21 3 Y010 A.8.4

Válvula VLV3 3 Y011 A.10Motor MTR22 4 Y012 A.8.4Motor MTR23 4 Y013 A.8.4Motor MTR24 4 Y014 A.8.4Motor MTR25 4 Y015 A.8.4Motor MTR26 4 Y016 A.11.2

Válvula VLV4 4 Y017 A.10Pistón PST7 4 Y018 A.9Pistón PST8 4 Y019 A.9Pistón PST9 4 Y020 A.9Pistón PST10 4 Y021 A.9Bomba BMB6 4 Y022 A.11Bomba BMB7 4 Y023 A.11Bomba BMB8 4 Y024 A.11Bomba BMB9 4 Y025 A.11Bomba BMB10 4 Y026 A.11Motor MTR27 4 Y027 A.8.6Motor MTR28 4 Y028 A.8.6

Fig. 4. Cantidad y tipo de sensores

Fig. 5. Cantidad y tipo de actuadores

Fig. 6. Cantidad de PLC, ADC, DAC

IV. PROTOCOLO

A. Protocolo Transportar

1) Se presiona STARTG, como por cada banda hay unsensor de detección de material y un motor, si el sensorde detección de material respectivo de cada banda seactiva (SOC1, SOC2, SOC3, SOC4, SOC5, SOC6,SOC7, SOC8, SOC9), se encenderá el motor (MTR1,MTR2, MTR3, MTR4, MTR5, MTR6, MTR7, MTR8,MTR9) respectivo de cada banda.

2) Mientras los motores estén trabajando, si alguno delos sensores deja de detectar material, se activa untemporizador (temp30s) por 30 segundos, si al cabo

de los 30 segundos los sensores no detectan material,los motores se apagan.

3) Si los motores están trabajando, y alguno de lossensores de cada banda deja de detectar material, seactivara el temporizador de 30 segundos de la bandarespectiva, si no han transcurrido los 30 segundos y elsensor de detección de material se vuelve a activar elmotor comenzara a operar de nuevo.

Fig. 7. Caja Negra Transportar

Fig. 8. MEF 1. MEF Transportar

B. Protocolo Tamizar

1) Cuando se acciona el STARTG se activa el motor(MTR10) de la tolva hasta que se active el sensorSTOPG.

2) Se tienen 3 sensores (SOC10,SOC11,SOC12) para losvalores mínimo, medio y máximo de capacidad de latolva.

3) Por medio de un pistón neumático (PST1) se vacía latolva por medio de una compuerta pegada al pistón.

4) Se tiene un sensor (SOCA) para determinar si eltamiz se encuentra obstruido. Por medio de un motor(MTR11) se mueve el tamiz de derecha a izquierda enun riel.

5) Se tienen 2 sensores (STC1,STC2) para determinarla posición del tamiz. Por medio de unos pistonesneumáticos (PST2,PST3) se voltean las tamiz pararemover obstrucciones.

Fig. 9. Caja Negra Tamizar

Fig. 10. MEF 2. MEF Tamizar

C. Protocolo Moler

1) El sensor de detección de material (SOC13) se activay este acciona los dos motores de la desintegradora(MTR12)(MTR13), los dos motores de la laminadora(MTR14)(MTR15) y los pistones (PST4)(PST5) loscuales accionan una rasqueta cuya función es eliminarla arcilla pegada de los molinos de la laminadora.

2) En el momento en el cual el sensor de detección dematerial (SOC13) deja de detectar presencia de este, sedesactivan los pistones (PST4)(PST5) y estos retiran larasqueta metálica para evitar desgaste en los molinos.

3) El higrómetro (HGR1) detecta el porcentaje de aguaen la masa de arcilla y este acciona la válvula de agua(VLV1) para agregar más o menos agua.

Fig. 11. Caja Negra Moler

Fig. 12. MEF 3. MEF Moler

D. Protocolo Dosificar

1) Por medio del botón STARTG del PLC con referenciaFX3G 40I/0 el proceso se enciende y queda en esperahasta que se active la celda de carga CDC1 ubicada enel medio del almacén de dosificar. Al oprimir el botón

de STOPG de este PLC no importa en el proceso queeste la maquina e apagara y reiniciara los sensores.

2) Al encender CDC1 con un valor máximo y el sensorcapacitivo de nivel máximo del almacén SOC6 negadose activa el motor de la banda MTR8. Si la celda decarga (CDC1) no censa la carga de activación y elsensor de nivel SOC6 sigue apagado se apaga el motorde la banda MTR8.

3) Se tiene un señor óptico capacitivo SOC7 el cual indicadónde va el material dentro del almacén y si este sensorSOC7 se enciende activa el motor encargado de ladistribución MTR9 manteniendo encendido el motorMTR8. Si el sensor de posición SOC7 se desactivaapaga el motor MTR9. El proceso continua hastaapretar STOPG.

Fig. 13. Caja Negra Dosificar

Fig. 14. MEF 4. MEF Dosificar

E. Protocolo Extruir

1) El sensor de SOC16 se enciende debido a la llegadade la materia prima.

2) Al encender el sensor SOC16, el motor de laamasadora se enciende (MTR18) y mueve dos ejes conpaletas que amasa la materia.

3) Cuando llega la materia al compartimiento de amasado,encuentra un higrómetro (HGR2) el cual determina sitiene el mínimo (hmine) requerido de humedad o elmáximo (hmaxe).

4) Si la materia tiene el mínimo de humedad se accionala válvula (VLV2) que agrega agua a la mezcla paraobtener la humedad necesaria.

5) Cuando la materia llega a la zona de pre-extrusión seencuentra con un sensor óptico (SOC17) el cual indicasi la cámara de extrusión se está llenando por completoo no.

6) Si el sensor SOC17 se encuentra encendido se accionael motor del tornillo sin fin (MTR19) el cual al girar

desplaza la materia hacia un embudo comprimiéndolay haciéndola pasar por un dado sale de la extrusoracon la sección transversal requerida.

Fig. 15. Caja Negra Extruir

Fig. 16. MEF 5. MEF Extruir

F. Protocolo Cortar

1) El proceso inicia con el STARTG2) Es sensor capacitivo SCO18 se enciende debido a la

presencia de material.3) Cuando el sensor se enciende el pistón PST6 el cual

acciona el instrumento de corte.4) Al presionar STOPG finaliza el proceso.

Fig. 17. Caja Negra Cortar

Fig. 18. MEF 6. MEF Cortar

G. Protocolo Secar

1) Los ladrillos vienen del proceso anterior y se ubicanen los pallets hasta que la celda de carga CDC2 detectael número de ladrillos requerido.

2) Cuando el sensor CDC2 se activa se enciende el motorMTR21 que ubica los pallets dentro de la primeracámara del horno.

3) El sensor HGR3 mide los niveles de humedad de laprimera cámara si los niveles son menores al 85% dehumedad relativa se enciende el aspersor VLV3 hastallegar al nivel requerido.

4) Cuando los niveles de humedad en la cámara 1 son del85% o mayores y la termocupla TER1 mide una tem-peratura inferior a 30 grados centígrados se enciendeel ventilador BMB1, el BMB4 y un temporizador.

5) Cuando el tiempo es de 20 horas se en desactivanBMB1 y BMB4 y se enciende el motor MTR22 queubica los ladrillos en la siguiente cámara de secado.

6) Cuando los ladrillos entran en la segunda cámara elsensor TER2 y el HGR4 de temperatura y humedadrespectivamente miden si las condiciones son inferioresa 60 grados centígrados y superiores 40% de humedad,si esto es así se enciende el secador BMB2.

7) Cuando el tiempo es de 40 horas se en desactiva BMB2y se enciende el motor MTR22 que ubica los ladrillosen la siguiente cámara de secado.

8) Cuando los ladrillos entran en la tercera cámara elsensor TER3 y el HGR5 de temperatura y humedadrespectivamente miden si las condiciones son inferioresa 90 grados centígrados y superiores 15% de humedad,si esto es así se enciende el secador BMB3.

9) Cuando el tiempo es de 60 horas se en desactiva BMB3y se enciende el motor MTR22 que saca los ladrillosde las cámaras de secado, también se activa el extractorBMB5.

Fig. 19. Caja Negra Secar

Fig. 20. MEF 7. MEF Secar

H. Protocolo Distribucion de Carbón

1) Se tienen 4 diferentes carbo-jets (inyectores de caloral horno) a los cuales se les desea controlar sus nive-les entre un valor mínimo (SOC18, SOC19, SOC20,SOC21) y máximo (SOC22, SOC23, SOC24, SOC25)de capacidad. Por medio de una banda distribuidora lacual tiene 4 pistones neumáticos (PST7, PST8, PST9,PST10) encargados de desviar el carbón por medio deuna compuerta pegada a cada pistón.

2) La banda trabajara de manera continua y cíclica sinningún tipo de paro por lo que se activara el motor(MTR31) de la banda con el Start y se apagara con elStop del Plc Fx36 MAIN UNIT 60 I/O.

3) Cuando los sensores SOC18, SOC19, SOC20, SOC21ysensores SOC22, SOC23, SOC24, SOC25 están apa-gados se activan los 4 pistones.

4) Los pistones regresaran a su posición inicial cuando elsensor máximo de cada carbo jet se active.

5) Cuando se activen 2 o más sensores min en el sistemalos pistones se abrirán a la vez y se llenara primero elcarbo jet más cercano al almacén de carbón. Se recalcaen que es un horno túnel por lo que los carbo-jetsno manejan las mismas temperaturas de inyección yaque primero se debe precalentar el ladrillo, luego, sedebe cocinar y por último se reduce la temperatura demanera lineal.

Fig. 21. Caja Negra Distribución de Carbón

Fig. 22. MEF 8. MEF Banda Transportar carbón 1

Fig. 23. MEF 9. MEF Banda Transportar carbón 2

Fig. 24. MEF 10. MEF Banda Transportar carbón 3

Fig. 25. MEF 11. MEF Banda Transportar carbón 4

I. Protocolo Hornear

1) El sensor de aproximación 1 (SOI1) se enciende debidoa la llegada de los ladrillos. La compuerta 1 (MTR23)se abre hasta encender el sensor (STC3) que indicacompuerta totalmente abierta.

2) Cuando el sensor STC3 se enciende, los ladrillosentran al compartimiento. Cuando el Sensor de aprox-imación 2 (SOI2) se enciende y el sensor de aproxi-mación 2 (SOI2) se apaga la compuerta 1 (MTR23) secierra.

3) Al cerrar la compuerta MTR23 se activa el STC4 yse encienden los ventiladores de los carbo jets BMB8,BMB9, BMB10, BMB11.

4) Además, se va a controlar la temperatura interna delhorno la cual no es constante por medio de temperat-uras extraídas de varios lectores de temperatura míni-mas (TER4MIN, TER5MIN, TER6MIN, TER7MIN)y máximas (TER4MAX, TER5MAX, TER6MAX,TER7MAX) por medio de los carbojets (prender oapagar) los cuales se apagan cuando la temperaturamax se enciende. También se leerán las temperaturasTER8, TER9, TER10, TER11 para generar un buenpre cocido y cocido final del ladrillo.

5) Cuando el carbo-jet 1 este en el rango de temperaturase abre la compuerta 2 (MTR24) asegurando de que elswitch STC4 este en ON.

6) Cuando el SOI2 se desactiva se cierra la ompuerta 2(MTR24).

7) Cuando la compuerta 2 (MTR24) activa el sensorSTC5 pasan los ladrillos hasta desactivar el SOI2.

8) Cuando se activa el STC6 se enciende el aspirador dehumo (TSCH (MTR25) ON), el caudal de refrigerantevariable (VRF (BMB12) ON) y Si la TER12 es iguala la temperatura requerida por el secador la válvulaVLV 4 se abre, sino se cierra. (Estos actuadores sonregulables por lo que se necesita de un control continuoó ON/OFF con valores de 1 para un 100% y 0 paraun 0%).

9) Luego de que los ladrillos crucen todo el horno túnel seactiva el sensor de proximidad 3 (SOI3) teniendo comoun dato solo de información la temperatura TER11 yactiva la compuerta de salida 1 (MTR26).

10) Cuando el sensor de la compuerta totalmente abierta(STC7) se active el ladrillo entra al compartimiento desalida hasta que se desactive el sensor de proximidad3 SOI3 y active el sensor de proximidad 4 SOI4.

11) Si el sensor de proximidad 3 SOI3 está apagado y elsensor de proximidad 4 SOI4 este encendido se cierrala compuerta de salida 1 MTR26.

12) Cuando el STC8 se active y el sensor de proximidad4 SOI4 este encendido se abre la compuerta de salida2 (MTR27).

13) Los ladrillos se envían a control de calidad y porconsiguiente a distribución.

Fig. 26. Caja Negra Hornear

Fig. 27. MEF 12. MEF Hornear

J. Protocolo Triturar

1) Para terminar el ciclo del ladrillo. Si el proceso delPLC Plc Fx36 MAIN UNIT 60 I/O se encuentraencendido (start) y el sensor capacitivo óptico (SOC26)que se encuentra en el intercambio de materia entre labanda y la trituradora se enciende, los motores MTR29Y MTR30 se encienden.

2) Si en proceso del PLC se encuentra apagado (stop) losmotores MTR29 Y MTR30 se apagan.

3) Si en algún momento se desactiva el sensor SOC26y e lrpoceso de la planta sigue en Start, los motoresMTR29 Y MTR30 y activa un temporizador (t1=0),cuando el tiempo de t1= 20 seg y el sensor SOC26sigue descativado los motores MTR29 Y MTR30 seapagan. Si por otra parte no se cumple la condiciónde t1=20seg y el sensor SOC26 se activa, los motoresMTR29 Y MTR30 siguen en funcionamiento.

Fig. 28. Caja Negra Triturar

Fig. 29. MEF 13. MEF Triturar

V. IMPLEMENTACIÓN

La distribución de las carpetas del PLC será de la siguientemanera. Se encontrarán 4 archivos. gxw (PLC1, PLC2,PLC3, PLC4) en los cuales se encontrarán y usarán lasdiferentes librerías (archivos con fuente. sul) creadas por losprogramadores. Cada bloque de función tendrá el nombredel subproceso de la creación del ladrillo ya que la finalidaddel uso de los bloques de Función es tener más ordenado elMAIN y representar con facilidad las MEFS de los procesos.Los bloques de función tendrán como entradas y salidaslas variables globales correspondientes especificadas en lastablas de sensores y actuadores. A continuación, se mostrarála implementación de las MEFS programadas en cada PLC 1.PLC1 (FX3G 24I/O):1 2. PLC2 (FX3G 40I/O):2,3,4 3. PLC3(FX3G 40I/O):5,6,7 4. PLC4 (FX3G 60I/O):8,9,10,11,12,13

A. Pantallazos programacion PLC

El método de programación seleccionado fue el de bloquesde función, con esto el programa general se simplifica y sehace más corto. En el siguiente ejemplo, lo que se hizo fueprogramar un bloque de función para tamizar, proceso inicial

de la producción de ladrillos en el cual se retiran las piedrasy se inicia con el mezclado del material, al programar elbloque de función se tiene en cuenta la MEF de tamizar.Posteriormente, en el programa general del PLC, lo que sehace es llamar el bloque de función, y darle las entradas ysalidas de los sensores y actuadores.

Fig. 30. Programación PLC

B. Interfaz Hombre-Maquina

Fig. 31. Interfaz Hombre Maquina

VI. CONCLUSIONES

Por medio de este informe se tiene como objetivos de laautomatización industrial del proceso del ladrillo aumentar laproductividad, reducir los costes, aumentar la calidad, reducirlos productos defectuosos entre otros. Por lo que se obtienelo siguiente:Por medio de un buen estudio y entendimiento del procesoy cada subproceso se puede interpretar las operacionesmanuales las cuales pueden se trabajos pesados o peligrosos,

producción difíciles o imposibles de llevar a cabo con unaalta precisión, además de que la automatización de procesosde producción permite mejorar la competitividad de la em-presa reduciendo o eliminando el error humano, mejorandola calidad del producto y como más importante tener unamayor producción con respecto al tiempo de operación delas maquinas. Por otra parte, se observó que a la hora deprogramar los procesos de producción se debe de iniciar conla creación de un protocolo, seguido de una representacióngráfica (MEF) y por último la programación del proceso acontrolar. Si en algún caso alguno de estos pasos se realizade una forma inadecuada principalmente el protocolo y eldiseño de la MEF la programación será en vano y no serviráde nada.

VII. REFERENCIAS

• http://maquilob.net/• https://es.wikipedia.org/wiki/Ladrillo• https://verdes.com/• https://ladrillos.es/como-se-fabrican-los-ladrillos/• https://www.motores.siemens.com/

VIII. ANEXOS

En el PDF anexo, incluimos los datos técnicos de lossensores, actuadores y PLC a utilizar.

Para entender mejor el proceso productivo del ladrillo porfavor ver estos videos:https://www.youtube.com/watch?v=1El-VRgpfj8https://www.youtube.com/watch?v=AsUqmWz-qJ8