Almacn Vertical Automatizado

DEDICATORIA

Dedico este trabajo colaborativo a q en el transcurso de la vida siempre estn apoyndonos y uno se da cuenta que lo importante son la familia, los hermanos, maestros, mis compaeros y sobre todo a Dios por la fortaleza para terminar este nuevo peldao de mi vida profesional.

AGRADECIMIENTOS

Dedico este trabajo principalmente a Dios, por haberme dado la vida y permitirme el haber llegado hasta este momento tan importante de mi formacin profesional. A toda mi familia ya que juntos con sacrificios, apoyo, amor y mucha comprensin pude terminar con gusto mi proyecto. A mis compaeros de esta generacin 37, porque sin el equipo que formamos, no hubiramos logrado llegar a la meta trazada con xito.

RESUMEN

El

ABSTRACT

El

NDICE

LISTA DE FIGURASiiiSIMBOLOGAvSIGLAS, ABREVIATURAS Y ACRNIMOSviiINTRODUCCION1OBJETIVO GENERAL5OBJETIVOS ESPECFICOS5CAPTULO 1 DESCRIPCIN GENERAL DEL PROYECTO61.2 Funcionamiento del sistema6CAPTULO 2 A72.1.72.2 Componentes72.1.1 El relevador72.1.2 El7CAPTULO 3 DISEO Y ELABORACION DEL SISTEMA DE CONTROL POR PIC93.1 A93.2 A93.2.1 A93.2.293.2.39CAPTULO 4 DISEO Y ELABORACIN DEL SISTEMA DE CONTROL POR PLC MARCA OMROM MODELO CP1H114.1 INTRODUCCION AL PLC114.2 CARACTERISTICAS DEL PLC OMRON CP1H124.3 DIMENSIONES DEL PLC OMRON CP1H134.4 ELABORACION DE DIAGRAMA ESCALERA PARA EL CONTROL POR PLC DEL ALMACEN VERTICAL AUTOMATIZADO13CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES15REFERENCIAS18ANEXO 119DIAGRAMAS DE TARJETAS DE ACONDICIONAMIENTO DE SEAL19ANEXO 220DIAGRAMAS DE TARJETAS DE POTENCIA20ANEXO 321DIAGRAMAS DE ESCALERA DEL PLC21ANEXO 422ESPECIFICACIONES DE MODELOS PLC CP1E22ANEXO 524ESPECIFICACIONES DE LOS BOTONES MARCA OMRON 16 mm24

vii

LISTA DE FIGURAS

Fig. 1. 15

Fig. 2. 17

SIMBOLOGA

SIGLAS, ABREVIATURAS Y ACRNIMOS

DGETIDireccin General de Educacin Tecnolgica Industrial

CNADCentro Nacional de Actualizacin Docente

PWMMdulo de ancho de pulso (Pulse Width Module, por sus siglas en ingls)

PLCControlador lgico programable

LEDDiodo emisor de luz (Light Emiting Diode)

Interfaz USBEs una interfaz USB de serie para la programacin y la monitorizacin, el CPUs que permiten la conexin de un mximo de dos puertos serie para la comunicacin con terminales programables o de campo

CPUsLa unidad central de procesamiento (del ingls Central Processing Unit, CPU), es el componente principal de una computadora y otros dispositivos programables, que interpreta las instrucciones contenidas en los programas y procesa los datos

CX-One

PLCs

CJ1

CJ1M

Smart Platform

C.A

C.C.O

E/SProceso de Entrada y salida

INTRODUCCION

En el presente documento se presenta el desarrollo del prototipo denominado Almacn Vertical Automatizado, el cual es uno de los 4 mdulos mecatrnicos que conforman el sistema Emulador Secuencial automatizado (ESA).

Ilustracin 1 Almacn Vertical AutomatizadoEn este mdulose almacenan productos estibados, los cuales son colocados por un robot cartesiano que detecta previamente el lugar disponible para colocar el producto en el almacn.El Almacn Vertical Automatizado est formado por dos almacenes de 12 y 9 compartimentos cada uno, un robot cartesiano, una banda transportadora de entrada y una mesa de depsito de producto.La banda transportadora tiene la funcin de trasladar el producto estibado al rea donde el robot recibir las estibas.El robot cartesiano tiene la funcin transportar y colocar las estibas en cada uno de los compartimentos de manera secuencial, as como sacarlas de la misma manera de cada casilla, transportarlas y depositarlas en la mesa de depsito.En el control se realiz mediante Controlador Lgico Programable (PLC) y mediante micro controlador (PIC). La programacin del PLC se realiz a travs de diagramas de escalera y la programacin del PIC se utiliz lenguaje C empleando el compilador PCW C compiler IDE.

Ilustracin 2 Proceso del Sistema ESA

Este trabajo est estructurado en 4 captulos, conclusiones y las recomendaciones que son necesarias para el mejor entendimiento del proyecto del Almacn Vertical Automatizado.

El captulo 1. Describe de manera general el prototipo, el diagrama de bloques del proceso y el funcionamiento de almacn vertical automatizado.El captulo 2. En la parte mecnica se enfoca en la manufacturan las piezas del mecanismo, as mismo se plasman los diseos de cada uno.El captulo 3. Est enfocado al sistema de control y describe los elementos de entrada y salida, elementos de mando, as como los diagramas de los circuitos de control y potencia.El captulo 4. Es parte de complementaria del sistema de control utilizando un PLC para la entrada y salida de las estibas, as como la ubicacin o posicionamiento de ms mismas dentro del almacn en conjunto con el PIC, realizando los programas utilizando el software CX-Programmer.

Los diferentes proyectos que se han desarrollado en este centro han sido en forma individual en diferentes generaciones pero sin llegar a una integracin modular como celda de manufactura, cada uno de ellos funcionaron solo para presentar el examen.

El problema que se ha presentado es que la celda no ha quedado al 100% funcionando ya que lo que existe de los cuatro mdulos, ninguno est funcionando o simplemente est completo tanto de la parte mecnica como de la parte de control, esto causa perdida de dinero, tiempo, recursos humanos y materiales para el CNAD y becarios que se comprometen con los proyectos.

Para dar solucin al problema planteado se y evitar que se siga suscitando, es que se realicen dos mdulos por generacin y se queden funcionando al 100% y conjuntarlos como celda de manufactura, sin que estos sufran desmantelamiento de piezas para otros proyectos y as llevarlos a exposiciones, usarlo como prototipo didctico sea apoyo para los docentes de este centro al igual que los manuales y trabajo recepcin.

Cardona Garca Liliana Alejandra Fernndez Escobedo Luis Fernando Salgado Dorantes Marco Antonio Almacn Vertical Automatizado

Introduccin

Pgina 1 | 40

Pgina 2 | 40

Pgina 3 | 40

OBJETIVO GENERALRedisear y manufacturar el almacn vertical para que realice tareas de almacenamiento de estibas de forma automtica.

OBJETIVOS ESPECFICOSrea Mecnica Disear y manufacturar los mecanismos de la Banda transportadora para la recepcin de estibas. Disear y manufacturar los mecanismos de la base deslizante del robot cartesiano.

rea de Control Disear y manufacturar las tarjetas electrnicas necesarias para acoplar los sensores, actuadores entre el PLC y el prototipo. Elaborar estrategias de control para implantarlas en el PLC para controlar las etapas de: manipulacin del proceso de recepcin, almacenamiento y entrega. Disear y manufacturar los circuitos electrnicos necesarios que permitan el control del prototipo en modo manual y modo automtico. Elaborar un sistema de monitoreo para el almacn.

CAPTULO 1 DESCRIPCIN GENERAL DEL PROYECTO

1.1 AntecedentesEl

Fig. 1. 11.2 Funcionamiento del sistema

El

Captulo 1 Descripcin general del proyecto

CAPTULO 2 A

En su parte de control, el prototipo est constituido por

Fig. 2. 1

2.1.

El

2.2 Componentes En

2.1.1 El relevador

2.1.2 El

Captulo 2 A

CAPTULO 3 DISEO Y ELABORACION DEL SISTEMA DE CONTROL POR PIC3.1 A

3.2 ALa

3.2.1 A3.2.2 3.2.3

CAPTULO 4 DISEO Y ELABORACIN DEL SISTEMA DE CONTROL POR PLC MARCA OMROM MODELO CP1H

Ilustracin 3 PLC Marca OMRON Modelo CP1H

4.1 INTRODUCCION AL PLC Se entiende por Controlador Lgico Programable (PLC), o Autmata Programable, a toda mquina electrnica, diseada para controlar en tiempo real y en medio industrial procesos secuenciales. Su fcil manejo y programacin puede ser realizada por personal elctrico o electrnico sin conocimientos informticos. Las funciones que pueden realizar son lgicas: series, paralelos, temporizaciones, cuentas, entre otras.Se le puede definir como una caja negra en la que existen unos terminales de entrada a los que se conectarn pulsadores, finales de carrera, fotoclulas, detectores, y unas terminales de salida a los que se conectarn bobinas de contactores, electrovlvulas, lmparas..., de tal forma que la actuacin de estos ltimos est en funcin de las seales de entrada que estn activadas en cada momento, segn el programa almacenado. Esto quiere decir que los elementos tradicionales como rels auxiliares, rels de enclavamiento, temporizadores, y contadores son internos. La tarea del usuario se reduce a realizar el programa o diagrama de escalera, que no es ms que la relacin entre las seales de entrada que se tienen que cumplir para activar cada salida.4.2 CARACTERISTICAS DEL PLC OMRON CP1HEquipadas con una interfaz USB de serie para la programacin y la monitorizacin, las nuevas CPUs permiten la conexin de un mximo de dos puertos serie para la comunicacin con terminales programables o de campo. Y, evidentemente, proporcionan enrutamiento de comunicaciones Smart Platform sobre varias capas de red.Con el programa CX-One se pueden crear programas que permitan al usuario crear, configurar y programar redes, PLCs, terminales programables, sistemas de control de movimiento, controladores, controladores de temperatura y sensores.La serie de CPU CP1H tiene la arquitectura en la cual los programas son compatibles para asignaciones de memoria e instrucciones y tambin admiten bloques de funcin y texto estructurado.Sus caractersticas principales son: 4 entradas de encoder de alta velocidad y 4 salidas de impulsos rpidas Alimentacin de c.a. o c.c., 24 entradas digitales y 16 salidas digitales (transistor o rel) Conjunto de instrucciones y velocidad de ejecucin compatibles con CJ1M. Ampliable con E/S inteligentes y unidades de Ias comunicaciones de CJ1. E/S analgicas incorporadas (opcionales), puertos serie RS232C y RS-422A/485 (tarjetas opcionales conectables).4.3 DIMENSIONES DEL PLC OMRON CP1H

Ilustracin 4 Dimensiones del PLC OMRON CP1H

4.4 ELABORACION DE DIAGRAMA ESCALERA PARA EL CONTROL POR PLC DEL ALMACEN VERTICAL AUTOMATIZADO

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

REFERENCIAS

Desarrollo automotriz. (s.f.). Recuperado el 3 de noviembre de 2010, de http://desarolloautomotriz.blogspot.com/2009/02/relevadores-rele-relay.htmlinstrumentacionycontrol.net. (s.f.). Recuperado el 2 de noviembre de 2010, de http://www.instrumentacionycontrol.net/es/curso-completo-de-plcs/108-capitulo-41-sensores-para-un-plc-al-detalle.htmlUniversidad de Sonora. (s.f.). Recuperado el 4 de noviembre de 2010, de http://paginas.fisica.uson.mx/horacio.munguia/aula_virtual/Cursos/Instrumentacion%20I/Documentos/Polarizacion%20Transistor.pdf

ANEXO 1DIAGRAMAS DE TARJETAS DE ACONDICIONAMIENTO DE SEAL

ANEXO 2 DIAGRAMAS DE TARJETAS DE POTENCIA

ANEXO 3DIAGRAMAS DE ESCALERA DEL PLC

ANEXO 4

ESPECIFICACIONES DE MODELOS PLC CP1E

ANEXO 5

ESPECIFICACIONES DE LOS BOTONES MARCA OMRON 16 mm