Sistema de Automatización de una Planta Industrial de
Elaboración y Embotellado de algunos Productos Líquidos
G. González Filgueira, C. A. Vidal Feal, L. C. Couce, J.A. Fraguela, J.D. Rodríguez García.
Escuela Politécnica Superior. C/Mendizábal s/n. 15403 Ferrol, Universidad de A Coruña, España.
e-mail: gerardog@udc.es, ceanvife@udc.es, lcarral@cdf.udc.es, jafraguela@udc.es, jdedios@cdf.udc.es
Resumen — La industria precisa cada vez más de
sistemas susceptibles de ser automatizados. En este articulo
se presenta un algoritmo para control de un proceso de
elaboración y embotellado de un producto líquido
mediante la utilización de Autómatas Programables
(PLC’s). Se busca no solo un control integral del proceso,
sino que además se haga de forma óptima, de modo que se
emplee el menor tiempo posible en el proceso. Se presenta
un estudio comparativo entre agua y detergente para
analizar los diferentes tiempos de llenado involucrados en
el proceso. Finalmente se utiliza un Sistema de Adquisición
de Datos (SCADA) para corroborar el correcto
funcionamiento del proceso.
Palabras clave: Automatización, Mezclado,
Simulación, Autómatas Programables.
Control,
I. INTRODUCCIÓN
Hoy en día las Plantas de fabricación no sólo se
dedican a manufacturar productos, sino también se
encuentran en un régimen de competencia económica
entre sí. En un sistema de control se busca un diseño de
la planta con una mayor perspectiva de futuro. Como
consecuencia se deben optimizar factores como el
aumento de los ingresos, la disminución del coste de
fabricación y del tiempo procesado para fabricar el
producto. Sin embargo, todavía muchos de estos
procesos se realizan a mano. Así, en este último caso,
los trabajadores son los encargados de realizar estas
tareas y controlar todo el proceso [1]. Hoy en día
aparecen nuevas situaciones donde es necesario realizar
algunas tareas que requieren ineludiblemente control.
Para esto se debe definir una estrategia, diseñar un
esquema del control, aplicarlo y realizar refinamientos
sucesivos. Además, cada vez más se precisan
aplicaciones con un diseño de control avanzado del
proceso (APC: Advanced Process Control) para el
ajuste de la producción en una planta industrial.
En este trabajo se presenta un sistema particular de
proceso de control consistente en el llenado, mezclado y
embotellado de productos líquidos. En concreto se trata
de automatizar una planta de detergente. El objetivo es
mostrar cómo el proceso de control puede mejorar las
operaciones y la rentabilidad de la planta [2]. Además,
se deben considerar otros objetivos como el impacto
final en la producción. Como consecuencia, las
necesidades de un sistema de control implican un
tratamiento informativo por parte de la dirección, lo que
contribuye a encontrar el objetivo operacional de
funcionamiento de la planta [4].
El proceso de control se divide en dos partes: la
elaboración del detergente y el embotellado del mismo.
La elaboración de detergente se realizará mediante la
mezcla de dos productos que están en sendos tanques
con agua. Una vez finalizado el proceso de mezcla se
procederá al embotellado del mismo. El proceso
mezclado requiere un control absoluto sobre ciertas
variables críticas: el control del nivel de llenado de los
depósitos [3], el control de temperatura de líquidos, el
control de mezcla, el control de Ph, etc.
La implementación del sistema de control tendrá dos
aspectos fundamentales: el hardware y el software
utilizado. Se busca un sistema que sea abierto, de uso
general que mediante programación pueda cumplir los
requisitos necesarios para poder controlar los sistemas
de llenado y mezclado con la fiabilidad exigida en cada
campo industrial.
II. MÉTODO EMPLEADO
En este sentido se han propuesto varios métodos:
sistemas de control basados en dispositivos mecánicos,
hasta sistemas de control totalmente integrados. Entre
ambos se encuentran los sistemas basados en circuitos
microcontroladores desarrollados por cada fabricante de
sistemas para control exclusivo y regulación de sus
propios dispositivos de mezclas. Sin embargo, estos
métodos son demasiado concretos para cada aplicación.
Se precisa un método para el diseño de cualesquiera
aplicaciones para el control de una planta industrial. En
la Fig. 1 se propone un método general.
Máquina or
Proceso
Actuador
Sensores
Automatismo
Fig. 1. Interacción entre un automatismo y el sistema
cableado.
El automatismo se puede implementar con diferentes
tecnologías:
a)
Lógica cableada. En este caso existen dos
posibilidades principales, por medios
eléctricos o electrónicos.
b)
Programación lógica: La electrónica hace uso
de los microcontroladores y los Autómatas
Programables.
La arquitectura de un PLC se basa en un
microprocesador especializado que realiza las funciones
de control de muchos tipos y niveles de complejidad. El
programa de usuario es almacenado en su memoria para
el control del proceso. Los PLC’s son flexibles a fin de
que el mismo modelo de PLC se pueda utilizar en
diferentes plantas o procesos. La implementación de
cambios y la corrección de los errores se realiza de un
modo sencillo: se puede cambiar el programa o las
conexiones de cableado entre el PLC y la planta a
controlar. Como resultado, los gastos de mantenimiento
del sistema de control son bajos y el tiempo de
inactividad del sistema es mínimo. Además un control
basado en PLC puede ser simulado y evaluado en una
oficina o laboratorio. Esto supone la posibilidad de
comprobar la ejecución del proceso. La programación
de PLC se puede realizar en Lenguaje de contactos
(similar al esquema de un circuito eléctrico con relés)
por un electricista o técnico (cuando no es una tarea
compleja de automatización).
Además, con estos dispositivos, se puede utilizar
herramientas diseñadas para abordar el problema de
automatización de muchos proyectos con diferentes
PLC’s, HMI’S, y sistemas SCADA, cada uno dedicado
a una tarea particular dentro del proyecto global y cada
una con su propio bloque de código. De esta manera, un
sistema SCADA proporciona el área gráfica en la que
están situados los componentes del proyecto de la
planta. Existe una relación entre los diferentes
elementos del sistema de control SCADA y el trabajo
que realizan dentro del sistema. Por lo tanto, se
garantiza el objetivo de funcionamiento de la planta. En
este proceso, se considera un PLC como elemento de
control adecuado para poder reprogramar los cambios
cuando las condiciones en la planta así lo requieran,
por ejemplo, el tipo de líquidos embotellados.
b) El proceso de limpieza del tanque mezclador.
El proceso de producción se inicia mediante un pulsador
de marcha (comprobando si existe alarma de nivel bajo
de componente A o B) realizando un ciclo completo y
solo se detiene activando el pulsador de paro de
emergencia o con el salto de algún térmico de los
motores en sus respectivas etapas. Una vez puesto en
marcha, se van ejecutando las etapas del proceso:
1ª. La elaboración: la composición del detergente
son dos líquidos (A y B) mezclados con agua. Los
componentes A y B están contenidos en dos depósitos
independientes y su salida es controlada por una
electroválvula 2/2 vías normalmente cerrada. Estos
componentes son enviados por gravedad al depósito de
mezclado. La cantidad a dosificar de cada líquido viene
dada por una consigna de tiempo. El proceso de
elaboración comienza con el vertido de los dos
componentes al tanque de mezclado, el componente A
se vierte durante 15 segundos y el componente B
durante 25 segundos. Una vez finalizado este proceso se
comienza el agitado y se llena el tanque hasta el nivel
superior con agua. Para finalizar se agita durante un
minuto y se deja reposar durante dos minutos.
En la siguiente etapa, el paso de la elaboración al
proceso de embotellado, se activa una alarma que da
aviso de que se va comenzar el embotellado.
2ª. El embotellado: comienza con la finalización de
la etapa de elaboración. Consta de una cinta
transportadora accionada por un motor trifásico con
arranque directo, en la cual se colocan los botes vacíos
de detergente. La cinta acerca los botes a la salida del
tanque de mezclado, al llegar a la zona de llenado un
interruptor de posición mecánico detecta la presencia de
bote, detiene la cinta y se abre la válvula de llenado y
comienza el llenado del bote. Un detector fotoeléctrico
detecta el llenado del bote, cierra la válvula de llenado y
comienza de nuevo el funcionamiento de la cinta. Este
proceso se repite cíclicamente hasta que el medidor de
nivel inferior del tanque de mezclado se active, lo cual
indica que se ha terminado el detergente para
embotellar.
III. DESCRIPCIÓN PLANTA PROCESO A
CONTROLAR
El objetivo de Automatización de la planta es una
planta industrial que se dedica a la fabricación de
detergentes industriales y de embotellado. La planta,
objeto de estudio, se muestra en la Fig. 2. El proceso
de control se divide en dos partes:
a) El proceso de producción que contiene tres
etapas:
elaboración,
embotellado
y
taponado/etiquetado.
Fig. 2. Proceso de Control de planta dedicado a la producción y
embotellado de detergente industrial.
3ª. El etiquetado/taponado: comienza poco después
del embotellado. Consta de una cinta transportadora,
accionada por un motor trifásico con arranque directo,
que es la encargada de llevar los botes llenos a la zona
de taponado/etiquetado. Un interruptor de posición
mecánico detecta la presencia de un bote en la zona de
taponado/etiquetado, detiene la cinta transportadora y
activa el taponado y el etiquetado (duran un segundo).
Después de acabar el proceso activa de nuevo la cinta.
Esta etapa se repite hasta que durante un tiempo de
veinte segundos consecutivos un sensor activado a bajo
nivel (IPM) no detecte presencia de bote.
El proceso de limpieza arranca mediante un pulsador
de marcha independiente. Una vez arrancado el proceso
de limpieza se llena y se vacía el tanque de mezclado
con agua y se agita durante todo el proceso. Para el
llenado se abre las electroválvulas del agua y para el
vaciado se abre las electroválvulas de vaciado la cual
conduce el líquido a una depuradora que lo trata. Sólo
se detiene por disparo térmico del motor del agitador.
Además, por razones de seguridad, se programa el
autómata para que después de una parada de emergencia
el sistema se reinicie con la pulsación durante más de
cinco segundos de alguno de los pulsadores de marcha.
IV. ALGORÍTMO PARA ELABORACIÓN Y
EMBOTELLAMIENTO DEL PROCESO DE
CONTROL INDUSTRIAL.
Habitualmente para cada proceso de planta a
controlar se escoge un modelo de autómata
programable. La elección de la capacidad de un
determinado autómata viene dada en función del
número de sensores y actuadores que debe controlar.
Pero a nivel de aplicación industrial de lo que se trata es
de programar algoritmos para cualquier equipo de
control comercial y que además pueda ser fácilmente
moldeable para poder ser adaptado a las necesidades
particulares de cada cliente y también de fácil
adaptación a los lenguajes de programación de cada
fabricante de PLC’s.
En este caso el algoritmo empleado para el proceso
de control se implementó en un autómata de gama
media baja de Siemens: S7-224.
Una vez descritas las especificaciones de la planta se
procede a realizar una programación del mismo con
diseño descendente “top-down”. El programa realizará
un ciclo completo (salvo que se dispare alguna de las
alarmas presentes en el proceso) y esperará nueva orden
para repetir el ciclo. Finalmente el sistema espera una
nueva orden para repetir el ciclo. El PLC se programa
para que después de una parada de emergencia, el
sistema pueda ser reinicializado cuando se pulsa un
pulsador de arranque durante más de 5 segundos. La
Fig. 3 muestra el diagrama de flujo utilizado para la
ejecución del proceso de control. El diagrama de
bloques del proceso aparece esquematizado en la Fig. 3.
Diagrama de flujo
Puesta en marcha de la
limpieza
Puesta en marcha de la
elaboración
Comprobación de los
niveles de los depósitos
superiores
Vertido y agitado de agua
Llenado de los
depósitos
superiores
Vertido de los líquidos
AyB
Vertido del agua y
agitado de la mezcla
Vaciado del deposito
Proceso de
embotellado
Proceso de taponado
y etiquetado
Fig. 3. Diagrama de Bloques del proceso entero.
La Tabla I contiene la descripción de las variables
utilizadas en el programa. El algoritmo se implementa
siguiendo la estructura del programa. El programa se
implementa mediante la aplicación de subrutinas para
cada una de las actividades que se desempeñan.
De este modo el programa se compone de: OB1
(módulo programa principal), SBR0 (mezclado de
detergente), SBR1 (llenado de los botes), SBR2
(taponado y etiquetado de los botes), SBR3 (Limpieza
del tanque principal), SBR4 (disparo térmico de los
motores de las cintas transportadoras), SBR5 (disparo
térmico del motor del agitador), SBR6 (parada de
emergencia).
Debido a que resulta necesario disponer de un
algoritmo lo más abierto posible para poder ser
implementado en diferentes PLC’s en función de las
necesidades de los clientes y las capacidades del
TABLA I. Variables del programa
ENTRADAS
FUNCIÓN
SALIDAS
I0.0
Pulsador de marcha
Q0.0
I0.1
Pulsador de paro
Q0.1
I0.2
Q0.2
I1.1
Detector de nivel del deposito
A
Detector de nivel del deposito
B
Detector de nivel alto del
deposito grande
Detector de nivel bajo del
deposito grande
Detector de presencia de bote
en zona de llenado
Célula fotoeléctrica de nivel de
llenado del bote
Detector de presencia de bote
en zona de taponado/etiquetado
Térmico del motor del agitador
I1.2
Térmico del motor de la cinta 1
Q2.0
I1.3
Térmico del motor de la cinta 2
Q2.1
I1.4
Pulsador de marcha de la
limpieza
Q2.2
I0.3
I0.4
I0.5
I0.6
I0.7
I1.0
Q0.3
Q0.4
Q0.5
Q0.6
FUNCIÓN
Electroválvula del
agua
Electroválvula del
líquido A
Electroválvula del
líquido B
Alarma de nivel bajo
del deposito A
Alarma de nivel bajo
del deposito B
Motor del agitador
Q0.7
Alarma de paso a
embotellado
Motor de la cinta 1
Q1.0
Motor de la cinta 2
Q1.1
Electroválvula de
llenado de los bidones
Alarma de disparo
térmico del motor del
agitador
Alarma de disparo
térmico del motor de
la cinta 1
Alarma de disparo
térmico del motor de
la cinta 2
Taponadora
Etiquetadora
Electroválvula de
limpieza
Alarma paro de
emergencia
Q2.3
Q2.4
Q2.5
Q2.6
sistema, el GRAFCET de primer nivel se basa en el
diagrama de Flujo de la Fig. 3 y el GRAFCET de
segundo nivel refleja el lenguaje del PLC particular en
el que va a ser programado el algoritmo (Fig. 4).
Grafcet programa principal
vo =
(2)
1+ k
La ecuación que describe el tiempo de llenado de un
bote en función de la altura alcanzada por la mezcla en
el depósito es [3]:
I0.0 y n10.2 y nI0.3 y nM0.4
y nM0.7
SM0.0
M0.0 y nM0.2 y
nM0.7
∆T =
SM0.6
M0.6
SBR_0
M0.1 o M0.2 y
nM0.7
I0.2
SBR_5
Q0.6
M0.2 o M0.3 y
nM0.7
Q1.1
SM0.5
M0.5
SBR_2
I1.4 y nM0.0 y nM0.1
y nM0.2 y nM0.3
SBR_4
I0.1
SM0.4
M0.4 y nM0.7
SM0.7
M0.7
SBR_3
Q0.3 y nI1.1
SBR_6
Fig. 4. Grafcet Programa Principal.
V. RESULTADOS
En cualquier proceso de control industrial que se
precie es importante mejorar la eficiencia para conseguir
una mejora en los resultados. En este caso la rapidez
con la que se desarrolle el proceso en condiciones
normales resulta fundamental para conseguir mejores
resultados en la productividad. El proceso se ha dividido
en etapas que establecen un conjunto de tiempos
parciales El tiempo total del proceso es la suma de estos
tiempos parciales de cada etapa. En este sistema, el
principal parámetro que condiciona la velocidad de sus
componentes (cinta trasportadora, etiquetadora,
taponadora) es el tiempo de llenado de los bidones de
detergente. Se procede a analizar dicho tiempo, cuando
el proceso de llenado se realiza por gravedad.
Para procesos de llenado y vaciado de líquidos en
depósitos se aplica la ecuación de Bernoulli entre la
superficie de líquido en el depósito (d) y en el orificio
(o). Se considera también un término de perdidas debido
a los efectos, nada despreciables, de la válvula [3] :
pd
γ
2
+
vd
2g
+ Zd =
pO
γ
2
+
vO
2g
2
+ Zo + k
vO
2g
Vb
1+ k
So
2 gh
(3)
siendo:
∆T: el tiempo de llenado de cada bote.
Vb: Volumen del bote.
S0: superficie de la válvula de salida.
k: constante de pérdidas en la válvula.
g: constante de la aceleración de la gravedad (9,8 m2/sg)
h: altura instantánea disponible.
La ecuación (3) se puede generalizar en función de
la altura máxima de fluido disponible (H) y la
consumida (∆h):
I0.3
Q0.7 y nI1.2 o
Q1.0 y nI1.3
SBR_1
2 gh
(1)
donde:
Pd: Presión en la superficie del depósito.
Vd: Velocidad en la superficie del deposito.
Zd: Altura de en la superficie del deposito.
Po: Presión en el orificio de salida
Vo: Velocidad en el orificio de salida.
Zo: Altura del orificio de salida.
γ: peso especifico del fluido.
g: gravedad.
Imponiendo las condiciones iniciales habituales en
depósitos (Pd = Po y Vd ≈ 0), la velocidad en el orificio
resulta:
∆Tn =
Vb 1 + k
(4)
S o 2 g ( H − ∆h )
Dado que el caudal inicial que entra en el depósito 2,
Q0, es el mismo que el que sale Qd,, la variación de
altura ∆h en función del número de bidones llenados es:
V
(5)
∆h = n b
Sd
donde:
n : número de bidones.
Vb: Volumen del bote.
Sd: Sección del depósito.
Finalmente el tiempo para llenar n bidones como
resultado de sustituir la ecuación (5) en (4) se expresa
del siguiente modo:
∆Tn =
Vb 1 + k
(6)

Vb 

S o 2 g  H − n
S d 

expresión que proporciona el tiempo necesario para
llenar n bidones en forma discreta. La constante de
perdidas k es la suma de dos coeficientes, ka perdidas en
los accesorios como válvulas y perdidas de fricción kf.
En la planta propuesta ka varía entre 0,5 y 1. El valor de
kf= f.(L/D) se puede calcular para flujos laminares como:
k f = 64 ⋅ µ
L
ν ⋅ D2
(7)
donde: f es el coeficiente de fricción, µ es la viscosidad
cinemática, L es la longitud del tubo, D el diámetro y v
la velocidad.
En la Tabla II se muestran los resultados de una
simulación numérica para un dato concreto de Volumen
Vb =50 l, radio del orificio Ro= 2cm (So = 0,00125664
m2), radio del Depósito Rd 1m (Sd = 3,14 m2), H = 3 m y
coeficiente de perdidas ka = 0,75 (varía mucho con el
TABLA II
TIEMPOS DE LLENADO EN FUNCIÓN DEL NÚMERO DE BIDONES
Y DEL NIVEL DEL DEPÓSITO. PARÁMERO L
L=0,5m
Agua
Número Nivel Velocida
bidones Depósito
d
Detergente
Tiempo Velocida
LLenado
d
Kf
Tiempo
LLenado
Kf
1
99,5%
5,78
0,00
6,89
5,78
0,07
7,02
50
73,5%
4,97
0,00
8,02
4,86
0,08
8,19
100
46,9%
3,97
0,01
10,04
3,87
0,10
10,31
150
20,4%
2,61
0,01
15,24
2,52
0,16
15,88
185
1,8%
0,78
0,03
51,47
0,71
0,56
58,74
L=1,5m
Agua
Nivel
Número Depósi Velocida
bidones
to
d
Detergente
Tiempo
de
Velocida
LLenado
d
Kf
1
99,5%
5,78
0,00
Kf
Tiempo
LLenado
7,02
6,89
5,78
0,07
50
73,5%
4,95
0,01
8,04
4,65
0,26
8,58
100
46,9%
3,96
0,02
10,06
3,66
0,33
10,92
150
20,4%
2,60
0,02
15,30
2,33
0,51
17,29
185
1,8%
0,77
0,08
52,22
0,60
2,00
74,82
TIEMPO DE LLENADO (s)
tipo de válvula) y L=0,5m. En este caso se compara el
proceso cuando se realiza con agua y cuando se realiza
con detergente. Las diferentes viscosidades cinemáticas
establecen la diferencia en la velocidad de llenado y
sobre todo en los tiempos de llenado. Para comprobar la
eficiencia del sistema se presenta la variación del tiempo
de llenado en función del número de bidones tomando
como parámetro la longitud del tubo L para 0,5m y 1,5m
respectivamente para dos líquidos, agua y detergente. Se
observa que las perdidas por fricción, kf, no son
significativas hasta que se han procesado 100 botes en
el caso del agua. En el caso del detergente empieza a ser
significativo con 50 botes.
La Fig. 5a) muestra el tiempo de llenado para tres
líquidos, agua, detergente y pintura en función del
número de latas. Se observa que el proceso pierde
a) TIEMPO DE LLENADO (s) / NÚMERO DE BOTES
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Agua (v:1E-6)
Detergente (v:2E-5)
Pintura (v:1E-4)
0
25
50
75
100
125
150
175
eficiencia a partir de los 150 botes puesto que el sistema
de llenado y mezcla no es capaz de responder con la
suficiente rapidez para llenar los botes y proceder a su
taponado. Se concluye que los tiempos de llenado
aumentan conforme aumenta k. Además se destaca el
límite del proceso en 185 botes en los que el tiempo de
llenado se dispara. Esto es debido a la escasa cantidad
de líquido que queda en el depósito de la mezcla para
poder llenar un bote.
La Fig. 5b) muestra el tiempo de llenado en función
del porcentaje de ocupación del depósito para los tres
líquidos, agua, detergente y pintura tomando como
parámetro el factor de perdidas k. A partir de un
porcentaje inferior al 20% de ocupación del nivel del
depósito el tiempo de llenado se dispara de modo
exponencial. Del resultado se concluye que para
líquidos con mayor viscosidad los tiempos de llenado
son mayores para el mismo porcentaje del nivel de
depósito.
Finalmente se precisa establecer una simulación de
la planta para comprobar la correcta ejecución del
sistema. En la Fig. 6 se muestra un sistema SCADA.
Entre las aplicaciones de un SCADA se encuentran las
operaciones lógicas y matemáticas programadas en
proceso de control de la planta. Entre otras aplicaciones
el sistema SCADA permite la simulación del proceso,
para la comparación entre la situación real y la deseada.
Respecto a la optimización de tiempo total del
proceso global, proceso de producción y proceso de
limpieza, la parte más crítica corresponde al proceso de
producción. Se analizan los resultados de los tiempos
del proceso de producción por medio de un analizador
digital integrado en el sistema SCADA. La figura 7
muestra los resultados del tiempo total del proceso
desde que se activan los sensores en el proceso de
elaboración, embotellado, etiquetado y taponado. El
proceso de llenado y mezclado comienza cuando se
activa el pulsador de marcha I0.0. El llenado de tanque
C (depósito grande) comienza 1 segundo después
(sensor de nivel bajo del depósito C, I0.5) desde el
inicio del proceso y dura 39 segundos. Esta duración
corresponde con el detector de nivel alto del depósito
(I0.4). El tanque permanece completamente lleno 35
segundos (I0.4). El primer bote comienza a llenarse 7
200
NÚMERO DE BOTES
b) TIEMPO DE LLENADO (s) / NIVEL DE DEPÓSITO (%)
TIEMPO DE LLENADO (s)
100
90
Agua (v:1E-6)
80
Detergente (ν:2E-5)
70
Pintura (v:1E-4)
60
50
40
30
20
10
0
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
NIVEL DE DEPÓSITO (%)
Fig. 5. Tiempo de llenado del número de bidones que el
sistema puede procesar.
Fig. 6. Control del proceso por medio de un SCADA.
constante, sería utilizar una válvula alimentada por
bomba.
Se podría realizar un estudio teniendo en cuenta
variaciones de viscosidad en la mezcla final en función
del calor aplicado. El problema resulta de interés puesto
que el comportamiento de la viscosidad supone la
perdida de capacidad de muchos sistemas de control de
procesos de fluidos.
Fig. 7. Resultados de Simulación del proceso con el
analizador Digital.
segundos desde el comienzo del proceso. El proceso de
llenado de cada bote dura 9 segundos en régimen
permanente (I0.6). Estos resultados concuerdan con el
estudio realizado. El proceso de etiquetado y taponado
en el primer bote se realiza al mismo tiempo que el
proceso de llenado de un segundo bote: dura 9 segundos
y finaliza al mismo tiempo que el segundo bote acaba de
rellenarse (finalización de I1.0 al mismo tiempo que
I0.7). Las electroválvulas del agua y el motor del
agitador se activan 15 segundos después del origen del
proceso durante 25 y 44.5 segundos respectivamente.
Finalmente el proceso de empaquetado se inicia 51.5
segundos desde el comienzo del proceso de agitación.
El proceso completo de elaboración de un bote emplea
77.5 segundos.
A raíz de los resultados expuestos la solución
adoptada en el programa de automatización se presenta
como correcta en tanto que la velocidad de los botes que
se introducen en la planta sea regular cada 22.5
segundos. De otro modo se regula automáticamente la
velocidad de la cinta transportadora gracias al empleo
de un sensor de posición que indica cuando un bote se
halla en disposición de ser llenado con la mezcla. Esto
se debe a que el sistema de llenado y vaciado por
gravedad no garantiza un caudal constante. Una
segunda posible solución, para garantizar un caudal
VI. CONCLUSIONES
En este artículo se ha presentado una simulación de
un proceso de control automático de un sistema de
elaboración, llenado, mezclado y taponado en una
planta de detergente industrial utilizando el PLC como
elemento de control y un sistema SCADA como
software de supervisión. En procesos de control
industrial como el descrito resulta útil comprobar que la
programación de un algoritmo como el expuesto permite
ganar en independencia respecto al PLC sobre el que
finalmente se va a implementar. El diseño de control
eficiente se ha logrado en varios sentidos. Por una parte
se ha incrementado la productividad decreciendo el
número de botes defectuosos y optimizando los tiempos
de elaboración, mezclado y taponado. Por otra parte la
capacidad de confort se incrementa en el sentido de que
el funcionamiento normal de la planta se hace de modo
automático y además se abre paso a una detección
rápida de las averías y de botes defectuosos en el
sistema. Este método se muestra útil y adecuado para
cualquier proceso industrial en la que exista una línea de
producción de cualquier producto líquido. La firma que
introduzca el presente método se beneficiará de
disponer de un sistema capaz de adaptarse a las
peculiaridades de su producto con un coste razonable.
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo ha sido parcialmente financiado por la
Xunta de Galicia con referencia 07DPI033E.
REFERENCIAS
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
Hans H. Eder, “Management and process control: a
permanently open loop?,” Control Engineering Europe,
Control, Instrumentation and Automation in the Process
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