Revista

MODELAMIENTO MATEMÁTICO DE CONTROLADOR ÓPTIMO PARA MÁQUINA DE BOLIGRAFOS
MATHEMATICAL MODELING OF AN OPTIMAL CONTROLLER FOR A PEN MACHINE
Autores:
Luis Enrique Galindo Castro Alfonso Alberto Aguilera Rodríguez.** Luis Alejandro Rojas Castellar***

Resumen: En este proyecto se determinó el modelo matemático y se implementó la automatización de una máquina ensambladora de bolígrafos. Además,se realizó el diseño de un controlador PID instalando los sensores y diseñando el programa de funcionamiento de la pantalla y del PLC.
Se diseñó e implementó un controlador PID el cual se instaló en la estación de estampado en la máquina, por medio de un PLC SIEMENS referencia CPU226 y una HMI (interfaz humano máquina) marca SIEMENS referencia TP177micro mejorando el ambiente gráfico de lamáquina, producción y cableado que se encontraba en mal estado y deshabilitado para su uso, dando un apoyo a la producción y disminuyendo la pérdida de materia prima. Adicionalmente se desarrolló un sistema con un modulo de termocuplas para así controlar la temperatura que se buscó mantener constante.
Palabras clave: controlador, HMI, PLC, GRAFCET, LADDER.
Abstract: In this project, it has beenfound a mathematical model and implemented an automation process for an industrial pen machine. Also, a PID controller was designed implementing all sensors required and developing a program for real conditions in the screen and PLC.
It was designed and implemented a PID controller which was installed in the printing station of the machine using a PLC SIEMENS CPU226 and HMI (human machineinterface) SIEMENS reference chart TP177micro which improved remarkably the graphic environment of the machine as long as production and wiring, which previously were in poor condition and disabled to use, giving support to the production and decreasing the loss of raw material. In addition a system was developed as a module based on thermocouples which controlled temperature in order to keep it constant.Key Words: controller, HMI, PLC, GRAFCET, LADDER

1. Introducción
La multinacional NEWELL RUBBERMAID, requirió la automatización de una máquina ensambladora de bolígrafos Harvey, puesto que la oferta de dichos bolígrafos en la empresa es limitada para la demanda requerida. Se utilizó una máquina en desuso, la cual se automatizó y a la cual se le diseño un controlador implementándolo parael proceso de estampado con el que se suplieron las necesidades de demanda y se solucionaron las pérdidas de material por mal estampado.
Para el desarrollo de este proyecto se implementó un PLC SIEMENS de referencia S7200 y una pantalla TOUCH SCREEN de la misma marca de referencia TP177micro los cuales fueron programados con STEP7 y WINCC FLEXIBLE micro respectivamente, realizando lacomunicación entre ellos de tal manera que se lograra una interfaz adecuada con el usuario.
Durante la ejecución de este proyecto se implementó un controlador PID con el fin de manejar la temperatura de la estación de estampado. La aplicación se realizó tomando los datos teóricos del comportamiento de la estación de estampado observando su funcionamiento y con base en ellos encontrar las constantesadecuadas para así introducirlas en el asistente de PID.
Por otro lado el programa del PLC se desarrolló por medio de GRAFCET pasándolo luego a LADDER por medio de reglas generales.
2. Materiales
2.1 Sensores
Los sensores empleados son de tres tipos: inductivo, de fibra óptica y de barrera cabe anotar que el voltaje de alimentación para todos es de 24 VDC, con el fin de que su salida sea de fáciladaptación al PLC:
SENSOR INDUCTIVO: sensor telemecanique de referencia XS612B1PAM12 que permite la detección de cualquier metal.
SENSORES DE FIBRA OPTICA: Sensor telemecanique de referencia XUDA2PSML2 los cuales fueron instalados para la detección de bajo nivel de boquilla, nivel alto de barril y nivel bajo de barril.
SENSOR DE BARRERA: Estos sensores son de tipo fotoeléctrico de...