Automatizacion de un proceso de galvanizacion

859 views
720 views

Published on

0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
859
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
6
Actions
Shares
0
Downloads
28
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Automatizacion de un proceso de galvanizacion

  1. 1. PROYECTO DE AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL: AUTOMATIZACIÓN DE UN PROCESO DE GALVANIZACIÓN Y FABRICACIONProgramación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 1
  2. 2. Programación mediante Step 7 de la gestión de un proceso de galvanización.Índice:1.1 Descripción general de un proceso de galvanización.1.1.1 Introducción1.1.2 Etapas del proceso1.2 Consideraciones para la programación 1.2.1. Introducción 1.2.2. Chequeo 1.2.3. Galvanización 1.2.4. Emergencia 1.2.5. Parada normal 1.2.6. Ejecución/simulación1.3 GRAFCETS del sistema de control 1.3.1. Función “Chequeo” FC1 1.3.2. Función “Gestion_chequeo” FC2 1.3.3. Función “Grua” FC3 1.3.4. Función “Gestion_galvanizacion” FC4 1.3.5. Función “Emergencia” FC5 1.3.6. Función “Gestion_emergencia” FC6 1.3.7. Función “Parada” FC7 1.3.8. GRAFCET de Producción1.4 Celda de carga1.5 Esquema de la situación de los sensores de presencia1.6 Paneles de control y señales luminosas1.7 . Guía GEMMA del proceso.1.8 Código fuente y tabla de símbolos.1.9 Bibliografía1.1 Descripción general de un proceso de galvanización1.1.1. IntroducciónLa galvanización de metales es un proceso por el cual se recubre la superficie de estoscon una capa de Zinc para proveer al metal de resistencia a la corrosión y oxidación, loque supone una mayor vida útil del ítem galvanizado. La adicción de Zinc en lasuperficie del acero supone la formación en esta zona de tres capas formadas por unaaleación Zinc-Hierro en distintas proporciones. En la siguiente imagen se muestra unamicrografía de un corte de recubrimiento obtenido por galvanización en caliente.Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 2
  3. 3. El espesor de estos recubrimientos depende del grosor y de la composición del acerobase, pudiendo estar comprendidos entre 45 μ m, en el caso de piezas de acero conespesor inferior a 1.5 mm, hasta más de 200 μm en elementos de acero de espesorgrueso (mayor o igual a 6.0 mm).La Norma UNE EN ISO 1461 especifica las propiedades generales y los métodos deensayo de este tipo de recubrimientos galvanizados en caliente. En ella se establecenasimismo los espesores mínimos permitidos a estos recubrimientos en función delespesor del acero base de las piezas.La norma española que define los recubrimientos galvanizados sobre este tipo de piezases la UNE 37-507.La galvanización se suele llevar a cabo por inmersión (también denominadagalvanización al fuego) del ítem a galvanizar en diversas cubas cuyo contenido tienedistintas funciones o confiere propiedades determinadas al acero. Las sucesivasinmersiones se realizan mediante un puente grúa que mueve el ítem entre las distintascubas1.1.2. Etapas del procesoSi bien hay diversas formas de galvanizar aceros, para nuestro estudio hemos elegido unproceso de galvanización que consta de las siguientes fasesDesengrase:Esta es la etapa de preparación en la que se somete a las piezas a un primer baño delimpieza realizado con un desengrasante, permitiendo así la eliminación de aceitesquemados, grasas, cascarillas y oxidación gruesa que pueda traer la pieza fruto de suproceso de fabricación. No todas las piezas pasan por este proceso sino solamenteaquellas que el operador ha estimado necesario que sufran desengrase durante larecepción. La forma de inmersión será libre, sin ningún tipo de amarre. Las piezassumergidas se conservan a lo largo del proceso en la zona húmeda.Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 3
  4. 4. Primer enjuague:Una vez finalizados los procesos anteriores es necesaria la eliminación de cualquierimpureza presente después del desengrase mediante inmersión en agua. Se sumergirántodas las piezas sin importar si sufrieron desengrase o no para prepararlas para elsiguiente baño sin que existan agentes que lo afecten.Decapado:Se realiza con ácido cloro nitroso, también llamada agua regia o fuerteHNO3 + 3HCl = 3Cl + NO + 2H2O3Cl + Au = AuCl3Cl3Au + ClH = [AuCl4] + H+que ataca las capas de óxido del material. El tiempo de inmersión depende de la acidezdel baño y el estado de la pieza. Mediante este proceso obtenemos piezas libres deimpurezas superficiales. Junto con el ácido se incluye un inhibidor que reducirá lafuerza del ataque en las piezas para protegerlas así como a los operarios implicados.Igualmente a los procesos anteriores y debido al tamaño de las piezas la inmersión eslibre, en cubas. Las impurezas presentes se retirarán con unos cepillos de alambre.Segundo enjuague:Consiste en la inmersión nuevamente en agua para retirar las partículas de ácidopresentes en la superficie de la pieza preparándola para la siguiente etapa. El efecto delagua sobre la superficie evita la oxidación de estas y permanecerán, por tanto, en lacuba hasta que vayan a ser galvanizadas pues de lo contrario presentarían impurezas. Elagua debe estar fresca, sin presencia de partículas de óxido y por lo tanto el cambio delbaño se realizará de forma periódica.Baño de flux:Se realiza con una combinación de Cloruro de Amonio y de Zinc disueltos en agua paralograr así la adherencia metalúrgica del recubrimiento de Zinc. Las sales presentes eneste baño se precipitan y por lo tanto es necesario mezclarlas para obtener un bañohomogéneo y uniforme. Durante esta etapa las piezas grandes, como en el caso que nosocupa, son amarradas en gancheras especiales para favorecer la fluencia del Zinc, a lascubas.Precalentamiento o secado:Se realiza usando el calor generado por la chimenea del horno donde se encuentra lacuba. Las piezas se exponen a este calor para así lograr que el agua presente en ellas seevapore y solo queden recubiertas con la sal en estado sólido. Este proceso es necesariopara evitar explosiones de Zn generadas por el contacto húmedo con el Zn atemperaturas de 450 ºC o superiores. Mediante tiempos estándar predefinidos para estaoperación así como a la inspección se sabrá el momento de realizar la inmersión.Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 4
  5. 5. Debido al tamaño de las piezas no es necesario de consideraciones especiales como enaquellas de muy gran tamaño que requieren un montaje especial en burros lo más cercaposible a la chimenea para lograr el calentamiento de éstas.El control de la temperatura del horno viene incorporado dentro del mismo horno,puesto que tiene que mantener una temperatura homogenea. Para controlar latemperatura, el horno dispone de una serie de sensores, los termómetros de infrarrojosAG TempCheck PLUS de FIS, ya que al basarse en el espectro de la radiación puedencontrolar con gran precisión un amplio rango de temperaturasGalvanizado en caliente:Consiste en sumergir las piezas preparadas con anterioridad en un baño de Zn a 450grados, con el fin de lograr la adherencia del Zn en la superficie de la pieza a través deun intercambio químico. El tiempo de inmersión depende del espesor de la pieza y elfinal deseado para el recubrimiento así como de exigencias de la normativa (ASTMA123-ASTM A153). Los tiempos predefinidos más comunes se encuentran definidos.Enfriamiento:Posterior al galvanizado las piezas colgadas de las gancheras se mueven para retirarexcesos de Zn evitando goteras fruto de la evacuación del mismo a lo largo de la pieza.Una vez retirados los excesos las piezas se sumergen en un tanque con agua y se retiraninmediatamente provocando un enfriamiento y templado del material y por ende lasolidificación del Zinc.1.2. Consideraciones para la programación1.2.1. Introducción.A la hora de definir las condiciones que ha de cumplir el proceso se han tenido encuenta preferentemente los requisitos mínimos exigidos en la asignatura deautomatización Industrial para la realización de este estudio. Se ha intentado simular unproceso lo mas parecido posible a la realidad. No obstante existen ciertas cuestiones,como por ejemplo la posibilidad de seguir galvanizando piezas que se han quedado enmitad del proceso (tras una emergencia) o aumentar el número de ítems galvanizadosmediante la inclusión de más puentes grúa, que se han obviado.Para la simulación de nuestro sistema se han tenido en cuenta las siguientes cuestionesrelativas al proceso: - Existe un puesto controlado por operarios, ubicado en el lugar adecuado para la correcta visualización de todo el proceso y las señales luminosas, que gestiona la totalidad del proceso. - El sistema siempre funciona de modo semiautomático ya que es necesario colocar y retirar el ítem galvanizado del puente grúa en cada cicloEn cuanto a la implementación del control con Step 7, se ha dividido el proceso encuatro partes que son expuestas en los puntos 1.2.2, 1.2.3, 1.2.4 y 1.2.5.Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 5
  6. 6. 1.2.2. Chequeo.El sistema antes de comenzar el proceso de galvanización propiamente dicho(movimiento del puente grúa) realiza cuatro comprobaciones: * Chequeo del volumen de decapante * Chequeo del volumen de zinc * Temperatura del decapante * Temperatura del zincEn las cubas de decapante y zinc se instala un sensor de temperatura y otro de volumen.Estos funcionan por lógica que podríamos denominar negativa, es decir, emitencontinuamente una señal al PLC si la temperatura o volumen son los correctos. Si losvalores de temperatura y volumen reinantes en las cubas no son los adecuados, el sensorno emite señal alguna.El sistema comienza por tanto chequeando el estado de estos sensores (este chequeo seha implementado en GRAFCET mediante una divergencia AND ya que son procesossimultáneos). Se ha fijado que esta revisión se lleve a cabo cada diez ciclos degalvanizado (valor que es gestionado por un contador del PLC).Si los sensores no emiten señal durante el chequeo, se activaran los actuadotespertinentes para solucionar el problema. Estos actuadotes son:* Resistencia eléctrica. Calentamiento del zinc y del decapante* Bomba de paletas. Relleno de las cubas de zinc y decapante hasta alcanzar el volumenrequerido. Es importante señalar que el relleno de las cubas se lleva a cabo mediantebombas y no de modo manual debido a la peligrosidad de los líquidos en cuestión, enespecial el decapante, y para estar en consonancia con lo dispuesto en la Directiva deSeguridad de Maquinas 98/37 CE, apartado 1.1.3.El sistema detecta cuando es necesario realizar un chequeo (cada 10 ciclos o en elarranque) y lo indicara mediante una señal luminosa "luz_iniciar_chequeo" (esta luztambién se encenderá al iniciar el sistema). Para dar comienzo al chequeo el operariodebe pulsar el botón “P_chk” que se activa por flanco de subida. Una vez pulsado seencenderá una señal luminosa que indica que el chequeo esta en curso"luz_chequeo_en_curso". En este punto se chequearan los distintos sensores citadosanteriormente.El sistema dispone de un control por tiempo para la ejecución del chequeo. Se ha fijadoun tiempo de 15s (en aras de una simulación factible). Si el chequeo ha terminado de unmodo correcto, es decir, si los parámetros de volumen y temperatura son idóneos (todoslos sensores emiten señal) y no han pasado los 15s, se dará comienzo a la fase degalvanización. Si por el contrario han pasado los 15s y al menos uno de los sensores noemite señal, no se podrá iniciar el procesos de galvanización, se encenderá una señalluminosa que indique este hecho "luz_chequeo_no_ok" y se deberá pulsar el botón"P_chk_back" tras lo cual el sistema vuelve al estado inicial antes del chequeo (por lotanto habrá que realizar un nuevo chequeo pulsando “P_chk”Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 6
  7. 7. Durante el chequeo, los sensores que no emiten señal tienen asignados luces queindicaran que algún problema ha acaecido en esta zona. Si el tiempo de chequeo expiray existe algún parámetro sin ajustar correctamente, se encenderá la luz asociada a dichoparámetro. Hay, por tanto, cuatro luces para este fin: LUZ_TEM_DEC,LUZ_TEM_ZN, LUZ_VOL_DEC, LUZ_VOL_ZN.Todas las señales luminosas son fácilmente distinguibles desde el puesto de mando delproceso según prescribe la Directiva 98/37 CE, apartados 1.1.2 y 1.2.2.La implementación del chequeo de sensores se ha resuelto mediante la función“Chequeo” (FC1), cuyo GRAFCET se incluye en paginas posteriores. Asimismo, lacoordinación en el chequeo es controlado por la función “Gestion_chequeo” (FC2) quellamara de modo reiterado a FC1.1.2.3 GalvanizaciónTras haberse realizado el chequeo (hecho que se indica mediante la desactivación de"luz_chequeo_en_curso"), se procede a comprobar el peso del ítem a galvanizar. Paranuestra aplicación se ha decidido galvanizar ítems en un rango de peso de 3 Kg. hasta100 Kg. La pulsación del botón P_pesar (activo por flanco de subida), hace que el PLCcompare la señal procedente de la célula de carga (punto 1.4) y la compare con el rangoestipulado. Si el peso esta dentro del rango comentado anteriormente, la galvanizaciónpodrá comenzar. Si por el contrario, el peso esta fuera del rango, se encenderá una luzque indique este hecho y obligue a retirar el ítem que se pretendía galvanizar. Para lagestion del pesaje se ha usado la funcion “Pesar” (FC8), coordinada con la funciónFC105 “Scale” perteneciente a la librería del Simatic Manager.Cuando el peso es correcto, el operario debe pulsar el botón "P_galv" que se activa porflanco de subida. Este pulsador es único para comenzar el proceso (Directiva 98/37 CE,apartado 1.2.3). Al pulsar este botón se encenderá la luz "luz_galvaniz_en_curso".Como se ha comentado anteriormente, el proceso de galvanización se lleva a cabomediante la reiterada inmersión del ítem en cubas. Estas inmersiones son llevadas acabo por un puente grúa. Para la implementación de los movimientos de la grúa se hadispuesto la función “Grua” (FC3). El GRAFCET de FC3 se incluye en páginasposteriores. Este bloque gestiona el movimiento de la grúa desde que el ítem agalvanizar esta en una cuba hasta que es trasladado a la siguiente y la subsiguientetemporización. Esquemáticamente se puede definir el papel de esta función del siguientemodo: GRUA SUBE—GRUA DERECHA—GRUA BAJA—TEMPORIZACIONSegún lo expuesto anteriormente, es fácil deducir que la grúa hará ocho movimientoscomo el indicado arriba, por lo tanto habrá 8 llamadas a “Grua”. Estas llamadas serealizan desde la función “Gestion_galvanizacion” (FC4) que además coordina todoslos movimientos de la grúa así como la vuelta al estado de partida.Una vez el ítem a galvanizar ha llegado a la zona de enfriamiento debe ser retirado de lagrúa tras un tiempo. El sistema informa de este hecho mediante la señal luminosa“luz_retirar_item_galvanizado”. Cuando el operario ha liberado la grúa debe pulsar elbotón "P_galv_back" (activo por flanco de subida) para que la grúa vuelva al puntoinicial para proceder a galvanizar otro ítem (movimiento GRUA SUBE—GRUAIZQUIERDA). Asimismo el contador de ciclos de galvanizado se incrementara en unaunidad. Al pulsar “P_gal_back” se apaga “luz_retirar_item_galvanizado”Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 7
  8. 8. Cuando la grúa llega al punto inicial, se revisa el estado del contador. Si este registrocontiene el valor de diez, se debe realizar un nuevo chequeo antes de seguir con lagalvanización. Si el valor es inferior a diez, se debe pulsar "P_galv" para iniciar lagalvanización de otro ítem.1.2.4 EmergenciaLa emergencia se ha implementado mediante un sistema de GRAFCET maestro-esclavo. La pulsación de la seta de emergencia (activa por nivel, Directiva 98/37 CE,apartado 1.2.4) durante cualquier parte del proceso supone la parada del sistema.Tras esto se enciende una luz que indica la ocurrencia de alguna emergencia“luz_emergencia” y se apagaran "luz_galvaniz_en_curso","luz_chequeo_en_curso"o cualquier otra luz referente a los sensores del chequeo. Cuando se desbloquea la setade emergencia (nivel bajo), el sistema no ejecuta el rearme hasta que se pulse el botón“P_rearme” (activo por nivel), según Directiva 98/37 CE, apartado 1.2.4. En este puntose enciende “luz_rearme”, tras lo cual el sistema detecta la situación en que se quedola grúa en el momento de pulsar emergencia. Según este estado la grúa realizara losmovimientos adecuados para transportar el ítem que se estaba galvanizando hasta lazona de enfriamiento para que este sea retirado del sistema. Una vez el operario haliberado la grúa, debe pulsar el botón P_EMER_back (activo por flanco de subida)para que la grúa se dirija a la zona de inicio de la galvanización, tras lo cual se apagara“luz_rearme” y “luz_emergencia”. Tras esto, se ha decidido que se realice un nuevochequeo del sistema, independientemente de si se galvanizaron anteriormente 10 ítems.La gestión de la emergencia se implementado en Step 7 mediante dos funciones:“Emergencia” (FC5) que gestiona la jerarquía de GRAFCETS y“Gestion_emergencia” (FC6) que coordina todo lo relacionado con la seta deemergencia y rearme del sistema1.2.5 ParadaLa parada del proceso se lleva a cabo a través de la pulsación del botón “P_Stop” quetiene prioridad sobre la puesta en marcha del sistema (según 1.2.4 de la Directiva98/37). La pulsación de este botón hace que la maquina termine el ciclo que estaejecutando para después volver a la posición inicial (parada tras ciclo según estado A2de la guía GEMMA). La gestión de la parada se ha implementado en Step 7 mediante lafunción “Parada”. De forma similar a la emergencia, se ha utilizado un sistema deGRAFCET maestro-esclavo. Puede ser relevante indicar que el sistema comienzaparado (en OB100 se ha dispuesto así) y por tanto es necesario pulsar el botónP_inicio_sta para que empiece a funcionar. La pulsación de P_stop supone laactivación de la señal luminosa “Luz_stop” que se mantendrá activa mientras dure elciclo de finalización.1.2.6. Ejecución / simulaciónPara la simulación del proceso se han dispuesto tres organizaciones (archivos .lay) quese corresponden a las fases de chequeo, galvanización y gestión de la emergencia. Enaras de hacer factible la simulación del sistema, los tiempos que permanece el ítem agalvanizar en las cubas se han fijado a un valor de 10s, excepto en la zona deenfriamiento donde el tiempo es de 20s.Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 8
  9. 9. 1.3 GRAFCETS del sistema de control1.3.1 Funcion FC1. Chequeo.Nivel 1 y 2 Inicialización 0 FC1 =1 #estado1 #Sensor=0 #Sensor=1 #Luz #Accion #estado2 #Sensor=1 Finalización FC1 #estado3 #bitdefin=1 =1Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 9
  10. 10. 1.3.2. Función “Gestion_chequeo”. FC2. Nivel 1 Inicio_chequeo P_chk↑*Marcha_EM*Marcha_SEM Estado1_chequeo Watchdog_CHK Contador=0 Luz chequeo en curso ON Luz iniciar chequeo OFF CHK_VOL_DEC1 Chequeo CHK_VOL_ZN1 Chequeo CHK_TEM_DEC1 Chequeo CHK_TEM_ZN1 Chequeo BF1 BF2 BF3 BF3 Tout Tout Tout Tout CHK_VOL_DEC2 CHK_VOL_ZN2 CHK_TEM_DEC2 CHK_TEM_ZN2 (E6) (E7) (E8) (E9) Fallo chequeo Fallo chequeo Fallo chequeo Fallo chequeo Fallo chequeo Luz E6*E7*E8*E9*Tout chequeo no ok P_chk_back↑ Inicio galvanizacion Inicio chequeoProgramación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 10
  11. 11. M 0.0 A100.2=1 E120.0↑*M7.1*M7.2 M 0.1 T10 Z1=0 A100.1=1 A100.2=0 FC1 FC1 FC1 M 0.2 FC1 M 0.3 M 0.4 M 0.5 M500.4 M500.5 M500.6 M500.7 T10=0 T10=0 T10=0 T10=0 M0.6 M 0.7 M1.0 M1.2 M1.3 M1.3 M1.3 M1.3 M1.3 M0.6*M0.7*M1.0*M1.2*T10 A100.4 E120.6↑ M 2.0 M 0.0Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 11
  12. 12. 1.3.3 Función “Gestion de la galvanización” FC3. Nivel 1Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 12
  13. 13. Inicio Luz chequeo galvanizacion en curso OFF Grua Galvanizado P_pesar↑ Pesaje Pesar Bit_de_fin_GAL Grua Pgalv↑*Peso_ok*Marcha_EM*Marcha_SEM Enfriamiento Luz Desengrase Grua Galvanización Bit_de fin_ENF en curso ON Contador+1 Bit_de_fin_DES Fin ciclo1 Grua Enjuague1 Pgalv_back↑ Fin ciclo2 Bit_de fin_ENJ1 Subir grua Grua Decapado Sens_ENF_arr Fin ciclo3 Grua izquierda Bit_de_fin_DEC Grua Sens_grua_arr Enjuague2 Fin ciclo4 Bajar grua Bit_de_fin_ENJ2 Grua Sens_grua_ab Fluxado Nuevo ciclo Bit_de_fin_FLU Grua Secado Contador<10 Contador=10 Luz Bit_de_fin_SEC Inicio Inicio chequeo Galvanización galvanizacion en curso OFFFunción “Gestion de la galvanización” FC3. Nivel 2Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 13
  14. 14. M2.0 A100.1=0 FC4 M2.7 E121.1↑ M4.0 FC8 M502.6 FC4 E120.2↑*M4.1*M7.1*M7.2 M3.0 M2.1 FC4 A100.0=1 M502.7 ZV Z1 M502.0 M3.1 FC4 M2.2 P120.2↑ M3.2 M502.1 A124.0=1 FC4 M2.3 E127.1 M3.3 A124.3=1 M502.2 FC4 E125.1 M2.4 M3.4 A124.1 M502.3 FC4 E125.0 M2.5 M3.5 M502.4 FC4 M2.6 Z1<10 Z1=10 M502.5 M2.0 M0.0 A100.0=0Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 14
  15. 15. 1.3.4 Funcion “Grua” FC4Nivel 1 Inicializacion 0 de FC =1 #estado1 Subir grua #Sensor_grua_up #estado2 Grua_derecha #Sensor_grua_dcha #estado3 Bajar grua #Sensor_grua_down #Temporizador #estado4 cuba #temporizador_cuba/#estado4/10S Finalizacion de #estado5 FC #Bit_de_Fin=1 =1Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 15
  16. 16. Nivel 2 Inicializacion 0 de FC =1 #estado1 A124.0 #Sensor_grua_up #estado2 A124.2 #Sensor_grua_dcha #estado3 A124.1 #Sensor_grua_down #Temporizador #estado4 cuba #temporizador_cuba/#estado4/10S Finalizacion de #estado5 FC #Bit_de_Fin=1 =1Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 16
  17. 17. 1.3.5 Funcion “Emergencia” FC5Nivel 1 Gestión _ emergencia Paro EMER Estado incial P_emer Bit de fin emer MarchaNivel 2 FC6 M 7.0 F/GP:{0} E 120.4 M 700.0 M 7.1Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 17
  18. 18. Apagar luces Apagar chequeo Em1 Parar grua galvanización. en curso Luz EMER ON 1.3.6 Función FC6 Gestion_emergencia P_rearme * Desbloqueo seta Nivel 1 Em2 Luz rearme ON Grua subiendo o bajando Grua a la dcha o a la izda Em3 Subir grua Em4 Grua a la derecha Sens_ENF_arr Algun sensor superior Em5 Grua a la derecha Sensor enfriado arriba Em6 Bajar grua Sens_ENF_ab Em7 Activar temporiz T9/Em7/10seg Em8 P_EMER_Back↑ Em9 Subir grua Sens_ENF_arr Grua a la Em10 Sens_grua_ab Sens_grua_ab izquierda Sensor Grua arriba Em11 Bajar grua Luz rearme OFF Luz Emer OFF Sens_grua_ab Finalizacion FC Em12 Bit_de_fin_emer=1Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 18
  19. 19. A100.0=0 M200.1 AB124=0 A100.1=0 A101.0=1 1.3.6 Función FC6 Gestion_emergencia E120.5 * (E120.4=0) Nivel 2 M200.3 A101.1=1 (M20.2=0) * (M20.3=0) M20.2+M20.3 M200.4 A124.0=1 M200.5 A124.2=1 E125.1+E125.3+ E125.5 E127.1 +E125.7+E126.1+E126.3+ E126.5+E126.7+E127.1 M200.6 A1242.=1 E127.1 M200.7 A124.1=1 E127.0 M201.0 T9 T9/M201.0/10seg M201.1 E120.1↑ M201.2 A124.0=1 E127.1 M201.3 A124.3=1 E125.1 E125.0 E125.0 M201.4 A124.1=1 A101.1=0 A101.0=0 E125.0 M201.5 Finalizacion FCProgramación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 19
  20. 20. 1.3.7. Funcion “Parada” FC7Nivel 1 F/GP:{0} Luz_stop=1 Parada normal P_stop P_inic_sta↑ Marcha semiautomaticaNivel 2 F/GP:{0} A100.3=1 M7.3 E 120.7 M E121.1↑ M 7.2Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 20
  21. 21. 1.3.8. GRAFCET de producciónNivel 1 0 P_inic_sta↑*Paro_normal*Marcha_EM M1 Inicio chequeo Chequeo Inicio galvanizacion Inicio M2 galvanización Galvaniz Contador=10 Contador<10 1. Inicio Inicio chequeo galvanizaciónProgramación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 21
  22. 22. Nivel 2 0 E121.0↑*M7.0 M1 M 0.0 FC2 M2.0 M2 M2.0 FC3 Z1=10 Z1<10 M 0.0 M2.0Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 22
  23. 23. 1.4. Celda de carga.Para controlar el peso de los ítems que se van a galvanizar se utiliza un transductor denominado celdade carga. El modelo seleccionado para esta aplicación así como sus características técnicas se muestranen las siguientes imágenes:Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 23
  24. 24. Una célula de carga esta clasificada como un transductor de fuerza. Este aparato convierte la fuerza opeso en una señal eléctrica. Básicamente su funcionamiento se basa en un detector de deformación.Este detector varía su resistencia eléctrica cuando es sometido a fatiga o esfuerzo mecánico.En la programación con Step 7 se ha supuesto que la tarjeta analógica de entrada se unipolar (de 0 a27648) para la conversión de valores analógicos a digitales.Programación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 24
  25. 25. 1.5 Esquema de la situación de los sensores de presenciaCon objeto de proporcionar cierta perspectiva visual sobre el proceso de galvanización, se ha considerado oportuno incluir un somero esquema dondeaparecen las distintas cubas usadas en el galvanizado así como los sensores (con nomenclatura que podríamos definir “de nivel 2”) que gestionan lasdistintas posiciones de la grúa. Los movimientos que realiza el puente grúa se indican con sendas flechas bidireccionales. E125.1 E125.3 E125.5 E125.7 E126.1 E126.3 E126.5 E126.7 E127.1 P_GALV P_GALV_BACK E125.0 E125.2 E125.4 E125.6 E126.0 E126.2 E126.4 E126.6 E127.0 Enjuague1 Decapado Enjuague2 Anclaje grua Desengrase Fluxado Secado Galvanizado EnfriamientoProgramación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 25
  26. 26. 1.6 Pulsadores del panel de control y señales luminosasLa siguiente tabla contiene información sobre los pulsadores y señales luminosas que se usan en elproceso. Esta tabla esta dividida en dos partes: en la primera se hace referencia a los pulsadoresmientras que en la segunda se citan las señales luminosas. Nomenclatura S7 Descripción / ComentarioPulsador P_inicio_sta Inicia el proceso generalPulsador P_chk Inicia chequeoPulsador P_chk_back Tras un fallo en el chequeo, el sistema vuelve al estado anterior a la pulsación de P_chkPulsador P_galv Inicia proceso de galvanización tras un chequeo exitosoPulsador P_galv_back Tras una galvanización exitosa, la grúa vuelve a su posición inicial para realizar otro ciclo (marcha semiautomática)Pulsador (seta) P_emer Genera un evento asíncrono de emergencia. Se para el sistemaPulsador P_rearme Inicia rearme del sistema tras la emergenciaPulsador P_emer_back Tras retirar la pieza después del rearme de emergencia, la grúa vuelve a su posición inicialPulsador P_stop Parada normal. Sistema termina el ciclo que estaba realizando antes de pararsePulsador P_pesar Ejecuta el pesado del item a galvanizar Nomenclatura S7 Descripción / ComentarioLuz Luz_chequeo_en curso Activa mientras se esta llevando a cabo el chequeoLuz Luz_chequeo_no_ok Activa si chequeo no se realizo en el tiempo fijadoLuz Luz_emergencia Activa desde que se pulsa P_emer hasta el final del rearmeLuz Luz_galvanizacion_en curso Activa mientras se esta ejecutando el proceso de galvanización propiamente dichoLuz Luz_iniciar_chequeo Indica la necesidad de realizar un chequeoLuz Luz_rearme Activa desde que comienza el rearme hasta el final del mismo (grúa en la posición inicial)Luz Luz_retirar_item_galvanizado Indica que se debe retirar el ítem galvanizado del puente grúaLuz Luz_TEM_DEC Indica que el fallo en el chequeo se ha producido en la temperatura del decapanteLuz Luz_TEM_ZN Indica que el fallo en el chequeo se ha producido en la temperatura del zincLuz Luz_VOL_DEC Indica que el fallo en el chequeo se ha producido en el volumen de la cuba de decapadoLuz Luz_VOL_ZN Indica que el fallo en el chequeo se ha producido en el volumen de la cuba de decapadoLuz Luz_peso_ok Indica que el peso del ítem a galvanizar es adecuadoLuz Luz_peso_no_ok Indica que el peso del ítem a galvanizar no es adecuadoLuz Luz_stop Indica que se pulso parada normal. Se mantendrá encendida hasta que se finalice el ciclo antes de parar el sistemaProgramación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 26
  27. 27. 1.7. Guía GEMMA del proceso de galvanización. A- Procedimientos de parada F- Proceso en funcionamiento F2 A1. Parada en Marcha de A6 Puesta en estado inicial estado inicial CI preparación P_inicio_sta P_emer_back A5. Preparación A2. Parada pedida P_stop 10 ciclos tras defecto final de ciclo P_pesar * P_galv F1 P_emer=0 * P_rearme P_emer D1 Parada de emergencia Funcionamiento normal Producción D- Proceso en defectoProgramación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 27
  28. 28. 1.7. Código fuente y tabla de símbolosEl código desarrollado con Step 7 para la gestión del proceso de galvanización, así como la tabla desímbolos generada por el Simatic Manager, se adjuntan en formato electrónico junto con esta memoria.1.8 Bibliografía • MANDADO Enrique. “Autómatas programables, entorno y aplicaciones”. Ed Thomson 2005 • GONZALEZ RUEDA Emilio. “Programación de autómatas. SIMATIC S7-300. CEYSA 2004 • Directiva de Seguridad de Maquinas 98/37 CEProgramación mediante Step 7 de un proceso de galvanización 28

×