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Conectando PLCs para líneas de embalaje de alta velocidad

La compañía estadounidense Stone Technologies presenta un proceso automatizado para el rechazo de componentes defectuosos con control determinística de PLCs en líneas de producción de alta velocidad.

ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas

Stone Technologies es la compañía estadounidense que ha presentado un caso de estudio en el que expone un modelo de control determinística para implementar PLCs sobre una línea de embalaje de alta velocidad con el fin de ejecutar acciones de rechazo de productos o componentes defectuosos.

   

En su estudio, la empresa reconoce que una de las más populares aplicaciones industriales de los Controladores Lógicos Programables (PLCs) es precisamente en las líneas de producción, específicamente en las cintas transportadoras o conveyors que trasladan los productos hacia las fases de llenado o embalaje, una etapa en la que también se deben detectar y separar aquellos productos defectuosos.

El informe agrega que aunque algunos fabricantes de estos equipos industriales ya incluyen soluciones adicionales como multi empaquetadores especiales para realizar estas tareas, sin embargo, la combinación de dispositivos puede producir problemas de control sobre las líneas de empaquetado.

Durante la celebración del Siemens Automation Summit 2019, Fred Husman, Gerente de Proyectos de Stone Technologies describió cómo manejaron este problema para facilitar un rechazo automático de paquetes defectuosos.

Para este proyecto, los ingenieros eligieron un multi empaquetador que agregaron a una línea de empaque existente adaptada para operar un nuevo tipo de lata elegante, creando un sistema con cinco PLCs: uno para el multipacker, dos para los cintas transportadores, uno para la mesa de torneado - desviador - rechazador (TDR), y uno para el embalador de bandejas, el donde había PLCs antiguos de la serie S7-300 de Siemens, también nuevos de la gama S7-1200 y un controlador Siemens Simotion.

 

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Implementación de un modelo determinístico de control sobre líneas de embalaje de alta velocidad.
 

“El multipacker realiza verificaciones de calidad a través de los PLCs, pero el rechazo real de los paquetes defectuosos tiene lugar en el TDR administrado por un controlador diferente. Para manejar este tipo de procesamiento de alta velocidad que tiene lugar en fracciones de segundo y varios pasos a lo largo de la línea de embalaje, a unos pocos metros de distancia podemos pensar en que tendríamos que cablear los PLCs. Pero, ¿cómo cablear esto cuando otro PLC en la cinta transportadora se encuentra entre los dos controladores en cuestión?, cuestionó Husman.

Partiendo de esta situación, el equipo de Stone Technologies decidió utilizar una red determinística para abordar la complejidad de estos controladores independientes, lo que dio como resultado obtener una garantía en la entrega de paquetes de control para que el sistema funcione óptimamente y según los requerimientos necesarios.

“Pero también tenía que ser rápido para esta aplicación. Necesitábamos que las comunicaciones estuvieran en el rango de 100 milisegundos, y Profinet IO tiene ciclos de tiempo en el rango de 100 microsegundos, por lo que podría manejar nuestros requisitos”, refirió Husman.

En otro paso, los ingenieros agregaron un controlador I/O CP343 de Profinet al módulo S7 300s, ya que inicialmente no lo tenía incorporado, lo cual les permitió generar un enlace de comunicación entre los controladores y la red determinística dedicada de alta velocidad.

Los resultados conseguidos fueron el 100% de precisión operativa para la línea de control y las tareas de rechazo de productos defectuosos, además decidieron implementar una red determinística Profinet I/O de nivel 1, la cual presumiblemente funcionó mejor que una comunicación S7 sobre Ethernet de nivel 2.

“Además, al usar Profinet, las velocidades de la máquina y de la cinta transportadora se pueden sincronizar a través de los PLCs y se pueden agregar señales adicionales rápidamente sin costo adicional. No se tienen que diseñar directamente todos los interbloqueos o sincronizaciones entre los PLCs”, puntualizó Husman.

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