DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN PROCESO AUTOMATIZADO DE ENVASADO

Lina Margarita Córdoba Argoti

Alex Yovany Jiménez Botero

Talentos TecnoParque nodo Bogotá, Colombia

Resumen:El problema a resolver es el manejo de una banda transportadora que traslade unas botellas de 420ml hasta donde se encuentra un sensor infrarrojo, detener la banda en este punto para iniciar el llenado de las botellas por medio de los actuadores (electroválvula y motobomba) a la salida del tanque dosificador. Este proceso es controlado por un microcontrolador que recibe la señal del infrarrojo, detiene la banda y activa los actuadores mencionados anteriormente; mientras tanto en el segundo tanque se busca controlar el nivel de líquido del tanque dosificador según el valor ingresado en el programa del controlador digital de señal. El control se realiza con la adquisición del nivel del líquido mediante un sensor, donde la información es obtenida para utilizarla en los cálculos de control automático. El controlador se encarga de comparar el valor medido por el sensor, con el valor ingresado del nivel de referencia, para realizar la corrección según el error obtenido.

2. Descripción del problema

Existe la necesidad de automatizar un proceso de envasado a bajo costo. Este contiene dos tanques, un tanque primario y un dosificador, el cual se encargará de suministrar el agua necesaria para el llenado de las botellas. Lo que se busca en este tanque es mantenerlo en un nivel adecuado, este nivel se logra mediante un controlador, mientras que la banda transportadora se detiene en el punto de llenado gracias a un sensor y esto se manipula gracias a otro controlador.

2. Tecnologias y metodología

El controlador utilizado para mantener el nivel del tanque es un dsPIC30F4011, el cual se encarga de digitalizar la señal que proviene del sensor de nivel y activa su respectivo actuador, mientras el controlador que se utiliza para la banda transportadora es el pic16F873A, el cual detiene la banda transportadora en el punto indicado, gracias al sensor y activa los respectivos actuadores para el llenado de la botella. La interfaz de usuario son unas pantallas de cristal líquido, las cuales muestran el número de botellas llenas en el proceso y el nivel del tanque dosificador.

La planta consta de dos tanques a diferentes alturas, un tanque donde se almacena el agua, y el tanque dosificador. A continuación se muestra el diagrama de solución final del proyecto:

La adquisición del nivel del líquido se realiza mediante el sensor de ultrasonido SFR04. El cual manda una serie de pulsos, y el controlador lo que hace es medir el tiempo en que se demora en ir y volver la señal, según la distancia mínima que se desea medir, y con ello se obtiene el nivel del tanque. Para la ubicación de las botellas se utiliza unos sensores infrarrojos, un emisor y un receptor. El cual me envía una señal de 0 o 5V, dependiendo si hay o no una botella en el lugar de llenado.

La banda transportadora cuenta con una par de rodillos que están sujetos a unas chumaceras, las cuales permiten el movimiento de estos, para así poder desplazar las botellas en la banda.

Para el control del nivel del tanque dosificador se utilizó un control por estados, el cual, según el nivel del tanque, se varía el modulo PWM del dsPIC30F4011, para que el caudal que sale de la motobomba varíe y así mantener un nivel adecuado. Mientras que el nivel del líquido sea menor, el tiempo en alto que se mantiene el PWM es mayor, y cuando el nivel del líquido sea el mínimo, se cierra la motobomba.

3. Conclusiones y Resultados

Para establecer el modelo obtenido se realizaron pruebas con algunas de las factibilidades planteadas, lo cual permitió escoger la mejor propuesta y hacer los mejoramientos respectivos. En esta forma se estableció la mejor manera para controlar el sistema, mediante la técnica de estados que depende del microcontrolador. Así mismo se logró el buen funcionamiento de cada una de las piezas del prototipo.

El proceso de automatización de envasado es complejo, ya que trabajar con líquidos es complicado e impredecible puesto que el proceso de elaboración depende mucho de las condiciones, ya sean físicas o mecánicas de cada uno de los componentes implementados. Sin embargo, es importante resaltar que es mucho más productivo un sistema automatizado, ya que evita imperfecciones durante el proceso de envasado.

Finalmente, se han implementado actuadores y sensores capaces de controlar el nivel de un líquido y hacer mucho más eficiente la producción sobre el prototipo, simulando a escala el proceso verdadero en una envasadora. De esta manera se puede ver el proceso de control y monitoreo constante, ratificando el correcto funcionamiento del prototipo en condiciones reales.

4. Contacto

Lina Margarita Córdoba Argoti argoti123@hotmail.com Cel: 3177531174

Alex Yovany Jiménez Botero alexgj33@hotmail.com Cel: 3142220284