Ico Scada Original
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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS
Contenido
OBJETIVOS ........................................................................................................................................ 3
JUSTIFICACION ................................................................................................................................ 4
DESCRIPCION DEL PROCESO ....................................................................................................... 5
Etapa de Pasteurización .......................................................................................................... 5
Etapa de Mezcla ........................................................................................................................ 6
Etapa de Embotellado .............................................................................................................. 7
ESQUEMA DEL PROCESO ............................................................................................................... 9
DIAGRAMA DE CONTROL Y DE POTENCIA ............................................................................. 10
Diagrama de control de entrada ........................................................................................ 10
Diagrama de control de salida ............................................................................................ 10
Diagrama de potencia........................................................................................................... 11
PROGRAMA .................................................................................................................................... 12
SELECCIÓN DE ELEMENTOS ........................................................................................................ 13
PANTALLA DE SCADA................................................................................................................... 15
ESPECIFICACIONES DE LOS ELEMENTOS ELECTRONICOS ................................................... 16
PRESUPUESTO.................................................................................................................................. 22
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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS
OBJETIVOS Objetivo General
- Conocer cuál es el proceso a seguir en una empresa de planta de
producción y envasado de líquidos y aplicarle una automatización
con programa Scada.
Objetivos Específico
- Realizar la automatización de un proceso ocupando el sistema scada.
- Investigar un proceso industrial al que se le pueda aplicar un sistema
scada para facilitar el uso del proceso.
- Conocer las distintas etapas por las que pasa un líquido para poder
ser envasado.
- Aplicar el proceso scada a una empresa de producción y envasado
de leche líquida.
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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS
JUSTIFICACION
Cada vez está más presente la necesidad de las empresas por apostar en
tecnologías para automatizar su producción. El fin es obtener una alta
competitividad en el mercado, ya que se reducen tiempos de ciclo, se
aumenta la flexibilidad, así como la calidad del producto y la seguridad en
la fabricación. De forma general, se puede decir que la automatización
industrial consiste en el uso de sistemas o elementos computarizados (PLC,
PC, SENSORES, ETC…) para controlar maquinarias y procesos industriales.
El sistema Scada es otra forma de automatizar los procesos y esa es la
intención de realizar este proyecto, conocer otra forma de automatizar un
proceso industrial para la producción y envasado de líquido de una fábrica
de leche, la idea es crear un nuevo diseño de maquinaria que ayude a la
empresa a automatizar su proceso de producción además de siempre
cuidar los requerimientos de la calidad del producto, ya que es un producto
alimenticio, y se debe tener en cuenta que para la industria alimenticia es
necesario estar provistos de mucha seguridad en cuanto al aseo y limpieza
del producto, así con el sistema Scada se logra una realización del proceso
más fácil de manejar, más seguro en cuanto a la limpieza del producto y
además se aprovecha al máximo todos los recursos que tenemos en este
mundo para ahorrar energía, ayudar a la población con la producción que
se realice y generar ganancias al país.
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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS
DESCRIPCION DEL PROCESO
Etapa de Pasteurización
1. Se carga un recipiente con cierto volumen de materia prima (Leche).
2. Luego se pasa esa leche a unos recipientes (Silos), para ello se
utilizarán dos bombas (M3 y M4) que serán activadas por medio de un
interruptor (start).
3. Al llegar el líquido al recipiente (silo) las válvulas (V5 y V6) se mantienen
cerradas hasta que la leche alcance el nivel de los sensores (LS7 y LS8),
al alcanzar el nivel indicado por LS7 y LS8 las válvulas V5 y V6 se abren
para dejar pasar el vapor y los motores M3 y M4 son desactivados para
que ya no pase más el producto.
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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS
4. Se realiza el evaporado: se calienta la materia prima y se mantiene
hasta la temperatura de 150 °C indicada con los TS1 y TS2 esto se
realiza para el pasteurizado de la leche. Al llegar a la temperatura
deseada los sensores de temperatura (TS1 y TS2) activan los timmers
de retardo de activación, con un retardo de 10seg para esperar que
la leche se estabilice y luego los timmers (TRA1 y TRA2) son activados
para que se vacíen los evaporadores por medio de las electroválvulas
(V7 y V8), hacia los recipientes de mezcla.
Etapa de Mezcla
La segunda etapa responde a un proceso continuo, y tiene por objetivo
mezclar el componente creado en la etapa de evaporación (Leche) con
otro de mezcla (esterilizante), ubicado en un tanque aparte, tal y como se
ve en la figura realizando la etapa de Mezcla se realiza de la siguiente forma:
1. Con las válvulas V7 y V8 en funcionamiento los sensores de nivel (LS5 y
LS6) son encendidos y estos activan el funcionamiento de los motores
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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS
(M5 y M6) para dejar pasar el otro líquido contenido en el recipiente,
es decir el esterilizante. Cabe mencionar que estos motores (M5 y M6)
son de baja velocidad, y además tienen conectados cada uno, un
variador de frecuencia para bajar aún más la velocidad para limitar
el flujo del esterilizante ya que no es mucha la cantidad q se necesita,
y así se está realizando la mezcla de los dos líquidos (Leche y
esterilizante)
2. Cuando el nivel del líquido alcanza la altura donde están ubicados los
sensores LS3 y LS4, las válvulas V7 y V8; los motores M5 y M6 son
desactivados y las válvulas V3 y V4 y los motores M1 y M2 son
activados para así pasar a la etapa de embotellado.
Etapa de Embotellado
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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS
Una vez realizada la mezcla, el líquido sale de los tanques de dicha etapa
para pasar a la etapa de embotellado.
1. Con los motores M1 y M2 se llenan los recipientes donde estará
contenido del producto terminado a embotellar.
2. Los sensores LS1 y LS2 están situados a una altura donde el producto
terminado abarque el volumen exacto de las botellas, cuando la
leche llega a los sensores, los sensores son activados.
3. Al ser activados los sensores LS1 y LS2 los motores M1y M2 y las válvulas
V3 y V4 son desactivadas y así deja de pasar el líquido, y las V1 y V2
son activadas para realizar el embotellado de las botellas.
4. Luego de ser embotellado el líquido la Noria gira para ir pasando las
siguientes botellas, pero ese punto ya no se toca en este trabajo.
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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS
DIAGRAMA DE CONTROL Y DE POTENCIA
Diagrama de control de entrada
Diagrama de control de salida
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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS
SELECCIÓN DE ELEMENTOS
Etapa de pasteurización
Etapa de mezcla
CONTENEDORES
1 Contenedor grande metalico
2 Silos pequeños
VALVULAS
2 Electrovalvulas de vapor
2 Electrovalvulas monoestables
MOTORES
2 Bombas de liquido
CONTENEDORES
1 Contenedor grande metalico
2 Recipientes pequeños
VALVULAS
2 Electrovalvulas monoestables
SENSORES
2 Sensores de nivel t ipo capacit ivo
2 Sensores de temperatura t ipo termostato
2 Temporizadores
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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS
Etapa de embotellado
SENSORES
4 Sensores de nivel t ipo capacit ivo
MOTORES
2 bombas de liquido
2 variadores de frecuencia
CONTENEDORES
2 recipientes cilindrico
VALVULAS
2 Valvulas monoestables
SENSORES
2 sensores de nivel t ipo capacit ivo
MOTORES
2 Bombas de liquido
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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS
ESPECIFICACIONES DE LOS ELEMENTOS ELECTRONICOS
Sensor de nivel tipo capacitivo
Para los sensores de nivel se escogió el sensor de nivel de líquido R-Series de
la compañía SENSOVANT es un sensor de acero inoxidable y se eligió ya
que está diseñado específicamente para su uso con líquidos agresivos o
corrosivos, incluyendo agua salada, refrigerante, ácidos y líquidos basados
en productos químicos, lo que conviene para el proceso q producción
automatizado. Su costo es de $500.00 con IVA incluido.
Características y ventajas:
- SAE 5-Bridas de montaje sanitaria Custom fabricado para sus requisitos
de longitud exactas
- Disponible hasta 500mm de largo (opcionalmente Sensor Rxl hasta
1500mm)
- Construcción de acero inoxidable
- Adecuado para su uso con agua salada, agua dulce, líquido de
refrigeración, los ácidos y los líquidos basados en productos químicos.
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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS
Valvula de vapor
La DRV es adecuada para usar con vapor, aire, gases industriales y líquidos
y puede trabajar con presiones hasta 40 bares en la entrada y 300°C.
Diseñada para reducir desde presiones altas a muy bajas con una única
válvula. Es ideal para grandes capacidades y donde las cargas son
bastante constantes proporcionando un control constante, fiable y preciso
incluso las más duras condiciones de trabajo, como con vapor húmedo y
sucio. Su costo es de $840.32.
Especificación técnica
DRV4 Bridas DN15 a DN100
Tamaños DRV7 Rosca ½" a 2"
Fundición nodular
Temperatura máxima 300°C
Rango control presión 0,1 a 20 bar
Diafragma de EPDM
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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS
Electrovalvulas monoestables
Para esta válvula, se escogió el modelo 3/4”de Válvulas Parker, con un
costo de $682.87. Electroválvula INDIRECTA, normalmente cerrada, dos vías,
cuerpo de latón y núcleo de acero inoxidable, 0.2 Bar a 16 Bar, bobina de
220VAC, temperatura Máx. 90ºC. Diámetro ¾”
Temporizador
Para el temporizador, se escogió el modelo PTC-12 de OMEGA, con un
costo de $170.00. El 12-PTC temporizador programable, empaquetado en
un estándar de 1,16DIN 48 x 48 mm, es un producto extremadamente
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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS
versátil que ofrece nueve modos de funcionamiento aplicados a dos
contactos de relé de salida temporizados. Cuando sólo uno de los
temporizadores está siendo utiliza, la otra salida actúa como un conjunto
de contactos de conmutación instantáneos. El modelo único proporciona
temporización a partir de 0,1 segundos a 100 horas.
Sensor de temperatura (Termostato)
Para este sensor de temperatura, se escogió el modelo SITRANS TF280 de
Siemens, con un costo de $367.00. El SITRANS TF280 es un transmisor de
temperatura que transmite por radiofrecuencia todos los valores de proceso
medidos, por ej. Datos de diagnóstico, parámetros y funciones. El equipo
funciona con una batería integrada y está dimensionado para un
consumo de corriente extremadamente bajo. Su diseño compacto y
robusto lo hace idóneo para ser colocado directamente en recipientes o
tuberías en partes poco accesibles de la planta, así como en dispositivos
móviles o giratorios, lo cual permite su uso para la vigilancia de proceso o
para la gestión de activos de planta.
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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS
Motores (bombas de agua)
Apto para bombeador hasta 40 metros y hormigonera, Monofásico,
Frecuencia 50Hz, R.P.M: 1400 Volt: 220, Marca: E-maks de Industria Argentina.
Eje 16mm. Costo: $863.00
Variador de frecuencia
Variador de velocidad ABB modelo ACS150 diseñado para ser incorporado
en una amplia variedad de máquinas como mezcladores, cintas
transportadoras, bombas o ventiladores.
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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS
Tienen panel de control con pantalla LCD de fácil uso y potenciómetro
integrado. Montaje con tornillos o carril DIN, lateralmente o lado con lado.
Alta compatibilidad electromagnetica con filtro EMC integrado. Control PID
y chopper de frenado integrado. Tarjetas barnizadas para proteccion de los
elementos electronicos de peligors como descargas electroestaticas y
contaminantes aéreos, incluida la humedad.
Su costo es de $365.02.
PLC MAFERO
Autómata programable ideal para aplicaciones donde se requiere tele
controlar el sistema mediante tecnología inalámbrica GSM (SMS o llamada
perdida). Fuente de alimentación integrada de salida doble: 24VDC (hasta
0,5A) y 5VDC (hasta 0,75A), 16 salidas a Relé y 16 entradas que pueden ser
configuradas tanto analógicas como digitales y/o combinación de ambas.
Todo el sistema integra protección contra cortacircuitos, polarización inversa
y EMC. SU costo es de $970.75
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PLANTA DE PRODUCCION Y ENVASADO DE LIQUIDOS
PRESUPUESTO
Elemento Precio Unidad Precio $
2 valvulas de vapor $840.32 $1,681
6 valvulas monoestables $682.87 $4,097.22
8 sensores de nivel t ipo capacit ivo $500.00 $4,000.00
2 sensores de temperatura $367.00 $734.00
6 motores bombeadores de liquido $863.00 $5,178.00
2 variadores de frecuencia $365.02 $730.04
2 contenedores (grandes) $940.56 $1,881.12
2 silos pequeños $735.23 $1,470.46
4 recipientes cilindricos $450.00 $1,800.00
1 PLC $970.75 $970.75
1 temporizador $170.00 $170.00
Instalacion$3,000.00
$3,000.00
Mano de Obra $5,000.00 $5,000.00
Total $30,712.59