Diseño y automatización de máquina rotativa para la fabricación de rollos de turno

INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL ESPECIALIDAD EN ELECTRÓNICA INDUSTRIAL UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIEROS INDUSTRIALES DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA DISEÑO Y AUTOMATIZACIÓN DE MÁQUINA ROTATIVA PARA LA FABRICACIÓN DE ROLLOS DE TURNO ANDRÉS SÁNCHEZ MARTÍN Valladolid, Noviembre de 2012 Este documento se presenta como Proyecto Fin de Carrera por D. Andrés Sánchez Martín, DNI 12335087A, para la obtención del titulo de Ingeniería Técnica Industrial especialidad en Electrónica en la Escuela de Ingenieros Industriales de Valladolid. El Director del proyecto es D. Ángel Luís Zorita Lamadrid, Profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Valladolid. Proyecto realizado gracias a la empresa ETIDUERO S.L. Fabricantes de etiquetas. Valladolid, 21 de Noviembre de 2012 Fdo: Andrés Sánchez Martín INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL ESPECIALIDAD EN ELECTRÓNICA INDUSTRIAL UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIEROS INDUSTRIALES DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA DISEÑO Y AUTOMATIZACIÓN DE MÁQUINA ROTATIVA PARA LA FABRICACIÓN DE ROLLOS DE TURNO ANDRÉS SÁNCHEZ MARTÍN Valladolid, Noviembre de 2012 ÍNDICE ÍNDICE PROYECTO FIN DE CARRERA 5 1. ANTECEDENTES Y OBJETIVOS 9 1.1. ANTECEDENTES 9 1.2. OBJETIVOS 10 1.3. CONTENIDO DE LA MEMORIA 12 2. DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA 14 3. DISEÑO DE LA MÁQUINA ROTATIVA PARA LA FABRICACIÓN DE ROLLOS DE TURNO 19 3.1. DESCRIPCIÓN TÉCNICA DE LA MÁQUINA ACTUAL 19 3.2. PROBLEMAS E INCONVENIENTES EN EL FUNCIONAMIENTO ACTUAL 24 3.3. SOLUCIONES PLANTEADAS 25 3.3.1. DESBOBINADOR 25 3.3.2. CENTRADOR 26 3.3.3. CONTROL DE TENSIÓN 29 3.3.4. IMPRESIÓN DEL TICKET 33 3.3.5. TROQUELADO 36 3.3.6. CONJUNTO MOTOR + VARIADOR DE FRECUENCIA 37 3.3.7. PROTECCIONES 39 3.3.8. CONJUNTO ELECTRÓNICO PLC + HMI 41 3.3.9. ESQUEMAS ELÉCTRICOS 43 3.3.10. DISEÑO FINAL 48 4. CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN 50 4.1. INTRODUCCIÓN 50 4.2. PROGRAMACIÓN 52 4.2.1. PLC 52 4.2.2. PANTALLA HMI 60 4.3. ETAPAS DE PRUEBAS Y ERROR 62 4.3.1. PARÁMETROS ESTÁNDAR 62 4.3.2. LIMITACIONES 63 ÍNDICE PROYECTO FIN DE CARRERA 6 5. ESTUDIO ECONÓMICO 66 5.1. COSTE DE LA MÁQUINA 66 5.1.1. COMPLEMENTOS 66 5.1.2. MATERIAL MECÁNICO 67 5.1.3. MATERIAL ELÉCTRICO Y ELECTRÓNICO 68 5.1.4. TIEMPO DE INGENIERÍA 69 5.1.5. TIEMPO DE MAQUINISTA PARA PRUEBAS 69 5.1.6. COSTE DE MATERIALES PARA PRUEBAS 69 5.1.7. RESUMEN COSTE DE LA MÁQUINA 70 5.2. COSTE DEL PRODUCTO FINAL 70 5.2.1. MATERIA PRIMA 71 5.2.2. TIEMPOS DE FABRICACIÓN 71 5.2.3. PRECIO DE ENVASADO 73 5.2.4. COSTE DE AVERÍAS 73 5.2.5. COSTE DE ENVÍO 73 5.2.6. RESUMEN COSTE DEL PRODUCTO FINAL 74 5.3. ESTIMACIÓN DE BENEFICIOS ANUALES 74 5.4. AMORTIZACIÓN DEL PROYECTO 74 6. CONCLUSIONES 78 6.1. CONCLUSIONES DEL ALUMNO 79 6.2. CONCLUSIONES DE LA EMPRESA 80 7. BIBLIOGRAFÍA 82 7.1. LIBROS 82 7.2. MANUALES 82 7.3. WEB 83 7.4. OTROS PROYECTOS FINAL DE CARRERA 83 ÍNDICE PROYECTO FIN DE CARRERA 7 ANEXOS EN CD I. ANEXO CÓDIGO COMPLETO DEL AUTÓMATA II. ANEXO CÓDIGO COMPLETO DE LA PANTALLA HMI III. ANEXO DEL MOTOR IV. ANEXO DEL VARIADOR DE FRECUENCIA V. ANEXO DEL AUTÓMATA VI. ANEXO DEL MODULO ANALÓGICO VII. ANEXO DE LA PANTALLA HMI VIII. ANEXO DEL CONTROL DE TENSIÓN IX. ANEXO DEL CENTRADOR DE BANDA X. SOFTWARE DEL AUTÓMATA XI. SOFTWARE DE LA PANTALLA HMI ANTECEDENTES Y OBJETIVOS 1.- ANTECEDENTES Y OBJETIVOS PROYECTO FIN DE CARRERA 9 1.- ANTECEDENTES Y OBJETIVOS 1.1.- ANTECEDENTES Este proyecto final de carrera se basa en unas prácticas de empresa que oferta la empresa ETIDUERO S.L. junto con la Universidad de Valladolid, eran unas prácticas de 4 horas diarias de lunes a viernes durante 3 meses. La empresa ETIDUERO S.L., una empresa de fabricación de etiquetas autoadhesivas, en la sección dedicada a la producción de rollos de tickets “su turno”, la empresa actualmente dispone en esta sección una máquina rotativa para su fabricación. La actual máquina que realiza este producto, fue diseñada y construida en el año 1999 por uno de los socios de la empresa Miguel Ángel López Albaladejo, Ingeniero Técnico en Mecánica. Actualmente esta máquina fabrica 800 rollos por turno (7h 45min), en una fabricación de 2 turnos diarios y cinco días a la semana, esto generaría si fuese necesario y no hubiese averías una producción de rollos “su turno” anual de 416.000 rollos de 2000 ticket cada rollo. rollosañosemanassemanadiasdiaturnosturnorollosañorollosN 000.416/52/5/2/800/º      La actual máquina, ya con 9 largos años de producción empieza a dar más averías de lo deseado lo que supone paradas en la producción y genera grandes pérdidas económicas. Además cada vez con mas frecuencia los clientes modifican sus productos y se necesitan hacer modificaciones constantemente en la máquina para poder cubrir las exigencias de los clientes, como diferentes formas del ticket, diferentes impresiones en el, o uso de diferentes tipo de papel, ahora muy de moda el tema de papeles reciclados. En el año 2008 la venta de rollos “su turno” fue de 100.000 rollos a un precio medio de 0,57€/rollo lo que genera una facturación de 57.000 euros, y estos datos llevan en constante crecimiento desde la construcción de la máquina, por lo tanto se estima que la venta continué el constante crecimiento. Por todo ello la empresa ETIDUERO S.L. considero la opción de construir una nueva máquina y para ello presento unas prácticas de empresa en la Universidad de Valladolid para la realización del proyecto o máquina por un estudiante de Ingeniería Técnica Industrial especializado en Electrónica Industrial, de este modo abarataría más el proyecto. 2.- DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA PROYECTO FIN DE CARRERA 16 SECCIONES EN EL DEPARTAMENTO DE PRODUCCIÓN La fabrica esta dividida en diferentes secciones dependiendo del producto final que se vaya a realizar:  Sección de impresión flexográfica: la fábrica tiene actualmente 3 máquinas de impresión Flexográfica, tanto con tintas ultravioleta como tintas al agua. a) La primera máquina fue adquirida en Italia en 1999 y dispone de 4 colores con una de una velocidad de 100 metros/minuto. b) La segunda máquina fue adquirida en Shanghai en 2001 y dispone de 6 colores con una velocidad de 80 metros/minuto. c) La tercera máquina fue adquirida en Shanghai en 2006 y dispone de 4 colores con una velocidad de 80 metros/minuto.  Sección de etiquetas anónimas: la fábrica tiene 2 máquinas de alta velocidad de troquelado de etiquetas anónimas (sin impresión), son máquinas que admiten bobinas de hasta 4.000 metros lineales de papel y alcanzan una velocidad de hasta 250 metros/minuto.  Sección de rebobinado: los productos impresos, son impresos en la sección de impresión Flexográfica pero después necesitan ser rebobinados en rollos menores según petición del cliente. Se disponen de 2 máquinas, de velocidad de 80 metros/minuto.  Sección de guillotinado: disponen de una máquina para la guillotinar también los trabajos impresos si el producto final se presentase en hojas en vez de en rollos. Esta máquina tiene una velocidad de 70 hojas por minuto, si las hojas son de tamaño A4.  Sección de rollos de turno: disponen de una máquina para la fabricación de rollos de turno, la máquina se construyo en 1999 y actualmente no tiene buenos rendimientos para las cantidades demandadas de este producto.  Sección de impresiones numeradas: disponen de una máquina ZEBRA ZM600 para la impresión de etiquetas numeradas, muy utilizadas en laboratorios y cadenas de montaje. 2.- DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA PROYECTO FIN DE CARRERA 17 SECCIÓN DE ROLLOS DE TURNO Nosotros nos centraremos en el departamento de producción y mas concretamente en la sección de rollos de turno, esta sección dispone de una máquina para la fabricación de rollos de turno, y la empresa se plantea aumentarla ya que en años anteriores han tenido grandes beneficios gracias a ella. Desde el año 2000 que se lleva vendiendo este producto siempre ha generado beneficios y año tras año han ido creciendo las ventas como podemos ver en el gráfico 1. NUMERO DE ROLLOS VENDIDOS ETIDUERO S.L 0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 AÑO ROLLOS Gráfico 1 - Número de rollos “su turno” vendidos en la historia de ETIDUERO S.L. Con estos números es lógico pensar que la empresa quiera invertir más dinero en esta sección para intentar obtener más beneficios, ya que en el último año la actual y única máquina de esta sección ha dado muchas averías, recortando la cantidad de beneficios por el incumplimiento de plazos en las entregas del producto. DISEÑO DE LA MÁQUINA ROTATIVA PARA LA FABRICACIÓN DE ROLLOS DE TURNO 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 19 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA ROTATIVA PARA LA FABRICACIÓN DE ROLLOS DE TURNO 3.1.- DESCRIPCIÓN TÉCNICA DE LA MÁQUINA Inicialmente mostraremos unas fotografías de la máquina actual que tiene la empresa produciendo, para hacernos una idea de lo que tenemos y la iremos describiendo para luego llegar a las conclusiones de porque queremos sustituirla por una nueva y como abordaremos cada sección de la máquina. GALERÍA: Fotografía 2 – Máquina actual desde el desbobinador 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 20 Fotografía 3 – Máquina actual desde lateral Fotografía 4 – Máquina actual desde la posición del maquinista 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 21 Fotografía 5 – Cuadro de mandos de la máquina actual PROCESO Primeramente explicaremos el proceso de producción del producto. El proceso de producción parte con bobinas de papel de las siguientes características: Son bobinas de 1,20metros de diámetro, de 240mm de ancho. Es papel reciclado a no ser que el cliente exija un tipo de papel diferente, de un gramaje de entre 50gr/m2 y 70gr/m2. Tienen aproximadamente un peso de unos 160Kg El precio aproximado del papel es de 0,06 euros/m2. Fotografía 6 – Bobina de papel para rollos “su turno” Y tras un proceso de aproximadamente 1 minuto se obtenían 6 rollos del producto final, rollos de turno de 2000 tickets con impresión Flexográfica e impresión de la numeración, además del troquelado de la forma del ticket. 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 22 El aspecto final del producto se puede observar en la fotografía, de diferentes colores de papel, diferentes colores de impresión, con diferentes textos y dibujos en la impresión y con posibilidad de numeración de 3 números, o letra y 2 números. Fotografía 7 – Rollos “su turno” COMPONENTES La actual máquina que tenia la empresa en producción se compone de las siguientes partes y elementos.  Desbobinador: es una estructura diseñada específicamente para esta máquina, con un eje de 76mm de diámetro y un freno acoplado a el, puede observarse en la Fotografía 2. Era un sistema ya antiguo, sin posibilidad de recambios, cada vez que este bloque daba alguna avería había que reparar el freno de la bobina o la tarjeta que gestionaba ese freno de forma manual mediante un potenciómetro que gestionaba el maquinista según el tamaño de la bobina.  Centrador: el centrador se encuentra al principio de la máquina, nada mas salir el papel del desbobinador pasa por el centrador, es un centrador obsoleto, que la empresa tiene en otra máquina también pero que es de 1970, se basa en unos lectores que hacer girar una base con dos rodillos de forma que si el papel no se encuentra entre los lectores la base gira para centrar el papel. Fotografía 8 - Centrador 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 23  Control de tensión: en la máquina actual el control de tensión del papel se hace de forma manual, el maquinista mediante un potenciómetro va variando la fuerza del freno según el va viendo la tensión del papel, a menor tamaño de la bobina madre, menor fuerza ejerce el freno para mantener la misma tensión.  Impresión de tickets: en la máquina actual se hace de forma Flexográfica, mediante 3 rodillos, la goma que coje tinta, el anilox que coge tinta del rodillo de goma y el porta clichés que lleva el cliché de impresión.  Troquelado: se realiza mediante un troquel macizo, el cual hace los cortes y precortes en el papel con la forma del ticket. Se ajusta la presión de este con tornillos.  Conjunto motor + variador de frecuencia: el conjunto es de la marca Allen Bradley, con una potencia de 2,2kW.  Protecciones: como protecciones hacia el maquinista y personal de mantenimiento tiene una seta de emergencia en la zona del desbobinador, esta se usa para bloquear la máquina a la hora de cambiar la bobina.  Conjunto electrónico PLC + HMI: el conjunto es de la marca Allen Bradley, actualmente tiene todas las entradas y salidas del PLC ocupadas/usadas.  El cuadro de mandos es un de los elementos mas importantes de la máquina, ya que es la única forma que el maquinista tiene para dar ordenes a la máquina para obtener el producto final que desee en cada momento. Como vemos en la fotografía 5 el cuadro de mandos teníamos 3 pulsadores, START, STOP, PASO A PASO, luego tenemos el potenciómetro para el control manual del freno de la bobina y por ultimo la pantalla para el control de parámetros. A este sistema le faltaba una seta de emergencia básicamente, y después puestos a ser exigentes, que el control del freno de la bobina fuese automático y tener mayor versatilidad para poder modificar parámetros en la máquina para optimizar los tiempos, 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 24 parámetros como: velocidad máxima, velocidad mínima, velocidad de paso, velocidad actual, tiempo de rampa de aceleración y deceleración, contador de barradas o ciclos, contador de tiempo de encendido de la máquina y de tiempo de funcionamiento real… 3.2.- PROBLEMAS E INCONVENIENTES EN EL FUNCIONAMIENTO ACTUAL En este apartado explicaremos los problemas que empezaban a generar las diferentes secciones de la máquina, esto generaba una producción con parones y restaba rendimiento y por lo tanto beneficios. La idea empezó a surgir cuando se estropeo el freno del desbobinador, ya que no se encontraban repuestos y finalmente hubo que acoplar uno similar, esta avería genero mucho tiempo de la máquina parada, un gran coste en el nuevo freno y la perdida de todos los datos de prueba y error que se habían obtenido con la experiencia de la posición del potenciómetro para la cantidad de freno que la máquina daba a la bobina dependiendo del tamaño de esta, esos datos ya eran inútiles ya que el freno tenia otras características. Después de la avería del freno se empezó a plantear la idea de diseñar y construir una nueva máquina que además de tener elementos más estándares y utilizados en otras máquinas de la empresa para unificar stock de material, también que fuese más versátil, rápida y por su puesto en los tiempos que corren mucho más automática. Con todo esto se empezó a realizar el diseño de la nueva máquina y se plantearon los siguientes requisitos de diseño para mejorar la máquina actual y minimizar los tiempos de arreglos de averías. Desbobinador estándar de la empresa, un elemento comprado en Shanghai que la empresa ya tiene en otras 4 máquinas más y es conocido por el personal de mantenimiento. Centrador estándar de la empresa, un elemento comprado en Shanghai que la empresa ya tiene en otras 7 máquinas más y es conocido por el personal de mantenimiento. Otro inconveniente de la máquina actual es que no dispone de ningún plano eléctrico ni de ningún dibujo técnico de las partes mecánicas, esto genera muchos problemas a la hora de tener que realizar reparaciones. 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 25 3.3.- SOLUCIONES PLANTEADAS 3.3.1DESBOBINADOR El desbobinador en la primera parte de la máquina, es la parte donde insertamos la bobina madre para que esta se vaya desenrollando y generando rollos de producto final. Es un elemento que según las características de las máquinas en cuanto a tamaño de las bobinas como a velocidad de trabajo de las máquinas mas o menos se ha de utilizar una vez a la hora, es decir con relativa frecuencia, por lo tanto a de ser un elemento fácil de manejar para el maquinista. MÁQUINA ACTUAL El desbobinador en la máquina actual es un elemento que fue diseñado únicamente para esta máquina, por lo tanto cualquier avería en el, supondría una solución única y no existirían repuestos idénticos para el. Esto implica ser un elemento complejo. MÁQUINA NUEVA Con la experiencia que la empresa tiene en maquinaria industrial de etiquetas, ya que dispone de otras 10 máquinas mas, es conocido por ellos un desbobinador sencillo, fácil de acoplar, con un precio muy ajustado y conocido por los actuales trabajadores de la empresa, tanto maquinistas como personal de mantenimiento. Por todo ellos se decidió contar con este desbobinador para la nueva máquina. Fotografía 9 – Desbobinador de la nueva máquina 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 32 OPCIONES DEL MENÚ OPCIÓN VALOR POR DEFECTO 0 Language select English 1 Remove tare 22,5 % 2 Original output 30,5 % 3 Axis-changed output A 4 Adjust speed 5 5 Demarcate tensión Se usa para ajustar lo que son 50N 6 Watch tensión sensor Visualizar la tensión en las células 7 Return to the default Resetear parámetros 8 Control method Unwinding taper tensión VALORES DE CONFIGURACIÓN POR DEFECTO CONTROL DE TENSIÓN ENCENDIDO OUTPUT ON AUTO ON MANUAL OFF TENSIÓN DESEADA 70N 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 33 3.3.4.- IMPRESIÓN DEL TICKET Esta sección de la máquina puede separarse en dos partes, la impresión del ticket para diferenciar entra las diferentes secciones de un lugar o colas y la impresión de los números en orden decreciente. Ambos dos elementos apenas se han modificado. NUMERADOR Es un elemento móvil que se acopla a la bancada de la máquina, la idea de hacer esta nueva máquina era para dejar de utilizar la actual máquina y por lo tanto este elemento se quito de la máquina vieja y se acoplo a la nueva máquina. El numerador fue comprado en Shanghai (China) por la empresa en 1999 en una feria de etiqueteros y artes graficas, es de la marca BACH. Este numerador funciona con tinta Flexográfica que después se seca al pasar por la luz Ultravioleta. Fotografía 12 - Numerador marca BACH 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 34 IMPRESIÓN FIJA CON CLICHÉ La otra impresión se realiza con cliché, también con tinta Flexográfica y que también se secara con la luz Ultravioleta. Esta otra impresión se hace para poder distinguir lo diferentes tickets de diferentes colas o sección en el mismo recinto, por ejemplo en un supermercado, la cola de la carnicería, pescadería y frutería. Además de cada impresión ser distinta poniendo el nombre de la sección o lo que el cliente solicite también se hace en diferentes colores al gusto del cliente. Fotografía 13 – Grupo de impresión con cliché En la fotografía 13 podemos observar los diferentes cilindros necesarios para la impresión Flexográfica con cliché, de izquierda a derecha los elementos son:  Recipiente con la tinta flexográfica  Goma, en contacto con la tinta, que recoge la tinta (cilindro rojo)  Rasqueta, en contacto con la goma, deja una fina capa de tinta en la goma  Anilox, en contacto con la goma, coge la tinta de la goma.  Porta cliché, en contacto con el anilox, el anilox pasa la tinta al cliché que esta pegado con adhesivo doble cara al porta cliché (cilindro blanco)  Contra impresor, rodillo donde el papel gira 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 35 También se aprecia en la fotografía 13 todos los tornillos para poder ajustar la posición de cada rodillo, de este modo se ajusta la impresión, para que no se produzca sobreimpresión ni falta de impresión. En la imagen 1 podemos ver como es un cuerpo de impresión flexográfico, con todos sus rodillos necesarios y la colocación de los mismos. El diseño de nuestro cuerpo impresor sigue este esquema. Imagen 1 – Cuerpo impresión flexográfica 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 36 3.3.5.- TROQUELADO El troquelado es la parte del proceso donde se le da forma al ticket, donde se hacen los cortes y precortes para que luego el ticket tenga su forma y se corten unos de otros. Este elemento de la máquina sigue siendo el mismo, un troquel macizo que aguanta muy bien el desgaste y desafilado por abrasión del papel. La única pequeña ventaja es la forma de ajustar este elemento, en la actual máquina es un sistema muy rudimentario con un tornillo que sujeta unos tacos que presionan los extremos del troquel macizo, en la máquina nueva pondremos ajustes mediante manivelas para poder hacerlo directamente con la mano y no necesitar ninguna herramienta extra en este proceso. Es un elemento muy sencillo y por lo tanto no hemos innovado prácticamente nada en el nuevo diseño de este elemento. Fotografía 14 – Troquel macizo para ticket “su turno” 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 37 3.3.6.- CONJUNTO MOTOR + VARIADOR DE FRECUENCIA Básicamente este apartado de la máquina a sido modificado por la potencia requerida por la nueva máquina, la actual máquina tiene 4 metros de largo, mientras que la nueva máquina tendrá 8 metros de largo para tener mas espacio para cada elemento y de este modo poder realizar los ajustes y pasos de papel de una manera mas cómoda y sencilla, además de tener mas espacios para colocar sensores y dejar espacios para posibles nuevas ideas. Por este motivo de tamaño y de mayor numero de rodillos por los que tiene que pasar el papel el motor a de tener mayor potencia, la potencia elegida fue de 5,5kW mientras que la actual máquina tiene 2,2kW. MÁQUINA NUEVA El variador es un elemento muy caro y con mucha parametrización, como norma general y para máquinas relativamente sencillas, este viene configurado con unos parámetros estándares que funcionan correctamente, pero siempre hay que ajustarlos un poco a nuestras peticiones, en nuestro caso los parámetros que modificamos de los preestablecidos en fábrica fueron los siguientes: Fotografía 15 – Variador de frecuencia Telemecanique ATV31 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 38 PARÁMETRO VALOR DE FABRICA VALOR ACTUAL COMENTARIO ACC 3s 2s Rampa de aceleración DEC 3s 2s Rampa de deceleración ItH x 5,8A Depende del valor del motor UnS x 380V Depende del valor del motor nCr x nSP x COS x bFr 50Hz 50Hz Hercios máximos El parámetro bFr es el que limita los hercios máximos que el variador transmite al motor, la que es lo mismo que la velocidad máxima de la máquina. Este parámetro muy importante, en principio no lo hemos modificado ya que con las pruebas que hemos hecho en la máquina hemos considerado que la velocidad máxima de la máquina es más que suficiente y una mayor velocidad implicaría en un empobrecimiento considerable en el producto final. En caso de en un futuro necesitar mas velocidad máxima de producción este valor podría modificarse a 60Hz, esto representaría un incremento de velocidad de unos 20 metros/min. Y según nuestra experiencia en otras máquinas de la empresa este parámetro puede aumentarse hasta 100Hz sin comprometer la vida útil del motor. 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 39 3.3.7.- PROTECCIONES Las protecciones son una parte muy importante en toda maquinaria industrial, no solo valen para proteger la propia máquina en si para minimizar las averías sino también para lo más importante, proteger al maquinista y responsables de mantenimiento. MÁQUINA ACTUAL Las protecciones de la máquina actual eran escasas. Protecciones respecto al maquinista La máquina actual disponía de muy pocas protecciones, solo tenía una seta de emergencia en el desbobinador para poder bloquear la máquina en el momento de cambio de bobina. MÁQUINA NUEVA Como en toda máquina industrial las protecciones es una parte básica, tanto protección hacia la propia máquina para que no se averíe como hacia las personas que las manejan o reparan. Referente a las protecciones del maquinista, la máquina tiene cubiertas en todas sus partes que pueden producir atropamientos, con sus respectivas indicaciones de peligro, también esta llena de setas de emergencia, que desde cualquier posición en que se encuentre el maquinista puede pulsar una y también existe un mando móvil el cual puede llevar el maquinista en la mano mientras se mueve alrededor de la máquina. Fotografía 16 - Mando móvil con emergencia y paso a paso 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 40 Como protecciones eléctricas tenemos alimentado el variador de frecuencia mediante un contactor que se activa y desactiva con el PLC, siempre que esté en estado de alguna emergencia el variador de frecuencia no recibirá tensión y por lo tanto el motor no podrá moverse, esto genera una seguridad al maquinista. Por otro lado cada vez que la máquina va a comenzar a moverse, ya sea por un paso a paso como por ponerse en marcha, un zumbador suena alertando al maquinista o posible personal de mantenimiento que este actuando que la máquina va a comenzar a moverse. Como protecciones de la máquina, tenemos instalados varios sensores: Sensor de rotura de papel, para que la máquina no trabaje en vacío, es decir sin papel y por lo tanto se deteriore el cliché, el anilox y también el troquel, la máquina tiene 2 sensores de rotura de papel que detecta cuando no hay papel y la máquina no arranca, excepto el paso a paso para facilitar al maquinista el paso del papel. El sensor de fin de bobina genera también todos estos beneficios pero en el caso de que la bobina se acabe, este lo detectara unos segundos antes que los de rotura de papel. 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 41 3.3.8.- CONJUNTO ELECTRÓNICO PLC + HMI El conjunto electrónico PLC+HMI es la parte inteligente de la máquina, es la parte que hace que la máquina responda adecuadamente y como ha sido programada para hacerlo ante cualquier acción del maquinista. El PLC esta conectado a diferentes actuadotes, ya sean pulsadores, interruptores o sensores en su parte de las entradas y conectado a luces, zumbadores, relés o contactores en su parte de las salidas. El PLC es programado para que acciones en las entradas produzcan determinadas acciones en las salidas y están hagan que la máquina se mueva, se pare, reproduzca un sonido, enciende una luz, de un mensaje en pantalla o cualquier otra acción. El HMI es una pantalla con la que el maquinista tiene la opción de ver los diferentes estados del PLC, modificarlos, y realizar acciones mas complejas que con simples pulsadores o interruptores. MÁQUINA ACTUAL En la máquina actual tenemos un PLC de la marca Rockwell Allen Bradley Pico 1760 con una HMI Allen Bradley GFX-70 Fotografía 17 – PLC Fotografía 18 – HMI Sobre ellos se realizo un programa en 1999 que ha día de hoy ya no parece funcional, con un menú poco intuitivo y además de que la pantalla tiene ya muy poca nitidez y su pequeño tamaño, los botones apenas tienen superficie del desgaste y hay que presionarlos muy fuerte. El PLC que se compro tiene sus 8 entradas utilizadas y su 4 salidas también, por 3.- DISEÑO DE LA MÁQUINA PROYECTO FIN DE CARRERA 48 3.3.10 DISEÑO FINAL Diseño final de la nueva máquina dibujado con el software CATIA en 3D Imagen 3 – Diseño Final 3D de la nueva máquina. CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN 4.- CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN PROYECTO FIN DE CARRERA 50 4.- CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN 4.1.- INTRODUCCIÓN En esta sección veremos como controlamos la máquina, nos centraremos mas en la parte de la programación del conjunto electrónico, que es lo que le da vida a la máquina, la que controla que hacer y cuando hacerlo. La electrónica de esta máquina consta con un autómata con un módulo analógico y una pantalla para que el maquinista configure y modifique los parámetros variables de la máquina. Las variables modificables por el maquinista son:  Número de ticket de un rollo - (2000)*  Número de tickets para empezar a decelerar – (1940)*  Tiempo de la rampa de aceleración – (3seg)*  Tiempo de la rampa de deceleración – (3seg)*  Velocidad del paso a paso  Velocidad mínima de la máquina – (10%)*  Velocidad de la máquina – (80%)* * Entre paréntesis el valor de ese parámetro en la gráfica 2. En otra sección solo para administradores tenemos otros parámetros como son contador general de rollos, tiempos de encendido de la máquina, tiempo de máquina en movimiento, reinicio de número de tickets, listado de alertas que la máquina ha dado, estos parámetros son para el control de la producción y solo podrán verse y actuar sobre ellos mediante contraseña, estos otros parámetros serán gobernados por el encargado. Con estos otros parámetros podremos hacer estadísticas para conocer más a fondo los datos en el proceso de rollos de turno. También podremos comparar unos maquinistas con otros para poder primar de una manera justa a los mejores maquinistas de esta sección. 4.- CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN PROYECTO FIN DE CARRERA 51 En el gráfico 2 vemos la grafica velocidad frente a numero de tickets de la máquina, y vemos los parámetros que son configurables por el maquinista. Grafico 2 – Curva de la máquina con sus valores configurables. Una breve explicación del movimiento de la máquina seria: La máquina comienza a 0 de velocidad y a 0 de tickets, una vez se pone en marcha la máquina comienza a acelerar con una rampa de 3 segundos (primer valor configurable) hasta la velocidad de trabajo actual 80% (segundo valor configurable), se mantiene ha esta velocidad hasta llegar a un valor fijado en 1940 tickets en este caso que comienza a decelerar (tercer valor configurable) y decelera desde la velocidad de trabajo hasta la velocidad mínima de trabajo 10% en un tiempo de 3 segundos (cuarto y quinto valores configurables), se mantiene en la velocidad mínima de trabajo hasta que llega al numero de tickets por rollo, en este caso 2000 tickets (sexto valor configurable). En la gráfica 2 no se observa el séptimo valor configurable, la velocidad del paso a paso, es la velocidad a la que se realiza el paso, normalmente estará definido a 10%, ya que es una velocidad a la que la máquina le da tiempo a detenerse sin saltarse ningún ticket. 4.- CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN PROYECTO FIN DE CARRERA 52 4.2.- PROGRAMACIÓN Posiblemente esta sea la parte más compleja del proyecto tanto la elección de todo el material como luego programarlo, si el material esta mal elegido seria imposible hacer funcionar la máquina con unos requisitos si las prestaciones de los materiales no fuesen las adecuadas. Si hubiésemos adquirido material que no cumple parte de las funcionalidades no hubiésemos podido programarlo de ninguna manera. Por lo tanto esta parte tiene su gran importancia. 4.2.1.- PLC El conjunto de PLC que montamos fue un conjunto que cumplía todas nuestras necesidades, un PLC compacto TELEMECANIQUE Twido TWDLCAA24DRF y un modulo analógico TWDAMO1HT. Imagen 4 – PLC Twido con modulo analógico Base: TWDLCAA24DRF - Unidad de base compacta, 230V AC, con 14 entradas de 24 V CC y 10 salidas de relé de 2 A. Bloques de terminales de tornillo no extraíbles. Modulo del bus de ampliación: TWDAMO1HT - Módulo de ampliación con 1 salida analógica (0 - 10 V, 4 - 20 mA), 12 bits y terminal de tornillo extraíble. (50mA) Para la programación del PLC, se hicieron todos los pasos para la correcta programación de un PLC, empezando por una diagrama de bloques inicial para ver los posibles estados del PLC, luego detallamos mas el diagrama y lo convertimos en un diagrama GRAFCET de primer nivel y después de tercer nivel con las variables del PLC y basándonos el GRAFCET realizamos la programación por etapas en el lenguaje de contactos del autómata. 4.- CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN PROYECTO FIN DE CARRERA 53 DIAGRAMA DE BLOQUES Elegimos realizar en primera instancia un diseño de bloques para tener una idea de todas las etapas y estados en las que podría encontrarse el PLC. Diagrama 1 – Primer diagrama de bloques para la programación En el diagrama de bloques vemos los 4 grandes actuadores de la máquina:  START  PASO A PASO  STOP  EMERGENCIA Desde el estado de reposo existe la posibilidad de dos actuaciones:  PASO A PASO: el cual llevara la máquina a la velocidad de paso, el contador de tickets detectara el paso de 1 ticket y la máquina volverá a su estado de reposo.  START: la máquina comenzara su secuencia normal, rampa de aceleración, velocidad constante y rampa de deceleración y volverá a su estado de reposo. Desde cualquiera de estos estados siempre tendremos en cuenta si se acciona STOP o EMERGENCIA, que llevaría a la máquina a su estado de reposo. 4.- CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN PROYECTO FIN DE CARRERA 54 DIAGRAMAS GRAFCET Una vez tenemos una primera idea de los posibles estados y caminos de la máquina al realizar el diagrama de bloques nos decantamos por continuar las bases de la programación por GRAFCET. El GRAFCET no es un sistema de programación de autómatas en sí, ciertos modelos de alta gama tienen la posibilidad de convertir los diagramas GRAFCET directamente en lenguaje de contactos para el PLC, pero no es nuestro caso. De todos modos elegimos este camino ya que es una manera muy gráfica, como su nombre indica ya que viene del griego grafos, de ver los diferentes caminos que toma el PLC. Además aunque este modelo de PLC en concreto no pueda transformar de GRAFCET a lenguaje de contactos, es sencilla su transformación siguiendo ciertas pautas de programación. Primeramente haremos el GRAFCET de primer nivel, este representa la etapa inicial, todas las etapas, uniones entre etapas, las transiciones, los direccionamientos, los procesos simultáneos y las acciones asociadas. Todo esto representado con símbolos para cada etapa, proceso o acción. Después haremos el GRAFCET de tercer nivel, es exactamente igual que el de primer nivel pero en vez de representar cada etapa, proceso o acción con un símbolo, ha de representarse con la variable que tendrá en el PLC. Una vez tenemos el GRAFCET de tercer nivel simplemente tendremos que implementarlo en lenguaje de contactos con el software TwidoSoft de la casa TELEMECANIQUE. Mostraremos las variables utilizadas y los símbolos que se les otorgo a cada variable para facilitar la lectura del código, también mostraremos el estado de la memoria del PLC una vez haya sido programado. * El código completo que lleva el PLC esta en formato .twd en el CD anexo a este proyecto. 4.- CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN PROYECTO FIN DE CARRERA 55 GRAFCET DE PRIMER NIVEL 4.- CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN PROYECTO FIN DE CARRERA 56 GRAFCET DE TERCER NIVEL 4.- CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN PROYECTO FIN DE CARRERA 57 CONFIGURACIÓN DE OBJETOS EN MEMORIA Palabras de memoria (%MW) %MW S ímbolos %MW300 NUMERO_TICKETS_QUIERE %MW301 NUMERO_TICKETS_DECELERA %MW302 VELOCIDAD_MAXIMA_POR100 %MW303 VELOCIDAD_MINIMA_POR100 %MW304 TIEMPO_RAMPA_ACELERACION %MW305 TIEMPO_RAMPA_DECELERACION %MW306 VELOCIDAD_PASO_CONTINUO %MW309 VELOCIDAD_REQUERIDA %MW 310 VELOCIDAD_REQUERIDA_POR100 %MW311 TICKETS %MW312 CICLOS %MW315 VELOCIDAD %MW316 VELOCIDAD_POR100 %MW330 NUMERO_TICKETS_QUIERE_EN_CICLO %MW331 NUMERO_TICKETS_DECELERA_EN_CICLO %MW332 VELOCIDAD_MAXIMA_EN_CICLO %MW333 VELOCIDAD_MINIMA_EN_CICLO %M W334 TIEMPO MILISEGUNDOS ACE_CICLO %MW335 TIEMPO MILISEGUNDOS DECE_CICLO %MW480 FECHA_DIA %MW481 FECHA_MES %MW482 FECHA_ANIO %MW485 CONTRASEÑA_RESETEAR_DATOS %MW490 TIEMPO_ON_OFF_SEGUNDOS %MW491 TIEMPO_ON_OFF_MINUTOS %MW492 TIEMPO_ON_OFF_HORAS %MW493 TIEMPO_ON_OFF_DIAS %MW494 TIEMPO_ON_OFF_SEMANAS %MW495 TIEMPO_MOVIMIENTO_SEGUNDOS %MW496 TIEMPO_MOVIMIENTO_MINUTOS %MW497 TIEMPO_MOVIMIENTO_HORAS %MW498 TIEMPO_MOVIMIENTO_DIAS %MW499 TIEMPO_MOVIMIENTO_SEMANAS %MW500 CONTRASEÑA_AJUSTES_ADMIN 4.- CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN PROYECTO FIN DE CARRERA 64 LIMITES DE LA CONFIGURACIÓN DE LA PANTALLA HMI  Tiempo de aceleración entre 2 segundos y 10 segundos.  Tiempo de deceleración 2 segundos y 10 segundos.  Velocidad mínima entre 5% y 20%.  Velocidad máxima entre la velocidad mínima y 100%.  Velocidad del paso entre 5% y 10%.  Numero de tickets deceleración entre -150 y -50 el número de tickets.  Numero de tickets entre 200 y 4000 tickets  Velocidad de trabajo entre la velocidad mínima y máxima. LIMITES DE LA CONFIGURACIÓN DEL CONTROL DE TENSIÓN  Tensión deseada entre 50Newton y 100 Newton ESTUDIO ECONÓMICO 5.- ESTUDIO ECONÓMICO PROYECTO FIN DE CARRERA 66 5.- ESTUDIO ECONÓMICO El presente presupuesto hace referencia a la construcción de una máquina rotativa industrial para la realización de rollos de turno, de ahora en adelante llamada Etiturn. La máquina Etiturn lleva como gastos materiales, tiempo del ingeniero del proyecto que a su vez será el instalador, tiempo de un maquinista para pruebas y puesta a punto, y material para esto mismo. El coste de la máquina total será posteriormente el coste de amortización que ha de compensarse con el producto final que la máquina realiza, como toda máquina industrial la idea al diseñarla y fabricarla es que ofrezca rentabilidad. Al final del apartado estudio económico demostraremos la rentabilidad de esta máquina para la empresa que hizo que se fabricase. 5.1.- COSTE DE LA MÁQUINA En el coste englobara todo lo que ha sido necesario para su construcción y puesta a punto. Lo dividiremos en varias secciones para facilitar las explicaciones. 5.1.1.- COMPLEMENTOS Todos aquellos elementos de las máquinas que en la sección de contexto lo dimos como soluciones iniciales con material conocido. Estos son elementos que se compraron en Shanghai-China mediante la empresa Compañía HispanoAsiatica S.L. y simplemente había que acoplarlos a la máquina. MATERIAL UNIDADES PRECIO UNITARIO PRECIO TOTAL Desbobinador 1 1.500€/u. 1.500 € Centrador GK-61 1 200€/u. 200 € Control de tensión ZXT-B600 1 700€/u. 700 € Grupo de impresión 1 300€/u. 300 € Grupo curado ultravioleta 1 1.500€/u. 1.500 € Numerador Batch 2 3.000€/u. 6.000 € TOTAL COMPLEMENTOS 10.200 € 5.- ESTUDIO ECONÓMICO PROYECTO FIN DE CARRERA 67 5.1.2.- MATERIAL MECÁNICO Todo el material mecánico fue importado de Shanghai – China, ya que la empresa ETIDUERO S.L. tiene un contacto en dicha ciudad y enviando los planos todos los materiales fueron importados. MATERIAL UNIDADES PRECIO UNITARIO PRECIO TOTAL Bancada 3200mm X 1500mm X 2mm mecanizadas 2 500€/u. 1.000 € Cilindros para paso del papel ancho 280mm X 130mm de diámetro 10 200€/u. 2.000 € Correas dentadas 3 36€/u. 108 € Tornillos 200 0,50€/u. 100 € Dos manos de pintura 2 300€/u. 600 € TOTAL MECÁNICO 3.808 € 5.- ESTUDIO ECONÓMICO PROYECTO FIN DE CARRERA 68 5.1.3.- MATERIAL ELÉCTRICO Y ELECTRÓNICO El material eléctrico se compro parte en Valladolid por elección del autor de este proyecto y parte en Shanghai – China mediante el contacto de la empresa, en productos que la misma ya tenia experiencia en su funcionamiento MATERIAL DE VALLADOLID MATERIAL UNIDADES PRECIO UNITARIO PRECIO TOTAL Motor Siemens 5,5kW 1 500€/u. 500 € Variador de frecuencia TELEMECANIQUE ALTIVAR ATV31 1 800€/u. 800 € Autómata TELEMECANIQUE TWIDO 1 270€/u. 270 € Modulo analógico TELEMECANIQUE 1 115€/u. 115 € HMI TELEMECANIQUE XBTN401 1 200€/u. 200 € Armario eléctrico 1200 X 600 X 350 mm 1 170€/un 170 € SUBTOTAL 2.055 € MATERIAL DE SHANGHAI MATERIAL UNIDADES PRECIO UNITARIO PRECIO TOTAL Protecciones magneto térmicas 3 10€/un 30 € Contactor protección 1 25€/un 25 € Varios (terminales, cables, relés, pulsadores, setas de emergencia…) 1 300€/un 300 € SUBTOTAL 355 € TOTAL ELÉCTRICO 2.410 € 5.- ESTUDIO ECONÓMICO PROYECTO FIN DE CARRERA 69 5.1.4.- TIEMPO DE INGENIERÍA El tiempo empleado en ingeniero, es el tiempo empleado en el diseño y montaje (ya que fue realizado por el autor del proyecto) de la parte eléctrica y electrónica del proyecto. Como el proyecto se realizo en unas prácticas de empresa y están eran de 3 meses y salario del ingeniero en estas prácticas fue de 1.000 euros en los 3 meses y el tiempo se cumplió, el gasto por este apartado es de 1.000 euros. TOTAL INGENIERÍA 1.000 € 5.1.5.- TIEMPO DE MAQUINISTA PARA PRUEBAS El tiempo de pruebas y puesta a punto fueron las dos ultimas semanas de las practicas. Luego fueron 10dias a 7,75horas/día, un total de 77,5 horas de un maquinista. El precio hora de un maquinista especializado en máquinas rotativas con impresión flexo gráfica es de 10 euros/hora. Luego 77,5 horas X 10 euros/hora = 775 euros. TOTAL MAQUINISTA 775 € 5.1.6.- COSTE DE MATERIALES PARA PRUEBAS El tiempo de pruebas como ya hemos dicho fueron las ultimas 2 semanas en las que estuvimos probando diferentes ajustes y configuraciones de la máquina para dar con los parámetros por defecto de esta para los tiempos de las rampas de aceleración y deceleración así como la velocidad mínima, la velocidad del paso a paso y la velocidad máxima para la cual la calidad del rollo tanto en tensión, centrado e impresión es valida. Invertimos 2 bobinas de papel de 8.000 metros lineales cada una, lo que implica a un ancho de bobina de 240mm, un total de: Metros cuadrados papel 2 840.328000240,0 mbobinasmm  PAPEL PRECIO/m2 TOTAL 3.840 m2 0,06 €/m2 230,4 € TOTAL MATERIALES 230,4 € 5.- ESTUDIO ECONÓMICO PROYECTO FIN DE CARRERA 70 5.1.7.- RESUMEN COSTE DE LA MÁQUINA Haciendo un resumen de todas las divisiones que hemos hecho para explicar los gastos para el diseño y construcción de la máquina es de: PARTIDA COSTE COMPLEMENTOS 10.200 € MATERIAL MECÁNICO 3.808€ MATERIAL ELÉCTRICO Y ELECTRÓNICO 2.410 € TIEMPO DE INGENIERÍA 1.000 € TIEMPO DE MAQUINISTA 775 € COSTE DE MATERIALES 230,4 € TOTAL COSTE DE LA MÁQUINA 18.423,4 € 5.2.- COSTE DEL PRODUCTO FINAL Como toda máquina lógicamente tiene un fin, la producción de un producto que tenga salida en el mercado. Antes de la realización de esta máquina la empresa ya tenía estudiado el mercado con sus 9 años de experiencia en el sector. Sabían perfectamente el precio del producto final y la cantidad que el mercado demandaba anualmente. En este apartado explicaremos el coste de un rollo de turno hecho por nuestra máquina Etiturn. Lo dividiremos en diferentes secciones o partidas para una mayor comprensión y sencillez. Consideraremos como producto final 1 rollo de turno de 2000tickets. Este rollo tiene 100metros lineales de papel con un ancho de 40mm de papel lo que supone 4m2 de papel. Esta será la unidad de medida que consideremos para el cálculo del coste del producto final. También consideraremos como venta mínima una caja de 40rollos de turno, y como venta máxima un palet que engloba 80 cajas de 40 rollos, lo que son 3.200 rollos. 5.- ESTUDIO ECONÓMICO PROYECTO FIN DE CARRERA 71 5.2.1.- MATERIA PRIMA La materia prima que se utiliza para la realización de rollos de turno son bobinas de 1metro de diámetro aproximadamente y de unos 150Kg de peso con un ancho de 240mm con un gramaje de papel de 65gr/m2 lo que implica bobinas de papel de unos 9500metros lineales. Metros cuadrados 223002/65/180 mmgrKg  Metros lineales mmm 9615240,0/22300  Este papel tiene las siguientes características y comprando 100 bobinas en un solo pedido el precio del m2 de este papel es de 0,06 euros/m2. Luego el precio de una bobina de papel es de 138 euros. Como no hay mermas ni perdidas de papel, podremos usar directamente el precio del metro2 del papel sabiendo que un rollo de turno tiene 4m2 de papel. Como resumen sacamos que con una bobina de 138 € podemos fabricar 575 rollos. TOTAL PRECIO DE LA MATERIA PRIMA PARA 1 ROLLO ES 0,24 € 5.- ESTUDIO ECONÓMICO PROYECTO FIN DE CARRERA 72 5.2.2.- TIEMPOS DE FABRICACIÓN En esta sección tendremos en cuenta el tiempo que se tarda en hacer un rollo. Los costes de este tiempo son en tiempo del maquinista, energía eléctrica y a más tiempo producción mas posibilidades de averías y tiempos de vidas de los materiales, para esto ultimo añadiremos un 1% del total de este coste. El tiempo en hacer una barrada, es decir un arranque de la máquina con su rampa de aceleración llegar a la velocidad máxima y hacer la rampa de deceleración y parar, que el maquinista saque los 6 rollos que se hacen y vuelva a arrancar la máquina para hacer la siguiente barrada es de 1minuto y 30segundos aproximadamente. Como en una barrada salen 6 rollos en estos 90 segundos, tenemos que 1 rollo se hace en 15 segundos. El tiempo en embalar los rollos, empaquetarlos y etiquetarlos lo consideraremos nulo ya que la experiencia nos dice que al maquinista le da tiempo ha hacerlo mientras la máquina esta en movimiento. A este tiempo le añadiremos un 10% de pérdidas o mermas en estos tiempos por cansancio del maquinista o pequeños fallos. A 10 euros/hora de un maquinista especializado, tenemos un precio de rollos de:  SEGUNDO POR ROLLO rollosegundoscansanciorollosegundos /5,16%10/15    ROLLOS HORA horarollos rollosegundos segundos /218/ /5,16 3600   EUROS POR ROLLO rollo hora rollos hora /€046,0 / 218 /€10  TOTAL PRECIO TIEMPO DE FABRICACIÓN PARA 1 ROLLO ES 0,046 € 5.- ESTUDIO ECONÓMICO PROYECTO FIN DE CARRERA 73 5.2.3.- PRECIO DE ENVASADO En el precio de envasado hay que tener en cuenta que los rollos van envasados de 5 en 5 en film termorretractil que se pasan por un horno para que el plástico envuelva los rollos y después en cajas de cartón en los que entran 8 paquetes de 5 rollos, luego 40 rollos. El rollo de film cuesta 68€ y da para 50.000 paquetes, luego para 1 rollo 0,000272€ El consumo del horno según precio actual del kW/h es de 0,5€/hora, como en 1 hora fabricamos 575 rollos, implica que el gasto por el horno para 1 rollo es de 0,00087€ El precio de una caja de cartón es de 0,05€ y entran 40 rollos, luego el coste por las cajas de cartón para 1 rollo es de 0,00125 € TOTAL PRECIO ENVASADO PARA 1 ROLLO ES 0,0024 € 5.2.4.- COSTE DE AVERÍAS Este coste es muy difícil de definir y muy difícil de ser exacto, depende mucho del cuidado que se le de a la máquina, de la pericia del maquinista y en muchas ocasiones de la suerte, la casualidad o de factores externos. Luego en este coste no lo consideraremos en el presupuesto, pero tendremos en cuenta para saber que este presupuesto no será 100% verídico y que siempre el beneficio será inferior al indicado en este presupuesto. 5.2.5.- COSTE DE ENVÍO DEL PRODUCTO Hemos declarado en el encabezado de esta sección que el envió mínimo será una caja de 40 rollos y el envió máximo será de 1 palet con 3200 rollos. El coste del envió de 1 caja a cualquier parte de la península es de 5euros. Esto supone un coste por rollo de 0,125€/rollo El coste de un palet con 80 cajas a cualquier parte de la península es de 50euros. Esto supone un coste por rollo de 0,015625€/rollo. Lógicamente a la empresa le compensa más enviar cantidades más grandes, pero en ocasiones se venden cajas sueltas o palets a medias, por ellos, consideraremos este coste como una media de los dos costes extremos. TOTAL PRECIO ENVÍO PARA 1 ROLLO ES 0,07 € 6.- CONCLUSIONES PROYECTO FIN DE CARRERA 80 6.2.- CONCLUSIONES DE LA EMPRESA La empresa quedó totalmente satisfecha con las prácticas que ofertó, ya que consiguió el proyecto que quería, y además tuvo a prueba a un futuro ingeniero técnico que finalmente se hizo con el puesto y fue contratado. Actualmente tiene en funcionamiento la máquina, dando rentabilidad a la empresa. Los rollos de turno es uno de los productos estrella de la empresa con unas ventas de unos 80.000 rollos al año, lo que les supone unos beneficios anuales de 100.000 euros. Con esta máquina a incrementado la rentabilidad del producto al producirse menores paros por averías y mejores tiempos en la fabricación. Podemos observar en la gráfica 3 la diferencia de tiempos en la fabricación de el mismo numero de rollos si se hubieran fabricado con la máquina anterior (línea verde) y cuando se fabricaban con la máquina nueva (línea roja) TIEMPOS DE FABRICACION EN HORAS ETIDUERO S.L 0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 Año 2009 - 110.000 Rollos Año 2010 - 125.000 Rollos Año 2011 - 150.000 Rollos Rollos por año HORAS Grafico 4 – Mejoras en los tiempos de fabricación con la máquina nueva BIBLIOGRAFÍA 7.- BIBLIOGRAFÍA PROYECTO FIN DE CARRERA 82 7.- BIBLIOGRAFÍA Para la realización del proyecto nos hemos documentado en diferentes medios, libros, manuales de los productos, páginas web y en proyectos de otros compañeros. La documentación sobre las normas de seguridad eléctrica de baja tensión, el material necesario y adecuado, la construcción del sistema eléctrico, el funcionamiento de los distintos aparatos que componen la máquina y los posibles errores ya cometidos por otros compañeros para no caer en los mismos, se consulto la siguiente bibliografía. Parte de esta bibliografía esta contenida en formato pdf un CD. 7.1.- LIBROS  Juan Carlos Martín, Mª Pilar García, (2009) - Automatismos industriales - Capitulo10 Programación de Autómatas.  Piedrafita Moreno, Ramón, (2004) - Ingeniería De La Automatización Industrial – Capitulo 2 Autómatas Programables Industriales  Mandado/ Acevedo/ Fernández/ Armesto, (2010) - AUTÓMATAS PROGRAMABLES Y SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN 7.2.- MANUALES  Manual del Motor SIEMENS – Incluido en los Anexos en CD  Manual del Variador de frecuencia ATV31 – Incluido en los Anexos en CD  Manual del Autómata TELEMECANIQUE Twido – Incluido en los Anexos en CD  Manual del Modulo Analógico TELEMECANIQUE – Incluido en los Anexos en CD  Manual del HMI MAGELIS – Incluido en los Anexos en CD 7.- BIBLIOGRAFÍA PROYECTO FIN DE CARRERA 83 7.3.- WEB  Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (España); http://www.ffii.nova.es ; Ministerio de Industria, Turismo y Comercio  Descarga de software y Dataste; http://www.schneiderelectric.es , Fabricante SchneiderElectric, grupo de los productos TELEMECANIQUE 7.4.- OTROS PROYECTOS FINAL DE CARRERA  Penalba Baz, Mario (2008) – Control de un sistema de tres tanques acoplados mediante autómata Premium.  Arranz Méndez, Álvaro (1999) – Automatización de una planta paletizadota de sacos mediante un autómata TSX 3722 de telemecanique  Reglero Romero, Francisco Javier (1991) – Variador de velocidad para un motor asíncrono trifásico con rotor en corto circuito de 15 CV por control de la frecuencia