UNIVERSIDAD AUTONOMA DE ZACATECAS

MÁQUINA SELLADORA CONTROLADA POR PLC Rene Ledesma Montes Juan Manuel Esparza Gómez Tesis de Licenciatura presentada a la Unidad Académica de Ingeniería Eléctrica de acuerdo a los requerimientos de la Universidad para obtener el título de

INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA

Directores de tesis: Dr. Rafael Villela Varela y M. en C. Miguel Eduardo González Elías

UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

3 de Febrero del 2012

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APROBACIÓN DE TEMA DE TESIS DE LICENCIATURA

NOTA NO IMPRIMIR Rene Ledesma Montes Juan Manuel Esparza Gómez PRESENTE De acuerdo a su solicitud de tema de Tesis de Licenciatura del Programa de Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica, con fecha (por defini se acuerda asignarles el tema titulado:

MÁQUINA SELLADORA CONTROLADA POR PLC Se nombran revisores de Tesis a los profesores al Dr. Rafael Villela Varela y al M. en C. Miguel Eduardo González Elías, notificándoles a ustedes que dispone de un plazo máximo de seis meses, a partir de la presente fecha, para la conclusión del documento final debidamente revisado.

Atentamente Zacatecas, Zac., fecha por confirmar

________________________________ Ing. Director de la Unidad Académica de Ingeniería Eléctrica

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AUTORIZACIÓN DE IMPRESIÓN DE TESIS DE LICENCIATURA

Rene Ledesma Montes Juan Manuel Esparza Gómez PRESENTE La Dirección de la Unidad Académica de Ingeniería Eléctrica les notifica a ustedes que la Comisión Revisora de su documento de Tesis de Licenciatura, integrada por los profesores el Dr. Rafael Villela Varela y el M. en C. Miguel Eduardo González Elías, ha concluido la revisión del mismo y ha dado la aprobación para su respectiva presentación. Por lo anterior, se le autoriza a usted la impresión definitiva de su documento de Tesis para la respectiva defensa en el Examen Profesional, a presentarse la fecha por definir.

Atentamente Zacatecas, Zac., fecha por definir ____________________________________ Ing. Director de la Unidad Académica de Ingeniería Eléctrica NOTA NO IMPRIMIR

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APROBACIÓN DE EXAMEN PROFESIONAL

Se aprueba por unanimidad el Examen Profesional de Rene Ledesma Montes y Juan Manuel Esparza Gómez presentado el día 3 de Febrero del 2012 para obtener el título de: INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA Jurado:

Presidente: Dr. Rafael Villela Varela. ______________________________________ Primer vocal: M. en C. Miguel Eduardo González Elías. _________________________ Segundo vocal: Dr. Francisco Eneldo López Monteagudo. _______________________ Tercer vocal: M. en I. Claudia Reyes Rivas.___________________________________ Cuarto vocal: M. en I. Aurelio Beltrán Telles.__________________________________

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Índice Capítulo I

INTRODUCCIÓN.

Sección 1.1 Antecedentes…………………………………………………………….….1 Sección 1.2 Objetivos………………………………………………................................2 Sección 1.3 Justificación…………………………………………………………….…..2 Sección 1.4 Alcance de la tesis……………………………………………………….…3 Sección 1.5 Contenido de la tesis………………………………………………….……3

Capítulo II PROCESO LECHUGUILLA

DE

FABRICACIÓN

DE

BEBIDA

DE

Sección 2.1 Diagrama de flujo de elaboración de la bebida…………………………….5 Sección 2.2 Planta lechuguilla…………………………………………………………...6 Sección 2.3 Corte de la piña de la lechuguilla…………………………………………...7 Sección 2.4 Lavado de la piña…………………………………………………………...8 Sección 2.5 Proceso de la fermentación………………………………………………....9 Sección 2.6 Elaboración de la bebida………………………………………………........9 Sección 2.7 Colocación del embolsado en el tubo de flujo de líquido……………….....9 Sección 2.8 Máquina selladora………………………………………………………...10 Sección 2.9 Encendido del circuito sellador………………..………………………….11 Sección 2.10 Medición de la temperatura del hilo sellador…………………..……….11 2.10.1 Apertura de la válvula para que el flujo del líquido empiece a llenar las bolsas…………………………………………………………………………………..11 2.10.2 Sellado de las bolsas……………………………………………………11

Capítulo III SISTEMA DE AUTOMATIZACIÓN DEL SELLADO Sección 3.1 Mejoras y ventajas de la automatización………………………………….13 Sección 3.2 Compresor de aire………………………………………………………...14 Sección 3.3 Definición de PLC………………………………………………………..15 Sección 3.4 Cilindro neumático……………………………………………………......15 Sección 3.5 Válvula reguladora………………………………………………………..18 Sección 3.6 Unidad de filtro…………………………………………………………..19 Sección 3.7 Electroválvulas……………………………………………………………19

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CAPÍTULO IV

CIRCUITERÍA

Sección 4.1 Señales de entrada al PLC…………………………………………………21 Sección 4.2 Conexiones de señales de entrada…………………………………………21 Sección 4.3 Señales de salida al PLC…………………………………………………..21 Sección 4.4 Conexiones de señales de salida…………………………………………..22 Sección 4.5 Etapas de potencia………………………………………………………...23 Sección 4.6 Diseño y funcionamiento del transformador……………………………...24 4.6.1 Ecuaciones para el diseño del transformador...…………………………..24 4.6.1.1 Potencia del transformador……………………………………………..24 4.6.1.2 Densidad de flujo………………………………………………………27 4.6.1.3 Densidad de corriente…………………………………………………..28 4.6.1.4 Área del núcleo…………………………………………………………31 4.6.1.5 Número de vueltas de los devanados…………………………………...32 4.6.1.6 Área de los conductores………………………………………………...33 4.6.2 Pasos a seguir para el diseño del transformador………………………….34

CAPITULO V

PROGRAMACIÓN DEL PLC S7-200 EN STEP 7

Sección 5.1 Introducción……………………………………………………………….36 Sección 5.2 Programa para el PLC……………………………………………………..37 Sección 5.3 Inicio del proceso………………………………………………………….38 Sección 5.4 Activación del hilo de sellado y su fin de proceso………………………...38 Sección 5.5 Recorrido de la máquina…………………………………………………..39 Sección 5.6 Sellado y retorno de la máquina a su posición inicial……………………..39 Sección 5.7 Activación del compresor…………………………………………………40 Sección 5.8 Desactivación del compresor……………………………………………...40

CAPITULO VI

PRUEBAS Y RESULTADOS

Sección 6.1 Transformador de voltaje…………………………………………………42 Sección 6.2 Hilo sellador de la máquina……………………………………………….44 Sección 6.3 Construcción estructural de la máquina selladora de las bolsas…………..45 Sección 6.4 Conexión del compresor a la máquina…………………………………….47 Sección 6.5 Válvulas reguladoras de aire………………………………………………47

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Sección 6.6 Temporización del PLC…………………………………………………...48 CONCLUSIONES…………………………………………………………………….50 REFERENCIAS………………………………………………………………………..51

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Índice de figuras y tablas CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN Figura 1.1 Máquina selladora con pedal………………………………………………3 CAPÍTULO II LECHUGUILLA

PROCESO

DE

FABRICACION

DE

BEBIDA

DE

Diagrama 2.1 Diagrama de flujo de proceso de elaboración de bebida………………....5 Figura 2.1 Planta de lechuguilla……………………………………………………..…..6 Figura 2.2 Corte de piña de la lechuguilla……………………………………………....8 Figura 2.3 Bolsa contenedora de bebida de la lechuguilla……………………………..10 CAPÍTULO III

SISTEMA DE AUTOMATIZACIÓN

Figura 3.1 Compresor de aire…………………………………………………………..14 Figura 3.2 Válvulas de seguridad y manómetros………………………………………14 Figura 3.3 Cilindro neumático Festo……………………………...……………………15 Tabla 3.1 Datos de técnicos del cilindro neumático……………………………………16 Figura 3.4 vista de sección del cilindro neumático…………………………………….17 Tabla 3.2 Datos de la vista de sección del cilindro neumático…………………………18 Figura 3.5 Válvula reguladora………………………………………...………………..18 Tabla 3.3 Referencias de válvula reguladora…………………………………………...18 Figura 3.6 Unidad de filtro……………………………………………………………..19 Figura 3.7 Electroválvula Festo MFH-5-1/4 #6211……………………………………19 Figura 3.4 Datos de la electroválvula…………………………………………………..20 CAPÍTULO IV CIRCUITERÍA Tabla 4.1 Señales de entrada……………………………………………………...……21 Figura 4.1 Conexión de señales de entrada…………………………………………….21 Tabla 4.2 Señales de salida……………………………………………………………..21 Figura 4.2 Conexión de salida al compresor...………………………………………....22 Figura 4.3 Conexión de salida al transformador y la electroválvula………………...…23

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Figura 4.4 Conexión de salida a la electroválvula de sellado………………………….23 Figura 4.5 Etapas de potencia………………………………………………………….24 Figura 4.6 Alambre de corte…………………………………………………………...24 Tabla 4.3 Densidad de corriente……………………………………………………….30 Tabla 4.4 Valores de coeficiente C…………………………………………………….32

CAPÍTULO V PROGRAMACIÓN DEL PLC S7200 EN STEP7 Figura 5.1 Sistema de control…………………………………………………………..36 Figura 5.2 Diagrama de Venn…………………………………………………………..37 Figura 5.3 Inicio del proceso…………………………………………………………...38 Figura 5.4 Activación del hilo de sellado………………………………………………38 Figura 5.5 Recorrido de la máquina……………………………………………………39 Figura 5.6 Sellado y retorno a su posición inicial……………………………………...39 Figura 5.7 Activación del compresor…………………………………………………..40 Figura 5.8 Paro del compresor………………………………………………………….41 CAPÍTULO VI

PRUEBAS Y ERRORES

Figura 6.1 Programa de apoyo para el cálculo simplificado de transformadores v2.0…42 Figura 6.2 Transformador……………………………………………………………...43 Figura 6.3 Circuito de control de corriente de forma manual………………………….44 Figura 6.4 Hilo sellador ya instalado…………………………………………………..44 Figura 6.5 Plancha de la máquina selladora……………………………………………45 Figura 6.6 Estructura de la máquina……………………………………………………45 Figura 6.7 Recorrido de la plancha mediante el cilindro neumático…………………...46 Figura 6.8 Sellado de las bolsas con ayuda del segundo cilindro neumático………….46 Figura 6.9 Construcción de base para el cilindro………………………………………46 Figura 6.10 Válvula reguladora de aire………………………………………………..47

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Figura 6.11 Válvula reguladora de aire conectada al cilindro de la plancha………….48 Figura 6.12 Programa STEP para PLC Siemens……………………………………...49

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RESUMEN Esta tesis trata del diseño y realización de una maquina selladora de bolsas, la cual es utilizada para envasar distintos tipos de productos líquidos. En el proceso actual se cuenta con una máquina de envasado que es totalmente de manera manual, la cual depende de un operario para poder realizar la tarea de sellado, de las necesidades de maximizar la producción y minimizar los costos, nace la idea de realizar una máquina completamente automática. El número de bolsas selladas por ciclo en el proceso actual es muy inconstante en el tiempo que va de los 4 a 7 segundos por bolsa, haciendo que en un rango de una hora sea incierto el número exacto de bebida envasada, la maquina automática tiene la capacidad de sellar hasta 4 bolsas por ciclo, el cual es de 4 segundos, habiendo un incremento en la producción y reduciendo el tiempo en el proceso de fabricación, así se tiene en un rango de una hora, la forma más precisa de bebida terminada. Otro objetivo importante de esta tesis es controlar la temperatura del hilo de sellado, actualmente es muy difícil contener una misma temperatura durante toda la producción, el operario debe de regular constantemente la temperatura para poder realizar la tarea, donde el hilo de sellado al estar variando su temperatura constantemente se deforma generando un sellado irregular el cual hace que las bolsas no queden bien serradas, quedando así agujeros en ellas, los cuales hacen que se derrame líquido y esto a su vez se traduce en pérdidas de producción y costos. En base a estudios en distintos tipos de alambres y a su reacción en varios niveles de intensidad de corriente, estos generaban diversos grados de temperatura y su nivel de deformación era muy notorio, se encontró que con un alambre de cierta aleación llamado nicromo al paso de corriente constante, mantiene la temperatura ideal para el sellado y su deformidad es casi nula. Al recabar todos estos datos fue necesario construir un transformador de corriente alterna que genera una intensidad constante al hilo para así tener una temperatura firme en el sellado. Todos estos procesos son unidos mediante el Circuito Lógico Programable (PLC) para efectuar la tarea completa de sellado, este circuito es la parte central en el control de la máquina, porque es el que se encarga desde el inicio de la activación hasta el mantener de manera constante cada ciclo, dependiendo de las señales de entrada, será su comportamiento hacia las señales de salida o actuadores.

CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN

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1.1.- Antecedentes. Sistema de envasado de bebidas. Envase es todo producto fabricado con materiales de cualquier naturaleza y que se utilice para contener, proteger, manipular, distribuir y presentar mercancías, desde materias primas hasta artículos acabados, en cualquier fase de la cadena de fabricación, distribución y consumo. [1] Dentro de los distintos tipos de envasado se encontró con diversas tecnologías y materiales para realizar este proceso de los cuales podemos encontrar como: ENVASES DE VIDRIO

El vidrio es una sustancia hecha de sílice (arena), carbonato sódico y piedra caliza. No es un material cristalino en el sentido estricto de la palabra; es más realista considerarlo un líquido sub-enfriado o rígido por su alta viscosidad para fines prácticos. Su estructura depende de su tratamiento térmico. [1] EMPAQUES DE CARTÓN El cartón es una variante del papel, se compone de varias capas de éste, las cuales, superpuestas y combinadas le dan su rigidez característica. Se considera papel hasta 65 gr/m2; mayor de 65 gr/m2, se considera como cartón. [1] EMPAQUES DE METAL Un envase metálico, en términos generales, se define como un recipiente rígido para contener productos líquidos y/o sólidos que además puede cerrarse herméticamente. [1] EMPAQUES DE BOLSA. Por motivo de la globalización y crecimiento de los mercados, el sector del envasado tiene un alcance cada vez mayor. Actualmente es posible envasar casi cualquier tipo de producto y, en ese aspecto, la presentación en bolsas tiene múltiples posibilidades debido las ventajas que presenta frente a otros tipos de envase. [1] TÉCNICAS DE ENVASADO. En la actualidad son cuatro las técnicas principales de envasado.

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TRADICIONAL: El principal objetivo es preservar el producto del exterior, evitando contaminaciones cruzadas con otros alimentos, manipuladores o el ambiente. [2] AL VACÍO: Esta técnica consiste en la eliminación del aire que rodea al producto, reduciendo por tanto degradaciones del alimento por parte del oxígeno, así como dificultando el crecimiento de muchos microorganismos. Es uno de los métodos que se emplea para envasar productos como el café, el arroz o varios tipos de especias. [2] ATMÓSFERAS CONTROLADAS: En este tipo de envasado, el producto se encuentra rodeado de una atmósfera preseleccionada, cuya composición base suele ser nitrógeno y dióxido de carbono. La composición de esta atmósfera gaseosa se mantiene constante a lo largo del tiempo mediante un control continuado. [2] ATMÓSFERAS MODIFICADAS: En este método también se sustituye el aire que envuelve al producto por un gas concentro o una mezcla de gases. Solo que en este caso, la composición de gases se ajusta generalmente en el momento de envasar el producto y del material del envase (si es permeable), esa composición se irá modificando con el tiempo. Se utilizan principalmente tres gases (oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono), que producen un efecto individual o combinado para mantener la calidad del producto. [2]

1.2 Objetivos. Objetivo principal. Diseñar y construir un sistema de envasado automático de bebidas, controlado con un PLC (Controlador Lógico Programable). El sistema deberá ser eficiente, económico y fácil de operar. Objetivos secundarios.   

Investigar el proceso de envasado con máquinas automáticas modernas. Diseñar y construir el sistema neumático para el control del proceso. Aprender la conexión y programación del PLC S7-200 de Siemens.

1.3 Justificación. Esta tesis es importante porque se ha estado trabajando con una máquina completamente manual en el proceso de sellado y la producción se ve muy limitada al tiempo de operación del equipo y a la experiencia del operador. En esta tesis se implementó un sistema de envasado semiautomático, que permite aumentar lo siguiente:

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   

Nivel de producción. La higiene en el proceso de envasado. La calidad del producto ya terminado. El ahorro de costos en el proceso de producción.

Las características del proceso actual con que se lleva a cabo el envasado de la lechuguilla son las siguientes. 1) Se cuenta con un proceso completamente manual en el envasado del producto. 2) El tipo de envase del producto ya terminado es en una presentación de bolsa. 3) El llenado de los tanques donde va el líquido es de una forma prácticamente manual. 4) La máquina (Figura 1.1) está compuesta de una estructura metálica de 1,40m de altura por 0,70 m de ancho, la cual está formada por un pedal y un circuito de sellado. Este circuito tiene un hilo de nicromo el cual se calienta mediante un regulador de temperatura, el hilo se encuentra ubicado en la parte superior de la estructura, sujetado a una portería que está conectada con el pedal, cuando se presiona el pedal hace que baje la portería con el hilo sellando así la bolsa con el líquido adentro.

Figura 1.1 Máquina Selladora con pedal.

1.4 Alcance de la tesis. Este proyecto consiste en la automatización del sistema de control de sellado de las bolsas, pero el control de llenado dependerá directamente de un operador, por lo que se propone un control semiautomatizado para el proceso de envasado.

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1.5 Contenido de la tesis. En base a un diagrama de flujo de la elaboración del proceso para fabricar la bebida de la lechuguilla, que va desde el corte de la planta, lavado, fermentación y elaboración de la bebida de manera manual o casera, se tomaron datos sobre el proceso de automatización de la máquina que se encarga de sellar las bolsas que contienen lechuguilla. En esta tesis se diseñó y construyó una máquina que realiza automáticamente el sellado de las bolsas, pero se depende de un operador para acomodar el tubo de plástico con el que se forman las bolsas, principalmente al inicio del proceso de envasado. Se obtienen muchas ventajas y mejoras del proceso de envasado al usar esta máquina automatizada para el control de sellado de bolsas, ya que tiene distintos tipos de mecanismos y componentes que facilitan el trabajo de sellado. Esos componentes son: un compresor de aire, cilindros neumáticos, electroválvulas, válvulas reguladoras de aire, un transformador adecuado para que el paso de corriente sea continuo y sin variaciones, y un Programador Lógico Programable (PLC) que se encarga de dirigir todo el proceso. La circuitería es una parte importante en el diseño del sistema de control de la máquina, ya que es la que se encarga de mandar las señales del estado en que se encuentre el proceso hacia el PLC y de recibir de éste las señales de control que son enviadas hacia los dispositivos de salida que accionan a la máquina de sellado. Es importante decir que la temperatura del hilo de sellado juega un papel significativo, ya que el diseño de un transformador adecuado para establecer y mantener la temperatura idónea para el sellado es de mucha relevancia, ayudando a la máquina a tener un mejor funcionamiento y un mayor rendimiento en procesos de envasado de larga duración.

CAPÍTULO II PROCESO DE FABRICACIÓN DE BEBIDA DE LECHUGUILLA

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2.1 Diagrama de flujo del proceso de elaboración de la bebida. En el diagrama 2.1 se describe todo el proceso de fabricación de la bebida de lechuguilla desde su cosecha hasta su terminación total. PLANTA LECHUGUILLA

CORTE DE LA PIÑA DE LA LECHUGUILLA LAVADO DE LA PIÑA

PROCESO DE FERMENTACIÓN ELABORACIÓN DE LA BEBIDA LLENADO DEL TANQUE CON LA BEBIDA TIPO DE ENVASE

COLOCACIÓN DEL EMBOLSADO EN ÉL TUBO DE FLUJO DEL LÍQUIDO MAQUINA SELLADORA

ENCENDIDO DE LA MAQUINA SELLADORA MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA DEL HILO DEL SELLADO DE LA MAQUINA APERTURA DE LA VÁLVULA PARA QUE EL FLUJO DEL LÍQUIDO EMPIECE A LLENAR LAS BOLSAS CHEQUEO DEL CORRECTO LLENADO DE LAS BOLSAS SELLADO DE LA BOLSA UNA VEZ QUE ESTÁ LLENA

FIN DEL PROCESO

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2.2 Planta lechuguilla.

Figura 2.1: Planta lechuguilla.

Tiene el aspecto de un pequeño maguey como se observa en la figura 2.1, cuyas hojas alcanzan una longitud que varía de 0.20 a 0.50 metros de acuerdo a la región. Raíces: son largas, fibrosas y delgadas. Hojas: nacen del centro del tronco (acudes), dan el aspecto de una roseta, son lanceoladas, encorvadas hacia el centro de la planta; estas terminan en un mucrón bastante duro y agudo, de color moreno, de 30 a 40 mm, sus bordes están protegidos por una serie de espinas ganchudas de color gris o café vueltas hacia la base de la hoja; la longitud de las hojas separadas de la planta, es de 20 a 50 cm y de 4 a 6 cm de ancho. Cogollo: conjunto de hojas de la cual se obtiene la fibra de mejor calidad. Flores: florece solo una vez, a partir de un escapo floral al que denominan quiote o garrocha el cual llega a alcanzar alturas de 3 metros, las flores son producidas de dos en dos y son protegidas por vigorosas brácteas, son de color verde amarillo con matiz rojizo. Fruto: es una cápsula café o negra que crece de 1.5 a 2.5 de longitud por 1.2 a 1.5cm de diámetro; oblonga a menudo cilíndrica a obtuso triangular, con tres cámaras. Semillas: son numerosas, planas y brillantes y aunque son viables la planta se reproduce de manera asexual. La propagación de semilla solo se logra de manera artificial, fuera de campo y bajo cuidado de vivero.

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Distribución y hábitat: La lechuguilla prospera en suelos de ladera de origen aluvial, profundos, pedregosos y aun en fisuras entre rocas, bien drenadas el Matorral crasirusulifolio espinoso del cual la lechuguilla forma parte, se encuentra cubriendo lomeríos y serranías calizas, en suelos con textura arenosa o areno-arcillosa. Las precipitaciones son de 150 a 400 mm anuales, con una temperatura media anual de 19 a 25 °C y esta se produce a una altitud comprendida entre los 500 a 2500 msnm.

2.3 Corte de la piña de la lechuguilla. Al proceso del corte de la lechuguilla se le denomina jima, que inicia al separar la planta de lechuguilla de su raíz al nivel del cuello de su tallo, utilizando una barra de metal.

La jima se realiza con menor frecuencia en la temporada de lluvias, pues el agua absorbida por la planta provoca una reducción de azúcares en las piñas.

Cuando la planta está lista para ser cosechada, puede presentar muy diversas manifestaciones de carácter fenológico notorias a simple vista. La principal es que arroja el escapó floral denominado quiote, que es un síntoma de madurez y está establecido que a los doce meses de eliminarlo, la planta reúne las mejores condiciones para el fermento de lechuguilla.

La lechuguilla llega a su madurez en el mejor de los casos a los seis años, siendo lo más común entre los 7 y 8 años, aunque puede llegar a tardar hasta 12 años. Las plantaciones no maduran en forma homogénea, sino que se practican entresacas dirigidas sobre las plantas más adecuadas para la industria, por su madurez.

Al séptimo año se empieza a practicar una entresaca de las plantaciones que maduraron más rápido, y para el octavo casi 95% de la plantación está lista para su cosecha.

Lo intensivo de las prácticas combinado con las mejores condiciones de sitio, hacen que se encuentren cada vez más a menudo las plantaciones que a los cinco o seis

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años presentan síntomas de madurez. Aunque no se cosecha la totalidad de la plantación, es notorio que se está reduciendo el ciclo fenológico, que en un inicio fue de diez a catorce años, posteriormente de siete u ocho años, y ya se toca la posibilidad de un tiempo menor. La cosecha la realizan las cuadrillas de jimadores, quienes por sus facultades y experiencia ofrecen todo un espectáculo a quien tiene la suerte de poder presenciar esta labor tan difícil y peligrosa por las espinas tan fuertes con que cuenta la planta. Para jimar la gente utiliza sus herramientas de trabajo en forma normal, considerando que son bastantes y muy diferentes para cada actividad. Empiezan por eliminar las espinas, mediante la práctica del barbeo, que consiste en cortar las pencas a la mitad. Posteriormente el cuello de la planta es golpeado con una barra de metal para separar la raíz del tallo, y darle la vuelta a la planta lechuguilla. Una vez derribada la planta, el jimador procede a cortar cada una de las hojas por la base utilizando una coa de jima, dejando descubierta una bola formada de tejidos fibrosos estructuralmente muy fuertes, con gran cantidad de agua y azúcares, conocido como piña o corazón de la planta, con lo que termina la jima. Al terminar la jima, la piña es llevada al lugar donde se va ha fermentar para cortarla en trozos.

Figura2.2 Corte de piña de la lechuguilla

2.4 Lavado de la piña. Una vez que la piña ha sido cortada en trozos como se ve en la figura 2.2 se procede a lavarse, primeramente se colocan los trozos de la piña en agua para desinfectarlos dejándolos reposar un periodo de 15 a 20 minutos, luego se pasan a otro recipiente con agua para enjuagarlos y así están listos para el siguiente proceso.

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2.5 Proceso de fermentación. El proceso de fermentación de la lechuguilla es completamente natural, este proceso se lleva a cabo mediante varias etapas las cuales deben de tener una serie de constantes, para que el proceso se lleve a cabo en el periodo estimado. Las cuales suelen ser las cisternas donde van colocadas las cabezas de lechuguilla, las raciones exactas de piña de lechuguilla así como la cantidad exacta de agua y azúcar. Uno de los factores más importantes para que la fermentación sea la adecuada es la temperatura, la cual debe de estar controlada constantemente, este factor es esencial porque la variación de la temperatura afecta considerablemente el proceso; la situación geográfica cuenta mucho en este proceso. La temperatura para el fermento se ha encontrado mediante la práctica y el error, las temperaturas ideales para que el fermento lleve el proceso deseado se encuentran entre los 18 a 22º C, considerando la región donde se desea realizar las labores de fermentación es una región con clima semitropical, tendremos en cuenta las situaciones en que se encuentra en gran parte del año.

La fermentación de la lechuguilla es un proceso en el cual la planta empieza a tener una serie de reacciones con el agua y el azúcar una vez que han sido mezclados correctamente, teniendo así una bebida de sabor agridulce el cual se lleva acabo al paso de unos días, la temperatura como se mencionó anteriormente es un factor importante porque cuando hay más calor en el cuarto de fermento se acelera el proceso a realizar y contrariamente cuando baja la temperatura.

2.6 Elaboración de la bebida. Una vez obtenido el fermento de la lechuguilla se procede a la elaboración de la bebida la cual será la que tendrá la presentación al público. El proceso se da mediante el fermento de la lechuguilla y la mezcla de componentes naturales hasta obtener el sabor deseado, una vez que se da el sabor querido se procede a la traslación de la bebida.

2.7 Colocación del embolsado en el tubo de flujo del líquido.

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Figura 2.3 Bolsa contenedora de bebida de la lechuguilla Durante el transcurso de llenado del tanque con la bebida de lechuguilla se procede a colocar el plástico en los tubos ilustrado en la figura 2.3, los cuales guiarán el líquido hasta la máquina de sellado la cual es completamente manual, el plástico una vez que es colocado en los tubos en la parte inferior se encuentra sellado para que el líquido lo valla empujando el plástico y así ir llenando con el líquido las bolsas para así después sellarlas.

2.8 Máquina selladora. La maquinaria actual con la que se cuenta para el envasado es de un modo prácticamente manual. La máquina selladora, figura 1.1 está compuesta de una estructura metálica de 1.40m de altura la cual está combinada de un pedal, un circuito de sellado. Este circuito tiene un hilo de teflón el cual se calienta mediante un regulador de temperatura, el hilo se encuentra ubicado en la parte superior de la estructura, al igual que está conectado con el pedal, cuando presiona el pedal hace que baje el hilo sellando así la bolsa con el líquido adentro.

2.9 Encendido del circuito sellador. El encendido del circuito sellador es de manera manual mediante un interruptor normalmente abierto el cual hace que pase la corriente mediante el hilo sellador de la máquina. El circuito sellador es indispensable en el embolsado de la bebida porque gracias a él se puede completar el proceso de la elaboración de la bebida.

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2.10 Medición de la temperatura del hilo del sellador. Cuando el circuito ha sido encendido se procede a regular la temperatura del hilo que va a sellar las bolsas, esta regulación como los demás procesos, es también de forma manual la temperatura se va regulando mediante un indicador de temperatura que tiene el circuito de la máquina, el resultado de la mediación de la temperatura se ve reflejado al momento del sellado; cuando el sellado es bueno la temperatura está en las condiciones necesarias, pero cuando hay un poco de fuga de líquido en las bolsas es porque la temperatura no ha sido bien regulada.

2.10.1 Apertura de la válvula para que el flujo del líquido empiece a llenar las bolsas. La apertura de las válvulas se hace una vez que los tubos que transportan la bebida tienen las bolsas para empezar a llenarlas y que la mediación de la temperatura se ha realizado. Las válvulas se abren de manera manual lo cual dificulta en ocasiones calcular bien la presión con la que el líquido fluirá dentro de los tubos transportadores, para esto es necesario estar chocando constantemente la presión con la que sale el líquido para poder estar sellando las bolsas. 2.10.2 Sellado de las bolsas. Este proceso es de los últimos a realizarse dentro la elaboración de la bebida, pero no por eso menos importante ya que de él depende la terminación del producto, el sellado empieza a ser realizado cuando todos los demás procesos han sido previamente terminados Se inicia una vez que la bolsa está envolviendo el tubo que va conectado hacia el tanque de llenado, realizado esto, se toma un saliente de la tira de plástico que contiene las bolsas a ser selladas que esta puesta en el tubo, y se estira pasando entre la máquina, debajo del área de sellado, posteriormente se toma la medida de una bolsa y se pasa entre la base y el hilo sellador para cerrar esa parte y evitar flujo del líquido que viene del tanque que contiene la bebida de lechuguilla. Una vez realizado esto se abre la válvula para que empiece a fluir el líquido y posteriormente llenar la bolsa que va a ser sellada. Como este proceso depende completamente de un operador, este tiene que estar atento para cuando la bolsa empiece a llenarse y posicionarla en el área de sellado, en cuanto la bolsa toma la medida de líquido necesario el operador oprime el pedal bajando así el hilo sellador y presionando la bolsa contra la base de la máquina así empezando el proceso de sellado; este proceso lleva un tiempo máximo de 4 segundos con el hilo a una temperatura adecuada para el corte y sellado de las bolsas, una vez trascurrido este

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tiempo el operador suelta el pedal dejando que el hilo retorne a su posición inicial y concluyendo el proceso de sellado. Parte de esta máquina es la programación del circuito lógico programable (PLC), que se realizó en base al proceso que se llevaba de manera manual, este diseño se realiza conjuntando cada parte del proceso llevando a un ciclo completo de sellado para la bolsa que contiene la lechuguilla, y retornando a su posición inicial para repetirlo nuevamente, la activación del compresor que es el que abastece de aire a los cilindros neumáticos que antes pasa por un filtro, electroválvulas y válvulas reguladoras de aire para el correcto funcionamiento, también es parte del control y programación en este diseño. Las pruebas y errores en cualquier diseño son inherentes en cualquier diseño, lo cual hace retomar datos, fundamentos, cálculos y observación del comportamiento en base a lo construido y a lo requerido, la máquina selladora automatizada requiere de esta etapa para concluir en lo más aproximado posible al trabajo ideal requerido.

CAPÍTULO III SISTEMA DE AUTOMATIZACIÓN DEL SELLADO

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3.1 Mejoras y ventajas de la automatización. La máquina selladora que se ha visto en el capítulo anterior es completamente manual, haciendo del proceso lento y costoso en tiempo y producción. El proceso de automatización en la máquina selladora es una gran ventaja con la cual se puede aumentar la producción, acortar los tiempos de trabajo y dar calidad al producto. Lo mencionado en el párrafo anterior es de gran importancia para el ciclo de producción de la bebida en cuestión, el proceso de automatización consta en controlar el ciclo de sellado que se lleva a cabo. Este proceso consiste en manejar los tiempos tanto de sellado como de temperatura del hilo sellador de la máquina, esto es esencial ya que si alguno de ellos llega a fallar surgirían perdidas en la producción del producto. Se ha diseñado una maquina completamente automática para el sellado de bolsas, partiendo de la idea base de la máquina selladora manual, se le han adherido algunos cambios en beneficio de la máquina y de producción los cuales son:  Tiempo controlado en el sellado.  Temperatura constante en el hilo sellador.  Aumento de bolsas selladas en un mismo proceso. Estas mejoras que se han propuesto anteriormente, son las que se trabajarán en esta parte, se abarcará cada uno de ellos. El circuito que se ha utilizado para la automatización del sellado es el PLC (Program Circuit Logic) de la familia S7-200 de la marca Siemens. Este PLC permite gobernar procesos en específico como el que se está abordando en este capítulo. Esta máquina está compuesta por:       

Compresor de aire. PLC. Cilindros neumáticos. Válvulas neumáticas. Unidad de Filtro. Piezas mecánicas. Transformador.

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A continuación se definirá cada uno de ellos.

3.2 Compresor de aire.

Figura 3.1 Compresor de Aire.

El compresor de aire que se ve en la figura 3.1 es utilizado para cargar de aire los cilindros neumáticos, encargados de hacer el juego tanto en el movimiento de arrastre como sellado de las bolsas. Especificaciones:     

Motor: 2.5HP Capacidad del tanque: 25 litros. Velocidad de funcionamiento: 2.800RPM. Caudal de Aire: 196 l/min. Presión máxima de trabajo: 8 BAR - 116 PSI.

Figura 3.2 Válvulas de seguridad y Manómetros Manómetros de medición de presión del aire comprimido y flujo en la manguera de salida observados en la figura 3.2.

15

 

Manómetro de caudal de aire en tanque. Manómetro de caudal de salida de aire.

3.3 Definición de un PLC. El PLC es una computadora diseñada para controlar procesos industriales. Cada BIT ofrece la información necesaria sobre el estado de una variable de entrada, mediante el manejo de un BIT se puede controlar la operación de un dispositivo de salida que actúa sobre el proceso que desea controlar. El diseño de los PLC es igual al de una computadora, aunque están planeados para tomar decisiones. Un PLC típico está compuesto por las siguientes partes:  Unidad central de procesamiento  Sección de entrada/salida o I/O  Unidad programadora La familia del sistema SIMATIC S7. Los controladores lógicos programables PLCs pueden subdividirse en la clase de servicio Micro PLC S7-200, la clase de servicio inferior S7-300 y la clase de servicio intermedio S7-400. [3] S7-200 La gama S7-200 comprende diversos sistemas de automatización pequeños micro-PLCs que se pueden utilizar para numerosas tareas. Gracias a su diseño compacto, su bajo costo y su amplio juego de operaciones, los sistemas de automatización S7-200 son idóneos para numerosas ampliaciones pequeñas de control. La gran variedad de tamaños y fuentes de alimenticio de las CPUs, así como las múltiples opciones de programación proporcionan la flexibilidad necesaria para solucionar las tareas de automatización. Cuenta con poderosas posibilidades de comunicaciones PPI, PROFIBUS-DP, AS-Interfase. [3]

3.4 Cilindro neumático.

Figura 3.3 Cilindro neumático marca Festo [4]

16

Los datos técnicos generales del cilindro neumático que se ve en la figura 3.1 se muestran en la siguiente tabla. [4] Tabla 3.1 Datos técnicos del cilindro neumático Diámetro de embolo

32

Conexión neumática

G1/8

Rosca del vástago

M10x1,25

K3

M6

K5

M10

Construcción

Embolo Vástago Tubo perfilado

Holgura máxima de giro Q del vástago [°] Amortiguación

±0,65

Anillos y discos elásticos en ambos lados Amortiguación neumática regulable en ambos lados

Carrera de amortiguación [mm] PPV Detección de posiciones Tipo de fijación

20 Para detectores de posición Con rosca interior Con accesorios

Posición de montaje

Velocidad de impacto admisible:

Indistinta

17

Masa máxima admisible:

Dónde: vadm. = Velocidad admisible del impacto Eadm. = Energía máxima admisible del impacto Mpropia = Masa móvil (actuador)-H- Importante mcarga = Carga útil móvil

Los datos se refieren a los valores máximos posibles. Debe tenerse en cuenta la energía máxima admisible del impacto en la figura 3.4 se tiene una vista de sección del cilindro neumático. [4] Fuerza transversal:

Dónde: Fq = Fuerza transversal Nmm = Newton milímetro

Vista en sección:

Figura 3.4 Vista en sección del cilindro neumático

18

Cada sección del cilindro esta definida en la tabla 3.2 de datos que se tiene a continuación. [4] Tabla 3.2 Datos de la vista en sección del cilindro neumático. 1 Tubo perfilado

Aleación forjada de aluminio anodizado liso

2 Culatas anterior y posterior

Fundición inyectada de aluminio

3 Vástago

Acero de aleación fina

– Juntas

Poliuretano, caucho nitrílico

Calidad del material

Conformidad con RoHS

3.5 Válvula reguladora. Estas válvulas permiten cerrar el paso en un solo sentidos girando la llave que se ve en la figura 3.5.

Figura 3.5 Válvula reguladora Las referencias de esta válvula se muestran en la tabla 3.3. Tabla 3.3 Referencias de válvula reguladora. [4] Referencias descripción

Con rosca recubierta de PTFE y racor QS

Rosca de conexión

Para tubo de Tipo diámetro exterior

R1/8

6

QH-QS-6-1/8

19

3.6 Unidad de filtro. En esta unidad que se muestra en la figura 3.6 filtra el aire comprimido. Está compuesta por:      

Una Unidad de filtro y regulador con manómetro Lubricador proporcional estándar por neblina aceitosa Grado de filtración: 40 µm, 5 µm Purga del condensado: manual, semiautomática, automática Una conexión neumática de G1/8 Un caudal [l/min] de 90 ... 8.700

Figura 3.6 Unidad de filtro [4]

3.7 Electroválvulas. Las electroválvulas con las que cuenta la máquina selladora se encargan de controlar el aire comprimido filtrado con un grado de 40 um (micrómetro) lubricado o sin lubricar, la figura 3.7 muestra a la electroválvula ya conectada.

Figura 3.7 Electroválvula Festo MFH-5-1/4 #6211 [4]

20

En tabla 3.4 se muestra los datos técnicos de las electroválvulas utilizadas para el control del aire filtrado. Tabla 3.4 Datos de la electroválvula [4]

CAPÍTULO IV CIRCUITERÍA

21

4.1 Señales de entrada al P.L.C. En la tabla 4.1 se observan las señales de entrada que se mandan al PLC para realizar el control de la máquina de envasado. Tabla 4.1 Señales de entrada NOMBRE DIRECCIÓN TIPO FUNCIÓN INICIO I 0.0 Switch N.A. Switch de inicio de proceso PARO I 0.1 Switch N.A. Switch de fin de proceso PARO_C I 0.3 Switch N.A. Switch de paro manual de compresor De la tabla 4.1 se obtiene el siguiente diagrama de conexiones (Figura 4.1) para cada una de las señales de entrada que van hacia el PLC.

4.2 Conexión de señales de entrada.

Figura 4.1 Conexión de señales de entrada

4.3 Señales de Salida al PLC. Son los relevadores de las cargas que son controladas por el PLC y que permiten a la máquina envasadora que funcione. La tabla 4.2 contiene a estas señales de salida. Tabla 4.2 Señales de salida NOMBRE DIRECCIÓN RELE_C Q 1.0 RELE_T

Q3.0

RELE_R

Q3.1

RELE_S

Q3.4

TIPO Bobina de relevador Bobina de relevador Bobina de relevador Bobina de relevador

FUNCIÓN Relevador para activar o desactivar compresor Relevador para activar o desactivar transformador Relevador para electroválvula del cilindro que mueve la placa principal Relevador para la electroválvula del cilindro de movimiento de corte y sellado

22

4.4 Conexiones de señales de salida.

Figura 4.2 Conexión de salida al compresor En la figura 4.2 se observa la conexión de la fuente de corriente continua con salida de 5 volts de Corriente Directa, hacia el relevador del compresor.

Figura 4.3 Conexión de salida al transformador y la electroválvula En la figura 4.3 se observa la conexión de la fuente de 120 volts de Corriente Alterna hacia los relevadores del transformador que va hacia el hilo de corte y de la electroválvula.

Figura 4.4 Conexión de salida a la electroválvula de sellado

En la figura 4.4 se observa la conexión de la fuente de 24 volts de Corriente Directa hacia el relevador que activa la electroválvula de sellado.

23

4.5 Etapas de potencia. En esta sección se describen las distintas conexiones que se utilizaron para que las señales de control enviadas por el PLC a las bobinas de los relevadores de salida, activen o desactiven a las cargas que permiten el proceso de recorrido y sellado de la máquina.

Figura 4.5 Etapas de potencia En la figura 4.5 se observan las distintas cargas que se conectan a la fuente de alimentación de 120 volts de Corriente Alterna:     

RELE_C: Relevador de 120 volts de C.A. dirigido hacia el compresor de aire. C: Compresor de aire, activador de las electroválvulas para recorrido y sellado de la máquina. E.V.R.: Electroválvula de recorrido de la máquina E.V.C.: Electroválvula de corte de la máquina. Primario del Transformador: Conexión de la etapa primaria del transformador.

Figura 4.6 Alambre de corte

24

En la figura 4.6 se observa la etapa de potencia con el secundario del transformador que entrega el voltaje de salida requerido para el calentamiento óptimo del alambre de corte para el sellado de las bolsas.

4.6 Diseño y Funcionamiento del transformador. 4.6.1 Ecuaciones para el diseño del transformador. Se considera como diseño del transformador al cálculo tanto del devanado como al del núcleo. Si partimos de un núcleo conocido podemos realizar el diseño para suministrar una potencia dada a la carga, conociendo los voltajes y la frecuencia de la fuente de alimentación. 4.6.1.1 Potencia del Transformador. La potencia total de salida del transformador está dada por: S = m U2 I2 (VA)

(4.1)

Dónde: S = Potencia total de salida del transformador. U2 = Voltaje terminal del devanado secundario por fase

(V)

I2 = Corriente del devanado secundario. Por fase (A) M = Número de fases [5] Además, de la teoría del transformador se conoce que el voltaje U2 se puede expresar, despreciando la caída de voltaje en el devanado secundario, mediante: U2 = 4.44 f W2 Φ (V)

(4.2)

Dónde: f = Frecuencia del voltaje aplicado

(Hz)

W2 = Vueltas del devanado secundario.  = Flujo Magnético (Wb) [5]

25

Además, el flujo magnético está dado por: Φ = B An 10-6

(4.3)

Dónde: B = Densidad de flujo

( Wb / m2 )

An = Área del núcleo

( mm2 ) [5]

La corriente puede expresarse como: I2 = J A2 Ce2 (A)

(4.4)

Dónde: J = Densidad de corriente

( A / mm2 )

A2 = Área del conductor del devanado secundario ( mm2 ) Ce2 = Conductores elementales del devanado secundario [5] De las ecuaciones (4.1), (4.2), (4.3) y (4.4) se obtiene la potencia de salida del transformador: S = m 4.44 f B An W2 A2 Ce2 J 10-6 (VA)

(4.5)

Suponiendo despreciable la corriente de excitación, se cumple: W2 I2 = W1 I1

(4.6)

Dónde:

W1 = Vueltas del devanado primario.

I1 = Corriente del devanado primario por fase (A) La corriente por el devanado primario puede expresarse como: I1 = J A1 Ce

(4.7)

26

Dónde:

A 1 = Área del conductor del devanado primario ( mm 2 ) Ce1. = Conductores elementales del devanado primario. Los conductores elementales constituyen las ramas paralelas que se forman en los devanados, lo cual se emplea cuando el área requerida del conductor sea superior a la comercial disponible o también por comodidad en la colocación del enrollado. Sustituyendo las ecuaciones (3.4) y (3.7) en la (3.6) se obtiene: W2 A2 Ce1 = W1 A1 Ce2

(4.8)

El área total del devanado está dada por: Ac = m ( W1 A1 Ce1 + W2 A2 Ce2 )

(4.9)

Dónde:

A c = Área total ocupada por los devanados (mm2) [5] De las ecuaciones (3.8) y (3.9) se obtiene: m W1 A1 Ce1 = m W2 A2 Ce2 = Ac/2

(4.10)

De las ecuaciones (3.5) y (3.10) se obtiene: S = 2.22 f B J An Ac 10-6 (VA)

(4.11)

La ecuación (4.11) expresa que la potencia total del transformador depende de los parámetros de diseño B y J y del producto de las áreas del núcleo y de los devanados. [5] Para una potencia dada, considerando fijos los valores de frecuencia, densidades de flujo y de corriente, se requiere un valor determinado de los productos de las áreas del núcleo y de los devanados.

Sin embargo este

producto puede presentar infinitas combinaciones de cada una de las áreas individuales.

27

La relación entre la cantidad de material del devanado y del núcleo a emplear depende del criterio de diseño que se quiera seguir. Para mínimo costo de operación, si el transformador es diseñado para alimentar una carga constante y se quiere que se obtenga una máxima economía en la explotación, debe cumplirse que las pérdidas eléctricas sean iguales a las magnéticas en la condición nominal, garantizando con esto que la eficiencia sea máxima. 4.6.1.2 Densidad de flujo. El valor de densidad de flujo a emplear debe ser tal que no sature el material magnético de modo que la corriente de magnetización no sea excesiva. Para garantizar este aspecto debe ser seleccionada una densidad de flujo que no esté por encima de la rodilla de saturación. Además un valor excesivo de la densidad de flujo implica un alto valor de las pérdidas de núcleo, lo cual conduce, además de una baja eficiencia, a daños térmicos en el aislamiento. De acuerdo con lo explicado anteriormente, la densidad de flujo tiene un límite superior fijado por las pérdidas de núcleo y la corriente de excitación. También existe un límite inferior de la densidad de flujo fijado por el aprovechamiento del material activo. Para comprender este aspecto es necesario partir de la ecuación (4.12), la cual expresa la relación entre el flujo y el voltaje aplicado. U1 = 4.44 f W1 Φ (V)

(4.12)

Dónde:

U 1 = Voltaje aplicado al devanado primario (V) f = Frecuencia del voltaje aplicado (Hz)

W1 = Vueltas del devanado primario  = Flujo (Wb) [5]

De las ecuaciones (4.3) y (4.12) se obtiene: U1 = 4.44 f W1 B An 10-6 (V)

(4.13)

28

De acuerdo con la ecuación (4.13), si se tienen fijadas las vueltas del devanado primario, a medida que se emplee menor densidad de flujo, mayor debe ser el área del núcleo y el costo de éste, para unos valores dados de voltaje y frecuencia. Sin embargo, suponiendo que se tiene fijado el área del núcleo, a medida que se utilice menor valor de densidad de flujo, mayor será el número de vueltas del devanado primario, de acuerdo con lo expresado en la ecuación (4.13). Esto implica además menor valor del flujo magnético. Según la ecuación (4.12) y por lo tanto mayor número de vueltas del devanado secundario, para un valor dado del voltaje en éste, de acuerdo con la ecuación (4.2). Todo lo anterior significa un aumento del costo del devanado. El valor máximo de densidad de flujo debe ser seleccionado de acuerdo con el tipo de material magnético a emplear. Si no se dispone de la característica del material, se puede seleccionar como un valor seguro de densidad igual a 1.3 Tesla. 4.6.1.3 Densidad de corriente. La densidad de corriente es un parámetro de diseño que está relacionado con el calentamiento del devanado. Para comprender este fenómeno partiremos de la ecuación de pérdidas eléctricas de un devanado determinado, lo cual se expresa mediante: Pc = I2 R

(W)

(4.14)

Dónde:

Pc = Pérdidas eléctricas en el devanado. (W) I = Corriente por el devanado (A) R = Resistencia del devanado

(  ) [5]

El valor de resistencia del devanado está dado por: R = ρ l w / A ( )

(4.15)

29

Dónde:  = Resistividad del material

l = Longitud media de cada vuelta w = Número de vueltas del devanado. A = Área del conductor. [5] La corriente por el conductor se expresa mediante: I =J A (A)

(4.16)

Sustituyendo las ecuaciones (4.15) y (4.16) en la (4.14) se obtiene: Pc = ρ J2 w l A

(4.17)

En la ecuación (4.17) los términos encerrados por los paréntesis significan el volumen del devanado. De ésta se obtiene:

Pc  J2 Vc

(4.18)

Dónde:

Vc = Volumen del devanado. [5] La ecuación (4.18) nos indica que las pérdidas por unidad de volumen dependen de la densidad de corriente. Esto implica que con un diseño, siempre que se mantenga constante la densidad de corriente, las pérdidas por unidad de volumen

no

varían,

manteniéndose

el

incremento

de

temperatura

aproximadamente constante, para máquinas que se mantengan dentro de un intervalo de potencia dado. Y con el mismo método de enfriamiento. Es importante señalar que de acuerdo con la ecuación (4.17), las pérdidas eléctricas dependen directamente del volumen para una densidad de corriente fija, mientras que la superficie de enfriamiento depende del área, lo cual significa realmente que a medida que la potencia aumente, menor debe ser el

30

valor de la densidad de corriente a emplear, de modo que se mantenga constante la temperatura del aislamiento. El cálculo exacto de la densidad de corriente a utilizar para obtener un valor dado de temperatura, resulta laborioso, por lo que para propósitos del método que se presenta en este trabajo, se emplearán los valores dados en la Tabla 4.3, para este parámetro de diseño. Debe observarse en dicha tabla que para transformadores enfriados por aceite, se permite un valor mayor de densidad de corriente, lo cual obedece a que en este caso existe una mejor vía para la evacuación del calor. [5] Tabla 4.3 Densidad de corriente.

Método de Enfriamiento

Potencia Total S (VA)

Densidad de Corriente (A/mm2)

Carga constante

Auto enfriado por aire

Auto enfriado por aceite

Carga variable

< 200

2,8

3

200 - 500

2,3

2,5

500 - 1000

1,7

2

1000 - 5000

1,1

1,8

1 000 - 2 000

2,2

3,0

2 000 - 5 000

2,1

2,95

5 000 - 25

1,7

2,85

> 25 000

1,5

2,5

000

31

4.6.1.4 Área del núcleo. Como fue explicado anteriormente, las relaciones entre las áreas del núcleo y del devanado dependen del criterio de diseño empleado. En el método aproximado, las relaciones entre éstas áreas se tomarán de la Tabla 4.4, obtenida del criterio de los diseñadores, lo cual cumple con un diseño aceptable desde el punto de vista técnico económico. Designaremos mediante el coeficiente C la relación entre las áreas del núcleo y del devanado, según se expresa en la ecuación (4.19). C

An Ac

(4.19)

Sustituyendo la ecuación (4.19) en la (4.11) se obtiene: An  C

S 103 2.22 fJB

A n = Área del núcleo

( mm 2 )

Dónde:

S = Potencia total de salida (VA) F = Frecuencia del voltaje aplicado (Hz) J = Densidad de corriente (

A mm 2

B = Densidad de flujo (T) [5]

)

( mm 2 )

(4.20)

32

Tabla 4.4 Valores del coeficiente C Tipo

de

Tipo

transformador

Monofásico

Trifásico

de

carga

C

Columna

Constante

2

Acorazado

Constante

1,6

Columna

Variable

1,2

Acorazado

Variable

2,02

Columna

Constante

0,86

Acorazado

Constante

1,32

Columna

Variable

0.38

Acorazado

Variable

0,68

Una vez que se tengan fijados los parámetros densidad de corriente y de flujo y los valores del coeficiente C, se puede calcular el área del núcleo mediante la ecuación (4.20), para la potencia de salida requerida. [5] 4.6.1.5 Número de vueltas de los devanados. Para determinar el número de vueltas de los devanados, es necesario calcular el flujo, sustituyendo en la ecuación (4.3) el área del núcleo hallada mediante la ecuación (4.20). El número de vueltas del devanado primario se determina de acuerdo con la ecuación (4.21):

W1 

U1 4.44 f 

(4.21)

33

Dónde:

W1 = Vueltas por fase del devanado primario U 1 = Voltaje aplicado por fase (V) f = Frecuencia del voltaje aplicado.  = Flujo (Wb). [5]

El número de vueltas del devanado secundario se determina mediante:

W2  El voltaje U 2 vacio

U 2 vacio 4.44 f 

(4.22)

se calcula suponiendo aproximadamente un 5% de

caída de voltaje. [5] 4.6.1.6 Área de los conductores. El área de cada conductor se determina conociendo la corriente por los devanados y la densidad de corriente seleccionada. Las corrientes por los devanados secundario y primario se determinan mediante las ecuaciones (4.23) y (4.24) I2 

S (A) mU 2

I1 

I2 k

k

W1

(4.23)

(A)

(4.24)

Dónde:

W2



U1 U 2vacio

(Relación de transformación) (4.25)

Las áreas de cada conductor de los devanados primario y secundario se calculan mediante las ecuaciones (4.26) y (4.27) respectivamente. [5]

34

A1 

I1 JCe1

(A)

(4.26)

A2 

I2 JCe 2

(A)

(4.27)

Dónde:

Ce1 = Conductores elementales del devanado primario. Ce 2 = Conductores elementales del devanado secundario.

A 1 = Área de cada conductor del devanado primario (mm2) A 2 = Área de cada conductor del devanado secundario (mm2) [5] Los conductores elementales constituyen los circuitos paralelos que se forman en los devanados con el objetivo de reducir el diámetro de los conductores empleados. Esto ocurre cuando el área del conductor obtenido durante el diseño es superior a la mayor obtenida comercialmente o también si el enrollador por cuestiones de comodidad desea reducir el diámetro de los conductores. Así por ejemplo cuando el devanado se enrolla con alambre doble, se forman dos circuitos paralelos y se está en presencia de dos conductores elementales. Se recomienda no emplear conductores redondos con un diámetro mayor de 2 mm ya que resulta difícil su manipulación. De acuerdo con esto, si el área obtenida mediante las ecuaciones (4.26) o (4.27) resulta superior a 3.14 mm2 (correspondiente a un diámetro de 2mm), para conductores elementales igual a la unidad, debe incrementarse este valor o utilizar conductores rectangulares.

4.6.2 Pasos a seguir para el diseño del transformador. 1. Seleccione la densidad de corriente mediante la Tabla 4.3 2. Seleccione el coeficiente C mediante la tabla 4.4

35

3. Calcule el área del núcleo mediante la ecuación (4.20). Si no se conoce la densidad de flujo permisible por el material magnético escoja el valor de 1,3 T. 4. Calcule el flujo mediante la ecuación (4.3) 5. Calcule las vueltas del devanado primario mediante la ecuación (4.21), tomando como datos el voltaje de la fuente y su frecuencia. 6. Calcule las vueltas del devanado secundario mediante la ecuación (4.22) 7. Calcule las corrientes de los devanados primario y secundario mediante las ecuaciones (4.23) y (4.24) 8. Calcule las áreas de los conductores primario y secundario mediante las ecuaciones (4.26) y (4.27) respectivamente. Considerando inicialmente los conductores elementales iguales a la unidad. Si el área del conductor primario o secundario es superior a 3.14 mm2 debe irse incrementando el número de conductores elementales hasta lograr valores iguales o inferiores a esta área. También puede optarse por el uso de conductores rectangulares.

CAPÍTULO V PROGRAMACIÓN DEL PLC S7-200 EN STEP 7

36

5.1. Introducción.

El concepto de control es extraordinariamente amplio, abarca desde un simple interruptor que gobierna el encendido y apagado de una bombilla, hasta el más complejo ordenador de procesos. La palabra “CONTROL” se puede definir como la manipulación indirecta de las magnitudes de un sistema denominado planta a través de un sistema denominado sistema de control, como se observa en la figura 5.1

Figura 5.1Sistema de control Los primeros sistemas de control se desarrollaron con la Revolución Industrial de fines del siglo XIX y principios del siglo XX. En un principio, los sistemas de control se diseñaron con componentes mecánicos y electromecánicos, básicamente engranajes, relés y pequeños motores, pero a partir de los años cincuenta empezaron a emplearse los semiconductores, que permitían el diseño de sistemas de menor tamaño y consumo, más rápidos y con menor desgaste. Al tiempo que se desarrollaban los circuitos integrados lo hacían también las computadoras digitales, quienes sustituyeron a los sistemas convencionales de control electromecánico. No obstante, el empleo del computador en la industria quedaba restringido al control de procesos muy complejos, debido a su elevado costo, necesidad de personal especializado, poca facilidad de interconexión con el proceso, debido a las grandes tensiones y corrientes para las cuales el computador no está preparado. La demanda en la industria de un sistema económico, robusto, flexible, fácilmente modificable y con mayor facilidad de tratar con tensiones y corrientes elevadas, hizo que se desarrollasen los autómatas programables denominados PLC (Programmable Logic Controller). Los PLC´s actuales han mejorado sus capacidades respecto a los primeros que se usaron, en los siguientes aspectos:

37

  

Mejorar la velocidad de respuesta Dotar al PLC con capacidad de comunicación Incorporar instrucciones más potentes

Los juegos de instrucciones incluyen actualmente, aparte de las operaciones lógicas con bits, temporizadores y contadores, otra serie de operaciones lógicas con palabras, operaciones aritméticas, tratamiento de señales analógicas, funciones de comunicación y una serie de funciones de control no disponibles en la tecnología clásica de relés. [6] Lógica Digital. Son las operaciones entre conjuntos que vienen a definir un evento. Los diagramas de Venn (Figura 5.2) ayudan a entender las relaciones entre conjuntos.

Figura 5.2 Diagrama de Venn

El evento puede tener dos resultados: verdadero o falso, sí o no, uno o cero (1,0); esto es, resultado digital. Para interés de los sistemas de control digital, la forma más clara de entender la lógica booleana o algebra de Boole, es mediante el uso de interruptores para el encendido de lámparas. [7]

5.2. Programa para el PLC. Utilizando los principios de la sección 5.1 y aplicando el tipo de programación KOP para Step7, se elaboró el programa controlador de la máquina selladora. Este proceso consta de varias etapas, aplicadas a un ciclo constante de trabajo el cual ayuda al control total del sellado de las bolsas. A continuación describimos cada una de las etapas para su mayor entendimiento.

38

5.3 Inicio del proceso.

Figura 5.3 Inicio del proceso Esta es la primera etapa, consta de la activación de varias bobinas, de las cuales dos son parte importante del proceso, se comienza al oprimir el botón de inicio que está situado en la dirección I0.0, activando así una marca de proceso, desactivando el recorrido de la plancha y activando al proceso de corte, como se puede observar en la figura 5.3.

5.4 Activación del hilo de sellado y fin de proceso.

Figura 5.4 Activación del hilo de sellado La activación del hilo sellador se lleva a cabo en el proceso de inicio activando la marca principal en la dirección M0.0; esta marca a su vez activa una bobina de salida para el transformador en la dirección Q3.0, también contamos con una sección de fin de proceso que lleva a la inactividad a todo el sistema mediante un reset a la marca de proceso M0.0, tal como se observa en la figura 5.4.

39

5.5 Recorrido de la máquina. Aquí activamos un tiempo de conteo con el temporizador T32 con una resolución de 100ms, el cual activa tanto el corte como el recorrido de la máquina, la cual empieza un ciclo constante dando así lugar al proceso principal de automatización, como se observa en la figura 5.5.

Figura 5.5 Recorrido de la máquina

5.6 Sellado y retorno de la máquina a su posición inicial. En esta etapa se controla el tiempo que bajan los cilindros neumáticos que se encargan de sellar las bolsas de plástico, activándose el temporizador tipo TON en la dirección T32 con el contacto de la Marca principal M0.0; también se controla la subida de esos cilindros y el retorno de la plancha a su posición inicial. Esta etapa es crucial para el buen sellado de las bolsas porque un error en el tiempo de sellado es perjudicial para la producción. En la figura 5.6 se observa este proceso.

Figura 5.6 Sellado y retorno a su posición inicial.

40

5.7 Activación del compresor. Al inicio del proceso una de las partes importantes del control es la activación del compresor que abastece de aire a los cilindros neumáticos para el recorrido de la plancha y el sellado de las bolsas. El compresor se activa durante 60 segundos para llegar a la presión deseada que es de nueve bars; este proceso se repite constantemente para mantener la presión deseada durante todo el tiempo que dure el encendido de la máquina. El proceso comienza con la activación de la marca M0.0 y un timer para medir periodos de 150 segundos, y después se realiza una comparación entre el timer y la cantidad de 600, para que mientras el tiempo sea menor a 600 (60 segundos, teniendo en cuenta la resolución del temporizador que es 0.1 segundos), se active al compresor, manteniéndose desactivado durante los siguientes 90 segundos y posteriormente se repite otro ciclo de 150 segundos, como se observa en la figura 5.7.

Figura 5.7 Activación del compresor.

5.8 Desactivación del compresor. La desactivación del compresor se necesita para mantener el flujo de aire en los cilindros adecuadamente cuando se provoca un paro al sistema; sin esta etapa el compresor no permitiría, por su baja presión, comenzar adecuadamente otro ciclo de recorrido de la plancha. Este proceso se inicia cuando se realiza un paro al sistema y se desactiva la marca M0.0, la que a su vez activa a una marca auxiliar M0.1 que permite el conteo de un periodo de 60 segundos, durante el cual el compresor sigue funcionando a pesar de que el resto del sistema ya esté desactivado, tal como se observa en las figuras 5.7 y 5.8.

41

Figura 5.8 Paro del compresor

CAPÍTULO VI PRUEBAS Y RESULTADOS

42

6.1 Transformador de voltaje. Se realizó el diseño y creación de un transformador por la necesidad de mantener un flujo constante de corriente y voltaje, de las necesidades de mantener un voltaje de corriente alterna de 9v y un máximo de corriente de 10 A en la salida del transformador, los cuales se calcularon mediante las fórmulas siguientes. Calculando el número de vueltas para el devanado primario.

Dónde: V = 127v A = 36.54 cm2 Ø = 8000 l F = 60 Hz Dando un resultado de Ep = 163 vueltas. Mediante los cálculos basados en estas fórmulas y con el apoyo del programa cálculo simplificado de transformadores versión 2.00 que se observa en la figura 6.1 que fue el apoyo para poder encontrar el calibre adecuado al transformador, dando un calibre para el devanado primario de 25 awg. [8]

Figura 6.1 Programa de apoyo para el cálculo simplificado de transformadores v2.0

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Calculando el número de vueltas del devanado secundario.

Dónde: V = 9 v. A= 36.54 cm2 Ø = 8000 l f = 60 Hz Dando el resultado de Es = 11.5 vueltas. Del mismo programa de apoyo visto en la figura 6.1 obtenemos el calibre del devanado secundario con un calibre de 14 awg. Obteniendo así el número de vueltas requerido para la realización del transformador el cual nos servirá para mantener el flujo constante de corriente y voltaje, este transformador ya completado se puede observar en la figura 6.2. Debieron construirse varios prototipos hasta que se logró un funcionamiento aceptable. El primer transformador falló porque el papel aislante que se usó era de mala calidad, y se tuvo que construir otro transformador usando un papel encerado como aislante pero surgió otro problema: el conductor tenía un diámetro muy pequeño y se tenían más vueltas de las calculadas en el devanado secundario, provocando que el voltaje de salida fuera mayor al deseado. Finalmente, el tercer prototipo superó ambos problemas, ya que se usó el papel aislante adecuado y conductores con el calibre necesario, tanto en primario como en secundario, logrando así que el transformador funcionara adecuadamente.

Figura 6.2 Transformador.

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6.2 Hilo sellador de la máquina. Anteriormente el hilo sellador se regulaba mediante un circuito manual que se observa en la figura 6.3, que controlaba el flujo de corriente a través del hilo haciendo que este incrementara o disminuyera su temperatura, el cual hacía muy inconstante la temperatura en dicho hilo, haciendo que en un periodo de trabajo forzado el hilo se fundiera en su totalidad o no calentara adecuadamente.

Figura 6.3 Circuito de control de corriente de forma manual.

Se determinó mediante pruebas de laboratorio que aplicando una corriente de 6 A y un voltaje de corriente alterna de 9 V a un alambre de nicromo de calibre 16 con una longitud de 60 cm, la temperatura es adecuada para el sellado de las bolsas y no varía en lo absoluto. En la Figura 6.4 se observa al hilo ya instalado en la máquina envasadora.

Figura 6.4 Hilo sellador ya instalado. Este hilo es puesto en la base de la plancha en la máquina selladora la cual está sujeta a una barra de baquelita que es resistente a las altas temperaturas esta plancha se observa en la figura 6.5. [9]

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Figura 6.5 Plancha de la máquina selladora.

6.3 Construcción estructural de la máquina selladora de bolsas. En base al funcionamiento y estructura de la máquina anterior (máquina completamente manual), se tomó como referencia para la estructura de la máquina actual, la cual se le hicieron modificaciones adecuándola al funcionamiento automatizado. La estructura de la máquina cumple con dimensiones de 80 cm de alto por 70 cm de ancho y con una profundidad de 120 cm la figura 6.6 muestra las dimensiones de esta máquina, completamente distintas a la máquina anterior que se observa en la figura 2.4.

Figura 6.6 Estructura de la máquina.

A esta máquina se le agregaron dos cilindros neumáticos de los cuales el primero se encarga de hacer el recorrido de la plancha donde se transporta la lechuguilla que se observa en la figura 6.6y el segundo cilindro neumático realiza la tarea de bajar el hilo

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sellador con una temperatura apta para el sellado, presionando la bolsa durante un tiempo calculado de 4 segundos para realizar el sellado esto se observa en la figura 6.8. El cilindro de sellado está sujeto a una base deslizable la cual fue construida para recorrerlo dependiendo de la necesidad de la bolsa este se puede observar en la figura 6.9.

Figura 6.7 Recorrido de la plancha mediante el cilindro neumático.

Figura 6.8 Sellado de las bolsas con ayuda del segundo cilindro neumático.

Figura 6.9 Construcción de base para cilindro.

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6.4 Conexión del compresor a la máquina. El compresor de la máquina es esencial para un buen funcionamiento del sistema, porque es el que proporciona el aire que pasa por el filtro y a su vez llega a las electroválvulas las cuales regulan la cantidad de aire que necesita cada cilindro neumático. La primera vez que conectamos el compresor estaba completamente vacío y en su tanque no se tenía ni el mínimo de aire comprimido que pueda almacenar, se encendió y al querer activar los cilindros neumáticos, no había la suficiente fuerza para activarlos, comenzamos a realizar prueba para saber la presión que necesitan los cilindros neumáticos, después de varias pruebas llegamos a la conclusión que la presión mínima es de 2 bar; una vez obtenido este conocimiento de manera empírica empezamos a regular la presión necesaria y mínima para que el compresor estuviera funcionando en cada ciclo de la máquina selladora. Una vez que la máquina tenía un trabajo constante concluimos que el compresor debía estar activo un total de 60 segundos en cada ciclo de 120 segundos. Los cilindros neumáticos se activarán de manera automática al recibir aire desde el compresor, el que se observa en la figura 3.1

6.5 Válvulas reguladoras de aire. Las válvulas reguladoras de aire (figura 6.10) se encargan de canalizar el flujo de aire hacía los cilindros neumáticos, para el control de la carrera del vástago, ya que sin ellas el cilindro neumático genera una presión tal que hace que el vástago salga con una fuerza exagerada y sin control.

Figura 6.10 Válvula reguladora de aire

Al conectar los cilindros neumáticos directamente a las electroválvulas y tener el compresor a la presión adecuada para la activación de los mismos, se notó que la carrera del vástago era muy brusca por la fuerza del aire comprimido que se le administraba instantáneamente; al observar ese tipo de movimientos bruscos y muy potentes se llegó a la cuenta que era necesario regular la presión de cada cilindro para tener un buen

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funcionamiento en cada uno de ellos, en la investigación encontramos que se requería de válvulas reguladoras de presión de aire; al conectar las válvulas en la entrada de cada uno de los cilindros (Figura 6.11), y casi cerrada en su totalidad, se observó que el cilindro neumático tenía una carrera demasiado lenta, al ir abriendo la válvula se notó que el movimiento del vástago era cada vez más rápido pero controlado, calibrando de manera manual se obtuvo el movimiento adecuado para el correcto funcionamiento del cilindro neumático, tanto como el de recorrido como el de sellado.

Figura 6.11 Válvula reguladora de aire conectada al cilindro de la plancha.

6.6 Temporización del PLC. La programación con el PLC da muchas ventajas en la automatización de procesos tanto individuales como generales, al momento de construirse la máquina selladora junto con ella iba una serie de ideas para crear un programa para el control de la misma. Una vez terminada la máquina selladora (figura 6.6), se realizó un programa en el lenguaje diagrama escalera con el editor STEP7 (figura 6.12) diseñado para el control de PLC’s Siemens, y al probarlo en la máquina hubo varios errores de control, como el tiempo de recorrido de la plancha, el tiempo de sellado, la activación del compresor en tiempos inadecuados; al detectar cada uno de los errores en el control, se comenzó por corregir cada uno de ellos. En el tiempo de recorrido, la plancha hacía el ciclo de ida y retorno en un tiempo menor al que se necesitaba, esto causaba que no se alcanzara a sellar la bolsa cuando la plancha ya estaba regresando a su posición inicial, la solución que se tomó fue retomar el tiempo de sellado que se aplicaba en el proceso manual, que era de 4 segundos, y se aumentó este tiempo al recorrido de la plancha, y se implementó esto en el programa para el control de recorrido de la máquina, haciendo que el recorrido se adecuara perfectamente al tiempo de sellado. La corrección del error de sellado como se ha mencionado antes se tomó del proceso completamente manual y lo implementamos a la máquina erradicando por completo este error. El compresor tenía un error de activación de tiempos muy largos, lo que hacía que el compresor se descargara casi en su totalidad y los cilindros neumáticos dejaran de

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realizar su trabajo, hasta que entraba el tiempo de activación y el compresor se cargaba nuevamente, se comenzó a observar que el compresor a su máxima capacidad de aire tardaba un tiempo de 5 minutos en descargarse hasta una presión menor de 2 bar que es la presión mínima con la que trabajan los cilindros neumáticos, a partir de esa presión se activó el compresor y se analizó que el tiempo requerido para regresar a su máxima presión era de 90 segundos o un minuto y medio; estos tiempos obtenidos se implementaron en el programa para el control del compresor, sirviendo adecuadamente en el ciclo de encendido y apagado del compresor.

Figura 6.12 Programa STEP 7 para PLC Siemens

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CONCLUSIONES. El aprendizaje es importante en cualquier rama de la vida, este proceso es primordial para el crecimiento en la vida profesional y moral en las personas, este es un proyecto que se realizó con las herramientas necesarias obtenidas durante el proceso de enseñanza que se dio en la Facultad de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Autónoma de Zacatecas. La automatización es importante hoy en día en la mayor parte de la industria, actualmente gran parte de los procesos que se llevan a cabo en las empresas, tienen que ver directamente con robots, brazos mecánicos y etapas automatizadas, los cuales son gobernados por dispositivos como PIC’s, microcontroladores y los PLC’s (circuitos lógicos programables de sus siglas en inglés), en los que la capacitación, entrenamiento y desarrollo a los estudiantes en estas áreas abren grandes oportunidades en la vida laboral y también un desarrollo autónomo para la creación de ideas propias para poder realizar algún diseño o máquina con las capacidades y especificaciones necesarias para el proceso a realizar; en la Unidad académica de Ingeniería Eléctrica de la UAZ se llevan a cabo este tipo de cursos con un enriquecimiento académico grande para maestros y alumnos. Esta máquina fue realizada por la necesidad de aumentar la producción y reducir los costos de mano de obra en la operación, además de fomentar la automatización en el proceso de sellado de las bolsas; el PLC es un aparato muy amigable con una programación que resulta muy fácil y adecuada para este tipo de procesos, lo cual hace de esto una gran ventaja para esta máquina. A pesar de que el sistema sella muy bien, aún presenta defectos en el sellado por el tipo de control que se utiliza y los distintos tipos de densidades de bolsas que se colocan, este proceso se podría controlar de una manera minuciosa con sensores y programando el control de temperatura ideal para el sellado de bolsas sin necesidad de preocuparse por la densidad de la bolsa. Otra parte importante con la cual nos enfrentamos fue con el diseño actual de la máquina, el cual se nos dificultó un poco por no tener los conocimientos completos sobre el diseño de partes mecánicas movibles y estructuras complejas mecánicas, por lo cual sugerimos que se implementen materias de diseño de partes mecánicas. También una forma importante de experiencia para los estudiantes es comprometerlos a prácticas profesionales con industrias ya establecidas, y las escuelas de educación superior deben generar los compromisos para que se lleven a cabo y concretar los convenios necesarios para solidificar el conocimiento de los alumnos en las áreas laborales requeridas.

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REFERENCIAS. [1] http://www.garbiker.bizkaia.net/esp/ca_Pag_124.htm [2] http://www.gs1pa.org/boletin/2006/agosto/boletin-ago06-art1.html [3] Autómatas programables, Balcells, J y Romeral, J.L., Marcombo. 1997 [4] http://www.festo.com/cms/es-mx_mx/9732.htm [5] Maquinas Eléctricas y Transformadores - L.L. Kosow [6] Programmable Logic Controller (PLC) Tutorial, Stephen Phillip Tubbs, Stephen P. Tubbs, 2005. [7] Fundamentos de sistemas digitales Thomas L. Floyd, 7ª edición [8] http://www.allaboutcircuits.com/vol_4/index.html [9] Manual de Resistencia de alambre nicrom