Diseño y simulación de un sistema neumático para el paletizado industrial

Abstract

[Resumen] El presente Trabajo Fin de Grado engloba tanto el diseño e implementación del sistema industrial con objeto de realizar un paletizado, como su simulación en el Laboratorio para su testeo y optimización. El sistema se divide en un subsistema fundamentado en actuadores neumáticos complementado con un variador de potencia que permiten el transporte y posterior colocación óptima de cajas sobre pallets, y en un subsistema de control. Este último, no sólo gobierna los elementos actuadores, sino que supervisa el adecuado funcionamiento de la máquina y su seguridad. El programa de control y la interfaz hombre-máquina (HMI) se ha desarrollado mediante la plataforma de ingeniería TIA Portal de Siemens. Para la implementación del control se ha empleado el PLC S7-1200 de Siemens. El HMI diseñado permite no sólo controlar sino optimizar la operación de la máquina mediante información en tiempo real sobre sus estados y las distintas etapas por las que transcurre el proceso. Además, esta interfaz dispone de un registro de alarmas que proporciona y permite al trabajador garantizar su seguridad y la de la máquina. En definitiva, la solución adoptada asegura la fiabilidad de todos los componentes mecánicos y eléctricos con su programa de control y su intuitiva interfaz de usuario. Se ha buscado la simplicidad con respecto a otras máquinas similares, lo que conlleva a un ahorro significativo en costes de producción y mantenimiento. Todo ello, sin mermar la condición prioritaria de seguridad humana y de la máquina.

[Resume] O presente Traballo Fin de Grao engloba tanto o deseño e implementación do sistema industrial con obxecto de realizar un paletizado, como a súa simulación no Laboratorio para o seu testeo e optimización. O sistema divídese nun subsistema fundamentado en actuadores pneumáticos complementado cun variador de potencia que permiten o transporte e posterior colocación óptima de caixas sobre palés e nun subsistema de control. Este último, non só goberna os elementos actuadores senón que supervisa o adecuado funcionamento da máquina e a súa seguridade. O programa de control e a interface home-máquina ( HMI) desenvolveuse mediante a plataforma de enxeñería TIA Portal de Siemens. Para a implementación do control empregouse o PLC S7-1200 de Siemens. O HMI deseñado permite non só controlar senón optimizar a operación da máquina mediante información en tempo real sobre os seus estados e as distintas etapas polas que transcorre o proceso. Ademais, esta interface dispón dun rexistro de alarmas que proporciona e permite ao traballador garantir a súa seguridade e a da máquina. En definitiva, a solución adoptada asegura a fiabilidade de todos os compoñentes mecánicos e eléctricos co seu programa de control e a súa intuitiva interface de usuario. Buscouse a simplicidade con respecto a outras máquinas similares, o que conleva a un aforro significativo en custos de produción e mantemento. Todo iso, sen minguar a condición prioritaria de seguridade humana e da máquina.

[Abstract] This End of Degree Work encompasses both the design and implementation of the industrial system in order to perform a palletizing, and its simulation in the Laboratory for testing and optimization. The system is divided into a subsystem based on pneumatic actuators complemented by a power inverter that allows the transport and subsequent optimal placement of boxes on pallets, and in a control subsystem. The latter not only governs the actuator elements but also monitors the proper operation of the machine and its safety. The control program and human-machine interface (HMI) has been developed using Siemens' TIA Portal engineering platform. Siemens PLC S7-1200 has been used for the implementation of the control. The designed HMI allows you to not only control but optimize machine operation using real-time information about your states and the different stages through which the process takes place. In addition, this interface has an alarm register that provides and allows the worker to guarantee their safety and that of the machine. In short, the solution adopted ensures the reliability of all mechanical and electrical components with its control program and its intuitive user interface. Simplicity has been sought with respect to other similar machines, leading to significant savings in production and maintenance costs. All this, without underdoing the priority condition of human and machine safety.