Diseño y simulación de un sistema electroneumático para la fabricación de mascarillas quirúrgicas

Abstract

[Resumen] Este Trabajo Fin de Grado contempla el diseño, evaluación e implementación de una solución electroneumática automatizada para la fabricación industrial de mascarillas quirúrgicas. La máquina diseñada está integrada por un sistema neumático con un servomotor eléctrico, todo ello gobernado y supervisado por un PLC y un HMI (“Human Machine Interface”) respectivamente. La solución de mando propuesta no sólo gobernará todos los elementos de actuación, sino que supervisará en tiempo real la fiabilidad de la máquina y preservará la seguridad humana. Para su desarrollo, se ha empleado la plataforma de ingeniería “TIA Portal” de Siemens que no sólo incorpora un software de programación y de desarrollo del HMI, sino que permite integrar el hardware y la instrumentación necesaria para llevar a cabo la automatización. Para la evaluación y optimización del diseño, además de emplear la simulación mediante software, se ha construido un prototipo en el laboratorio multidisciplinar de Hidráulica y Neumática de la Escuela Politécnica Superior. En conclusión, se plantea una solución automatizada para la fabricación de mascarillas que integra una supervisión real del proceso, garantizando la seguridad y fiabilidad del proceso a través de una fase de experimentación y evaluación desarrollada en el laboratorio.

[Resumo] Este Traballo Fin de Grao contempla o deseño, avaliación e implementación dunha solución electropneumática automatizada para a fabricación industrial de máscaras cirúrxicas. A máquina deseñada: está composta por un sistema pneumático cun servomotor eléctrico, todo rexido e supervisado por un PLC e un HMI ("Interface máquina humana") respectivamente. A solución de control proposta non só rexerá todos os elementos de accionamento, senón que tamén supervisará a fiabilidade da máquina en tempo real e preservará a seguridade humana. Para o seu desenvolvemento, utilizouse a plataforma de enxeñaría Siemens "TIA Portal", que non só incorpora software de programación e desenvolvemento para a HMI, senón que tamén permite a integración do hardware e a instrumentación necesarios para realizar a automatización. Para a avaliación e optimización do deseño, ademais de usar a simulación de software, creouse un prototipo no laboratorio multidisciplinar de Hidráulica e Pneumática da Escola Politécnica Superior. En conclusión, proponse unha solución automatizada para a fabricación de máscaras que integre unha supervisión real do proceso. Garantir a seguridade e fiabilidade do proceso a través dunha fase de experimentación e avaliación desenvolvida no laboratorio.

[Abstract] This Final Project contemplates the design, evaluation and implementation of an automated electropneumatic solution for the industrial manufacture of surgical masks. The designed machine: it is composed of a pneumatic system with an electric servo motor, all governed and supervised by a PLC and an HMI ("Human machine interface") respectively. The proposed command solution will not only govern all elements of action but will monitor in real time the reliability of the machine and preserve human safety. For its development, the Siemens engineering platform "TIA Portal" has been used, which not only incorporates HMI programming and development software but also allows the integration of the hardware and instrumentation necessary to carry out the automation. For the evaluation and optimization of the design, in addition to using simulation through software, a prototype has been built in the multidisciplinary laboratory of Hydraulics and Pneumatics of the Higher Polytechnic School. In conclusion, an automated solution for the manufacture of masks is proposed that integrates a real supervision of the process. Guaranteeing the safety and reliability of the process through a phase of experimentation and evaluation developed in the laboratory