Tecnolgico de Estudios Superiores de Jilotepec Organismo P.V. Des. Gob. Edo. Mx.

Protocolo de investigacin:Plataforma DSC-0011-02: Automatizacin en el transporte de materiales industrialesIng. MecatrnicaFundamentos de investigacinEquipo: IMCT-2011-02Integrantes: Erick Gonzlez Tapia Martha Itzel Del Ro Almaraz Rafael A. Jurez NietoJ. Ramn Modesto Mendoza I. Adrian Gonzlez Martnez

Jilotepec de Molina Enrquez Enero 2012 Contenido

1.0 Planteamiento del problema.

2.0 Objetivos. 2.1 Objetivos Generales.2.2 Objetivos Especficos.

3.0 Justificacin.

4.0 Marco Terico.4.1 Breve historia del transporte de carga.4.2 Plataforma.4.3 Automatizacin.4.4 Objetivos de la automatizacin.4.5 Aplicacin de las plataformas en la industria.

5.0 Hiptesis.

6.0 Metodologa.

7.0 Resultados.

8.0 Conclusiones.

9.0 Bibliografa y Cibergrafa.

10.0 Anexos.

10.1 Estudio de tiempo.

1.0 Planteamiento del problema:Se hace difcil de completar (terminar el proceso de produccin, de principio a fin) el transporte de materiales industriales de manera manual (monta cargas) tales como plsticos, metales, vidrios, aceros etc., ya que el tiempo de respuesta conforme al material transportado es mucho, considerando los siguientes aspectos: La fragilidad. Dimensiones. El peso. Presupuesto. Mano de obra.Cmo mejorar el transporte de materiales industriales creando una plataforma programable?Cmo se reducira el tiempo que se emplea?Qu tipo de mvil se utilizara para este fin?

2.0 Objetivos de la investigacin:

2.1 -- Objetivo general:Automatizar el transporte de materiales industriales como plsticos, metales, vidrios, aceros etc., mediante el desarrollo de una plataforma programable[footnoteRef:2] [2: Mecanismos Fsicos, Estrategias y Software. ]

2.2 -- Objetivos especficos:1.- Encontrar los errores en el proceso de transportacin de materiales industriales.2.- Idear un proceso ptimo que deje fuera los errores en el proceso de trasportacin de materiales industriales.3.- Crear una plataforma programable ptima y eficaz, que reduzca tiempos y costos, aplicada dentro del proceso de transportacin de materiales industriales. 4.- Reducir en un 50% el costo del transporte del material, as como reducir en un 90% la mano de obra.

3.0 Justificacin:

La Ingeniera Mecatrnica nos ofrece diferentes mecanismos para resolver problemas comunes tales como, transportar rpida y eficaz mente los materiales as como optimizar actividades que nos resultaran difciles o pesadas de no ser por el proceso de automatizacin. Es a travs de estas herramientas que se pretende optimizar el proceso de produccin en masa que aunque comn, en ocasiones resulta muy costoso ya que la produccin requiere de varios pasos en los que se necesita la excesiva cantidad de mano de obra, innecesaria para este proceso, as como los gastos que esta genera, ya que el tiempo y dinero empleado en la trasportacin de materiales resulta ser elevado. Es necesario planear nuevas formas de realizar esta tarea.A travs de este proyecto que se pretende crear una plataforma programable que podr reducir el tiempo de transporte de materiales a un tiempo mnimo, reduciendo tambin la mano de obra, la cantidad de tiempo y por lo tanto los costos. (Vase anexo 1)

4.0 Marco terico:4.1.- Breve Historia del transporte de carga:La primera evidencia de una lnea de ferrocarril fue una lnea de 6 kilmetros siguiendo un camino, que se utilizaba para transportar barcos a lo largo delistmo durante el siglo VIa.C. Las plataformas eran empujadas por esclavos y eran guiadas por hendiduras excavadas sobre la piedra. La lnea se mantuvo funcionando durante 600 aos.Despus Los ferrocarriles comenzaron a reaparecer enEuropatras laAlta Edad Media. El primer registro sobre un ferrocarril en Europa en este periodo aparece en una vidriera en lacatedral de Friburgo de Brisgoviaen torno a 1350El desarrollo delmotor de vaporaparecera e impulsara la idea de crearlocomotoras de vaporque pudieran arrastrar trenes por lneas. La primera lnea fue patentada porJames Watten 1769 y revisada en 1782, pero los motores eran demasiado pesados y generaban poca presin como para ser empleados en locomotoras. En 1804, utilizando un motor de alta precisin,Richard Trevithickpresent la primera locomotora capaz de arrastrar un tren enMerthyr Tydfil(Reino Unido)Sin embargo para poder realizar el transporte de cualquier material industrial que fuera pesado e incomodo de transportar, se necesitaba de rieles o contactores, estas eran conectadas de un punto a otro para el transporte de dichos materiales, pero si los rieles necesitaban ser cambiados por fallas o modificados por deterioro irreparable, se necesitaba detener el transporte por esas vas para su reparacin o mantenimiento Las primeras pruebas con trenes elctricos las inici Rober Davidson en 1838, cuando construy un carruaje equipado por bateras capaz de alcanzar 6,4 km/h. En primer ferrocarril con suministro elctrico en la va fue el tranva que circulaba en 1883 entre Portrush yGiant's Causeway, al norte deIrlanda, que utilizaba alimentacin por tercer ral.Llegando a lo que nos compete, el transportar materiales de tales magnitudes era muy difcil.[footnoteRef:3] [3: http://enciclopedia.us.es/index.php/Historia_del_transporte]

4.2.- Plataforma:Unaplataformaes un sistema que sirve como base para hacer funcionar determinados mdulos dehardwareo desoftwarecon los que escompatible. Dicho sistema est definido por un estndar alrededor del cual se determina unaarquitectura de hardwarey unaplataforma de software(incluyendoentornos de aplicaciones). Existen dos tipos de plataformas programables:1.-Las plataformas programables con una sola secuencia ya predeterminada no modificable2.- Las plataformas programables con una secuencia predeterminada y modificable.Por lo que ElPLC (Control Lgico Programable)apareci con el propsito de eliminar el enorme costo que significaba el reemplazo de un sistema de control basado enrels (relays)a finales de los aos 60.[footnoteRef:4] [4: http://es.wikipedia.org/wiki/Plataforma_(inform%C3%A1tica)]

4.3.- Automatizacin:La Automatizacin es un sistema donde se trasfieren tareas de produccin, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnolgicos, un sistema automatizado consta de dos partes principales: La parte operativa: Es la parte que activa directamente sobre la maquina. Son los elementos que hacen que la maquina se mueva y realice la operacin deseada. Los elementos que forman la parte operativa son los acciona dores de las maquinas como motores, cilindros, compresores, y los captadores como foto iodos finales de carrera. La parte de mando: Suele ser autmata programable (tecnologa programada), hasta hace poco se utilizaban, tarjetas electrnicas o mdulos lgicos neumticos (tecnologa cableada). En un sistema de fabricacin automatizacin el autmata programable esta en el centro del sistema. Este debe ser capaz de comunicarse con todos los constituyentes de sistemas automatizados.4.4 Objetivos de la automatizacin: Mejorar la productividad de la empresa, reduciendo los costos de la produccin y mejorando la calidad de la misma. Mejorar las condiciones de trabajo del personal, suprimiendo los trabajos riesgosos, e incrementando su seguridad. Realizar las operaciones imposibles de controlar intelectual o manualmente. Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo proveer las cantidades necesarias en el momento preciso. Simplificar el mantenimiento de forma que el operador no requiera grandes conocimientos para la manipulacin del proceso. Integrar la gestin y la produccin.[footnoteRef:5] [5: Alvaro, M. M. (2011). Automatizacion y Control en la fabricacion de equipos de audio en las empresas ELECLA S.A de C.V. Jilotepec de Molina Enriquz : Tecnolgico de Estudios Superiores de Jilotepec .Benigno, C. N. (2010). Automatizacin e Instrumentacin . Jilotepec de Molina Enriquz : Tecnolgico de Estudios Superiores de Jilotepec .]

Las primeras maquinas simples sustituan una forma de esfuerzo en otra forma que fueran manejadas por el ser humano, tales como levantar un peso pesado con sistemas de poleas o con una palanca. Posteriormente las maquinas fueron capaces de sustituir formas naturales de energa renovable, tales como el viento, mareas, o flujo de agua por energa humana. Los botes de vela sustituyeron a los botes de remos. Todava despus, algunas formas de automatizacin fueron controladas por mecanismos de engranaje o dispositivos similares utilizando algunas formas de energa artificiales, algn resorte, un flujo canalizado de agua o vapor para producir acciones simples y repetitivas, tal como el movimiento, creacin de msica, o juegos. En 1801 la patente de un telar automtico utilizando tarjetas perforadas fue dada a Joseph Marie Jacquard, quien revoluciono la industria del textil.[footnoteRef:6] [6: Alvaro, M. M. (2011). Automatizacion y Control en la fabricacion de equipos de audio en las empresas ELECLA S.A de C.V. Jilotepec de Molina Enriquz : Tecnolgico de Estudios Superiores de Jilotepec .Benigno, C. N. (2010). Automatizacin e Instrumentacin . Jilotepec de Molina Enriquz : Tecnolgico de Estudios Superiores de Jilotepec .]

La parte ms visible de la automatizacin actual puede ser la robtica industrial. Algunas ventajas son repetitividad, control de calidad ms estrecho, mayor eficiencia, integracin con sistemas empresariales, incremento de productividad y reduccin de trabajo. Algunas desventajas son requerimiento de un gran capital, de requerimiento severo en la flexibilidad y un incremento de productividad y reduccin de trabajo. Por ejemplo, Japn ha tenido necesidad de retirar muchos de sus robots industriales cuando encontraron que eran incapaces de adaptarse a los cambios dramticos de los requerimientos de produccin y no eran capaces de justificar sus altos costos iniciales. Para mediados del siglo XX la automatizacin haba existido por muchos aos en una escala pequea, utilizando mecanismos simples para automatizar tareas sencillas de mano factura. Sin embargo, el concepto solamente llego a ser realmente prctico con la adicin (y evolucin) de las computadoras digitales, cuya flexibilidad permitan manejar cualquier clase de tarea. Las computadoras digitales con la combinacin requerida de velocidad, poder de computo, precio y tamao empezaron a aparecer en la dcada de los 60s. antes de este tiempo las computadoras industriales eran exclusivamente computadoras analgicas y computadoras hibridas. Desde entonces las computadoras digitales tomaron el control de la mayora de las tareas simples, repetitivas, tareas semi especializadas y especializadas, con algunas excepciones notables en la produccin e inspeccin de alimentos[footnoteRef:7] [7: Benigno, C. N. (2010). Automatizacin e Instrumentacin . Jilotepec de Molina Enriquz : Tecnolgico de Estudios Superiores de Jilotepec .]

4.4 Aplicacin de las plataformas en la industria La empresa Bedford Associates (Bedford, MA) propuso un sistema al que llamModular Digital Controller o MODICONa una empresa fabricante de autos en los Estados Unidos.ElMODICON 084fue el primerPLCproducido comercialmente.Con este Sistema cuando la produccin necesitaba variarse, entonces se variaba el sistema y ya.En el sistema est basado en releys, estos tenan un tiempo de vida limitado y se necesitaba un sistema de mantenimiento muy estricto.El alambrado de muchos releys en un sistema muy grande y era muy complicado, si haba una falla, la deteccin del error era muy tediosa y lenta.Este nuevo controlador (elPLC) tena que ser fcilmente programable, su vida til tena que ser larga y ser resistente a ambientes difciles. Esto se logr con tcnicas de programacin conocidas y reemplazando los releys por elementos de estado slido.A mediados de los aos 70, la AMD 2901 y 2903 eran muy populares entre losPLC MODICON. Por esos tiempos los microprocesadores no eran tan rpidos y slo podan compararse aPLCspequeos.Con el avance en el desarrollo de los microprocesadores (ms veloces), y con esto cada vezPLCms grandes se basan en ellos.La habilidad de comunicacin entre ellos apareci aproximadamente en el ao 1973. El primer sistema que lo haca fue elModbusde Modicon.LosPLCpodan incluso estar alejados de la maquinaria que controlaban, pero la falta de estandarizacin debido al constante cambio en la tecnologa hizo que esta comunicacin se tornara difcil.En los aos 80 se intent estandarizar la comunicacin entrePLCs con el protocolo de automatizacin de manufactura de la General Motors (MAP).En esos tiempos el tamao delPLCse redujo, su programacin se realizaba mediantecomputadoras personales (PC)en vez de terminales dedicadas slo a ese propsito.En los aos 90 se introdujeron nuevos protocolos y se mejoraron algunos anteriores.El ltimo estndar (IEC 1131-3) ha intentado combinar los lenguajes de programacin de losPLCen un solo estndar internacional.Ahora se tienePLCsque se programan en funcin de diagrama de bloques, listas de instrucciones, lenguaje C, etc. al mismo tiempo. Tambin se ha dado el caso en que computadoras personales (PC) han reemplazado aPLCs.La compaa original que diseo el primerPLC(MODICON) ahora crea sistemas de control basados en PC.Las PLCs son un sistema industrial de control automtico que trabaja con secuencias almacenadas anteriormente en la memoria del controlador, de instrucciones lgicas, para despus sean ejecutadas para el cumplimiento de una tarea, en este caso, del transporte de materiales industriales.[footnoteRef:8] [8: www.grupo-maser.com/PAG_Cursos/Auto/auto2/.../PLC/plc.htm ]

5.0 Hiptesis:Ser que al agilizar el proceso de transporte de materiales industriales mediante una plataforma automatizable y la eliminacin del 50% de tiempo y el 90-80% de personal en operacin por maquina, el proceso de produccin sea eficaz y se reduzcan los costos de transporte en la produccin, generando as un aumento en las ganancias y un descenso en la mano de obra as como en el costo que esta genera.

6.0 Metodologa:1. Revisar las condiciones actuales en las cuales se labora 2. Tomar un muestreo del personal que laboran, para valorar la rapidez del transporte de los materiales en el proceso de produccin.3. Valorar el muestreo de las encuestas aplicadas y presentar el Protocolo de investigacin: Plataforma DSC-0011-02: Automatizacin en el transporte de materiales industriales4. Armar un vehculo programable para que realice tareas (transporte, acomodado, organizacin).5. Hacer funcionar el vehculo con electricidad, as como acondicionar en este un lector de cdigos (que se encontrara en la estantera), adaptando a la programacin de la lectura del mismo vehculo.6. Adaptar brazos mecnicos que cumplan las siguientes condiciones: deben ser articulados, y de un material fuerte para que levanten cargas pesadas.

7.0 Resultados:Se demuestra que gracias a la Plataforma DSC-0011-02: Automatizacin en el transporte de materiales industriales, se ha podido reducir el tiempo de trasportacin de materiales en el proceso de produccin.

8.0 Conclusiones:Se establece que es posible agilizar el proceso de transporte de materiales industriales mediante una plataforma automatizable y la eliminacin del 50% de tiempo y el 90-80% de personal en operacin por maquina, el proceso de produccin es eficaz y se reducen los costos de transporte en la produccin, generando as un aumento en las ganancias y un descenso en la mano de obra as como en el costo que esta genera.

9.0 Bibliografa: www.grupo-maser.com/PAG_Cursos/Auto/auto2/.../PLC/plc.htm

Benigno, C. N. (2010). Automatizacin e Instrumentacin . Jilotepec de Molina Enriquz : Tecnolgico de Estudios Superiores de Jilotepec.

Alvaro, M. M. (2011). Automatizacion y Control en la fabricacion de equipos de audio en las empresas ELECLA S.A de C.V. Jilotepec de Molina Enriquz : Tecnolgico de Estudios Superiores de Jilotepec .

Benigno, C. N. (2010). Automatizacin e Instrumentacin . Jilotepec de Molina Enriquz : Tecnolgico de Estudios Superiores de Jilotepec.

http://enciclopedia.us.es/index.php/Historia_del_transporte

http://es.wikipedia.org/wiki/Plataforma_(inform%C3%A1tica

11.0 Anexos:10.1 Estudio de tiempo.

Salario mnimo: $58.00 $7.25/h$58 x 7 dias = $4061 mes = $1,6241 ao = $9,488 x trabajador 10 trabajadores x ao = $194,8802 trabajadores x ao = $38,976Ahorra : $155,904 al ao