Los equipos de control Omron permiten controlar la velocidad de la bobinadora dependiendo de la velocidad de fabricación de la línea

Regulación automática de la velocidad en una bobinadora universal para tubo o manguera

Carlos Espolio
Responsable de automatismo industrial y servicios de Galsa, S.L.
15/06/2006
Galsa, empresa dedicada al mantenimiento industrial, electromecánico y neumático, así como a la mejora de procesos, y al diseño, construcción y transformación de maquinaria especial, está inmersa en la actualidad en un proyecto innovador en el mercado. Se trata de la implementación de bobinadoras automáticas para tubo o manguera de aplicación general.
El objetivo de esta aplicación es la regulación automática de la velocidad de enrollado de la bobinadora, con registro de incidencias detectadas por metro de tubo mediante sensor automático o autocontrol manual de espesor.

Dicha automatización se ha realizado con equipos de control Omron. La solución consiste en la instalación de un servo de la serie SIGMAC, con tarjeta MCW151 que controla la posición del brazo de entrada tubo en la bobina, en función de la velocidad de la línea, diámetro del tubo, y posición del brazo.

Todo el sistema está controlado por un autómata programable CJ1M. Mediante pantalla NT21 se introduce el diámetro del tubo a bobinar, y de forma automática se regulan todas las variables.

Fabricación del tubo o manguera

La bobinadora-enrolladora se integra en la línea de fabricación que dispone de una red Profibus para control distribuido en toda la planta donde se han dispuesto las 20 líneas.

La bobinadora es independiente de la tecnología utilizada en la línea para la fabricación del tubo, y opera de forma independiente a dicha línea, adaptando la velocidad del enrollado a la velocidad de fabricación mediante el empleo de un sistema de control y medida del ángulo con transductor de salida analógico, compensado mediante brazo balancín y contrapeso mecánico que se apoya sobre el tubo, o manguera, para regular de esta forma la velocidad necesaria de enrollado, haciendo que la tensión en el cable, tubo, o manguera, sea constante.

Este transductor está conectado a una entrada analógica en la tarjeta MAD-42. El objetivo de la aplicación es controlar el enrollado del tubo o manguera sin depender del diámetro del tubo o manguera, o del diámetro de la bobina que es variable durante todo el enrollado en función de la capa en la que se encuentra. El brazo se encarga de que la bobina disponga el tubo en forma correcta en cada capa.

Al inicio del proceso de bobinado, la velocidad del bobinado es mayor porque la bobina tiene menos diámetro. Sin embargo, cuando la bobina está a punto de acabarse, su radio es mayor, y en consecuencia la velocidad de bobinado debe disminuir.

Filosofía de funcionamiento automático de la bobinadora

La bobinadora está controlada por un autómata programable CJ1M de Omron. Incorpora una tarjeta de lectura de entradas rápidas para la lectura del encoger CT-021, utilizado para hacer una lectura de metros (contador de metros).

El CJ1M incorpora también una tarjeta Profibus PRT-21 para la integración en la red Profibus general de fábrica donde están conectas las distintas líneas y todas las bobinadoras. De esta forma, el SCADA recoge toda la información sobre metros bobinados, velocidad de bobinado, etc., en lo que se refiere a las bobinadoras, y datos de operativos de fabricación, (p.e. temperatura, etc.) en lo referente a las diferentes líneas.

La máquina bobinadora dispone de dos motores. Mediante un convertidor de frecuencia F7 de Omron, se gestiona el movimiento de la bobinadora, y con un servomotor de la SIGMAC II con una tarjeta MCW151 y conectado a un husillo sinfín, se gestiona el movimiento del carro del bobinado para obtener un bobinado uniforme.

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La bobina lleva unos reflectantes en cada radio, y una fotocélula reflex detecta el paso de cada radio dando un pulso de entrada al encoder. El servomotor SIGMAC II da entonces un paso al husillo con lo cual el brazo se mueve un paso. Dicho paso depende del diámetro del tubo; cuanto mayor sea el diámetro más paso tiene que dar, porque cuanto más diámetro tiene el tubo más rápido tiene el carro que bobinar. Cuanto más fino sea el tubo, más despacio se puede mover.

La velocidad del motor del F7, es decir, la velocidad de la bobinadora, depende del balancín, es decir, de la tensión del tubo.

Hay un NT21 que se utiliza para seleccionar todos lo movimientos en modo manual. La variables que se introducen son en función del tipo de tubo con que se esté trabajando. Se pueden seleccionar movimientos de la bobina, del carro o de los cerrojos de anclaje de bobina. Se hace mediante los pulsadores de la pantalla. También alarmas. Los parámetros de la máquina: velocidad manual del carro en milímetros/segundo y velocidad de la bobina en %; útil en momentos para ajustes en empalme de tubo, cuando inician una bobina o paran..., son movimientos para hacerlos independientes en forma manual.

En automático, los parámetros que se gestionan son diámetro de tubo y los pasos de la bobina (el número de radios que tiene la bobina) . En ese caso se programaría el cambio de radios en la pantalla; existe la posibilidad de trabajar con otro tipo de bobina.

Las incidencias que se registran corresponden a los empalmes del tubo realizados mediante grapas. Cuando el empalme pasa por la bobinadora lleva un detector inductivo de grapas y la CPU registra el número de metros que lleva y la fecha y la hora el número de operario y el número de bobina. Ese registro se va almacenando con el objetivo de, a través del SCADA, consultar esas incidencias. Cuando se quita la bobina, ésta tendrá un número y tendrá unas incidencias (empalmes).

Frente a otros equipos del mercado, esta bobinadora ofrece la ventaja de que todo el control es del mismo fabricante (referencias, servicio técnico, etc).

Beneficios de la bobinadora como solución

Los beneficios más significativos son, por un lado, el carácter compacto del autómata programable CJ1M, por otro, el interfaz de la NT21, que permite dar un salto cualitativo en el diálogo hombre-máquina gracias a esta pantalla, y por último, el lazo cerrado de la tarjeta MCW151. Se ha conseguido integrar en muy poco espacio un autómata con mucha capacidad, se le ha dotado de tarjeta Profibus pudiendo estar en red, se ha creado una perfecta comunicación entre el autómata y la tarjeta de control de posición, con lo que se está realimentando constantemente el lazo, y se le ha añadido un interfaz que antes no existía y que facilita mucho al usuario (programación, selección de modelos, etc.) y lógicamente con posibilidad de ampliación.

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