Cuando los estudiantes de mechatronics en
Catawba Valley Community College (CVCC) en Hickory, Carolina del Norte, fueron
a buscar un proyecto adecuado para desafiar sus conocimientos de PLC y HMI
recientemente adquiridos, no tuvieron que ir muy lejos. El Centro de Soluciones
de Manufactura (MSC) de la universidad en Conover cercana necesitaba una manera
de monitorear el estado de un grupo grande de lavadoras y secadoras y mostrar
esa información para los técnicos que las usan.
El Centro de Soluciones de Fabricación
realiza una amplia variedad de procedimientos de desarrollo de productos,
prototipos, ingeniería, comercialización y pruebas de contrato para empresas de
todo el país. Poseen una considerable experiencia en el desarrollo de productos
y prototipos rápidos, incluyendo servicios de ingeniería inversa, modelado e
impresión 3D, escaneado y corte por láser, fresado CNC y varias formas de
moldeo de plástico. Ofrecen capacitación en la fabricación LEAN, gestión de la
cadena de suministro, y muchos otros temas relacionados con la industria.
Como un acreditado ISO / IEC instalaciones
de pruebas, que realizan una amplia variedad de pruebas para la industria
textil y prendas de vestir. Estas pruebas incluyen: pruebas de antimicrobianos,
pruebas de compresión para textiles, análisis de defectos, análisis de fibras,
pruebas de inflamabilidad, pruebas de formaldehído / fenol / pH, pruebas de
calcetería, pruebas de plomo, pruebas de microscopía, pruebas físicas, pruebas
de mobiliario, pruebas de resistencia a la intemperie / Análisis de tejidos y
prendas de vestir. Para algunas de estas pruebas, los técnicos a menudo tienen
que lavar y secar varios materiales - a veces repetidamente - en un laboratorio
lleno de lavadoras y secadoras. Estas máquinas lavadoras y secadoras están en
una alta demanda, y los técnicos estaban teniendo un tiempo difícil de
seguimiento de qué máquinas estaban en uso, y cuales estaban inactivos.
Jim Thomas, profesor de mecatrónica del
CVCC, explica: "El reto que se planteaba a los estudiantes de mecatrónica
era utilizar componentes de automatización industrial para determinar el estado
de cada una de las máquinas en el" laboratorio húmedo "y mostrar esa
información claramente y de forma concisa para los técnicos, algunos de los
cuales podrían estar trabajando en áreas distantes de la instalación de pruebas
".
Los estudiantes decidieron limitarse a
formas "no invasivas" de monitoreo en lugar de tocar o alterar los
circuitos de control electrónico incorporados en las máquinas, tales como las
luces "ciclo completo" o alarmas acústicas incorporadas a las
lavadoras o secadoras. Les preocupaba que esto requeriría apoyo y mantenimiento
a largo plazo siempre que las lavadoras y secadoras tuvieran que ser
reemplazadas y/o actualizadas.
Los estudiantes experimentaron tanto con
los interruptores de flujo de líquido ProSense ™ como con los transductores de
corriente AC monofásicos de AutomationDirect. Mientras que los transductores de
corriente eran la elección obvia para detectar el estado operativo de los
secadores, los estudiantes tenían cierta preocupación de que las lavadoras no
dibujarían suficiente corriente durante ciertos ciclos (tales como llenado y
remojo) para activar los transductores. Se pensó que también podría ser
necesario controlar el flujo de agua. Pero después de pruebas exhaustivas, los
estudiantes pudieron estandarizar los transductores de corriente analógicos
para todas las lavadoras y secadoras. Los estudiantes estuvieron muy
agradecidos con el personal de mantenimiento CVCC, quien ayudó con la
instalación del hardware.
Una oportunidad inesperada de solución de
problemas surgió cuando algunos de los secadores parecían parar periódicamente
de dibujar cualquier corriente, mientras que estaban obviamente todavía
funcionando. Se dedujo rápidamente que una vez que los secadores alcanzaron sus
puntos de ajuste de temperatura, los elementos calefactores se encendían y se
apagaban para mantener la temperatura deseada.
Los sensores de corriente en algunos de los
secadores estaban monitoreando la fase que también alimentaba el motor
(mostrando así el consumo de corriente durante todo el ciclo), mientras que
otros estaban en el "calentador solamente" fase, y reportaría el
flujo periódico de corriente de encendido/apagado. Simplemente mover los
transductores para monitorear la otra fase corrigió el problema.
Las señales de los transductores de
corriente se conectan a módulos de entrada analógicos en un PLC
AutomationDirect Do-more. Los alumnos estaban familiarizados con el CLICK ™ PLC
y el Do-more ™ PLC de los cursos de PLC anteriores. Ellos eligieron Do-more
principalmente sobre la base de su capacidad de comunicaciones Ethernet, así como
su mayor capacidad de expansión para posibles mejoras futuras.
Durante la fase de diseño del proyecto, el
equipo de mecatrónica creó una maqueta de algunas pantallas HMI y las presentó
junto con algunas luces indicadoras multicolores discretas como posibles
opciones de notificación.
Los técnicos del MSC tenían una clara preferencia por el panel C-more. La interfaz del operador de 12 "C-more está montada dentro del laboratorio húmedo para uso local por los técnicos, pero la característica destacada de la C-more HMI para esta aplicación es su" acceso remoto "capacidad, porque los técnicos no pasan mucho tiempo en el laboratorio. Sólo visitan el laboratorio para mover los productos textiles dentro y fuera de las lavadoras y secadoras; muchos de ellos habían recurrido a llevar cronómetros alrededor de sus cuellos como recordatorios para comprobar los materiales en las lavadoras y secadoras.
Para aprovechar la capacidad de acceso
remoto C-more, los estudiantes adquirieron dos PCs separadas de bajo costo,
cada una con un monitor LCD de pantalla plana de 32 ", que montaron en dos
de las áreas donde los técnicos pasan su tiempo realizando pruebas prácticas y
otras tareas. Ahora los técnicos simplemente miran hacia arriba en las
pantallas para ver el estado de cualquier lavadora y secadora que se utiliza
para sus pruebas.
Tony Whitener, Director de Proyectos
Especiales de MSC, está encantado con la solución: "Estamos muy contentos
con la colaboración entre los estudiantes de educación continua en el programa
de Mecatrónica, el alcance educativo y el soporte técnico de AutomationDirect,
y nuestro propio sistema interno técnicos y personal de mantenimiento. Todas
las partes trabajaron juntas sin problemas para producir un sistema de
monitoreo bien pensado. Es una mejora definitiva de la productividad para el
Centro de Soluciones de Fabricación".
