ES2278865T3 - Sistema de control de temporizacion, para una linea de produccion de cristaleria hueca. - Google Patents
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Abstract
Un sistema (1) de producción de cristalería hueca, que comprende una línea (2) y un sistema de control de temporización (40), incluyendo la línea (2) una pluralidad de secciones (3) que tienen, cada una, una pluralidad de accionadores (48), caracterizado porque el sistema de control de temporización (40) incluye: - un supervisor de línea (41) para procesar planes de producción; - un controlador (42) de la máquina conectado con el mencionado supervisor de línea, desde el que recibe datos específicos relativos al proceso a implementar, el controlador de máquina (42) determinando y controlando los instantes exactos de activación de los accionadores (48); - una pluralidad de tableros de mando de sección (44) relativos, cada uno, a una respectiva sección, y que comprenden una pluralidad de módulos de potencia (44c) que controlan los mencionados accionadores (48) en función de señales de control procedentes del controlador de la máquina, los tableros de mando de sección recibiendo y distinguiendolas señales de control que son para su propia sección, y dirigiéndolas a los módulos de potencia (44c) apropiados; y - un bus principal en serie (43) interpuesto entre el mencionado controlador (42) de la máquina y los mencionados tableros de mando (44) de sección, para un control en tiempo real.
Description
Sistema de control de temporización, para una
línea de producción de cristalería hueca.
La presente invención se refiere a un sistema de
control de temporización para una línea de producción de
cristalería hueca.
Como es sabido, una línea de producción de
cristalería hueca comprende un número de secciones (normalmente de
dos a veinte, que forman una máquina I. S.) que funcionan
simultáneamente para producir artículos iguales o diferentes. Cada
sección comprende un gran número de elementos móviles (algunos son
comunes a todas las secciones, otros forman parte de una sección
concreta) que están, cada uno, activados por un accionador
eléctrico o neumático, y que deben estar sincronizados entre sí.
Por lo tanto, el funcionamiento de los elementos móviles de cada
sección está controlado por un sistema de control de temporización
en base al plan de producción (o denominado "receta"), que
depende del tipo de artículo que se está produciendo, el tipo de
proceso utilizado en cada sección, y la sección específica en la
que se produce los artículos.
Los sistemas de control de temporización
utilizados actualmente tienen una arquitectura jerárquica con
inteligencia distribuida entre los diversos niveles: Por ejemplo,
una primera solución comprende un supervisor, que procesa el plan de
producción y envía los datos relativos, a un controlador de la
máquina para controlar el funcionamiento de esas secciones de la
máquina; el controlador de la máquina está conectado mediante un
bus en serie de baja velocidad, a una pluralidad de unidades de
control de sección; cada unidad de control de sección está, a su
vez, conectada a, y controla el funcionamiento de, una pluralidad
de unidades de control de válvula, sobre un respectivo bus en serie
a alta velocidad; y cada unidad de control de válvula está
conectada mediante una pluralidad de líneas, al mismo número de
elementos controlados (válvulas de solenoide para controlar los
motores neumáticos; pulsadores de control de sección; pulsadores de
control de máquina; entradas y salidas genéricas de cliente). En
otras soluciones, el controlador de la máquina es paralelo a las
unidades de control de sección, que están conectadas a las unidades
de control de válvula como se ha descrito arriba.
El documento
US-A-4 152 134 revela un sistema de
control para una máquina de formación de cristalería, de sección
individual, que incluye un ordenador supervisor de la máquina, que
recibe impulsos sincronizados desde un generador de impulsos de
sincronización, y carga cada ordenador de sección individual, con un
programa de control y una sincronización de datos. Cada ordenador
de sección individual, está asociado a una respectiva sección, y
genera señales de control para la sección respectiva, en respuesta
al programa de control de los impulsos de sincronización
procedentes del generador de impulsos de sincronización.
El documento US-A- 5 812 392
muestra un secuenciador para válvulas eléctricas utilizadas en una
instalación de fabricación de cristalería hueca, donde un sistema
de órdenes y control está conectado a una caja de distribución a
través de fibra óptica; la caja de distribución convierte las
señales ópticas en señales eléctricas, y comunica en serie con una
caja electrónica. La caja electrónica no tiene elementos
inteligentes, y consiste en multiplexores convertidores de
serie/paralelo y paralelo/serie, conectados a un bloque de potencia
y a paneles de control.
El documento
GB-A-2 097 555 describe un sistema
de irrigación controlado electrónicamente, que tiene una unidad de
procesador central conectada una pluralidad de unidades esclavas, a
través de un bus de señal común que proporciona señales de control
y suministro de energía, donde los solenoides conectados a las
unidades esclavas que han de ser manejadas simultáneamente, deben
compartir los mismos códigos, o alternarse en rápida sucesión.
Las arquitecturas anteriores son muy complejas,
y requieren un gran número de cables para conectar las unidades de
control de diferentes niveles. Actualmente, de hecho, las unidades
de control de válvula están alojadas normalmente en armarios, desde
los que se extienden los cables para la conexión a las unidades de
control de sección, y a la máquina.
Un objetivo de la presente invención, es
proporcionar un sistema de control de temporización diseñado para
simplificar y reducir la cantidad de cableado necesario.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un sistema de producción de cristalería hueca, como el
definido en la reivindicación 1.
Se describirá a modo de ejemplo algunas
realizaciones de la invención no limitativas, con referencia a los
dibujos anexos, en los cuales:
la figura 1 muestra un diagrama de bloques, de
una línea de producción de cristalería hueca;
la figura 2 muestra un diagrama de bloques, de
una primera realización del sistema de control acorde con la
invención;
la figura 3 muestra un diagrama de bloques, de
una segunda realización del sistema de control acorde con la
invención;
la figura 4 muestra un diagrama de bloques, de
una tercera realización del sistema de control acorde con la
invención; y
la figura 5 muestra un diagrama de bloques, de
una cuarta realización del sistema de control acorde con la
invención.
El número 1 en la figura 1, indica un sistema de
producción de cristalería hueca que comprende una línea 2 y un
sistema de control 10.
La línea 2 está diseñada de forma conocida, para
producir simultáneamente una pluralidad de artículos, y en general
comprende:
- \bullet
- una máquina I. S. definida por una pluralidad de secciones 3 paralelas, de moldeado de artículo;
- \bullet
- un conjunto de formación y suministro de pedazos de vidrio 4; y
- \bullet
- un conjunto de retirada e inspección de artículos 5.
El conjunto de formación y suministro de pedazos
de vidrio 4 comprende, a grandes rasgos, un alimentador de vidrio
fundido 15 conectado a dos perforadoras lineales oscilantes 15a,
para empujar el vidrio fundido, formando dos gotas; una disposición
de tijeras 16 para cortar las gotas de vidrio en pedazos
individuales; una placa (interceptora de gota) 17 móvil, entre una
posición de reposo de no interferencia y una posición de trabajo,
interceptora, en la que dirige los pedazos de vidrio a un canal de
descarga 18, separado de los elementos subyacentes por ejemplo para
su limpieza; y un distribuidor 19 que rota en una secuencia dada,
para dirigir cada pedazo de vidrio a una sección subyacente 3
dada.
Cada sección 3 (no mostrada en detalle en la
figura 1) comprende un molde tosco, que es móvil entre una posición
abierta y una posición cerrada, recibe un pedazo de vidrio cada
vez, y a partir de cada pedazo moldea una pieza en bruto del
artículo de vidrio a ser producido; una disposición de inversor para
agarrar, rotar, y cargar la pieza en bruto en un molde de acabado,
que también es móvil entre una posición abierta y una posición
cerrada, y en el que se completa el artículo de vidrio hueco; un
elemento de retirada para extraer los artículos acabados desde el
molde de acabado y transferirlos sobre una plataforma fija; y un
empujador 26 para transferir los artículos acabados a una
disposición de retirada e inspección 5 de artículos.
La disposición de retirada e inspección 5 de
artículos está definida por una cinta transportadora 30 que se
extiende desde un armazón de la línea 2, a una unidad de recogida
32. Hay diversas unidades de inspección de artículos, tales como
celdas de carga (no mostradas) para pesar los artículos, y un
conjunto de láser 33 para verificar la posición y el tamaño de los
artículos, a lo largo del transportador. En concreto, hay un
elemento de rechazo 31 localizado a lo largo de la cinta
transportadora 30, para retirar cualesquiera artículos que no pasan
la inspección.
La línea 2 está provista con paneles 35 de
pulsadores (uno para cada sección 3, de los que se muestra solo uno
esquemáticamente, por simplicidad) que tienen una pluralidad de
pulsadores 36 y luces indicadoras 37 relativas a etapas de
funcionamiento concretas de la línea 2. Los pulsadores 36 son
manejados por técnicos, por ejemplo para parar la línea 2 en caso
de emergencia, y corresponden cada uno a una respectiva luz
indicadora 37.
Los elementos anteriores (alimentador 15,
disposición de tijeras 16, placa 17, distribuidor 19, moldes tosco
y de acabado, conjunto inversor, elemento de retirada, empujador
26, cinta transportadora 30, y elemento de rechazo 31) están, cada
uno, controlados de forma conocida (no mostrada en detalle)
mediante un respectivo motor eléctrico o accionador neumático
controlado, a su vez, por el sistema de control 10. El sistema de
control 10 controla además la información recibida desde sensores a
lo largo de la línea 2, o desde las órdenes del operario
introducidas a través de los pulsadores 36, y enciende las luces
indicadoras 37.
El sistema de control 10 está dividido
preferentemente, de forma conocida, entre sistemas separados de la
máquina: un sistema conductor para controlar los motores eléctricos
de la línea 2; un sistema de temporización para controlar los
movimientos neumáticos de molde del artículo; y un sistema de
servicio para controles auxiliares. Cada uno de los tres sistemas
de la máquina comprende, por lo tanto, una respectiva unidad de
control. La invención se refiere al sistema de temporización, tal
como se describe detalladamente más abajo, de forma que no se
proporciona descripción de los sistemas conductor y de servicio.
La figura 2 muestra un diagrama de bloques de un
sistema de temporización 40, acorde con una primera
realización.
El sistema de temporización 40 comprende un
supervisor de línea 41, por ejemplo un PC industrial con un
interfaz de usuario, para procesar planes específicos de
producción, y transmitir datos específicos relativos al proceso a
ser implementado, a un controlador de la máquina 42.
El controlador 42 de la máquina - que determina
y controla los instantes exactos de activación de los elementos de
la línea 2, y controla los pulsadores 36 y las luces indicadoras 37
- comprende un interfaz 42a conectado al supervisor de línea 41;
una unidad de procesamiento central 42b; y un controlador de bus
42c.
El controlador de bus 42c es un controlador, o
similar, inteligente del tipo de dos canales (por ejemplo un
controlador Janz CAN104/K20 o similar) conectado sobre un bus
principal en serie 43, a una pluralidad de tableros de mando de
sección 44 relativos, cada uno, a una respectiva sección 3 e
instalado directamente en la línea 2. Más en concreto, el bus
principal en serie 43 es una tecnología de tipo CANBUS rápido, para
la conexión en tiempo real a los tableros de mando de sección
44.
A este respecto, cada tablero de mando de
sección 44 comprende una unidad de interfaz 44a; un procesador 44b
para controlar las comunicaciones hacia/desde el bus principal en
serie 43; y una pluralidad de módulos de potencia 44c que,
dependiendo de las señales de control procedentes del controlador 42
de la máquina, controla los accionadores neumáticos de la
respectiva sección 3 - indicados esquemáticamente por 48 y, como se
muestra, definidos normalmente por válvulas proporcionales o de
encendido/apagado. Cada procesador 44b está conectado a la
respectiva unidad de interfaz 44a, distingue las órdenes referidas a
su propia sección 3, y las dirige al módulo de potencia apropiado
44c, el cual genera señales eléctricas correspondientes para
activar los accionadores 48.
El controlador de bus 42c está además conectado
sobre un bus auxiliar en serie 46, a una pluralidad de tableros de
pulsadores 47, relativos cada uno a un panel de pulsadores 35, por
ejemplo relativo al molde de acabado y al molde tosco.
El bus auxiliar en serie 46 es de tecnología
tipo CANBUS lenta, y cada tablero de pulsadores 47 comprende un
interfaz 47a, por ejemplo un interfaz Can-ScuxOO
(enchufe).
El controlador de bus 42c está conectado a los
otros sistemas (no mostrado) sobre otro bus en serie 49 de
tecnología CANBUS lenta.
El sistema de temporización 40 comprende, de
forma conveniente, un controlador auxiliar 50 que implementa un
sistema de redundancia o de seguridad "de emergencia". A este
respecto, el controlador auxiliar 50 comprende un interfaz 50a
conectado al interfaz 42a del controlador 42 de la máquina, sobre
una línea 51 de tipo Rs485-TCP/IP; una unidad
central de procesamiento 50b; y un controlador de bus 50c,
conectado al controlador 42c de bus del controlador 42 de la
máquina, sobre un bus en serie de tecnología CANBUS lenta 52.
La figura 3 muestra una variación de la
arquitectura del sistema de temporización 40 de la figura 2, en la
que las partes comunes a ambas figuras 2 y 3 se indican utilizando
los mismos referencia, sin descripción adicional.
En la figura 3, un bus en serie auxiliar 53 está
conectado a los tableros de mando 44. A este respecto, cada tablero
de mando de sección 44 comprende un segundo interfaz 44d conectado
al respectivo procesador 44b, y a un bus en serie a auxiliar 53 que
es común a todas las secciones 3. El procesador 44b distingue entre
las órdenes a ser enviadas a los módulos de potencia 44c, y aquellas
para ser enviadas al bus en serie auxiliar 53, y las dirige de
forma correspondiente.
Adicionalmente a los tableros de pulsadores 47,
el bus auxiliar en serie 53 (de nuevo de tecnología tipo CANBUS
lenta) está conectado a otros tableros de mando 55 del
servomecanismo (por ejemplo para abrir/cerrar los moldes, dar la
vuelta a las botellas, etc.) que tienen respectivos interfaces 55a
e interfaces de empujador 56a (uno para cada sección) conectados a
respectivos empujadores 56.
La figura 4 muestra una realización más, en la
que cada tablero de mando 44 de sección está conectado a un
respectivo un bus auxiliar en serie 60, mediante un segundo
interfaz 44d. Cada bus auxiliar en serie 60 (de hecho, uno para cada
sección 3) está conectado a respectivos tableros de pulsadores 47,
al respectivo tablero de mando 55 del servomecanismo, y a los otros
dispositivos controlados en la sección (por ejemplo el empujador,
el servo inversor, la servo extracción).
La figura 5 muestra una realización en la que un
primer bus auxiliar en serie 63, está conectado a la totalidad de
los tableros de mando 44 de sección, como en la figura 3, pero en
este caso está conectado solo a los tableros 47 de pulsadores. En la
figura 5, un bus principal 43 está además conectado a los tableros
de mando de pulsadores 65', 65'' (específicamente para controlar
los servomecanismos y los empujadores) que tienen la misma
estructura que los tableros de mando de sección 44 y, por lo tanto,
comprenden un primer interfaz 65a, un primer procesador 65b, una
pluralidad de módulos de potencia 65c (para controlar válvulas de
solenoide proporcionales o de encendido/apagado - las ranuras que
alojan los módulos de potencia de alojamiento 65c pueden, no
obstante, alojar diferentes dispositivos tales como módulos de
entrada digitales o analógicos), y un segundo interfaz 65d. Cada
segundo interfaz 65d de los tableros de mando de los pulsadores 65',
65'' está conectado a los tableros de mando 55 del servomecanismo;
y el segundo bus auxiliar 66'' está conectado a los interfaces 56a
del empujador.
En la totalidad de las realizaciones descritas,
el control de las operaciones inteligentes de control, está
concentrado en el nivel del controlador 42 de la máquina, y las
unidades de procesamiento de bajo nivel (procesadores 44b, 65b)
simplemente discriminan entre la información para controlar los
módulos de potencia relativos, o para los tableros conectados a
estos mediante un bus auxiliar.
Así, se reduce el número total de componentes
necesarios. De hecho, cada sección 3 necesita solo un tablero para
controlar las válvulas relativas. Además, los tableros de mando de
sección 44 pueden estar localizados en las secciones 3, reduciendo
así el número y la longitud total de los cables requeridos, mediante
eliminar la necesidad de armarios para tableros intermedios de
control inteligente. La estructura además se simplifica, y hace más
fiable mediante el alto grado de fiabilidad de los dispositivos
electrónicos (controlador de la máquina 42) y los buses empleados,
y mediante proporcionar el controlador auxiliar 50 listo para un
corte, en caso de avería en el controlador de la máquina 42.
Claramente, puede realizarse cambios al sistema
de control de temporización tal como se ha descrito e ilustrado
aquí sin, no obstante, apartarse del alcance de la presente
invención.
Claims (14)
1. Un sistema (1) de producción de cristalería
hueca, que comprende una línea (2) y un sistema de control de
temporización (40), incluyendo la línea (2) una pluralidad de
secciones (3) que tienen, cada una, una pluralidad de accionadores
(48),
caracterizado porque el sistema de
control de temporización (40) incluye:
- -
- un supervisor de línea (41) para procesar planes de producción;
- -
- un controlador (42) de la máquina conectado con el mencionado supervisor de línea, desde el que recibe datos específicos relativos al proceso a implementar, el controlador de máquina (42) determinando y controlando los instantes exactos de activación de los accionadores (48);
- -
- una pluralidad de tableros de mando de sección (44) relativos, cada uno, a una respectiva sección, y que comprenden una pluralidad de módulos de potencia (44c) que controlan los mencionados accionadores (48) en función de señales de control procedentes del controlador de la máquina, los tableros de mando de sección recibiendo y distinguiendo las señales de control que son para su propia sección, y dirigiéndolas a los módulos de potencia (44c) apropiados; y
- -
- un bus principal en serie (43) interpuesto entre el mencionado controlador (42) de la máquina y los mencionados tableros de mando (44) de sección, para un control en tiempo real.
2. Un sistema de producción de cristalería
hueca, como el reivindicado en la reivindicación 1,
caracterizado porque el mencionado bus
principal en serie (43) es de tecnología de tipo CANBUS.
3. Un sistema de producción de cristalería hueca
como el reivindicado en la reivindicación 1 o la 2,
caracterizado por un tablero (44) de mando de sección para
cada sección (3) de la mencionada línea (2).
4. Un sistema de producción de cristalería hueca
como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque cada tablero (44) de mando de sección
comprende además un primer interfaz (44a) conectado al mencionado
bus en serie principal (43), y un procesador discriminador (44b)
para controlar las comunicaciones con el mencionado bus principal
en serie (43).
5. Un sistema de producción de cristalería hueca
como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque el sistema de control de temporización
(40) incluye además una pluralidad de paneles de pulsadores (35);
una pluralidad de tableros de pulsador (47) para controlar
pulsadores y luces indicadoras; y un bus auxiliar en serie (46),
conectado entre el mencionado controlador de máquina (42) y los
mencionados tableros de pulsadores (47) (figura 2).
6. Un sistema de producción de cristalería hueca
como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque el sistema de control de temporización
(40) incluye además una pluralidad de pulsadores (36) y luces
indicadoras (37); una pluralidad de tableros de pulsadores (47),
para controlar los mencionados pulsadores y luces indicadoras; y un
bus auxiliar en serie (53) conectado entre los mencionados tableros
de mando (44) de sección y los mencionados tableros de pulsadores
(47) (figura 3).
7. Un sistema de producción de cristalería hueca
como el reivindicado en la reivindicación 6, caracterizado
porque los mencionados tableros (44) de mando de sección
comprenden, cada uno, un segundo interfaz (44d) conectado al
mencionado bus auxiliar en serie (53).
8. Un sistema de producción de cristalería hueca
como el reivindicado en la reivindicación 6 o la 7,
caracterizado porque el sistema de control de temporización
(40) incluye además tableros de mando del servomecanismo (55) e
interfaces de control (56a) del empujador, conectados al mencionado
bus auxiliar en serie (53).
9. Un sistema de producción de cristalería hueca
como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque el sistema de control de temporización
(40) incluye además una pluralidad de paneles de pulsadores (35);
una pluralidad de tableros de pulsadores (47) para controlar
pulsadores y luces indicadoras; y una pluralidad de buses
auxiliares en serie (60) conectados, cada uno, entre un respectivo
tablero de mando (44) de sección y un respectivo grupo de tableros
de pulsadores (47) (figura 4).
10. Un sistema de producción de cristalería
hueca como el reivindicado en la reivindicación 9,
caracterizado porque el sistema de control de temporización
(40) incluye además tableros (55) de mando del servomecanismo,
conectados a los mencionados buses auxiliares en serie (60).
11. Un sistema de producción de cristalería
hueca como el reivindicado en la reivindicación 6 o la 7,
caracterizado porque el sistema de control de temporización
(40) incluye además un tablero de mando (65') del servomecanismo, y
un tablero de mando (65'') del empujador, conectados ambos al
mencionado bus principal en serie (43); estando también conectado
el mencionado tablero de mando (65'') del empujador, a los tableros
de mando (55) del servomecanismo, para la totalidad de las
secciones (3) de la mencionada línea (2); y estando además conectado
el mencionado tablero de mando (65'') del empujador, a los
interfaces de control (56a) del empujador, para la totalidad de las
secciones (3) de la mencionada línea (2) (figura 5).
12. Un sistema de producción de cristalería
hueca como el reivindicado en las reivindicaciones 5, 6, 9 y 11,
caracterizado porque los mencionados buses auxiliares en
serie (46; 53; 60; 63) son de tecnología de tipo CANBUS.
13. Un sistema de producción de cristalería
hueca como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque el sistema de control de
temporización (40) incluye además un controlador auxiliar de
seguridad (50) "de emergencia", conectado al controlador (42)
de la máquina.
14. Un sistema de producción de cristalería como
el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque los tableros de mando (44) de sección
están localizados en la mencionada línea (2).
Applications Claiming Priority (2)
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