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Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: JUNIO de 2011

CENTRO de la industria, la empresa y de servicios

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GUIA DE MEJORA 1 GUIA DE MEJORA 1

APRENDIZ: VICTOR HERNAN VARGAS HUGO MONTES JHANK CARLOS RODRIGUEZ MIGUEL SANCHEZ RUBEN REYES

Presentado a: Instructor HERNANDO GOMEZ PALENCIA

TECNOLOGIA EN MANTENIMIENTO ELECTRONICO E INSTRUMENTAL INDUSTRIAL FICHA N0=28409 SAN JOSE DE CUCUTA, 17 DE MAYO DE 2011


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GUIA DE MEJORA 1 ACTIVIDADES Y EVIDENCIAS DE APRENDIZAJE

ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 1 Dentro de todo equipo electrónico existe una fuente de alimentación que convierte la corriente alterna en corriente continua, la mayoría de las veces regulada. Los equipos más antiguos tienen una fuente tradicional con: grandes y pesados transformadores, filtros y disipadores, se caracteriza por su baja eficiencia y pequeña capacidad de corriente de carga. Aunque es bueno reconocer que introduce menos ruido e interferencia. Los equipos modernos viene dotados de fuentes conmutadas que cumplen la misma función pero son más: livianas, económicas, pequeñas, eficientes y pueden alimentar corrientes de carga relativamente grandes. Presente un rediseño para una fuente que entregue ±12V regulados con una carga de 8A por salida. Compare su diseño con el de sus compañeros y seleccionen el más económico eficiente y seguro.

DISEÑO DE UNA FUENTE CONMUTADA

DIAGRAMA DE LA FUENTE CONMUTADA


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ESQUEMA IMPRESO DE UNA FUENTE CONMUTADA


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ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 2: Mediante la formación por proyectos desarrolle los temas planteados por su instructor con el fin de avanzar en la ejecución del proyecto de formación. De acuerdo con su orientador analice un taller productivo en el SENA o concerté con una empresa la factibilidad de observar un proceso productivo para elaborar: 1. Dos propuestas sobre máquinas donde se establecen mejoras de los problemas de operación y control. En los procesos industriales, un parámetro muy importante de controlar es la temperatura, sobre todo en tratamientos térmicos. Estos dos tipos de procesos se controlaron en los hornos de las empresas TRATACERO y SENA.

AUTOMATIZACION DEL SISTEMA DE TRATAMIENTOS TERMICOS PARA LA EMPRESA “TRATACERO E.U” Implementación de un sistema de control en un proceso de tratamientos térmicos para la empresa TRATACERO E.U, que permitió mejorar su funcionamiento bajo unas mejores condiciones técnicas y de seguridad para el operario. ELEMENTOS EMPLEADOS EN EL SISTEMA DE CONTROL En el desarrollo de este diseño se emplearon elementos muy conocidos en las industrias, como son: PULSADOR: Es un dispositivo utilizado para activar alguna función. Los botones son de diversa forma, tamaño y se encuentran en todo tipo de dispositivos, aunque principalmente en aparatos eléctricos o electrónicos.

PILOTOS: Es un indicador lumínico, que hace referencia a una función que se esta ejecutando.


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INTERRUPTOR: Dispositivo que permite cambiar el curso de un circuito. Capaz de interrumpir o abrir un circuito eléctrico cuando la intensidad de la corriente que por él circula excede de un determinado valor.

TEMPORIZADOR: Dispositivo, con frecuencia programable, que permite medir el tiempo. Cuando trascurre el tiempo configurado se hace para activar la duración del proceso.


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Sistema de Gestión de la Calidad

PIROMETRO: Indicador de temperatura, que me permite controlar un proceso, de acuerdo a las condiciones en las que se este trabajando.

BREAKER: temperatura.

Dispositivo

de

protección

contra

sobre

corrientes

y

CONTACTOR AUXILIAR: Dispositivo electromecánico que se emplea para activar y desactivar una función auxiliar.


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CONTACTOR PRINCIPAL: Dispositivo electromecánico que se emplea para activar y desactivar una función principal.

SISTEMA DE CONTROL DE LA CHISPA: Es el encargado de activar la chispa para el encendido del sistema de tratamientos térmicos.


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TERMOCUPLA: Es el que nos detecta el aumento y disminución de temperatura del sistema de tratamiento térmico.

PROCEDIMIENTOS PARA LA AUTOMATIZACION DE UN HORNO DE TRATAMIENTOS TERMICOS EN LA EMPRESA TRATACERO E.U Se visito la empresa, para observar el sistema con el que se estaba trabajando:


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EL SISTEMA EMPLEADO PARA EL CALENTAMIENTO DEL HORNO CONSISTÍA: •

Un motor monofásico acoplado a una rueda de alabes por medio de poleas, el cual funcionaba a través de un arrancador directo.


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ARRANCADOR DIRECTO: Su función es la de encender un sistema a través de un pulsador normalmente abierto (verde) y desactivarlo a través de un pulsador normalmente cerrado (rojo).

Tanque de almacenamiento de ACPM


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Sistema puente grúa para extraer las piezas del horno.

Sistema puente grúa para levantar la tapa del horno.


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Además de contar con estos elementos, la empresa tiene materiales, herramientas y equipos de protección a la hora del funcionamiento del horno.


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Una ves ya se sabe el proceso que se desea automatizar, se realiza un diseño electromecánico que satisfaga las necesidades del cliente:

La empresa TRATACERO E.U, con la necesidad de tecnificar este proceso, adquiere un motor, en el cual……….


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Se realiza el montaje del sistema de control: Se conectan los pulsadores, los pilotos y la llave tal como están en el esquema.

Luego, se conectan los pirometros y el temporizador. los contactores, el breaker.


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Una vez realizadas todas las conexiones, tenemos el control del sistema de tratamientos térmicos:

Parte interna:


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Parte externa:

Una vez ya instalado todos los elementos en la caja, se realiza una perforación, la cual va a servir de entrada y de salida para la alimentación de la carga y el esquema de control:


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Después de haber terminado de hacer todas estas actividades, se realiza el montaje de la caja en el sitio que se va a ubicar:

Inmediatamente ya instalado el sistema de control, se conecta al motor:


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Una vez ya verificado, que todas las conexiones están correctas, se procede a realizar las pruebas:

Se enciende el horno, activando el chispometro:


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El horno, cuenta con un sistema de escape, por el cual circulara el humo que se genera en este proceso:


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El funcionamiento de este sistema inicialmente el chispometro se activaba manualmente, pero la necesidad de hacerlo automático, llevo a implementar un sistema que me permita el encendido del chispometro, a través del uso de un dispositivo de un microcontrolador, como se muestra en el siguiente esquema:

El segundo proceso que se le implemento un control de temperatura, un horno de tratamiento térmico en la institución SENA.

CONTROL DE TEMPERATURA EN UN HORNO El horno que se automatizo, duro sin funcionar muchos años en el SENA, el control que se empleo es electromecánico ya que no se empleo ningún dispositivo electrónico, que me controlara alguna señal.

Los elementos empleados fueron:

INTERRUPTOR: Dispositivo que permite cambiar el curso de un circuito. Capaz de interrumpir o abrir un circuito eléctrico cuando la intensidad de la corriente que por él circula excede de un determinado valor.


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TEMPORIZADOR: Dispositivo, con frecuencia programable, que permite medir el tiempo. Cuando trascurre el tiempo configurado se hace para activar la duración del proceso.

PIROMETRO: Indicador de temperatura, que me permite controlar un proceso, de acuerdo a las condiciones en las que se este trabajando.


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BREAKER: temperatura.

Dispositivo

de

protección

contra

sobre

corrientes

y

CONTACTOR AUXILIAR: Dispositivo electromecánico que se emplea para activar y desactivar una función auxiliar.


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CONTACTOR PRINCIPAL: Dispositivo electromecánico que se emplea para activar y desactivar una función principal.

El sistema consistía, de una llave y un interruptor, que debía ser activados ambos para que se empezaran a calentar las resistencias en el horno. Primero se activaba la llave, para poder ajustar el prirometro a la temperatura que se quería controlar, de igual manera se podía ajustar el temporizador a un tiempo determinado, cuyo fin es que el proceso se apague automáticamente solo si se ha cumplido el tiempo. Podemos ver algunas imágenes de este control: • Sistema de encendido

Dispositivo indicador de temperatura


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Sistema de control y temporizado


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Horno a controlar su temperatura

De igual forma se diseño su sistema de control para que el horno pudiese funcionar de esta manera, como se indica en la siguiente figura:


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Como conclusión importante de estos dos procesos es que a partir de este punto, se pueden mejorar aun muchas cosas más. 2. Dos adaptaciones electrónicas propuestas en máquinas diferentes analizadas en su costo – beneficio según valores y condiciones de diseño. A estas dos maquinas, como son los hornos se les puede implementar un control que permita monitorearlas sin necesidad de estar presente en el lugar donde se encuentran. •

Implementar un sistema de monitoreo inalámbrico de parámetros eléctricos que me indique los niveles de voltaje, corriente, temperatura, potencia.

Estos sistemas se realizan a través de dispositivos programables como lo son los microcontroladores, en donde se realiza toda la programación del proceso que se va a monitorear y a través de unas tarjetas que me permiten transferir estos datos has un punto remoto. Para sensar el voltaje y la corriente, se diseñan o se adquieren circuitos que nos permiten comparar que tanto voltaje o corriente hay en las líneas, de acuerdo a una comparación que se realiza, para que estas señales ingresen al microcontrolador y posteriormente cumplan su función. En cuanto a cotos, seria un producto asequible debido a que los dispositivos que se emplean no son de un alto costo, pero lo innovador es su programación y el sistema de transmisión de datos, lo que da respuesta a muchos problemas no solo en grandes empresas, si no tambien en pequeñas empresas. •

Un secuenciador de fases que me permita observar, cuando hay una ausencia o si se ha invertido una fase, ya que estos problemas son los que la mayoría de veces hace que la maquina presente una falla .

En cuanto la parte económica, no es de gran costo ya que su diseño, esta empleando dispositivos que s son asequibles en el mercado nacional.

3. Dos propuestas para mejorar las condiciones de mantenimiento de una máquina de acuerdo con parámetros de diseño definidos por ingeniaría. • Realizar un plan de mantenimiento predictivo, en donde es importante poder contar con las herramientas que se necesitan a la hora de aplicar


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este, como lo son las cámaras termográficas, megaohnimetro, el analizador de redes, el analizador de vibraciones, entre otros. •

Las personas encargadas del departamento de mantenimiento, sean certificadas en este tipo de procedimientos para garantizar que el mantenimiento se aplique de una manera correcta en las maquinas.

4. Cinco componentes electrónicos de la máquina reconocidos según especificaciones técnicas del fabricante. En la fuente de alimentación: • Puente rectificador DIOTEC - B80C 3700/2200 - PUENTE RECTIFICADOR

Fabricante: DIOTEC Código Farnell: 8336458 Referencia de fabricante: B80C 3700/2200 Conformidad RoHS : Sí Descripción: * PUENTE RECTIFICADOR * N.º of Phases:Simple * Repetitive Reverse Voltage Vrrm Max:160V * Forward Current If(AV):2.2A * Diode Mounting Type:Agujero pasante * Operating Temperature Range:-50 °C a +150 °C * Bridge Rectifier Case Style:KBL * N.º of Pins:4 * SVHC:No SVHC (15-Dec-2010)


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* Body Height Max:17mm * Tipo de diodo:PUENTE RECTIFICADOR, Single phase * External Depth:5.6mm * External Length / Height:17mm * External Width:32mm * Forward Surge Current Ifsm Max:150A * N.º of Phases:1 * Operating Temperature Max:150°C * Operating Temperature Min:-50°C * Output Current Max:30A * Package / Case:KBL * RMS Input Voltage:80V * Tipo de terminal:Wire Lead •

Varistor

VARISTOR 220V 6J 5MM RADIAL ZA - V220ZA05 - Over Voltage, Current, Temperature Devices Hoja de datos V220ZA05 Distribuidor Littelfuse Inc Categoría Over Voltage, Current, Temperature Devices Maximum AC Volts 140Vrms Maximum DC Volts 180VDC Current-Surge 400A Series ZA


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Package / Case Disc 5mm Varistor Voltage 220V Energy 6.0J Number of Circuits 1 - Single Estado libre de plomo Contains Lead Estado de las normas RoHS RoHS Non-Compliant

En la etapa de potencia • TRANSITOR BIPOLAR 2N3904 NPN

Absolute Maximum Ratings* TA = 25°C unless otherwise noted Symbol Parameter Value Units * VCEO Collector-Emitter Voltage 40 V * VCBO Collector-Base Voltage 60 V * VEBO Emitter-Base Voltage 6.0 V * IC Collector Current - Continuous 200 mA * TJ, Tstg Operating and Storage Junction Temperature Range -55 to +150 °C

TRIAC 2N6073A


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* MAXIMUM RATINGS (TJ = 25°C unless otherwise noted .) * Rating Symbol Value Unit * Peak Repetitive Off-State Voltage(1) * (Gate Open, TJ = 25 to 110°C) 2N6071A,B, 2N6073A, B, 2N6075A,B * VDRM 200 – 400 – 600 Volts * On-State Current RMS (TC = 85°C) IT(RMS) 4 Amps * Peak Surge Current * (One Full cycle, 60 Hz, TJ = –40 to +110°C) * ITSM 30 Amps * Circuit Fusing Considerations (t = 8.3 ms) I2t 3.7 A2s * Peak Gate Power PGM 10 Watts * Average Gate Power PG(AV) 0.5 Watt * Peak Gate Voltage VGM 5 Volts

MOSFET IRF 830 CANAL N

QUICK REFERENCE DATA * VDSS = 500 V * High thermal cycling performance * Low thermal resistance ID = 5.9 A * RDS(ON) £ 1.5 W

PIN DESCRIPTION 1 gate 2 drain 3 source LIMITING VALUES Limiting values in accordance with the Absolute Maximum System (IEC 134) SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN. MAX. UNIT * VDSS Drain-source voltage Tj = 25 °C to 150°C - 5 00 V * VDGR Drain-gate voltage Tj = 25 °C to 150°C; RGS = 20 kW - 500 V * VGS Gate-source voltage - ± 30 V * ID Continuous drain current Tmb = 25 °C; VGS = 10 V - 5.9 A * Tmb = 100 °C; VGS = 10 V - 3.7 A


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* IDM Pulsed drain current Tmb = 25 °C - 24 A * PD Total dissipation Tmb = 25 °C - 125 W * Tj, Tstg Operating junction and - 55 150 °C sto rage temperature range

5. Aplicación de las normas de seguridad industrial y salud ocupacional en los nuevos rediseños. LAS 10 NORMAS MÁS IMPORTANTES SOBRE SEGURIDAD INDUSTRIAL 1.- Condiciones de seguridad para la prevención y protección contra incendios. Esta norma establece las condiciones de seguridad para la prevención contra incendios. Se aplica en aquellos lugares donde las mercancías, materias primas, productos o subproductos que se manejan en los procesos, operaciones y actividades que impliquen riesgos de incendio. (Nom-002-STPS-1993. de las Normas Oficiales Mexicanas. 2.- Sistemas de protección y dispositivos de seguridad en maquinaria, equipos y accesorios. Esta norma tiene por objetivo prevenir y proteger a los trabajadores contra los riesgos de trabajo. Se aplica donde por la naturaleza de los procesos se emplee maquinaria, equipo y accesorios para la transmisión de energía mecánica. (Nom-004-STPS-1994. de las Normas Oficiales Mexicanas). 3.- Condiciones de seguridad para el almacenamiento, transporte y manejo de sustancias inflamables y combustibles. Esta norma tiene por objetivo prevenir y proteger a los trabajadores contra riesgos de trabajo e incendio. Se aplica donde se almacenen, transporten o manejen sustancias inflamables y combustibles. (Nom-005-STPS-1993. de las Normas Oficiales Mexicanas). 4.- Seguridad e Higiene para el almacenamiento, transporte y manejo de sustancias corrosivas. irritantes y tóxicas. Su objetivo es prevenir y proteger a los trabajadores contra los riesgos de quemaduras, irritaciones o intoxicaciones. Se aplica donde se almacenen, trasporten o manejen sustancias corrosivas, irritantes o tóxicas. (Nom-009-STPS-1994. de las Normas Oficiales Mexicanas).


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5.- Seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se produzcan, almacenen o manejen sustancias químicas capaces de generar contaminación en el medio ambiente laboral. Su objetivo es prevenir y proteger la salud de los trabajadores y mejorar las condiciones de seguridad e higiene donde se produzcan, almacenen o manejen sustancias químicas que por sus propiedades, niveles de concentración y tiempo de acción sean capaces de contaminar el medio ambiente laboral y alterar la salud de los trabajadores, así como los niveles máximos permisibles de concentración de dichas sustancias, de acuerdo al tipo de exposición. Se aplica donde se produzcan, almacenen o manejen sustancias químicas capaces de generar contaminación en el ambiente laboral. (Nom-010-STPS-1994. de las Normas Oficiales Mexicanas). 6.- Seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se produzcan, usen, manejen, almacenen o transporten fuentes generadoras o emisoras de radiaciones ionizantes. Su objetivo es implantar las medidas preventivas y de control a fin de que los trabajadores expuestos a radiaciones ionizantes, no reciban por este motivo dosis que rebasen los límites establecidos en la presente norma. Se aplica donde se produzcan, usen, manejen, almacene o transporten fuentes generadoras o emisoras de radiaciones ionizantes. (Nom-012-STPS-1994. de las Normas Oficiales Mexicanas). 7.- Protección personal para los trabajadores en los centros de trabajo. El objetivo de esta norma es establecer los requerimientos de la selección y uso del equipo de protección personal para proteger al trabajador de los agentes del medio ambiente de trabajo que puedan alterar su salud y vida. Se aplica en todos los centros de trabajo como medida de control personal en aquellas actividades laborales que por su naturaleza, los trabajadores estén expuestos a riesgos específicos. (Nom-015-STPS-1994. de las Normas Oficiales Mexicanas). 8.- Condiciones de seguridad en donde la electricidad estática represente un riesgo. Su objetivo es establecer las medidas de seguridad para evitar los riesgos que se derivan por generación de la electricidad estática. Se aplica en los centros de trabajo donde por la naturaleza de los procedimientos se empleen materiales, sustancias y equipo capaz de almacenar cargas eléctricas estáticas. (Nom-022-STPS-1993. de las Normas Oficiales mexicanas).


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9.- Señales y avisos de seguridad e higiene. Establece el código para elaborar señales y avisos de seguridad e higiene; así como las características y especificaciones que éstas deben cumplir. Las señales y avisos de seguridad e higiene que deben emplearse en los centros de trabajo, de acuerdo con los casos que establece el Reglamento General de Seguridad e Higiene en el Trabajo, y no es aplicables a señales o avisos con iluminación propia. Por lo tanto se aplica en todos los centros de trabajo. ( Nom-027-STPS-1994. de las Normas Oficiales Mexicanas). 10.- Medicamentos, materiales de curación y personal que presta los primeros auxilios. Establece las condiciones para brindarlos primeros auxilios oportunos y eficazmente. Se aplica en todos los centros de trabajo, para organizar y prestar los primeros auxilios. ( Nom-020-STPS-1994. de las Normas Oficiales Mexicanas). Herramientas tener en cuenta a la hora de un mantenimiento son: • Tapa bocas.

• gafas de protección personal.


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• casco de seguridad industrial.

• tapa oídos industriales.

• guantes de protección industrial.

SEGURIDAD EN SALUD OCUPACIONAL TIPO DE RIESGO EN LA HORA DE UN MANTENIMIENTO *FISICO: -RUIDO: UTILIZAR PROTECCION AUDITIVA -LUZ SOLAR: UTILIZAR GAFAS DE SEGURIDAD -RADIACION: PROTEGERSE QUE NO LE DE TANTO SOL AL CUERPO -VIBRACION: MINIMIZAR ESTAS ACTIVIDADES PARA NO SUFRIR DESPUES DE PROBLEMAS SEVEROS


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-TEMPERATURAS EXTREMAS: MINIMIZAR ESTOS TRABAJOS EN ZONAS DONDE AYA TEMPERATURAS O MUY BAJAS O MUY ALTAS -PRESIONES ATMOSFERICAS: MINIMIZAR TODA CLASE DE RIESGO ACUATICO O DE AIRE PORQUE PODRIAMOS SUFRIR DE INFARTOS * QUIMICO -POLVO: UTILIZAR GAFAS Y TAPABOCAS -LIQUIDO: UTILIZAR GUANTES GAFAS Y TAPABOCAS -SOLIDO: UTILIZAR GUANTES CASCO GAFAS Y TAPABOCAS -GASES: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO -HUMOS: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO -NEBLINAS: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO *BIOLOGICOS -VIRUS: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO GUANTES -BACTERIAS: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO GUANTES -HONGOS: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO GUANTES -PARASITOS: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO GUANTES -OFIDIOS: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO GUANTES -ZANCUDOS: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO GUANTES *ECONOMICO -POSTURAS INADECUADAS: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO GUANTES -SOBRE FUERZA: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO GUANTES -DIMENSIONES INADECUADAS: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO GUANTES -ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO GUANTES -TRABAJOS PROLONGADOS DE PIE: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO GUANTES


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*MECANICOS -HERRAMIENTAS DEFECTUOSAS: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO GUANTES -MAQUINAS SIN PROTECION: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO GUANTES -EQUIPOS DEFECTUOSO: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO GUANTES -VEHICULOS EN MAL ESTADO: UTILIZAR TAPA OIDOS TAPA BOCAS GAFAS CASCO GUANTES


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