Mando a distancia en el teléfono

Son muchas las aplicaciones para móviles, cada vez más. Y cada vez son más útiles y variadas.

En esta ocasión nos encontramos una especialmente curiosa en Genbeta.

Y es mucho más potente, y divertida de lo que nos indican.

En primer lugar nos estamos refiriendo a un automatismo que nos permite manejar una puerta de garaje, persiana o sistema de riego.

Dispone de dos salidas que se pueden usar de tres formas distintas.

Modo Puerta de garaje, da un pulso de 5s. en una salida para abrir y otro en la otra para cerrar.

Permite automatizar completamente la apertura.

Modo persiana, igual que el anterior, pero no permite la automatización completa, solo sirve como mando a distancia.

Modo riego, cada salida se maneja manualmente y de forma independiente.

La aplicación nos permite usar el teléfono móvil como mando a distancia, pulsando botones, corriendo el dedo o sacudiendo el movíl. Pero no acaba aquí su funcionalidad.

Estamos hablando de un dispositivo, el teléfono es solo un medio de comando, el programa se encuentra disponible para teléfono y Windows. 

Pero el dispositivo en si es un aparato con los medios de comunicación y los relés de mando. Va alimentado directamente a la red electrica, y dispone de dos opciones de conexión a la Net.

Tiene Ethernet o Wi-Fi.

Desde la conexión Ethernet nos facilita un mundo de opciones, y entre ellas usar nuestra propia Wi-Fi.

Con su conexión Wi-Fi el sistema puede ser totalmente autónomo.

No existen diferencias entre una u otra opción, pero en la prática sí tiene distintos usos.

En la modalidad de "Puerta de Garaje" nos permite la opción de automatización total. Y esta consiste en que podemos hacer que el sistema se "abra" al entrar el teléfono dentro del alcance del Wi-Fi.

Este tipo de automatización es especialmente elegante.

Nos permite que la puerta del garaje se abra al acercarnos y se cierre al irnos.

Quien dice "puerta", dice luces, fuentes,sistemas informáticos, etc

Este tipo de manejo sería muy similar a los desbloqueos de los ordenadores usando el teléfono, pero en ese caso se usa el Bluetooth en lugar del Wi-Fi.

Merece la pena tenerlo muy en cuenta, por cierto español:

http://www.ismartgate.com/languages/castella/

Rapsberry Pi (lanzamiento)

Ya te comentamos lo que es el Rapsberry Pi.
Esa placa de ordenador barata, barata.

Más información aquí.

Pues ahora os anunciamos el lanzamiento:

El miércoles (29 Febrero) a las 7:00 hora local española. (6:00 a.m. GMT)





 http://www.raspberrypi.org/

Silica - Jordi Mayne

Esta es una empresa que se dedica a la distribución de electrónica.

Tiene varias cosas que nos interesan:

Sus selecciones de hardware.

http://www.silica.com/publications/designers-choice.html

Y su centro de Literatura.

http://www.silica.com/publications/literature-center.html

Pero no hubiésemos llegado a todo ello de no ser por Jordi Mayne.

Este señor es ingeniero de aplicaciones y al parecer trabaja para esta empresa.

Entre otras cosas tiene dejada por ahí documentación de altísima calidad y en español.

Por poner un ejemplo os recomiendo "sensores acondicionadores y procesadores de señal" .

Sus notas son pequeñas guías de uso o clases completas de técnica aplicada.

Curiosamente no pude encontrar esta documentación en la pagina de Silica, donde todo está en inglés. Así que os recomiendo otra fantástica pagina:

http://www.bairesrobotics.com.ar/tutoriales.htm

Donde podeís encontrar varias obras de Jordi Mayne, que tiene sección propia; pero también otros muchos artículos tan o más interesantes.

Raspberry Pi

El Raspberry Pi es un muy interesante proyecto que nos tiene muy interesados e impacientes.

En un determinado momento a alguien se le ocurrió que se puede realizar un ordenador por poco precio.

Esto ya lo tenemos oído de varios proyectos que han tenido poca o nula resolución.

En este caso se propusieron que en el equipo no primara la potencia, ni siquiera la posible comercialización, solo el precio.

El objetivo es construir un ordenador, que se comporte como tal, usando el material más económico que este al alcance.

De este modo podremos tener un equipo sin pretensiones, con el cual podamos cacharrear, sin que el precio sea un impedimento significativo.

El proyecto a ido creciendo, y de ser poco más que un puerto USB ha pasado a ser una pequeña placa.

Su tamaño no hace justicia a sus capacidades, ni a su precio.

El precio estimado del sistema más básico es de 25$.

Que nadie cuente con colocarle un Windows, ni con hacerle jugar al último juego 3D del mercado, no es su objetivo.

Pero podemos usarlo para servidor FTP, de impresión, dispositivo multimedia, sistema de gestión de descargas, poner una pagina WEB, alarma, PLC, etc ....

El consumo estimado es de 2,5W en el modelo básico.

Tenemos una demostración de lo que puede llegar a hacer en el siguiente vídeo, donde lo mueven con nuestro querido LDXE:

Para hacerse una idea más gráfica de como es , mejor este otro vídeo:

Algunas de sus características, copiadas de la Wikipedia:

SoC: Broadcom BCM2835 (CPU + GPU + DSP + SDRAM)
CPU: 700MHz ARM11
GPU: Broadcom VideoCore IV
128MB ó 256MB (Modelo B) de SDRAM
OpenGL ES 2.0
1080p30 H.264 de alto perfil decodificador
Vídeo RCA y salida HDMI
USB 2.0
Ranura para tarjetas SD/MMC/SDIO
I/O de uso general
Hub de 2 puertos USB y 10/100 Ethernet (Modelo B)
Dimensiones: 85.60mm x 53.98mm
Consumo eléctrico: 500mA, 2.5 W (Modelo A) ó 700mA, 3.5 W (Modelo B)
Fuente eléctrica: 5V vía micro-usb o 4 pilas AA

Las placas Beta ya están en pruebas, y se espera el inminente lanzamiento de las primeras placas comerciales.

Para más información:

Wikipedia.

Raspberry Pi (pagina del proyecto)

REEA

Si tuviese que recomendar una página sobre automática, sin ningún lugar a dudas, esta es la primera.

La uso desde hace años, pues ya es antigua y de calidad.
Es ideal para el aprendizaje y como primera búsqueda.

Dispone de secciones sobre varias cosas relacionadas con la automatización, y una muy útil lista de enlaces que nos sacará de algunos apuros.

La lleva un profesional, J.C.M. Castillo, y se nota en todos los apartados.
Concisa, clara y sobre todo muy útil.


Imprescindible.

REEA ( Revista de Electricidad, Electrónica y Automática)

Demons (demonios) - programación

Sigamos con los sistemas de programación.

Hoy por hoy, la palabra demonio tiene muy mala imagen.
Esto no siempre fue así, Socrates decía que era inspirado por un demon, claro que por aquel entonces se les consideraba seres sobrenaturales, no obligadamente malos, más bien al contrario.

Viene a ser lo que actualmente entendemos por una Musa.

Pero el Diccionario de la Real Academia tiene otra acepción: Sentimiento u obsesión persistente y torturadora.

Todo aquel que ya ha manejado GNU/Linux ya conoce este termino.
Nos referimos a pequeños "diablillos" que de forma obsesa y persistente se dedican a una labor, y solo una.

Solemos hacer subrutinas que respondan a estímulos y que generen una respuesta o nuevos estímulos para el resto del programa o más demonios.

Estos demonios son tanto más eficaces cuanto menor sea su propósito, siendo más eficaz lanzar varios a hacer módulos más complejos.

Los estímulos que los alertan pueden ser temporales, eventos externos o variables internas, incluso generadas por otros demons.


Por poner ejemplos:

El ordenador que estas manejando tiene un demon que rastrea el teclado 50 veces por segundo para ver lo que has pulsado.

Ese mismo equipo tiene otro que comprueba si se inserta un USB, etc, etc..

Un ejemplo claro:

Cinco amigos tenemos que hacer una merendola, el tiempo es crítico.
Entramos en el supermercado y siguiendo un plan ya establecido cada cual se dedica de forma exclusiva a lo que mejor realiza.
Así queda la distribución del personal.
Nº1- Va a por el carro, situándose en lugares estratégicos.
Nº2- Va a por el vino y la cerveza.
Nº3- Va a por la carne.
Nº4- Ensaladas
Nº5- Refrescos
Nº6- Postres.
Nº7- espera en caja haciendo fila y sacando la plata.

El Nº1 no termina hasta hacerlo cada uno de los componentes, y el Nº7 empieza , a pagar, al acabar todos ellos.

En realidad, todos empiezan de forma simultánea, esto no es habitual.

Veamos un caso practico de control industrial:

Un ascensor.

Podemos hacerlo programando subrutinas que hagan las funciones de demons.
El programa principal llama a módulos que se encargan de labores menores.

Así, al llamar al ascensor....

Llamamos a un demon, que calcula si debemos subir o bajar.

Otro demon que llamamos simultáneamente, cierra las puertas.
Al terminar el proceso se desactiva.

Pasamos el control al módulo de movimiento.
Este llama al demon encargado de subir o bajar según el calculo previo.
Al llegar a destino este se desactiva.

Llamamos al demon de abrir las puertas, que se desactiva al hacerlo.




Puede parecer que este tipo de programación es muy enrevesado, pero tiene ventajas muy sustanciales.

En realidad solo programamos módulos que responden a un bit de activación y que se desactivan por sí mismos al cumplir la misión ellos u otros demons.


Si requerimos hacer un cambio, como puede ser en nuestro ejemplo, cambiar el sistema de cierre del ascensor, no afecta al resto del programa.
Dado que el demon que se encarga de esa misión es único y autónomo, no necesitamos cambiar para nada el resto del programa.
Así en nuestro ejemplo del supermercado si falla un componente, puede ser cambiado por otro amigo que se apunte, sin ni siquiera informar al resto. La misión no se verá influenciada.


Cada uno de los demons realiza tareas muy simples, siendo más sencillo el mantenimiento del programa.


Espero que quede claro este sistema de programación, a mí me gusta definirlo como:

"DIVIDE Y VENCERAS"

El tiempo

En automatización medir el tiempo es muy fácil.

Con un contacto activamos un temporizador y al termino del tiempo programado nos dará una señal.

¿Fácil?

No, en ocasiones no es en absoluto sencillo.

Grandes temporizaciones.

Veamos un ejemplo:

Disponemos de una depuradora de agua, cada 15 días debemos de limpiar los fondos, aún cuando estos no sean muchos. De esta forma podemos evitar incrustaciones.

Por regla general no disponemos de grandes temporizadores en los autómatas, así que debemos de olvidarnos de hacer una temporización directa.

La solución infantil es encadenar temporizadores.
Si un temporizador conecta a otro, y este a otro, y este a otro, estaremos encadenando temporizadores.
Así en nuestro ejemplo 15 días son 360 horas, si disponemos de temporizadores de 1 hora, debemos encadenar 360.

El problema primero es obvio ¡¡¡¡360!!!!.
Por regla general tendremos un límite de temporizadores, que a ese ritmo pronto habremos consumido si es que disponemos de tantos.

La solución fina consiste en medir unidades de tiempo.
Todos los PLCs suelen generar pulsos de reloj, de 0.1 ó 1 segundo.

En este caso esta unidad es muy pequeña para nuestros propósitos, así que podemos generarlo de, pongamos por caso 1 hora.
Podemos hacerlo con un solo temporizador, lo que nos dará un pulso.
Para ello, hacemos que la salida del temporizador de 1 hora (invertida) sea parte de la activación. Esto no funcionará en todos los PLCs.

Con dos temporizadores podemos controlar esta longitud del pulso, y podemos hacerlas iguales.
Para ello, un temporizador de 1/2 hora conecta a otro de otra 1/2 hora.
La salida de este último (invertida) forma parte de la activación del primero.
De esta forma al conectarse el segundo desconecta al primero, y por ende así mismo.

Ya tenemos la unidad, así que usaremos un contador para contar los pulsos que estamos generando y usar su salida.
En nuestro caso eran 360, y estas cifras son incluso muy pequeñas para nuestros contadores.
Ya podemos medir estas grandes unidades.

Temporizaciones finas

Podemos ilustrarlo con el ejemplo anterior, pero veamos uno mucho más gráfico:

Descargamos arena sobre una cinta con un camión.
Esta cinta la usamos para cargar pequeñas bolsas de arena para gatos.
Esta cinta tiene un límite de carga, así que tenemos que controlar las descargas, de forma que nunca tire material sobre la anterior carga.

Para ello sabemos que si la cinta anda durante medio minuto, el tramo que ha avanzado es suficiente para proceder a otra descarga.

Solo debemos temporizar 30 segundos. Fácil.

No, no es fácil. La cinta llena bolsas, así que cuando anda nunca lo hace por más de 2 segundos. Y este tiempo no es uniforme.

Ya no podemos usar un temporizador, pues solo se activará cuando toda la cinta esté vacía. De lo contrario siempre se para cada 2 segundos, reiniciando la temporización desde cero.

Podemos usar el método ya visto, pero con unidades muy pequeñas, por ejemplo 0,01 segundo.
De esta forma si que podemos controlar el espacio recorrido por la cinta, pues el contador no se resetea, y lo podemos pausar sin problemas.

Temporizaciones con memoria

Cuando se apaga la máquina, o se va la luz, perderemos la temporización.

En este segundo caso, no es necesario.
Pero en el primero, si se desconecta el suministro eléctrico transcurridos 14 días, perderemos la cuenta.

Con un temporizador por regla general no podremos usar las memorias de retención de datos, las que no borrar los datos cuando se desconecta. En cambio los temporizadores si pueden usar este tipo de memorias.

Así que solo tenemos que poner el contador usando las memorias de retención para almacenar la cuenta.



Y como nota final, los autómatas más potentes disponen de temporizadores con almacenamiento de cuenta, y temporizadores de gran volumen capaces de contar miles de horas.

Se ve que existe mucha gente que no conoce estas técnicas......

La Máquina Circular

A estas alturas ya sabemos que es una máquina Circular o de ciclo continuo.

La máquina correspondiente a la llenadora lineal de botes de tomate que usamos como ejemplo nos servirá también como referencia.

En aquel ejemplo vimos que para llenar un bote necesitábamos 18 segundos y este tiempo no podíamos acortarlo.

La estructura básica de una máquina de este tipo es la siguiente:

Disponemos de un tino central sobre el que se portan una serie de "caños" de llenado. Su giro se realiza sobre el plano horizontal y el eje de giro suele ser el eje simétrico del deposito, lo que compensa el giro.
De forma solidaria se mueven unas plataformas, una para cada caño, y justo bajo estos.
En estas plataformas "platos" se deben de colocar los botes que deseamos llenar.

Estas mismas plataformas se han de acercar al caño para proceder a los llenados, existen máquinas que suben los platos, y otras que bajan los caños de llenado.

Para meter y sacar los botes de estos platos se colocan unas estrellas con unas cavidades para meter y sacar los botes de los platos.

Estas estrellas van sincronizadas o generalmente solidarias con el giro central, que siempre es el general.

Estas mismas estrellas nos van a limitar la parte aprovechable del giro, pues cierto angulo quedará muerto a efectos de llenado, por el espacio requerido por estas estrellas. Las levas necesarias para subir los platos, o en su caso bajar los caños tambien nos limitan el uso máximo.

La estrella de entrada, suele estar colocada de forma sincrona con un sinfín, que suministra y adapta la velocidad del suministro.
Este sinfín es un tornillo de Aquimedes, con desarrollo creciente, sincrono con la estrella, de forma que esta pueda "robar" el producto de forma suave.

Pongamos otra vez nuestro ejemplo:

Necesitamos 18 segundos de llenado.

Pongamos que debemos de guardar para uso de las estrellas y las levas 90º.

Podemos usar 270º

Si ponemos en nuestra máquina 12 caños de llenado, 9 caños estaran llenado de forma simúltanea.

Un caño dispone de las 3/4 (270/360) partes del tiempo de giro para llenar, y según nuestras necesidades eso son 18 segundos.
Por tanto:
Tiempo de Giro= 18*4/3 = 24 segundos

Y puesto que cada giro tiene 12 caños, cada giro saldrán 12 botes llenos.

Producción = 12 botes /24 segundos = 1 bote/2 segundos = 1800 botes / hora

Si comparamos con las producciones que pudimos conseguir en los modelos de máquinas líneales vemos que estamos hablando de unas mejoras más que considerables.

Debemos de tener en cuenta que si ponemos el doble de caños, la producción será el doble o más. Y si ponemos la mitad la producción sera la mitad o menos.
La explicación es que el bloque central, que es el grueso de la máquina, lo haremos lo más pequeño que podamos. Para abaratar costes, reducir tamaño y disminuir potencia.
A más caños más diámetro de la parte móvil.
A menos caños menos diámetro.
Pero las estrellas no nos corresponden, así como las levas, y el angulo perdido en una máquina pequeña, es siempre mayor que en otra más grande.


Este tipo de máquinas funcionan mucho mejor si funcionan de forma continua, evitando paradas y arrancadas, que se han de dejar para situaciones de emergencia. Por tanto debemos de considerar sistemas adecuados.

Alimentación.

La mejor forma de controlar el flujo de producto en la entrada, es cortándolo. disponemos de dos métodos, un cepo a la entrada y parando la estrella o el sinfín de entrada.
Por causas mecánicas suelen ponerse cepos.
Es imprescindible tener en cuenta que estos cepos puede que necesiten ser sincronizados con el sinfin, para evitar problemas mayores a altas velocidades.
Producción.

Teniendo presente que el máximo lo marca el tiempo mínimo necesario para efectuar el llenado del producto.
Podemos adecuar la producción simplemente poniendo un inverter para manejar la velocidad de la máquina.
Esto nos sirve para en caso de paradas del sistema posterior disminuir la velocidad.

Es necesario instalar sistemas de acumulación en la salida de la máquina, mesas. Para ser efectivos debemos de tener capacidad para poder sacar todo el producto del interior de la máquina.
En alimentación esto no es problema, pues nos garantiza que ningún bote en fase de llenado, se quede abierto o parado a medio proceder.


Paro de producción

El verdadero problema con estas máquinas.

Para un sistema realmente efectivo se deben segir una serie de pasos.

1º
Bajar la velocidad de la máquina.

Si disponemos de tiempo suficiente y podemos instalar una aviso de preparada, este sistema es el que debe de ordenar la reducción de velocidad.
En ocasiones la sola disminución de la producción puede darnos margen suficiente para que se solucione el problema que causa el paro.


2º
Parar la entrada, por medio de los cepos.

3º
Disminuir la velocidad de la máquina.
Esto si no lo pudimos realizar previamente.

4º
Esperar al vaciado total.


Se recomienda no parar la máquina de forma total, salvo emergencias.


En el proceso de arranque, y sobre todo, para máquinas de alta producción, es recomendable efectuar la apertura de los cepos de entrada con una velocidad atenuada. De esta forma quizá podamos evitar sincronizarlos. Y proceder a aceleraciones constantes hasta la velocidad de trabajo.

En esta foto podéis ver un ejemplo de máquina llenadora de la marca IRUNDIN.
En ella se puede observar el sinfín de entrada. Igualmente se aprecia que en toda la parte de transito, el frontal, el llenado no es posible, por las estrellas.
En este caso las botellas son las que suben a buscar a los caños. Podemos apreciar que esto sucede fuera de la zona de transito de las estrellas, quitándonos zona hábil.

La Máquina Circular (Base)

Al hablar de la máquina lineal ya dejamos caer que lo hacíamos con el único propósito de entender mejor la máquina giratoria.

Los problemas inherentes al sistema lineal, estrés mecánico, paradas, producción, etc, pueden ser fácilmente solventados usando este tipo de máquinas.

Dado que este tipo de máquinas son las más usadas para procesos simples en grandes producciones, generalmente en envasado, conviene conocerlas bien.

Para empezar denominaremos máquina circular o de ciclo continuo, a aquella que en el momento de terminar el proceso, automáticamente esta en disposición de iniciar uno nuevo. Siendo la cavidad, cangilón , bandeja o lo que quiera que tenga para manejar el producto el mismo.

Por ejemplo, el paradigma, un molino de agua. Tiene una rueda sobre la que van montados unos tinos.
El agua llena un tino, que baja por gravedad.
Cuando llega abajo, se vacía.
Sube por el lado contrario y al ponerse bajo el caño de agua reinicia el ciclo.

Este ejemplo nos sirve para ver las principales ventajas de este sistema.

EL TIEMPO DE ACTUACIÓN

Por definición el agua no la podemos parar en su descenso.

Pero acabamos de lograr que el agua de los tinos no baje a la velocidad que lo hubiese hecho, por la sola acción de la gravedad.
En esto influye que debe de hacer mayor recorrido, ahora un arco de circunferencia en lugar de una línea recta.
Y que podemos poner en cada tino una cantidad de agua que represente un tiempo de suministro. En lugar de un chorrito, bien pueden ser unos cientos de litros.
Esto representa que podemos manejar "quantos" de suministro temporal.
Por "quantos" queremos entender el concepto de quantum físico. Como unidad mínima manejable, en nuestro caso un tino.
Es decir cada tino puede perfectamente representar 5segundos de suministro.

Si nuestra rueda de molino tiene 30 tinos, ahora un giro de la rueda es:
Giro= 30tinos * 5s (cada quanto) = 150 s = ¡¡ 2,5 minutos !!

Como en nuestro caso el agua no podemos echarla perpendicular, no podemos usar los 180º del medio giro, seamos modestos y supongamos que la tenemos en el tino durante 120º de giro.

Tiempo del agua en el tino = (120/360) * 150 s= 50 s

Es decir ese agua que de forma natural hubiese caído en 1 ó 2 segundos la tenemos a nuestra disposición durante 50s. Lo mismo se puede decir de los tinos que suben vacíos.

Si, por buscar una utilidad, quisiésemos clorar ese agua.
Podemos echar el Cloro en los tinos que suben vacíos.
Y mientras descienden podemos batir la mezcla para asegurar el resultado.

LA MECANICA

Acabamos de comprobar que un giro supone 2,5 minutos, 24 vueltas a la hora.
Esta velocidad es irrisoria, sin embargo no por ello perdemos producción.
Para aún mejorar la cosa, no existen piezas móviles, salvando la propia rueda.
Para este sistema mecánico, solo necesitamos un rodamiento en el centro de nuestra rueda de molino.
Acabamos con el estrés mecánico de las paradas y arrancadas, que se dejan solo para las posible emergencias y puestas en marcha.



Me gustaría en este momento hacer constar que para hacer este ejemplo de forma lineal el proceso es :

Inyectar el Cloro dentro del chorro.
Para adecuar la dosis debemos medir el caudal del chorro, o establecerlo con un sistema que no modifique su caudal.
Introducir un sistema de agitación en línea para asegurar la mezcla.

Sobra decir que la dosis debe de ser continua y no pulsatoria, para ser óptima.

Si dosificamos en pequeños pulsos, estos han de ser de mucha frecuencia, no disponemos de los 50 segundos sino de 1 ó 2 para todo el proceso.

Sirva como nota, ahora que está tan de moda el ahorro energético, que este sistema de cloración, es perfectamente viable. Sin costes energéticos de ningún tipo, es más poniendo un generador en su eje, nos puede suministrar energía eléctrica.
Se adecua automáticamente, pues si el chorro tuviese la mitad de caudal, la rueda giraría a la mitad de velocidad. Lo mismo al revés hasta su límite de capacidad.
Es válido también para sistemas de depuración, floración o sedimentación.

La Maquina Lineal

Quiero empezar una nueva sección que llamaremos automatización.
En ella quiero contar pequeños trucos y técnicas que se emplean en la maquinaria moderna.
Como sé que puede llegar a ser muy complicado vamos a hacerlo desde el punto de vista de un profano a fin de que se comprendan las ideas básicas.


LA MAQUINA CIRCULAR.

Para comprender a que nos referimos al hablar de maquina circular o de ciclo continuo, es mejor ver su sistema opuesto, la máquina lineal.

-MAQUINA LINEAL.

Entendemos por máquina lineal a todo aquel sistema que para hacer una función detiene el proceso.

Veamos un ejemplo:
Queremos llenar un bote de tomate.

El proceso es el siguiente.
Una cinta transportadora, del tipo que sea, transporta el bote hasta la zona de llenado.
Una vez en la zona de llenado la cinta de transporte se detiene.
Procedemos al llenado y esperamos a tener plenamente lleno el bote.
Arrancamos la cinta para evacuar el bote lleno.
Una vez evacuado el bote lleno se puede reiniciar el proceso.

Este sistema acarrea un problema endémico, el rendimiento es muy bajo.
Si observamos el proceso es fácil concluir que mientras se llena no se pueden mover los botes, ni para evacuarlos, ni para suministrarlos.

Este sistema de maquinaría ha de ser evitado en la medida de lo posible por diversas causas, entre ellas:

-- Debemos detener las cintas de suministro.
Todos los sistemas de control tienen estimada su vida en número de maniobras, pueden ser miles, millones o miles de millones. Pero ya tenemos un límite impuesto.
A esto sumar algo tan obvio como el problema de que la inercia del producto, tanto al arrancar como al parar pueden tirarnos el envase o el producto del interior.

--El suministro.
Para que el sistema sea eficaz debemos de aislar el suministro.
Si solo vamos a llenar un bote, solo puede entrar un bote.
Puede parecer muy fácil, pero en la practica supone instalar sistemas de detención del suministro. Generalmente topes, cepos u estrellas.
Estos sistemas acarrean el problema previo del número de maniobras, en este caso agravado pues los sistemas actuadores tienen una vida muchísimo más reducida que los sistemas de control.

- Posicionamiento.
Debemos de asegurar que el bote se encuentre en la posición de llenado.
Generalmente de forma mecánica, siendo viable el paro directo en posición. Marcando esta con detectores apropiados.
Pero es habitual sea mediante cepos.

-Estrés mecánico.
Cualquier dispositivo mecánico tiene su "peor momento" al arrancar o al parar.
Esto se debe a que ha de vencer las inercias correspondientes a su función.
Si al arrancar debemos de lograr vencer al sistema, al parar debemos de adsorber toda la energía cinética del sistema.
Sirva por ejemplo un coche:
Al iniciar marcha, debemos de hacer uso de todas las herramientas posibles para lograr que se mueva a cierta velocidad. Lease, embrague, cambio de marcha y acelerador.
Una vez conseguida cierta velocidad, si soltamos tracción, por ejemplo pisando a fondo el embrague, no notaremos ningún cambio inmediato.
Y por último para conseguir pararlo deberemos de hacer nuevamente uso del freno motor, frenos de disco, ABS y todo lo que tengamos cuanto más rápida tenga que ser esa desaceleración.

-Producción.
Resulta evidente y ya lo mencionamos.


No obstante este sistema es el que se emplea en las grandes cadenas de montaje, por ser el más adecuado para esos menesteres. Por ejemplo el montaje de vehículos.


El proceso de ejemplo, llenar el bote con tomate,lo podemos dividir en tres pasos:

Ta - Tiempo necesario para alimentar la máquina.
Tt - Tiempo de trabajo requerido para llenarlo.
Te - Tiempo de evacuación del producto final.

Tiempo Total = Ta + Tt + Te

Esto nos lleva a producciones muy reducidas.
Si en nuestro ejemplo:
Ta= 5 Segundos
Tt= 18 s.
Te= 7 s.

Tiempo total = 30 s
Producción = 120 botes/Hora

ZONAS DE ACTUACION

Desde un principio planteamos la cuestión de resolución de problemas y queda claro que tenemos muchos.

Por defecto el principal, la producción. Pues los demás suelen ser mecánicos y dependientes de la aplicación.

Veamos como podemos mejorar el sistema.

En primer lugar el sistema de llenado único es muy poco practico, en general solo se usa por abaratar costes. Así que procedamos a multiplicar los sistemas de llenado. Para ello ponemos varios llenadores trabajando en paralelo.
Por razones constructivas se suele realizar a pares.
En nuestro ejemplo podría ser buena opción poner 6 sistemas de llenado simultáneo.

Esto nos acarrea una serie de adaptaciones.
Los botes tardaran más en entrar, y en salir.
En nuestro caso supongamos que perdemos .5 Segundos por bote.

Ta=Ta+2,5 s ( (0,5 * 5) 5botes más)
Te=Te+2,5 s

En compensación producto final * 6

Con los tiempos que ya usamos como ejemplo:

Ta = 5 S + 2,5 s = 7,5 Segundos
Tt = 18 S
Te = 7 S + 2,5 s = 9,5 Segundos

Tiempo Total= 7,5+18+9,5 =35 s
Producción = 617 botes/Hora

La mejora es notable, y el sistema no ha cambiado en adsoluto.

Aún podemos realizar otra actuación en el sistema.

En nuestro caso Te original era 7 s. , este es el tiempo de evacuación para un solo bote.
De este tiempo una parte son las inercias de arranque del producto, y otra el desplazamiento.

Si tanto la cinta de suministro como la de evacuación son la misma, podemos determinar:

Si un bote tarda 7s
0,5s se dedican al arranque
6,5s se dedican al desplazamiento.

Anteriormente establecimos que el sumar nuevos botes, nos ralentizaba 0,5 Segundos por bote extra.

2,5s desplazamiento de 5 botes más

Así que el desplazamiento de salida de 6 botes:

0,5s de arranque
6,5s de desplazamiento
2,5s de desplazamiento de los botes extras.

Te= (0,5+6,5)+2,5 = 9,5s

Pero, si tanto los botes de entrada, como los botes de salida estan sobre la misma cinta.
Suponiendo que el tiempo de arranque es igual en la cinta de salida y en la de entrada.

Si separamos físicamente 6,5s los botes de entrada y de salida, por ejemplo con una distancia tal que:
6,5 * Velocidad cinta en m/s

En nuestro ejemplo, un bote mide alrededor de 8cm y nos ralentizaba 0,5s así que la velocidad es de 16cm/s (0.16 m/s)

Nos basta con una distancia de 1 metro.

Cumplidos estos requisitos, por lo demás mínimos Ta y Te pueden ser simultaneos.

Pero en nuestro ejemplo Te (7s+2,5s) > Ta (5s+2,5s)
Si no nos importa, como suele ser habitual, que no todo el producto abandone la cinta de salida, y puesto que lo importante es Ta, es decir, tener preparado el próximo ciclo:

Si Te>Ta
Te=Ta y simultáneos.

Esto establece en este caso:
Te-Ta= 9,5-7,5 = 2s
2s=4 botes (4*0,5s)

4 botes no saldrán de la cinta, abandonando esta en el ciclo posterior.

Nuestro resultado después de estas intervenciones es:

Te=Ta= 7,5s
Tt= 18s

Tiempo total=25,5s
Producción = 847 Botes/Hora

Conclusión con unos cambios, notables, pero sencillos, pasamos en nuestro ejemplo de 120 Botes/Hora a 847 Botes/Hora.

La mejora es de un 700%. Para un sistema de seis caños de llenado.

Quiero hacer especial hincapié en que en ningún momento hemos cambiado velocidades, ni acortado tiempos de llenado (Tt). Solo optimizamos el sistema.

Para ver un ejemplo real, veamos esta foto de una llenadora lineal.
Podemos ver que en este caso se trata de un sistema de llenado doble por pistón, es decir válido para producto viscoso, líquidos en general.
Se observan las pipas de llenado (2) y los topes de entrada y de posicionamiento del envase.

La foto ha sido tomada del fabricante de máquinas Automatización DROG , donde también se puede observar un modelo de seis pipas de llenado, más acorde con nuestro ejemplo. Pero donde no se observan los topes.