Descarga PHS Color Batch Simulator
Descarga el simulador y el proyecto de control en TIA Portal V20 con lógica SCL.
Proyecto TIA Portal V20
En este artículo presentamos PHS Color Batch Simulator, un modelo de simulación de dosificación de pigmentos que se controla mediante OPC UA. El simulador hace de planta virtual: genera órdenes, calcula pesos, mezcla colores y expone las variables necesarias para que un controlador externo gobierne el proceso.
En este ejemplo el control se ha realizado con un PLC programado en TIA Portal V20. El proyecto de descarga contiene un programa generado para el control del proceso, desarrollado en SCL, y preparado para leer estados, escribir órdenes y gobernar el lote desde OPC UA.
La lógica tiene en cuenta las colas de material, los tiempos de simulación y los ajustes de peso necesarios para acercarse al objetivo. Cuanto más fina queramos la dosificación, más parámetros habrá que considerar: anticipos, tiempos de vuelo, tolerancias y validación final del lote.
El lote solo se considera válido si termina dentro de los parámetros definidos. Es una forma sencilla de practicar una idea muy habitual en industria: no basta con mover válvulas; hay que producir una cantidad concreta, con una receta concreta y con una calidad verificable.
Demostración del simulador generando una orden de fabricación, dosificando pigmentos, mezclando y enviando el lote a ensacado.
Qué es y qué se practica
El simulador representa una pequeña instalación de fabricación por lotes: varios depósitos de pigmento, una línea de transporte, un depósito de pesaje, un mezclador y una estación de ensacado. La planta puede trabajar en local o quedar gobernada por el PLC en modo producción.
La gracia del ejemplo está en cerrar el ciclo completo: generar una orden, recibir la receta, dosificar los componentes, controlar el peso, vigilar el color conseguido, mezclar durante el tiempo definido y evacuar el producto final.
La aplicación crea una orden con peso objetivo y proporciones de pigmentos.
El PLC debe controlar la entrada de material teniendo en cuenta colas y tolerancias.
El producto final solo es correcto si peso y composición quedan dentro de rango.
Orden de fabricación y receta
Para comenzar una simulación se pulsa Entrar en Producción. En ese momento el simulador genera un pedido con una receta aleatoria que el PLC tendrá que cumplir.
Inicio de producción: el simulador genera una orden nueva para que la secuencia del PLC la ejecute.
La orden contiene el peso objetivo y la mezcla deseada. A partir de esos datos, el programa de control debe decidir qué depósitos intervienen y cuánta cantidad se debe dosificar de cada pigmento.
Receta generada por el simulador con peso objetivo, composición de color y tolerancias.
El siguiente paso es comprobar que la información llega correctamente al proyecto de TIA Portal. En el PLC se reciben los datos de la orden, los pesos solicitados y los valores necesarios para evaluar si el lote queda dentro de parámetros.
Comprobación en TIA Portal de los datos recibidos desde el simulador.
Control desde PLC y HMI Web Server
Una vez recibida la orden, el sistema queda esperando a que se realice la dosificación para conseguir el lote solicitado con la mezcla y la tolerancia esperadas. En este ejemplo se ha creado una secuencia de control en el PLC y se maneja desde un HMI alojado en el Web Server.
HMI del proyecto: desde aquí se lanza y supervisa la secuencia de producción.
Secuencia de producción
Con la receta cargada se inicia la secuencia. Primero se prepara el transporte neumático y después se dosifican los componentes necesarios hasta alcanzar el peso objetivo de cada parte de la receta.
Aire de transporte
El primer paso consiste en meter aire. La línea debe alcanzar la presión o velocidad necesaria antes de empezar a mover pigmento, porque si la dosificación comienza demasiado pronto el lote no se comportará como se espera.
Inicio de la secuencia desde el HMI.
El transporte neumático se activa antes de iniciar la entrada de componentes.
Dosificación de componentes
Una vez alcanzadas las condiciones de aire, comienza la dosificación de componentes. El PLC actúa sobre el depósito correspondiente, el material entra en la línea y el simulador calcula la cantidad que está en vuelo hasta el depósito de pesaje.
Primer componente en dosificación: el peso real debe aproximarse al valor pedido por receta.
Durante la dosificación se observa cómo cambia el color de la mezcla en tiempo real. El simulador compara el color objetivo con el color conseguido y permite ver si el lote se acerca a la receta solicitada.
Evolución visual del color conforme entra material en el lote.
También se ve la evolución del peso del componente y sus tolerancias. Esta parte es importante: si se cierra tarde una válvula, la cola de material puede hacer que el componente se pase; si se cierra demasiado pronto, el lote quedará corto.
Seguimiento del peso dosificado y de los márgenes aceptables.
Cuando acaba un componente, la secuencia pasa al siguiente. El proceso repite la misma lógica: seleccionar depósito, abrir dosificación, compensar el material en vuelo y validar el peso aportado.
El siguiente componente entra en la mezcla para completar la receta.
Al avanzar la secuencia, el color conseguido se va acercando al color objetivo. Esta comparación hace que el ejercicio sea más visual que una simple tabla de pesos.
La mezcla se aproxima al color objetivo definido por la orden.
Mezcla y evacuación
Una vez lleno el depósito de pesaje, el material pasa al mezclador. El lote permanece allí un tiempo determinado antes de evacuarse, de modo que la secuencia también debe gestionar tiempos de espera y estados intermedios.
Transferencia al mezclador después de completar la dosificación.
Tiempo de mezcla antes de liberar el producto hacia la estación final.
Cuando finaliza el mezclado, el producto se evacua al envase final. Al hacer clic sobre el lote se muestran sus características: peso, tiempo de mezcla, homogeneidad y composición del saco.
Detalle del lote final en la estación de ensacado.
Información del lote final
En el PLC queda disponible toda la información del lote: pesos, composición, estados de secuencia y validación. Esto permite usar el ejercicio como base para practicar diagnósticos, alarmas, históricos o informes de producción.
Datos del lote accesibles desde el proyecto de PLC.
Con el lote terminado, la simulación queda lista para lanzar otro pedido. Si queremos fabricar un nuevo lote, basta con pulsar Siguiente y el simulador generará otra orden con una receta diferente.
Lote finalizado: la instalación queda preparada para una nueva orden de fabricación.
En resumen, PHS Color Batch Simulator convierte una secuencia de dosificación en un ejercicio completo de automatización: receta, control OPC UA, tiempos, colas de material, tolerancias, mezcla y validación final. Es una práctica especialmente útil para probar lógica antes de ir a una planta real.
Descargas
Descarga el simulador y el proyecto de TIA Portal V20 usado para el control. El programa PLC está generado para controlar la instalación del simulador por OPC UA y está desarrollado en SCL.
Proyecto TIA Portal V20
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