Caso de Estudio: Automatización y Programación PLC para Línea de máquinas ATEX (Clase 1 Div 1)

En la automatización industrial, los proyectos en atmósferas con riesgo de explosión no admiten margen de error. En Automatizaciones Ascent, recientemente tuvimos la oportunidad de liderar un proyecto crítico de integración de sistemas: la ingeniería eléctrica, programación PLC y puesta en marcha de una Línea de máquinas clasificada como equipo ATEX (Clase 1 Div 1).

Trabajar en entornos industriales con gases o vapores inflamables exige mucho más que saber programar; requiere un dominio absoluto de normativas internacionales de seguridad, una selección rigurosa de instrumentación y una arquitectura de control infalible. A continuación, detallamos cómo resolvimos este desafío de ingeniería de control.

1. Diseño Lógico y Eléctrico para Entornos Clasificados ATEX

El éxito de cualquier proyecto de automatización de maquinaria se define en su fase de pLíneación. La etapa inicial consistió en mesas de trabajo exhaustivas con el cliente para definir los requerimientos operativos y las estrictas normativas de seguridad aplicables a zonas ATEX.

Aunque el diseño mecánico 3D fue desarrollado por un socio externo, el equipo de Automatizaciones Ascent tomó las riendas del Diseño Lógico Operativo (DLO). Definimos metas claras enfocadas en garantizar la viabilidad del control y la generación de toda la documentación reglamentaria, un requisito indispensable para aprobar auditorías ATEX.

En la fase de Diseño Detallado (D3), realizamos memorias de cálculo de cargas eléctricas y consumo neumático para dimensionar correctamente los tableros de control y electroválvulas. Esto se tradujo en la creación de diagramas unifilares y eléctricos robustos, listos para un entorno industrial altamente exigente.

2. Programación PLC de la Línea de máquinas

La Línea fue diseñada para mantener un flujo continuo, maximizando el OEE (Eficiencia General de los Equipos). El ciclo operativo que programamos e integramos consta de las siguientes etapas clave:

• Alimentación Continua: Inicia en una banda de acumulación que garantiza un suministro constante, evitando paros de Línea por falta de envases.
• Sincronización Neumática: Una banda de entrada dosifica los envases, separándolos con precisión para que un actuador neumático los empuje sincronizadamente hacia la zona de máquinas.
• Sistema de Pesaje de Alta Precisión: Sustituimos el operación de máquinas por volumen por un sistema de dosificación mediante celdas de carga, asegurando exactitud en tiempo real.
• Tapado Continuo (Pick-off): Los envases se desplazan hacia un transportador de salida donde capturan su tapa mediante un sistema de arrastre. El sellado se realiza con rodillos locos a presión, permitiendo tapar sin detener el flujo de producción.
• Etiquetado Servocontrolado: Implementamos la programación de servomotores en la estación de etiquetado para garantizar una precisión milimétrica en la colocación de etiquetas a altas velocidades.

3. Tecnología de Control y Seguridad Intrínseca: El Corazón del Sistema

El mayor reto de ingeniería fue integrar esta secuencia de alta velocidad dentro de los parámetros de la Clase 1 Div 1. Para lograrlo, implementamos hardware y software de control de última generación:

• PLC Mitsubishi de Gama Alta: Utilizamos este controlador como el cerebro del sistema para manejar la compleja lógica secuencial, la interpolación de los servomotores y el procesamiento ultrarrápido de las celdas de carga.
• Seguridad Redundante: Integramos un PLC de Seguridad Mitsubishi dedicado exclusivamente a monitorear los paros de emergencia del área.
• Sensores NAMUR y Certificación ATEX: Toda la instrumentación de campo cuenta con certificación ATEX. Los sensores NAMUR operan con corrientes tan bajas que son físicamente incapaces de generar chispas.
• Barreras Intrínsicamente Seguras: Para conectar la instrumentación (sensores y celdas de carga) con el panel de control, usamos barreras que limitan la energía hacia el área peligrosa mediante aislamiento galvánico.
• Tableros Antiexplosivos: Todo el equipo de control fue alojado en gabinetes robustos con protección antiexplosiva (Ex d / Ex p).

Resultados del Proyecto de Automatización

La puesta en marcha de esta Línea de máquinas industrial fue un éxito rotundo. Automatizaciones Ascent entregó una máquina rápida, precisa y totalmente blindada bajo las normativas de seguridad industrial más estrictas. La ingeniería documentada permitió al cliente superar sus auditorías de seguridad sin contratiempos.

Este caso de estudio demuestra que la automatización en áreas clasificadas requiere una sinergia perfecta entre diseño eléctrico, cálculos precisos, hardware adecuado y una programación PLC impecable.