Proyecto de Control Automático II: Máquina de Llenado y Tapado de Botellas. Autores: Vicente P. De Moura - Matías E. Benítez. Tutor: Prof. Ing. Felipe Chena. Facultad Politécnica - Universidad Nacional de Asunción Año 2015.

1. MÁQUINA DE LLENADO Y TAPADO DE BOTELLAS
Elaborado por:
 Matías Emmanuel Benítez Torres
 Vicente Paulo De Moura Recalde
Prof.: Ing. Felipe Chena
Materia:
Control Automático II
UNIVERSIDAD NACIONAL DE ASUNCIÓN
FACULTAD POLITÉCNICA
Carrera de Ingeniería en Electrónica
San Lorenzo, Paraguay
Noviembre – 2015

2. ii
PÁGINA DE APROBACIÓN
Trabajo presentado en la materia Control Automático II
Valor Asignado al Trabajo …...P
Puntaje Obtenido …...P
……………………
Firma del Profesor
Fecha: 21/11/2015

3. iii
ÍNDICE GENERAL
Pág.
I. INTRODUCCIÓN……………………………………………………....1
II. MAQUINA DE LLENADO Y TAPADO DE BOTELLAS…………. 2
1. NATURALEZA DEL PROYECTO……………………………..…2
1.1.DESCRIPCIÓN……………………….………………………. 2
1.2.JUSTIFICACIÓN………………………….…………………...3
1.3.MARCO INSTITUCIONAL……………….…………………...3
1.4.FINALIDAD……………………………………………………. 6
1.5.OBJETIVOS…………………………………………………… 6
1.5.1. OBJETIVO GENERAL………………………………… 6
1.5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ………………………… 6
1.6.METAS………………………………………………………… 6
1.7.BENEFICIARIOS………………………………………...…… 6
1.8.PRODUCTOS………………………………………….……... 7
1.9.LOCALIZACIÓN………………………………...……….…… 7
2. ACTIVIDADES…………………………………….…..……………7
3. MÉTODOS Y TÉCNICAS…………………………….……………9
4. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES…………………..…………9
5. RECURSOS…………………………………………..…………….9
6. PRESUPUESTO…………………………………….……………..11
7. ADMINISTRACIÓN DE PROYECTO…………….………………11
8. INDICADORES DE EVALUACIÓN………………………………12
9. FACTORES EXTERNOS CONDICIONANTES……………...…12
III. CONCLUSIONES……………………………….………………..……13
IV. RECOMENDACIONES……………………….……………………….14
V. BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………...15
VI. ANEXO

4. 1
INTRODUCCIÓN
Las empresas que se dedican fabricación de bebidas tienen un gran
mercado dentro del Paraguay. La rapidez de producción es un factor muy
importante para cumplir con la demanda existente del producto, un cliente
insatisfecho podría optar por productos de la competencia influyendo
económicamente en los intereses de la empresa.
En este proyecto se presenta un sistema de llenado y tapado de botellas
automatizado utilizando como centro de control un PLC Simatic S7 200
Siemens programado en el lenguaje KOP. Como salidas y entradas de
información se utilizan una serie de sensores, motores, válvulas, cilindros de
avance entre otros.
Lo que se busca es lograr diseñar e implementar un sistema de
llenado y tapado eficaz y eficiente capaz de cumplir con todas las exigencias
que la producción requiere y así garantizar al cliente un producto final que
cumpla con los estándares de calidad.

5. 2
1. TÍTULO:
Máquina de llenado y taponado de botellas
2. NATURALEZA DEL PROYECTO
a. DESCRIPCIÓN
El trabajo trata sobre la automatización de un sistema de
llenado y tapado de botellas. Se busca tener un sistema rápido,
eficaz y seguro a la hora de realizar estos procesos.
Se utiliza como centro de control un PLC Simatic S7 200
Siemens CPU 226 conectado a varios sensores, válvulas
antirretorno y cilindros de avance. El sistema contara con una
luz de alarma que se encenderá cuando se detecte que la
botella a ser tapada no se encuentre totalmente llena y parará
el sistema.
Fig. 1. Máquina de llenado y tapado

6. 3
b. JUSTIFICACIÓN
Las empresas fabricadoras de bebidas tienen un gran mercado
dentro del Paraguay. La rapidez de producción es un factor
muy importante para cumplir con la demanda existente del
producto.
Implementando un sistema automatizado de llenado y
taponado de botellas se podría maximizar la producción
obteniendo de esta manera mayores ganancias en menor
tiempo y disminuyendo gastos al sustituir la mano de obra
además de garantizar al cliente un producto final que cumpla
con los estándares de calidad e higiene.
De manera que no solo se está estimando el desarrollo de una
máquina que cumpla con las prestaciones, de una empresa,
anteriormente descritas, sino que a su vez haya un enfoque
desde el punto de vista del ingeniero de diseño y
automatización electrónica para resolver un problema de la
industria en cuanto al diseño de todo el proceso y no limitarse a
la optimización de una sola de sus etapas.
El proyecto es viable porque se cuentan con todos los recursos
necesarios.
c. Marco Institucional
Nuestra Misión
Nuestra misión consiste en ser la primera Empresa de
Productos de alimentación y bebidas de conveniencia. Nos
esforzamos por ofrecer valor a los inversores a la vez que
proporcionamos oportunidades de crecimiento y
enriquecimiento a nuestros empleados, nuestros socios

7. 4
comerciales y a las comunidades en las que desarrollamos
nuestras operaciones. Y en todo lo que hacemos, luchamos por
la honestidad, la justicia y la integridad.
Nuestra Visión
"La responsabilidad de PepsiCo es mejorar continuamente
todos los aspectos del mundo en el que desarrollamos nuestras
operaciones (medioambiente, sociedad, economía) creando un
futuro mejor que el presente.”
Nuestra visión es poner en marcha iniciativas que beneficien a
la sociedad y comprometernos a crear valor para el accionista
convirtiendo PepsiCo en una empresa verdaderamente
sostenible.
Resultados con Responsabilidad
En PepsiCo, estamos comprometidos a alcanzar el éxito
comercial y económico a la vez que dejamos una huella
positiva en la sociedad, a través de lo que llamamos
Resultados con Responsabilidad.
Valores y Filosofía de PepsiCo
Nuestros valores y principios reflejan cuáles son nuestras
aspiraciones y qué tipo de compañía queremos ser.
Estos son los valores que defendemos y que nos
comprometemos a apoyar :
 CRECIMIENTO CONSTANTE. Es fundamental para
fomentar y medir nuestro éxito ya que la búsqueda de un
crecimiento constante estimula la innovación, añade
valor a los resultados y nos ayuda a descubrir en qué

8. 5
medida las acciones que emprendemos hoy van a influir
en nuestro futuro, tanto para empleados como para los
resultados del negocio.
 PERSONAS CON CAPACIDAD DE DECISIÓN.
Creemos en la libertad para actuar y pensar de la forma
que consideremos más adecuada para llevar a cabo
nuestro trabajo, respetando en todo momento los
procesos que garantizan una apropiada gestión y
teniendo en cuenta el resto de necesidades de la
Compañía.
 RESPONSABILIDAD Y CONFIANZA. Estos valores son
la base de un crecimiento saludable. Consiste en ser
capaces de ganar la confianza que otras personas han
depositado en nosotros como individuos y como
empresa asumiendo la titularidad personal y corporativa
en todo aquello que hacemos.
Los Principios que nos guían
Para materializar nuestro compromiso, debemos esforzarnos
en todo momento por:
 Preocupación por nuestros clientes, consumidores y el
mundo en que vivimos.
 Vender sólo productos de los que podamos sentirnos
orgullosos.
 Comunicación clara y sincera.
 Calibrar los efectos a corto y largo plazo.
 Beneficiarse de la diversidad y de la inclusión.
 Respetar a los demás y lograr juntos el éxito.

9. 6
d. FINALIDAD
La finalidad de este proyecto es mejorar un sistema ya
existente por uno automatizado capaz de realizar procesos
repetitivos de manera eficaz y eficiente de forma a mejorar la
producción y así generar mayores ingresos.
e. OBJETIVOS
Objetivo General
 Diseñar un sistema para automatizar el llenado y taponado de
botellas.
Objetivos Específicos
 Aumentar la velocidad y eficiencia en los procesos de llenado y
taponado
 Definir un sistema de alarma ante la detección de errores
durante el proceso de llenado y taponado
 Realizar la programación en el lenguaje KOP del sistema a
automatizar
f. METAS
Automatizar un sistema de llenado y taponado de botellas
Optimizar el sistema de llenado y taponado de botellas
Economizar la producción de PepsiCo S.R.L.
Mejorar la seguridad en la producción.

10. 7
g. BENEFICIARIOS
Los beneficios directos de este proyecto van dirigidos a la
empresa de bebidas PepsiCo S.R.L.
h. PRODUCTOS
 Instalación de 3 sistemas de llenado y taponado de
botellas en la planta embotelladora de PepsiCo S.R.L.
 Programación del PLC SIMATIC S7 200
 Capacitación de 10 operarios
 Servicio de mantenimiento del Sistema de Llenado y
Taponado de botellas
i. LOCALIZACIÓN
El lugar de elaboración y ejecución del proyecto es en la planta
embotelladora de PepsiCo situada en la localidad de San
Antonio.
3. ACTIVIDADES
Actividad Recursos Fecha
Reconocimiento y obtención
de las dimensiones de
planta de embotellado.
Humanos: Operarios
Materiales: Cinta Métrica,
Cámara Fotográfica
23/10/2015
Elaboración del presupuesto
de la planta de acuerdo a
las dimensiones obtenidas
-
24/10/2015 al
26/10/2015
Presentación del
Presupuesto
- 27/10/2015
Compra del PLC Siemens
S7-200 CPU 226 de Rieder
SA.
Financieros: 750$ 03/11/2015

11. 8
Compra de los Sensores
Válvulas y Cilindros
Financieros: 4000$ 03/11/2015
Elaboración del Programa
para el PLC
Materiales: Software Step
7/Micro-Win
03/11/2015 al
05/11/2015
Prueba Y simulación del
Programa
Humanos: Operarios
Materiales: Notebook,
Software Step 7/Micro-Win y
PLC Siemens S7-200
06/11/2015
Montaje e Instalación de Los
Cilindros y válvulas, encima
de la Cinta trasportadora
Humanos: Operarios
Materiales: Herramientas
07/11/2015 al
09/11/2015
Desinstalación del Panel de
Control antiguo
Humanos: Operarios
Materiales: Herramientas
08/11/2015
Instalación del cableado y
de los sensores nuevos y el
PLC Siemens S7-200
Humanos: Operarios
Materiales: Herramientas y
PLC Siemens S7-200,
Sensores de Posición y
Llenado.
09/11/2015 al
10/11/2015
Simulación final del
programa.
Humanos: Operarios
Materiales: Notebook,
Software Step 7/Micro-Win y
PLC Siemens S7-200
11/11/2015
Prueba de los sistemas de
seguridad y de la precisión
general del sistema.
Humanos: Operarios 11/11/2015
Corrección y Prueba final. Humanos: Operarios
11/11/2015 al
12/11/2015
Finalización del Proyecto - 12/11/2015
Tabla 1. Actividades

12. 9
4. METODOS Y TECNICAS A UTILIZAR
Ajustar la velocidad del motor de la cinta transportadora a un nivel
adecuado para la correcta detección de los sensores
Realizar el ajuste de la posición de los detectores para que el llenado
y tapado de la botella se ejecute con precisión sobre ella
Comprobar el funcionamiento del sistema de alarma para botellas no
llenas.
5. GRAFICO DE GANTT
Fig. 2. Grafico de Gantt
6. RECURSOS
HUMANOS
 Vicente Paulo De Moura. empleado de PepsiCo S.R.L. ,
estudiante de Ing. Electrónica énfasis Mecatrónica,
responsable de la programación del PLC y el cableado del
sistema.

13. 10
 Matías Emmanuel Benítez. empleado de PepsiCo S.R.L. ,
estudiante de Ing. Electrónica énfasis Mecatrónica,
responsable de la programación del PLC y el cableado del
sistema
 Martín Montenegro. Empleado de PepsiCo S.R.L., técnico en
electrónica, cargo de operario
 Raúl Ramirez.Empleado de PepsiCo S.R.L., lic. en electricidad
cargo de operario.
 Pablo Paredes. Empleado de PepsiCo S.R.L., técnico en
electrónica, cargo de operario.
MATERIALES
Tabla 2. Materiales

14. 11
7. COSTOS
TABLA DE GASTOS
Cantidad Material
Costo
(Dólares)
1 Simatic S7 200 750
1 Fotocélula 0.5
1 Detector de posición 2
2 Válvulas antirretorno 40
6 Finales de carrera 6
1 Motor neumático 150
1 Dosificador volumétrico regulable 500
3 Cilindro de avance 3000
--- Mano de obra 1550
TOTAL 6000
Tabla 3. Presupuesto
8. ADMINISTRACION DEL PROYECTO
Funciones del personal
 Matías Benitez: Gerente de Proyecto. Control
 Vicente De Moura: Gerente de Proyecto. Supervisor
 Martin Montenegro: operario.
 Pablo Paredes: operario
 Raúl Ramírez: operario

15. 12
9. INDICADORES DE EVALUACION
 Tiempo del proceso de Taponado y llenado
 Cantidad de Botellas de Gaseosa producidas por día
 Cantidad de Accidentes Evitados
 Cantidad de refresco/líquido ahorrado
 Cantidad de Tapas ahorradas
10.FACTORES EXTERNOS CONDICIONANTES O PRE-REQUISITOS
PARA EL LOGRO DE LOS EFECTOS E IMPACTO DEL
PROYECTO.
 Disponibilidad de los Materiales necesarios dentro del País
 Fluctuación del Dólar
 Disponibilidad del Capital Necesario
 Tiempo requerido para la llegada de los materiales
 Disponibilidad de la Cinta Transportadora en la planta de
embotellamiento.

16. 13
CONCLUSIÓN
Con la realización de este proyecto se logró diseñar un sistema para
automatizar el llenado y tapado de botellas, teniendo en cuenta como
parámetros la velocidad de producción y la eficiencia en la ejecución del
proceso. Se utilizó un PLC Simatic S7 200 de la marca Siemens como
unidad de control, la programación se realizó en lenguaje KOP utilizando el
software Step7 MicroWin .
A través de la simulación del programa se pudieron corregir algunos errores
en el flujo de control obteniendo de esta manera los resultados esperados en
cuanto al funcionamiento del sistema.
El proceso de Roscado se ha temporizado en un tiempo proporcional a un
giro de 270º del motor. Los Cilindros que se utilizaron primeramente no
podían detener su avance o retroceso a mitad de camino, solo se detenían
en sus topes, así que se tuvieron que utilizar otros.
Tras la finalización de este proyecto aumentamos nuestros conocimientos y
habilidades en lo que se refiere a la automatización en el área industrial,
siendo este ámbito una gran fuente de oportunidades para el desempeño
laboral en el futuro.

17. 14
RECOMENDACIONES
 Adaptar el sistema para una mayor cantidad de filas de botellas para
ser procesadas al mismo tiempo
 Utilizar sensores de mayor precisión y durabilidad
 Realizar un mantenimiento y seguimiento continuo del sistema

18. 15
BIBLIOGRAFÍA
 Nuestras misión y visión [en línea] .Consultado el 20 de oct. 2015.
Disponible en www.pepsico.es/company/mission/
 PLC. Programadores Lógicos Programables [en línea]. Consultado el
12 de Noviembre del 2015. Disponible en
http://www.sc.ehu.es/sbweb/webcentro/automatica/WebCQMH1/PAGI
NA%20PRINCIPAL/PLC/plc.htm
 Mengual, Pilar. STEP7 Una Manera fácil de programar PLC de
Siemens/ Pilar Mengual –1ra. Ed. — Barcelona: Marcombo, 2010. –
308 p--.

19. ANEXO
1. Tabla de símbolos

20. 2. Esquema KOP
Network 1:
Al pulsar Inicio, y mientras la Marca de Emergencia esté activa, entonces se inicia
el Ciclo 0 y se activa la cinta.
Network 2:
Una vez activado el Ciclo 0, y si se activan al mismo tiempo los sensores de
Posición y Llenado entonces se inicia el Ciclo 1, en caso que alguna botella no esté
llena, entonces se activa la Marca de Emergencia.
Network 3:

21. Cuando se activa la Marca de Emergencia, se enciende una Alarma y se desactivan
la Cinta y el Ciclo1.
Network 4:
Solamente cuando se pulse Rearme se podrá desactivar la Marca de Emergencia y
Activar el Ciclo 0.
Network 5:
Cuando el ciclo1 se activa, esta Network queda habilitada, y se inicia el avance de
A y de C, y al mismo tiempo se detiene la Cinta.
Network 6:
Cuando se activan los sensores de final de avance de los Cilindros A y C (F2 y F5),
se detiene el movimiento de estos.

22. Network 7:
Cuando el Avance de A y el Avance de C, se desactivan y produzcan un flanco
negativo, entonces el detector (N) activará el Ciclo 2.
Network 8:
El Ciclo 2 habilita esta Network. Mientras el sensor Tapa esté desactivado,
entonces se habilitará el Avance de B, y cuando este se active, entonces se
Detendrá el Avance de B y se iniciará el Retroceso de C.

23. Network 9:
Cuando el cilindro C llegue a su posición inicial (determinado por F6), entonces se
detendrá su retroceso, se continuará el avance de B, y se activará el Ciclo 3.
Network 10:
El Ciclo 3, habilita esta Network. Cuando el Cilindro B esté completamente
expandido (Determinado por F4), entonces se detendrá el avance de B, se iniciará
el proceso de Roscado, y se iniciará el retroceso del cilindro A, a su vez que se
iniciar una temporización.

24. Network 11:
Cuando el temporizador (T37) llegue a 3 segundos, entonces se detendrá el
Roscado. Este tiempo es proporcional a los 270º que debe hacer el giro de roscado.
También se reseteará el temporizador. Esta Network también detendrá al Cilindro A
y B cuando estos lleguen a su posición Inicial (F1 y F3).
Network 12:
Cuando A y B se detengan (Detector de Flanco Negativo), se termina el ciclo 3 y se
vuelve a activar la Cinta, para que las botellas vuelvan a posicionarse.
Network 13:
Cuando el sensor de Posición pase de 1 a 0 entonces se iniciará el Ciclo 0, para
volver a empezar el proceso (Network 2).