Clase #46 - Escena Packaging en Factory I/O: Secuencias Avanzadas y Lotes en Ladder (Proyecto Descargable)

 Escena Packaging en Factory I/O: Secuencias Avanzadas y Lotes en Ladder (Proyecto Descargable)

💡 Antes de ver el video: Observa las capturas de pantalla abajo para entender cómo estructurar una secuencia cíclica robusta. El video te mostrará cómo esta lógica gestiona el conteo de items por caja y el cambio automático de turno. ¡Al final encontrarás el enlace de descarga!

👋 Introducción: De Ensamblar a Agrupar

Bienvenido a la Clase #46. Ya dominaste la coordinación de actuadores en ensamblaje (Clase #45). Ahora enfrentas un desafío de gestión de procesos repetitivos: el empaquetado.

En una línea de packaging, no basta con mover cajas; necesitas:

Contabilizar: Saber cuántos items van en cada caja (Lote).

Sincronizar: Coordinar la llegada de items con la posición de la caja.

Ciclar: Reiniciar la lógica automáticamente cuando una caja se llena y otra entra.

Diagnosticar: Identificar si el fallo fue por falta de items o por error de sensor.

Este ejercicio integra contadores CTU para lotes, temporizadores TON/TOF para tiempos de espera de caja, y lógica de estado para manejar las transiciones entre "Esperando Caja", "Llenando" y "Caja Llena". Es la base para cualquier sistema de trazabilidad industrial.

🖼️ Vista Previa de la Solución Profesional

Antes de sumergirnos en la teoría, observa cómo luce una implementación robusta en TIA Portal. Esta es la arquitectura que encontrarás en el proyecto descargable:

1. Estructura de Redes en TIA Portal

La clave es separar la gestión del lote (conteo) de la gestión física (movimiento de cajas):

Figura 1: Arquitectura modular. Nota cómo la Red de Conteo es independiente de la Red de Movimiento de Cajas, conectadas solo por flags de estado.

Figura 2: Uso de flanco positivo de "Nueva Caja" para resetear el contador de items. Esto asegura que cada caja empiece desde cero sin intervención manual.

3. Escena Factory I/O Correspondiente

Así se ve el entorno físico que esta lógica controla. Nota la interacción entre la cinta de items y la estación de cajas:

Figura 3: Cinta superior de items, cinta inferior de cajas, sensor de presencia de caja y sensor de conteo de items. La sincronización temporal es crítica.

🎯 Lo que aprenderás en esta sesión (100% Ladder)

1. Arquitectura de Secuencia Cíclica: Usar marcas de estado para gestionar fases ("Esperando", "Llenando", "Completo").
2. Gestión de Lotes con CTU: Contar items por caja y resetear automáticamente al cambiar de caja.
3. Sincronización Temporal: Usar TOF para mantener la caja posicionada mientras caen los últimos items.
4. Diagnóstico de Fallos: Detectar si la caja está vacía tras el ciclo (falta de items) o si se atascó.
5. Análisis del Proyecto Resuelto Descargable: Comparar tu solución con la estructura modular mostrada arriba.

⚙️ Conceptos Clave (Resumen Técnico Ladder)

1. El Patrón de Secuencia Cíclica para Packaging

Como se ve en la Figura 1, NUNCA mezcles el conteo de items con el movimiento de cajas en la misma lógica directa. Usa este patrón de estados:

1. Red 1: Detección de Caja y Estado Inicial |--[Sensor_Caja.P]--[NOT M_Llenando]--(S M_Esperando_Items)--| |--[M_Esperando_Items]--[RESET_Counter]--| // Asegura inicio en 0 Red 2: Conteo de Items (Lote) |--[Sensor_Item.P]--[M_Esperando_Items]--[CTU_Lote.CU]--| |--[CTU_Lote.CV >= PV_Lote]--(S M_Caja_Llena)--(R M_Esperando_Items)--| Red 3: Movimiento de Caja y Sincronización |--[M_Caja_Llena]--[TOF_Salida.PT:=T#2s]--(Cinta_Cajas_Q)--| // TOF mantiene cinta activa 2s para expulsar caja llena y traer nueva Red 4: Diagnóstico y Alarmas |--[M_Caja_Llena]--[CTU_Lote.CV < PV_Lote]--(S M_Alarma_Falta_Items)--|

• Red 1: Detecta nueva caja y prepara el sistema. Resetear el contador aquí es vital.
• Red 2: Cuenta items solo si estamos en estado "Esperando". Al llegar al límite (PV), cambia estado a "Caja Llena".
• Red 3: Usa TOF para dar tiempo físico a la expulsión de la caja y llegada de la siguiente.
• Red 4: Verifica integridad del proceso. Si se declaró "Llena" pero el contador es bajo, hay un problema.

⚠️ Regla de Oro en Ladder: En procesos cíclicos, el reset debe ser explícito y estar asociado al evento de inicio del nuevo ciclo (flanco de nueva caja), no al final del anterior. Esto evita condiciones de carrera si el ciclo se interrumpe.

2. Por Qué la Sincronización Temporal (TOF) Es Crucial

En Factory I/O (ver Figura 3), las cajas no se teletransportan.

• Sin TOF: La caja se mueve apenas se llena el contador. Si quedan items cayendo, se pierden fuera de la caja.
• Con TOF (PT:=T#2s): La lógica espera 2 segundos después de declarar "Llena". Esto permite que los últimos items caigan y que la cinta avance lo suficiente para traer la siguiente caja vacía.

3. Análisis del Proyecto Resuelto Descargable

El proyecto que puedes descargar implementa exactamente lo mostrado en las figuras anteriores, plus:

• UDT_PackagingStation: Estructura reutilizable con campos SensorCaja, SensorItem, ContadorLote, FlagCajaLlena, TimerExpulsion.
• Nomenclatura ISA-5.1 Adaptada: Tags como DI_Pack_SensorCaja, DO_Pack_CintaCajas, M_Pack_Llenando.
• Comentarios de Proceso: Cada red explica la fase del ciclo. Ej: "// Fase 2: Conteo activo hasta alcanzar PV_Lote".
• Tabla de Observación Pre-configurada: Lista Pack_* lista para monitorear CV del contador y estados de cinta en tiempo real.
• Versión Alternativa con Multi-Lote: Implementación bonus que permite cambiar el tamaño del lote (PV) desde HMI simulado.

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4. Aplicaciones Industriales Reales

Esta lógica es la base de empaquetadoras automáticas, paletizadoras, dosificadoras por peso/volumen y sistemas de clasificación por lotes. El patrón de reset cíclico aplica a cualquier proceso repetitivo que requiera conteo por unidad de manejo.

✅ Checklist de Implementación Packaging

Antes de considerar la solución completa:

Contador CTU usado para gestión de lote por caja.

Reset del contador asociado al flanco de "Nueva Caja".

TOF usado para sincronizar expulsión de caja y llegada de nueva.

Estados lógicos (M_Esperando, M_Llenando) separan fases del ciclo.

Diagnóstico de integridad (alarmas si conteo no coincide).

Proyecto descargable revisado y comparado con solución propia.

Comentada cada red explicando la fase del ciclo de packaging.

🛑 Errores Comunes en Lógica de Packaging en Ladder

1. Reset Manual o Olvidado: El contador sigue sumando de una caja a otra. La segunda caja se declara "llena" inmediatamente.
2. Sin Sincronización Temporal (TOF): Mover la caja demasiado pronto, perdiendo items finales del lote.
3. Mezclar Lógica de Caja e Item: Hacer que el sensor de item mueva la cinta de caja directamente. Rompe la lógica de lote.
4. Ignorar Estado "Esperando": Contar items incluso cuando no hay caja presente. Datos fantasma.
5. No Diagnosticar Falta de Items: Asumir que siempre hay flujo. Si la cinta de items se detiene, la caja se va vacía sin alarma.

👉 VER EN VIDEO: COMPARACIÓN LADO A LADO SIN TOF (ITEMS PERDIDOS) VS. CON TOF (PACKAGING PERFECTO)

¿Tu empaquetadora envía cajas vacías o pierde la cuenta entre turnos?

Descarga el proyecto resuelto, compara la lógica de reset y sincronización línea por línea con las capturas de pantalla arriba, y déjame un comentario en YouTube describiendo qué diferencia encontraste. ¡La maestría en packaging viene de sincronizar perfectamente el flujo físico con el conteo lógico!

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