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AUTOMATIZACIAÔÇN-DE-SISTEMA-DE-TRANSPORTE-DE-MATERIALES-DE-ESTANTERAìA-EN-UN-ALMACAÔÇN-DE-MATERIAL-ELAÔÇCTRICO

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA 
UNIDAD ZACATENCO 
 
AUTOMATIZACIÓN DE SISTEMA DE TRANSPORTE DE 
MATERIALES DE ESTANTERÍA EN UN ALMACÉN DE MATERIAL 
ELÉCTRICO 
 
 
TESIS 
 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
 
INGENIERO EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN 
 
PRESENTAN: 
BERNAL BAUTISTA ALEJANDRO 
REYES AGUILAR RAÚL 
ZARZA PÉREZ GUSTAVO 
 
ASESORES: 
BETANZOS RAMÍREZ JOSÉ DARÍO 
HUERTA GONZÁLEZ PEDRO FRANCISCO 
 
CIUDAD DE MÉXICO, DICIEMBRE DE 2015 
 
 
ÍNDICE PAG. 
 
CAPÍTULO I “FUNDAMENTACIÓN” 
 
1 
1.1 INTRODUCCIÓN 1 
1.2 OBJETIVO 2 
1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 2 
1.4 JUSTIFICACIÓN 3 
1.5 ANTECEDENTES Y GENERALIDADES 3 
 
CAPÍTULO II “MARCO TEÓRICO” 
 
6 
2.1 AUTOMATIZACIÓN 6 
2.2 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE 7 
 2.2.1 Definición y funcionamiento 7 
 2.2.2 Estructura básica de un PLC 7 
 2.2.3 Medios de comunicación de un PLC 10 
2.3 INTERFAZ HUMANO-MÁQUINA 10 
2.4 VARIADOR DE FRECUENCIA 12 
 2.4.1 Definición y funcionamiento 12 
 2.4.2 Programación 12 
2.5 SENSOR 14 
 2.5.1 Definición y funcionamiento 14 
 2.5.2 Clasificación general 14 
 2.5.3 Sensor tipo Retro Reflectivo 15 
 2.5.4 Sensor Inductivo de Proximidad 16 
2.6 ELEMENTOS ELÉCTRICOS 18 
 2.6.1 Contactor 18 
 2.6.2 Guardamotor 19 
 2.6.3 Fuente de alimentación 20 
 2.6.4 Interruptor termomagnético 20 
 2.6.5 Distribuidor de fuerza 20 
 2.6.6 Motor de inducción trifásico 21 
 2.6.7 Transformador eléctrico 23 
 2.6.8 Relevador de control 24 
2.7 ALMACÉN 24 
 2.7.1 Definición 24 
 2.7.2 Clasificación general de los almacenes 25 
 2.7.3 Clasificación atendiendo al tipo de mercancía 25 
 2.7.4 Tipos de almacenamiento 27 
 2.7.5 Funciones de un almacén 27 
 2.7.6 Áreas de un almacén 28 
 2.7.7 Problemas comunes en un almacén 29 
2.8 ALMACÉN DE MATERIAL ELÉCTRICO 30 
 2.8.1 Clasificación del almacén 30 
 2.8.2 Tipo del almacenamiento 31 
 2.8.3 Problemas a resolver en el almacén 31 
 
CAPÍTULO III “DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA” 
 
33 
3.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA MECÁNICO INSTALADO 33 
 3.1.1 Sistema de Recibo de Materiales 33 
 3.1.2 Sistema de Surtido de Pedidos 36 
3.2 DESCRIPCIÓN INDIVIDUAL DE EQUIPOS 38 
 3.2.1 Transportador de rodillos de acumulación motorizado con transferencia 39 
 3.2.2 Transportador de rodillos de acumulación motorizado 40 
 3.2.3 Curva de 90° transportador de rodillos de acumulación motorizado 41 
 3.2.4 Curva de 45° transportador de rodillos de acumulación motorizado 42 
 3.2.5 Banda transportadora motorizada 43 
 3.2.6 Transportador de gravedad de rodillos 43 
 3.2.7 Transportador de rodillos motorizado – Merge 44 
 3.2.8 Transportador de rodillos motorizado – Desviador 45 
 3.2.9 Elevador (177”) 46 
 3.2.10 Elevador (322”) 47 
3.3. OPERACIÓN DEL SISTEMA 49 
 3.3.1 Funcionamiento del sistema de recibo 49 
 3.3.2 Funcionamiento del sistema de surtido 50 
 
CAPÍTULO IV “HARDWARE PARA LA AUTOMATIZACIÓN” 
 
53 
4.1 PROPUESTA OPERATIVA DE FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA 53 
4.2 REQUERIMIENTOS Y SELECCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DE RED 54 
 4.2.1 Características requeridas y selección del PLC 54 
 4.2.1.1 Entradas y salidas digitales del sistema de surtido 55 
 4.2.1.2 Entradas y salidas digitales del sistema de recibo 61 
 4.2.1.3 Selección del PLC 63 
 4.2.2 Características requeridas y selección del Flex I/O 64 
 4.2.2.1 Selección del Flex I/O 64 
 4.2.3 Características requeridas y selección del escáner 65 
 4.2.4 Características requeridas y selección de los switches 67 
 4.2.5 Características requeridas y selección de pantalla para HMI 69 
4.3 ARQUITECTURA DE RED 70 
4.4 INGENIERÍA Y DISEÑO DE TABLEROS DE CONTROL 72 
 4.4.1 Tablero principal 72 
 4.4.1.1 Selección de dispositivos de fuerza 74 
 4.4.1.2 Selección de dispositivos de control en 120 VCA 83 
 4.4.1.3 Selección de dispositivos de control en 24 VCD 94 
 4.4.1.4 Dispositivos de seguridad 95 
 4.4.1.5 Escáneres y switch 100 
 4.4.1.6 Circuito de protección para la Panel View 600 101 
 4.1.1.7 Entradas digitales del PLC 102 
 4.4.1.8 Salidas digitales del PLC 102 
 4.4.1.9 Contactores de seguridad 103 
 4.4.1.10 Slots de entradas digitales, PLC 104 
 4.4.1.11 Slots de salidas digitales, PLC 109 
 4.4.1.12 Distribución de dispositivos seleccionados y dimensionamiento de tablero 111 
 4.4.2 Tablero remoto 113 
 4.4.2.1 Selección de dispositivos de fuerza 115 
 4.4.2.2 Selección de dispositivos de control en 120 VCA 118 
 4.4.2.3 Selección de dispositivos de control en 24 VCD 123 
 4.4.2.4 Dispositivos de seguridad 124 
 4.4.2.5 Escáneres y switch 127 
 4.4.2.6 Entradas del Flex I/O 128 
 4.4.2.7 Salidas del Flex I/O 128 
 4.4.2.8 Contactor de seguridad 130 
 4.4.2.9 Módulos de entradas y salidas digitales Flex I/O 130 
 4.4.2.10 Distribución de dispositivos seleccionados y dimensionamiento de tablero 131 
 
CAPÍTULO V “SOFTWARE” 
 
133 
5.1 CONFIGURACIÓN DE RED 133 
5.2 CONFIGURACIÓN DE PLC 134 
5.3 CONFIGURACIÓN DE RED Y PLC EN PRUEBAS DE LABORATORIO 134 
 5.3.1 Configuración de red en pruebas de laboratorio 136 
 5.3.2 Configuración de PLC en pruebas de laboratorio 138 
5.4 SECUENCIA DE OPERACIÓN 140 
 5.4.1 Secuencia de operación sistema de recibo 140 
 5.4.2 Secuencia de operación sistema de surtido 143 
5.5 DIAGRAMAS DE FLUJO 148 
 5.5.1 Diagrama de flujo sistema de recibo 148 
 5.5.2 Diagramas de flujo sistema de surtido 150 
5.6 CÓDIGO Y HMI 156 
 5.6.1 Prueba de laboratorio 1 156 
 5.6.2 Prueba de laboratorio 2 162 
 5.6.3 Prueba de laboratorio 3 164 
 
CAPÍTULO VI “RESULTADOS Y CONCLUSIONES” 
 
169 
6.1 RESULTADOS 169 
6.2 CONCLUSIONES 173 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 175 
 
ANEXOS 
 
178 
 
 
1. CONFIGURACIÓN DE ESCÁNER 179 
2. DIAGRAMAS DE INGENIERÍA BÁSICA Y DE DETALLE 182 
3. EVALUACIÓN ECONÓMICA 206 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 
CAPÍTULO I 
FUNDAMENTACIÓN 
 
1.1. INTRODUCCIÓN 
La transportación de materiales en la industria es uno de los principales retos a resolver 
por la automatización desde hace ya muchos años hasta la actualidad. A causa de la 
globalización las empresas buscan aumentar su producción, reducir tiempos y optimizar 
recursos, esas son las razones principales por la que las industrias requieren 
implementar sistemas automáticos de transportación en sus plantas haciendo que los 
procesos sean más efectivos. 
En este caso específico, es en un almacén de material eléctrico donde se busca 
automatizar la transportación de materiales en una sección de dicho almacén. Para esto 
se pretende diseñar, instalar, programar y poner en marcha un sistema de pedidos 
transportados a sorteo, así como de un sistema complementario de recibo de materiales. 
Este sistema se desea implementar en el almacén para de esta manera cambiar el 
mecanismo de abastecerse y de surtir a sus clientes, el cual anteriormente se hacía por 
medio de empleados que recibían la orden de compra y su labor era recorrer el almacén 
para recolectar los materiales requeridos y regresar con el pedido completo, si las 
dimensiones y pesos se los permitía, de no ser así recurrían a la utilización de 
montacargas para el transporte de los pedidos. 
Dicho sistema está enfocado tanto a transportación de materiales para el abastecimiento 
del almacén como para el surtido de pedidos, cabe mencionar que con este sistema no 
se pretende automatizar al cien por ciento el almacén ya que para su funcionamiento se 
requerirá de personal que realice ciertas operaciones de forma manual, lo cual será 
explicado con mayor detalle en la descripción de funcionamiento del sistema, a su vez 
que el sistema no estará implementado en la totalidad del almacén, ya que el sistemaestá diseñado exclusivamente para material de dimensiones y pesos entre medianos y 
bajos que serán especificados más adelante en la condiciones de operación del sistema. 
2 
 
Con lo cual a grandes rasgos se puede decir que el sistema esta únicamente diseñado 
para trabajar con el material de estantería de dicho almacén. 
El sistema está conformado principalmente por tres subsistemas, los cuales son, sistema 
eléctrico, sistema mecánico y sistema de control. En cada uno de los sistemas se 
implementará ingeniería conceptual, ingeniería básica e ingeniería de detalle para la 
correcta implementación y el óptimo funcionamiento del sistema, cumpliendo con los 
requerimientos del almacén. 
Dentro de la ingeniería conceptual se fundamenta la creación del sistema y se crean las 
bases para la realización del mismo. En la ingeniería básica se realizan los diseños de 
los diversos sistemas y se seleccionan los diversos equipos y materiales a emplear. 
Dentro de la ingeniería de detalle se conjuntan los subsistemas y se realizan las 
instalaciones y conexiones de equipos. Al contar con la ingeniería necesaria para la 
realización del proyecto se procede a su instalación, programación y puesta en marcha. 
1.2. OBJETIVO 
Automatizar un sistema de transporte de materiales de estantería para el abastecimiento 
y el surtido de pedidos de un almacén de material eléctrico. 
1.3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 Diseñar el sistema eléctrico proporcionando la energía eléctrica requerida para el 
control del sistema y para el funcionamiento mecánico del mismo. 
 Realizar la selección de dispositivos eléctricos y de control de acuerdo a las 
características del sistema. 
 Realizar una arquitectura de red. 
 Desarrollar una Interfaz Humano-Máquina (HMI) 
 Establecer la comunicación entre la HMI previamente desarrollada y la red del 
sistema para crear una interacción gráfica con el usuario final de éste último. 
 Realizar la programación en lenguaje escalera de la simulación de las partes más 
relevantes del sistema empleando un módulo PLC ubicado en el laboratorio B08 
de la ESIME Zacatenco. 
 
3 
 
1.4. JUSTIFICACIÓN 
A lo largo de los últimos años se han registrado incrementos en las ventas y flujo de 
mercancía en el almacén de material eléctrico en cuestión, es por eso que en diversas 
ocasiones esta situación rebasa las capacidades actuales del almacén y esto repercute 
en altos tiempos de espera por parte de los clientes, errores en el surtido de las órdenes 
de compra, maltrato de equipos y materiales, incremento en la cantidad de accidentes y 
exceso de recursos necesarios para la transportación de los materiales. Lo cual si no es 
solucionado a corto plazo puede afectar a las ventas del almacén o provocar problemas 
como accidentes y exceso de gastos. 
Es por esa razón que una vez detectada esta situación y esperando que el incremento 
de ventas en dicho almacén siga en aumento se ha recurrido a la planeación e 
implementación de un sistema de transporte automático de materiales de estantería, el 
cual pretende optimizar el proceso de transportación de materiales, y con el cual se 
busca incrementar la capacidad del centro de distribución del almacén permitiendo a los 
vendedores tener mayor disponibilidad de materiales solicitados por los clientes, obtener 
indicadores de servicio y desempeño, mejorar la productividad, incrementar la exactitud 
de los inventarios y reducir el riesgo de accidentes. 
1.5. ANTECEDENTES Y GENERALIDADES 
A partir del siglo XVIII aparecieron las bandas transportadoras para el transporte de 
materiales, sobre todo en lugares de difícil acceso o dificultosos para el transporte de 
materiales como las minas, pero fue hasta principios del siglo XX que el uso de las 
bandas transportadoras se comenzó a intensificar. Es por eso que a lo largo de los años 
los transportadores han ido evolucionando, apareciendo diversos transportadores cada 
uno con diversas características que proporcionan distintas ventajas y que son 
empleados según la necesidad que se tenga, un ejemplo del avance de estos 
transportadores es el transportador de rodillos, el cual proporciona ventajas 
comparándolo con las bandas transportadoras como el mejor control y menor desgaste 
del mismo; sin embargo las bandas transportadoras proporcionan igual otras ventajas 
como el poder desplazar objetos con pesos más elevados y la capacidad de desplazar 
otro tipo de materiales como polvos, granos u objetos minúsculos. 
4 
 
En los últimos años se han presentado proyectos basados en la utilización de 
transportadores que buscan controlar o automatizar el funcionamiento de los mismos, ya 
sea buscando resolver alguna problemática presentada en algún proceso o simplemente 
demostrando el funcionamiento de los mismos, estos transportadores pueden ser 
controlados a través de diversos elementos, el más común es por medio de PLC 
(Controlador Lógico Programable), pero es prudente dejar en claro que este no es el 
único medio de control para estos procesos. Algunos ejemplos de proyectos de control 
de transportadores se presentarán a continuación: 
 En 1999 en la Universidad Autónoma de Nuevo León se realizó un proyecto de tesis 
de maestría por el Ing. Joel Puente Sánchez, el cual realizó el diseño de una banda 
transportadora a emplear en una mina para sacar carbón de la misma. La importancia 
del diseño de esta banda radicó en las condiciones que debía soportar dicha banda. 
Este transportador tenía aproximadamente 600 pies de longitud y fue capaz de 
transportar en forma continua 900 ton/h (1800 KLb/h) de carbón coke desde el interior 
de una mina situada a 500m (1640 pies) sobre el nivel del mar operando 16 horas de 
funcionamiento continuo. [I] 
 
 En el año 2007 en ESIME Culhuacán se realizó el control de una banda 
transportadora con un PLC Siemens S7-200, buscando implementarla en un proceso 
de la industria textil, en este proyecto se hizo el diseño y construcción de la una banda 
transportadora a escala y se realizó el control de la misma por medio del PLC antes 
mencionado. La realización de este proyecto permitió tener las bases para 
implementar el sistema en una empresa textil, con el cual se logró hacer más eficiente 
el proceso de producción de telas, y se logró tener un mayor control del mismo debido 
al establecimiento de tiempos fijos de producción y la reducción de los costos de 
producción. [II] 
 
 En 2011 se realizó en ESIME Zacatenco el Diseño de una banda transportadora 
semiautomática para la fabricación de tanques de combustible de vehículos de carga, 
este proyecto se realizó por la necesidad de transportar los tanques de combustible 
5 
 
en menor tiempo y sin ocasionarles daños, dicho proyecto concluyó de manera 
satisfactoria y fue aplicado en la empresa SAG-MECASA, además de que dio pie a 
la empresa para replantear sus demás procesos y automatizarlos de la misma 
manera. [III] 
 
 En el año 2012 se realizó el Diseño de una Interfaz Gráfica para el control de una 
Banda Transportadora Didáctica, dicha banda existente en los laboratorios de ESIME 
Zacatenco fue reparada, ya que no se encontraba en condiciones óptimas, una vez 
que se encontró funcionando se prosiguió con la creación de la interfaz gráfica 
desarrollada bajo la plataforma Visual Basic, la cual proporcionó una manipulación 
más sencilla y eficiente de la banda. [IV] 
 
El motivo de mostrar el desarrollo de estos proyectos anteriores es porque nos 
demuestran la importancia de implementar este tipo de sistemas de transporte en la 
industria, ya que todos ellos proporcionan reducción de tiempos, costos y accidentes, por 
la cual se han vuelto muy valiosos y reconocidos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
CAPÍTULO II 
MARCO TEÓRICO 
Dentro de las últimas décadas los avances tecnológicos han ido incrementándose 
constantemente dando lugar a una progresiva elevación en la complejidad de los 
sistemas,siendo la automatización un campo que firmemente se encuentra involucrado 
en dicha evolución tecnológica. 
Al tratarse de un proyecto que se refiere a la automatización como tema principal, 
partiremos de este concepto para que de esta manera sea más sencillo comprender los 
alcances que se pretenden dentro del presente trabajo. 
 
2.1 AUTOMATIZACIÓN 
Según Gupta “La automatización se puede entender como el proceso de seguir una 
determinada secuencia de operaciones con poca o sin labor humana, usando equipo 
especializado o dispositivos que realizan y controlan los procesos de fabricación”. [1] Esta 
definición puede resultar demasiado amplia, ya que en general lo que busca la 
automatización es realizar actividades que requerían la labor de una o varias personas 
o también realizar actividades de forma automática que el hombre es incapaz de realizar. 
Para poder implementar la automatización en un proceso es necesario hacer uso de los 
sistemas, los cuales son entendidos como “un grupo de partes y objetos que interactúan 
y que forman un todo o que se encuentran bajo la influencia de fuerzas en alguna relación 
definida”. [2] Todos los proyectos de automatización forman un sistema, ya que relacionan 
partes, objetos o dispositivos que, en conjunto buscan conseguir el objetivo del sistema 
en general. 
Dentro de los dispositivos pertenecientes a un sistema de automatización se encuentra 
el “cerebro” del mismo. Desde este equipo se vigila y monitorea todo el sistema, así como 
la creación del vínculo para que las demás partes del sistema se relacionen entre sí. 
7 
 
El dispositivo que nos permite realizar estas acciones es el Controlador Lógico 
Programable o PLC. 
 
2.2 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE 
2.2.1 Definición y funcionamiento 
Para implementar el sistema automático en el transporte de materiales se hará uso de 
un Controlador Lógico Programable, el cual se conoce también como autómata 
programable o PLC por sus siglas en inglés (Programmable Logic Controller). 
Surgen a finales de los 60’s cuando en la industria buscan reemplazar los sistemas de 
control basados en circuitos electromagnéticos (relés, interruptores, etc.) con una 
solución más eficiente. 
Juan Carlos Martín lo define de la siguiente manera “Un autómata programable, también 
denominado PLC (Controlador Lógico Programable), es un dispositivo electrónico capaz 
de gestionar los circuitos de automatismos industriales de forma programada”. [3] Con la 
definición anterior queda claro que para que el PLC cumpla con la labor encomendada 
es necesario que sea programado previamente de acuerdo a las necesidades que exige 
el proceso. Se opta por utilizar estos dispositivos en la industria por su flexibilidad en 
programación, capacidad de soportar diferentes entornos industriales y sobre todo la alta 
facilidad de comunicación con otros equipos, ya que estos dispositivos ya cuentan con 
su módulo de comunicación incluido. 
Existen varios lenguajes para la programación, el más utilizado es el diagrama escalera 
que cuenta con una lista de instrucciones basada en programación por estados. 
2.2.2 Estructura básica de un PLC 
Los bloques básicos que componen la arquitectura interna de un PLC son los siguientes, 
los cuales se muestran en la figura 2.1. 
1) “Unidad Central de Proceso o CPU es el núcleo de la arquitectura del PLC. 
8 
 
2) Banco de Memorias Internas, el cual está compuesto por tres tipos básicos de 
memoria: 
a) Memoria de programa 
b) Memorias internas (Contadores, temporizadores, relés, etc.) 
c) Memorias imagen de entrada y salida 
3) Módulos o Interfaces de entrada y salida, los cuales pueden ser básicamente de 
tres tipos 
a) Módulos de entradas y salidas digitales. 
b) Módulos de entradas y salidas analógicas. 
c) Módulos de entradas y salidas especiales. 
4) Fuente de alimentación la cual proporciona una serie de tensiones tanto para la 
arquitectura interna del PLC como en algunas ocasiones para elementos externos 
como sensores o actuadores”.[4] 
Fig. 2.1. Diagrama de bloques simplificado de la estructura básica de un PLC estándar. [5] 
Como se observa en la figura 2.1, la estructura básica de un PLC está compuesta por 
los elementos anteriormente definidos, sin embargo hay que dividir las secciones 
internas y externas del PLC. La estructura interna compuesta principalmente por el CPU 
9 
 
y el banco de memorias internas está conectada a través de líneas eléctricas 
denominadas buses. 
 “Bus de direcciones que es el medio por donde viajan las direcciones procedentes 
del CPU hacia la memoria interna o memoria de imagen de entrada y salida (I/O). 
 Bus de datos traslada los datos o instrucciones procedentes del CPU hacia los 
bloques de memorias, en este caso es bidireccional (en ambas direcciones). 
 Bus de control, proporciona al CPU el control de los bloques de memoria”. [6] 
Mediante los buses anteriormente detallados se conecta la estructura externa del PLC, 
las interfaces de entradas y salidas que no son más que módulos que unen al proceso 
con la CPU. Estos módulos pueden ser de entrada o salida, lo primeros tienen la función 
de activarse mediante una señal externa, amplificarla, filtrarla y codificarla para que el 
CPU la pueda procesas. Por otro lado los módulos de salida solo la decodifican y la 
amplifican para que la señal pueda ser interpretada correctamente. 
En la figura 2.2 está representado el hardware de un PLC de manera general. 
 
Fig. 2.2. Hardware de un PLC estándar (rack) 
El PLC se encuentra seccionado de la siguiente manera: 
 F: Fuente de alimentación 
 0: Módulo de comunicación (actualmente domina la comunicación Ethernet) 
 1: Módulo de entradas digitales (en caso de haber varios, se conecta uno después 
de otro dejando todas las entradas digitales juntas). 
 2: Módulo de salidas digitales (en caso de haber varios, se conecta uno después 
de otro dejando todas las salidas digitales juntas). 
 3: Módulo de entradas/salidas analógicas. 
10 
 
Cada uno de estos módulos en un PLC se llama Slot, por lo tanto se dice que un PLC 
físicamente es un Rack (estante) que está compuesto por los diversos Slots (espacios) 
que dependen de los requisitos del programa o sistema. 
 
2.2.3 Medios de comunicación de un PLC 
Los PLC tiene la capacidad de intercambiar datos con otros dispositivos a través del 
puerto de comunicaciones en su módulo de comunicación de acuerdo a los estándares 
del fabricante, entre estos puertos se encuentran: 
 RS-232 
 RS-485 
 RS-422 
 ETHERNET 
De acuerdo a los puertos de hardware anteriores, para la comunicación se establece 
utilizando protocolos. Esta última define la forma en como los datos a compartir son 
codificados para su transmisión. Entre los protocolos los más destacados son: 
 Modbus 
 Bus CAN 
 Profibus 
 Devicenet 
 Controlnet 
 Ethernet I/P 
Dentro de los sistemas industriales, aunque los sistemas sean automáticos no quiere 
decir que el usuario no necesite interactuar con el sistema. Como un medio de 
relación entre el operador y el sistema se utiliza la Interfaz Humano-Máquina o HMI 
por sus siglas en inglés (Human Machine Interface) que facilita la visualización para 
el monitoreo y supervisión del sistema de manera gráfica. 
 
2.3 INTERFAZ HUMANO-MÁQUINA 
Siendo parte de campo de la ingeniería en control y automatización, el estar en 
contacto con máquinas y sistemas de procesos es algo muy común todos los días y 
para facilitar la interacción con dichos sistemas y maquinaria se desarrollan las HMI. 
 
11 
 
Para conocer un poco más del tema, Genaro García en su libro “Los sistemas 
automatizados de acceso a la información bibliográfica“, resalta la definición de 
Marcos Mora de interfaz como “la presentación en pantalla que un sistema 
informático ofrece al usuario para que éste pueda interactuar con él”. [7] 
De igual manera podemos ver a otros autores manejar el significadocomo un filtro 
de los datos del sistema hacia el usuario o de forma más simple lo que el usuario ve 
en la pantalla (en caso de ser gráfica). Analizando las definiciones anteriores se 
puede entender a la interfaz como una herramienta que puede facilitar o dificultar la 
interacción con el sistema, donde es posible revisar datos o proporcionarlos, así 
como tener la capacidad de proporcionar instrucciones simples ya que una interfaz 
no se limita a las pantallas sino a todas aquellas partes del sistema que nos permiten 
intervenir, monitorear o supervisar como lo puede ser un botón de paro de 
emergencia o un botón de arranque. 
Una HMI forma parte de las redes industriales para una red de información con otros 
elementos del sistema como lo son el ordenador, controlador, drives, etc. 
Fig. 2.3. Diagrama de red de información [8] 
Como se puede observar en la figura anterior, la red de comunicación tiene 
interacción con señales de campo que el controlador tiene la función de interpretar y 
 
12 
 
enviarla al usuario, este último depende de la programación que se descargue en el 
PLC (Controlador Lógico Programable). 
Una HMI posee funciones básicas para con el usuario: 
 Monitoreo: Ser capaz de adquirir y proporcionar datos (números, gráficas 
textos) en tiempo real del sistema. 
 Supervisión: En conjunto con el monitoreo, permite ajustar las condiciones de 
trabajo del proceso directamente. 
 Alarmas: Ser capaz de reconocer datos extraordinarios que el sistema 
proporcione, además de dar aviso reportándolo al operador. 
 Control: Ser capaz de ejecutar instrucciones que ajusten las variables o datos 
del proceso para mantenerlos dentro de los limites ordinarios establecidos por 
el usuario. 
 Históricos: Ser capaz de muestrear y generar archivos como base de datos. 
Estos datos se utilizan cuando se requiere optimiza o corregir el sistema. 
Todas las funciones anteriores son necesarias para una HMI con la intención de 
crear una guía detallada hacia el operador. 
 
2.4 VARIADOR DE FRECUENCIA 
2.4.1 Definición y funcionamiento 
Otro elemento de suma importancia dentro del proyecto a desarrollar son los 
variadores de frecuencia también conocidos como VFD o drives los cuales son útiles 
para controlar la velocidad a la que gira un motor de corriente alterna. Un variador 
de velocidad o de frecuencia es un dispositivo de electrónica de potencia, que como 
su propio nombre dice, es capaz de modificar la frecuencia en Hertz de la 
alimentación de un motor. Estos elementos proporcionan una solución sencilla y 
práctica para la mayoría de los motores de corriente alterna. 
 
13 
 
2.4.2 Programación 
La programación de un variador de frecuencia puede ser hecha desde hardware, 
realizada directamente con la botonera del variador de velocidad, o desde software, 
para lo cual se requiere un terminal externo de programación o un ordenador. 
Dependiendo del modelo, marca y características de cada variador de velocidad se 
pueden configurar diversos parámetros para su debido funcionamiento, pero en su 
gran mayoría estos cuentan con parámetros generales que en la mayoría de los 
casos se van a encontrar en la configuración del mismo, dichos parámetros son los 
siguientes: 
 Ajustes de fábrica: pone todos los parámetros del variador a valores de 
fábrica. 
 Rampa de aceleración: es el tiempo en segundos que se emplea para que el 
motor consiga la velocidad pre-programada. 
 Rampa de deceleración: es el tiempo en segundos que se emplea para que 
un motor disminuya su velocidad hasta pararse o lograr otra velocidad pre-
programada. 
 Velocidad máxima: velocidad más rápida a la que se desea que gire el motor. 
 Velocidad mínima: velocidad más lenta a la que se desea que gire el motor. 
 Velocidades pre-seleccionadas: conjunto de velocidades que programa el 
operario y que se eligen a través de las entradas lógicas o por algún bus de 
comunicación. 
 JOG: funcionamiento del motor a impulsos. Necesita una velocidad 
preseleccionada propia y tener asociada una entrada lógica para conectar en 
ella un pulsador o interruptor. 
 Frenado: permite ajustar el tipo de frenado del motor, que puede ser por 
inyección de corriente continua o rueda libre. 
Es posible configurar a través de software mediante una red de comunicación hacia 
la PC. Es importante mencionar que ya sea que la configuración se realice de manera 
manual o mediante la red el comportamiento del equipo es el mismo siempre y 
 
14 
 
cuando se realice de forma correcta al cumplimiento de los requisitos del proceso se 
refiere. 
En todos los dispositivos anteriores se menciona que pueden o no estar conectados 
a través de una red para vincularse entre sí. Es posible crear una red de 
comunicación Ethernet para configurar todos los parámetros antes mencionados de 
los equipos anteriores, esto se realiza para facilitar al operador la manipulación de 
los dispositivos y adquirir un mejor monitoreo de su sistema a través de la HMI ya 
que no se involucra directamente con el equipo. Como un ejemplo, en el capítulo 
referente al software se encuentra la configuración de este tipo de equipos. 
Como se mencionó en la definición del PLC los slots de entradas digitales se activan 
a través de señales externas, estas pueden ser generadas por un sensor dentro de 
un sistema, a continuación indagaremos dentro de la definición de estos dispositivos 
y de igual manera en su principio de funcionamiento. 
 
2.5 SENSOR 
2.5.1 Definición y funcionamiento 
Un sensor se ocupa con la intención de reproducir la percepción de un humano 
(sentidos), es por ello que de acuerdo con la definición de automatización 
anteriormente planteada se utilizan sensores en sistemas automáticos. 
Según Antonio Serna en su “Guía Práctica de Sensores”, “los sensores son 
dispositivos electrónicos que nos permiten interactuar con el entorno, de forma que 
nos proporcionan información de ciertas variables que nos rodean para poder 
procesarlas y así generar órdenes o activar procesos”. [11] A lo que se refiere con 
generar órdenes es a las señales que los sensores crean a partir del entorno al que 
se encuentren como se ha expuesto con anterioridad. 
2.5.2 Clasificación general 
Estos dispositivos se pueden clasificar de manera general como activos o pasivos 
de acuerdo a su funcionamiento como se muestra en la figura 2.4, los sensores 
 
15 
 
activos requieren de una fuente de alimentación externa para funcionar mientras que 
los pasivos funcionan a partir de las condiciones del ambiente. 
 
Fig. 2.4. Clasificación atendiendo a su funcionamiento [12] 
Por otro lado también se clasifican de acuerdo a las señales que proporcionan: 
 Analógicos: proporcionan información mediante una señal analógica (tensión, 
corriente), de esta se pueden tomar infinidad de valores entre un mínimo y un 
máximo. 
 Digitales: proporcionan información mediante una señal digital, esta puede ser 
un “0” o un “1” lógicos, sin embargo también puede ser un código de bits 
(combinación de unos y ceros lógicos). 
Nos enfocaremos a los sensores tipo retro Reflectivo y el sensor inductivo de 
proximidad que son los utilizados en este sistema. 
2.5.3 Sensor tipo Retro Reflectivo 
Este tipo de sensor activo funciona mediante “la interrupción de un haz de luz, 
causado por el objetivo a detectar emitido desde el transmisor y normalmente dirigido 
hacia el receptor por un sistema óptico”. [13] Poseen la característica de que el 
receptor y emisor se encuentren en un solo dispositivo además de no verse 
afectados por las características del objetivo, esto se ilustra en la figura 2.5. 
 
Fig. 2.5. Funcionamiento del sensor tipo Retro Reflectivo. 
 
16 
 
Los sensores retro reflectivos se ayudan de reflector-espejos para enviar de vuelta 
el haz de luz, en caso de interrumpirse esta transmisión por el objeto se enviará una 
señal por el sensor. 
 
2.5.4 Sensor inductivode proximidad 
“Los sensores inductivos de proximidad han sido diseñados para trabajar generando 
un campo magnético y detectando las pérdidas de corriente de dicho campo 
generadas al introducirse en él los objetos de detección férricos y no férricos. 
 El sensor consiste en una bobina con núcleo de ferrita, un oscilador, un sensor de 
nivel de disparo de la señal y un circuito de salida. Al aproximarse un objeto metálico 
o no metálico, se inducen corrientes de histéresis en el objeto. Debido a ello hay una 
pérdida de energía y una menor amplitud de oscilación” [14], como se muestra en la 
figura 2.6. 
De esta manera el circuito del sensor reconoce que existe un cambio específico de 
amplitud y genera una señal ON/OFF. Es decir, la bobina detecta al objeto cuando 
se produce un cambio en el campo electromagnético enviando una señal al oscilador 
para después activa al disparador del circuito que hace la transición entre un cerrado 
o un abierto. 
 
Fig. 2.6. Funcionamiento del sensor inductivo de proximidad. 
 
17 
 
Los sensores de proximidad son los más comunes para la solución de detección de 
objetos que no se pueden tocar, como es en el caso del elevador donde no puedes 
interrumpir el movimiento de la cuna, sólo se requiere detectarla. 
Existe otra clasificación de los sensores de acuerdo al pulso requerido, el sensor 
PNP, y el NPN por ser elementos transistorizados como se puede observar en el 
diagrama de la figura 2.7. 
 
Fig. 2.7. Diagrama de conexión de sensor inductivo a) PNP y b) NPN 
Los sensores PNP de tres terminales conmutan el polo positivo de la carga (ver 
diagrama a de la figura 2.7) y los sensores tipo NPN conectan el potencial positivo a 
la carga (ver diagrama b de la figura 2.7). 
A su vez nos podemos encontrar que la salida sea un contacto normalmente abierto 
de tal forma que no tendremos señal de salida hasta que no detecte el sensor de 
proximidad (ver diagrama a de la figura 2.8). La otra posibilidad es que el sensor de 
proximidad tenga una salida con un contacto normalmente cerrado, teniendo señal 
de salida cuando el sensor está en reposo y dejando de emitir la salida cuando el 
sensor está detectando (ver diagrama b de la figura 2.8). 
 
 
18 
 
 
Fig. 2.8. Símbolo de sensor inductivo a) normalmente abierto y b) normalmente cerrado. 
Los códigos en sus entradas y salidas corresponden al color del aislante: 
 BN = BROWN = CAFÉ 
 BK = BLACK = NEGRO 
 BU = BLUE = AZUL 
 
2.6 ELEMENTOS ELÉCTRICOS 
El sistema cuenta con un tablero de control eléctrico principal y uno remoto el cual 
es el encargado de controlar la activación de los diversos dispositivos electrónicos y 
eléctricos que se encuentran en el sistema; a continuación se definen los elementos 
del tablero eléctrico así como sus principios de funcionamiento. 
2.6.1 Contactor 
Dispositivo eléctrico con la posibilidad de ser accionado a distancia, posee dos 
posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no recibe acción 
alguna por parte del circuito de mando y otra inestable cuando actúa dicha acción. 
El contactor es un dispositivo compuesto por pares metálicos montados sobre un 
mecanismo el cual puede mantenerlos en estado de unión o separación. En el estado 
de unión se presentará conducción ya que habrá una resistencia ideal de cero entre 
los contactos y en el estado de separación se presentará no conducción por la 
presencia de resistencia infinita entre los pares metálicos. 
 
 
19 
 
Constitución de un contactor: 
 “Contactos principales: Destinados a abrir y cerrar el circuito de potencia. 
Están abiertos en reposo. 
 Contactos auxiliares: Se encargan de abrir y cerrar el circuito de mando, 
acoplados a los principales con la posibilidad de ser abiertos o cerrados. 
 Bobina. Produce la fuerza de atracción (FA) al ser atravesado por una 
corriente eléctrica. La tensión que lo alimenta puede ser de 24, 110 y 220 VCA 
y 24 en VCD. 
 Armadura: Parte móvil del contactor. Desplaza los contactos principales y 
auxiliares por la acción FA de la bobina. 
 Núcleo: Parte fija por la que se cierra el flujo magnético producido por la 
bobina. 
 Resorte: Muelle encargado de devolver los contactor a su posición de reposo 
una vez cesada la fuerza FA.”[15] 
Estos dispositivos se seleccionan en base al motor o carga que va a estar 
controlando. 
2.6.2 Guardamotor 
“Son interruptores automáticos para motor, utilizan el mismo principio de protección 
que los interruptores termomagnéticos” [16], pero diseñados para desempeñar las 
siguientes cuatro funciones: 
1) Protección contra sobrecargas (proteger el devanado del motor) 
2) Protección contra cortocircuitos (protección de mecanismo de disparo 
electromagnético) 
3) Maniobras normales manuales de cierre y apertura 
4) Señalización 
Cuando se trabaja estos dispositivos en combinación con los contactores, se crean 
una solución excelente para la manipulación de motores eléctricos sin hacer uso de 
fusibles de protección. Por lo tanto al igual que los contactores estos elementos se 
seleccionan a partir de la potencia del motor y el voltaje de conexión. 
 
20 
 
 
2.6.3 Fuente de alimentación 
Los circuitos, equipos y sistemas electrónicos requieren de una suministración de 
energía eléctrica de tensión, o corriente, y frecuencias específicas, y potencia 
suficiente para que funcionen correctamente. 
Haciendo énfasis a los circuitos que procesan señales o generan señales (como el 
caso de los sensores por ejemplo) deben alimentarse a una tensión continua estable. 
Para lograr lo anterior se ocupan las fuentes de alimentación que son dispositivos 
que convierten la tensión de corriente alterna de la acometida también conocida 
como red de suministro en una o varias tensiones prácticamente continuas o sin 
demasiadas fluctuaciones. La entrada de estos equipos varia, puede ser una tensión 
alterna trifásica o monofásica con voltajes de 440, o 220, o 110 volts de corriente 
alterna. La salida más común es de 24 volts de corriente directa. 
2.6.4 Interruptor termomagnético 
El interruptor termomagnético también conocidos como “pastillas” o “breakers” es un 
dispositivo capaz de interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando ésta 
sobrepasa ciertos valores máximos (depende del modelo y marca del equipo). 
Su funcionamiento se basa en el efecto magnético y el térmico, compuesto por un 
electroimán y una lámina bimetálica conectados en serie, esta última se calienta por 
la acción de sobrepasar el límite de corriente nominal ocasionando su deformación 
y por lo tanto la apertura del contacto. Por otro lado cuenta con un interruptor físico 
que opera de manera manual en el interruptor, además de que es posible 
encontrarlos en forma monopolar o en su caso de varios polos dependiendo la 
aplicación requerida. 
2.6.5 Distribuidor de fuerza 
Elaborado con materiales conductores y aislante que soportan intensidades de 
corriente y tensiones de magnitudes similares al interruptor principal con la función 
de poder distribuir en diferentes terminales la conexión de su entrada, por ejemplo, 
 
21 
 
puede alimentarse de una sola fase y en su salida tendrá seis terminales con las 
mismas características eléctricas que la fase. Su objetivo principal es no saturar las 
conexiones en una sola localidad, sino distribuirlas en diversos puntos. 
2.6.6 Motor de inducción trifásico 
En varios dispositivos anteriores se utilizan para proteger o accionar el motor de 
inducción trifásico (ver figura 2.9), este equipo aparece en la industria como un 
elemento primario de movimiento en varias aplicaciones debido a su simplicidad y 
confiabilidad además de trabajar con una buena eficiencia, buena capacidad de 
sobrecarga, un servicio de mantenimientos mínimos y un costo menor también. 
Este equipo es una máquina eléctrica rotativa, capaz de convertir la energía eléctrica 
trifásica suministrada en energía mecánica.Este tipo de motor está esquemáticamente compuesto por “una parte fija 
(denominada estator) formada por tres devanados, los cuales están dispuestos entre 
sí 120°, como parte interna en el centro de los devanados se encuentra situado el 
rotor, constituido por un circuito eléctrico cerrado por sí mismo.” [17] 
Cada fase de un sistema trifásico alimenta un devanado del motor, si se alimentan 
simultáneamente con la “misma corriente” se forman tres campos magnéticos 
desfasados entres si 120° con la dirección indicada en el diagrama izquierdo de la 
siguiente imagen. Si se considera una conexión estrella en su devanado y se 
alimenta con una corriente trifásica, se obtiene un solo campo magnético que se 
coloca en forma angular a cada instante y gira en un sentido de terminado con 
velocidad uniforme. 
 
 
22 
 
 
Fig. 2.9. Motor de inducción trifásico. 
El rotor o parte giratoria de los motores de inducción está constituido por un circuito 
eléctrico cerrado. El campo magnético giratorio induce en los conductores del rotor 
por una fuerza electromotriz inducida, de acuerdo las leyes de inducción 
electromagnética. 
En el caso del motor asíncrono, “cuando la corriente atraviesa los arrollamientos de 
las tres fases del motor, en el estator se origina un campo magnético que induce 
corriente en las barras del rotor. Dicha corriente da origen a un flujo que al reaccionar 
con el flujo del campo magnético del estator, originará un par motor que pondrá en 
movimiento al rotor. Dicho movimiento es continuo, debido a las variaciones también 
continuas, de la corriente alterna trifásica. 
Solo debe hacerse notar que el rotor no puede ir a la misma velocidad que la del 
campo magnético giratorio. Esto se debe a que a cada momento recibe impulsos del 
campo, pero al cesar el empuje, el rotor se retrasa. A este fenómeno se le llama 
deslizamiento. Después de ese momento vendrá un nuevo empuje y un nuevo 
deslizamiento, y así sucesivamente. De esta manera se comprende que el rotor 
nunca logre alcanzar la misma velocidad del campo magnético giratorio. El 
deslizamiento puede ser mayor conforme aumenta la carga del motor y lógicamente, 
la velocidad se reduce en una proporción mayor.” [18] 
Entonces como conclusión, si el rotor tiene la misma velocidad de giro que la del 
campo magnético rotativo, se dice que el motor es síncrono. Si por el contrario, el 
 
23 
 
rotor tiene una velocidad de giro mayor o menor que dicho campo magnético rotativo, 
el motor es asíncrono de inducción. 
2.6.7 Transformador eléctrico 
El transformador es un dispositivo eléctrico con la capacidad de aumentar o disminuir 
la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo su frecuencia. 
Esto lo hace a través de dos o más bobinas (según sea el caso) de material 
conductor, asiladas entre sí eléctricamente y por lo general enrolladas alrededor de 
un mismo núcleo de material ferro magnético como se muestra en la siguiente figura. 
 
Fig. 2.10. Esquema físico de transformador eléctrico 
Como se puede observar en el esquema del transformador eléctrico las bobinas 
trabajan por separado, la única conexión entre estas la constituye el flujo magnético 
común que se establece en el núcleo. 
En un transformador ideal la potencia en la entrada (bobina A) es la misma que en 
la salida (bobina B), sin embargo esto realmente no ocurre, existe un porcentaje 
pequeño de pérdidas, este porcentaje depende de su diseño, tamaño, etc. 
Comúnmente en los tableros eléctricos se utilizan tensiones de entrada de 440 o 220 
volts de corriente alterna y de salida 110 o 120 volts de corriente alterna. 
 
 
24 
 
2.6.9 Relevador de control 
El relé es un interruptor cuya conexión se realiza (y se mantiene) por medio de 
corriente eléctrica y un electroimán. Por tanto un relé es un interruptor automático; 
con él podemos realizar diversas combinaciones y sus aplicaciones son múltiples. 
Las clases y características de los relés varían según la función a realizar y 
fabricante. Las características generales de cualquier relé son: 
 El aislamiento entre los terminales de entrada y de salida. 
 Adaptación sencilla a la fuente de control. 
 Posibilidad de soportar sobrecargas, tanto en el circuito de entrada como en 
el de salida. 
 Las dos posiciones de trabajo en los bornes de salida de un relé se 
caracterizan por: 
o En estado abierto, alta impedancia. 
o En estado cerrado, baja impedancia. 
Habiendo explicado todo lo anterior, al ser un proyecto implementado en un almacén, 
queda por definir este aspecto más detalladamente que a continuación se presenta. 
 
2.7 ALMACÉN 
Como fue explicado en el capítulo anterior este proyecto está enfocado a la 
automatización del transporte de materiales dentro de un almacén de material 
eléctrico, por lo tanto es importante partir del concepto de almacén para poder 
entender los alcances que se buscan del proyecto. 
2.7.1 Definición 
Se puede entender un almacén como “el sitio que tiene como misión el albergar y 
distribuir materiales y/o productos objeto de fabricación o comercialización de 
acuerdo con los conceptos de logística de distribución” [19]. Los almacenes, su 
logística y su operación hoy en día son de gran importancia para la industria, la 
mayoría de las fábricas cuentan con un almacén en el cual dependiendo de su 
 
25 
 
organización van distribuyendo productos y alojando los que se requieren para la 
empresa. A su vez existen comercializadoras que no están involucradas de ninguna 
manera en proceso de fabricación y solamente hacen uso de los almacenes para 
organizar el producto que se va comercializar y poder entregarlo al cliente 
rápidamente. 
2.7.2 Clasificación general de los almacenes 
Es gracias a estos aspectos que se puede llegar a una primera clasificación de los 
almacenes. Los almacenes podrían ser clasificados de muchas formas, las cuales 
podrían ser por la capacidad del almacén, el sector al que pertenece o el tipo de 
artículos que alberga, sin embargo existe una clasificación general que permite 
comprenderlos de mejor manera. 
Dicha clasificación es la siguiente: 
 “Almacenes Industriales: son los que albergan materias primas, componentes, 
herramientas o productos semi-terminados que requieren otro proceso para 
su venta. 
 Almacenes comerciales: estos tipos de almacenes cuentan con productos 
terminados que han pasado los estándares de calidad y que están en espera 
de ser comercializados.” [20] 
2.7.3 Clasificación atendiendo al tipo de mercancía 
Al mismo tiempo, como ya se dijo anteriormente se puede tener una clasificación de 
los almacenes dependiente del tipo de mercancía que resguarda, la cual es 
importante mencionar debido a que los procedimientos de transporte, de 
almacenamiento y las medidas de seguridad serán dependientes de ello. La 
clasificación es la siguiente: 
 “Almacén de materias primas y partes componentes: Este tipo de almacén 
tiene como función principal el abastecimiento oportuno de materias primas o 
partes componentes a los departamentos de producción. 
 
26 
 
 Almacén de materiales auxiliares: Resguarda materiales auxiliares, también 
llamados indirectos, los cuales no son componentes de un producto pero que 
se requieren para fabricarlo, envasarlo o empacarlo. 
 Almacén de materiales en proceso: Está compuesto por materiales que ya 
han sufrido un procesamiento y que son guardados intencionalmente 
previstos por la programación, en espera de pasar a un proceso posterior. 
 Almacén de productos terminados: Presta servicio al departamento de ventas 
guardando y controlando las existencias hasta el momento de despachar los 
pedidos al cliente. 
 Almacén de herramientas y equipo: En él se pueden encontrar diferentes 
herramientas y equipo útiles en cualquier momento para los departamentos 
de producción y mantenimiento de la empresa. 
 Almacén de refacciones: En dicho tipo de almacénse encuentran 
resguardadas las piezas que pueden ser requeridas por el departamento de 
mantenimiento de la empresa para realizar cualquier tipo de mantenimiento a 
los equipos. 
 Almacén de material de desperdicio: Los productos, partes o materiales 
rechazados por el departamento de control de calidad que no tienen 
salvamento o reparación se encuentran en este tipo de almacén y deben 
contar con un control por separado. 
 Almacén de materiales obsoletos: Los materiales obsoletos son aquellos que 
fueron descontinuados de la programación de la producción por falta de 
ventas, por deterioro, descomposición o por haber vencido el plazo de 
caducidad. 
 Almacén de devoluciones: Aquí llegan las devoluciones de los clientes. En él 
se separan y clasifican los productos para reproceso, desperdicio y entrada al 
almacén.” [21] 
Cabe resaltar que todos los almacenes tendrán una clasificación general y a su vez 
una o varias clasificaciones por el tipo de productos que albergan. Ya que en la 
mayoría de las ocasiones un almacén requiere ser seccionado para dentro del mismo 
 
27 
 
tener la capacidad de albergar diferentes tipos de materiales, cada uno con su control 
y logística propia. 
2.7.4 Tipos de almacenamiento 
De la mano con el tipo de almacén del que se hace referencia y del tipo de materiales 
que se manejan en el mismo se tiene el tipo de almacenamiento del cual se hará 
uso, los tipos de almacenamiento pueden ser los siguientes: 
 “En anaqueles o estanterías 
 En jaulas 
 En patios 
 A campo abierto 
 En silos 
 En cámaras refrigeradoras 
 En estibas 
 En cajones abiertos 
 En sacos u otro tipo de recipientes 
 En cajas de seguridad o en bóvedas 
 En contenedores 
 Otros” [22] 
Como ya se dijo con anterioridad el tipo de almacenamiento va de la mano con el 
tipo de material que se resguarda en el almacén, ya que no se trabaja de la misma 
manera con todos los materiales. Por decir un ejemplo, la manera de trabajar con 
alimentos puede requerir de silos o cámaras refrigeradoras, mientras que para 
resguardar material de construcción se puede hacer uso de sacos, estibas o inclusive 
a campo abierto. 
2.7.5 Funciones de un almacén 
En general en todos los almacenes se requieren de actividades o funciones 
primordiales para el funcionamiento del mismo. La manera de organizar y administrar 
un almacén depende de varios factores como el tipo de almacén, los materiales a 
 
28 
 
manejar, las dimensiones del mismo o las formas de transportar los materiales; sin 
embargo, las siguientes funciones son comunes en todos los tipos de almacenes 
para un funcionamiento adecuado: 
 “Recepción de materiales en el almacén. 
 Registro de entradas y salidas en el almacén. 
 Almacenamiento de materiales. 
 Mantenimiento de materiales y del almacén. 
 Despacho de materiales. 
 Coordinación del almacén con los departamentos de control de inventarios y 
de contabilidad.” [23] 
 
2.7.6 Áreas de un almacén 
La buena administración y logística de un almacén se encuentran relacionadas 
directamente con el éxito que pueda tener un almacén, es por eso que directamente 
relacionado con las actividades que se realizan también es importante la distribución 
del mismo, para de este modo poder explotar de la mejor manera, los espacios y los 
recursos a emplear. En general se pueden considerar las siguientes áreas en un 
almacén. 
 “Área para la recepción: La recepción de la mercancía debe acelerarse lo más 
posible, con mayor razón si se trata de aquella que urge para satisfacer 
pedidos. 
 Área de almacenamiento: Se trata del área en donde se alojan los materiales, 
la mercancía debe ser ubicada preferentemente considerando la frecuencia 
con que es requerida. 
 Área de entrega: De igual manera que en el caso de recepción, la entrega de 
la mercancía reviste especial importancia porque su funcionamiento está 
íntimamente relacionado con los clientes y la producción. 
 Área de maniobras: Es el espacio destinado al movimiento de vehículos 
automotores y ferrocarril, si es el caso. 
 
29 
 
 Área para los rechazos: Es el lugar destinado a la mercancía que no reúne los 
requisitos fijados por el departamento de control de calidad, o que ha sido 
enviado de más por los proveedores. 
 Área para la mercancía ajena: Sitio para recibir mercancía en consignación o 
a vista, pudiéndola mantener en custodia a solicitud de un tercero. 
 Área de pasillos: Se ocupa para la maniobra del equipo de uso interno en el 
almacén. 
 Área para la mercancía devuelta por los clientes: Es común que se dé el caso 
de devolución de producto por los clientes, habiendo diversos motivos para 
que se dé este caso, es por eso que se requiere en los almacenes un espacio 
para depositarlos en tanto se toma una decisión al respecto. 
 Área para el equipo de seguridad: Espacio destinado a los equipos de 
seguridad con el fin de facilitar acceso a ellos. 
 Área para los símbolos y señales: Son los sitios que se destinan para el 
conjunto de marcas, dibujos y demás señales que se ponen en los almacenes 
por motivos de seguridad. 
 Área de control de inventarios: Es este departamento o sección se lleva a 
cabo el control de entradas y salidas en unidades y en valores.” [24] 
La buena distribución de un almacén será reflejada en diversos aspectos, pero en su 
mayoría podrá notarse en el transporte de materiales y de equipos dentro del mismo, 
lo cual haciendo una acción en cadena puede reflejarse a su vez en consumos 
mínimos de combustibles o energías y en una baja tasa de accidentes. 
A su vez si no se tienen en cuenta diversos detalles dentro de un almacén se pueden 
tener una serie de problemas, los cuales son comunes, por lo general, debido a que 
no se suele comprender su importancia. 
2.7.7 Problemas comunes en un almacén 
Puede decirse en general, que los problemas comunes en los almacenes son los 
siguientes: 
 El espacio es insuficiente. 
 
30 
 
 El personal es insuficiente. 
 El personal es incapaz por falta de adiestramiento. 
 Está mal localizado el almacén. 
 Existe una mala distribución de las facilidades y almacenamiento. 
 Deficiente colocación de la mercancía que dificulta la localización rápida para 
acomodar o surtir. 
 Equipo de almacenamiento inadecuado, obsoleto o en mal estado. 
 Equipo de manejo de materiales insuficiente o inadecuado. 
 Mentes cerradas a la innovación que se oponen al cambio o son conformistas. 
[25] 
 
2. 8 ALMACÉN DE MATERIAL ELÉCTRICO 
Existen varios puntos a resaltar con toda la información mencionada con anterioridad 
en este capítulo. 
 
2.8.1 Clasificación del almacén 
Empezando con la clasificación del mismo se puede decir que el almacén de material 
eléctrico que se pretende automatizar está clasificado de forma general como un 
almacén comercial, ya que forma parte de una empresa que comercializa este tipo 
de productos. 
En cuanto a los tipos de producto que aloja se tiene que dicho almacén cuenta con 
varias clasificaciones, la primera y más importante es la de almacén de productos 
terminados, la cual es considerada así por que resguarda todos los equipos que se 
van a comercializar en la empresa, a su vez cuenta con almacén de herramientas y 
equipo y almacén de refacciones, estos para el mantenimiento que se le da a los 
equipos empleados dentro del almacén, y por ultimo cuenta con almacén de 
devoluciones el cual es indispensable en un almacén comercial para retener todo el 
material o equipo devuelto por diversas circunstancias por los clientes hasta definir 
el destino de los mismos. 
 
31 
 
2.8.2 Tipo de almacenamiento 
Debido a que el material eléctrico es muy diverso tanto en características como en 
dimensiones, se cuenta con varias formas de almacenar los productos en este 
almacén, se cuenta con almacenamiento en estibas, en cajones abiertos, en patios, 
en contenedores y en estantería. 
Específicamentepara este proyecto resulta el almacenamiento en estantería el más 
importante debido a que el material que se busca transportar con este sistema es el 
que se encuentra almacenado de esta forma. 
 
2.8.3 Problemas a resolver en un almacén 
Se cuentan principalmente con problemáticas en el transporte de materiales dentro 
del almacén, ocasionadas principalmente por la falta de equipo y de personal, es por 
eso que con la realización del proyecto se busca agilizar el ingreso de mercancías 
para trasladarlas al área de almacenamiento y a también agilizar la entrega de 
mercancías desde el almacenamiento en estanterías. 
En la figura 2.11 se puede observar la sección del almacén en donde se encuentran 
las zonas de recibo, de entrega y de almacenamiento. 
 
32 
 
 
Fig. 2.11. Plano de distribución de áreas involucradas en el proyecto. 
 
 
 
 
 
 
33 
 
CAPÍTULO III 
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA 
 
3.1. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA MECÁNICO INSTALADO 
Para corregir la problemática del transporte de materiales dentro del almacén se 
instaló un sistema mecánico compuesto por transportadores de rodillos, bandas 
transportadoras, desviadores, acumuladores de gravedad, transferencias y 
elevadores. Dicho sistema, ya instalado, se pretende automatizar con la realización 
de este proyecto, ya que el sistema actualmente no es capaz de decidir las rutas que 
debe de tomar cada caja para llegar a su destino. 
A continuación se explica cómo está compuesto dicho sistema mecánico. 
Como se mencionó en capítulos anteriores se instalaron dos sistemas, el primero 
sirve para el recibo de materiales al almacén, y el segundo sirve para el surtido de 
pedidos. 
 
 
3.1.1. Sistema de recibo de materiales. 
Este sistema busca transportar los materiales desde la planta baja del almacén hasta 
el primero y segundo nivel del mismo, esto se puede observar en la vista isométrica 
SO de la figura 3.1. 
 
34 
 
 
 
Dentro del sistema mecánico instalado se encuentran diversos equipos, los cuales 
acoplados y con el control necesario servirán para el transporte de los materiales. 
Los equipos instalados en el sistema de recibo de materiales se pueden observar en 
la figura 3.2, así como el código o clave con la que se pueden encontrar de aquí en 
adelante en la descripción del equipo. 
 
 
 
 
Nivel 1 
Nivel 2 
Nivel 3 
Fig. 3.1. Vista Isométrica SO del dibujo en 3D del sistema de recibo. 
 
 
35 
 
Fig. 3.2 Distribución de elementos mecánicos en el sistema de recibo. 
Todo el equipo instalado en el sistema cuenta con un nombre el cual es de utilidad 
para la identificación y el control del mismo, dichos nombres se pueden observar en 
la figura 3.3. 
 
Fig. 3.3. Vista Superior del Sistema de Recibo con los equipos con nombres asignado. 
 
36 
 
3.1.2. Sistema de surtido de pedidos. 
El sistema de surtido de pedidos esta de igual forma instalado y requiere del control 
para su debido funcionamiento. El sistema como se puede ver en la figura 3.4 consta 
de cuatro niveles por los cuales deben de circular los productos. 
 
Fig. 3.4. Vista Isométrica SE del dibujo en 3D del sistema de surtido de pedidos. 
 
 
NIVEL 1 
Nivel 1 
Nivel 3 
Nivel 2
 
 Nivel 3 
Nivel 
Intermedio 
 
37 
 
Este sistema de igual forma ya cuenta con una serie de equipos instalados para el 
transporte de materiales y así mismo ya se cuentan con claves para reconocer a 
cada equipo, los diversos elementos con que cuenta dicho sistema se pueden 
observar en la figura 3.5. 
 
Fig. 3.5. Distribución de elementos mecánicos en el sistema de surtido. 
De igual forma que en el sistema de recibo en este sistema todos los equipos 
instalados cuentan con un nombre asignado para su identificación y control. Dichos 
nombres se pueden consultar en la figura 3.6. 
1. Transportador de 
rodillos de acumulación 
(IV) 
2. Transportador de 
rodillos con 
transferencia (TR) 
3. Transportador de 
gravedad (GC) 
4. Banda Transportadora 
(BC) 
5. Curva de rodillos de 45° 
(RC) 
6. Curva de rodillos de 90° 
(RC) 
7. Merge (MG) 
8. Desviador (DIV) 
9. Elevador 
 
38 
 
 
 
 
 
3.2. DESCRIPCIÓN INDIVIDUAL DE EQUIPOS 
Dentro de los dos sistemas se encuentran instalados diversos equipos, como se 
puede observar en las imágenes anteriores, dichos equipos trabajan de diferentes 
maneras y requieren de diversas señales de control para determinar su 
comportamiento. A continuación se presenta una explicación individual de los 
diferentes equipos instalados para poder comprender su funcionamiento y sus 
requerimientos de trabajo. 
 
 
 
 
Fig. 3.6. Vista Superior de los cuatro niveles del sistema de recibo con nombres 
asignados. 
 
39 
 
3.2.1. Transportador de rodillos de acumulación motorizado con transferencia 
El transportador de rodillos de acumulación motorizado con transferencia (ver figura 
3.7) consta de una tarjeta de programación (z-Card) donde se pueden activar los 
rodillos y bandas que incluye el equipo mediante sensores embebidos en el 
mecanismo y/o señales externas como un PLC, así como la alimentación directa 
desde la fuente de alimentación (24VCD). 
 
La serie de rodillos son impulsados mediante un motor de 24 VCD con un flujo desde 
downstream a upstream (extremos del equipo de acuerdo al flujo de los rodillos). 
Por otro lado, es capaz de transferir (cambiar dirección) el material que esté 
transportando mediante unas bandas activadas por sensores infrarrojos que cuando 
detectan algo levantan las bandas, transfieren, después de transferir bajan las 
bandas y automáticamente los rodillos se accionan. 
Este tipo de transferencias en el sistema trabajan en pares, en donde se reciben las 
cajas desde downstream y los equipos tienen la capacidad de permitir que la caja 
siga en la misma dirección o desviar 90° en la primera transferencia y otros 90° en 
la segunda transferencia. 
El control de cada uno de estos dispositivos es dependiente de la posición en la que 
se encuentren ya que si se habla de la primera de las transferencias de cada par 
esta necesitará la orden de desviar o no desviar las cajas, la segunda transferencia 
Fig. 3.7 Transportador de rodillos de acumulación motorizado con transferencia, 
Marca Interroll 
 
40 
 
al estar conectada por medio de sus propias tarjetas de control con la primera y 
trabajar en conjunto no necesita que se le proporcione ninguna señal de control 
adicional. 
3.2.2. Transportador de rodillos de acumulación motorizado 
El transportador de rodillos de acumulación motorizado (ver figura 3.8) consta de una 
tarjeta de programación (z-Card) donde se pueden activar los rodillos que incluye el 
equipo mediante sensores fotoeléctricos embebidos en el mecanismo y/o señales 
externas como un PLC así como la alimentación directa desde la fuente de 
alimentación (24 VCD). 
 
La serie de rodillos son impulsados mediante un motor de 24 VCD con un flujo desde 
downstream a upstream (extremos del equipo de acuerdo al flujo de los rodillos). 
Es capaz de transportar material por los rodillos en base a señales recibidas en la 
tarjeta de programación enviadas por los sensores fotoeléctricos que dividen al 
transportador en zonas, es decir si el sensor es interrumpido, los rodillos son 
activados en su zona correspondiente para que el material siga en movimiento, 
también puede darse el caso de que la zona siguiente esté ocupada por material (el 
sensor también está interrumpido), entonces los rodillos se apagan automáticamente 
para que el material no choque con el de la siguiente zona. 
La función general de estos equipos dentro del sistema es transportar las cajas 
desde downstream a upstream. Cada una de las zonas que dividen a estos equipos 
Fig. 3.8. Transportador de rodillos de acumulación motorizado, Marca Interroll 
 
41 
 
está conformada por 4 rodillos, un motor con un sistema de transmisión de 
movimiento que desplaza simultáneamente loscuatros rodillos y una fotocelda que 
detecta si la zona está ocupada o no. 
Para el control de estos dispositivos no se requiere de ninguna señal de control 
adicional, el sistema con su propio control es adecuado para el funcionamiento del 
sistema. Para poder controlar otros dispositivos se toman señales de las fotoceldas 
de la primera o última zona de diversos equipos. 
 
3.2.3. Curva de 90° transportador de rodillos de acumulación motorizado 
La curva de 90° transportador de rodillos de acumulación motorizada (ver figura 3.9) 
consta de dos zonas de acumulación compuesta de rodillos que juntas hacen una 
curva de 90°. 
 
La serie de rodillos son impulsados mediante un motor de 24 VCD con un flujo desde 
downstream a upstream (extremos del equipo de acuerdo al flujo de los rodillos). 
Es capaz de transportar material por los rodillos de acuerdo a las señales recibidas 
de los sensores fotoeléctricos que dividen al transportador en dos zonas, es decir si 
el sensor es interrumpido, los rodillos son activados en su zona correspondiente para 
que el material siga en movimiento, también puede darse el caso de que la zona 
siguiente esté ocupada por material (el sensor también está interrumpido), entonces 
los rodillos se apagan automáticamente para que el material no choque con el de la 
siguiente zona. 
Fig. 3.9. Curva de 90° de transportador de rodillos de acumulación motorizado, 
Marca Interroll 
 
42 
 
Su función es desviar la trayectoria de las cajas 90°, a diferencia de las transferencias 
en las cuales se cuentan con una entrada y dos salidas, estos equipos solo cuentan 
con una entrada y una salida. 
No se necesitan señales de control adicionales para el funcionamiento de este 
equipo. 
3.2.4. Curva de 45° transportador de rodillos de acumulación motorizado 
 La curva de 45° transportador de rodillos de acumulación motorizada (ver figura 
3.10) consta de una zona de acumulación compuesta de rodillos que hacen una 
curva de 45°. 
 
La serie de rodillos son impulsados mediante un motor de 24 VCD con un flujo desde 
downstream a upstream (extremos del equipo de acuerdo al flujo de los rodillos). 
Es capaz de transportar material por los rodillos de acuerdo a las señales recibidas 
del sensor fotoeléctrico, es decir si el sensor es interrumpido, los rodillos son 
activados en su zona correspondiente para que el material siga en movimiento, 
también puede darse el caso de que la zona siguiente esté ocupada por material (el 
sensor también está interrumpido), entonces los rodillos se apagan automáticamente 
para que el material no choque con el de la siguiente zona. 
De la misma forma que el equipo anterior estas curvas desvían las cajas 45° y solo 
cuentan con una entrada y una salida. Para el control no se requieren señales 
adicionales. 
Fig. 3.10 Curva de 45° de transportador de rodillos de acumulación motorizado, 
Marca Interroll 
 
43 
 
3.2.5. Banda transportadora motorizada 
La banda transportadora motorizada (ver figura 3.11) cuenta con una unidad motriz 
capaz de transportar material a una velocidad de 120 ppm (pies por minuto) a través 
de ella siempre y cuando esté alimentada. 
La alimentación trifásica eléctrica de ésta es de 230 VCA a 60 Hz. 
Cuenta con una protección lateral de 100 mm que asegura el material a transportar. 
La unidad motriz es montada de acuerdo al sentido que se requiera. La banda está 
elaborada por dos capaz de poliéster 
Este equipo es utilizado dentro del sistema para el ascenso o el descenso de material 
de un nivel a otro. 
Para el control del funcionamiento de este equipo se requiere intervenir con el 
encendido y el apagado del motor de corriente alterna con que cuenta dicha banda. 
 
3.2.6. Transportador de gravedad de rodillos 
Los rodillos del transportador de gravedad de rodillos (ver figura 3.12) pueden girar 
libremente, como su nombre lo indica trabaja en base a la gravedad ya que el 
material de acuerdo a su peso puedo avanzar libremente a través de ella dejando 
una leve inclinación entre sus extremos. Es decir no requiere alimentación eléctrica. 
Son utilizados para colocar las cajas sobre de ellos y los operadores tengan acceso 
a ellas y sean retiradas del equipo. 
Fig. 3.11 Banda transportadora motorizada, Marca Interroll 
 
44 
 
No se requiere de ninguna señal de control para el funcionamiento del equipo, como 
medida de seguridad se instaló un sensor fotoeléctrico en cada transportador de 
gravedad para determinar cuando el equipo está lleno y no se debe colocar ninguna 
caja adicional sobre de él. 
3.2.7. Transportador de rodillos motorizado – Merge 
El transportador de rodillos motorizado – Merge (ver figura 3.13) consta de una 
tarjeta de programación (z-Card) donde se pueden activar los rodillos que incluye el 
equipo mediante sensores fotoeléctricos embebidos en el mecanismo y/o señales 
externas como un PLC así como la alimentación directa desde la fuente de 
alimentación (24 VCD). 
La serie de rodillos son impulsados mediante un motor de 24 VCD con un flujo desde 
downstream a upstream (extremos del equipo de acuerdo al flujo de los rodillos). 
Es capaz de transportar material por los rodillos en base a señales recibidas en la 
tarjeta de programación enviadas por el sensor fotoeléctrico, es decir si el sensor es 
interrumpido, los rodillos son activados en su zona correspondiente para que el 
Fig. 3.12. Transportador de gravedad de rodillos, Marca Interroll 
Fig. 3.13. Transportador de rodillos motorizado – Merge, Marca Interroll 
 
45 
 
material siga en movimiento, también puede darse el caso de que la zona siguiente 
esté ocupada por material (el sensor también está interrumpido), entonces el 
accionamiento de los rodillos se apaga automáticamente para que el material no 
choque con el de la siguiente zona (en este caso la zona a unir), además cuenta con 
otra función: unir un transportador de acumulación con otro y transportar material 
entre ellos dando prioridad al que está ingresando en diagonal. 
Este equipo une dos líneas de transportadores y permite la mezcla del material 
transportador, es empleado para recircular las cajas en el primer nivel si es que 
dichas cajas no fueron desviadas de manera correcta. 
Al igual que la mayoría de equipos este sistema cuenta con su propio control el cual 
mezcla las cajas dejando pasar una de cada lado, se determinó que el 
funcionamiento tal cual está es correcto para el sistema, por lo tanto no requiere 
señales de control adicional para que trabaje. 
 
3.2.8. Transportador de rodillos motorizado - Desviador 
El transportador de rodillos motorizado – Desviador (ver figura 3.14) consta de una 
tarjeta de programación (z-Card) donde se pueden activar los rodillos que incluye el 
equipo mediante sensores fotoeléctricos embebidos en el mecanismo y/o señales 
externas como un PLC así como la alimentación directa desde la fuente de 
alimentación (24 VCD). 
Fig. 3.14. Transportador de rodillos motorizado – Desviador Marca. Interroll 
 
46 
 
La serie de rodillos son impulsados mediante un motor de 24 VCD con un flujo desde 
downstream a upstream (extremos del equipo de acuerdo al flujo de los rodillos). Por 
otro lado las ruedas son activadas mediante una señal externa al equipo, esta puede 
venir desde un PLC, al activarse giran para avanzar y giran para cambiar el sentido 
de flujo y poder desviar el material a transportar. 
Es capaz de transportar material por los rodillos en base a señales recibidas en la 
tarjeta de programación enviadas por el sensor fotoeléctrico, es decir si el sensor es 
interrumpido, los rodillos son activados en su zona correspondiente para que el 
material siga en movimiento, también puede darse el caso de que la zona siguiente 
esté ocupada por material (el sensor también está interrumpido), entonces los 
rodillos se apagan automáticamente para que el material no choque con el de la 
siguiente zona. 
Estos equipos cumplenla función de desviar 45° o no desviar las cajas, son utilizados 
en el primer nivel del sistema de surtido para distribuir las cajas en las cinco líneas 
disponibles para surtido. 
Para controlar este equipo se requieren dos señales de control adicionales, una para 
indicarle al sistema que debe desviar el material y otra para indicarle que no debe 
desviarlo. De la misma forma el equipo por medio de sus sensores y su tarjeta de 
control entrega una señal para confirmar el desvió y otra para confirmar el no desvío. 
 
3.2.9. Elevador (177”) 
El elevador de 177” (ver figura 3.15) está constituido por un motoreductor, y una 
estructura de aluminio para levantar material de 46 Kg. como máximo a una altura 
de 177”. La alimentación eléctrica requerida por este equipo es de 230 VCA con tres 
fases a 60 Hz. 
 
 
47 
 
El método de elevación se realiza mediante una polea montada en la parte superior 
del elevador y dos correas dentadas y una plataforma compuesta de dos correas 
dentadas y las especificaciones necesarias para ensamblar un transportador de 
rodillos de acumulación motorizado. 
Incluye finales de carrera, sensores de proximidad y sensores ópticos, con los cuales 
con una señal externa puedes reducir velocidad o detener el elevador a la distancia 
requerida. No se garantiza la seguridad ni el control del equipo, esto se debe realizar 
desde señales externas a éste. 
 
3.2.10. Elevador (322”) 
El elevador de 322”” (ver figura 3.16) está constituido por un motoreductor, y una 
estructura de aluminio para levantar material de 46 Kg. como máximo a una altura 
de 322”. La alimentación eléctrica requerida por este equipo es de 230 VCA con tres 
fases a 60 Hz. 
El método de elevación se realiza mediante una polea montada en la parte superior 
del elevador y dos correas dentadas y una plataforma compuesta de dos correas 
dentadas y las especificaciones necesarias para ensamblar un Transportador de 
rodillos de acumulación motorizado. 
Fig. 3.15 Elevador 177”, Marca. Interroll 
 
48 
 
Incluye finales de carrera, sensores de proximidad y sensores ópticos, con los cuales 
con una señal externa puedes reducir velocidad o detener el elevador a la distancia 
requerida. No se garantiza la seguridad ni el control del equipo, esto se debe realizar 
desde señales externas a éste. 
Tanto el elevador de 177” (figura 3.15) como el de 322” (figura 3.16) son empleados 
en el sistema de surtido para el descenso de material de un nivel a otro, a diferencia 
de las bandas transportadoras donde el descenso o ascenso es gradual, en este 
equipo el descenso es de forma vertical. 
Ambos sistemas cuenta con sensor de alto-alto y bajo-bajo que indican que la cuna 
del elevador ha salido de su rango máximo de operación, con un sensor de 
proximidad por cada nivel del sistema que servirá para indicarle al elevador que está 
por llegar a su posición y un sensor de posición por cada nivel al que llega el elevador 
que indicará que la cuna del elevador se encuentra en determinado nivel. 
En elevador se deben de efectuar dos controles distintos, uno para controlar el 
ascenso y descenso de la cuna del elevador y otro control para la cuna del elevador, 
para que las cajas ingresen o abandonen la cuna del elevador. 
Para controlar el nivel del elevador se necesita controlar el motor de corriente alterna 
con que cuenta el mismo, para dicha función se hará uso de un variador de velocidad 
Fig. 3.16. Elevador 322”, Marca Interroll 
 
49 
 
por cada elevador. Para controlar la cuna del elevador se requiere mandar señal a la 
tarjeta de control de la misma para que reciba o retire material. 
 
3.3. OPERACIÓN DEL SISTEMA. 
Según los requerimientos del almacén el principio de funcionamiento del sistema 
estará regido por una base de datos y por códigos de barras asignados a cada caja 
que se desee transportar. A continuación se presenta una descripción detallada tanto 
del sistema de recibo como del sistema de surtido. 
 
3.3.1. Funcionamiento del sistema de recibo. 
En la figura 3.17 se indican las rutas posibles a seguir por las cajas en el sistema de 
recibo de materiales, este proceso se explica a continuación. 
El inicio de proceso para el manejo de materiales en el área de recibo es a nivel de 
piso, donde se colocan las cajas sobre el transportador de acumulación una a una y 
dándole la separación propia requerida por el sistema. 
Antes de cada desviación se encontrará un escáner el cual al pasar una caja lee el 
código de barras, esta lectura es tomada por el PLC y enviada a la base de datos 
quien responderá diciendo si la caja es desviada o no. 
Si la caja se debe desviar o avanzar, el sistema valorara si existe el espacio 
necesario para avanzar o transferir, de caso contrario, esperara a que se desocupe 
la zona. 
Hacia adelante el avance será de modo automático y en la zona de gravedad 
(acumulación) la caja deberá ser retirada de manera manual por el operador. 
 
50 
 
 
Fig. 3.17. Posibles rutas a seguir por las cajas 
 
3.3.2. Funcionamiento del sistema de surtido. 
Se denomina estación de picking (PK), a las transferencias donde las cajas serán 
desviadas para el surtido de los pedidos y su funcionamiento es el siguiente. 
El inicio de proceso para surtido de pedidos en el área de Sorter & Picking se 
encuentra en el nivel 3, es aquí donde se colocan las cajas vacías con una etiqueta 
de códigos de barras estas cajas viajarán a lo largo del sistema y serán surtidas a 
todo lo largo de su recorrido. 
Antes de cada desviación se encuentra un escáner el cual al pasar una caja lee el 
código de barras, esta lectura es tomada por el PLC y enviada a la base de datos 
quien responderá diciendo si la caja es desviada o avanzada. 
 
51 
 
Si la caja se debe desviar o avanzar, el sistema valorara si existe el espacio 
necesario para avanzar o transferir, de caso contrario, esperara a que se desocupe 
la zona. 
Hacia adelante el avance será de modo automático y en la zona de gravedad 
(acumulación) la caja deberá ser retirada de manera manual por el operador. 
 Las estaciones de trabajo (Picking) son: 
 PK1 ubicado en el Nivel 3 Transferencia 1 
 PK2 ubicado en el Nivel 3 Transferencia 2 
 PK3 ubicado en el Nivel 2 Transferencia 1 
 PK4 ubicado en el Nivel 2 Transferencia 2 
 PK5 ubicado en el Nivel 2 Transferencia 3 
En la zona antes del sorter se encuentra una báscula de pesaje y un lector de códigos 
de barras, los cuales le indican a la base de datos que caja pasó y el peso que lleva, 
de esta manera la base de datos le indicará al sistema con un número del 1 al 5, 
donde debe ser desviada esa caja o 99 si debe ser recirculada. 
Si el peso no corresponde, la caja será enviada a la línea número 5, si no se lee el 
código de barras la caja será recirculada. 
En la figura 3.18 se indican las zonas de picking en el sistema de surtido de 
materiales. 
 
 
52 
 
 
Fig. 3.18. Vista Isométrica SE del dibujo 3D del sistema de recibo con áreas de picking. 
 
 
 
 
 
 
 
 
53 
 
CAPÍTULO IV 
HARDWARE PARA LA AUTOMATIZACIÓN 
A lo largo de este capítulo se presentarán todos los equipos y elementos 
seleccionados para poder implementar la automatización del sistema, se mostrarán 
entre otras cosas una arquitectura de red y así mismo todos los diagramas de 
conexión de los elementos constitutivos del sistema. 
Para poder entender lo que se pretende realizar con el diseño de la automatización 
se mostrará a continuación una propuesta operativa para el funcionamiento del 
sistema. 
4.1 PROPUESTA OPERATIVA DE FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA 
Cada caja será etiquetada para identificación del producto para el área de surtido y 
recibo. Tendrán un tiempo de vida limitado a la duración de la existencia de los 
productos en el almacén. 
El material de las etiquetas será de papel, y el medio de impresión será mediante 
transferencia por un ribbon. El código propuesto es Code 128.

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