En el presente trabajo se detallan las ampliaciones y mejoras realizadas al sistema de llenado selectivo de envases basado en tecnología RFID/NFC (Identificación por Radio Frecuencia / Comunicación de Campo Cercano) presentado en el marco del WICC2018. Habiéndose logrado ejemplificar cómo las tecnologías de RFID/NFC se pueden emplear en procesos productivos, tanto para sumar inteligencia al proceso como para mejorar la trazabilidad del producto, se continuó trabajando sobre el sistema mejorando los aspectos mecánicos, incorporando una etapa de etiquetado previa y ampliando el software para permitir la trazabilidad de toda la cadena de suministros. El sistema está formado por un conjunto de elementos electroneumáticos, un controlador lógico programable, PLC por sus siglas en inglés, un módulo de expansión de entradas y salidas, sensores y por una computadora. Se detalla el hardware empleado, así como el programa del PLC y el software desarrollado.Eje: Innovación en Sistemas de Software.Red de Universidades con Carreras en Informátic

Domínguez, Facundo

García, Federico

Kumvich, Augusto

Lupi, Daniel

Rodríguez, Carlos

Slawiski, Javier

Zaradnik, Ignacio J.

Spanish

SEDICI - Repositorio de la UNLP

Desarrollo experimental en Industria 4.0: Ampliación y 
mejoramiento de un sistema de llenado selectivo de envases 
con tecnología RFID/NFC. 
 
Lupi, Daniel1,2; Zaradnik, Ignacio1; Dominguez, Facundo1; Rodriguez, Carlos1; 
Kumvich, Augusto1; Slawiski, Javier1; García, Federico1. 
1Laboratorio de Inteligencia Ambiental Departamento de Ingeniería e Investigaciónes 
Tecnológicas, Universidad Nacional de la Matanza. Buenos Aires, Argentina; 2Fundación 
Argentina de Nanotecnología. Buenos Aires, Argentina  
izaradnik@unlam.edu.ar 
 
RESUMEN 
En el presente trabajo se detallan las 
ampliaciones y mejoras realizadas al sistema de 
llenado selectivo de envases basado en 
tecnología RFID/NFC (Identificación por Radio 
Frecuencia / Comunicación de Campo Cercano) 
presentado en el marco del WICC2018 [4]. 
Habiéndose logrado ejemplificar cómo las 
tecnologías de RFID/NFC se pueden emplear 
en procesos productivos, tanto para sumar 
inteligencia al proceso como para mejorar la 
trazabilidad del producto, se continuó 
trabajando sobre el sistema mejorando los 
aspectos mecánicos, incorporando una etapa de 
etiquetado previa y ampliando el software para 
permitir la trazabilidad de toda la cadena de 
suministros. El sistema está formado por un 
conjunto de elementos electroneumáticos, un 
controlador lógico programable, PLC por sus 
siglas en inglés, un módulo de expansión de 
entradas y salidas, sensores y por una 
computadora. Se detalla el hardware empleado, 
así como el programa del PLC y el software 
desarrollado.  
Palabras Clave: Identificación por Radio 
Frecuencia (RFID), Comunicación de Campo 
Cercano (NFC), Trazabilidad, Controlador 
lógico programable (PLC), Industria 4.0. 
 
CONTEXTO 
El presente trabajo es parte de lo realizado en el 
marco del proyecto “Utilización de electrónica 
impresa para el desarrollo de sistemas de 
seguimiento, identificación y trazabilidad de 
productos manufacturados”, el cual se viene 
desarrollando en los últimos años en el contexto 
del Laboratorio de Inteligencia Ambiental del 
Departamento de Ingeniería e Investigaciones 
Tecnológicas de la Universidad Nacional de la 
Matanza [1][2][3][4][5][6]. Este trabajo se 
realizó con fondos provenientes del Programa 
de Investigaciones PROINCE y de un subsidio 
PICTO del ministerio de Ciencia Tecnología e 
Innovación Productiva. 
 
1. INTRODUCCION 
Tal como se plantea en “Utilización de 
tecnología RFID/NFC para el desarrollo de un 
sistema de llenado selectivo de envases” [4], los 
avances en distintas áreas tecnológicas han 
dado origen a una nueva industria, la industria 
4.0. Este nuevo paradigma plantea dos temas 
principales [7]: las fábricas inteligentes y la 
manufactura inteligente. El primero de ellos 
tiene como objetivo estudiar el sistema de 
producción inteligente y lograr instalaciones de 
producción distribuidas en red, mientras el 
segundo está relacionado con la gestión de la 
logística de producción completa de la empresa, 
la interacción hombre–computadora y las 
tecnologías de impresión 3D en procesos 
industriales.  
Este trabajo involucra aspectos de ambos temas: 
el llenado selectivo asociado a la fabricación 
inteligente y la identificación por RFID/NFC 
asociado a la manufactura inteligente.  
 
2. LINEAS DE INVESTIGACION y 
DESARROLLO 
El desarrollo del sistema de llenado selectivo es 
una parte de un sistema más complejo, el cual 
busca ejemplificar el uso de dispositivos 
RFID/NFC, realizados a través de electrónica 
impresa, en la trazabilidad de productos 
manufacturados en toda la cadena de 
suministros, es decir desde el ingreso de la 
materia prima para la fabricación hasta el 
usuario final.   
 
3. RESULTADOS OBTENIDOS 
 
3.1. Descripción General  
Cada uno de los envases a ser llenados será 
introducido al comienzo de la línea de 
producción, momento en el cual se detectará 
por un sensor óptico y se activará la cinta 
transportadora. El envase avanzará hasta la 
posición de etiquetado, donde se detectará por 
un nuevo sensor y se detendrá su movimiento. 
El sistema de etiquetado cuenta con un conjunto 
de rodillos que harán girar el envase mientras 
que la etiqueta es despegada y adherida al 
mismo. En la figura N°1 se puede apreciar el 
sistema de etiquetado. 
 
 
Figura N°1. Sistema de etiquetado. 
 
Finalizado el proceso de etiquetado, la cinta 
transportadora se activará nuevamente y el 
envase pasará por un lector NFC, que luego de 
leer el tag incorporado, lo identificará. En 
función de la identificación realizada será el 
proceso de llenado que se produzca, y una vez 
finalizado este los datos de trazabilidad serán 
grabados en el tag por otro lector de NFC 
ubicado al final de la etapa. La figura N°2 
presenta una imagen del dispositivo 
electroneumático encargado de realizar el 
llenado. El mismo está formado por una cinta 
transportadora, sensores ópticos para la 
detección del envase, dos lectores/grabadores 
de NFC (uno para identificación del envase y 
otro para la grabación de los datos de 
trazabilidad del proceso) y varios elementos 
electroneumáticos para la etapa de etiquetado y 
llenado del envase. 
 
 
Figura N°2. Dispositivo electroneumático. 
 
El control del dispositivo electroneumático se 
lleva a cabo por medio de un PLC, o PLR (Relé 
Lógico Programable), y un módulo de 
expanción de entradas y salidas, ambos de la 
firma Siemens. El módulo de expansión se 
incorporó a raíz del agregado de la etapa de 
etiquetado. La computadora con la cual cuenta 
el sistema, a través de un software realizado a 
medida, se encarga del manejo de los 
lectores/grabadores de NFC y de indicar al PLC 
si debe realizar el proceso de llenado o no, lo 
cual se determina en función de la lectura del 
tag NFC en el envase. En la figura N°2 se 
puede apreciar el tablero en donde se encuentra 
montado el PLC y el módulo de expansión.  
 
3.2. Desarrollo 
Si bien al momento de la implementación del 
sistema se avanzó con las tareas de diseño y 
fabricación de los tags con electrónica impresa, 
los cuales se pretenden imprimir en las 
etiquetas, los resultados obtenidos no fueron 
satisfactorios. La figura N°3 presenta una 
imagen de uno de los modelos realizados, 
mientras que en la figura N°4 se puede apreciar 
el problema en la continuidad de los trazos 
presente en las partes curvas de la antena. 
Como consecuencia de lo expuesto, se 
continuaron empleando los tags comerciales 
basados en el chip NTAG203 de NXP [8]. Si 
bien hubiera sido conveniente contar con un 
rollo de los mismos, a fin de usarlos 
directamente como las etiquetas e integrarlos al 
proceso, sus costos imposibilitaron su 
adquisición. Por lo tanto, en el proceso de 
etiquetado se emplearon etiquetas 
convencionales, como se puede ver en la figura 
N°2, y los tags fueron colocados manualmente. 
 
 
Figura N°3. Tag realizado por electrónica 
impresa. 
 
Figura N°4. Problemas de continuidad en trazos 
curvos. 
 
Los lectores empleados para la aplicación están 
basados en el chip PN532 de NXP [9], los 
cuales se comunican con la computadora a 
través de la interfaz UART. 
El nuevo software desarrollado, presenta las 
siguientes mejoras respecto a su versión 
anterior: 
 
• En el programa se implementó una 
estructura de módulos y submódulos 
similar a la de un sistema ERP, 
permitiendo a futuro agregar nuevas 
funciones de una manera fácil y 
organizada. 
• Se incremento el número de tablas de la 
estructura de bases de datos, de las tres 
implementadas en la primera versión se 
llevó a diecinueve en la actual.  
 
La figura N°5 presenta la pantalla principal del 
nuevo sistema, en donde se pueden apreciar los 
distintos módulos con que debería contar, 
habiéndose implementado hasta el momento los 
módulos de Productos y Producción y 
encontrándose en desarrollo el de Logística. En 
la figura N°6 se puede ver la pantalla del 
módulo de Productos, la cual no cuenta con 
submódulos y a través de ellas se puede dar de 
Alta, Baja y Modificar los productos fabricados. 
La figura N°7 muestra la pantalla asociada al 
módulo de Producción, en donde se pueden ver 
los distintos submódulos desarrollados. 
  
 
Figura N°5. Pantalla principal del Sistema. 
 
 
Figura N°6. Módulo Productos. 
 
El submódulo Administrador de producción se 
encarga de controlar el stock de la materia 
prima utilizada en la producción. Realiza los 
pedidos correspondientes en el momento 
adecuado para mantener un mínimo stock y 
asegurar un continuo funcionamiento de la línea 
de producción. Organiza en lotes los productos 
solicitados en los pedidos recibidos, para 
maximizar la cantidad de productos iguales 
fabricados consecutivamente, consiguiendo así 
una mayor productividad. 
 
 
Figura N°7. Módulo Producción. 
 
A través del submódulo Grabación de productos 
se graban los tags de los envases vacíos con los 
datos iniciales de producción. El submódulo 
Identificación de producto se encarga de 
identificar los productos en el proceso 
productivo y definir la acción que se debe 
realizar. El submódulo Grabación/Conteo 
/Empaquetado se encarga de grabar los datos de 
producción en los tags de los envases. Este 
submódulo también realiza un conteo de los 
productos procesados para, en el posterior 
proceso de empaquetado, indicarle a la línea de 
producción cuando una caja debe cerrarse ya 
sea por estar llena, o por haberse completado la 
cantidad de unidades de un producto solicitada 
por un cliente. El submódulo Pallet realiza el 
control de las cajas que se empaquetan en cada 
pallet, almacenando esta información en la base 
de datos para un correcto seguimiento.  
Finalmente, el submódulo Lector de etiquetas 
permite leer cualquier tipo de tag, ya sean tags 
de envases, productos o pallets. 
Automáticamente se detecta el tipo de tag leído, 
y se muestra la información almacenada en 
cada uno de sus campos. 
Para el desarrollo de la aplicación de la 
computadora se empleó la versión de prueba de 
LabWindows/CVI [10], el cual es un entorno de 
desarrollo integrado ANSI C de National 
Instruments que incluye herramientas de 
ingeniería con bibliotecas integradas para 
análisis y diseño de UI (interfaces de usuario). 
Como base de datos se empleó MySQL [11], el 
cual es un sistema de bases de datos relacional, 
multihilo y multiusuario con licencia GNU 
GPL. 
Para la programación del PLC se analizaron las 
distintas entradas y salidas involucradas en el 
proceso, las cuales aumentaron a raíz de la 
incorporación del sistema de etiquetado, y el 
funcionamiento general del dispositivo 
electroneumático. En base al análisis realizado, 
se dividió el proceso en pasos secuenciales, 
donde cada uno de ellos depende de la 
finalización del paso anterior, y se implemento 
el programa a través de diagramas de funciones 
(FUP de la palabra alemana Funktionsplan), 
programación basada en bloques lógicos del 
tipo Set-Reset, Timer y AND y OR, ya que al 
programador le ofrece rapidez y agilidad en 
dicho proceso.  
El aumento de la complejidad del nuevo 
proceso se refleja claramente en el diagrama de 
funciones generado. Mientras que la versión 
anterior, que solo identificaba y llenaba el 
envase, contaba con cuatro entradas y cuatro 
salidas discretas, nueve pasos de secuencias 
utilizando cuarenta y dos bloques de funciones 
contenido en un diagrama de aproximadamente 
dos hojas, la nueva versión consta de cinco 
entradas y ocho salidas discretas, diecinueve 
pasos de secuencias utilizándose sesenta y tres 
bloques de funciones representado en un 
diagrama de cuatro hojas. La figura N°8 y N°9 
presentan la primara hoja de ambos diagramas. 
 
3.3. Conclusiones 
Al igual que el sistema desarrollado 
previamente, el nuevo sistema representa un 
claro ejemplo de cómo las tecnologías de 
RFID/NFC se pueden emplear en los procesos 
productivos, tanto para sumar inteligencia al 
proceso como para mejorar la trazabilidad del 
producto. 
Las mejoras realizadas, tanto a nivel hardware 
como a nivel software, han permitido aumentar 
la flexibilidad del sistema, encuadrándose aún 
más dentro de los conceptos de Industria 4.0. 
Como trabajo futuro está previsto continuar con 
la ampliación del sistema, incluyendo la etapa 
de embalaje posterior, que no llegó a 
implementarse en este periodo. En lo que 
respecta al software, se plantea finalizar el 
módulo de Logística.  
4. FORMACION DE RECURSOS 
HUMANOS 
El ámbito de este proyecto permitió tanto la 
formación grupal del equipo de trabajo, así 
como la individual de cada uno sus miembros y 
colaboradores. La formación grupal busco 
generar conocimiento en el área de la 
electrónica impresa y cómo su aplicación puede 
mejorar los procesos de manufactura. En lo que 
respecta a la formacion individual, se enumera a 
continuación: Ignacio Zaradnik la gestión de 
grupos de trabajos, Javier Slawiski la 
interpretacion de normas y estandares, Monica 
Canziani la revison bibligrafica y la elaboración 
de estados del arte, Facundo Domínguez el 
diseño de aplicaciones de software, Diego 
Turconi el diseño de aplicaciones de sistemas 
embebidos y tanto Augusto Kumvich, Federico 
García como Carlos Rodriguez la 
automatizacion de procesos  con RFID y PLC. 
 
 
Figura N°8. Diagrama versión anterior. 
 
 
 
Figura N°9. Diagrama nueva versión. 
 
 
 
5. REFERENCIAS 
[1] Canziani; Lupi; Ortiz; Slawiski; Zaradnik, 
“Tecnologías inalámbricas para sistemas de 
seguimiento, identificación y trazabilidad 
de productos”. uEA 2016, San Luis, 
Argentina. ISBN  978-987-733-068-7. 
[2] Lupi; Zaradnik; Turconi; Dominguez, 
“Sistema de visualización de precios para 
supermercados”. CASE 2017, Bs.As., 
Argentina. ISBN: 978-987-46297-3-9. 
[3] Canziani; Zaradnik; Tantignone; Lupi; 
Villares Had, “Procesos Tecnológicos, 
Tintas y Sustratos empleados en 
Electrónica Impresa”. uEA 2017, Cordoba, 
Argentina. 
[4] Lupi; Zaradnik; Dominguez; Rodriguez; 
Kumvich; Slawiski; García, “Utilización de 
tecnología RFID/NFC para el desarrollo de 
un sistema de llenado selectivo de envases. 
Industria 4.0”. WICC 2018, Corrientes, 
Argentina.  
[5] Lupi; Zaradnik; Canziani; Ortiz; Villares 
Had; Turconi, “Introducing Printed 
Electronics in the Electronic Engineering 
career”. EDULearn 2018, Palma de 
Mallorca, España. 
[6] Canziani; Zaradnik; Lupi; Slawiski; 
Turconi, “Desarrollo y calibración de un 
banco de testeo para tarjetas de RFID 
según ISO/IEC 10373-6”. uEA 2018, 
Catamarca, Argentina. 
 [7] Jiafu Wan; Hu Cai; Keliang Zhou, 
“Industrie 4.0: Enabling Technologies”. 
2015 International Conference on 
Intelligent Computing and Internet of 
Things (IC1T). 
[8]  NXP, “NTAG203 NFC Forum Type 2 Tag 
compliant IC with 144 bytes user”, Rev. 
3.0 — 17 October 2011. 
[9] NXP, “PN532/C1 Near Field 
Communication (NFC) controller”, 
https://www.nxp.com/docs/en/nxp/data-
sheets/PN532_C1.pdf, última visita 
09/03/2019. 
[10] National Instruments, 
http://www.ni.com/lwcvi/whatis/esa/, 
última visita 09/03/2019.  
[11] MySQL, https://www.mysql.com/, última 
visita 09/03/2019. 


Desarrollo experimental en industria 4.0: ampliación y mejoramiento de un sistema de llenado selectivo de envases con tecnología RFID/NFC

Servicio de Difusión de la Creación Intelectual

Desarrollo experimental en Industria 4.0: Ampliación y mejoramiento de un sistema de llenado selectivo de envases con tecnología RFID/NFC.  Lupi, Daniel1,2; Zaradnik, Ignacio1; Dominguez, Facundo1; Rodriguez, Carlos1; Kumvich, Augusto1; Slawiski, Javier1; García, Federico1. 1Laboratorio de Inteligencia Ambiental Departamento de Ingeniería e Investigaciónes Tecnológicas, Universidad Nacional de la Matanza. Buenos Aires, Argentina; 2Fundación Argentina de Nanotecnología. Buenos Aires, Argentina  izaradnik@unlam.edu.ar  RESUMEN En el presente trabajo se detallan las ampliaciones y mejoras realizadas al sistema de llenado selectivo de envases basado en tecnología RFID/NFC (Identificación por Radio Frecuencia / Comunicación de Campo Cercano) presentado en el marco del WICC2018 [4]. Habiéndose logrado ejemplificar cómo las tecnologías de RFID/NFC se pueden emplear en procesos productivos, tanto para sumar inteligencia al proceso como para mejorar la trazabilidad del producto, se continuó trabajando sobre el sistema mejorando los aspectos mecánicos, incorporando una etapa de etiquetado previa y ampliando el software para permitir la trazabilidad de toda la cadena de suministros. El sistema está formado por un conjunto de elementos electroneumáticos, un controlador lógico programable, PLC por sus siglas en inglés, un módulo de expansión de entradas y salidas, sensores y por una computadora. Se detalla el hardware empleado, así como el programa del PLC y el software desarrollado.  Palabras Clave: Identificación por Radio Frecuencia (RFID), Comunicación de Campo Cercano (NFC), Trazabilidad, Controlador lógico programable (PLC), Industria 4.0.  CONTEXTO El presente trabajo es parte de lo realizado en el marco del proyecto “Utilización de electrónica impresa para el desarrollo de sistemas de seguimiento, identificación y trazabilidad de productos manufacturados”, el cual se viene desarrollando en los últimos años en el contexto del Laboratorio de Inteligencia Ambiental del Departamento de Ingeniería e Investigaciones Tecnológicas de la Universidad Nacional de la Matanza [1][2][3][4][5][6]. Este trabajo se realizó con fondos provenientes del Programa de Investigaciones PROINCE y de un subsidio PICTO del ministerio de Ciencia Tecnología e Innovación Productiva.  1. INTRODUCCION Tal como se plantea en “Utilización de tecnología RFID/NFC para el desarrollo de un sistema de llenado selectivo de envases” [4], los avances en distintas áreas tecnológicas han dado origen a una nueva industria, la industria 4.0. Este nuevo paradigma plantea dos temas principales [7]: las fábricas inteligentes y la manufactura inteligente. El primero de ellos tiene como objetivo estudiar el sistema de producción inteligente y lograr instalaciones de producción distribuidas en red, mientras el segundo está relacionado con la gestión de la logística de producción completa de la empresa, la interacción hombre–computadora y las tecnologías de impresión 3D en procesos industriales.  Este trabajo involucra aspectos de ambos temas: el llenado selectivo asociado a la fabricación inteligente y la identificación por RFID/NFC asociado a la manufactura inteligente.   2. LINEAS DE INVESTIGACION y DESARROLLO El desarrollo del sistema de llenado selectivo es una parte de un sistema más complejo, el cual busca ejemplificar el uso de dispositivos RFID/NFC, realizados a través de electrónica impresa, en la trazabilidad de productos manufacturados en toda la cadena de suministros, es decir desde el ingreso de la materia prima para la fabricación hasta el usuario final.    3. RESULTADOS OBTENIDOS  3.1. Descripción General  Cada uno de los envases a ser llenados será introducido al comienzo de la línea de producción, momento en el cual se detectará por un sensor óptico y se activará la cinta transportadora. El envase avanzará hasta la posición de etiquetado, donde se detectará por un nuevo sensor y se detendrá su movimiento. El sistema de etiquetado cuenta con un conjunto de rodillos que harán girar el envase mientras que la etiqueta es despegada y adherida al mismo. En la figura N°1 se puede apreciar el sistema de etiquetado.   Figura N°1. Sistema de etiquetado.  Finalizado el proceso de etiquetado, la cinta transportadora se activará nuevamente y el envase pasará por un lector NFC, que luego de leer el tag incorporado, lo identificará. En función de la identificación realizada será el proceso de llenado que se produzca, y una vez finalizado este los datos de trazabilidad serán grabados en el tag por otro lector de NFC ubicado al final de la etapa. La figura N°2 presenta una imagen del dispositivo electroneumático encargado de realizar el llenado. El mismo está formado por una cinta transportadora, sensores ópticos para la detección del envase, dos lectores/grabadores de NFC (uno para identificación del envase y otro para la grabación de los datos de trazabilidad del proceso) y varios elementos electroneumáticos para la etapa de etiquetado y llenado del envase.   Figura N°2. Dispositivo electroneumático.  El control del dispositivo electroneumático se lleva a cabo por medio de un PLC, o PLR (Relé Lógico Programable), y un módulo de expanción de entradas y salidas, ambos de la firma Siemens. El módulo de expansión se incorporó a raíz del agregado de la etapa de etiquetado. La computadora con la cual cuenta el sistema, a través de un software realizado a medida, se encarga del manejo de los lectores/grabadores de NFC y de indicar al PLC si debe realizar el proceso de llenado o no, lo cual se determina en función de la lectura del tag NFC en el envase. En la figura N°2 se puede apreciar el tablero en donde se encuentra montado el PLC y el módulo de expansión.   3.2. Desarrollo Si bien al momento de la implementación del sistema se avanzó con las tareas de diseño y fabricación de los tags con electrónica impresa, los cuales se pretenden imprimir en las etiquetas, los resultados obtenidos no fueron satisfactorios. La figura N°3 presenta una imagen de uno de los modelos realizados, mientras que en la figura N°4 se puede apreciar el problema en la continuidad de los trazos presente en las partes curvas de la antena. Como consecuencia de lo expuesto, se continuaron empleando los tags comerciales basados en el chip NTAG203 de NXP [8]. Si bien hubiera sido conveniente contar con un rollo de los mismos, a fin de usarlos directamente como las etiquetas e integrarlos al proceso, sus costos imposibilitaron su adquisición. Por lo tanto, en el proceso de etiquetado se emplearon etiquetas convencionales, como se puede ver en la figura N°2, y los tags fueron colocados manualmente.   Figura N°3. Tag realizado por electrónica impresa.  Figura N°4. Problemas de continuidad en trazos curvos.  Los lectores empleados para la aplicación están basados en el chip PN532 de NXP [9], los cuales se comunican con la computadora a través de la interfaz UART. El nuevo software desarrollado, presenta las siguientes mejoras respecto a su versión anterior:  • En el programa se implementó una estructura de módulos y submódulos similar a la de un sistema ERP, permitiendo a futuro agregar nuevas funciones de una manera fácil y organizada. • Se incremento el número de tablas de la estructura de bases de datos, de las tres implementadas en la primera versión se llevó a diecinueve en la actual.   La figura N°5 presenta la pantalla principal del nuevo sistema, en donde se pueden apreciar los distintos módulos con que debería contar, habiéndose implementado hasta el momento los módulos de Productos y Producción y encontrándose en desarrollo el de Logística. En la figura N°6 se puede ver la pantalla del módulo de Productos, la cual no cuenta con submódulos y a través de ellas se puede dar de Alta, Baja y Modificar los productos fabricados. La figura N°7 muestra la pantalla asociada al módulo de Producción, en donde se pueden ver los distintos submódulos desarrollados.    Figura N°5. Pantalla principal del Sistema.   Figura N°6. Módulo Productos.  El submódulo Administrador de producción se encarga de controlar el stock de la materia prima utilizada en la producción. Realiza los pedidos correspondientes en el momento adecuado para mantener un mínimo stock y asegurar un continuo funcionamiento de la línea de producción. Organiza en lotes los productos solicitados en los pedidos recibidos, para maximizar la cantidad de productos iguales fabricados consecutivamente, consiguiendo así una mayor productividad.   Figura N°7. Módulo Producción.  A través del submódulo Grabación de productos se graban los tags de los envases vacíos con los datos iniciales de producción. El submódulo Identificación de producto se encarga de identificar los productos en el proceso productivo y definir la acción que se debe realizar. El submódulo Grabación/Conteo /Empaquetado se encarga de grabar los datos de producción en los tags de los envases. Este submódulo también realiza un conteo de los productos procesados para, en el posterior proceso de empaquetado, indicarle a la línea de producción cuando una caja debe cerrarse ya sea por estar llena, o por haberse completado la cantidad de unidades de un producto solicitada por un cliente. El submódulo Pallet realiza el control de las cajas que se empaquetan en cada pallet, almacenando esta información en la base de datos para un correcto seguimiento.  Finalmente, el submódulo Lector de etiquetas permite leer cualquier tipo de tag, ya sean tags de envases, productos o pallets. Automáticamente se detecta el tipo de tag leído, y se muestra la información almacenada en cada uno de sus campos. Para el desarrollo de la aplicación de la computadora se empleó la versión de prueba de LabWindows/CVI [10], el cual es un entorno de desarrollo integrado ANSI C de National Instruments que incluye herramientas de ingeniería con bibliotecas integradas para análisis y diseño de UI (interfaces de usuario). Como base de datos se empleó MySQL [11], el cual es un sistema de bases de datos relacional, multihilo y multiusuario con licencia GNU GPL. Para la programación del PLC se analizaron las distintas entradas y salidas involucradas en el proceso, las cuales aumentaron a raíz de la incorporación del sistema de etiquetado, y el funcionamiento general del dispositivo electroneumático. En base al análisis realizado, se dividió el proceso en pasos secuenciales, donde cada uno de ellos depende de la finalización del paso anterior, y se implemento el programa a través de diagramas de funciones (FUP de la palabra alemana Funktionsplan), programación basada en bloques lógicos del tipo Set-Reset, Timer y AND y OR, ya que al programador le ofrece rapidez y agilidad en dicho proceso.  El aumento de la complejidad del nuevo proceso se refleja claramente en el diagrama de funciones generado. Mientras que la versión anterior, que solo identificaba y llenaba el envase, contaba con cuatro entradas y cuatro salidas discretas, nueve pasos de secuencias utilizando cuarenta y dos bloques de funciones contenido en un diagrama de aproximadamente dos hojas, la nueva versión consta de cinco entradas y ocho salidas discretas, diecinueve pasos de secuencias utilizándose sesenta y tres bloques de funciones representado en un diagrama de cuatro hojas. La figura N°8 y N°9 presentan la primara hoja de ambos diagramas.  3.3. Conclusiones Al igual que el sistema desarrollado previamente, el nuevo sistema representa un claro ejemplo de cómo las tecnologías de RFID/NFC se pueden emplear en los procesos productivos, tanto para sumar inteligencia al proceso como para mejorar la trazabilidad del producto. Las mejoras realizadas, tanto a nivel hardware como a nivel software, han permitido aumentar la flexibilidad del sistema, encuadrándose aún más dentro de los conceptos de Industria 4.0. Como trabajo futuro está previsto continuar con la ampliación del sistema, incluyendo la etapa de embalaje posterior, que no llegó a implementarse en este periodo. En lo que respecta al software, se plantea finalizar el módulo de Logística.  4. FORMACION DE RECURSOS HUMANOS El ámbito de este proyecto permitió tanto la formación grupal del equipo de trabajo, así como la individual de cada uno sus miembros y colaboradores. La formación grupal busco generar conocimiento en el área de la electrónica impresa y cómo su aplicación puede mejorar los procesos de manufactura. En lo que respecta a la formacion individual, se enumera a continuación: Ignacio Zaradnik la gestión de grupos de trabajos, Javier Slawiski la interpretacion de normas y estandares, Monica Canziani la revison bibligrafica y la elaboración de estados del arte, Facundo Domínguez el diseño de aplicaciones de software, Diego Turconi el diseño de aplicaciones de sistemas embebidos y tanto Augusto Kumvich, Federico García como Carlos Rodriguez la automatizacion de procesos  con RFID y PLC.   Figura N°8. Diagrama versión anterior.    Figura N°9. Diagrama nueva versión.    5. REFERENCIAS [1] Canziani; Lupi; Ortiz; Slawiski; Zaradnik, “Tecnologías inalámbricas para sistemas de seguimiento, identificación y trazabilidad de productos”. uEA 2016, San Luis, Argentina. ISBN  978-987-733-068-7. [2] Lupi; Zaradnik; Turconi; Dominguez, “Sistema de visualización de precios para supermercados”. CASE 2017, Bs.As., Argentina. ISBN: 978-987-46297-3-9. [3] Canziani; Zaradnik; Tantignone; Lupi; Villares Had, “Procesos Tecnológicos, Tintas y Sustratos empleados en Electrónica Impresa”. uEA 2017, Cordoba, Argentina. [4] Lupi; Zaradnik; Dominguez; Rodriguez; Kumvich; Slawiski; García, “Utilización de tecnología RFID/NFC para el desarrollo de un sistema de llenado selectivo de envases. Industria 4.0”. WICC 2018, Corrientes, Argentina.  [5] Lupi; Zaradnik; Canziani; Ortiz; Villares Had; Turconi, “Introducing Printed Electronics in the Electronic Engineering career”. EDULearn 2018, Palma de Mallorca, España. [6] Canziani; Zaradnik; Lupi; Slawiski; Turconi, “Desarrollo y calibración de un banco de testeo para tarjetas de RFID según ISO/IEC 10373-6”. uEA 2018, Catamarca, Argentina.  [7] Jiafu Wan; Hu Cai; Keliang Zhou, “Industrie 4.0: Enabling Technologies”. 2015 International Conference on Intelligent Computing and Internet of Things (IC1T). [8]  NXP, “NTAG203 NFC Forum Type 2 Tag compliant IC with 144 bytes user”, Rev. 3.0 — 17 October 2011. [9] NXP, “PN532/C1 Near Field Communication (NFC) controller”, https://www.nxp.com/docs/en/nxp/data-sheets/PN532_C1.pdf, última visita 09/03/2019. [10] National Instruments, http://www.ni.com/lwcvi/whatis/esa/, última visita 09/03/2019.  [11] MySQL, https://www.mysql.com/, última visita 09/03/2019. 

El Servicio de Difusión de la Creación Intelectual

http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/77192/Documento_completo.0. Ampliación y mejoramiento de un sistema de llenado selectivo de envases con tecnología RFID-NFC.pdf-PDFA.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Desarrollo experimental en industria 4.0: ampliación y mejoramiento de un sistema de llenado selectivo de envases con tecnología RFID/NFC

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

SEDICI - Repositorio de la UNLP

Servicio de Difusión de la Creación Intelectual

El Servicio de Difusión de la Creación Intelectual