Ricardo Rodríguez Figueroa

This work addresses the design and implementation of an automated system for the handling and transportation of parts, integrating speed sensors, an optimized PID controller, an HMI interface, and an industrial robotic system. The speed sensors, powered by 5 V DC, enable continuous measurement of the conveyor belt’s speed and direction of rotation, providing the feedback signal required for the control loop. The core element of the system is the implementation of a PID controller applied to a direct current motor responsible for driving the conveyor belt. This controller regulates the motor speed by analyzing the error between the reference speed and the measured speed, using proportional, integral, and derivative actions to improve system stability, reduce steady-state error, and minimize oscillations. The application of PID control makes it possible to achieve an appropriate dynamic response, ensuring accuracy and reliability in the transportation process. System monitoring and operation are carried out through a human–machine interface (HMI) developed in LOGO Web Editor, which communicates with the PLC (LOGO V8) to visualize and control the status of the conveyor belt, sensors, and control elements in real time. This interface facilitates interaction between the operator and the system, allowing both virtual and physical operation. In addition, RAPID programming is used to control the IRB 14000 industrial robot, enabling the reading of PLC signals and the execution of coordinated trajectories between both arms. The operating sequence includes picking up a part with the left arm, placing it on the conveyor belt, and, after detection by sensors and PLC control, subsequent manipulation by the right arm to a specific point. Finally, both arms return to their original position, ensuring synchronized and collision-free operation. Lastly, this work integrates scientific knowledge related to the modeling, analysis, and control of dynamic systems, particularly in the implementation of closed-loop PID control optimized using genetic algorithms. This control is applied directly to an embedded system through the use of an Arduino board as the processing and control platform. Likewise, technological knowledge associated with industrial automation, PLC programming, HMI development, and industrial robotics is incorporated. The convergence of these scientific and technological approaches results in a comprehensive and compelling project that demonstrates the practical application of theoretical concepts in a functional automated system representative of real industrial environments.

En la actualidad, los sistemas de producción modernos requieren de altos estándares de programación o secuenciación de las órdenes de producción. Los procesos y procedimientos en las industrias requieren de tres elementos básicos para una gestión adecuada: Planeación, programación y control de la producción. El artículo desarrolla la optimización de un sistema de producción simple, con características básicas propias del mismo sistema, el cual tiene 5 estaciones de trabajo donde la secuencia de procesamiento es lineal. El problema se modela con 6, 10 y 13 órdenes de producción, cada incremento en el número de órdenes la asignación de la producción se vuelve más compleja. El objetivo del sistema de optimización es encontrar la asignación adecuada que minimicé el tiempo de procesamiento de todas las órdenes de producción. Como herramienta de optimización se utiliza el algoritmo genético por las características del problema y por la eficiencia que a demostrado en problemas de optimización en la mayoría de las ciencias. El número de soluciones para el óptimo de cada problema planteado decrece con forme incrementa el número de combinaciones posibles de las órdenes de producción, minimizando tiempos de respuesta a la persona encargada de tomar la decisión de la asignación de la producción.