SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO PARA EL
ENVASADO DE NATA Y SELLADO CON FOIL DE
POLIPROPILENO POR MEDIO DE
AUTOMATIZACIÓN CON PLC Y HMI EN UNA
EMPRESA DE PRODUCTOS LÁCTEOS CHOY’S EN
TIZAYUCA HIDALGO
CONTROL AND MONITORING SYSTEM FOR CREAM
PACKAGING AND SEALING WITH POLYPROPYLENE FOIL
BY MEANS OF AUTOMATION WITH PLC AND HMI IN A
DAIRY PRODUCTS COMPANY CHOY'S IN TIZAYUCA
HIDALGO
Jose Emmanuel Jarquin Jarquin
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo – México
Ernesto Flores García
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo – México
Sandra Luz Hernández Mendoza
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo – México
Jennifer Monserrat Jarquin Jarquin
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo - México
pág. 12810
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v10i1.23029
Sistema de control y monitoreo para el envasado de nata y sellado con foil de
polipropileno por medio de automatización con plc y hmi en una empresa de
productos lácteos Choy’s en Tizayuca Hidalgo
Jose Emmanuel Jarquin Jarquin1
ja403641@uaeh.edu.mx
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Escuela Superior de Tizayuca Hidalgo
México
Ernesto Flores García
efloresg@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-4606-8217
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Escuela Superior de Tizayuca Hidalgo
México
Sandra Luz Hernández Mendoza
sandrahm@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-2022-3135
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Escuela Superior de Tizayuca Hidalgo
México
Jennifer Monserrat Jarquin Jarquin
jennifer_jarquin@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0009-0005-1156-0075
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Escuela Superior de Tizayuca Hidalgo
México
RESUMEN
Hoy en día, en todas las regiones de México y en casi todas las industrias, la automatización de procesos
industriales se vuelve indispensable para llevar a cabo y supervisar el proceso productivo con el
propósito de incrementar la productividad, reducir los periodos de inactividad, obtener un rendimiento
de la inversión más rápido y minimizar los gastos operativos. En la actualidad la automatización
industrial de las empresas es un elemento crucial para las áreas de producción por medio de la
implementación de nuevas y diferentes tecnologías que permitan una mayor eficiencia en el control de
procesos. A pesar de que la empresa Productos Choy´s mantiene su compromiso con la calidad y la
excelencia; la empresa requiere de un proceso el cual permita mejorar las tasas de producción, los
tiempos de fabricación, además de mejorar la calidad del producto y cumplir con los estándares de
calidad preestablecidos. En el presente proyecto se desarrolló un prototipo para aumentar la producción
en el área de envasado y sellado de productos de nata, reduciendo los tiempos y mejorando la calidad
del producto mediante el sellado con Foil de Polipropileno mediante las tecnologías de PLC y HMI.
Palabras clave: Automatización, PLC, HMI, Control, Producción
1
Autor principal
Correspondencia: ja403641@uaeh.edu.mx
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Control and monitoring system for cream packaging and sealing with
polypropylene foil by means of automation with PLC and HMI in a dairy
products company Choy's in Tizayuca Hidalgo
ABSTRACT
Today, across all regions of Mexico and in nearly every industry, industrial process automation has
become indispensable for executing and supervising production processes. Its main objectives are to
increase productivity, reduce downtime, achieve faster return on investment, and minimize operating
costs. Currently, industrial automation is a crucial component for production areas, achieved through
the implementation of new and diverse technologies that enable greater efficiency in process control.
Although the company Productos Choy’s remains committed to quality and excellence, it requires a
process that allows for improved production rates, reduced manufacturing times, enhanced product
quality, and compliance with pre-established quality standards. This project developed a prototype to
increase production in the packaging and sealing area for cream-based products, reducing processing
times and improving product quality through polypropylene foil sealing using PLC and HMI
technologies.
Keywords: Automation, PLC, HMI, Control, Production
Artículo recibido 10 diciembre 2025
Aceptado para publicación: 10 enero 2026
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INTRODUCCIÓN
En la industria alimentaria mexicana, particularmente en el sector lácteo, la automatización de procesos
se ha convertido en un factor indispensable para elevar la productividad, reducir tiempos de inactividad
y garantizar estándares de calidad estrictos. Hoy en día, empresas como Productos Choys en Tizayuca,
Hidalgo, enfrentan desafíos en el envasado manual de nata, donde el llenado con balanza digital y sellado
térmico manual generan cuellos de botella, variabilidad en volúmenes y riesgos higiénicos. Esta
propuesta aborda precisamente esa necesidad mediante el desarrollo de un sistema de control y
monitoreo automatizado con PLC y HMI para envasado y sellado con foil de polipropileno.
De acuerdo a Montalvo (2018) en las industrias alimentarias las preferencias de los consumidores ha
variado con forme las generaciones, también cambian sus gustos alimentarios, por lo que la calidad de
los servicios y productos es un factor importante, ya que las innovaciones se deben hacer como respuesta
a los gustos y necesidades de ellos, por lo que el proceso cada vez debe tener normas más estrictas en el
proceso de producción, por tal motivo el control y la automatización se realiza en este mundo
globalizado con más frecuencia, las microempresas deben cambiar ya que se encuentran ante un
panorama disruptivo alterando el funcionamiento tradicional.
De acuerdo a Collaguazo (2005) la automatización mediante un PLC, disminuye el tiempo de llenado,
así mismo Edison (2010) propone un control volumétrico automatizado y para Calapaqui (2020)
propone un sistema de dosificado para conseguir un volumen y peso exacto, mejorando las condiciones
de higiene y aumentando la producción.
La automatización busca optimizar los procesos industriales mediante el uso de tecnologías que
permitan mejorar la producción, reducir tiempos, aumentar la precisión, minimizar desperdicios y evitar
riesgos laborales. De acuerdo con Castañeda (2014), un sistema automatizado en máquinas envasadoras
de líquidos no solo eleva la eficiencia, sino que también asegura estándares de higiene más altos,
especialmente en industrias sensibles como la alimenticia. En su estudio, se destaca cómo la
automatización mejora la confiabilidad del proceso al reducir la variabilidad inherente a la intervención
humana.
Este enfoque es crucial en el presente proyecto, ya que el proceso actual de llenado de nata en envases
—realizado con báscula digital y aplicación manual del sello térmico— no sólo representa un cuello de
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botella en la línea de producción, sino también un riesgo potencial para la integridad del producto. La
automatización del llenado y el taponado con foil de polipropileno representa una respuesta directa a
estos desafíos.
El rol del PLC en el control preciso y confiable
El Controlador Lógico Programable (PLC) es un dispositivo electrónico diseñado para ejecutar tareas
de control secuencial, lógico y aritmético. Estos controladores han sido ampliamente adoptados en la
industria debido a su robustez, flexibilidad y facilidad de programación (Sarmiento, 2022).
En el contexto del presente proyecto, el uso de un PLC permite gestionar con precisión el volumen de
llenado, coordinar la operación del actuador encargado del taponado, activar sensores para verificar la
presencia del envase, e incluso disparar alarmas ante condiciones anómalas (como sobrellenado o falta
de producto).
Sarmiento (2022) documenta un sistema distribuido de llenado de botellas controlado mediante PLC,
en el que se logró una sincronización efectiva entre el llenado y el transporte, lo cual guarda similitud
con la coordinación necesaria en el proyecto de Productos Choy’s entre el sistema de dosificación y el
de sellado térmico. Esta referencia confirma la aplicabilidad de los PLC en procesos que demandan
exactitud y monitoreo constante.
METODOLOGÍA
La metodología de esta investigación adopta un enfoque mixto, combinando elementos cuantitativos,
como mediciones precisas de tiempos de producción, volúmenes de llenado y tasas de error, con
aspectos cualitativos derivados de la observación de procesos operativos y validación de usabilidad en
la interfaz HMI. Este enfoque permite una evaluación integral del prototipo desarrollado, integrando
datos empíricos con análisis contextuales de la implementación en un entorno industrial real.
Tipo de Investigación
Se trata de una investigación aplicativo-descriptiva, orientada a la solución práctica de un problema
específico en la empresa Productos Choys, mediante el diseño, simulación y prueba de un sistema
automatizado. Como tal, describe el estado actual del proceso manual de envasado de nata y aplica
tecnologías PLC-HMI para optimizarlo, validando su funcionalidad en condiciones controladas. Este
tipo prioriza la transferencia tecnológica hacia microempresas lácteas mexicanas, alineándose con
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desarrollos prototípicos en automatización alimentaria.
Así mismo, el presente trabajo cuenta con cuatro etapas secuenciales mediante una banda transportadora
que permitirá el desplazamiento controlado a lo largo de las estaciones fundamentales del proceso las
cuales son:
HMI: Supervisión y eficiencia en tiempo real
La Interfaz Hombre-Máquina (HMI) es una herramienta visual que permite a los operadores interactuar
con el sistema automatizado. Su función no se limita a mostrar el estado del proceso, sino que también
permite el ajuste de parámetros, la revisión de históricos de operación y el diagnóstico de errores. Según
Jiménez-Avello (s.f.), una HMI correctamente diseñada puede mejorar significativamente la toma de
decisiones operativas, ya que proporciona información en tiempo real sobre el funcionamiento de la
planta.
En este proyecto, el HMI jugará un papel clave en la supervisión del llenado y el taponado, permitiendo
al operador visualizar el estado de los sensores, el conteo de unidades producidas, los volúmenes
llenados y las alarmas activas. Además, la interfaz facilitará el ajuste de variables como el tiempo de
sellado térmico o el volumen de dosificación, sin necesidad de reprogramar el PLC.
Llenado volumétrico automatizado: precisión para la industria alimentaria
El sistema de llenado volumétrico automatizado se basa en el principio de suministrar un volumen
constante de producto, sin importar cambios en presión, densidad o viscosidad. Este tipo de llenado es
ideal para productos como la nata, ya que asegura que cada envase contenga la cantidad exacta requerida,
manteniendo la uniformidad del lote de producción. En el estudio de Berte (s.f.), se explica que este tipo
de tecnología no sólo mejora la precisión, sino que reduce las mermas y los tiempos de producción al
eliminar tareas repetitivas manuales.
El diseño propuesto en este proyecto integrará sensores de nivel y caudal que, junto con el PLC,
garantizarán la dosificación adecuada, mientras que la HMI permitirá verificar en todo momento la
cantidad suministrada por ciclo, ajustando según sea necesario.
Relación con procesos híbridos: transición entre lo manual y lo automatizado
Como lo señala Limón y Mendoza (s.f.), muchos procesos industriales aún operan bajo esquemas
híbridos, donde conviven etapas manuales con tecnologías automatizadas. Esto se debe principalmente
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a la necesidad de mantener ciertos controles visuales o intervenciones humanas en etapas críticas. En el
caso de la planta de Productos Choy’s, el paso hacia un sistema completamente automatizado debe
considerar esta transición, facilitando la capacitación del personal y permitiendo modos de operación
manual para mantenimiento o pruebas.
El sistema propuesto mantendrá opciones de control manual desde la HMI para algunas funciones clave,
como el encendido individual de actuadores, la simulación de llenado o la activación manual del
sellador, lo cual permitirá validar cada parte del sistema sin poner en riesgo la producción.
Protocolos de comunicación, alarmas y trazabilidad
Otro aspecto fundamental es la capacidad del sistema para manejar comunicaciones industriales y
alarmas automatizadas. Según Quezada (2014), un sistema moderno debe ser capaz de registrar,
visualizar y comunicar cualquier falla o condición anómala al operador. El proyecto contempla la
integración de alertas visuales y auditivas, así como la posibilidad de enviar información del sistema a
un servidor local o remoto para su análisis.
Además, el trabajo de Izquierdo (2014) resalta la importancia de implementar registros históricos y
protocolos de comunicación industrial como Modbus o Ethernet/IP, elementos que serán considerados
en el diseño para facilitar la expansión futura del sistema y su posible conexión con sistemas SCADA o
ERP.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La programación del PLC permitió controlar y monitorear el proceso de manera eficiente y precisa como
se describe en la figura 1.
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Figura 1 Desarrollo de programación del proceso
Mediante la interfaz gráfica HMI se utilizó la herramienta como WinCC, así mismo, se analizó la
implementación y funcionalidad del control, monitoreo de cada una de las variables, así como la alarma
y el paro, como se muestra en la figura 2.
Figura 2. Elementos gráficos mediante HMI
El desarrollo de la HMI permite la creación de una interfaz intuitiva y fácil de usar; en ella se contempla
y analiza la implementación de las funcionalidades de control, monitoreo y alarma; así como el
direccionamiento de cada una de las variables del programa como se muestra en la figura 3.
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Figura 3. Interfaz de usuario gráfica
El direccionamiento de los elementos gráficos de la HMI, funcionan de la misma manera que el
direccionamiento de variables del sistema; en este caso, cada uno de los elementos gráficos es
relacionado con una variable, y, a través de animaciones de visibilidad o apariencia, de esta manera, se
puede controlar la apariencia, visibilidad y comportamiento de los elementos gráficos en función del
valor de la variable asociada. Las animaciones de visibilidad o apariencia permiten crear efectos visuales
dinámicos que reflejan el estado del proceso industrial, lo que facilita la supervisión y el control del
sistema.
CONCLUSIONES
Tras el desarrollo de la programación realizada, se consiguió la automatización de una llenadora y
selladora de nata, lo que permite optimizar el proceso de producción y mejorar la eficiencia en la línea
de envasado. Con la integración de sensores, sistemas de control, elementos actuadores e indicadores,
la máquina ahora puede ajustar automáticamente el volumen de producto a envasar; además, al contar
con un sistema de sellado, garantiza la calidad y vida del producto, sin estar expuesto a contaminantes
externos. Por otro lado, la implementación de un sistema de monitoreo en tiempo real, permite la
visualización de datos del proceso, la configuración de parámetros, identificación de fallos y el
mantenimiento predictivo, asegurando así, un funcionamiento continuo y minimizando tiempos de
inactividad como se muestra en la figura 4.
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Figura 4. Prueba de sensores de presencia y accionamiento de pistones
La automatización del proceso resulta ser gobernada por el PLC implementado, el cual, almacena,
analiza y modifica los valores de los elementos de entrada del sistema para la toma de decisiones con
respecto a las salidas del controlador. El accionamiento de entradas y salidas que llegan al PLC, son
monitoreadas por un HMI, por medio del protocolo PROFINET, lo que permite y respalda la muestra
de toda la información de lo que ocurre en el proceso en tiempo real.
Desde el monitoreo del proceso, el operador puede realizar una configuración de parámetros deseados,
especificando el volumen del recipiente que se desea llenar. Por ello, el autómata del proceso, con ayuda
de su lógica programables, son los encargados de coordinar el proceso para que lleve a cabo dicha tarea,
asimismo, la pantalla HMI permite observar el estado actual del proceso, informando, igualmente, con
la activación de señales de entrada al PLC, la interfaz del usuario indica las posibles necesidades del
proceso de cada etapa, ya sean envases, nata, foil de polipropileno y/o tapas.
Para comprobar los resultados obtenidos, se realizó una simulación del código de programación,
trabajando en sincronía con la HMI, lo que admite presentar los resultados y hallazgos obtenidos, como
se muestra en la figura 5.
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Figura 5. Prueba de indicadores de nivel de materia prima
En las pruebas con sensores de presencia y accionamiento de pistones se llevaron a efecto, dando como
resultado el control del proceso de llenado y sellado del foil, mediante el sistema controlado con el PLC
y el HDMI, la parte física se terminó y se realizaron pruebas con la banda transportadora y tolvas de
llenado para la automatización y control con muestras que la empresa proporcionó.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Berte-Narváez, J. D., Urueta-Saltarín, J. D., Castilla-Montes, K. A., Ruiz-Garizado, A., & Flórez-
Arrieta, F. J. (2020). Sistema de llenado volumétrico automatizado para líquidos en la industria
alimentaria. Re-Mo, 1(1), 32-40. Recuperado de https://revistas.sena.edu.co
Calapaqui G. y B. H. Durán T. (2020).Dimensionamiento y construcción de una máquina para el
dosificado y sellado de envases de yogurt semindustrial con el uso de un mini PLC para la
empresa. Quito, Ecuador, 2020.
Castañeda, E., & Llanes, O. (2014). Automatización y control de máquina envasadora de líquidos.
Revista Ingeniería Investigación y Tecnología, XV(1), págs 41–50. Recuperado
https://www.revistaingenieria.unam.mx/es/v25n1.php
pág. 12820
Collaguazo Llumiugsi, M. A., & Ortiz Félix, D. O. (2005). Implementación de un prototipo de llenadora
automática de botellas en una banda transportadora. Quito : EPN, 2005.
Edison, P. (2010). Implementación de un control volumétrico automatizado para e. Edu.Ec. Recuperado
el 14 de febrero de 2026, de https://redi.cedia.edu.ec/document/276750
Izquierdo Sánchez, R. A., y Valarezo Sánchez, A. F. (2024). Implementación de un módulo mecatrónico
de un sistema de llenado de envases galoneros con control de flujo mediante PLC y simulación
HMI [Tesis de grado, Universidad Politécnica Salesiana]. Repositorio Institucional UPS.
Jiménez-Avello, A., Mohammed-Al-Hadithi, B., & Perales-Gómez, J. A. (s.f.). Control automático total
sobre transporte neumático de productos en una planta de pastelería industrial. Recuperado
https://www.researchgate.net/publication/394520636_Control_automatico_global_sobre_transp
orte_neumatico_de_productos_en_una_planta_de_pasteleria_industrial
Limón-Mendoza, M., Oubram, O., & Acosta-Flores, M. (2024). Metodología de automatización de un
proceso híbrido para la elaboración de emulsiones. Revista DYNA, 99(5).
https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=9727491
Montalvo, S., & Luis, J. (2018, julio 20). Tendencias que transformarán la industria global de empaques
de alimentos. Biblioteca Digital Universidad Nacional de Educación Enrique Gúzman y Valle;
Universidad Nacional de Educación Enrique Guzmán y Valle.
https://repositorio.une.edu.pe/entities/publication/33c4d757-89a6-4bfc-8d51-bb509f623027
Sarmiento, R. (2022). Desarrollo y simulación del sistema de control distribuido de una planta
llenadora de botellas controlado mediante PLC. CEUTEC. Recuperado de
https://repositorio.unitec.edu/server/api/core/bitstreams/3fd224b6-5f76-4599-a5ba-
ae2ff6893477/content
Quezada-Quezada, J. C., Flores-García, E., Bautista-López, J., & Quezada-Aguilar, V. (2014). Diseño
e implementación de un sistema de control y monitoreo basado en HMI-PLC para un pozo de
agua potable. Revista Ingeniería, Investigación y Tecnología, 15(1), 41–50. Recuperado
https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-77432014000100005
