Introducción a la Automatización Ing. Fredy Borjas Zúñiga

Transcripción

1 Introducción a la Automatización Ing. Fredy Borjas Zúñiga fborjasz@usmp.pe 28/10/2016 1

2 CONCEPTO DE AUTOMATIZACION Automatización es el procedimiento por el cual un sistema trabaja óptimamente y sin intervención del ser humano, de acuerdo a un diseño.

3 POR QUÉ AUTOMATIZAMOS?

4 EVITAR TAREAS TEDIOSAS PARA EL SER HUMANO. ABARATAR COSTOS DE PRODUCCIÓN. INCREMENTAR LA CALIDAD DE LOS PRODUCTOS (ESTANDARIZACIÓN). ACORTAR LOS TIEMPOS DE INTRODUCCIÓN DE UN NUEVO PRODUCTO EN EL MERCADO.

5 DESDE CUANDO AUTOMATIZAMOS?

6 Un magnifico ejemplo de la época fue el Gallo de Estrasburgo que funciono desde 1352 hasta Este es el autómata mas antiguo que se conserva en la actualidad, formaba parte del reloj de la catedral de Estrasburgo y al dar las horas movía el pico y las alas.

7 El relojero suizo Pierre Jaquet Droz ( ) y sus hijos Henri-Louis y Jaquet construyeron diversos muñecos capaces de escribir (1770), dibujar (1772) y tocar diversas melodías en un órgano (1773). Estos se conservan en el museo de Arte e Historia de Neuchatel, Suiza.

8 IHM ESQUEMA DE UN SISTEMA DE AUTOMATIZACION CONTROL ACTUADORES PROCESO SENSORES

9 SENSORES

10 SENSORES Concepto de Sensor Un sensor es un dispositivo que capta magnitudes físicas, y entrega una señal de salida eléctrica que es proporcional de la variable medida.

11 TIPOS DE SENSORES

12 TIPOS DE SENSORES Sensores de temperatura : bimetales

13 TIPOS DE SENSORES Sensores termoeléctricos: Termopares. TERMOPAR

14 TIPOS DE SENSORES Detectores de temperatura resistivos (RTD).

15 Termistores. TIPOS DE SENSORES Temperatura del μp

16 TIPOS DE SENSORES Fotorresistencias (LDR). Símbolo. LDR Modelo económico, encapsulado de plástico.

17 TIPOS DE SENSORES Sensores capacitivos.

18 TIPOS DE SENSORES Sensores inductivos. Reluctancia Foucault INDUCTIVO LVDT

19 SENSORES TODO O NADA Detectores Fotoeléctricos: Aplicaciones

20 SENSORES TODO O NADA Detectores Fotoeléctricos: Aplicaciones

21 SENSORES TODO O NADA Finales de Carrera:

22 TIPOS DE SENSORES Sensores Fotovoltaicos. Los detectores fotovoltaicos se emplean tanto en aplicaciones donde se mide la luz como en implicaciones donde la luz se emplea como medio para detectar otra magnitud. Se aplica a instrumentación analítica: fotómetros de llama, espectrofotómetros, colorímetros, etc.

23 TIPOS DE SENSORES Sensores electroquímicos. ELECTROQUIMICO

24 TIPOS DE SENSORES Codificadores de posición.

25 ACTUADORES

26 ASPECTOS GENERALES Accionadores o Actuadores Están acoplados a maquinas para realizar movimientos, calentamientos, etc.; son por ejemplo motores de corriente continua, motores de corriente alterna, cilindros neumáticos y otros. MOTOR CILINDRO RESISTENCIAS LAMPARAS

27 ASPECTOS GENERALES Principales tipos de Accionamientos: Accionamientos eléctricos. Utilizan como fuente de energía la eléctrica y toman muy diferentes formas como son: válvulas eléctricas, motores eléctricos de velocidad variable, motores de velocidad fija, resistencias de calentamiento, cabezas de soldadura, cabeza de corte por láser. Los motores eléctricos son adecuados para movimientos angulares y en el control de velocidad de ejes. Accionamientos neumáticos. Utilizan como fuente de energía el aire comprimido. El aire comprimido se obtiene por medio de un grupo comprensor, y luego se distribuye por la fabrica a las maquinas que lo utilicen. Los accionamientos neumáticos son principalmente cilindros. Son adecuados para aplicarlos en movimientos lineales cortos que se producen, por ejemplo, en operaciones de transferencia, ensamblajes, aprietes, marcados. Accionamientos hidráulicos. Solo se utilizan cuando los esfuerzos a desarrollar son muy importantes (prensa de corte, etc.) o cuando velocidades lentas deben ser controladas con precisión.

28 INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL INSTRUMENTACION VIRTUAL Sensores Dispositivo DAQ Bloque de Terminales Computadora

29 INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL INSTRUMENTACION VIRTUAL LabVIEW

30 Tecnología Electrónica aplicada en la Automatización Controlador Lógico Programable (PLC). Microcontrolador.

31 El PLC como alternativa al automatismo

32 PLC

33 Controlador Lógico Programable PLC PLC: Equipo electrónico inteligente diseñado en base a microprocesadores, que consta de unidades o módulos que cumplen funciones especificas, tales como, una unidad central de procesamiento que se encarga de casi todo el control del sistema, módulos que permiten recibir información de todos los sensores y comandar todos los actuadores del sistema.

34 El PLC es utilizado para automatizar sistemas electricos, electrónicos,neumáticos e hidráulicos de control discreto y análogo. Posee la capacidad para integrarse con otros equipos a través de redes de comunicación

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36 Aplicaciones vista general Construcción Edificios privados Industria

37 APLICACIONES Sistema de llenado de tanques ej. bebidas, Granos Capacidad de contaje Control de nivel.

38 LENGUAJES DE PROGRAMACION

39 MARCAS DE PLC

40 GERARQUIA PLC SIEMENS

41 Qué es un Microcontrolador? Es un circuito integrado programable que contiene todos los componentes de un computador. Se emplea para controlar el funcinamiento de una tarea determinada y, debido a su reducido tamaño, suele ir incorporado en el propio dispositivo que lo gobierna. 28/10/

42 Automatización con Microcontroladores Si no se tiene presupuesto necesario para automatizar un proceso determinado o porque dicha aplicación no requiere de sistemas avanzados como son los PLCs, el sistema encargado del proceso puede ser un Microcontrolador. Con estos dispositivos es posible implementar desde sistemas automáticos sencillos hasta sistemas complejos. 42

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44 Microcontrolador PIC 16F877 28/10/

45 ARQUITECTURA HARVARD MEMORIA DE INSTRUCCIONES BUS DE DIRECCION DE INSTRUCCIONES UCP BUS DIRECCION DE DATOS MEMORIA DE DATOS 1K x x 8 BUS DE DIRECCIONES BUS DE DATOS 28/10/

46 USO DE MICROCONTROLADORES POR SECTORES AUTOMOCION 27% 18% INDUSTRIA COMPUTADORES 10% COMUNICACIONES CONSUMO 30% 15% 28/10/

47 HERRAMIENTAS DE DESARROLLO SOFTWARE HARDWARE 47

48 SOFTWARE - MPLAB 48

49 SOFTWARE - MPLAB 49

50 HARDWARE PROGRAMADOR DE MICROCONTROLADORES 50

51 HARDWARE SIMULADORES EN TIEMPO REAL DEPURADORES EMULADOR 51

52 SISTEMA BASICO DE AUTOMATIZACIÓN Sensores Procesadores Actuadores 52

53 AUTOMATIZACIÓN DE UN DESTILADOR 53

54 PLANO ESQUEMÁTICO DEL PROYECTO DESTILADOR 54

55 DIAGRAMA DE FLUJO 55

56 28/10/

57 EDICIÓN PROGRAMA FUENTE 57

58 SET DE INSTRUCCIONES 28/10/

59 28/10/

60 SIMULACIÓN 60

61 INTERFACE HOMBRE - MAQUINA 61

62 SENSORES SENSOR DE GRADOS ALCOHÓLICOS SENSOR DE PH 62

63 ACTUADORES 63

64 DESTILADOR AUTOMATIZADO 64

65 LA IMAGINACIÓN ES EL LIMITE... MUCHAS GRACIAS 65