Dpto. de Ingeniería de Sistemas y Automática

Transcripción

1 Dpto. de Ingeniería de Sistemas y Automática

2 INDICE 1. La automatización y el control industrial 2. Sistemas básicos de control 3. Diseño de automatismos 4. El autómata programable 5. Sensores 6. Actuadores 7. Regulación y control industrial 2

3 Qué es la automatización? Cuál es el origen de la automatización? Para qué automatizar? Qué se puede automatizar? 3

4 Qué es la automatización? Tecnología que trata de la aplicación de sistemas mecánicos, electrónicos y de bases computacionales para operar y controlar la producción. Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Aplicación de procedimientos automáticos a un aparato, proceso o sistema. Diccionario de la lengua española 2005 Espasa-Calpe Uso de sistemas o elementos computerizados para controlar maquinarias y/o procesos industriales substituyendo a operadores humanos Ejecución automática de tareas industriales, administrativas o científicas haciendo más ágil y efectivo el trabajo y ayudando al ser humano. 4

5 Qué es la automatización? Automatización: f. Acción y efecto de automatizar. Automatizar. 1. tr. Convertir ciertos movimientos corporales en movimientos automáticos o indeliberados. 2. tr. Aplicar la automática a un proceso, a un dispositivo, etc. Automático, ca. 1. adj. Perteneciente o relativo al autómata. 2. adj.dicho de un mecanismo: Que funciona en todo o en parte por sísolo. U. t. c. s. 6. f. Ciencia que trata de sustituir en un proceso el operador humano por dispositivos mecánicos o electrónicos. Diccionario de la Real Academia de la Lengua 5

6 Qué es la automatización? La automatización industrial es la incorporación de dispositivos tecnológicos (electrónicos, eléctricos, neumáticos o hidráulicos) a una máquina, proceso o sistema con el fin de gobernar su funcionamiento. Estos dispositivos serán capaces de reaccionar ante las situaciones que se presenten, ejerciendo la función de control para la que han sido concebidos. 6

7 Historia de la automatización 5000M 3500M 230M 65M 230M 65M 0,2M 0,2M 1700dC ª REVOLUCION INDUSTRIAL 2ª REV. INDUST. 3ª REV. INDUSTRIAL Cuanto más grandes somos en humildad, tanto más cerca estamos de la grandeza. Las estrellas no temen parecer gusanitos de luz. Rabindranath Tagore 7

8 Historia de la automatización ª REVOLUCION INDUSTRIAL 2ª REV. INDUST. 3ª REV. INDUSTRIAL Joseph Henry 1876 Alexander Graham Bell Teléfono motor eléctrico CIM primer microprocesador 1975: primer PLC James Watt Joseph Marie Jacquard ENIAC motor de vapor telar automatico 1948: Transistor 8

9 Para qué automatizamos? Incremento de la productividad Reduccíon de costes de producción Mejora de la calidad de producción Reducción de Alto costo de mano de obra Mano de obra escasa Mejora de las condiciones de trabajo Aumento de la seguridad laboral Posibilita operaciones imposibles de realizar a mano Simplificación del mantenimiento Integración de la gestión y la producción En contra 1. La automatización resultaráen la dominación o sometimiento del ser humano por la máquina. 2. Habráuna reducción en la fuerza laboral, con el resultante desempleo. A favor 1. La automatización es la clave para una semana laboral más corta. 2. Brinda condiciones de trabajo más seguras para el trabajador. 3. La producción automatizada resulta en precios más bajos y en mejores productos. 4. El crecimiento de la industria de la automatización proveerápor si misma oportunidades de empleo. 5. Automatización es el único modo para incrementar el nivel de vida. 9

10 Para qué automatizamos? En un proceso productivo NO siempre se justifica la implementación de sistemas de automatización, pero existen ciertas señales indicadoras que justifican y hacen necesario la implementación de estos sistemas, los indicadores principales son los siguientes: Requerimientos de un aumento en la producción Requerimientos de una mejora en la calidad de los productos Necesidad de bajar los costos de producción Escasez de energía Encarecimiento de la materia prima Necesidad de protección ambiental Necesidad de brindar seguridad al personal Desarrollo de nuevas tecnologías La automatización solo es viable si al evaluar los beneficios económicos y sociales de las mejoras que se podrían obtener al automatizar, estas son mayores a los costos de operación y mantenimiento del sistema. 10

11 Para qué automatizamos? La automatización de un proceso frente al control manual del mismo proceso, brinda ciertas ventajas y beneficios de orden económico, social, y tecnológico, pudiéndose resaltar las siguientes: Se asegura una mejora en la calidad del trabajo del personal de planta y en el desarrollo del proceso, esta dependerá de la eficiencia del sistema implementado. Se obtiene una reducción de costos, puesto que se racionaliza el trabajo, se reduce el tiempo y dinero dedicado al mantenimiento. Existe una reducción en los tiempos de procesamiento de información. Flexibilidad para adaptarse a nuevos productos (fabricación flexible y multifabricación). Se obtiene un conocimiento más detallado del proceso, mediante la recopilación de información y datos estadísticos del proceso. Se obtiene un mejor conocimiento del funcionamiento y características de los equipos y máquinas que intervienen en el proceso. 11

12 Para qué automatizamos? Factibilidad técnica en procesos y en operación de equipos. Factibilidad para la implementación de funciones de análisis, optimización y autodiagnóstico. Aumento en el rendimiento de los equipos y facilidad para incorporar nuevos equipos y sistemas de información. Disminución de la contaminación y daño ambiental. Racionalización y uso eficiente de la energía y la materia prima. Aumento en la seguridad de las instalaciones y la protección a los trabajadores. Dependiendo del Sistema Implementado 12

13 Qué conocimientos son necesarios para automatizar? Conocimiento del proceso (mecánico, químico, termodinámico, ). Lógica. Teoría de control. Programación (lenguajes, bases de datos,..). Electrónica analógica. Electrónica digital. Tecnología eléctrica. Tecnología mecánica, hidráulica, neumática. Autómatas programables. Comunicaciones industriales. 13

14 Fases para la automatización Especificación Conocimiento de la planta Estudio de necesidades Análisis de variables a controlar Diseño Algoritmos de control (modelado) Simulación Elección de sensores y actuadores Elección de la tecnología de automatización Diseño del hardware y del software Implantación Pruebas Explotación 14

15 Algunas definiciones Los dispositivos tecnológicos (electrónicos, eléctricos, neumáticos o hidráulicos) que se emplean para gobernar el funcionamiento de una máquina, sistema o proceso, se denominan automatismos. INTERFACE SISTEMA DE CONTROL PLANTA 15

16 Qué automatizamos? MÁQUINA PROCESO SISTEMA INDUSTRIA La industria es el conjunto de las operaciones que se desarrollan para obtener, transformar o transportar productos naturales. El término también se utiliza para nombrar a la instalación que se destina a este tipo de operaciones y al conjunto de las industrias de un mismo género o de una misma región La industria es el conjunto de procesos y actividades que tienen como finalidad transformar las materias primas en productos elaborados. En un sistema industrial se ven involucrados: materiales energía información La aplicación de la automática a los procesos industriales es lo que se conoce como automatización. 16

17 Tipos de industria Industria pesada o de base Extractivas (minería) Siderúrgicas (hierro y acero) Metalúrgicas (todo tipo de metales) Petroquímicas (derivados del petróleo) Química pesada (productos químicos) Industria de bienes de equipo Maquinaria Materiales de construcción Astilleros Producción de vehículos industriales Aeronáutica Armamentística Industria ligera o de uso y consumo Alimentación y bebidas Electrodomésticos y aparatos eléctricos Informática y telecomunicaciones Farmacia y química ligera Biotecnología Textil, cuero y calzado Muebles Papel y artes gráficas 17

18 Tipos de industria INDUSTRIA DE PROCESOS CONTINUOS La salida del proceso se produce en forma de flujo continuo de material. El principal objetivo de los sistemas de control para procesos continuos es mantener las variables de dicho proceso dentro de los márgenes óptimos de funcionamiento e intentar corregir lo más rápidamente posible cualquier desviación que se pueda producir. INDUSTRIA DE PROCESOS DISCRETOS La salida del proceso se produce en forma de unidades o número finito de piezas. El objetivo específico de los sistemas de control para procesos discretos es planificar y mantener un flujo óptimo de materiales, de forma que no se produzcan cuellos de botella ni falta de recursos (piezas, herramientas, etc.) en ninguna de las estaciones de trabajo. 18

19 Tipos de industria INDUSTRIA DE PROCESOS CONTINUOS INDUSTRIA DE PROCESOS DISCRETOS Ejemplos típicos: planta de producción de gas, industria del petróleo, industrias químicas, generación de energía eléctrica, metales básicos, etc. Ejemplos típicos: industria del automóvil, fabricación de botellas de vidrio, producción de galletas, fabricación de cacerolas, etc. Manipulan materia prima de forma continua Productos a granel Manipulan piezas sueltas o lotes individuales de materiales Unidades discretas idénticas CONTINUOS PUROS? DISCRETOS PUROS? 19

20 LA PIRAMIDE DE AUTOMATIZACIÓN Los sistemas digitales para el control de procesos no se distribuyen por la planta de forma aleatoria, ni funcionan de forma independiente. En las instalaciones modernas el control está distribuido (distribución de las funciones de control de proceso en diversos equipos repartidos por áreas) y jerarquizado (las decisiones fluyen desde los equipos de alto nivel hasta los equipos de bajo nivel). 20

21 LA PIRAMIDE DE AUTOMATIZACIÓN Hugues Molet en su obra "La nueva Administración de la Producción" da los siguientes ejemplos: 1) Hace pocos años los automóviles se vendían solo en un par de variantes y en un color único (caso Citroen dos caballos). Hoy en día el numero teórico de variaciones sobre un modelo puede sobrepasar los Basta con calcular las combinaciones posibles entre diez colores exteriores, metalizados o no, cinco presentaciones de cabina, ocho tipos de motores y tres cajas de cambios. Y esto ni siquiera tiene en cuenta ruedas, llantas y otros extras. 2) Una fábrica de coches para bebes producía en dos mil coches mensuales en unos pocos modelos distintos. Hoy en día la empresa tiene mil referencias distintas y maneja mas de sub-ensambles. Un coche puede tener hasta cincuenta componentes y ser presentado de maneras diferentes. Se producen unidades diarias y para rematar la moda impone el cambio de una tercera parte de los componentes anualmente. Como consecuencia de lo anterior, es claro que una competencia basada cada vez mas en calidad, flexibilidad y servicio al cliente exige de los industriales que quieren prosperar una atención cada vez mas importante en los procesos de producción, para lo cual es indispensable hacer uso de todas las técnicas y tecnologías que permitan facilitar el manejo de unos sistemas de producción mucho más complejos que hace pocos años. 21

22 LA PIRAMIDE DE AUTOMATIZACIÓN Gestión económica Pedidos, compras, marketing, recursos humanos Gestión producción Planificación, recursos materiales Control de Area: Mantenimiento, Optimización, producción. Control de Area: Mantenimiento, Optimización, producción. Control Supervisor Control Supervisor Control Supervisor Control local Control local Controles locales Controles locales Actua dores Proceso 1 Senso res Actua dores Proceso 2 Senso res Procesos a..z 22

23 LA PIRAMIDE DE AUTOMATIZACIÓN Nivel de campo, nivel de instrumentación (nivel O): nivel donde se encuentran los dispositivos que se comunican directamente con el sistema físico: elementos de entrada/salida, válvulas, relés, etc. Realiza la ejecución física de las tareas en las máquinas; milisegundos a minutos. Nivel de control de dispositivos (Control local directo)(nivel l): contiene todos los sistemas, inteligentes o no, que controlan directamente a los dispositivos de campo, encargándose de mantener al proceso trabajando bajo las consignas dadas por el nivel de área/célula. Los elementos que se encuentran en este nivel son los controladores de dispositivos (autómatas programables o PLC'S, controladores de robots, controles numéricos, etc.). Es responsable de la dirección y coordinación de pequeñas estaciones de trabajo integradas; horas hasta varios segundos. 23

24 LA PIRAMIDE DE AUTOMATIZACIÓN Nivel

25 LA PIRAMIDE DE AUTOMATIZACIÓN Nivel de área/célula (Supervisión y control de célula)(nivel 2): en este nivel se diseña, se eligen y se ponen a punto las herramientas y tácticas de operación necesarias según la estrategia elegida en el nivel de planta. Se encarga de secuenciar las distintas operaciones a las estaciones bajo su mando; entre sus labores están el análisis y la asignación de recursos, toma de decisiones sobre rutas de operaciones, distribución de las mismas a las estaciones individuales y monitorización de las tareas y del estatus de las estaciones; en torno a los minutos, horas hasta varios segundos. Nivel 2 Nivel de supervisión al nivel de célula de fabricación o de control. Elabora la información procedente del nivel inferior y se informa al operario de la situación de las variables y de las alarmas. Corrige algoritmos de control, consignas y programas. 25

26 LA PIRAMIDE DE AUTOMATIZACIÓN Nivel de planta (Coordinación de planta)(nivel 3): Se encarga de recoger las variables de producción leídas del proceso y decidir la estrategia a seguir. Es responsable de proveer y asignar los recursos necesarios, y de coordinar la producción de planta. Su horizonte de trabajo oscila desde las semanas a varios días. Lleva a cabo labores de coordinación de la planta. Controla y organiza todo el área de producción tratando de optimizar balances de materias y energía. Para ello establece las condiciones de operación de cada proceso del área y las envía a cada control supervisor para que estos las adapten y distribuyan entre los controles directos. 26

27 LA PIRAMIDE DE AUTOMATIZACIÓN Nivel de Fábrica/Planta (Oficina Técnica y Planificación)(nivel 4): Se encarga de la implementación de las diversas funciones de la empresa (ingeniería de fabricación, gestión de la información, gestión y planificación de la producción, ingeniería de producción), y de informar del estatus al nivel de empresa. Su horizonte de tiempo varía desde meses hasta varias semanas. Nivel de Empresa (Gestión de Empresa)(nivel 5): Es responsable de alcanzar los objetivos finales de la empresa; se establece la política de la producción del conjunto de la empresa en función de los recursos y costes del mercado. En el se incluyen labores de contabilidad y gestión empresarial; meses hasta años. 27

28 LA PIRAMIDE DE AUTOMATIZACIÓN Niveles de Automatización Integrada de Procesos Actividades específicas en Ingeniería de Control N4 FÁBRICA N3 PLANTA Supervisión y Optimización Programación de la producción Exigencias de calidad N0 N1 N2 ÁREA/CÉLULA GESTIÓN DEL TRÁFICO DEL FLUJO DE INFORMACIÓN CONTROL DE DISPOSITIVOS COMUNICACIONES INDUSTRIALES CAMPO-DISPOSITIVOS Integración Control Adquisición Selección de los puntos de consigna Ajuste paramétrico de los modelos Gestión del tráfico del flujo de Inform. Configuraciones Comunicaciones Elección, programación e implantación de los dispositivos de control Elección, programación e implantación de los dispositivos de campo 28

29 LA PIRAMIDE DE AUTOMATIZACIÓN: COMUNICACIONES La implementación completa de todos los niveles de la pirámide da lugar a la aparición de la Fabricación Integrada (CIM-Computer Integrated Manufacturing). El principal inconveniente para el logro de esta integración se encuentra en los problemas que presenta la intercomunicación de los elementos de la base de la pirámide. En el esquema piramidal existen diferentes niveles de comunicación, cada uno de ellos con diferentes necesidades. En el nivel de campo se requiere el intercambio de un gran volumen de datos en tiempo real y a menudo de forma cíclica. En los niveles más altos los datos intercambiados son en general de menor volumen y admiten retardos, pero la comunicación ha de ser muy fiable. Podemos hablar en realidad de dos tipos de redes: Redes de Control: ligadas a la parte baja de la pirámide. Redes de Datos: más ligadas a las partes altas de la jerarquía. 29

30 LA PIRAMIDE DE AUTOMATIZACIÓN: COMUNICACIONES En general, las redes de datos están orientadas al transporte de grandes paquetes de datos, que aparecen de forma esporádica (baja carga), y con un gran ancho de banda para permitir el envío rápido de una gran cantidad de datos. Tiempo de transmisión Cantidad de datos En contraste, las redes de control se enfrentan a un tráfico formado por un gran número de pequeños paquetes, intercambiados con frecuencia entre un alto número de estaciones que forman la red. 30

31 LA PIRAMIDE DE AUTOMATIZACIÓN: COMUNICACIONES Redes de Datos Red de Gestión Red de oficina Red de CélulaC Red industrial Redes de Control Red de Planta Punto a Punto Buses de Campo 31

32 CONTROL INDUSTRIAL Manipulación indirecta de las magnitudes de un sistema denominado PLANTA a través de otro sistema llamado CONTROLADOR o SISTEMA DE CONTROL. El objetivo de un sistema de control es el de gobernar la respuesta de una planta, sin que el operador intervenga directamente sobre sus elementos de salida. Dicho operador manipula únicamente las magnitudes denominadas de consignay el sistema de control se encarga de gobernar dicha salida a través de los accionamientos. 32

33 Operador Consignas Información Entradas Informaciones Sistema de Control Órdenes Salidas Sensores Actuadores Planta o proceso de fabricación 33

34 EJEMPLO DE CONTROL INDUSTRIAL: REGULADOR DE WATT La planta (el sistema controlado) es el motor y la variable controlada es la velocidad de la misma. La diferencia entre la velocidad deseada y la velocidad real es la señal de error. La señal de control (la cantidad de combustible) que se va a aplicar al motor es la variable manipulada. La señal externa (la carga) que se aplica para alterar la variable controlada es la perturbación. 34

35 EJEMPLO DE CONTROL INDUSTRIAL: Tª DE UN HORNO La temperatura del horno se mide con un termómetro. Este es un dispositivo analógico cuyo valor se digitaliza con un conversor A/D que permite que, a través de un interfaz, la temperatura sea leída por un ordenador. El ordenador, gracias a una entrada programada, produce una salida a través de un interfaz que, convenientemente amplificada actúa sobre un relé. Este relé permite encender y apagar el calefactor del horno. 35

36 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL CONTROL INDUSTRIAL: CLASIFICACIÓN Según la información que recibe el sistema de control: Control en Lazo Abierto Control en Lazo Cerrado Según la naturaleza de las señales que intervienen en el proceso: Sistemas Analógicos Sistemas Digitales Sistemas Híbridos Analógicos-Digitales Según el sistema de producción que se quiere controlar: Control de Procesos Continuos Control de Procesos Discretos Según la distribución de los elementos de control: Centralizado Distribuido 36

37 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL CONTROL INDUSTRIAL: LAZO ABIERTO Vs LAZO CERRADO LAZO ABIERTO La salida no tiene efecto sobre la acción de control. Así, en estos sistemas, a cada valor de referencia le corresponde una operación fija. El sistema de control no reacciona ante las perturbaciones. LAZO CERRADO Se mantiene una relación determinada entre la salida y la entrada de referencia, comparándolas y usando el error (diferencia) como medio de control. El sistema de control reacciona ante las perturbaciones corrigiéndolas. perturbación perturbación salida consigna CONTROL SISTEMA salida CONTROL SISTEMA + - consigna 37

38 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL CONTROL INDUSTRIAL: LAZO ABIERTO Vs LAZO CERRADO Sistema de Control en Lazo Abierto Energía Señales de Consigna Sistema de Control Señales de Control Accionamientos Planta Respuesta Elementos de Señal Elementos de Potencia No recibe ningún tipo de información del comportamiento de la planta 38

39 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL CONTROL INDUSTRIAL: LAZO ABIERTO Vs LAZO CERRADO Sistema de Control en Lazo Cerrado Elementos de Señal Energía Elementos de Potencia Señales de Consigna Entradas Sistema de Control Señales de Control Salidas Accionamientos Planta Respuesta Señales de Realimentación Interfaces Sensores 39

40 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL CONTROL INDUSTRIAL: LAZO ABIERTO Vs LAZO CERRADO LAZO ABIERTO Es mucho mas sencillo crear un sistema estable. LAZO CERRADO Poco sensible a perturbaciones externas y a las variaciones internas de los parámetros del sistema. Permite emplear componentes de menor precisión y coste. Necesita componentes muy precisos y costosos. El exceso de corrección puede introducir oscilaciones en el sistema (inestabilidad). Es muy sensible a perturbaciones externas. 40

41 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL CONTROL INDUSTRIAL: EJEMPLOS DE LAZO ABIERTO Y DE LAZO CERRADO 41

42 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL CONTROL INDUSTRIAL: SIST. CONTINUOS Vs SIST. DISCRETOS CONTROL DE PROCESOS CONTINUOS Las industrias de proceso continuo fueron el Motor del desarrollo de la instrumentación y el control automático En los procesos continuos la principal fuente de información es la medida de las variables del proceso Objetivo: mantener bajo control las variables del proceso Elementos básicos de control: reguladores (PD, PI, PID,...) Auge: años 60 (con el auge de la teoría de control automático) CONTROL DE PROCESOS DISCRETOS Las industrias manufactureras originaban largas cadenas de producción. Motor del diseño de grandes tableros de relés En los procesos discretos adquiere mayor relieve la información procedente del trabajo de las personas: diseños, órdenes de fabricación... Objetivo: disminuir al máximo los tiempos muertos y manejar etapas en paralelo. Auge: años 70 (con los avances en electrónica e informática) 42

43 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL CONTROL INDUSTRIAL: SIST. CONTINUOS Vs SIST. DISCRETOS CONTROL DE PROCESOS CONTINUOS La ingeniería de control de procesos se encargará de determinar la acción de control más apropiada para un determinado proceso (ON/OFF, P, PI, PID, ). Ejemplos de variables a controlar: temperatura, presión, humedad, PH, CONTROL DE PROCESOS DISCRETOS El sistema de control se encarga de controlar eventos y tiempos. Ejemplos de variables a controlar: cantidad, acabado, productividad, 43

44 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL CONTROL INDUSTRIAL: SIST. CONTINUOS Vs SIST. DISCRETOS 44

45 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL CONTROL INDUSTRIAL: C. ANALOGICO Vs C. DIGITAL Válvula de entrada Sistemas Analógicos DEPÓSITO SN Bomba de salida Señales de tipo continuo, con un margen de variación determinado Suelen representar magnitudes físicas del proceso: presión, temperatura, velocidad, etc Mediante una tensión o corriente proporcionales a su valor: 0 a 10 V, 4 a 20 ma, etc. 45

46 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL CONTROL INDUSTRIAL: C. ANALOGICO Vs C. DIGITAL Sistemas Digitales Señales todo o nada, o Señales binarias, que sólo pueden presentar dos estados o niveles: abierto o cerrado, conduce o no conduce, mayor o menor, etc. Estos niveles o estados se suelen representar por variables lógicas o bits, cuyo valor puede ser sólo 1 o 0 (álgebra de Boole). Se pueden distinguir dos grupos: Automatismos Lógicos: trabajan con variables de un solo bit Automatismos Digitales: procesan señales de varios bits 46

47 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL CONTROL INDUSTRIAL: C. ANALOGICO Vs C. DIGITAL Sistemas HíbridosH Procesan a la vez señales analógicas y digitales. Se tiende a que la unidad de control sea totalmente digital y basada en un microprocesador. Señales todo o nada en forma de bits Señales analógicas numéricamente Conversión analógico-digital (A/D). Conversión digital-analógica (D/A), 47

48 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL CONTROL INDUSTRIAL: C. ANALOGICO Vs C. DIGITAL CONTROL ANALÓGICO CONTROL DIGITAL 48

49 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL CONTROL INDUSTRIAL: FUNCIONES GENERALES DE UN SIST. DE CONTROL Procesamiento Digital Medición A/D Control lógico Tratamiento numérico Almacenamiento Transmisión Programas Visualización D/A Manipulación SDA Muestreo y retención Multiplexado Acondicionamiento de señales Filtrado Preamplificación Aislamiento Linealización Comunicación Demultiplexado Muestreo y retención Filtrado Acondicionamiento de señales Amplificación de potencia SDD Sensores Respuesta Transductores de Entrada Dispositivo Sistema Máquina Potencia Proceso Organismo Vehículo Transductores de Salida Accionadores ó Efectores Entrada Fenómeno 49

50 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL CONTROL INDUSTRIAL: FUNCIONES GENERALES DE UN SIST. DE CONTROL La finalidad de un Sistema de Adquisición de Señales (SAD) es capturar las señales procedentes del proceso y transformarlas a un formato entendible por el computador, mientras que la función de un Sistema de Distribución de Señales(SDD) es enviar al proceso las señales de control generadas por el computador. SDA SDD (*)Computador: Máquina capaz de aceptar unos datos de entrada, efectuar con ellos operaciones lógicas y aritméticas y proporcionar la información resultante a través de un medio de salida 50

51 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL TECNOLOGIA DE LOS SISTEMAS DE CONTROL Los automatismos han seguido un desarrollo parejo al avance tecnológico experimentado durante las últimas décadas. TECNOLOGIA DE AUTOMATIZACION LOGICA CABLEADA LOGICA PROGRAMADA NEUMATICA ELECTRICA AUTOMATAS MICROCONTROLADORES HIDRAULICA COMPUTADORES RELES 51

52 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL TECNOLOGIA DE LOS SISTEMAS DE CONTROL LOGICA CABLEADA Las uniones físicas entre los elementos eléctricos (relés electromagnéticos, interruptores, pulsadores, etc.) se realiza mediante cables. En el caso de la tecnología neumática e hidráulica las conexiones se efectúan mediante tubos de acero, cobre, PVC, etc. y los elementos empleados son válvulas, presostatos, reductores, Si bien la tecnología cableada eléctrica estásiendo ampliamente sustituida por la programada, las tecnologías neumática e hidraúlica siguen inconvenientes : * Imposibilidad de realización de funciones complejas de control * Gran volumen y peso * Poca flexibilidad frente a modificaciones * Reparaciones costosas 52

53 2. SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL INDUSTRIAL TECNOLOGIA DE LOS SISTEMAS DE CONTROL LOGICA PROGRAMADA Desarrollada a partir de la aparición del microprocesador, hace uso de autómatas programables (PLC), tarjetas microcontroladas y computadores industriales como cerebro del sistema de control. Como ventajas presenta : Gran flexibilidad Posibilidad de cálculo científico e implementación de tareas complejas de control de procesos, comunicaciones y gestión Por citar algún inconveniente, presenta la necesidad de formación en las empresas de personal adecuado para su programación y asistencia, al tratarse de verdaderas herramientas informáticas; también, su relativa vulnerabilidad frente a las agresivas condiciones del medio industrial 53