Sistemas de Control. Unidad III: Controladores Programables. Presentado por: Ing. Alvaro Antonio Gaitán. 08 de abr 2015

Transcripción

1 Sistemas de Control Unidad III: Controladores Programables 08 de abr 2015 Presentado por: Ing. Alvaro Antonio Gaitán

2 Objetivos Explicar la importancia de la automatización tomando en cuenta las repercusiones éticas y el impacto ambiental al ser implementada. Elegir el controlador programable más efectivo en el control de un proceso secuencial determinado tomando en cuenta su arquitectura y principio de funcionamiento. Implementar la metodología del GRAFCET en el diseño de sistemas de control secuencial, aplicados a la domótica y la automatización industrial, utilizando Controladores Lógicos Programables con el lenguaje LADDER basado en la norma IEC en el caso de los PLC.

3 Temario Automatización Industrial Domótica Automatismos Eléctricos Circuitos Neumáticos Básicos

4 Automatización Industrial/ Definiciónes La Automática se define como la Ciencia y Técnica de la Automatización, que agrupa el conjunto de las disciplinas teóricas y tecnológicas que intervienen em la concepción, la construcción y el empleo de sistemas automáticos. La automática constituye el aspecto teórico de la cibernética. Está estrechamente vinculada con las matemáticas, la estadística, la teoría de la información, la informática y las técnicas de la ingeniería.

5 Automatización Industrial/ Definiciónes Automática Teórica: Conjunto de métodos matemáticos de análisis y síntesis de los sistemas automáticos y de sus elementos. Automática Aplicada: Trata específicamente los problemas prácticos de automatización, que concierne a la teoría y a la tecnología de los captadores, los acondicionadores los ordenadores.

6 Automatización Industrial/ Definiciónes Automatismo secuencial: Es un sistema cuyo funcionamiento emplea una secuencia de fases claramente diferenciadas, según un conjunto de reglas preestablecidas.

7 Automatización Industrial/ Tipos de Plantas Procesos de Flujo Continuo En estos se desarrolla una producción dedicada continua de grandes cantidades de producto. Aquí los tipos de producto son pocos y los volúmenes son altos. El proceso de fabricación mantiene un flujo continuo de materiales en bruto mediante una serie de operaciones Secuenciales. Ejemplos de este tipo de proceso son: plantas químicas, refinerías de petróleo, plástico, planchas y acero e industrias textiles.

8 Automatización Industrial/ Tipos de Plantas Job Shop El trabajo en los Job Shops viene caracterizado por unos volúmenes de producción bajos a medios y una amplia gama de productos. Es muy común en industrias mecánicas de ingeniería. El equipo de producción debe de ser de propósito general y flexible para hacer posible esta variedad de trabajo y los trabajadores deben ser de gran capacitación para desempeñar la gama de cometidos de trabajo. Los Job Shops generalmente son poco eficientes, tienen grandes tiempos de preparación, grandes inventarios de trabajo en curso y costos altos.

9 Automatización Industrial/ Tipos de Plantas Producción por Lotes. En esta categoría se plantea la fabricación de lotes de tamaño medio del mismo artículo o producto. Los lotes suelen ser producidos una sola vez o deben de producirse a intervalos regulares. Nuevamente, el equipo de fabricación es de propósito general pero diseñado para promedios de producción más altos. Las plantas de producción por lotes incluyen los talleres de mecanizado, fundiciones, fábricas de moldeado de plástico y talleres de trabajos en prensa.

10 Automatización Industrial/ Tipos de Plantas Líneas dedicadas de alto volumen de producción. Esta es una fabricación especializada continua de productos idénticos. Son caracterizadas por una tasa de producción muy alta y de estrecho alcance. El equipo se dedica a la fabricación de un producto único tal como automóvil, bombillas, aparatos, etc. Para los sistemas e instalaciones especializadas de monoproducto se requiere na inversión fija muy alta, tales como líneas fijas de productos, transportadores dedicados, almacenes, etc.

11 Automatización Industrial/ Niveles de Automatiz. Nivel Elemental Se corresponde con el asignado a una máquina sencilla o parte de una máquina, asignándole tareas de vigilancia de tiempos muertos, posicionamiento de piezas y funciones de seguridad. Se distinguen 3 grados de automatización: - Vigilancia - Guía operador - Mando

12 Automatización Industrial/ Niveles de Automatiz. Nivel Intermedio Se corresponde con la explotación de un conjunto de máquinas elementales o bien una máquina compleja. Este ha sido el dominio clásico de la automatización industrial. Tercer Nivel Se caracteriza por ser de un proceso completo, e intervienen además del control elemental del proceso otros aspectos tales como supervisión, optimización, gestión de mantenimiento, control de calidad, seguimiento de la producción.

13 Automatización Industrial/ Niveles de Automatiz. Tercer Nivel (cont.) Control Centralizado

14 Automatización Industrial/ Niveles de Automatiz. Tercer Nivel (cont.) Control Multicapa Conforma un control jerarquizado de 2 niveles. El nivel más bajo se constituye mediante controladores locales para el control de lazos especícos o subprocesos del sistema. El nivel superior está constituido por un computador central que supervisa y establece órdenes de consigna a los controladores locales.

15 Automatización Industrial/ Niveles de Automatiz. Tercer Nivel (cont.) Control Distribuido

16 Automatización Industrial/ Niveles de Automatiz. Tercer Nivel (cont.) En el control distribuido se asumen las siguientes consideraciones: - Existencia de varias unidades de control y fabricación que llevan a cabo las mismas tareas. - En caso que ocurra una avería o una sobrecarga de trabajo, será posible transferir todo o parte de las tareas a otras unidades El control distribuido contribuye a incrementar la fiabilidad del sistema, al igual que su mantenimiento, ya que los cambios locales del proceso o de sus instalaciones sólo provocan efectos locales al sistema de control.

17 Automatización Industrial/ Niveles de Automatiz. Cuarto Nivel Se corresponde con el concepto de Fabricación Integrada por Computador (CIM), donde se contempla la inclusión de forma integrada a la Producción, conceptos tales como la Gestión Empresarial, Planificación, Programación, etc. Un axima básico de amplia aceptación es el siguiente: El CIM ha de planificarse top-down pero debe de implementarse bottomup.

18 Automatización Industrial/ Niveles de Automatiz. Cuarto Nivel

19 Domótica. Se entiende por domótica el conjunto de sistemas capaces de automatizar una vivienda, aportando servicios de gestión energética, seguridad, bienestar y comunicación, y que pueden estar integrados por medio de redes interiores y exteriores de comunicación, cableadas o inalámbricas, y cuyo control goza de cierta ubicuidad, desde dentro y fuera del hogar. Se podría definir como la integración de la tecnología en el diseño inteligente de un recinto cerrado.

20 Domótica. Arquitectura Centralizada: un controlador centralizado recibe información de múltiples sensores y, una vez procesada, genera las órdenes oportunas para los actuadores. Arquitectura Distribuida: toda la inteligencia del sistema está distribuida por todos los módulos sean sensores o actuadores. Suele ser típico de los sistemas de cableado en bus, o redes inalámbricas. Arquitectura mixta: sistemas con arquitectura descentralizada en cuanto a que disponen de varios pequeños dispositivos capaces de adquirir y procesar la información de múltiples sensores y transmitirlos al resto de dispositivos distribuidos por la vivienda.

21 Automatismos Eléctricos Un automatismo eléctrico es un sistema de control (generalmente de maquinaria) que permite la automatización de tareas sin la intervención de un operario en una determinada máquina dentro de un proceso de fabricación. VENTAJAS: Sencillez de los sistemas de mando: relés, contactores, temporizadores,... Muy extendida, experiencia en el sector INCONVENIENTES: Sólo para instalaciones sencillas Complejidad del cableado y el mantenimiento

22 Automatismos Eléctricos

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27 Automatismos Neumáticos e Hidráulicos. La neumática es la utilización del aire comprimido para la realización de cualquier tipo de trabajo. Ventajas: - Sencillez de los sistemas de mando: válvulas, cilindros, etc. - Rapidez de respuesta del sistema neumático. - Economía de los sistemas neumáticos una vez instalados Inconvenientes: - Instalaciones caras en general. - El mantenimiento del aire en buenas condiciones es costos.

28 Automatismos Neumáticos e Hidráulicos. La hidráulica en la industria emplea el aceite a presión para la realización de cualquier tipo de trabajo. En esencia esta tecnología es similar a la neumática. Ventajas: - Puede desarrollar grandes fuerzas - Sencillez de operación Inconvenientes: - Instalaciones muy caras en general. - Suciedad en las instalaciones - Velocidad de respuesta muy lenta.

29 Automatismos Neumáticos e Hidráulicos.

30 Automatismos Neumáticos e Hidráulicos.

31 Automatismos Neumáticos e Hidráulicos.

32 Circuitos Neumáticos

33 Circuitos Neumáticos