Porque automatizar procesos?

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Margarita Crespo Zúñiga
hace 6 años
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1 Porque automatizar procesos?

2 Porque automatizar procesos? Indicadores

3 Porque automatizar procesos? Indicadores 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 mejorar parámetros ambientales Necesidad de brindar seguridad al personal Desarrollo de nuevas tecnologías

4 Ventajas de la automatización Menor tiempo de ejecución y puesta en marcha Menor mantenimiento Flexibilidad para adaptarse a nuevos productos (fabricación flexible) Se obtiene un conocimiento más detallado del proceso, mediante la recopilación de información y datos estadísticos del proceso. Mayor confiabilidad del sistema 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. Reducción del scrap Reducción de costos

5 Componentes habituales en automatización PLC s : Son el núcleo básico de toda automatización Variadores de velocidad: Complemento habitual para mas flexibilidad Servomotores: Mejora de la dinámica de los procesos. Paneles de operador: Intercambio de información con el usuario. PC s con sistemas SCADA: Manejo y registro de datos. Robots: Manipulación y trabajo en tareas repetitivas y/o riesgosas.

6 AUTOMATISMO Dispositivo que realiza las funciones de mando y control de una máquina o proceso MANDO: ya que comanda las acciones que debe ejecutar la máquina CONTROL: porque los comandos siguen un orden lógico y las variables son mantenidas dentro de límites perfectamente establecidos

7 AUTOMATISMO Mando y Control en lazo cerrado Panel de comando (HMI, pulsadores, interruptores, SCADA, etc.) Sistema de Automatización señales de proceso Sensores y transductores Máquina o proceso Resultado o Producto Visualización (HMI, lámparas, display, SCADA etc.) Actuadores

8 Magnitud detectada Transductor Características Posición lineal o angular Potenciómetro Encoders Sincro y resolver Digital Desplazamiento o deformación Velocidad lineal o angular Transformador diferencial Galga extensiométrica Dinamo taquimétrica Encoders Detector inductivo u óptico Digital Digital Aceleración Acelerómetro Sensor de velocidad + calculador Digital Fuerza y par Medición indirecta por galgas o trafos diferenciales s Presión Membrana + detector desplazamiento Piezoeléctrico Caudal Temperatura De turbina Magnético Termopar Resistencias PT100 Resistencias NTC Resistencias PTC Bimetálicos Todo-nada Presencia o proximidad Inductivo Capacitivo Optico Ultrasónico Todo-nada/analógico Todo-nada Todo-nada/analógico Táctil Matriz de contactos Piel artificial Matriz capacitiva, piezoeléctrica u óptica Todo-nada Todo-nada Sistemas de visión artificial Cámaras CCD Cámaras de video y tratamiento de imagen Procesamiento digital por puntos o pixels

9 Configuración típica del PLC Memoria RAM/ROM Microprocesador Reloj Fuente de alimentacion BUS Registros y unidades de E/S Expansion de E/S Expansion de bus Acopladores de E/S Sensores Actuadores E/S serial RS232 RS485

11 Ciclo de trabajo del PLC Imagen de proceso de las entradas LECTURA ENTRADAS Ejecucion del programa de usuario Imagen de proceso de las salidas ESCRITURA SALIDAS Funciones de comunicacion WATCHDOG

14 SISTEMA DE ADQUISICION DE DATOS Esquema general de conexión PC CP5613 SITRANS P REGULADORA ET200 WinAC WinCC Flexible REGLA LINEAL

16 Variación de velocidad: Variación de la frecuencia: Sistemas electrónicos Motores trifásicos de inducción

17 Motores trifásicos de inducción Variación de velocidad: Variación de la frecuencia: Modos de control: Control escalar Variación de frecuencia y tension U/f = cte. Control vectorial Modelo matemático simula máquina C.C.

18 Motores trifásicos de inducción Variación de velocidad: Variación de la frecuencia: Generación de ondas por modulación de ancho de pulsos

19 SERVOMOTORES Las soluciones de automatización exigen: Alta respuesta dinámica Sistemas faciles de configurar Disponibilidad

20 SERVOMOTORES Que significa Alta Respuesta Dinámica? Posicionado preciso Precisión en velocidad Capacidad de sobrecarga Rango de velocidad Par estable Comportamiento dinámico Unas altas prestaciones dinámicas producen procesos de producción mas rápidos, con más ciclos y como consecuencia una mayor eficiencia de producción

21 SERVOMOTORES Parámetros de las prestaciones dinámicas Peso Inercia Tiempo de aceleración Comportamiento dinámico

SERVOMOTORES Los servomotores son claramente los de menor peso. En particular en sistemas donde el motor se mueve junto con el elemento accionado un menor peso representa una gran ventaja.

22 SERVOMOTORES Los servomotores son claramente los de menor peso. En particular en sistemas donde el motor se mueve junto con el elemento accionado un menor peso representa una gran ventaja. El gráfico muestra el peso de rotor y estator de motores con pares similares Motores Inducción : 8,8 kg/kw Motores C.C. : 12,7 kg/kw Servomotores : 5,2 kg/kw DC motor Induction motor Servo motor

23 SERVOMOTORES Un motor con un bajo momento de inercia es mas favorable en prestaciones dinámicas. Tanto mas cuanto mayor sea el momento de inercia de la masa a mover Vemos que un motor C.C. Tiene el 467% mas inercia que uno de inducción, que tiene un 220% mas que un servomotor Induction motor DC motor Servo motor

24 SERVOMOTORES El servomotor tiene entre sus características un tiempo de aceleración muy bajo incluso con el par máximo. Su aceleración es el 1000% que la del Motor C.C. Y el 400% que el de inducción Induction motor DC motor Servo motor

25 SERVOMOTORES El servomotor es : 10 veces mas dinámico que el motor de C.C. y 5 veces mas que el de inducción. Induction motor DC motor Servo motor

26 El servomotor tiene: Altas prestaciones dinámicas, Amplio rango de velocidad, Alta precisión de posicionado, Par a velocidad cero SERVOMOTORES Alta capacidad de sobrepar (3*Mn). Es la mejor solución en accionamientos rápidos y precisos La configuración de los sistemas es cada vez mas fácil con la ayuda de los programas de alto nivel.

27 Tendencias en la automatización HTML5 + Multi Touch BYOD (Bring your own device) Ethernet Industrial (conectividad de todos los niveles) Internet de las Cosas + Big Data + Nube. Robots Colaborativos. Motion Control. (Mas servomotores)

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