Pág. 1 Conalep Tehuacán Operación de Circuitos Electrónicos Analógicos P.T.B. en SOMA Introducción a la Automatización Ing. Jonathan Quiroga Tinoco www.zonaemec.tk
Pág. 2 Automatización Es la tecnología por medio de la cual un proceso o un procedimiento es realizado sin la ayuda del ser humano
Elementos Básicos de un Sistema Automatizado
Pág. 4 Elementos Básicos de un Sistema Automatizado Energía, para realizar el proceso y operar el sistema. Programa de Instrucciones, para dirigir el proceso. Sistema de Control, para ejecutar las instrucciones.
Pág. 5 Elementos Básicos de un Sistema Automatizado Energía Programa de Instrucciones Sistema de Control Proceso
Pág. 6 Energía La energía eléctrica es la más usada debido a su disponibilidad y su costo moderado, además puede ser convertida fácilmente a otras formas de energía como: mecánica, térmica, luminosa, acústica, hidráulica y neumática. Otras fuentes de energía alternativas son: Combustibles Fósiles, Energía Solar, Agua y Viento.
Pág. 7 Energía para el Proceso Proceso es la operación de manufactura realizada sobre una pieza de trabajo. Además se requiere energía para colocar y retirar la pieza, así como para transportarla entre las diferentes operaciones que se le apliquen.
Pág. 8 Energía para la Automatización Unidad de Control. Energía para enviar y recibir señales de control por medio de actuadores. Adquisición de Datos y Procesamiento de Información.
Pág. 9 Programa de Instrucciones Las acciones realizadas por un proceso automatizado se definen en un programa. Cada pieza necesita uno o más pasos dentro del proceso, y estos son realizados en un ciclo de trabajo.
Pág. 10 Programas en un Ciclo de Trabajo 1. Colocar la pieza en la máquina de producción. 2. Realizar el proceso, aquí los parámetros son entradas del programa y las variables son salidas que se generan, por ejemplo la temperatura. 3. Retirar la pieza.
Pág. 11 Desventajas de los Programas de Instrucciones en versiones Anteriores Usualmente requerían tiempo considerable para el diseño y fabricación. Hacer cambios en el programa de instrucciones era difícil y tardado. Los programas estaban en forma física y había problemas de compatibilidad.
Pág. 12 Toma de Decisiones en Ciclos de Trabajo Programados Interacción del Operador. Diferentes piezas son procesados por el sistema. Variaciones en las materias primas de inicio.
Pág. 13 Sistema de Control El elemento de control de un sistema automatizado ejecuta las instrucciones del programa. Estos controles pueden ser: sistemas de control de ciclo cerrado o sistemas de control de ciclo abierto.
Pág. 14 Sistemas de Control de Ciclo Cerrado También conocidos como sistemas de control con retroalimentación. Son comparados los parámetros de entrada con las variables de salida. Parámetro de Entrada Controlador Actuador Proceso Variable de Salida Sensor de Retroalimentación
Pág. 15 Sistemas de Control de Ciclo Abierto Son apropiados cuando las acciones que realizará el sistema de control son simples y cuando la función es muy confiable. Parámetro de Entrada Controlador Actuador Proceso Variable de Salida
Funciones de Automatización Avanzadas
Pág. 17 Funciones de Automatización Avanzadas Monitoreo de Seguridad. Mantenimiento y Diagnóstico para la Reparación. Recuperación y Detección de Errores. Los anteriores son posibles mediante la creación de subrutinas especiales que se incluyen en el programa de instrucciones.
Pág. 18 Monitoreo de Seguridad Las razones para proveer un sistema automatizado con monitoreo de seguridad son: Proteger a los trabajadores y para proteger el equipo.
Pág. 19 Respuestas a Situaciones Peligrosas Detener totalmente el sistema automatizado. Activar una alarma. Reducir la velocidad de operación del proceso. Tomar acciones correctivas para recuperarse de la violación de seguridad.
Pág. 20 Sensores para el Monitoreo de Seguridad Swiches de límite para detectar el correcto posicionamiento de la pieza. Sensores de temperatura. Sensores de calor y/o humo. Sensores de presión. Sistemas de Visión para supervisar el sistema automatizado y sus alrededores.
Pág. 21 Mantenimiento y Diagnóstico para la Reparación Se refiere a la capacidad que tiene el sistema automatizado para identificar el mal funcionamiento del sistema. Subsistemas de Diagnóstico: Monitoreo de Status. Diagnóstico de Fallas. Recomendación para la Reparación.
Pág. 22 Detección de Errores Utiliza sensores, para detectar, interpretar y clasificar el error. Clasificación de Errores: Errores Aleatorios. Errores Sistemáticos. Aberraciones.
Pág. 23 Detección de Errores Los problemas de diseño en la detección de errores son: Anticipar todos los posibles errores que puede ocurrir en un proceso dado. Diseñar el sistema con sensores apropiados y asociarle un software que interprete los errores.
Pág. 24 Recuperación de Errores Se concentra en aplicar las acciones correctivas necesarias (estrategias) para recuperarse del error y continuar con el funcionamiento normal del sistema.
Pág. 25 Estrategias para la Recuperación de Errores Realizar ajustes al final del ciclo de trabajo actual. Realizar ajustes durante el ciclo de trabajo actual. Detener el proceso y realizar una acción correctiva. Detener el proceso y solicitar ayuda.
Niveles de Automatización
Pág. 27 Niveles de Automatización Nivel 5 4 Nivel de Empresa Flujo de datos Nivel de Planta Descripción/Ejemplo Sistema de información de la corporación Sistema de Producción 3 Nivel de celda o sistema Sistema de Manufactura (Grupo de Máquinas) 2 Nivel de Máquina Máquinas Individuales 1 Nivel de Dispositivo Sensores, Actuadores, y otros Hardwares
Pág. 28 Niveles de Automatización Nivel de dispositivos, coordinan los ejes, o una unión de un robot industrial. Nivel de máquina, incluyen herramientas de máquinas CNC. Nivel de celda o sistema, trabaja bajo las instrucciones del nivel de planta, aquí se incluyen las líneas de producción. Se incluyen funciones como coordinar a las diferentes máquinas.
Pág. 29 Niveles de Automatización Nivel de Planta, recibe instrucciones de la empresa y las traduce en planes operacionales para la producción. Algunas de sus funciones son: Procesamiento de Ordenes. Planeación de Procesos. Control de Inventario. Compras. Control de Calidad.
Pág. 30 Niveles de Automatización Nivel de Empresa, se preocupa por todas las funciones necesarias para controlar la compañía. Mercadotecnia y Ventas. Contabilidad. Diseño. Investigación. Programación de la Producción.
Pág. 31 Sistema de Manufactura Colección de equipo integrado: diseñado para una misión especial, como transformar una pieza o ensamblar cierto producto. Los sistemas de manufactura requieren de trabajadores. Se encuentran en el nivel 3 de automatización.
Pág. 32 Sistema de Producción Personas, Equipo y Procedimientos que se encuentran organizados mediante la combinación de materiales y procesos que realizan las operaciones de manufactura de la empresa. Se encuentran en el nivel 4 de automatización.