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Automatizacion industrial

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  • 1. Automatización Industrial
  • 2. Sistemas de Control Industriales
    • Los sistemas de control se encargan de la regulación automática de operaciones y del equipo asociado, así como de la integración y coordinación de estas operaciones en un sistema de producción global.
  • 3. Niveles de automatización. Nivel Industrias de Proceso. Industrias de Manufactura Discreta. 5 Nivel corporativo. Nivel corporativo. 4 Nivel de planta. Nivel de planta o fábrica. 3 Nivel de control de supervisión. Nivel de celdas o sistema de manufactura. 2 Nivel de control regulatorio. Nivel de máquinas. 1 Nivel de Equipo. Nivel de equipo.
  • 4. Variables y Parámetros
    • La variable continua :
    • Es una variable ininterrumpida durante el tiempo de manufactura.
    • Se conoce como análoga, lo que quiere decir que puede tomar muchos valores dentro de un rango ya definido.
    • Fuerza, temperatura, tasa de flujo, presión, son ejemplos de variable continua.
  • 5. Variables y Parámetros
    • La variable discreta :
    • Sólo puede tomar sólo un valor dentro de un rango definido.
    • Se conoce como variable binaria.
    • Puede tomar valores como on/off, abierto/cerrado, 0 y 1.
  • 6. Control Continuo Vs. Discreto Factor de comparación. Control Continuo. Control Discreto. Medidas de salida del producto. Peso, volumen líquido y volumen sólido. Número de partes o de productos. Medidas de calidad. Consistencia, concentración, ausencia de contaminantes. Dimensiones, Acabado, Apariencia, ausencia de defectos. Variables y parámetros. Temperatura, tasa de flujo, presión. Posición velocidad, aceleración. Sensores. Sensores de flujo, presión y de temperatura. Interrupores, sensores fotoeléctricos y válvulas. Actuadores. Válvulas, calentadores, bombas. Interruptores, motores y pistones. Unidades de tiempo Segundos, minutos, horas. Menos de un segundo.
  • 7. Sistemas de Control Continuos
    • Regulatorios : El objetivo es mantener el desempeño del proceso a cierto nivel o dentro de una cierta banda de tolerancia.
    • Pre-alimentado: La estrategia es anticipar los efectos de variabilidad que podrían afectar el proceso, detectándolos y compensándolos, de tal forma que el proceso no tenga altas variaciones en la operación.
  • 8. Sistemas de Control Continuos
    • Optimización en Estado Estable : Se refiere a una clase de técnicas de optimización.
    • 1. Índice de desempeño bien definido (tasa de producción).
    • 2. Relación entre índice y variables es conocida.
    • 3. Valores de los parámetros del sistema se pueden calcular matemáticamente.
    • Con estas características, el algoritmo de control está diseñado para llevar el proceso al estado óptimo ya establecido.
  • 9. Sistemas de Control Continuos
    • Control Adaptable : Combina el control de retroalimentación y el control óptimo al medir las variables de proceso relevantes durante la operación. Utiliza algoritmos de control para optimizar el índice de desempeño.
  • 10. Sistemas de Control Continuos
    • Funciones del control adaptable:
    • 1. Identificación : valor actual del índice de desempeño es determinado en base a medidas tomadas del proceso.
    • 2. Decisión : se implementa por medio del algoritmo del sistema adaptable.
    • 3. Modificación : Los parámetros son alterados por medio de actuadores para optimizar el estado del sistema.
  • 11. Sistemas de Control Discretos
    • Cambio Manejo de Evento (Event-Driven): Es ejecutado por el controlador para responder a cualquier evento que ha alterado el sistema (perturbación).
    • Cambio Manejo de Tiempo (Time-Driven): Se ejecuta por el sistema de control en un punto específico de tiempo o al terminar un lapso.
  • 12. Proceso Computarizado de Control.
    • El uso de computadores para controlar procesos industriales se inicia a fines de los 50´s.
    • Refinerías, industrias petroquímicas e industrias relacionadas con alta producción y transformación de recursos naturales, tenían que manejar demasiadas variables y lazos cerrados de control para operar.
    • Las operaciones de control se llevaban a cabo de forma manual, por medio de operadores y gente calificada para supervisar y controlar las operaciones.
    • Muchos problemas se suscitaron por las fallas humanas que se tenían debido a diversos factores .
  • 13. Requerimientos de control Computarizado.
      • Interrupciones iniciadas por el proceso : El controlador debe ser capaz de responder a una señal de entrada, proveniente del proceso.
      • Acciones en tiempo : El controlador debe tener la capacidad de ejecutar acciones en puntos específicos de tiempo.
      • Comandos computacionales hacia el proceso : El control por computadora debe ser capaz de enviar señales al proceso para iniciar una acción correctiva.
  • 14. Requerimientos de control Computarizado.
    • Eventos iniciados por el sistema o programa: Son eventos que el sistema de control realizados por los mismos dispositivos computarizados. Por ejemplo, la impresión de un reporte que haya sido previamente programado.
    • Eventos iniciados por operador : El control computarizado siempre debe permitir la entrada de una operación del personal (operador).
  • 15. Capacidades de control computarizado.
    • Polling (muestreo de datos): significa la extracción de datos mediante muestras con el fin de indicar el estado del proceso.
    • Frecuencia: Recíproco del intervalo de tiempo donde los datos son recolectados.
    • Orden: Es la secuencia de los lugares donde los datos son recogidos.
    • Formato: Se refiere a la manera en que el procedimiento del muestreo es diseñado.
  • 16. Capacidades de control computarizado
    • Interlocks (dispositivos de seguridad): Es un mecanismo de seguridad que sirve para coordinarlas actividades de 2 o más dispositivos y prevenir que 1 dispositivo interfiera con el otro.
    • Seguro de entrada (input interlock): Es un seguro que requiere de un dispositivo externo para ejecutarse (sensor, switch). Se pueden usar para:
      • Para proceder con un ciclo de trabajo. Ejemplo: Una máquina comunica una señal al controlador de que el proceso se cumplió.
      • Para interrumpir un ciclo de trabajo. Ejemplo: Sensor que mande una señal si al robot se le cayó una pieza.
    • Seguro de salida : Señal enviada por el controlador a un dispositivo externo.
  • 17. Capacidades de control computarizado
    • Sistema de interrupción : Está muy relacionado con los interlocks. Es un sistema computarizado de control que suspende la ejecución de un programa o subrutina debido a la prioridad de una nueva acción.
    • Interrupciones internas: Son ejecutadas por el propio sistema computacional.
    • Interrupciones externas: Son ejecutadas por un operador.
  • 18. Niveles de Control Industrial
    • Control Básico : Es el de más baja jerarquía. Incluye el control retroalimentado, muestreo e interlocks.
    • Nivel de procedimiento : Es un nivel intermedio. En este nivel se usan los datos del muestreo para recalcular valores de parámetros, cambiar puntos de referencia o ganancias del proceso.
    • Nivel de coordinación : Nivel más alto de control. Corresponde a la supervisión de todo el proceso industrial, incluso puede involucrar y controlar todo el sistema de automatización de la empresa.
  • 19. Formas de Procesos de Control por Computadora.
    • Proceso de monitoreo por computadora : involucra el uso de la computadora para observar, recolectar y grabar información de la operación. El monitoreo por computadora se clasifica en:
    • Datos del proceso: son parámetros y referencias del proceso.
    • Datos del equipo: indica el estado del equipo.
    • Datos del producto: muestra el rango de calidad o el cumplimiento con ciertos estándares del producto que se está realizando.
  • 20. Formas de Procesos de Control por Computadora.
    • Control Digital Directo : Es uno de los más importantes. Es un sistema de control de proceso por computadora donde ciertos componentes en un sistema análogo son reemplazados por una computadora digital.Con este control podemos:
    • Tener mayor control : se pueden manejar algoritmos más complicados que los convencionales.
    • Integración y optimización de múltiples lazos: Se pueden integrar mediciones de distintos lazos de control.
    • Editar el programa de control : Se puede cambiar fácilmente el algoritmo de control.
  • 21. Formas de Procesos de Control por Computadora.
    • Control Numérico y robótica: Implica el uso de microcomputadoras para dirigir la herramienta de una máquina a una secuencia previamente definida por un programa.
    • Controles lógicos programables : se usan instrucciones específicas en una memoria programable para secuenciar y controlar una máquina o proceso.
    • Sistemas de control distribuidos y PCs : aquí se usan los microprocesadores, que son chips de circuitos integrados que contienen los elementos lógicos digitales necesarios para ejecutar instrucciones que se encuentran en su memoria y llevar esas instrucciones hacia el proceso.

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