Automatizacion industrial

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Automatizacion industrial

  1. 1. Automatización Industrial
  2. 2. Sistemas de Control Industriales <ul><li>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. </li></ul>
  3. 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. 4. Variables y Parámetros <ul><li>La variable continua : </li></ul><ul><li>Es una variable ininterrumpida durante el tiempo de manufactura. </li></ul><ul><li>Se conoce como análoga, lo que quiere decir que puede tomar muchos valores dentro de un rango ya definido. </li></ul><ul><li>Fuerza, temperatura, tasa de flujo, presión, son ejemplos de variable continua. </li></ul>
  5. 5. Variables y Parámetros <ul><li>La variable discreta : </li></ul><ul><li>Sólo puede tomar sólo un valor dentro de un rango definido. </li></ul><ul><li>Se conoce como variable binaria. </li></ul><ul><li>Puede tomar valores como on/off, abierto/cerrado, 0 y 1. </li></ul>
  6. 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. 7. Sistemas de Control Continuos <ul><li>Regulatorios : El objetivo es mantener el desempeño del proceso a cierto nivel o dentro de una cierta banda de tolerancia. </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
  8. 8. Sistemas de Control Continuos <ul><li>Optimización en Estado Estable : Se refiere a una clase de técnicas de optimización. </li></ul><ul><li>1. Índice de desempeño bien definido (tasa de producción). </li></ul><ul><li>2. Relación entre índice y variables es conocida. </li></ul><ul><li>3. Valores de los parámetros del sistema se pueden calcular matemáticamente. </li></ul><ul><li>Con estas características, el algoritmo de control está diseñado para llevar el proceso al estado óptimo ya establecido. </li></ul>
  9. 9. Sistemas de Control Continuos <ul><li>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. </li></ul>
  10. 10. Sistemas de Control Continuos <ul><li>Funciones del control adaptable: </li></ul><ul><li>1. Identificación : valor actual del índice de desempeño es determinado en base a medidas tomadas del proceso. </li></ul><ul><li>2. Decisión : se implementa por medio del algoritmo del sistema adaptable. </li></ul><ul><li>3. Modificación : Los parámetros son alterados por medio de actuadores para optimizar el estado del sistema. </li></ul>
  11. 11. Sistemas de Control Discretos <ul><li>Cambio Manejo de Evento (Event-Driven): Es ejecutado por el controlador para responder a cualquier evento que ha alterado el sistema (perturbación). </li></ul><ul><li>Cambio Manejo de Tiempo (Time-Driven): Se ejecuta por el sistema de control en un punto específico de tiempo o al terminar un lapso. </li></ul>
  12. 12. Proceso Computarizado de Control. <ul><li>El uso de computadores para controlar procesos industriales se inicia a fines de los 50´s. </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>Las operaciones de control se llevaban a cabo de forma manual, por medio de operadores y gente calificada para supervisar y controlar las operaciones. </li></ul><ul><li>Muchos problemas se suscitaron por las fallas humanas que se tenían debido a diversos factores . </li></ul>
  13. 13. Requerimientos de control Computarizado. <ul><ul><li>Interrupciones iniciadas por el proceso : El controlador debe ser capaz de responder a una señal de entrada, proveniente del proceso. </li></ul></ul><ul><ul><li>Acciones en tiempo : El controlador debe tener la capacidad de ejecutar acciones en puntos específicos de tiempo. </li></ul></ul><ul><ul><li>Comandos computacionales hacia el proceso : El control por computadora debe ser capaz de enviar señales al proceso para iniciar una acción correctiva. </li></ul></ul>
  14. 14. Requerimientos de control Computarizado. <ul><li>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. </li></ul><ul><li>Eventos iniciados por operador : El control computarizado siempre debe permitir la entrada de una operación del personal (operador). </li></ul>
  15. 15. Capacidades de control computarizado. <ul><li>Polling (muestreo de datos): significa la extracción de datos mediante muestras con el fin de indicar el estado del proceso. </li></ul><ul><li>Frecuencia: Recíproco del intervalo de tiempo donde los datos son recolectados. </li></ul><ul><li>Orden: Es la secuencia de los lugares donde los datos son recogidos. </li></ul><ul><li>Formato: Se refiere a la manera en que el procedimiento del muestreo es diseñado. </li></ul>
  16. 16. Capacidades de control computarizado <ul><li>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. </li></ul><ul><li>Seguro de entrada (input interlock): Es un seguro que requiere de un dispositivo externo para ejecutarse (sensor, switch). Se pueden usar para: </li></ul><ul><ul><li>Para proceder con un ciclo de trabajo. Ejemplo: Una máquina comunica una señal al controlador de que el proceso se cumplió. </li></ul></ul><ul><ul><li>Para interrumpir un ciclo de trabajo. Ejemplo: Sensor que mande una señal si al robot se le cayó una pieza. </li></ul></ul><ul><li>Seguro de salida : Señal enviada por el controlador a un dispositivo externo. </li></ul>
  17. 17. Capacidades de control computarizado <ul><li>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. </li></ul><ul><li>Interrupciones internas: Son ejecutadas por el propio sistema computacional. </li></ul><ul><li>Interrupciones externas: Son ejecutadas por un operador. </li></ul>
  18. 18. Niveles de Control Industrial <ul><li>Control Básico : Es el de más baja jerarquía. Incluye el control retroalimentado, muestreo e interlocks. </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
  19. 19. Formas de Procesos de Control por Computadora. <ul><li>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: </li></ul><ul><li>Datos del proceso: son parámetros y referencias del proceso. </li></ul><ul><li>Datos del equipo: indica el estado del equipo. </li></ul><ul><li>Datos del producto: muestra el rango de calidad o el cumplimiento con ciertos estándares del producto que se está realizando. </li></ul>
  20. 20. Formas de Procesos de Control por Computadora. <ul><li>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: </li></ul><ul><li>Tener mayor control : se pueden manejar algoritmos más complicados que los convencionales. </li></ul><ul><li>Integración y optimización de múltiples lazos: Se pueden integrar mediciones de distintos lazos de control. </li></ul><ul><li>Editar el programa de control : Se puede cambiar fácilmente el algoritmo de control. </li></ul>
  21. 21. Formas de Procesos de Control por Computadora. <ul><li>Control Numérico y robótica: Implica el uso de microcomputadoras para dirigir la herramienta de una máquina a una secuencia previamente definida por un programa. </li></ul><ul><li>Controles lógicos programables : se usan instrucciones específicas en una memoria programable para secuenciar y controlar una máquina o proceso. </li></ul><ul><li>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. </li></ul>

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