Taller semana 4 PLCs en los sistemas SCADA

1. 1 Actividades de Reflexióninicial.
Última etapa del proyecto formativo:
Como parte final del desarrollo de la compañíaen la que usted fue
contratado se solicita que
Entregue un panorama de las posibles mejoras que se podrán
implementar con el fin de estar en la vanguardia de la
automatización en el país, para ello se requiere que se fundamente
el tema desde el punto de vista de las redes industriales. Entonces:
a. Observe el siguiente video:
http://www.youtube.com/watch?v=fHgWkdwfL_I
b. Defina en sus propias palabras: sistemade control y supervisión
centralizado sistemas de control y supervisión descentralizados
sistemas de control y supervisióndistribuidos
c. Defina la función de la pirámide CIM
d. Elabore un mapa conceptual o mental en el cual organice la
información que desee presentara la compañía.
Preguntas
Relacionadas con el área del conocimiento.De Desempeño:
Diferenciaun PLC compacto de uno modular.
Establece las características de un PLC de gama alta.
Configuraciones de PLC: compactosy modulares
Son aquellos PLCs que utilizan poco espacio en su construcción y
reúnen en la estructura básica del hardware todas las tarjetas
electrónicas que describimos anteriormente, tal como la fuente de
alimentación, la CPU, la memoria y las interfases de E/S.
Las principales ventajas que presentan estos PLC compactos,
denominados así por su tamaño, son:
•Más económicos dentro de su variedad.

2. •Menor espacio por su construcción compacta.
•Su programación es bastante sencilla.
•No requiere conocimientos profundos para su selección.
•Fácil instalación.
•Soportan contingencias extremas de funcionamiento tales como,
temperaturas <60°C, fluctuaciones de tensión, vibraciones
mecánicas, humedad, etc.
Actualmente se diseñan equipos,que por su tamaño reducido, pero
con características de funcionamiento cada vez más complejos, son
denominados Nano-PLC1 para la marca Telemecanique, Micrologix
10002 para la marca Allen Bradley, etc.
Por otro lado, su bajo costo les permite ser los más solicitados del
mercado, utilizándose, inclusive, en las "viviendas inteligentes".
Algunos consideran que utilizar esta configuración ya es rentable
cuando reemplazan a unos cinco relés, por encima de él se abre
toda una variedad de tareas. Su uso radica en aplicaciones simples
y en numerosos sectores, siendo los más comunes:
1- Arrancadores de motores.
2- Mando de bombas.
3- Máquinas de embolsado.
4- Mando de compuertas.
5- Centros de formación.
6- Calefacción, climatización, ventilación.
7- Embotelladoras.
8- Transporte.
9- Sistemas automáticos de equipos, etc.
En las figuras siguientes se muestran el TSX 07 y el TSX 17-20 de
la marca Telemecanique.

3. Configuración:PlC Modular
Son aquellos PLCs que pueden ser configurados (armados) de
acuerdo a las necesidades, para "armar" al PLC utilizamos las
tarjetas (o módulos) electrónicos estudiados anteriormente,
logrando mayor flexibilidad.
Cada configuración es diferente, según la tarea de automatización.
Cuando se decide instalar PLC modulares, hay que seleccionar
cada uno de los componentes, empezando, en primer lugar, por el
cerebro del PLC, esto es, la unidad central (CPU), ellos varían de
acuerdo a la capacidad de memoria del usuario, tiempo de

4. ejecución y software requerido, en otras palabras, de acuerdo a la
complejidad de la tarea o tareas de automatización.
En segundo lugar, hay que tener presente el tipo y cantidad de
módulos de Entrada/Salida (E/S) digitales y análogas, módulos
inteligentes, etc., de acuerdo a los requerimientos.
En tercer lugar, la fuente de alimentación, según la potencia que
consume la CPU, módulos de E/S, periféricos, más módulos
futuros.
Y finalmente, el tamaño del rack, conociendo de antemano todos los
módulos involucrados y pensando también en expansiones futuras.
En la página siguiente se muestra una tabla comparativa que
resume algunos datos técnicos de los PLC modulares existentes en
el mercado local:
Valores comparativosde tres marcasde PLC en configuración
modular
*Tiempo de ejecución, en promedio, para 1K de instrucciones con
aproximadamente 65% de operaciones binarias y 35% de
operaciones del tipo palabra.

5. Las ventajas y desventajas de la configuración modular son:
•Son más caros que los compactos y varían de acuerdo a la
configuración del PLC.
•Las ampliaciones se hacen de acuerdo a las necesidades, por lo
general, se incrementan los módulos de E/S discreto o analógico.
•En caso de avería, puede aislarse el problema, cambiando el
módulo averiado sin afectar el funcionamiento del resto.
•Utiliza mayor espacio que los compactos.
•Su mantenimiento requiere de mayor tiempo.
Las aplicaciones que se pueden desarrollar con estos tipos de PLC
son
más versátiles: van desde pequeñas tareas, como los del tipo
compacto,
hasta procesos muy sofisticados.
La figura siguiente muestra un tipo de PLC en configuración
modular:
Configuración:Plc Compacto-Modular
Una configuración compacto-modular está constituida, básicamente,
por un PLC del tipo compacto,que se ha expandido a través de
otros módulos,por lo general, entradas y salidas discretas o
analógicas, módulos inteligentes,etc. El uso de las expansiones se
debe a que la unidad básica que contiene la CPU, generalmente

6. está diseñada con pocas E/S, y cuando la aplicación a automatizar
contiene muchos sensores y actuadores, es necesario ampliar el
controlador, utilizando solamente módulos de E/S gobernados porla
misma unidad básica. Esta configuración destacapor las siguientes
características:
•Son más económicosque los PLC de tipo modular.
•La selecciónes sencilla ya que la CPU está seleccionada.
•Soportan contingencias extremas de funcionamiento.
•Su programaciónes fácil, donde solamente se debe tener en
cuenta el direccionamiento de las instrucciones, según la unidad de
extensión a la que se refiere.
Resumen
1. Existen tres tipos de configuraciones delPLC:
-Compacto.
-Modular.
-Compacto-modular.
2. El PLC compacto reúne todas las partes del PLC en un sólo
bloque.
3. El PLC modular divide sus partes en módulos para ser armados
según los requerimientos del usuario.
4. El PLC compacto - modular es una combinaciónde compacto y el
modular.

7. Entregue un panorama de las posibles mejoras que se podrán
implementar con el fin de estar en la vanguardia de la
automatización en el país, para ello se requiere que se fundamente
el tema desde el punto de vista de las redes industriales
Panorama Mundial: Los retos que enfrentan las industrias de procesos de
hoy se han multiplicado por el estado inestable de la economía mundial. En
este tipo de entorno, las demandas del sistema de control de procesos han
venido aumentando más allá de simples funciones de regulación. El sistema
de control se convierte en una herramienta para manejar la planta, recortar
el consumo de energía, reducir costos, disminuir las emisiones y
proporcionar información rápida y precisa del piso de campo para apoyar la
producción y las decisiones de negocios.
¿Qué significa esto para usted para los administradores y gerentes de
plantas de producción, operarios y en general para los involucrados de
manera directa en los procesos productivos en nuestro país?
1- Garantizar la seguridad del personal, de la planta y del medio ambiente.
2- Perfeccionar el uso de activos.
3- Mejorar la rentabilidad de la planta.
4- Reducir el impacto ambiental.
5- Mejorar la disponibilidad de la planta.
6- Optimizar los costos mientras se mantiene el nivel de calidad adecuado.
7- Asegurar la estabilidad del proceso.
8- Anticipar las fallas de los procesos.
9- Dar prioridad a las acciones.
10- Actuar en casos o alertas importantes.
11- Implementar programas de mantenimiento efectivos.
12- Identificar la causa principal de los problemas,l o más rápido posible.
13- Estandarizar los procesos de mantenimiento.
14- Implementar la estandarización y garantizar que se cumplan los
estándares.

8. 15- Reducir los tiempos de ingeniería para acelerar los programas de
ejecución.
16- Gestionar los equipos de ingeniería locales y remotos
17- Administrar todo el sistema desde una ubicación única.
• Sistema de control y supervisión centralizado
En El sistemade control y supervisión centralizados todo se
Concentra en el PLC central es así que este sistemaque se
caracteriza por la presencia de una serie de elementos que son
gestionados desde un único punto central (PLC) esto influye
directamente en el funcionamiento del sistema. Los sistemas de
control centralizados significaron un paso adelante muy importante
en los sistemas de control, pero con el crecimiento de la necesidad
de aumentar la capacidad de control, por ende el crecimiento de las
comunicaciones y el aumento en la capacidad de procesamiento,
poco a poco se convirtieron en poco flexibles y en la actualidad ya
no son utilizados. Una de su gran desventaja es el gasto en
cableado para cada uno de los dispositivosconectadosal PLC
central.
Al proyectar una instalación automatizada, los módulos o tarjetas de
entrada/salida suelen colocarse en los autómatas centrales. Ello
exige que cada instrumento de campo,como por ejemplo sensores,
transmisores de mediday actuadores, se conecte mediante un
cable de 2 ó 4 hilos a la entrada o salida prevista para él en dichos
módulos o tarjetas.
Esta forma de cableado puede llegar a ser muy voluminosa y poca
clara. Además,generalmente se requerirá montar estructuras de
soporte mecánico como canaletas, tubos conducir, etc. Por otro
lado, las interferencias electromagnéticas afectanseriamente a la
fiabilidad de la instalación y las grandes distancias por salvar hacen
inviables económicamente estas soluciones convencionales de
cableado.
• sistemas de control y supervisióndescentralizados

9. Se denomina así a la conexión directa en módulos I/O, de las
señales de entradas y salidas cerca del proceso o máquinas a
controlar. Las estaciones I/O son conectadas vía el bus de campo al
sistema de control central.
El sistemade control descentralizado incorpora las primeras redes
de control en donde los procesosse conectan al bus o la red de
control evitando el cableado excesivo hacia el computador,las E/S
de los procesos controlados,se chequean por eventos, logrando
optimizar los recursos del sistema
Ej. ASI,fieldbus foundation, devicenet.
sistemas de control y supervisióndistribuidos
En un sistema de control distribuido el tratamiento de la información
se encuentra repartida
en el espacio.Esta filosofíase basa en instalar pequeños sistemas
de control o unidades funcionales para cada subproceso,
generalmente autómatas programables.Todosellos enlazados a
través de un sistema de comunicación que los enlaza a un
supervisorun ejemplo clásico es el SCADA.
En vez de instalar un controladorcentral de gran capacidad, los
pequeños controladores son¡interconectados vía un sistema de bus
de campo.
Esta soluciónpresenta las siguientes ventajas:
• Programaciónmás sencilla con programas más pequeños.
• Un arreglo más confiable de la estructura del sistema.
• Facilidad para ampliar o modificarel sistema.
• Mayor disponibilidad de información en el sistemadebido a la
presenciade controladores autónomos.
• Tiempos dereacciónmuy cortos,independientes de los tiempos
de operaciónde bus.

10. Ejemplos Profibus,controlnet
Defina la función de la pirámide CIM
Es la integración funcional de todos los equipos y computadores
que forman parte del procesoen todos sus niveles de fabricación,
con el fin de optimizar los procesos de calidad, producción,
automatización de las operaciones y gestión eficiente de todas las
áreas de la empresa.Surge de la necesidad de integrar los
procesos de produccióncon los procesos de gestión.
Entre las múltiples ventajas que ofrece,están:
1- Mayor capacidad de respondermás rápidamente a cambios
en los requerimientos de produccióno composición.
2- Optimización en el control de calidad.
3- Mejora en el sistemade inventario, logísticay distribución.
4- Reducciónen los tiempos de fabricación y aumento en la
productividad.
5- Administración general del negocio.
6- Mejor planificación y control del proceso.
7- Amplia administración de las fuentes de información, manejo
de datos, históricos,planes de mantenimiento y gestión.
8- Reducciónde costos de personaly de trabajo.
Es importante para nuestro país que entremos en sociedades
estratégicas,con organizaciones que mantengan un enfoque

11. claro en soluciones, para una excelencia operativa en la que
se ofrezcan herramientas de ingeniería para un sistema
flexible, con el fin de apoyar los esfuerzos comunes de todos
los empresarios permitiéndoles sermás eficientes.Estas
herramientas se centran en ayudar a acelerar la configuración
de sus sistemas de control, al reducir significativamente el
tiempo de ingeniería y minimizar el riesgo del proyecto,
minimizar costos y maximizar ganancias que beneficiena
todos los colombianos.Latecnologíaes, quizá, el factor de
cambio más importante en el mundo moderno.Si bien
siempre implican riesgos,los avances tecnológicos prometen
soluciones innovadoras a los desafíos mundiales más
urgentes de nuestra época. Desde autos sin emisiones
impulsados con hidrógeno hasta chips de computadora
inspirados en el cerebro humano, las tecnologías emergentes
ofrecenuna mirada vívida del poderde innovación para
mejorar la vida, transformar industrias y protegernuestro
planeta.
En Colombiapodemoscomenzara implementar.
1- Autos sin emisiones que funcionan con hidrógeno
2- Acercarnos un poco mas a la Próxima generaciónde la
robótica lo cual nos permitirá consolidarel alejamiento de la
línea de producciónlo cual nos permitirá ser mas
eficientes.
3- Diseñar y producir un nuevo tipo de plástico para la
contaminación en nuestros mares y ríos ,reducir vertederos
.y en generar minimizar el impacto de la contaminación
ambiental.
4- Técnicas de ingeniería genética precisas que nos permitan
directamente “editar” el código genético de las plantas para
hacerlas, por ejemplo,más nutritivas o más aptas para un
clima cambiante, mas resistentes a las sequias ya que en
un futuro no muy lejano las grandes guerras serán por el
dominio del agua.
5- El futuro de la fabricación de productos,desdeórganos
imprimibles hasta ropa inteligente ya que se está

12. avanzando a nivel mundial en el mejoramiento de las
impresoras 3D.
6- Mejorar los procesos que nos permitan obtener avances en
la implementaciónde la inteligencia artificial en nuestra
vida cotidiana.
7- Implementarprocesos que nos permitan avanzar en la
fabricación y distribución de los productos. que se hacen
de forma tradicional y se ensamblaban y fabrican en
grandes fábricas centralizadas para avanzar hacia la
fabricación distribuida, en la cual la materia prima y los
métodos de fabricaciónse descentralizan y el producto
final se fabrica muy cerca del cliente final. Básicamente,la
idea de la fabricación distribuida es la de reemplazar la
cadena de suministro de materiales lo más que se pueda
por información digital como ya se esta haciendo en los
países mas industrializados,
8- Conseguirtecnologíaque nos permita fabricar drones que
revisan el tendido eléctrico o que brinden ayuda de
emergenciaen la cual la asistencia humana tarde en llegar.
9- Lograr avances en la implementación de Tecnología
neuromórficaque nos permita crear Chips de computadora
que imitan el cerebro humano.
10-Lograrimplementar avances tecnológicos que nos
permitan adentrarnos hacia una mejor comprensióndel
nuestro mapa genético(proyecto Genoma)lo cual nos
permitirá obteneruna Atención médicamas acorde a los
avances tecnológicos actuales para una épocaen la que su
código genético estaríadisponible para todos en línea y al
alcance de un Crick.