Automatización Industrial.

JOSE MELGAREJO DE GANTE
AUTOMATIZACIÓ INDUSTRIAL
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BENEMERITA UNIVERSIDAD
AUTONOMA DE PUEBLA
Desarrollo de Habilidades en el uso de las Tecnologías de
la Información y la Comunicación
Profesor: Juan Carlos Carmona Rendón
ACTIVIDAD FINAL: AFTER THE DRAFT
Alumno: José Melgarejo De Gante
Matricula: 201419908
19 de octubre de 2014

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RESUMEN
Dentro del campo de la producción industrial, desde los inicios de la era
industrial hasta la actualidad, la automatización ha pasado de ser una
herramienta de trabajo deseable a una herramienta indispensable para
competir en el mercado globalizado. Ningún empresario puede omitir la
automatización de sus procesos para aumentar la calidad de sus
productos, reducir los tiempos de producción, realizar tareas complejas,
reducir los desperdicios o las piezas mal fabricadas y especialmente
aumentar la rentabilidad.
ABSTRACT
Industrial production, since industrial era beginning up to our days,
includes automation of processes which has become from a merely wish
to an indispensable tool to be used for competing in globalize markets. No
one industrial investor can skip automation from all his production
processes to increase product quality, processing time reduction, complex
tasks achievement, waste or bad manufactured pieces reduction and
specially increasing profitability

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Introducción
Dentro del campo de la producción industrial, la automatización ha pasado de
ser una herramienta de trabajo deseable a una herramienta indispensable para
competir en el mercado globalizado. Ningún empresario toma a la ligera la
automatización de sus procesos para aumentar la calidad de sus productos,
reducir los tiempos de producción, realizar tareas complejas, reducir los
desperdicios o las piezas mal fabricadas y sobre todo aumentar la rentabilidad.
La historia de la automatización comienza con la introducción de las máquinas
(mecanización) para producir grandes cantidades, para lo cual era
imprescindible dividir el trabajo en tareas más pequeñas y sencillas. La
mecanización a gran escala dio lugar al comienzo de la automatización.

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Índice
Pág.
1. ¿Qué es la automatización industrial?............................5
2. Historia de la automatización industrial………………….6
2.1. Comienzo……………………………………………6
2.2. Actualidad…………………………………………...8
3. Aplicaciones…………………………………………………..9
4. Ventajas y desventajas…………………………………….11
4.1. Ventajas…………………………………………………11
4.2. Desventajas…………………………………………….12
Conclusión
Referencias

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1. ¿Qué es la automatización industrial?
La automatización industrial es la aplicación de diferentes tecnologías para
controlar y monitorear un proceso, maquina, aparato o dispositivo que por lo
regular cumple funciones o tareas repetitivas, haciendo que opere
automáticamente, reduciendo al mínimo la intervención humana.
Lo que se busca con la Automatización industrial es generar la mayor cantidad
de producto, en el menor tiempo posible, con el fin de reducir los costos y
garantizar una uniformidad en la calidad.
La automatización Industrial es posible gracias a la unión de distintas
tecnologías, por ejemplo la instrumentación nos permite medir las variables de
la materia en sus diferentes estados, gases, sólidos y líquidos, (eso quiere decir
que medimos cosas como el volumen, el peso, la presión etc.), la hidráulica, la
neumática, los servos y los motores son los encargados del movimiento, nos
ayudan a realizar esfuerzos físicos (mover una bomba, prensar o desplazar un
objeto), los sensores nos indican lo que está sucediendo con el proceso, donde
se encuentra en un momento determinado y dar la señal para que siga el
siguiente paso, los sistemas de comunicación enlazan todas las partes y los
Controladores Lógicos Programables o por sus siglas PLC se encargan de
controlar que todo tenga una secuencia, toma decisiones de acuerdo a una
programación pre establecida, se encarga de que el proceso cumpla con una
repetición, a esto debemos añadir otras tecnologías como el vacío, la robótica,
telemetría y otras más.

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Ilustración 1 Esquema de automatización industrial
2. Historia de la automatización industrial
La historia del ser humano está marcada por continuos y graduales
descubrimientos, además de la creación de nuevos inventos. Día a día el Ingenio
y la creatividad del ser humano han hecho que hagamos automatismos para
facilitarnos las cosas.
2.1. Comienzo
Desde el principio, siempre hemos desarrollado herramientas, mecanismos que
nos ayuden a realizar una tarea, aprendimos a hacer fuego para calentarnos,
hacíamos cuchillos a partir de rocas para tajar la carne, descubrimos la rueda y
nos facilitó trasportar las cosas, las escritura nos da otra forma de comunicación,
de conocer la historia y de preservar el conocimiento adquirido, siempre hemos
estado en continua evolución.
Las palancas y las poleas para mover grandes pesos, fuentes de energía como
los resortes, el caudal del agua o vapor canalizado con el fin de originar

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movimientos simples y repetitivos, dieron origen a los primeros autómatas que
datan posiblemente desde el 300 AC, estos primeros fueron figuras con
movimiento, reproducción de piezas musicales o juegos.
Las primeras máquinas simples sustituían una forma de esfuerzo en otra forma
que fueran manejadas por el ser humano, tal como levantar un peso pesado con
sistema de poleas o con una palanca. Posteriormente las máquinas fueron
capaces de sustituir formas naturales de energía renovable, tales como el viento,
mareas, o un flujo de agua por energía humana.
Para mediados del siglo 20, la automatización había existido por muchos años
en una escala pequeña, utilizando mecanismos simples para automatizar tareas
sencillas de manufactura. Sin embargo el concepto solamente llego a ser
realmente práctico con la adición y evolución de las computadoras digitales, cuya
flexibilidad permitió manejar cualquier clase de tarea. Las computadoras digitales
con la combinación requerida de velocidad, poder de cálculo, precio y tamaño
empezaron a aparecer en la década de 1960.
Los acontecimientos más importantes respecto a la automatización industrial a
partir de año 1947 hasta el año 1997 son los siguientes:
1947: La idea original: Físicos John Bardeen, Walter Brattain y William Shokkley
desarrollan el primer transistor en los laboratorios de Bell.
Heinrich Grünebaum (en la imagen entre Jans Lenze y la hija de Lenze, Elisabeth
Belling en la Feria de Hannover de 1952) desarrolló el motor Alquist, que se
convirtió en el padrino de los motores controlados. Revolucionó los procesos de
rebobinado en muchos años (60) de tecnología de automatización.
1959: Primera herramienta de maquinado controlada por computador. El primer
controlador Simatic en un torno capstan fue presentado en la sexta versión de la
feria EMO de París. La lógica todavía era por cableado.
1967: Antes de la electrónica de potencia: Antes de que los diodos, tiristores y
los IGBT´s estuvieran disponibles, las corrientes eran rectificadas con
rectificadores de selenio, o con rectificadores de arco de mercurio gigantes
emitiendo luz azul misterioso.

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Las unidades electrónicas. En 1967 AMK presentó el primer motor de corriente
de jaula de ardilla de tres fases infinitamente variable de producción masiva.
Ocho años después otra innovación de AMK permitió que varios motores de tres
fases fueran operados con sincronismos angulares por primera vez.
1968: PLC: La exitosa historia del PLC empezó con el Control Industrial Modular
de Dick Morley.
1978: A nivel de máquinas: dispositivos de programación de la era pre-PC eran
muy grandes y pesados. La programación CNC a nivel de máquinas – una vez
más introducido por AMK – representó un proceso notable.
1987: Coincidencia: un cliente solicitó que un sistema de control Beckhoff fuera
equipado con un disco duro. La solución más simple fue la de integrar un PC.
Pronto se evidenció que el PC podría hacer más que actuar como un recolector
de datos para el sistema de control, y la era de los PC en la industria de la
automatización arrancó.
1997: Empuje de integración: la tecnología de automatización consiste cada vez
más en un control descentralizado e inteligente y con componentes de control
que Fábrica Digital y condicionamiento Virtual: el mundo del desarrollo de
productos digitales se fusiona con la tecnología de automatización. Programas
de control para procesos de producción están desarrollados basados en la
simulación.se puedan comunicar con otros mediante Ethernet industrial.
2.2. Actualidad
Hoy en día la automatización la vemos todos los días, y ya estamos
acostumbrados a ella, por ejemplo, la puerta de un autobús es automatizada y
casi a diario nos subimos a uno. Muchas de las grandes empresas han estado
apostando por este tipo de tecnologías ya que resultan rentables y se obtiene
mayor producción en menos tiempo, corriendo el menor riesgo de un accidente
que podría tener un humano al realizar la actividad que ahora fue automatizada.
En la actualidad se ha avanzado mucho en este tema tecnológicamente
hablando pero sin duda el más grande acontecimiento sucedido recientemente

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en el campo de automatización industrial fue el haber descubierto la
funcionalidad del PLC (controlador lógico programable por su siglas en ingles)
en un chip.
La parte más visible de la automatización actual puede ser la robótica industrial.
Algunas ventajas son repetitividad, control de calidad más estrecho, mayor
eficiencia, integración con sistemas empresariales, incremento de productividad
y reducción de trabajo. Algunas desventajas son requerimientos de un gran
capital, decremento severo en la flexibilidad, y un incremento en la dependencia
del mantenimiento y reparación. Por ejemplo, Japón ha tenido necesidad de
retirar muchos de sus robots industriales cuando encontraron que eran
incapaces de adaptarse a los cambios dramáticos de los requerimientos de
producción y no eran capaces de justificar sus altos costos iniciales.
3. Aplicaciones
La introducción de los robots ha sido facilitada por la técnica de organización y
división del trabajo, sobre todo en la producción en masa, basadas en la mayor
especialización, simplificación y repetividad de las tareas productivas, lo que ha
facilitado el diseño y programación de los robots.
Entre las principales aplicaciones no industriales de los robots es necesario
mencionar su utilización en plantas de energía nuclear, en le exploración
submarina, la minería, construcciones, agricultura, medicina etc.
Las principales aplicaciones industriales son las siguientes:
a. Fundición en molde (die-casting). Esta fue la primera aplicación industrial.
b. Soldadura de Punto. Actualmente es la principal área la presente
generación de robot. Ampliamente utilizada en la industria automotriz. En
promedio, este tipo de robot. reduce a la mitad la fuerza laboral necesaria.
c. Soldaduras de Arco. No requiere de modificaciones sustanciales en el
equipo de soldadura y aumenta la flexibilidad y la velocidad.
d. Moldeado por Extrusión. De gran Importancia por creciente demanda de
partes especializadas de gran complejidad y precisión.

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e. Forjado (Forglng). La principal aplicación es la manipulación de partes
metálicas calientes.
f. Aplicaciones de Prensado (press work). Partes y, panales de vehículos y
estructuras de aviones, electrodomésticos y otros productos
metalmecánicos. Esta es un área de rápido desarrollo de nuevos tipos de
robot.
g. Pinturas y Tratamiento de Superficies. El mejoramiento de las condiciones
de trabajo y la flexibilidad han sido las principales razones para el
desarrollo de estas aplicaciones.
h. Moldeado Plástico. Descarga de máquinas de inyección de moldes, carga
de moldes, paletización y empaque de moldes, etc. Alta contribución al
mejoramiento de las condiciones de trabajo, al ahorro de mano obra, a la
reducción del tiempo de producción, y al aumento de la productividad.
i. Aplicaciones en la Fundición. Carga y descarga de máquinas, manejo de
materiales calientes, manejo de moldes, etc. Las difíciles condiciones de
trabajo hacen necesarios los robot., aunque ha sido muy difícil su diseño
y eficacia.
j. Carga y Descarga de Máquina Herramientas. Los robots aumentan la
flexibilidad y versatilidad de las máquinas herramientas y permiten su
articulación entre sí. Contribuyen a la reducción de stocks, minimizan
costos del trabajo directo e indirecto, aumentan la calidad de la producción
y maximizar la utilización del equipo.
k. En aparatos y maquinaria eléctrica y electrónica, juguetes, ingeniería
mecánica, industrial automotriz, etc.
Esta tecnología se puede aplicar en:
 Embotelladoras
 Empacadoras
 Cementeras
 Industria azucarera
 Generadoras
 Ensambladoras de partes
 Industrial del plástico

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 Plantas de producción en general
4. Ventajas y desventajas
En este tema de ventajas y desventajas de la automatización industrial se
encuentra muy debatida la postura ya que se puede hablar a favor o en contra
de él y se puede tomar desde varias perspectivas.
En muchos campos de la industria se usa las automatización avanzada para
producir bienes. Esta automatización a menudo involucra robots, los cuales
realizan tareas repetitivas de forma rápida, precisa y segura. Las empresas
fabricantes de artículos electrónicos y automóviles usan robots, a menudo las 24
horas del día. Estos robots ensamblan y realizan pruebas que aseguran una
fabricación precisa. Antes de escoger el uso de la robótica, mide los costos
asociados contra los beneficios potenciales. Los costos iniciales de re-ingeniería
en las líneas de producción son enormes, y probablemente, el proceso implica
el despido de trabajadores. La reducción de costos e incremento en el nivel de
producción aumentan el nivel de ganancias.
4.1. Ventajas
Las principales ventajas de la automatización son:
 El aumento de rendimiento o productividad.
 Mejora de la calidad o el aumento de la previsibilidad de la calidad.
 Mejora de la robustez de los procesos o productos.
 El aumento de la consistencia de la producción.
 Reducción de los costes directos de mano de obra humana y gastos.
Los siguientes métodos se emplean a menudo para mejorar la productividad, la
calidad o la robustez.
 Instalar la automatización de las operaciones para reducir el tiempo de
ciclo.

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 Instalar la automatización donde se requiere un alto grado de precisión.
 Sustitución de operadores humanos en las tareas que implican trabajo
físico o monótono.
 Sustitución de los seres humanos en las tareas realizadas en ambientes
peligrosos
 Realización de tareas que van más allá de las capacidades humanas de
tamaño, peso, velocidad, resistencia, etc.
 Mejora económica: La automatización puede mejorar la economía de las
empresas, la sociedad o la mayoría de la humanidad. Por ejemplo, cuando
una empresa invierte en la automatización, la tecnología se recupera su
inversión, o cuando un estado o un país aumenta sus ingresos debido a la
automatización como Alemania o Japón en el siglo 20.
 Reduce el tiempo de operación y el tiempo de manipulación de trabajo
significativamente.
 Libera a los trabajadores a asumir otras funciones.
 Ofrece puestos de trabajo de nivel superior en el desarrollo,
implementación, mantenimiento y funcionamiento de los procesos
automatizados.
4.2. Desventajas
Las principales desventajas de la automatización son:
 Amenazas de seguridad/vulnerabilidad: Un sistema automatizado puede
tener un limitado nivel de inteligencia, y por lo tanto son más susceptibles
a cometer errores fuera de su ámbito de aplicación inmediata del
conocimiento.
 Impredecible/costes de desarrollo excesivo: La investigación y la
evolución de los costes de automatizar un proceso puede exceder el costo
ahorrado por la propia automatización.

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 Alto coste inicial: La automatización de un nuevo producto o una planta
típicamente requiere una inversión inicial muy grande en comparación con
el coste unitario del producto, aunque el costo de la automatización se
puede propagar entre muchos productos y en el tiempo
Datos extras sobre la automatización
En la fabricación, el propósito de la automatización se ha desplazado a
cuestiones más amplias que la productividad, coste y tiempo.
-La fiabilidad y la precisión
El enfoque de edad en el uso de la automatización simplemente para aumentar
la productividad y reducir los costos se consideró que ser corto de miras, ya que
también es necesario proporcionar una mano de obra cualificada que pueda
hacer las reparaciones y manejar la maquinaria. Por otra parte, los costes
iniciales de la automatización fueron altas y con frecuencia no pueden ser
recuperados por el tiempo totalmente nuevos procesos de fabricación sustituyó
a la antigua.
La automatización está a menudo se aplica principalmente para aumentar la
calidad del proceso de fabricación, donde la automatización puede incrementar
sustancialmente la calidad. Por ejemplo, los pistones de motores de combustión
interna utilizados para ser instalado manualmente. Este está siendo rápidamente
la transición a la instalación de la máquina automatizada, debido a que la tasa
de error para entrega manual de fue de alrededor de 1-1,5%, pero se ha reducido
a 0,00001% con la automatización.
-Se apagan las luces de fabricación
Se apagan las luces de fabricación es cuando un sistema de producción es de
100% o cerca de un 100% automatizado. Con el fin de eliminar la necesidad de
que los costos de mano de obra todos juntos.

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-Salud y medio ambiente
Los costos de la automatización para el medio ambiente son diferentes
dependiendo de la tecnología, producto o motor automatizado. Hay motores
automatizados que consumen más recursos energéticos de la Tierra en
comparación con los motores anteriores y los que hacen lo contrario también.
Operaciones peligrosas, tales como la refinación de petróleo, la fabricación de
productos químicos industriales, y todas las formas de trabajo de los metales,
eran siempre los primeros candidatos para la automatización.
-Convertibilidad y el tiempo de respuesta
Otro cambio importante en la automatización es la creciente demanda de
flexibilidad y la convertibilidad en los procesos de fabricación. Los fabricantes
están exigiendo cada vez más la capacidad de cambiar fácilmente de la
fabricación del producto A al producto B de fabricación sin tener que reconstrui r
completamente las líneas de producción. Procesos de flexibilidad y distribuidas
han conducido a la introducción de vehículos auto guiados con Natural
Navegación Características.
-Las herramientas de automatización
Los ingenieros ahora pueden tener un control numérico a través de dispositivos
automáticos. El resultado ha sido una serie de rápida expansión de las
aplicaciones y las actividades humanas. Tecnologías informatizadas ahora
sirven de base para las herramientas matemáticas y de organización utilizados
para crear sistemas complejos. Ejemplos notables de CAx incluyen el diseño
asistido por ordenador y la fabricación asistida por ordenador. La mejora del
diseño, análisis y fabricación de productos basados en las CAx ha sido
beneficiosa para la industria.
Tecnología de la información, junto con maquinaria y procesos industriales,
puede ayudar en el diseño, implementación y monitoreo de los sistemas de
control. Un ejemplo de un sistema de control industrial es un controlador lógico

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programable. Los PLC son ordenadores endurecidos especializados que se
utilizan con frecuencia para sincronizar el flujo de entradas de sensores y
eventos con el flujo de salidas a los actuadores y eventos.
Interfaces hombre-máquina o interfaces humanos informáticos, anteriormente
conocidos como interfaces hombre-máquina, se emplean normalmente para
comunicarse con los PLCs y otras computadoras. El personal de servicio que
supervisan y controlan a través de paneles de operador pueden ser llamados por
diferentes nombres. En los procesos industriales y entornos de fabricación, se
les llama operadores o algo similar. En las salas de calderas y los departamentos
centrales de servicios públicos se les llama ingenieros estacionarios.
Existen diferentes tipos de herramientas de automatización:
ANN - red neuronal artificial
BPM - Bonita Open Solution
DCS - Sistema de Control Distribuido
HMI - Human Machine Interface
SCADA - Supervisión, Control y Adquisición de Datos
PLC - Controlador Lógico Programable
PAC - controlador de automatización programable
Instrumentación
El control de movimiento
Robótica
-Limitaciones a la automatización
La tecnología actual no es capaz de automatizar todas las tareas deseadas.
Como proceso se vuelve cada vez más automatizado, hay menos y menos mano
de obra para ser salvo o mejora de la calidad que se pueden obtener. Este es un
ejemplo de ambos rendimientos decrecientes y la función logística.

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Similar a la anterior, a medida que más y más procesos se vuelven automáticos,
hay menos restantes procesos no automatizados. Este es un ejemplo de
agotamiento de las posibilidades. Nuevos paradigmas tecnológicos, pueden sin
embargo fijar nuevos límites que superan los límites anteriores.
-Limitaciones actuales
Muchos papeles para los seres humanos en los procesos industriales en la
actualidad se encuentran más allá del alcance de la automatización.
Reconocimiento humano a nivel de modelo, la comprensión del lenguaje y la
capacidad de producción del lenguaje son mucho más allá de las capacidades
de los sistemas mecánicos e informáticos modernos. Las tareas que requieren
la evaluación subjetiva o la síntesis de los datos sensoriales complejos, tales
como olores y sonidos, así como tareas de alto nivel, tales como la planificación
estratégica, en la actualidad requieren de experiencia humana. En muchos
casos, el uso de los seres humanos es más rentable que los métodos mecánicos
incluso que es posible la automatización de las tareas industriales. La superación
de estos obstáculos es un camino teorizado que la economía post-escasez.

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Conclusión
El trasfondo de la automatización nos dará una visión muchísimo más amplia de
lo que puede ayudar esto a una empresa ya que se va a dar en la misma un
proceso de mecanización de las actividades industriales para reducir la mano de
obra, simplificar el trabajo para que así se de propiedad a algunas máquinas de
realizar las operaciones de manera automática; por lo que indica que se va dar
un proceso más rápido y eficiente.
Como verás, anteriormente, al darse una mayor eficiencia el sector de
maquinaria, lograra que la empresa industrial disminuya la producción de piezas
defectuosas, y por lo tanto aumente una mayor calidad en los productos que se
logran mediante la exactitud de las máquinas automatizadas; todo esto ayudará
a que la empresa industrial mediante la utilización de inversiones tecnológicas
aumente toda su competitividad en un porcentaje considerable con respecto a
toda su competencia, y si no se hace, la empresa puede sufrir el riesgo de
quedarse rezagada.

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Referencias
 Martínez, V. (2001). Automatización industrial moderna, México:
Alfaomega.
 Hernández, R. (2007). AUTOMATIZACIÓN: La máquina no lo es todo.
septiembre 24, 2014, de manufactura información estratégica para la
industria Sitio web:
http://www.manufactura.mx/industria/2007/02/01/automatizacin-la-mquina-
no-lo-es-todo
 Carvajal, M. (2014). Evolución de la automatización industrial. septiembre 24,
2014, de REPORTERO INDUSTRIAL Sitio web:
http://www.reporteroindustrial.com/temas/Evolucion-de-la-automatizacion-industrial+
98784?pagina=1
 Crespo, W.. (2011). ¿Qué es la automatización industrial?. octubre 15,
2014, de wordpress.com Sitio web:
http://automatizacionindustrial.wordpress.com/2011/02/09/queeslaa
utomatizacionindustrial/

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