El documento describe los conceptos básicos de la automatización industrial, incluyendo los tipos de automatización, componentes y ventajas. Explica que la automatización industrial reduce los costos laborales y mejora la calidad y control de producción. Describe los principales componentes como actuadores, sensores, controladores y PLC.
INTRODUCCIÓN 2
ACCIONES BASICAS DE CONTROL 3
Estructuras de control 3
Control FeedForward 4
ACCIONES DE CONTROLES 6
Control de dos posiciones o de encendido – apagado 6
Acción de Control Proporcional 7
Acción de Control Integral 9
Acción de Control Proporcional-Integral 10
Acción de Control Derivativa 11
Acción de Control Proporcional-Integral-Derivativa 12
SINTONIZACIÓN DE CONTROLADORES 17
MÉTODO DE LAZO CERRADO O ÚLTIMA GANANCIA (MÉTODO DE ZIEGLER-NICHOLS) 17
Método de Ziegler-Nichols a Lazo Abierto 20
Método de Dahlin 21
CONCLUSIONES 24
BIBLIOGRAFIA 24
Fuentes Electrónicas 24
INTRODUCCIÓN 2
ACCIONES BASICAS DE CONTROL 3
Estructuras de control 3
Control FeedForward 4
ACCIONES DE CONTROLES 6
Control de dos posiciones o de encendido – apagado 6
Acción de Control Proporcional 7
Acción de Control Integral 9
Acción de Control Proporcional-Integral 10
Acción de Control Derivativa 11
Acción de Control Proporcional-Integral-Derivativa 12
SINTONIZACIÓN DE CONTROLADORES 17
MÉTODO DE LAZO CERRADO O ÚLTIMA GANANCIA (MÉTODO DE ZIEGLER-NICHOLS) 17
Método de Ziegler-Nichols a Lazo Abierto 20
Método de Dahlin 21
CONCLUSIONES 24
BIBLIOGRAFIA 24
Fuentes Electrónicas 24
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« O-pump » es un sistema automatizado de distribución de agua diseñado por Liwa Engineering. Este sistema integra un algoritmo programado que permite alargar la vida útil del motor y de la bomba, reducir los costes de mantenimiento, prevenir el desbordamiento de los depósitos, reducir las exigencias de personal, y garantizar un funcionamiento continuo y eficaz. Ha sido diseñado con productos de alta calidad de marcas reconocidas en el sector.
El sistema puede configurarse punto por punto, o como sistema multipuntos. Según la topología del sistema, estas unidades pueden comunicarse entre sí o de manera individual con la central.
Hasta hace poco tiempo el control de procesos industriales se hacía de forma cableado por medio de contactores y relés. Al operario que se encontraba a cargo de este tipo de instalaciones, se le exigía tener altos conocimientos técnicos para poder realizarlas y mantenerlas. Por otra parte, cualquier variación en el proceso suponía modificar físicamente gran parte de las conexiones de los montajes, siendo necesario para ello un gran esfuerzo técnico y un mayor desembolso económico.
En la actualidad, no se puede entender un proceso complejo de alto nivel desarrollado por técnicas cableadas. El ordenador y los autómatas programables ha intervenido de forma considerable para que este tipo de instalaciones se hayan visto sustituidas por otras controladas de forma programada.
El término PLC de amplia difusión en el medio significa en inglés, Controlador Lógico Programable. Originalmente se denominaban PCs (Programmable Controllers), pero, con la llegada de las IBM PCs, para evitar confusión, se emplearon definitivamente las siglas PLC
3. Fabricación moderna
Cuando un proceso de
automatización se realiza
Sin la intervención humana
decimos que se trata de un
proceso automatizado. La
automatización permite la
eliminación “total” o
“parcial” de la intervención
del hombre. Los
Automatismos son
dispositivos de realizar
tareas sin la intervención
humana.
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5. Tipo de automatización
Eléctricos: son aquellos
que funcionan mediante
corriente eléctrica.
Hidráulicos: son aquellos
que se transmiten a través
de líquidos cuando son
presionados.
Neumáticos: son aquellos
que funcionan mediante la
fuerza de aire comprimido.
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6. Ventajas de la automatización
Reduce los gastos de mano de obra
directos en un porcentaje más o
menos alto según el grado de
automatización.
Aumenta la calidad de producción
ya que las maquinas automáticas
son más precisas.
Mejora el control de la producción
ya que pueden introducir sistemas
automáticos de verificación.
Permite programar la producción.
Aumenta la capacidad de
producción de la instalación
utilizando las mismas maquinas y
los trabajadores.
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7. Controles de automatismo
Control manual: se utiliza para controlar manualmente de los dispositivos de
un automatismo cuando varían las condiciones de trabajo.
Controles automáticos: funcionan continuamente de la misma manera sin
tener en cuenta las variaciones que se puedan producir en su entorno de
trabajo
Controles programables: son dispositivos que modifican los programas de
funcionamiento de sus periféricos de salida según las variaciones que se
producen en las condiciones de su entorno de trabajo. Estas variaciones son
detectadas a partir de información que reciben a través de sensores que tienen
conectados.
Controles informatizados: son los que utilizan una unidad informática para
analizar los datos que reciben los periféricos de entrada y dirigir y controlar los
periféricos de salida.
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12. El tablero eléctrico
Un tablero eléctrico de
automatización es aquel
que está constituido por
Equipos electromagnéticos,
tales como relés auxiliares,
contadores, temporizadores
Electrónicos, temporizadores
neumáticos, etc.
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13. El tablero eléctrico
¿Cuál es su función?
Es albergar diferentes dispositivos eléctricos,
electrónicos, etc. Que gobiernan la lógica y energía de
cargas, tales como motores, generadores, maquinas de
procesos, etc. O sea, todo aquello que necesite la industria
para controlar el funcionamiento de las maquinas
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14. El tablero eléctrico
Ventajas de los tableros
eléctricos
La totalidad de sus componentes
se pueden adquirir rápidamente.
Su estudio, fabricación e
instalación es muy sencillo de
realizar.
La adaptación de los
responsables del mantenimiento
es rápida, debido a que todo es
conocido.
Existe gran cantidad de material
de consulta y aprender su lógica
resulta sencilla.
Desventajas de los tableros
eléctricos
El costo de estos tableros es alto,
incrementándose de acuerdo al
tamaño del proceso a
automatizar.
Generalmente ocupan mucho
espacio.
Cuando se origina una falla es
muy laboriosa su ubicación y
reparación.
En tableros grandes el consumo
de energía es representativa.
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15. El PLC como alternativa de automatización
El PLC es utilizado para
automatizar sistemas eléctricos,
electrónicos, neumáticos e
hidráulicos de control discreto y
análogo. Las múltiples funciones
que pueden asumir estos
equipos en el control, se debe a
la diversidad de operaciones a
nivel discreto y análogo con que
dispone para realizar los programas
lógicos sin la necesidad de contar
con equipos adicionales.
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16. PLC compactos
Más económicos dentro de
su variedad.
Menor espacio por su
construcción compacta.
Su programación es
bastante sencilla.
No requiere conocimientos
profundos para su selección.
Fácil instalación.
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17. PLC modulares
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 incrementas los
módulos de E/S discreto o
analógico.
En caso de avería, puede aislarse
el problema, cambiando el
modulo averiado sin afectar el
funcionamiento del resto.
Utiliza mayor espacio que los
compactos.
Su mantenimiento requiere de
mayor tiempo.
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18. PLC compacto - modular
Son más económicos que los
PLC de tipo modular.
La selección es sencilla ya que
la CPU esta seleccionada.
Soportan contingencias
extremas de funcionamiento.
Su programación es fácil,
donde solamente se debe
tener en cuenta el
direccionamiento de las
instrucciones, según la
unidad de extensión a la que
se refiere.
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19. Ventajas de los PLC’s
Menores costos
se da porque prescinde del
uso de dispositivos
electromecánicos y
electrónicos, tales como:
relés auxiliares,
temporizadores, algunos
controladores, contadores,
etc. Ya que estos dispositivos
simplemente deben ser
programables en el PLC sin
realizar una inversión adicional.
Menor espacio
Un tablero de control que
gobierna un sistema automático
mediante un PLC, es mucho
más compacto que un sistema
controlado con dispositivos
convencionales (relés,
temporizadores, contadores,
controladores, etc.)
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20. Ventajas de los PLC’s
Confiabilidad
se debe a que el fabricante
realiza un riguroso control de
calidad , llevando al cliente
un equipo en las mejores
condiciones; además sus
componentes son de estado
sólido con pocas partes
mecánicas móviles, haciendo
que el equipo tenga una
elevada confiabilidad
Versatilidad
La versatilidad de estos
equipos radica en la
posibilidad de realizar
grandes modificaciones en el
funcionamiento de un
sistema automático con solo
realizar un nuevo programa y
mínimos cambios de
cableado.
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21. Ventajas de los PLC’s
Menor consumo de energía
Como es sabido todo equipo
electromecánico y
electrónico requiere un
consumo de energía para su
funcionamiento, siendo dicho
consumo representativo cuando
se tiene una gran cantidad de
ellos; sin embargo, el consumo
del PLC es muy inferior, lo que
se traduce en un ahorro
sustancial.
Poco mantenimiento
Estos equipos, por su
constitución de ser muy
compactos, respecto a la
cantidad de trabajo que pueden
realizar, y además, porque
cuentan con muy pocos
componentes electromecánicos,
no requieren un
mantenimiento periódico
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22. COMPATIBILIDAD CON DISPOSITIVOS Y
ACTUADORES
Actualmente las normas establecen que los sistemas y
equipos sean diseñados bajo un modelo abierto, de tal
manera que para el caso de los PLC’s estos puedan
fácilmente conectarse con cualquier equipo sin importar
la marca y procedencia. Hoy en día casi todas las marcas
de PLC’s están diseñadas bajo este modelo.
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25. Arquitectura del PLC
Fuente de alimentación
Unidad de procesamiento
central (CPU)
Módulos o interfaces de
entrada/ salida
Módulos de memoria
Unidad de programación
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26. Sistema de control convencional
(electromecánico):
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28. Lenguajes de programación
Lenguajes gráficos
Carta de funciones
secuenciales o Grafcet
Diagrama de bloque de
funciones(FUP)
Diagrama de contactos o
escalera (LADDER)
Lenguajes textuales
Lista de instrucciones
(AWL)
Texto estructurado (ST)
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33. Contactor
Un Contactor es un
componente
electromecánico que tiene
por objetivo establecer o
interrumpir el paso de
corriente, ya sea en el
circuito de potencia o en el
circuito de mando, tan
pronto se energice la bobina
(en el caso de ser contactores
instantáneos).
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34. Interruptor magneto térmico tripolar
Son interruptores de
reducido tamaño,
especialmente diseñados
para protección contra
cortocircuitos y
sobrecargas en los
circuitos de control y
mando en instalaciones
eléctricas.
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35. Relé térmico
El relé o relevador, es un
dispositivo electromecánico.
Funciona como un
interruptor controlado por
un circuito eléctrico en el
que, por medio de una
Bobina y un electroimán, se
acciona un juego de uno o
varios contactos que
permiten abrir o cerrar otros
circuitos eléctricos
independientes.
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