La automatización es un sistema donde las tareas de producción realizadas habitualmente por operadores humanos se transfieren a elementos tecnológicos. Un sistema automatizado consta de dos partes: la parte de mando, que suele ser un autómata programable que controla el sistema, y la parte operativa, que actúa directamente sobre la máquina mediante accionadores y captadores.
1. Análisis de la metodología para la realización de proyectos de
automatización en plantas industriales.
2. Estudio en la fase de ingeniería de detalle.
3. Secuencia de actividades y aspectos prácticos necesarios.
4. Introducción y una guía práctica para ingenieros que trabajen en el campo
de la Automatización Industrial (Instrumentación y Sistemas).
1. Objeto del Curso
Juliian Saez (julsaez@gmail.com) https://docs.google.com/file/d/0B6a5fd8pHyp8dHBDRGxzYXZxSnc/edit?usp=sharing pág. 4
5. Metodología bien establecida y estandarizada, y que es la que utilizan las
empresas de ingeniería, tanto de España (Técnicas Reunidas, Foster Wheeler
Iberia, Sener, Inctecsa, Initec, Iberinco, etc) como del resto del mundo (Kellog,
Technip, Fluor, Linde, Jacobs, etc).
6. Se abordarán los aspectos del desarrollo de un proyecto de automatización
fuera del ámbito puramente teórico. Se enfocará el mismo ilustrándolo siempre
con casos prácticos reales.
1. Análisis de la metodología para la realización de proyectos de
automatización en plantas industriales.
2. Estudio en la fase de ingeniería de detalle.
3. Secuencia de actividades y aspectos prácticos necesarios.
4. Introducción y una guía práctica para ingenieros que trabajen en el campo
de la Automatización Industrial (Instrumentación y Sistemas).
1. Objeto del Curso
Juliian Saez (julsaez@gmail.com) https://docs.google.com/file/d/0B6a5fd8pHyp8dHBDRGxzYXZxSnc/edit?usp=sharing pág. 4
5. Metodología bien establecida y estandarizada, y que es la que utilizan las
empresas de ingeniería, tanto de España (Técnicas Reunidas, Foster Wheeler
Iberia, Sener, Inctecsa, Initec, Iberinco, etc) como del resto del mundo (Kellog,
Technip, Fluor, Linde, Jacobs, etc).
6. Se abordarán los aspectos del desarrollo de un proyecto de automatización
fuera del ámbito puramente teórico. Se enfocará el mismo ilustrándolo siempre
con casos prácticos reales.
La automatización es un sistema donde se transfieren tareas de producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnológicos.
2. La automatización es un sistema donde se trasfieren tareas de
producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a
un conjunto de elementos tecnológicos. Un sistema automatizado
consta de dos partes principales:
3. • Mejorar la productividad de la empresa.
• Mejorar las condiciones de trabajo del personal.
• Realizar las operaciones imposibles de controlar intelectual o manualmente.
• Mejorar la disponibilidad de los productos.
• Simplificar el mantenimiento de forma que el operario no requiera grandes conocimientos para la
manipulación del proceso productivo.
• Integrar la gestión y producción.
4. La Parte de Mando:
La Parte de Mando suele ser un autómata programable (tecnología
programada), aunque hasta hace bien poco se utilizaban relés
electromagnéticos, tarjetas electrónicas o módulos lógicos neumáticos
(tecnología cableada) . En un sistema de fabricación automatizado el autómata
programable esta en el centro del sistema. Este debe ser capaz de comunicarse
con todos los constituyentes de sistema automatizado.
5. Con este tipo de tecnología, el automatismo se
realiza interconectando los distintos elementos que
lo integran. Su funcionamiento es establecido por
los elementos que lo componen y por la forma de
conectarlos.
Esta fue la primera solución que se utilizo para crear
autómatas industriales, pero presenta varios
inconvenientes.
Los dispositivos que se utilizan en las tecnologías
cableadas para la realización del automatismo son:
• Relés electromagnéticos.
• Módulos lógicos neumáticos.
• Tarjetas electrónicas.
6. Los avances en el campo de los microprocesadores de
los últimos años han favorecido la generalización de las
tecnologías programadas. En la realización de
automatismos. Los equipos realizados para este fin son:
• Los ordenadores.
• Los autómatas programables.
7. La Parte Operativa es la parte que actúa directamente sobre la máquina.
Son los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice la
operación deseada. Los elementos que forman la parte operativa son los
accionadores de las máquinas como motores, cilindros, compresores ..y
los captadores como fotocélulas, finales de carrera …
8. La industria del plástico, altamente especializada, cuenta con una estrecha red de campos y
actividades. La elaboración del plástico, su transformación y la ingeniería mecánica están
estrechamente ligadas entre sí.
Pues el plástico encuentra aplicación en casi cualquier lugar: desde la industria automovilística y
de la electrónica hasta la industria alimentaria y de los bienes de consumos.
La materia bruta es mecanizada por máquinas de fundición por inyección y herramientas
creando productos finales o intermedios de características innovadoras, precisas y robustas.
9. Una máquina inyectora es un equipo capaz de plastificar el
material polimérico y bombearlo hacia un molde en donde llena
una cavidad y adquiere la forma del producto deseado.
Una inyectora se compone de cuatro unidades principales:
1.La unidad de cierre
2.La unidad de inyección
3.La unidad de potencia
4.La unidad de control
10. Unidad de cierre
Unidad de inyección
Unidad de control
Unidad de potencia
11. La unidad de control
Este sistema básicamente contiene un controlador lógico
programable (PLC) y controladores PID para las resistencias
eléctricas del barril y de la boquilla.
La tecnología de Control Industrial es una de las partes
fundamentals Integrando elementos como:
•Sensores (electrónica)
• Valvulas (de control o hidraulicos)
•PLC (Controladores Lógicos Programables)
o dispositivos de control automático con las
maquinas, herramientas y el recurso humano en
una planta productiva se llega a desarrollar lo que
se llama un proceso productivo automatizado
12. Qué es un PLC?
El PLC es un dispositivo de estado sólido,
diseñado para controlar procesos
secuenciales (una etapa después de la otra)
que se ejecutan en un ambiente industrial.
Es decir, que van asociados a la maquinaria
que desarrolla procesos de producción y
controlan su trabajo.
¿Qué hace un PLC?
Un PLC realiza, entre otras, las siguientes funciones:
•Recoger datos de las fuentes de entradas
•Tomar decisiones en base a criterios preprogramados.
•Almacenar datos en la memoria.
•Generar ciclos de tiempo.
•Realizar cálculos matemáticos.
•Actuar sobre los dispositivos externos mediante las
salidas analógicas y digitales.
•Comunicarse con otros sistemas externos.
13. Válvula de control.
Las válvulas son unos de los instrumentos de control más
esenciales en la industria. Debido a su diseño y materiales, las
válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular,
modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases,
Partes de la válvula de control.
Las válvulas de control constan básicamente de dos partes que
son: la parte motriz o actuador y el cuerpo.
Las electroválvulas son dispositivos
que responden a pulsos eléctricos.
Gracias a la corriente que circula a través
del solenoide es posible abrir o cerrar la
válvula controlando, de esta forma, el flujo
de fluidos.
14. La unidad de inyección está conformada por el
tornillo y el barril de inyección, la boquilla y las
resistencias alrededor del barril.
Sistema de potencia eléctrico: Sistema de potencia hidráulico:
La maquina emplea dos
sistemas mecánicos de
engranes y palancas
acodadas, uno para el
cierre del molde y otro
para la inyeccion
los motores hidráulicos son los más
comúnmente utilizados, su
funcionamiento se basa en la
transformación de la potencia
hidráulica del fluido en potencia
mecánica.
Notas del editor
Elementos de una Instalación Automatizada
MAQUINAS : Son los equipos mecánicos que realizan los procesos, traslados, transformaciones, etc. de los productos o materia prima.
ACCIONADORES : Son equipos acoplados a las máquinas, y que permiten realizar movimientos, calentamiento, ensamblaje, embalaje. Pueden ser:
Accionadores eléctricos: Usan la energía eléctrica, son por ejemplo, electroválvulas, motores, resistencias, cabezas de soldadura, etc.
Accionadores neumáticos: Usan la energía del aire comprimido, son por ejemplo, cilindros, válvulas, etc.
Accionadores hidráulicos: Usan la energía de la presión del agua, se usan para controlar velocidades lentas pero precisas.
PRE ACCIONADORES : Se usan para comandar y activar los accionadores. Por ejemplo, contactores, switchs, variadores de velocidad, distribuidores neumáticos, etc.
CAPTADORES : Son los sensores y transmisores, encargados de captar las señales necesarias para conocer el estados del proceso, y luego enviarlas a la unidad de control.
INTERFAZ HOMBRE-MÁQUINA : Permite la comunicación entre el operario y el proceso, puede ser una interfaz gráfica de computadora, pulsadores, teclados, visualizadores, etc.
ELEMENTOS DE MANDO : Son los elementos de cálculo y control que gobiernan el proceso, se denominan autómata, y conforman la unidad de control.
Los sistemas automatizados se conforman de dos partes: parte de mando y parte operativa
PARTE DE MANDO : Es la estación central de control o autómata. Es el elemento principal del sistema, encargado de la supervisión, manejo, corrección de errores, comunicación, etc.
PARTE OPERATIVA : Es la parte que actúa directamente sobre la máquina, son los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice las acciones. Son por ejemplo, los motores, cilindros, compresoras, bombas, relés, etc.
• Mejorar la productividad de la empresa, reduciendo los costes de la producción y mejorando la calidad de la misma.
• Mejorar las condiciones de trabajo del personal, suprimiendo los trabajos penosos e incrementando la seguridad.
• Realizar las operaciones imposibles de controlar intelectual o manualmente.
• Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo proveer las cantidades necesarias en el momento preciso.
• Simplificar el mantenimiento de forma que el operario no requiera grandes conocimientos para la manipulación del proceso productivo.
• Integrar la gestión y producción.
La Parte de Mando suele ser un autómata programable (tecnología programada), aunque hasta hace bien poco se utilizaban relés electromagnéticos, tarjetas electrónicas o módulos lógicos neumáticos (tecnología cableada) . En un sistema de fabricación automatizado el autómata programable esta en el centro del sistema. Este debe ser capaz de comunicarse con todos los constituyentes de sistema automatizado.
Que es la parte de mando
PARTE DE MANDO : Es la estación central de control o autómata. Es el elemento principal del sistema, encargado de la supervisión, manejo, corrección de errores, comunicación, etc.
Tecnologías cableadasLas redes de acceso que llegan al usuario sobre un cableado existente tienen como ventaja su facilidad de despliegue. Sin embargo, su capacidad futura está limitadatecnológicamente.Las tecnologías DSL ofrecen actualmente un amplio abanico de servicios, pero presentan dificultades para su despliegue en zonas aisladas.Las redes que despliegan fibra óptica hasta el usuarioo hasta un punto cercano al mismo (como en el caso del cable) ofrecen capacidad suficiente para todos los servicios pero el despliegue requiere inversiones y plazos elevados y el cableado se limitafundamentalmente a zonas urbanas.
Banda baseEs una banda de frecuencias producida por un transducto, que es como un manipulador telegráfico u otro dispositivo generador de señales que no es necesario adaptarlo al medio por el que se va a trasmitir. Banda base es la señal de una sola transmisión en un canal, banda ancha significa que lleva más de una señal y cada una de ellas se transmite en diferentes canales, hasta su número máximo de canal.Es conjunto de señales que no sufren ningún proceso de modulación a la salida de la fuente que las origina, dichas señales se pueden codificar y ello da lugar a los códigos de banda base.
El ordenador, como parte de mando de un automatismo presenta la ventaja de ser altamente flexible a modificaciones de proceso. Pero, al mismo tiempo, y debido a su diseño no específico para su entorno industrial, resulta un elemento frágil para trabajar en entornos de líneas de producción.
Un autómata programable industrial es un elemento robusto diseñado especialmente para trabajar en ambientes de talleres, con casi todos los elementos del ordenador.
Definicion:Un microcontrolador es un dispositivo electrónico capaz de llevar a cabo procesos lógicos. Estos procesos o acciones son programados en lenguaje ensamblador por el usuario, y son introducidos en este a través de un programador. Esto suena un poco complicado, pero sólo es un resumen de 3 líneas. A lo largo de este curso veremos todos los reglas y trucos de este lenguaje complicado por su sencillez :-pmportancia:Son diseñados para disminuir el coste económico y el consumo de energía de un sistema en particular. Por eso el tamaño de la CPU, la cantidad de memoria y los periféricos incluidos dependerán de la aplicación. El control de un electrodoméstico sencillo como una batidora, utilizará un procesador muy pequeño (4 u 8 bit) por que sustituirá a un autómata finito. En cambio un reproductor de música y/o vídeo digital (mp3 o mp4) requerirá de un procesador de 32 bit o de 64 bit y de uno o mas Códec de señal digital (audio y/o vídeo). El control de un sistema de frenos ABS (Antilock Brake System) se basa normalmente en un microcontrolador de 16 bit, al igual que el sistema de control electrónico del motor en un automóvil.
Los elementos que forman la parte operativa son los accionadores de las máquinas como motores, cilindros, compresores ..y los captadores como fotodiodos, finales de carrera…….
La unidad de control
Este sistema básicamente contiene un controlador lógico programable (PLC) y controladores PID para las resistencias eléctricas del barril y de la boquilla. El PLC permite programar la secuencia del ciclo de inyección y recibe señales de alarma, por sobrepresión o finales de carrera, para detener el ciclo. Los controladores PID son los más adecuados para el control de temperatura debido a su elevada velocidad de respuesta para mantener la temperatura a los niveles requeridos
La unidad de control. Es donde se establecen, monitorean y controlan todos los parámetros del proceso: tiempos, temperaturas, presiones y velocidades. En algunas máquinas se pueden obtener estadísticas de los parámetros de moldeo si así se desea.
PLC
Controlador Lógico
Programable
• Entradas
• Proceso
• Salida
• Almacenamiento
• Temporizadores
• Contadores
• Comparadores
• Operaciones
numéricas
• Funciones especiales
• Comunicación
¿Qué es un PLC?
El PLC es un dispositivo de estado sólido, diseñado para controlar procesos secuenciales (una etapa después de la otra) que se ejecutan en un ambiente industrial. Es decir, que van asociados a la maquinaria que desarrolla procesos de producción y controlan su trabajo.
Como puedes deducir de la definición, el PLC es un sistema, porque contiene todo lo necesario para operar, y es industrial, por tener todos los registros necesarios para operar en los ambientes hostiles que se encuentran en la industria.
1.2 ¿Qué hace un PLC?
Un PLC realiza, entre otras, las siguientes funciones:
Recoger datos de las fuentes de entrada a través de las fuentes digitales y analógicas.
Tomar decisiones en base a criterios preprogramados.
Almacenar datos en la memoria.
Generar ciclos de tiempo.
Realizar cálculos matemáticos.
Actuar sobre los dispositivos externos mediante las salidas analógicas y digitales.
Comunicarse con otros sistemas externos.
Los PLC se distinguen de otros controladores automáticos, en que pueden ser programados para controlar cualquier tipo de máquina, a diferencia de otros controladores (como por ejemplo un programador o control de la llama de una caldera) que, solamente, pueden controlar un tipo específico de aparato.
Además de poder ser programados, son automáticos, es decir son aparatos que comparan las señales emitidas por la máquina controlada y toman decisiones en base a las instrucciones programadas, para mantener estable la operación de dicha máquina.
Puedes modificar las instrucciones almacenadas en memoria, además de monitorizarlas.
Ventajas y desventajas de los PLC
3.1 Ventajas
Las ventajas de los PLC son las siguientes:
Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos debido a que:
· No es necesario dibujar el esquema de contactos.
· No es necesario simplificar las ecuaciones lógicas ya que, por lo general, la capacidad de almacenamiento del modulo de memoria es lo suficientemente grande como para almacenarlas.
· La lista de materiales a emplear es mas reducida y, al elaborar el presupuesto correspondiente, se elimina parte del problema que supone el contar con diferentes proveedores, distintos plazos de entrega, etc.
Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado y añadir aparatos.
Mínimo espacio de ocupación
Menor coste de mano de obra de la instalación
Economía de mantenimiento. Además de aumentar la fiabilidad del sistema, al eliminar contactos móviles, los mismos autómatas pueden detectar e indicar posibles averías.
Posibilidad de gobernar varias maquinas con un mismo autómata.
Menor tiempo para la puesta en funcionamiento del proceso al quedar reducido el tiempo de cableado.
Si por alguna razón la maquina queda fuera de servicio, el autómata sigue siendo útil para controlar otra maquina o sistema de producción.
Inconvenientes
Hace falta un programador, lo que exige la preparación de los técnicos en su etapa de formación.
La inversión inicial es mayor que en el caso de los relés, aunque ello es relativo en función del proceso que se desea controlar. Dado que el PLC cubre de forma correcta un amplio espectro de necesidades, desde los sistemas lógicos cableados hasta el microprocesador, el diseñador debe conocer a fondo las prestaciones y limitaciones del PLC. Por tanto, aunque el coste inicial debe ser tenido en cuenta a la hora de decidirnos por uno u otro sistema, conviene analizar todos los demás factores para asegurarnos una decisión acertada.
La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada.
Partes de la válvula de control.
Las válvulas de control constan básicamente de dos partes que son: la parte motriz o actuador y el cuerpo.
Actuador: el actuador también llamado accionador o motor, puede ser neumático, eléctrico o hidráulico, pero los más utilizados son los dos primeros, por ser las más sencillas y de rápida actuaciones.
Las electroválvulas son más fáciles de controlar mediante programas de software. Es ideal para la automatización industrial.
Las electroválvulas se utilizan en gran número de sistemas y rubros industriales que manejan fluidos como el agua, el aire, el vapor, aceites livianos, gases neutros y otros. En particular, las electroválvulas suelen implementarse en lugares de difícil acceso ya que pueden ser accionadas por medio de acciones eléctricas. También son utilizadas en vacío o hasta en altas presiones y altas temperaturas.
Las electroválvulas se aplican a surtidores automáticos de combustibles, irrigación de parques, fuentes de agua danzantes, dosificadores de líquidos o gases, regulación de niveles de líquidos, en máquinas envasadoras, lavaderos automáticos de autos, máquinas de limpieza, procesos de niquelado o galvanizado, en máquinas de café y en muchos lugares más.
Sistema Eléctrico de Potencia
Cada subsistema contiene, a su vez, diferentes componentes físicos.
Por razones técnico-económicas, la energía se genera, transmite y distribuye, en forma trifásica.
1.- GENERACIÓN.
La energía eléctrica se genera en las Centrales Eléctricas. Una central eléctrica es una instalación que utiliza una fuente de energíaprimaria para hacer girar una turbina que, a su vez, hace girar un alternador, que produce energía en corriente alterna sinusoidal a voltajes intermedios, entre 6.000 y 23.000 Voltios.
2.- TRANSMISIÓN.
La energía se transporta, frecuentemente a gran distancia de su centro de producción, a través de la Red de Transporte , encargada de enlazar las centrales con los puntos de utilización de energía eléctrica. Para un uso racional de la electricidad es necesario que las líneas de transporte estén interconectadas entre sí con estructura de forma mallada, de manera que puedan transportar electricidad entre puntos muy alejados, en cualquier sentido. Estas líneas están generalmente construidas sobre grandes torres metálicas y a tensiones superiores a 66.000 Voltios.
3.- SUBESTACIONES.
Las instalaciones llamadas subestaciones son plantas transformadoras que se encuentran junto a las centrales generadoras (Subestación elevadora) y en la periferia de las diversas zonas de consumo (Subestación reductora), enlazadas entre ellas por la Red de Transporte.
4.- DISTRIBUCIÓN
Las redes de distribución de energía se encuentran en áreas urbanas y rurales, pueden ser aéreas, o subterráneas (estéticamente mejores, pero mas costosas). La red de distribución está formada por la red en AT (suele estar comprendida entre 6.000 a 23.000 Voltios) y en BT (400/230 V)
Sistema hidraulico
Hidráulica, aplicación de la mecánica fluidos en ingeniería para construir dispositivos que funcionan con líquidos, por lo general agua o aceite. La hidráulica resuelve problemas como el flujo de fluidos por conductos o canales abiertos y el diseño de presas de embalse, bomba y turbinas. Su fundamento es el principio de Pascal, que establece que la presión aplicada en un punto de un fluido se transmite con la misma intensidad a cada punto del mismo.
Leer más: http://www.monografias.com/trabajos97/sistema-hidraulico/sistema-hidraulico.shtml#ixzz3IcDGh02S