AUTOMATIZACIÓN+CON+PLC_2

AUTOMATIZACIÓN CON PLC UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

MEDELLÍN Sesión 2.

Datos de contacto

• Andrés Felipe Sánchez P.

• Correo: [email protected]

• Teléfono celular: 301 254 9118

• Página web para información y documentación: http://sanchezudeandres.jimdo.com

ESTRUCTURA DE LA SESIÓN

• Sesión 1

▫ Introducción a la automatización industrial

Definición

Historia

Pirámide de control

Sensores

Actuadores

Estándares internacionales para la industria.

DEFINICIÓN DE AUTOMATIZACIÓN

INDUSTRIAL Automatización

Industrial (automatización; del griego antiguo auto: guiado por uno mismo) es el uso de sistemas o elementos computarizados y electromecánicos para controlar maquinarias y/o procesos industriales.

ÁREAS DE LA AUTOMATIZACIÓN

INDUSTRIAL La automatización industrial se

compone de las siguientes disciplinas de la ingeniería:

• Control clásico.

• Instrumentación industrial

• Supervisión de datos.

• Instrumentos virtuales

• Comunicaciones industriales.

CONTROL CLÁSICO

En este tipo de control, el operador ingresa un parámetro llamado setpoint de modo que el controlador (pid, pi,pd) se encarga de mantener el sistema o planta dentro de los rangos preestablecidos.

INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL

Es la disciplina de la ingeniería que nos indica el tipo de sensores, actuadores y comunicaciones que deben usarse para el control y monitoreo de una determinada planta.

SUPERVISIÓN DE DATOS

Es la disciplina de la ingeniería que se encarga de la transmisión, almacenamiento y análisis de información asociada a una planta o proceso.

INSTRUMENTOS VIRTUALES

Son sistemas informáticos que permiten la visualización de información de forma dinámica emulando instrumentos reales.

COMUNICACIONES INDUSTRIALES

Es la rama de la ingeniería que se encarga de determinar los estándares y protocolos de comunicación entre los sistemas de control en una planta.

HISTORIA AUTOMATIZACIÓN

INDUSTRIAL Los primeros

automatismos eran totalmente mecánicos y se basaban en solenoides o dispositivos a cuerda.


INDUSTRIAL Con la aparición de las

máquinas a vapor y la electricidad, los automatismos eran una mezcla de mecánica y electricidad.

En 1801, la patente de un telar automático utilizando tarjetas perforadas fue dada a Joseph Marie Jacquard, quien revolucionó la industria del textil.


INDUSTRIAL Antes de la llegada de

los semiconductores, los automatismos en las empresas se basaban en relevos, contactores, temporizadores y contadores.

PROBLEMAS DE LOS PRIMEROS

AUTOMATISMOS • Sistemas de control

demasiado voluminosos y ruidosos.

• Probabilidad de avería muy alta.

• Localización de avería muy difícil.

• No eran sistemas flexibles.


INDUSTRIAL A partir de los años 70

comienzan a aparecer los primeros circuitos integrados reemplazando los relés. El problema era su falta de flexibilidad.


INDUSTRIAL A principios de los

años 80 se implemantan los plc basados en circuitos integrados. Todavía eran demasiado incipientes ya que solo tenían una cpu cableada con muy poca memoria.


INDUSTRIAL En los años 90, los plc’s

se les dota de mas versatilidad al tener modulos de comunicación y un lenguaje de programación. Los primeros lenguajes de programación se basaban en diagramas de flujo y operaciones lógicas.

TENDENCIA ACTUAL

En la actualidad, la tendencia es crear redes de controladores, sensores y actuadores por medio de un único bus de modo que los sistemas sean mas flexibles y escalables.

PIRAMIDE DE CONTROL

FACTORÍA

PCs, Servidores, Estaciones de trabajo,…

LAN/WAN/Internet

PLANTA

PCs, Servidores, Estaciones de trabajo,…

LAN/Internet

CÉLULA

PCs, PLCs, PCs Industriales… Buses de

Campo, LAN Industrial

CAMPO

PLCs, CNCs, Transporte Automatizado,…

Buses de Campo

PROCESO

Sensores, Actuadores, Máquinas

Herramienta,… Sistemas Cableados. Buses

de Sensores Actuadores. Buses de Campo

PIRÁMIDE DE CONTROL

FÁBRICA Y PLANTA

En esta parte

encontramos aplicaciones de software donde los usuarios pueden visualizar los procesos y al mismo tiempo administrar todo lo relacionado con la compañía.


CÉLULA

En este nivel se

encuentran los primeros buses de campo, plc´s y computadores. A este nivel se recoge información de varios campos.


CAMPO

En este nivel

encontramos las redes de controladores y sensores. En este punto cobran relevancia los buses de campo.


PROCESO

En este nivel

encontramos buses de comunicación y sobre todo, sensores y actuadores.

ESTANDARES Y PROTOCOLOS DE

COMUNICACIÓN MAS UTILIZADOS.

SENSORES Y ACTUADORES

MÁS COMUNES

Los sensores

actuadores se ubican en la parte mas baja de la pirámide de control. Los más comunes son:

SENSORES MAS COMUNES

Sensores capacitivos Se usan para la detección

de objetos metálicos y no metálicos.

Ventajas • Detecta cualquier tipo de

material. • Mayor velocidad de

respuesta. Desventajas • Son mas costosos que los

sensores inductivos. • Su distancia de detección

es menor que un sensor óptico.


Sensores inductivos Se usan para la

detección de objetos metálicos o férricos.

Ventajas • Trabajan a mayor

temperatura. • Son mas económicos. Desventajas • Mas lentos que los

capacitivos. • Solo detectan metales

o ferritas.


Encoder

Son dispositivos con amplio uso de la industria cuya función es informar la posición absoluta o relativa de determinado objeto.

ACTUADORES MAS COMUNES

Motores AC En la industria

normalmente se usan este tipo de motores y para ello se requiere variador.

DC Dentro de este tipo

aparecen para aplicaciones de baja potencia. Se utilizan técnicas de pwm.


Motores Servomotores Se usan para controlar

la posición exacta mediante una señal pulsada.

Paso a Paso Permiten controlar su

posición y velocidad mediante una secuencia de activación de bobinas.

CONMUTADORES MÁS COMUNES

RELEVOS

Los relevos comunes se usan bastante como interfaces entre los controladores y cargas de potencia.

CONTACTORES

Son similares a los relevos pero se activan normalmente a 110vac o 220vac y permiten activar cargas trifásicas.

RELEVOS DE ESTADO SÓLIDO

Con características similares a los relevos tradicionales pero mucho más rápidos.


Pistones

Simple efecto

Solo se tiene un movimiento útil, ya sea hacia adelante o hacia atrás.

Doble efecto

Se tiene movimiento útil en las 2 carreras.


Válvulas On/Off Permiten o bloquen el

paso de un fluido. Proporcionales Su apertura varía

según la intensidad de la señal de control . Normalmente se controlan por corriente 4-20mA.

ESTANDARES INTERNACIONALES

UTILIZADOS EN LA AUTOMATIZACIÓN

INDUSTRIALES.

• 0 vdc para nivel 0 y 24 vdc para nivel 1. No se requiere blindaje.

• 0 Vac para nivel 0 y 110 para nivel 1. Casi no se utiliza.

• Señales análogas: 0 a 10 vdc, +/-10vdc, 4-20mA.

• Comunicación capa física. Rs485 o par diferencial.

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