Universidad Modelo

Escuela de Ingeniería

Ingeniería Industrial Logística

Automatización Industrial

Profesor:

Ing. Sixto Enrique López Barea

Alumnos:

Luis A. Brito May

Jonathan Hernández Alejo

Dainiznorai Antonio Muñoz Cruz

ContenidoIntroducción:.........................................................................................................................3

Historia de la automatización:...........................................................................................3

Diseño de Partes para Automatización.................................................................................4

Por Procesos Continuos:................................................................................................4

Por Procesos Discretos y Discontinuos:..........................................................................4

Por Procesos en Lotes:...................................................................................................4

Requisitos para Automatizar.................................................................................................5

Simetría.................................................................................................................................5

Asíncrono:......................................................................................................................5

Síncrono:........................................................................................................................5

Diseño de Alimentación:.......................................................................................................6

Neumática:.....................................................................................................................6

Hidráulica:......................................................................................................................6

Mecánica:.......................................................................................................................6

Electrónica:....................................................................................................................6

GRAFCET................................................................................................................................7

Elementos de programación..........................................................................................7

Conclusiones:........................................................................................................................ 9

Luis:................................................................................................................................9

Dainiznorai:....................................................................................................................9

Jonathan:....................................................................................................................... 9

Bibliografía:.........................................................................................................................10

Introducción:En este documento se expondrán distintos temas en cuanto la automatización. Como lo es el diseño de partes para la automatización, los requisitos para automatizar, la simetría y el diseño para la alimentación.

El ser humano siempre ha buscado la creación de herramientas y máquinas que le faciliten la realización de tareas peligrosas, pesadas y repetitivas. En los últimos tiempos, la aparición de máquinas altamente sofisticadas ha dado lugar a un gran desarrollo del campo de la automatización y el control de las tareas, aplicado ya en muchas máquinas que se manejan diariamente.

Historia de la automatización:

El origen se remonta a los años 1750, cuando surge la revolución industrial.

1745: Máquinas de tejido controladas por tarjetas perforadas.

1817-1870: Máquinas especiales para corte de metal.

1863: Primer piano automático, inventado por M. Fourneaux.

1856-1890: Sir Joseph Whitworth enfatiza la necesidad de piezas intercambiables.

1870: Primer torno automático, inventado por Christopher Spencer.

1940: Surgen los controles hidráulicos, neumáticos y electrónicos para máquinas de corte

automáticas.

1945-1948: John Parsons comienza investigación sobre control numérico.

1960-1972: Se desarrollan técnicas de control numérico directo y manufactura

computadorizada.

Diseño de Partes para Automatización.

Para conocer el diseño de partes para automatizar, primero hay que conocer de donde proviene. La Real Academia de Ciencias Físicas y Exactas define la automática como el conjunto de métodos y procedimientos para la substitución del operario en tareas físicas y mentales previamente programadas. De esta se desprende la definición de la automatización como la aplicación de la automática al control de los procesos Industriales.

Se pueden distinguir varios diseños para la Automatización:

Diseño por Procesos Continuos Diseño por Procesos Discretos y Discontinuos Diseño por Procesos en Lotes

Por Procesos Continuos:Las magnitudes que determinan la evolución del proceso cambian de forma continua en el tiempo. Existe una similitud entre los procesos continuos y los sistemas electrónicos analógicos.

Por Procesos Discretos y Discontinuos:Las magnitudes que determinan la evolución del proceso cambian de forma discreta o discontinua y suelen tomar solo determinados valores. El sistema evoluciona mediante eventos. Estos procesos son también conocidos como procesos de eventos discretos. En los procesos discretos se actúa sobre objetos concretos también llamados elementos discretos.

Por Procesos en Lotes:Son procesos discretos en los que intervienen más de un elemento o pieza inicial para ser transformados en un solo producto.

Requisitos para AutomatizarPara Automatizar existen ciertos requisitos que si no se cumplen podrían afectar las

ventajas de la automatización, y por tanto no se podrían obtener todos los beneficios que esta brinda. Estos requisitos son los siguientes:

Compatibilidad Electromagnética: debe existir la capacidad para operar en una

ambiente con ruido electromagnético producido por motores y maquinas de revolución.

Expansibilidad y escalabilidad: Es una característica del sistema que le permite crecer

para atenderlas ampliaciones futuras de la planta, o para atender las operaciones no

tomadas en cuenta al inicio de la automatización. Se analiza bajo el criterio de análisis

costo-beneficio, típicamente suele dejarse una reserva en capacidad instalada ociosa

alrededor de 10% a 25%.

Manutención: Se refiere a tener disponible por parte del proveedor, un grupo de

personal técnico capacitado dentro del país, que brinde el soporte técnico adecuado cuando se necesite.

Sistema Abierto: Los sistemas deben cumplir los estándares y especificaciones internacionales. Esto garantiza la interconexión y compatibilidad de los quipos a través de interfaces y protocolos.

SimetríaLa parte de simetría se divide en dos fases de control principalmente:

Asíncrono Síncrono

Asíncrono: La transición de estado se produce únicamente debido a los cambios en las variables del proceso. Por ejemplo un sistema controlado por relés.

Síncrono:Las transiciones en las variables y en los estados se producen de forma sincronizada mediante pulsos de un reloj de frecuencia fija.

Diseño de Alimentación:Se pueden distinguir varios diseños para la Alimentación de los sistemas o diseños de automatización.

Neumática. Hidráulica. Electrónica. Mecánica.

Empezaremos hablando del diseño Neumático

Neumática:Este tipo de automatización se destaca por maquinas que utilizan el aire comprimido y hay que tomar en cuenta que se usan dos maquinas aquellas que producen el aire comprimido y aquellas que lo utilizan. Principalmente este tipo de diseño se usa para accionar herramientas rotativas como desarmadores y taladros neumáticos, equipos de percusión, así como equipos de pintura.

Hidráulica:En este tipo de Automatización se usan maquinas que usan fluidos para trabajar, usando mayormente áreas para moderar las potencias. Estas maquinas utilizan la incomprensibilidad de los líquidos para generar grandes cantidades de potencia en muy poco tiempo.

Mecánica:Se usan maquinas automáticas para sustituir principalmente las acciones humanas, este tipo de maquinas transforman la energía eléctrica en energía mecánica para desarrollar algún trabajo para el cual fueron diseñadas, este tipo de maquinas se usan generalmente en trabajos que son repetitivos como los de corte, moldeo y troquelado entre otros, y también se usan para aquellos procesos que ponen en riesgo la vida del trabajador.

Electrónica:Esta es una de las herramientas y diseños básicos en la automatización, ya que se pueden combinar una gran gama de los componentes.

GRAFCET

El GRAFCET, nació en 1977 fuente del trabajo de la AFCET Asociación Francesa para la

Cibernética Económica y Técnica, en principio como síntesis teórica de las diferentes

herramientas existentes por aquel entonces. Le otorgó su actual forma en 1979 la ADEPA

francesa. Normalizada en Europa e internacionalmente en 1992. Básicamente, el

GRAFCET, es un modelo de representación gráfica, de los sucesivos comportamientos de

un sistema lógico, predefinido por sus entradas y salidas. También, es un grafo, o diagrama

funcional normalizado, que permite hacer un modelo del proceso a automatizar,

contemplando entradas, acciones a realizar, y los procesos intermedios que provocan estas

acciones. Inicialmente fue propuesto para documentar la etapa secuencial de los sistemas de

control de procesos a eventos discretos.

Elementos de programaciónPara programar un autómata en GRAFCET es necesario conocer cada uno de los elementos

propios de que consta. En la siguiente tabla se muestran los comunes.

Elementos GRAFCET de programación

Símbolo Nombre Descripción

Etapa inicial

Indica el comienzo del esquema GRAFCET y se activa

al poner en RUN el autómata. Por lo general suele

haber una sola etapa de este tipo.

Etapa Su activación lleva consigo una acción o una espera.

Unión Las uniones se utilizan para unir entre sí varias etapas.

Transición

Condición para desactivarse la etapa en curso y

activarse la siguiente etapa, Se indica con un trazo

perpendicular a una unión.

Direccionamiento

Indica la activación de una y/u otra etapa en función de

la condición que se cumpla/n. Es importante ver que la

diferencia entre la "o" y la "y" en el grafcet es lo que

pasa cuando se cierran ( ver más adelante ).

Proceso

simultáneo

Muestra la activación o desactivación de varias etapas

a la vez.

Acciones

asociadas

Acciones que se realizan al activarse la etapa a la que

pertenecen.

Tabla 1.1 Elementos GRAFCET de programación

Conclusiones:Luis:Después de la investigación y lectura de los diferentes tipos de diseños y sistemas de

alimentación, etc. Pude llegar a la conclusión que estos diseños tiene una importancia

bastante alta en la industria, en cuanto a lo que el control de los procesos se refiere así

como la automatización de ciertas maquinas, pude aprender cuales son los sistemas de

alimentación así como los diseños que se tienen para la automatización de los procesos.

Dainiznorai: Si bien la automatización brinda muchos beneficios a los procesos industriales que

requieran una producción muy alta o un proceso más controlado, hay varias cosas que hay

tomar en cuenta antes de optar por un sistema, como lo son la compatibilidad magnética, la

expansibilidad y escalabilidad, manutención y tener un sistema abierto; ya que si no se

toman en cuenta estos elementos simplemente los beneficios que brinda la automatización

de un proceso no se podrían tener, en la investigación tenemos un primer acercamiento a

los elementos primarios que forman la automatización industrial, y el grafcet que es

simplemente una representación mediante un método gráfico de un proceso automático de

una determinada secuencia

Jonathan:

Bibliografía:1. Ingeniería de control moderna / Kastsuhiko Ogata ; traducción, Sebastián Dormido Canto,

Raquel Dormido Canto ; revisión técnica, Sebastián Dormido Bencomo ; revisión técnica

para Latinoamérica, Amadeo Mariani...[et al.]-- 5ª ed-- Madrid : Pearson Educación

2. Sistemas de control automático / Benjamín C. Kuo ; traducción, Guillermo Aranda Pérez ;

revisor técnico, Francisco Rodríguez Ramírez-- 7a ed-- México [etc.] : Prentice Hall

Hispanoamericana, cop. 1996

3. Sistemas de control moderno / Richard C. Dorf, Robert H. Bishop ; traducción, Sebastián

Dormido Canto, Raquel Dormido Canto ; revisión técnica, Sebastián Dormido Bencomo--

10ª ed-- Madrid : Pearson Educación, 2005

4. https://es.wikipedia.org/wiki/GRAFCET

5. http://www.epsevg.upc.edu/hcd/material/lecturas/interfaz.pdf

6. https://es.wikipedia.org/wiki/Automatizaci%C3%B3n_industrial