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MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005

CUADRO HISTORICO

Control:

-Comprobar, intervenir, inspeccionar, dirigir regularalgo.

Desde el punto de vista de la ingeniera:

- Regulacin de energa en forma predeterminada hacialos elementos o dispositivos que la demanden.

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Objetivo

Producir un objeto terminado que cumpla con unasdeterminadas especificaciones de diseo.

Se requiere transformacin de cierta materia prima mediante elconcurso de maquinaria diseada para ejecutar las tareas quedemanda el proceso.

El proceso es realizado por maquinas que demandan energa y

esta evidentemente debe ser regulada para que se transformeeficientemente y puedan ser cumplidas las tareas exigidas.

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Prensado Soldado

PintadoEnsamble

Lineas alternas

Los pasos de la

produccin

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Controladores un dispositivo conformadopor un conjunto de elementos interconectadosque interactan convenientemente para regularla energa que demanda un rgano receptor

cuya funcin es la de consumir dicha energaen forma til y aprovechable.

A estos rganos receptores tambin se le

conoce como elementos finales de control cargas del proceso.

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AnalogiaHombre-Mquina

(Mecanismo)

Cuerpo

(Instalacion)

Sistemas(Actuadores)Msculos

(Energia)

Alimento

(Sensores)

Sentidos

(Procesador)Cerebro

(Software)Conocimiento

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Un elemento final de control o cargarequiere de undispositivo controladorque regulela energasuministrada para realizar la tarea de control que debecumplir.

Primeros sistemas controlados:

- regulador de temperatura (1600)

- regulador de presin para caldera de vapor(1681)- regulador de nivel de agua tipo flotador(1765)

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Mquina de Newcomen

Entre 1705 y 1725, el inventor Thomas Newcomen desarroll una mquina

de vapor que bombeaba agua. Este ingenio qued obsoleto a finales de ese

mismo siglo por la mquina de vapor de James Watt.

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Revolucin Industrial:

- Maquina de hilar

- Regulador de velocidad centrifugo (James Watt-1769)

- Controladores neumticos

Hasta la mitad del siglo XIX el desarrollo de dispositivosy sistemas de control automtico se realizaba en formaintuitiva. Maxwell desarrolla un sistema matemtico con

el fin de aumentar la exactitud de los sistemas de control,incluso a sistemas inestables.

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Mquina de hilar de James Hargreaves

La mquina de hilar inventada en 1764 por James Hargreaves, y a la quedio el nombre de "Jenny" en honor a su hija, hizo posible la produccin

automtica de hilo de algodn, con lo que revolucion la industria textil.

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A finales del siglo XIX con la aparicin de la electricidad yposteriormente del motor se desarrollaron loscontroladores por levas

Caractersticas:

- Eficiente para la poca

- Da robustez al sistema

- Mantenimiento permanente

- Desgaste mecnico

- Ruidoso- Ocupa mucho espacio

- Solo permite operaciones sencillas

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Levas de disco, cilndrica y de traslacin

Las levas son un componente crucial en muchos procesos automatizados, porque determinanel movimiento repetido que realiza otra pieza de la mquina. Por ejemplo, las levas puedencontrolar el movimiento de la cuchilla de una picadora de carne o de las vlvulas de unautomvil. Estas figuras muestran tres tipos de levas y las piezas que transmiten sumovimiento, llamadas palpadores.

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A principios del siglo XX se desarrollan los relais y elcontrol elctrico.

Caractersticas:

- Vida til mas larga

- Menor desgaste mecnico

- Ocupaban menor espacio

- Cableado complicado

- Menor ruido

En 1932 Nyquist desarrolla un procedimiento para determinar la estabilidad de lossistemas de lazo cerrados sobre la base de los sistemas de lazo abierto con exitacionsenoidal.

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En 1934 Hazen introduce el termino deSERVOMECANISMOS para los sistemas de control

de posicin, el estudio el diseo de servomecanismos

repetidores capaces de seguir estrechamente una

entrada cambiante

Seal

Posicin

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Termostato automtico

Un termostato emplea un bucle de realimentacin (indicado por las flechas rojas)

para controlar la temperatura. El termostato compara la temperatura deseada con la

temperatura real y enva las instrucciones adecuadas a la caldera (en este caso, el

termostato indica a la caldera que se conecte). Mediante repeticiones continuas de

este bucle de realimentacin, la temperatura real acaba siendo la deseada y se

mantiene en ese nivel.

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A mediados del siglo XX con la aparicin de los semiconductores se

desarrollo el control electrnico.

Caractersticas:

- Aumenta la velocidad de

conmutacin

- Sin ruido- Pequeos

- Vida casi ilimitada

Aparece la teora de control moderna gracias al desarrollo de los computadoresanalgicos y digitales que proporcionan una mayor capacidad para calcular conprecisin y rapidez sistemas multivariables, lo que era difcil de lograr con la teorade control clsica

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Con el desarrollo de la eraespacial se dio un nuevoimpulso en la ingeniera decontrol y se hizo necesariodiseos de controles mascomplejos y altamente

precisos para proyectiles ypruebas espaciales. Asimismo, la necesidad de minimizar el

peso de los satlites y

controlarlos muy exactamenteha permitido logrossignificativos en el importantecampo del control optimo.

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Otro logros mas recientesen las teoras de controlmoderna estn apuntando

a sistemas ptimos ysistemas de controlcomplejos con adaptaciny aprendizaje aplicandotcnicas de lgica difusa y

sistemas de multimaestros.

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PLC

PROGRAMMABLE

LOGICCONTROL

Programacion Sencilla

Cambios de Programa Sencillos

Eliminacion de la Logica Cableada

Mejoras en tamao de implementacin

APARICIN DEL PLC

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PROGRAMACABLEADO

PROGRAMADO

ALMACENAMIENTO

EN MEMORIA

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