SISTEMAS INDUSTRIALES DE CONTROLSISTEMAS INDUSTRIALES DE CONTROL

Tradicionalmente se pueden identificar tres tipos de Sistemas de Control

a.a. Control CentralizadoControl Centralizado– Para sistemas poco complejos, donde el control se puede

concentrar en un elemento, encargado de monitorear y supervisar el proceso de producción.

– No es necesario una gran infraestructura de comunicación, ya que todo lo maneja el mismo elemento.

– Si el sistema falla, todo el proceso queda paralizado

SISTEMAS INDUSTRIALES DE CONTROLSISTEMAS INDUSTRIALES DE CONTROL

b.b. Control DistribuidoControl Distribuido– Sistema que separa el control en procesos, subprocesos o

áreas funcionales, gestionadas mediante un algoritmo de control autónomo e independiente.

– A cada unidad se le asigna un autómata, o elemento de control, independiente y dimensionado de acuerdo a los requerimientos de los procesos de la unidad.

– Es necesario un sistema de comunicación entre los autómatas.

– Con esta separación, cada elemento de control debe gestionar un proceso más sencillo que el global, lo que disminuye la posibilidad de error en la programación y ejecución de las tareas.

SISTEMAS INDUSTRIALES DE CONTROL

c.c. Control HíbridoControl Híbrido– Es la combinación de ambos sistemas descritos

anteriormente.– Aprovecha las potencialidades de cada uno y disminuye sus

inconvenientes.– El grado de implementación, dependerás de las

características del proceso que se esté trabajando.– Conduce a una gestión estructurada, de modo que existen

elementos de control a diferentes niveles, por lo que es necesario implementar redes de comunicación.

TECNOLOGÍAS DE CONTROL DE TECNOLOGÍAS DE CONTROL DE AUTOMATIZACIÓNAUTOMATIZACIÓN

Esquema básico de una máquina controlada por procesador

– Sistema de Control (SC)– Sistema de Actuadores y Sensores (SSA)– Sistema Eléctrico (SE)– Sistema Mecánico (SM)

TECNOLOGÍAS DE CONTROL DE TECNOLOGÍAS DE CONTROL DE AUTOMATIZACIÓNAUTOMATIZACIÓN

Controladores de Máquina

1. Automata Programable (PLC)

2. Control Distribuido (control de procesos continuos)

3. Controladores de Robot

4. Controladores para Sistemas Automáticos de Transporte

5. Controladores para Sistemas de visión

6. Control Numérico

TECNOLOGÍAS BÁSICAS DE TECNOLOGÍAS BÁSICAS DE AUTOMATIZACIÓNAUTOMATIZACIÓN

1.1. Transductores:Transductores:• Convierte variables físicas en un determinado nivel de tensión

(señal digital) o de corriente eléctrica (señal analógica)

• De Temperatura• De Presión• De Movimiento• De Fuerza• De Caudal de fluido• Detectores de Gases

TECNOLOGÍAS BÁSICAS DE TECNOLOGÍAS BÁSICAS DE AUTOMATIZACIÓNAUTOMATIZACIÓN

2.2. Robots Industriales:Robots Industriales:• Es un manipulador multifuncional programable cuya posición

es controlada automáticamente, posee diversos grados de libertad y es capaz de coger piezas, herramientas o aparatos especializados para realizar operaciones programadas.

TECNOLOGÍAS BÁSICAS DE TECNOLOGÍAS BÁSICAS DE AUTOMATIZACIÓNAUTOMATIZACIÓN

3.3. Sensores:Sensores:• Herramienta de automatización que convierte eventos físicos

en señales electrónicas.

Algunos Tipos de Sensores:

TECNOLOGÍAS BÁSICAS DE TECNOLOGÍAS BÁSICAS DE AUTOMATIZACIÓNAUTOMATIZACIÓN

4.4. Máquinas Herramientas de Control Numérico (NC)Máquinas Herramientas de Control Numérico (NC)• Una Máquina NC esta formada por la máquina en sí y el

Control Numérico. Su principal ventaja es la flexibilidad, mejora de la productividad y precisión que proporcionan en entornos medios de volumen y variedad.

• Distintos niveles de CN:• CAD (Diseño Asistido por Computador)

• CAM (Manufactura Asistida por Computador)

• NC (Control Numérico)

• CNC (Control Numérico por Computador)

TECNOLOGÍAS BÁSICAS DE TECNOLOGÍAS BÁSICAS DE AUTOMATIZACIÓNAUTOMATIZACIÓN

5.5. Sistemas Automáticos de TransporteSistemas Automáticos de Transporte• Corresponden a medios de transporte automático de

materiales.

• Algunos elementos:• Correas transportadoras u otros elementos de transporte fijo

• AGV (Vehículos Guiados Automáticamente)

• Almacenes Automáticos

• Carretillas elevadoras

PROGRAMACIÓN DE MÁQUINASPROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS

• El modelo de software de programación de elementos de automatización, la podemos clasificar las siguientes categorías principales, según la norma IEC 61131-3:

– Lista de Instrucciones– Texto Estructurado– Diagramas de Contactos– Diagramas de Bloques Funcionales.– Carta Funcional Secuencial

• Una buena programación asegura un correcto funcionamiento del elemento.

PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS

Lista de InstruccionesLista de Instrucciones

1. Basado en una lista de instrucciones que se ejecutan en orden secuencial

2. Cada instrucción contiene una sola operación

3. Comparable al Assembler4. Provee sólo funciones

básicas5. Para aplicaciones simples

Ejemplos:AWL- SiemensPL7-1 Schneider

PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS

Texto EstructuradoTexto Estructurado

1. Lenguaje de alto nivel, similar a Pascal

2. Facilitan funciones de control avanzadas y cálculos complejos

3. Esta constituida por una lista de instrucciones de los tipos:

• Asignación de variables• Organización de

programa • Secuencia lógica ( IF,

CASE)• Iteración ( DO WHILE)• Control (END)

PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS

Diagramas de ContactosDiagramas de Contactos

1. Lenguaje nativo del PLC2. Elementos básicos: contactos

y bobinas3. Implementa funciones con

bloques4. Muy útil para aplicaciones

On/Off

Ejemplos:• KOP• PL7-2

PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS

Diagramas de Bloques FuncionalesDiagramas de Bloques Funcionales

1. Lenguaje gráfico basado en bloques

2. Funciones con variables de entrada/salida

3. Posee librería de bloques standard

4. Representa bien la interacción entre los elementos y el proceso físicos

PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS

Carta Funcional SecuencialCarta Funcional Secuencial

1. Lenguaje de estructuración2. Describe procesos

secuenciales3. Cada etapa y transición se

programa en cualquiera de los otros lenguajes

4. Elementos Básicos:Etapas AccionesTransición Eventos

Ejemplos:GrafcetGraph7

PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS

• Lenguajes de ProgramaciónLenguajes de Programación

– Son el medio a través del cual se realiza la comunicación con la máquina.

– Posibilitan la generación de las instrucciones necesarias para que el elemento desempeñe su tarea de forma correcta

PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS

• Modelos de Programación BásicosModelos de Programación Básicos

1. Programación por Guiado– Este procedimiento consiste en hacer realizar al elemento su

tarea y registrar sus movimientos y configuración, para su posterior repetición automática.

– Dos tipos de guiado:• Pasivo: La persona debe realizar la fuerza para mover el

elemento.

• Activo: La persona no realiza la fuerza directamente sobre el elemento.

PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS

La enseñanza y repetición, se lleva acabo según los siguientes pasos

a. Se dirige al elemento con movimientos lentos sobre la trayectoria estipulada.

b. Se graba la trayectoria y los puntos sobre los cuales se debe actuar.

c. Se reproduce y repite el movimiento enseñado.

d. Si la trayectoria y el movimiento son los correctos, entonces se permite operar al elemento a la velocidad correcta.

PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS

2.2. Programación TextualProgramación Textual

• Permite programar las tareas mediante el uso de un lenguaje de programación específico, a través de una serie de instrucciones que son editadas y posteriormente ejecutadas.

• Se puede clasificar en tres niveles:– Elemento– Objeto– Tarea

PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS

• En el nivel elemento, es necesario especificar todos los movimientos que realiza el elemento (velocidad, apertura, aproximación y salida, etc.)

• En el nivel de objeto, la complejidad de la programación disminuye, debido a que las instrucciones se dan en función del objeto (posición, peso, diseño, etc.)

• En el nivel de tarea, la programación se reduce a especificar que realizar y como hacerlo.

RED INDUSTRIAL RED INDUSTRIAL (COMUNICACIONES)(COMUNICACIONES)

• Red de tiempo real utilizada en sistemas de producción para conectar distintos procesos.

RED INDUSTRIAL (COMUNICACIONES)

JERARQUÍAJERARQUÍA

DE REDESDE REDES

RED INDUSTRIAL (COMUNICACIONES)

CLASIFICACIÓN DE REDESCLASIFICACIÓN DE REDES

1. Bus de CampoRed Local Industrial que conecta dispositivos de campo con equipos que soportan procesos de aplicación que necesitan acceder a estos dispositivos.

Equipos conectados:– Dispositivos de campo: Captadores, actuadores, etc.– Equipos: Controladores (CPU, PLC, CN, etc.) Computadores,

etc.

RED INDUSTRIAL (COMUNICACIONES)

CLASIFICACIÓN DE REDESCLASIFICACIÓN DE REDES

2. Red de celda o intermediaria

Conecta entre si los equipos de comando y control pertenecientes a un área de producción.

Equipos conectados:– Controladores (CPU, PLC, CN, etc.)

RED INDUSTRIAL (COMUNICACIONES)

CLASIFICACIÓN DE REDESCLASIFICACIÓN DE REDES

3. Red de fábrica

Interconecta todos los sectores y servicios de una fábrica.

Equipos conectados:– Computadores.

RED INDUSTRIAL (COMUNICACIONES)

CLASIFICACIÓN DE REDESCLASIFICACIÓN DE REDES

4. Red sala de comando

Transmite al operador los datos necesarios para conducir el proceso, y al proceso los cambios ejecutados por el operador.

Equipos conectados:– PLC, Robots, CNC, CPU, etc.

RED INDUSTRIAL (COMUNICACIONES)

CLASIFICACIÓN DE REDESCLASIFICACIÓN DE REDES

5. Red de Larga Distancia

Conecta sectores de producción con puntos de supervisión y control.

Equipos conectados:– Computadores.

RED INDUSTRIAL (COMUNICACIONES)

POR EJEMPLO: