Transcript Automatización

INFORMÁTICA
AUTOMATIZACIÓN
INFORMÁTICA - AUTOMATIZACIÓN
• 3 Áreas de aplicación:
• Control
• Programación
• Comunicación
(Hardware)
(Software)
(Redes)
SISTEMAS INDUSTRIALES DE
CONTROL
•
Tradicionalmente se pueden identificar tres tipos de
Sistemas de Control
a.
Control 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
CONTROL
b.
Control 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.
Control 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
AUTOMATIZACIÓN
• 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
AUTOMATIZACIÓN
Controladores de Máquina
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Automata Programable (PLC)
Control Distribuido (control de procesos continuos)
Controladores de Robot
Controladores para Sistemas Automáticos de
Transporte
Controladores para Sistemas de visión
Control Numérico
TECNOLOGÍAS BÁSICAS DE
AUTOMATIZACIÓN
1.
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
AUTOMATIZACIÓN
2.
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
AUTOMATIZACIÓN
3.
Sensores:
•
Herramienta de automatización que convierte eventos físicos
en señales electrónicas.
Algunos Tipos de Sensores:
TECNOLOGÍAS BÁSICAS DE
AUTOMATIZACIÓN
4.
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
AUTOMATIZACIÓN
5.
Sistemas 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 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 Instrucciones
1. Basado en una lista de
instrucciones que se ejecutan
en orden secuencial
2. Cada instrucción contiene una
sola operación
3. Comparable al Assembler
4. Provee sólo funciones básicas
5. Para aplicaciones simples
Ejemplos:
AWL- Siemens
PL7-1 Schneider
PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS
Texto 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 Contactos
1. Lenguaje nativo del PLC
2. Elementos básicos: contactos
y bobinas
3. Implementa funciones con
bloques
4. Muy útil para aplicaciones
On/Off
Ejemplos:
• KOP
• PL7-2
PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS
Diagramas 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 Secuencial
1. Lenguaje de estructuración
2. Describe procesos
secuenciales
3. Cada etapa y transición se
programa en cualquiera de los
otros lenguajes
4. Elementos Básicos:
Etapas  Acciones
Transición  Eventos
Ejemplos:
Grafcet
Graph7
PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS
•
Lenguajes 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 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.
b.
c.
d.
Se dirige al elemento con movimientos lentos sobre la
trayectoria estipulada.
Se graba la trayectoria y los puntos sobre los cuales se debe
actuar.
Se reproduce y repite el movimiento enseñado.
Si la trayectoria y el movimiento son los correctos, entonces
se permite operar al elemento a la velocidad correcta.
PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS
2.
Programación 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
(COMUNICACIONES)
•
Red de tiempo real utilizada en sistemas de
producción para conectar distintos procesos.
RED INDUSTRIAL
(COMUNICACIONES)
JERARQUÍA
DE REDES
RED INDUSTRIAL
(COMUNICACIONES)
CLASIFICACIÓN DE REDES
1.
Bus de Campo
Red 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 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 REDES
3.
Red de fábrica
Interconecta todos los sectores y servicios de una
fábrica.
Equipos conectados:
–
Computadores.
RED INDUSTRIAL
(COMUNICACIONES)
CLASIFICACIÓN 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 REDES
5.
Red de Larga Distancia
Conecta sectores de producción con puntos de
supervisión y control.
Equipos conectados:
–
Computadores.
RED INDUSTRIAL
(COMUNICACIONES)
POR EJEMPLO: