Automatización Industrial

(AIS7201) Prof. Christian Nievas Grondona.

Sesión 3:

Control en tiempo real.

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Introducción

 Control en tiempo real.

 Lógicas de control.

 Controladores (CPU’s).

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Control en tiempo real.

 Para automatizar un proceso se puede utilizar cualquier sistema que nos permita actuar sobre las salidas .

 El control de procesos ha evolucionado con el tiempo y las nuevas herramientas .

 A lo largo de la historia ha habido diversas formas de implantación de control industrial.

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Control en tiempo real.

C.P.U.

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Control en tiempo real.

C.P.U.

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Control en tiempo real.

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Lógica de control

 Lógica cableada.

 Lógica neumática.

 Lógica estática discreta.

 Lógica estática integrada.

 Lógica estática programada.

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Lógica de control

 Lógica Cableada.

 Primera lógica difusión.

en usarse y de mayor  Inicialmente se basa en la interconexión de Relés con los elementos de entrada y salida.

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Lógica de control

 Lógica Cableada.

 Dispositivos:  Relés de conmutación.

 Contactores.

 Relés de funciones lógicas.

 Temporizadores.

 Etc.

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Lógica de control

 Lógica Cableada.

 Ventajas:  Sencillez de implementación.

 Sistemas de bajo costo.

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Lógica de control

 Lógica Cableada.

 Desventajas:  Gran volumen ocupado por el automatismo.

 Esquemas de interconexión difíciles de apreciar.

 Manutención recurrente y difícil.

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Lógica de control

 Lógica Neumática.

 Se basa en usar sistemas neumáticos para automatizar el proceso.

 De igual manera, es reemplazable por sistemas hidráulicos , dependiendo de la potencia

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Lógica de control

 Lógica Neumática.

 Dispositivos:  Válvulas distribuidoras.

 Detectores.

 Pulsadores.

 Pilotos neumáticos.

 Cilindros neumáticos.

 Etc.

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Lógica de control

 Lógica Neumática.

 Ventajas:  No se ve afectada por interferencias electromagnéticas.

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Lógica de control

 Lógica Neumática.

 Desventajas:  Necesita mucho espacio.

 Crea un nivel de ruido importante.

 Distribución de aire comprimido es más compleja que distribución eléctrica.

 Necesita una manutención recurrente.

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Lógica de control

 Lógica Estática Discreta.

 Se utilizan circuitos electrónicos de estado sólido para el control.

 Diseño y aplicación de puertas lógicas electrónicas.

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Lógica de control

 Lógica Estática Discreta.

 Dispositivos:  Resistencias.

 Transistores.

 Diodos.

 Etc.

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Lógica de control

 Lógica Estática Discreta.

 Ventajas:  Simplificaron control.

el montaje del sistema lógico de  Importante reducción de volumen .

 Sin contactos móviles que pudiesen desgastarse.

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Lógica de control

 Lógica Estática Discreta.

 Desventajas:  Se precisa un elemento intermedio para intercambiar niveles de potencia entre los actuadores/sensores y los dispositivos electrónicos.

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Lógica de control

 Lógica Estática Integrada.

 Aparición de los circuitos integrados de menor volumen.

(chips)  Dos familias de C.I. lógicos:  TTL (lógica de 5 volts)  CMOS (lógica de 12 volts)

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Lógica de control

 Lógica Estática Integrada.

 Dispositivos.

 Puertas lógicas.

 Selectores.

 Temporizadores.

 Contadores.

 Decodificadores.

 Etc.

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Lógica de control

 Lógica Estática Integrada.

 Ventajas:  Reducen control.

aún más el volumen de la lógica de  Los costos esta lógica.

se hacen cada vez más bajos con  Manutención no tan esencial como los casos anteriores.

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Lógica de control

 Lógica Estática Integrada.

 Desventajas:  Necesidad de convertidores análogos a digital (ADC) y viceversa (DAC).

 Imposibilidad de modificación de estos circuitos.

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Lógica de control

 Lógica Estática Programada.

 Lógica final, que posee todas las ventajas de las anteriores más nuevas.

 Basados en  procesadores y  controladores.

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Lógica de control

 Lógica Estática Programada.

 Dispositivos.

  procesadores y  controladores.

 Computadores.

 PLC’s.

 DSP’S.

 Etc.

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Lógica de control

 Lógica Estática Programada.

 Ventajas:  Volumen reducido.

 Modificación de la lógica interna.

 Preparados para funcionar en ambientes industriales .

 Capacitado para realizar cálculos complejos .

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Lógica de control

 Lógica Estática Programada.

 Desventajas:  Necesidad de convertidores análogos a digital (ADC) y viceversa (DAC).

 Se necesita personal capacitado para la programación, modificación y manutención de estos equipos.

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Lógica de control

Finalmente:  Lógica cableada.

 Lógica neumática.

 Lógica estática discreta.

 Lógica estática integrada.

 Lógica estática programada.

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Lógica de control

Finalmente:  Lógica cableada.

 Lógica neumática.

 Lógica estática discreta.

 Lógica estática integrada.

 Lógica estática programada

Lógica de control más utilizada: PLC + Ladder 30

Lógica cableada + programada

 La utilización por largo tiempo de la lógica cableada llevó a mantener el tipo de simbología y funciones básicas .

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Lógica cableada + programada

 Por esto se llevó a implementar en los dispositivos de lógica programada esta simbología.

, lenguajes de programación basado en

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Lógica cableada + programada

 Ejemplo:  Lenguaje de programación Ladder.

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Control en tiempo real.

C.P.U.

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Control en tiempo real.

C.P.U.

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Unidad Central de Procesamiento (CPU)

 Computadores (software).

 Labview.

 PLC’s.

 Ladder.

 Grafcet.

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Computadores (software)

 Utilizados mayormente en procesos de menor envergadura y sin políticas de seguridad.

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Computadores (software)

 Principal desventaja es la inestabilidad del sistema computacional o de su sistema operativo .

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Computadores (software)

 Existen diversos programas para controlar procesos, pero el más utilizado es el programa

LabView

de

National Instruments

.

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Computadores (software)

 LabView:  Es una herramienta gráfica para pruebas, control y diseño mediante la programación computacional, que permite controlar entradas y salidas digitales de un proceso.

 El lenguaje que usa se llama

lenguaje G

.

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Computadores (software)

 LabView:  Los programas desarrollados con LabView se llaman Instrumentos Virtuales (VI), lo que da una idea de su uso en origen: el control de instrumentos.

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Computadores (software)

 LabView:  Su principal característica es la facilidad de uso , válido para programadores profesionales como para personas con pocos conocimientos en programación pueden hacer (programas) relativamente complejos .

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Computadores (software)

 LabView:  Interfaces de comunicaciones:  Puerto serie (COM y USB).

 Puerto paralelo.

 TCP/IP, UDP, DataSocket.

 Irda .

 Bluetooth.

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Computadores (software)

 LabView:  Capacidad de interactuar con otros lenguajes y aplicaciones:  DLL: librerías de funciones.

 .NET

 ActiveX.

 MultiSim.

 Matlab/Simulink.

 AutoCAD, SolidWorks, etc

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Computadores (software) 45

Computadores (software) 46

Computadores (software) 47

Controladores lógicos programables (PLC)

 Diseñados para procesos de mayor envergadura industrial .

 Sistemas más confiables y estables.

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Controladores lógicos programables (PLC)

 Adaptados a un amplio rango de tareas de automatización.

 Aplicaciones hechos a la medida del sistema.

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Controladores lógicos programables (PLC)

 Capacidad de E/S de PLCs Modulares.

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Controladores lógicos programables (PLC)

 Capacidad de E/S de PLCs Modulares.

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Controladores lógicos programables (PLC)

 Comunicaciones.

 RS232.

 RS485.

 RS422.

 Ethernet.

 ModBus.

 CANBus.

 ProfiBus.

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Controladores lógicos programables (PLC)

 Algunas Marcas.

 ABB.

 Koyo.  Honeywell.  Siemens.  Schneider Electric.

 Omron.

 Rockwell (Allen-Bradley).  General Electric.

 Panasonic (Matsushita).

 Mitsubishi

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Consultas y Contacto

Christian Nievas Grondona.

[email protected]

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