Cmv Automatizacion 1

INTRODUCCION AL SISTEMA DE CONTROL AUTOMATICO

EXPERIENCIA CURRICULAR:

AUTOMATIZACION DE

PROCESOS

INDUSTRIALES

Semestre Acadmico: 2015-1 CICLO: VIII

Docente: Ing. Carlos Medina Villacorta


Primera Unidad:


Contenido:

1. Fundamentos de sistemas de control automtico y

terminologa

2. Introduccin a los diagramas de control de

instrumentacin, Smbolos de elementos

neumticos.

3. Aplicaciones de la neumtica, desarrollo de

esquemas neumticos en software Automation

Studio e implementacin en laboratorio

4. Instrumentos para la Medicin de caudal.

5. Sistema de control automtico.

6. Medicin de temperatura


OBJETIVOS

Comprender los conceptos bsicos

relacionados con la Automtica.

Conocer el carcter interdisciplinario de la

Automatizacin.

Entender los tipos de tecnologas para la

Automatizacin.

Comprender la estructura bsica de un

sistema automatizado.

Comprender el concepto de realimentacin.


CONTENIDOS

Fundamentos de sistemas de control automtico y

terminologa

Que es la Automatizacin?

Antecedentes, un poco de historia.

Lo nuevo en la empresa del siglo XXI.

Exigencias de la industria actual.

Objetivos de la Automatizacin, Ventajas,

Desventajas

Tecnologas para la Automatizacin.

Estructura general de un sistema Automtico

Sistemas de control. LA, LC-


LA FILOSOFIA DE CONTROL PROGRAMABLE Y

DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA

FILOSOFIA DE CONTROL

PROGRAMABLE Y DISPOSITIVOS DE

ENTRADA Y SALIDA

PROCESO

AUTOMATI- ZACION

SISTEMAS DE

CONTROL

TIPOS

Clasificacin: 1.Clsicos L. Abierto L. Cerrado

2.Modernos Adaptativo Difuso Redes

neuronales

Beneficios Desventajas Funciones Elementos Variables


Qu es la Automatizacin? La automatizacin es el uso de sistemas de control tales

como computadores para controlar maquinaria industrial y

procesos, reemplazando a los operadores humanos.

La Automatizacin aprovecha la tecnologa para operar

mquinas, dispositivos y sistemas sin intervencin total o

parcial del hombre, tales como:

Controladores lgicos

programables (PLC

Sincronizadores Sensores Actuadores y otros


INSTRUMENTACIN Y MEDICIN

CONTROL Y RECOLECCION DE

DATOS

SUPERVISIN Y CONTROL

INTEGRACIN Y

GESTIN

PROCESOS

INDUSTRIALES

Ingeniera

Computacin

Ingeniera

Industrial

Manual Automtico

Modelo Piramidal ISO de un Sistema Automatizado


Procesos.- La Automatizacin se aplica en diversos sectores de la produccin

de bienes y servicios tales como:

Industria de la Energa Elctrica

Industria de los Hidrocarburos

Industria Qumica y Petroqumica

Telecomunicaciones Industria Alimentos

Sistemas de Transporte Servicios Pblicos

Gas y Agua

Muchos mas ..


REAS DE APLICACIN


INTRODUCCION

En la actualidad se requieren productos con

calidad, en cantidad suficiente para que el

precio de comercializacin sea competitivo.

Esto se logra al integrar un sistema de

automatizacin industrial que garantice la

repetitividad de los procesos, la velocidad y

la precisin de realizacin.


QUE ES AUTOMATIZACION


ARQUITECTURA DE UN SISTEMA DE PRODUCCIN

Parte Operativa

(Proceso)

MATERIAS PRIMAS

MATERIAS ELABORADAS

ENERGA


ARQUITECTURA DE UN SISTEMA AUTOMTICO DE PRODUCCIN

Parte Operativa

(Proceso)

MATERIAS PRIMAS

MATERIAS ELABORADAS

ENERGA

Parte de Mando

(Controlador)


TCNICAS DE AUTOMATIZACIN. EVOLUCIN

SUSTITUCIN FUERZA HUMANA POR ANIMAL

SUSTITUCIN FUERZA ANIMAL POR ELICA/HIDRULICA

No son tcnicas de automatizacin Son fuentes de energa La parte de mando sigue recayendo en UN SER

HUMANO

Como evoluciona:

TECNOLOGA MECNICA

TECNOLOGA NEUMTICA/HIDRULICA

TECNOLOGA ELCTRICA

TECNOLOGA ELECTRNICA


TECNOLOGA MECNICA

RUEDA FRESADORA


TECNOLOGA MECNICA II

MQUINA DE VAPOR DE WATT (1819)


TECNOLOGA MECNICA III


TECNOLOGA NEUMTICA / HIDRULICA


TECNOLOGA ELCTRICA THOMAS A. EDISON (1879)


TECNOLOGA ELECTRNICA


FLECHA CRONOLGICA

HISTORIA MODERNA DE LA AUTOMATIZACIN

1745. Mquinas de tejido controladas por tarjetas perforadas

1817-1870. Mquinas especiales para corte de metal

1863. Primer piano automtico, inventado por M. Fourneaux

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

1870. Primer torno automtico, inventado por Christopher Spencer.

1940. Surgen los controles hidrulicos, neumticos y electrnicos para mquinas de corte automticas.

1945-1948. John Parsons investiga sobre control numrico.

1960-1972. Se desarrollan tcnicas de control numrico directo y manufactura computadorizada.


Historia de la Automatizacin R

evo

luci

n I

nd

ustr

ial

1745

Maquinas de Tejer.

1856

1890

Piezas intercambiables. Joseph Whitworth

1870

Torno Automtico Christopher Spencer.

1945

1948

Investigacin de CN John Parsons

1960 - 1972

Desarrollo de tcnicas

de CN directo y

manufactura computarizada

CAM


Evolucin de la Automatizacin Industrial.

1970

Falta de Robustez

Principios del siglo XX -

50

Aos 50s

1968 Mediados de los 70s


Evolucin de la Automatizacin Industrial.

Evolucin continua de los sistemas de comunicacin. Redes de

autmatas. Redes de sensores, actuadores, mltiples estndares

de comunicacin.

Mayor memoria, se gobiernan

ciclos, mayor numero de E/S.

Lenguajes de programacin

mas potentes.

Mayor velocidad de

procesamiento. Reduccin de

dimensiones. Mltiples

lenguajes de programacin.

Gran variedad de

autmatas, diseos compactos, parecidos a

una PC

Aos 80s

Finales de los 70s

Actualidad

Tendencias


Evolucin de la Manufactura.


Exigencias en la industria actual

Mayor exigencia en la

precisin

Diversidad de productos

genera estructuras de

produccin mas flexibles

Tiempo de entrega

cada vez mas

reducido.


Objetivos de la Automatizacin

Aumentar la PRODUCTIVIDAD.

Reducir los COSTOS de Operacin.

Mejorar la CALIDAD de Productos.

ESTANDARIZAR los Productos, Procesos y Sistemas

Mejorar las CONDICIONES DE TRABAJO del personal, suprimiendo los trabajos penosos e

incrementar la SEGURIDAD

Flexibilizar la PRODUCCIN.

INTEGRAR LOS SITEMAS DE GESTIN Y LA PRODUCCIN



Mejorar la DISPONIBILIDAD DE LOS PRODUCTOS, pudiendo proveer las

cantidades necesarias en el momento

preciso.

SIMPLIFICAR el mantenimiento de forma que el operario no requiera

grandes conocimientos para la

manipulacin del proceso productivo


Mejorar la calidad de trabajo del operador.

Reduccin de costos, tiempos, de procesamiento de informacin.

Conocimiento del proceso y funcionamiento de equipos y maquinas.

Flexibilidad para adaptarse a nuevos productos

Beneficios de la Automatizacin


Ventajas de la Automatizacin

Aumentar la produccin y adaptarla a la demanda.

Disminuye el costo de la produccin.

Mejora la calidad del producto y lo mantiene constante.

Mejorar la gestin de la empresa.

Disminuye la mano de obra.

Flexibilizar el uso de maquinas y herramientas.


Funciones de la Automatizacin

ADQUISICIN DE DATOS. Un conjunto de sensores traducen las constantes

fsicas a valores elctricos. Informan al autmata del

mundo que le rodea.

PROCESADO DE LOS DATOS.

Segn el valor de esos datos, y teniendo en cuenta

los algoritmos programados, el sistema tomara

decisiones.

EJECUCIN DE FUNCIONES. Ejecutar lo decidido mediante algn actuador que sea

capaz de sustituir el trabajo manual, dependiendo de

la informacin de entrada.


Tipos de Automatizacin

Control automtico de procesos.

Refinacin de petrleo.

Procesamiento electrnico de datos

Centros de computo.

Automatizacin fija

Sistemas lgicos PLC

Control numrico computarizado

Fresadoras, tornos

Automatizacin flexible

Celdas de manufactura flexibles


FIJA. Utilizada en volmenes de alta produccin. Alto costo de equipo y ciclo de

vida que va de acuerdo a vigencia del

producto en el mercado

PROGRAMABLE. Empleada en volmenes relativamente bajos de

produccin y con diversidad de

produccin a obtener.

FLEXIBLE. Adecuada para un rango de produccin media. Estos sistemas

flexibles poseen caractersticas de la

automatizacin fija y la programada.

Tipos de Automatizacin industrial


Indicadores para justificar la implementacin de un sistema automatizado.

Produccin

Calidad

Seguridad

Costos

Energa

Proteccin ambiental

Desarrollo de nuevas tecnologas

Encarecimiento de la materia prima


2007

El hombre desea controlar los procesos productivos que ocurren en las plantas.

Se habla del control de procesos industriales.

Para controlar la planta es necesario instrumentarla, agregando sensores y

actuadores necesarios.

Preguntas claves a realizar:

Por qu controlar?

Cmo controlar?

Cundo controlar?

FILOSOFA DE CONTROL


2007

Por qu CONTROLAR ?

Es deseable que la variable de salida sea constante, sta salida puede estar variando por:

Fluctuaciones de potencia de la carga.

Perturbaciones.

Inestabilidad.

Lograr que la variable de salida, siga a una seal de referencia a pesar de perturbaciones o

inestabilidad.

Las desviaciones de la salida actual en referencia con la deseada desmejoran la calidad

del producto.

Perdidas en materia prima.


2007

Cmo CONTROLAR ?

Existen variadas forma de controlar. En todas interactan la planta con un

controlador.

Se reconocen 2 aspectos: Filosofa de control.

Conjunto de decisiones basadas en conceptos que permiten alcanzar de una forma especfica objetivos previamente definidos.

Instrumentacin del control. Se adapta a la filosofa de control.


2007

Cuando CONTROLAR ?

Es necesario cuando las exigencias de calidad obligan a mantener la variable de

salida dentro de un margen estrecho y

cuando debe recuperar el valor en corto

tiempo despus de un cambio de referencia.

Existen especificaciones de control para rgimen permanente de operacin y otras

para el rgimen transitorio.


2007

Instrumentacin De Control

Los sistemas de control industriales son modulares y se conocen como instrumentos.

La arquitectura de estos sistemas se representa mediante planos.

Los sistemas de control automtico se basan en la interconexin de:

Transmisor.

Controlador.

Actuador.


2007

Instrumentacin De Control

El controlador acepta como entradas

posibles a seales del estado real del

proceso tomada a travs de los

transmisores.

Seales que vienen del operador.

Seales provenientes de otros

instrumentos.

El controlador genera el mando al

actuador.


DEFINICIONES (TERMINOLOGA) AUTOMATIZAR.

Es transferir tareas de produccin, realizadas

habitualmente por operadores humanos a un

conjunto de elementos tecnolgicos.

AUTOMATIZACIN INDUSTRIAL .

Conjunto de tcnicas que involucran la aplicacin

e integracin de sistemas mecnicos, elctricos,

electrnicos, fluidos y unidos con los autmatas

programables para operar y controlar maquinas

y/o procesos de diferentes tipos de sistemas

industriales de forma autnoma.


DEFINICIONES

AUTOMATICO.

Es cuando un sistema funciona en todo o en

parte por si solo.

AUTOMATIZACIN.

Su origen es del Griego: GUIADO POR UNO

MISMO


DEFINICIONES

AUTOMATIZACIN.

Utilizacin de equipos y tcnicas para el

gobierno de un proceso Industrial de forma

que el sistema funcione con poco o ninguna

intervencin HUMANA.

Sustitucin del operador humano por un

operador artificial en tareas fsicas o

mentales.

MINIMA INTERVENCION HUMANA


DEFINICIONES

AUTOMATISMO.

Sistema de control, dispositivo o conjunto de

equipos mediante el cual un aparato o sistema

adquiere un carcter automtico.


DEFINICIONES PLANTA.

Es un equipo cuyo objetivo es realizar una

operacin determinada.

Objeto fsico a controlar: Horno Proceso; magnitud fsica

a controlar: Temperatura


DEFINICIONES

AUTOMATICA

Ciencia que estudia la automatizacin y sus

aplicaciones. Conjunto de tcnicas con el fin de

reducir la interaccin humana.


DEFINICIONES CONTROLAR UN PROCESO.

Consiste en mantener constantes ciertas

variables, prefijadas de antemano. Las variables

controladas pueden ser, por ejemplo: Presin,

Temperatura, Nivel, Caudal, Humedad, etc.

SISTEMA DE CONTROL.

Es el conjunto de elementos, que hace posible

que otro sistema, proceso o planta permanezca

fiel a un programa establecido.


DEFINICIONES

SISTEMA

Combinacin de componentes que actan interconectados,

para cumplir un determinado objetivo.

CMO SE REPRESENTA UN SISTEMA?

Como un rectngulo o caja negra y variables que

actan sobre el sistema.

Las flechas que entran (u, excitaciones o entradas).

Las flechas que salen (y, variables producidas por el

sistema o salidas).


EJEMPLOS DE AUTOMATIZACION


EJEMPLOS AUTOMATIZACION


CABLEADA

Mecnica

Neumtico

Hidrulica

Elctrica

Rels

Electrnica

PROGRAMADA

PC-Industrial

PLC

DSP, Uc

Robot, CNC

TECNOLOGIAS AUTOMATIZACION


TECNOLOGIA DE LA AUTOMATIZACION


Elementos para la Automatizacin

MAQUINAS. Donde se realizan los procesos

ACCIONADORES. Acoplados a las maquinas

A. Elctricos. Vlvulas, motores de velocidad variable y fija, resistencias, cabezales de corte, soldadura

A. Neumticos. Cilindros, vlvulas, red aire

A. Hidrulicos. Prensas de gran potencia y velocidad de precisin



PRE ACCIONADORES. Elctricos y neumticos

CAPTADORES. Emiten informacin al mando del estado del sistema a controlar



SENSORES Y ACTUADORES. Elctricos y electrnicos


CONCLUSIONES: La automatizacin solo es viable si al evaluar los beneficios econmicos y sociales de las mejoras que se podran obtener: ESTAS DEBEN SER MAYORES A LOS COSTOS DE OPERACIN Y MANTENIMIENTO ACTUALES.


MUCHAS GRACIAS!

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