1. INTRODUCCIN.-

1.1. ANTECEDENTES.-

Sistema de Deteccin de Fallas Elctricas de Motores del rea de Carbn de CVG-VENALUM (Venezuela), desarrollado por el Ing. Aldo Valenzuela DLuiggi. El cual permite al personal de mantenimiento elctrico obtener en tiempo real, las variables de operacin de los motores, con la finalidad de obtener la informacin necesaria para la toma de decisiones sobre mantenimiento o reparacin de los mismos. El sistema de deteccin de fallas de motores elctricos est basado en sensores conectados a cada uno de los motores crticos del rea de Carbn, los cuales tienen como funcin obtener las variables elctricas de los motores, como son tensin, corriente, factor de potencia, tiempos de operacin, cantidad de arranques y otros de importancia. Los controladores programables estn conectados a travs de una red industrial, de manera que la informacin de cada motor est disponible para el sistema de deteccin de fallas, conectado a dicha red. El sistema de deteccin de fallas se ha desarrollado con la herramienta Intouch de Wonderware, la cual provee las facilidades para el desarrollo de la interfaz hombre mquina requerida para visualizar los valores de las variables supervisadas en cada motor, as como provee las facilidades para el establecimiento y manejo de alarmas, el manejo de reportes. [1]

Desarrollo De Sistemas Expertos En Tiempo Real Para La Deteccin Y Diagnstico De Faltas En Motores Trifsicos De Induccin(Costa Rica), realizado por Luis Diego Murillo Soto y Osvaldo Guerrero Castro. El presente trabajo muestra las etapas y arquitectura para el desarrollo de sistemas expertos (SE), orientados a detectar y diagnosticar las condiciones anormales de diseo en que opera el motor, estas condiciones fuera de rango son conocidas como faltas. Las faltas pueden evidenciarse al comparar el valor de diseo de alguna variable y la medicin real en el punto de operacin. El diseo e implementacin de este sistema experto que automatiza la captura e interpretacin de los datos de faltas en los motores trifsicos de induccin, permite lograr una solucin econmica muy viable, en este tipo de problemas. Explora adems las etapas para desarrollar un sistema automatizado de fallas y propone la arquitectura usando como base la estructura de sistemas expertos empleando la inteligencia artificial (IA). [2]Sistema Experto Para Motores Asistido por Temperatura SEMAT (Costa Rica), desarrollado por los investigadores del Instituto Tecnolgico de Costa Rica (TEC). Est compuesto de hardware y software, que permita: a) la deteccin temprana de un problema en un motor elctrico mediante el monitoreo de temperatura; b) la identificacin del origen de la falla; y c) la generacin de soluciones. El sistema usando redes neuronales de software Matlab, permite clasificar los problemas segn el rango de temperatura en que se producen, que oscila entre 10 C hasta 50 C, ms que la temperatura normal de la operacin. El hardware permite monitorear las variables y el software determina el origen de la falta. Los datos recopilados, permiten determinar parmetros ligados a ecuaciones diferenciales, para modelar el funcionamiento de los motores, con algoritmos genticos y enjambre de abejas, que aportan al proyecto. Con la informacin obtenida, es ms fcil buscar la solucin a la falla, por ejemplo, cambiar el tipo de lubricante utilizado, reponer determinado rodamiento, aumentar la ventilacin del motor, etc. Como resultado de este proyecto, el tcnico puede hacer mediciones con una pistola laser en puntos especficos externos del motor, y de acuerdo con un protocolo, para posteriormente ingresar los datos a la computadora que cuenta con el software del sistema experto. [3]

Detector de Fallas de Motores Elctricos (Argentina), desarrollado por los estudiantes de la Carrera de Ingeniera en Electrnica de la Universidad Tecnolgica Nacional Facultad Regional San Nicols; Mariano Costa y Jorge Gamito en el ao 2006. Este sistema se basa en la deteccin de fallas para motores elctricos de corriente continua mediante el desarrollo de un software bajo Matlab. Este hace hincapi en la deteccin de fallas por disparos de tiristores y anlisis de correlacin utilizando la corriente que circula por el motor a partir de archivos de tipo texto en los que se encuentran los valores de corriente, tensin y velocidad a travs del tiempo. El anlisis por disparo de tiristores se detecta mediante el anlisis de la corriente del motor durante el tiempo de muestra, en el que se procede a detectar los picos negativos de la onda. Dichos picos negativos, se manifiestan en forma de crculos que se marcan en la grfica como puntos incorrectos, estos son provocados por el disparo de los tiristores en forma inversa, es decir, se disparan en reversa. Esta situacin puede ser ocasionada por problemas en el disparo de los mismos, que en funcionamiento correcto deberan ser todos en sentido positivo y de diferente amplitud. Adems del resultado que proporciona este anlisis en pantalla, se crea un archivo, el cual almacena todos los resultados brindados por el software. [4]Diagnstico de Fallas en Motores de Induccin Mediante la Aplicacin de Redes Neuronales Artificiales (Colombia), desarrollado por los estudiantes de la Facultad de Ingeniera, Departamento de Ingeniera Elctrica de la Universidad de Antioqua de la ciudad de Medelln: Fernando Villada y Diego R. Cadavid. En este proyecto, se presenta un algoritmo para diagnosticar fallas entre espiras del estator de motores de induccin mediante la aplicacin de redes neuronales artificiales (RNA). Los patrones de entrenamiento de las RNA son obtenidos a partir de un modelo de mquina que permite simular fallas internas bajo diferentes condiciones de carga y desequilibrio de tensin. Se muestra la implementacin del mtodo utilizando un analizador de redes elctricas y un procesador digital de seales (DSP). A pesar de utilizar la corriente de secuencia negativa como indicador de falla, se elimina la dificultad prctica de obtener los datos experimentales dado que la mayor parte de los patrones de entrenamiento provienen de datos de simulacin. Para tal efecto se implementa en Matlab y se verifica experimentalmente el modelo, considerando varias condiciones de carga y desequilibrio de tensin. Los resultados obtenidos experimentalmente en dos motores de 2 HP y 3 HP permiten concluir la fortaleza del algoritmo al permitir detectar fallas incipientes en motores de induccin y la factibilidad de implementacin del mismo a nivel industrial. [5]

1.2. BASES TERICAS.-

1.2.1. SISTEMA ELCTRICO.-

Se entiende por sistema elctrico, a los elementos, lneas e instalaciones, que en conjunto, forman el sistema de transporte de energa, desde las centrales productoras hasta los propios abonados. Su misin principal es la de unir elctricamente las centrales generadoras con las instalaciones del abonado, generar la corriente elctrica y transformar los valores de tensin con el fin de conseguir la mayor eficiencia posible en los equipos. [6]

Los sistemas elctricos son claves para el bienestar y el progreso de la sociedad moderna. stos permiten el suministro y el control de la energa elctrica con la calidad adecuada para manejar motores, iluminar hogares y calles, hacer funcionar plantas de manufacturas, negocios, as como para proporcionar potencia a los sistemas de comunicaciones y de cmputo.Los sistemas elctricos se inician en las plantas generadoras que convierten energa mecnica en energa elctrica; esta energa es llevada a los grandes centros de consumo mediante lneas de transmisin, para finalmente ser entregada a los consumidores finales, a travs de redes de distribucin.

El suministro de energa en forma confiable y con calidad es fundamental; ya que cualquier interrupcin en el servicio o la entrega de energa de mala calidad causarn inconvenientes mayores a los usuarios, podrn llevar a situaciones de riesgo, y a nivel industrial ocasionarn severos problemas tcnicos y de produccin. Invariablemente, en tales circunstancias, la falta del suministro repercute en grandes prdidas econmicas. De todas las formas de energa conocidas en la actualidad, la que ms se emplea para la economa de cualquier nacin, es la energa elctrica. La posibilidad de explotar distintos tipos de fuentes de energa como corrientes de ros, combustleo, gas, Uranio, carbn, la fuerza de los mares y vientos, giser, etc. de sitios alejados de los centros de consumo, hace posible que la energa elctrica se transmita a grandes distancias, lo que resulta relativamente econmico, ya que es necesaria en la gran mayora de procesos de produccin de la sociedad actual.

Las caractersticas del sistema elctrico son:

Corriente transportada que es de tipo alterna senoidal, que es el tipo de corriente alterna que se usa principalmente en las instalaciones del abonado. La principal razn de su uso es que puede transformarse, al contrario de la corriente continua. Red de transporte es de carcter trifsico, as se consigue una mayor eficiencia econmica, y se reducen los valores de intensidad y calentamiento. Frecuencia de servicio, que indica la cantidad de ciclos de onda senoidal completa, que se realiza en un segundo. En Bolivia se manejan 50 hertzios.

1.2.1.1. COMPONENTES DEL SISTEMA ELCTRICO.-

Los componentes del sistema elctrico son:

Generacin, donde se produce la energa elctrica, por medio de las centrales generadoras, las que representan el centro de produccin, y dependiendo de la fuente primaria de energa, se pueden clasificar en: centrales hidroelctricas, termoelctricas, geotermoelctricas, nucleoelctricas, de ciclo combinado, de turbo-gas, elicas y solares. Las centrales generadoras se construyen de tal forma, que por las caractersticas del terreno se adaptan para su mejor funcionamiento, rendimiento y rentabilidad. En rgimen normal, todas las unidades generadoras del sistema se encuentran en " sincronismo ", es decir, mantienen ngulos de cargas constantes. En este rgimen, la frecuencia debe ser de 50 Hz. o muy cercana a sta. Los voltajes de generacin varan de 2.4 a 24 kV., dependiendo del tipo de central. Las caractersticas de las centrales elctricas se relacionan con la subestacin y la lnea de transmisin en funcin de la potencia, la distancia a que se transmite y al rea por servir. Lneas de Transmisin, que son los elementos encargados de transmitir la energa elctrica, desde los centros de generacin a los centros de consumo, a travs de distintas etapas de transformacin de voltaje; las cuales tambin se interconectan con el sistema elctrico de potencia. Subestaciones Elctricas, que en funcin a su diseo son las encargadas en interconectar lneas de transmisin de distintas centrales generadoras, transformando los niveles de voltajes para su transmisin o consumo. Las subestaciones elctricas por su tipo de servicio se clasifican en: elevadoras, reductoras, compensadoras, maniobra, principal del sistema de distribucin, distribucin, rectificadoras, e inversoras. Sin duda la denominacin de una subestacin como transmisin o distribucin es independiente de las tensiones involucradas, y est determinada por el fin a que se destin. El objetivo a cumplir por una subestacin es determinante en su ubicacin fsica. Para esto, las subestaciones de transmisin estn ubicadas alejadas de los centros urbanos, esto facilita, el acceso de lneas de alta tensin y la localizacin de terrenos lo suficientemente grandes para albergar en forma segura los delicados equipos para el manejo de alta tensin. Es claro que por las caractersticas funcionales de cada subestacin, no deben mezclarse en una instalacin, equipos de transmisin y distribucin. La utilizacin de este tipo de subestaciones debe limitarse exclusivamente a aquellos casos de claras justificaciones tcnico-econmicas, que indudablemente son de mucha importancia. Redes de Distribucin, que son el conjunto de instalaciones desde 120 V hasta tensiones de 34.5 kV encargadas de entregar la energa elctrica a los usuarios a los niveles de tensin normalizados y en las condiciones de seguridad exigidas por los reglamentos. En el nivel de baja tensin por lo general hay confusiones con las instalaciones internas o cableados de predios comerciales o grandes industrias y en tensiones mayores de los 34.5 kV como es el caso de cables de subtransmisin de 85 kV que se traslapan con tensiones mayores, especialmente en pases industrializados en que la poblacin urbana es alta, y se consideran estas tensiones como de distribucin.

1.2.1.2. SISTEMA ELCTRICO INDUSTRIAL.-

Los Sistema Elctricos Industriales, son un subconjunto del Sistemas Elctricos de Potencia, y estn formados por redes de hasta 1000 V, (aunque en algunos lugares como ser Cuba utilizan niveles de voltaje hasta 600 V), y sirven para suministrar la energa necesaria a cualquier instalacin de produccin o servicios desde las fuentes de alimentacin hasta los consumidores en la cantidad y calidad requeridas por el proceso en cuestin, teniendo en cuenta el tipo y la forma de energa a consumir. Deben estar preparados, para asumir la constante renovacin tecnolgica y deben cumplir ciertos requerimientos que lo diferencian del sistema elctrico de potencia. [7]

Los Sistemas Elctricos Industriales desde el punto de vista tcnico, estn formados por un conjunto de elementos como ser: Transformadores, conductores, interruptores, arrancadores, motores, luminarias, etc., que se ubican en el interior de las instalaciones, que pueden ser de produccin o servicio, y se disean para satisfacer los requerimientos tcnicos de los diferentes tipos de consumidores.

Los Consumidores o Receptores Elctricos, son aquellos equipos que para su funcionamiento requieren de la energa elctrica. Ejemplos: motores, lmparas, etc.

1.2.1.2.1. CLASIFICACIN DE LOS CONSUMIDORES ELCTRICOS.-

1.2.1.2.1.1. REQUERIMIENTO DE LA CONTINUIDAD DE SERVICIO.-

Primera categora: Son aquellos equipos o instalaciones que no les puede faltar el servicio elctrico. Segunda categora: Admiten un corto periodo sin servicio por las implicaciones econmicas que trae, pero no afecta la vida humana. Tercera categora: No tiene restricciones en cuanto a la limitacin del servicio elctrico.

1.2.1.2.1.2. VOLTAJE QUE UTILIZAN.-

Consumidores de C.D. Consumidores de C.A (monofsicos y trifsicos).

1.2.1.2.1.3. RGIMEN DE OPERACIN.-

Operacin continua: rgimen poco variable, en el que el equipo opera con una temperatura estable por debajo de la permisible. (importancia en la seleccin de motores). Poca duracin: No se alcanza una temperatura estable, pero en su desconexin la maquina alcanza la temperatura ambiente. (aislamiento). Intermitente: Se alternan periodos de conexin y desconexin, pero el encendido es muy largo con respecto al apagado. No se sobrecalienta la mquina.

1.2.1.2.1.4. POTENCIA QUE CONSUME.-

Equipos de fuerza. Instalaciones de alumbrado. Instalaciones convertidoras. Motores de produccin. Hornos elctricos. De resistencia. De induccin. De arco elctrico

Esta clasificacin es til pues permite dimensionar correctamente los Sistemas Elctricos Industriales, y determina qu equipos son ms importantes, adems realiza las correcciones del factor de potencia, que es un elemento de singular importancia, tomando en cuenta que los valores que presenta ste en servicio, tiene una incidencia tcnico-econmica muy importante en la industria, ya que en la mayora de las veces los valores de este factor, por ser inferiores a un mnimo determinado por norma, son penalizados econmicamente.

1.2.1.2.2. CONDICIONES O REQUERIMIENTOS QUE DEBE CUMPLIR UN SISTEMA ELCTRICO INDUSTRIAL.-

1.2.1.2.2.1. SEGURIDAD.-

Lo ms importante en un sistema elctrico, es el resguardo de quienes llevan adelante dicho proceso. En una instalacin elctrica el peligro de incendio por cortocircuito est latente, as como el riesgo de contacto directo de los operarios con elementos energizados del sistema. Es por ello que, tanto el proyectista como el que atiende diariamente el mantenimiento elctrico, deben tener en cuenta este aspecto. Para ello se debe considerar el aislamiento de los conductores, las canalizaciones utilizadas, el estado tcnico de los elementos que conforman el sistema.

1.2.1.2.2.2. CAPACIDAD.-

Los sistemas elctricos industriales, deben disearse de manera tal que logren suministrar la totalidad de la carga. Esto significa que los transformadores deben tener una capacidad nominal que al menos sea igual a la magnitud de la carga que va a servir (al menos, porque los transformadores deben calcularse para un aumento de carga estimado dentro de la vida til que es de 20 aos independientemente de que puedan durar ms), los conductores tienen que escogerse tal que admitan la corriente que por ellos pasa sin calcinarse ni partirse y sin peligro de provocar un incendio por el calentamiento excesivo. La manera de combatirlo es haciendo un diseo correcto de la instalacin que comprenda el correcto dimensionamiento de todos los elementos.

1.2.1.2.2.3. CONFIABILIDAD.-

No debe existir discontinuidad en el servicio elctrico, lo que incluye las operaciones de mantenimiento y depende del tipo de actividad que se vaya a desarrollar en la instalacin a evaluar. Esto se mide por las prdidas en la produccin cuando se interrumpe el servicio elctrico. La continuidad se logra con doble alimentacin o con plantas generadoras instaladas en paralelo.

1.2.1.2.2.4. FLEXIBILIDAD.-

Dependiendo del tipo de instalacin, con esta condicin se busca que el sistema sea capaz de asimilar las nuevas cargas que se incrementen en el recinto, adems, debe tener la capacidad de enfrentar los cambios espaciales de las cargas dentro del local.

1.2.1.2.2.5. ACCESIBILIDAD.-

Se debe tener el acceso de la manera menos complicada y peligrosa a los diferentes elementos del sistema elctrico industrial, como son los conductores y otros elementos para su mantenimiento.

1.2.2. MOLINOS.-

Se llaman as a las mquinas en donde se produce la operacin de molienda. [8]

1.2.2.1. MOLIENDA.-

La molienda es la ltima etapa del proceso de conminucin, en esta etapa las partculas se reducen de tamao por una combinacin de impacto y abrasin, ya sea en seco o como una suspensin en agua, tambin llamado pulpa. La molienda se realiza en molinos de forma cilndrica que giran alrededor de su eje horizontal y que contienen una carga de cuerpos sueltos de molienda conocidos como medios de molienda, los cuales estn libres para moverse a medida que el molino gira produciendo la conminucin de las partculas de mena. [9]

En el proceso de molienda partculas de 5 - 250 mm son reducidas en tamao a 10 300 micrones, aproximadamente, dependiendo del tipo de operacin que se realice. El propsito de la operacin de molienda es ejercer un control estrecho en el tamao del producto y, por esta razn frecuentemente se dice que una molienda correcta es la clave de una buena recuperacin de la especie til. Es importante destacar que la molienda es la operacin ms intensiva en energa del procesamiento de mineral.

1.2.2.2. MOVIMIENTO DE LA CARGA EN MOLINOS.-

Una caracterstica distintiva de los molinos rotatorios, es el uso de cuerpos de molienda que son grandes y pesados con relacin a las partculas de mena, pero pequeas con relacin al volumen del molino.

Cuando el molino gira, los medios de molienda son elevados en el lado ascendente del molino, hasta que se logra una situacin de equilibrio dinmico, donde los cuerpos de molienda caen en cascada y en catarata sobre la superficie libre a los otros cuerpos, alrededor de una zona muerta donde ocurre poco movimiento hasta el pie de la carga del molino. Se pueden distinguir tres tipos de movimiento de los medios de molienda en un molino rotatorio: rotacin alrededor de su propio eje, cada en cascada donde los medios bajan rodando por la superficie de los otros cuerpos y cada en catarata que corresponde a la cada libre de los medios de molienda sobre el pie de la carga.

La magnitud del elevamiento que sufren los medios de molienda depende de la velocidad de rotacin del molino y del tipo de revestimiento. A velocidades relativamente bajas o con revestimientos lisos, los medios de molienda tienden a rodar hacia el pie del molino y la conminucin que ocurre es principalmente abrasiva.

Esta cada en cascada produce molienda ms fina, con gran produccin de polvo y aumento del desgaste del revestimiento. A velocidades mayores los cuerpos de molienda son proyectados sobre la carga para describir una serie de parbolas antes de aterrizar en el pie de la carga. Esta cada en catarata produce conminucin por impacto y un producto ms grueso con menos desgaste del revestimiento.

La velocidad crtica del molino, es la velocidad mnima a la cual la capa exterior de medios de molienda se adhiere a la superficie interior del cilindro debido a la fuerza centrfuga. A esta velocidad, la fuerza centrfuga es justo balanceada por el peso de los medios de molienda. Normalmente el rango de trabajo es entre 70 a 80 % de la velocidad crtica. Estructuralmente, cada tipo de molino consiste de un casco cilndrico, con revestimientos renovables y una carga de medios de molienda. El tambor es soportado en muones huecos fijos a las paredes laterales de modo que puede girar en torno a su eje. El dimetro del molino, determina la presin que puede ejercer el medio en las partculas de mena y, en general, mientras mayor es el tamao de la alimentacin mayor necesita ser el dimetro. La longitud del molino, junto con el dimetro, determina el volumen y por consiguiente la capacidad de molienda.

La mena normalmente se alimenta continuamente al molino a travs del mun de un extremo, y el producto molido sale por el otro mun.

1.2.2.3. PARTES PRINCIPALES DE UN MOLINO.-

1.2.2.3.1. CASCO.-

El casco del molino est diseado para soportar impactos y carga pesada, y est construido de placas de acero forjadas y soldadas. Tiene perforaciones para sacar los pernos que sostienen el revestimiento o forros. Para conectar las cabezas de los muones tiene grandes bridas del acero generalmente soldados a los extremos de las placas del casco, los cuales tienen perforaciones para apernarse a la cabeza.

1.2.2.3.2. EXTREMOS.-

Los extremos del molino, o cabezas de los muones pueden ser de fierro fundido gris o nodular para dimetros menores de 1 m. Cabezas ms grandes se construyen de acero fundido, el cual es relativamente liviano y puede soldarse. Las cabezas son nervadas para reforzarlas.

1.2.2.3.3. REVESTIMIENTOS.-

Las caras de trabajo internas del molino consisten de revestimientos renovables que deben soportar impacto, ser resistentes a la abrasin y promover el movimiento ms favorable de la carga. Los extremos de los molinos de barras tienen revestimientos planos de forma ligeramente cnica para inducir el centrado y accin rectilnea de las barras. Generalmente, estn hechas de acero al manganeso o acero al cromo-molibdeno con alta resistencia al impacto, tambin los hay de goma. Los extremos de los molinos de bolas generalmente tienen nervaduras para levantar la carga con la rotacin del molino. Ellos impiden deslizamiento excesivo y aumentan la vida del revestimiento. Generalmente estn hechos de fierro fundido blanco aleado con niquel, Ni-duro, y otros materiales resistentes a la abrasin, como goma. Los revestimientos de los muones son diseados para cada aplicacin y pueden ser cnicos, planos y con espirales de avance o retardo. Los revestimientos del molino son de un costo importante en la operacin del molino y constantemente se est tratando de prolongar su vida.

1.2.2.4. FACTORES QUE AFECTAN LA EFICIENCIA DE MOLIENDA.-

Varios factores afectan la eficiencia del molino de bolas. La densidad de la pulpa de alimentacin debera ser lo ms alta posible, pero garantizado un flujo fcil a travs del molino. Es esencial que las bolas estn cubiertas con una capa de mena; una pulpa demasiado diluida aumenta el contacto metal-metal, aumentando el consumo de acero y disminuyendo la eficiencia. El rango de operacin normal de los molinos de bolas es entre 65 a 80 % de slidos en peso, dependiendo de la mena. La viscosidad de la pulpa aumenta con la fineza de las partculas, por lo tanto, los circuitos de molienda fina pueden necesitar densidad de pulpa menor.

La eficiencia de la molienda depende del rea superficial del medio de molienda. Luego las bolas deberan ser lo ms pequeas posibles y la carga debera ser distribuida de modo tal que las bolas ms grandes sean justo lo suficientemente pesadas para moler la partcula ms grande y ms dura de la alimentacin. Una carga balanceada consistir de un amplio rango de tamaos de bolas y las bolas nuevas agregadas al molino generalmente son del tamao ms grande requerido.

1.2.2.5. VOLUMEN DE LLENADO DEL MOLINO.-

El volumen o nivel de la carga de bolas est relacionado con la dureza del mineral y tonelaje de alimentacin que puede tratar el molino para un mismo grado de molienda. Por ejemplo, un aumento del tonelaje a tratar involucra un menor tiempo de residencia, lo que se compensa con una mayor carga de bolas, a fin de aumentar la probabilidad de contacto entre bolas y mineral. Lo mismo sucede frente a un mineral que presenta una mayor dureza. La carga de bolas se expresa usualmente como un porcentaje del volumen del molino que es ocupado por las bolas. El clculo de la fraccin o nivel de llenado para un molino en forma cilndrica puede hacerse una vez que se conoce la altura desde la superficie de la carga hasta el tope del molino.

1.2.3. FALLA.-

Falla es una accin interna e impredecible de ocurrir dentro de un sistema, autogenerada por el mal funcionamiento de uno o ms subsistemas, y que de forma arbitraria y autnoma aparece bajo la estructura de un patrn que pudiendo ser conocido o no, trata de llevar al sistema a un estado no deseado. [1]

Las fallas en general son situaciones no deseadas, que influyen para que un determinado sistema no cumpla la funcin para la que ha sido creada. Son desigualdades que resultan de realizar comparaciones, de lo que est pasando con lo que debera pasar. La palabra falla se lo utiliza con recurrencia en nuestro lenguaje cotidiano con la misin de referir aquel defecto o falta de presencia de algo.

1.2.3.1. FALLAS EN LOS SISTEMAS ELCTRICOS.-

Todos los elementos de un sistema elctrico estn expuestos a contingencias que pueden presentarse, al igual que en cualquier otro tipo de sistema. Por lo tanto, se requieren sistemas apropiados de protecciones que clarifiquen cualquier tipo de falla lo ms rpidamente posible, sacando de servicio el menor nmero de elementos. Esto redunda en un servicio elctrico ms continuo y de mejor calidad. Las fallas en su mayora son de carcter transitorio y pueden ser aclaradas con suspensiones de servicio muy cortas; las fallas permanentes s conllevan suspensiones mayores.

1.2.3.1.1. FALLAS EN LOS SISTEMAS ELCTRICOS INDUSTRIALES.-

En todo sistema elctrico industrial, su funcionamiento se basa en suministrar la energa en forma eficiente y segura. Sin embargo, como todo sistema tecnolgico, stos no siempre trabajan en forma continua, ya que se pueden involucrar en anomalas internas o externas. Las fallas ms comunes en un sistema elctrico industrial son: sobrecargas, cortos circuitos y prdidas de aislamiento.

Las consecuencias de estas anomalas son muy severas, desde el incendio de una vivienda hasta la electrocucin de una persona. En muchos casos estos se deben a desperfectos de la instalacin, la mala ejecucin del tcnico electricista, descuido y manejo no apropiado de la fuente de energa. Las fallas en sistemas elctricos industriales, no permiten proporcionar un adecuado servicio de produccin. Cuando no son diagnosticadas a tiempo y no indican los lugares donde se producen ocasionan prdidas econmicas y pueden dar lugar a lesiones en las personas hasta llegar al extremo de perderse vidas humanas.

1.2.3.1.1.1. FALLAS EN LOS SISTEMAS ELCTRICOS DE LOS MOLINOS.-

Considerando que los sistemas elctricos de los molinos de las plantas procesadoras de minerales, son parte integrante de los sistemas elctricos industriales, las fallas que se producen en estos sistemas son las mismas. La diferencia est en que cuando falla este sistema los perjuicios tcnicos y econmicos son mayores tomando en cuenta que el molino es el elemento ms importante de una planta procesadora de minerales.

1.2.4. SISTEMA.-

Un sistema es mdulo ordenado de elementos que se encuentran interrelacionados y que interactan entre s. El concepto se utiliza tanto para definir a un conjunto de conceptos como a objetos reales dotados de organizacin. [10]

1.2.4.1. SISTEMA DE CONTROL AUTOMTICO.-

Sistema de control es el conjunto de dispositivos que actan juntos para lograr un objetivo de control. [11]

El control automtico es el mantenimiento de un valor deseado dentro de una cantidad o condicin, midiendo el valor existente, comparndolo con el valor deseado, y utilizando la diferencia para proceder a reducirla. En consecuencia, el control automtico exige un lazo cerrado de accin y reaccin que funcione sin intervencin humana.

El elemento ms importante de cualquier sistema de control automtico es lazo de control realimentado bsico. El concepto de la realimentacin no es nuevo, el primer lazo de realimentacin fue usado en 1774 por James Watt para el control de la velocidad de cualquier mquina de vapor. A pesar de conocerse el concepto del funcionamiento, los lazos se desarrollaron lentamente hasta que los primeros sistemas de transmisin neumtica comenzaron a volverse comunes en los aos 40, los aos pasados han visto un extenso estudio y desarrollo en la teora y aplicacin de los lazos realimentados de control. En la actualidad los lazos de control son un elemento esencial para la manufactura econmica y prospera de virtualmente cualquier producto, desde el acero hasta los productos alimenticios.

El control automtico de procesos es parte del progreso industrial desarrollado durante lo que ahora se conoce como la segunda revolucin industrial. El uso intensivo de la ciencia de control automtico es producto de una evolucin que es consecuencia del uso difundido de las tcnicas de medicin y control .Su estudio intensivo ha contribuido al reconocimiento universal de sus ventajas.

El control automtico de procesos se usa fundamentalmente porque reduce el costo de los procesos industriales, lo que compensa con creces la inversin en equipo de control. Adems hay muchas ganancias intangibles, como por ejemplo la eliminacin de mano de obra pasiva, la cual provoca una demanda equivalente de trabajo especializado. La eliminacin de errores es otra contribucin positiva del uso del control automtico.

El uso de las computadoras analgicas y digitales ha posibilitado la aplicacin de ideas de control automtico a sistemas fsicos que hace apenas pocos aos eran imposibles de analizar o controlar.

Es necesaria la comprensin del principio del control automtico en la ingeniera moderna, por ser su uso tan comn como el uso de los principios de electricidad, siendo por lo tanto, una parte de primordial importancia dentro de la esfera del conocimiento de la ingeniera elctrica. 1.2.5. DIAGNSTICO.-

Un diagnstico son el o los resultados que se arrojan luego de un estudio, evaluacin o anlisis sobre determinado mbito u objeto. El diagnstico tiene como propsito reflejar la situacin de un cuerpo, estado o sistema para que luego se proceda a realizar una accin o tratamiento que ya se prevea realizar o que a partir de los resultados del diagnstico se decide llevar a cabo. [12]

1.2.5.1. DIAGNSTICO DE FALLAS EN SISTEMAS INDUSTRIALES.-

Un sistema de diagnstico de fallas, es aquel que a travs de la tecnologa de comunicacin y procesamiento existente, manipula un conjunto de datos (variables del proceso) y los convierte en informacin til para la determinar fallas incipientes en los componentes de un sistema. Esta informacin es requerida para la planificacin del mantenimiento basado en condicin y para la toma de decisiones. [1]

La posibilidad de minimizar las paralizaciones en las plantas industriales mediante la deteccin y localizacin de fallas es imprescindible para cualquier industria que pretende tener un crecimiento sostenido. La industria actual, de manera creciente, est desarrollando una cultura de cero fallos, en donde el diagnstico y mantenimiento preventivo de la infraestructura de la planta es esencial para cumplir con los compromisos laborales. Cualquier proceso industrial es vulnerable a fallas o eventos no previstos, tanto en diseo como en ejecucin, esto aunado al inevitable envejecimiento de los componentes que lo integran, pueden provocar que el sistema se comporte con bajo rendimiento.

1.2.5.1.1. DIAGNSTICO DE FALLAS EN SISTEMAS ELCTRICOS DE LOS MOLINOSDE LAS PLANTAS PROCESADORAS DE MINERALES.-

Considerando que los sistemas elctricos de los molinos de las plantas procesadoras de minerales, son parte integrante de los procesos industriales, el diagnstico de fallas de estos sistemas, se enfocan desde el punto de vista industrial. El diagnosticar las fallas y encontrar el lugar donde se producen en los sistemas elctricos de los molinos oportunamente, da lugar a un mantenimiento preventivo o correctivo de una manera rpida y segura, lo que repercute en un aspecto tcnico econmico favorable para las empresas procesadoras de minerales. Se debe estar muy consiente, que los sistemas elctricos de los molinos en las plantas procesadoras de minerales son de importancia trascendental, tomando en cuenta que su salida de servicio, da lugar a la paralizacin de la produccin.

1.2.6. MODELADO DE SISTEMAS.-

El modelado de sistemas de software es una tcnica para tratar con la complejidad inherente a estos sistemas. El uso de modelos ayuda al ingeniero de software a "visualizar" el sistema a construir. Adems, los modelos de un nivel de abstraccin mayor pueden utilizarse para la comunicacin con el cliente. Por ltimo, las herramientas de modelado y las de Ingeniera de Software Automatizada. Pueden ayudar a verificar la correccin del modelo. [13]

Todo el mundo emplea instintivamente modelos cuando toma decisiones sobre determinados aspectos de la realidad. En el proceso de toma de decisin se elige una entre varias acciones posibles, teniendo en cuenta el efecto que cada accin vaya a producir. Por lo tanto, en el proceso de toma de decisiones se est empleando un modelo del sistema. La relacin que liga las acciones de las entradas con los efectos de las salidas, constituyen la representacin formal de ese modelo.

1.2.6.1. CLASES DE MODELOS.-1.2.6.1.1. MODELO MENTAL.-Se basa en el conocimiento que se tiene sobre un aspecto de la realidad adquirida a travs de la experiencia e intuicin, del que se extraen aquellas caractersticas esenciales para representar el aspecto considerado.

1.2.6.1.2. MODELO FORMAL.-

Basado en las hiptesis empleadas en los modelos mentales, estableciendo a partir de ellas, las relaciones formales que definen el comportamiento del aspecto de la realidad en cuestin. Utiliza la capacidad del computador, que aunque no es capaz de establecer las relaciones por s mismo, est facultado para desarrollar las consecuencias dinmicas de las interacciones del sistema que representa el modelo.

La facultad del desarrollo de consecuencias dinmica, de las interacciones del sistema, es algo que les est negado a los modelos mentales, ya que se tiende a pensar en trminos de relaciones causa-efecto unidireccionales, olvidando las estructuras de realimentacin que ciertamente existen. Un modelo formal (o matemtico) es ms explcito que un modelo mental, Su implementacin en el computador produce el modelo computarizado.

1.2.6.2. REDES DE PETRI.-

Las redes de Petri (RDP) (Carl Adam Petri, 1962) son una herramienta de modelado muy efectiva para la representacin y el anlisis de procesos concurrentes. [14]

Los procesos concurrentes son los que se ejecutan al mismo tiempo, es decir, que para ejecutar uno de ellos, no hace falta que se haya ejecutado otro.

Las redes de Petri constituyen la ms natural y potente extensin de los grafos de estado que se ha propuesto en la literatura tcnica. Con relacin a los grafos de estado, las redes de Petri permiten la representacin clara y condensada del paralelismo y la sincronizacin, facilitando con ello la descripcin o modelacin de sistemas, as como su posterior realizacin.

Las redes de Petri son una herramienta matemtica aplicable al modelado de sistemas discretos concurrentes que admite una valiossima representacin grfica, que sin lugar a dudas es uno de sus mayores atractivos desde el punto de vista industrial. Por otro lado, la realizacin de redes de Petri se puede llevar a cabo sin dificultad con cualquier tecnologa (electrnica, fludica, etc.). Las dos cualidades anteriores se completan con la potencia de la teora de validacin sobre ellas desarrollada, principalmente, a lo largo de la ltima dcada. Las tres propiedades bsicas anteriores permiten afirmar que las redes de Petri constituyen una muy interesante herramienta para la concepcin de sistemas discretos concurrentes. Adems, cabe sealar su capacidad para permitir la construccin de descripciones vlidas de sistemas concurrentes mediante refinamientos sucesivos (top-down).Modelar un sistema usando redes de Petri tiene tres ventajas potenciales: El sistema completo es a menudo ms fcil de entender debido a la naturaleza grfica y precisa del esquema de representacin. El comportamiento del sistema puede ser analizado utilizando la teora de las redes de Petri, que incluye herramientas para el anlisis tales como los rboles de marcados y establece relaciones entre ciertas estructuras de redes y el comportamiento dinmico. Pueden aplicarse tambin tcnicas para la verificacin de programas paralelos. Puesto que las redes de Petri pueden sintetizarse usando tcnicas "bottom-up" y "top-down", es posible disear automticamente sistemas cuyo comportamiento es conocido o fcilmente verificable.

1.2.7. SOFTWARE.-

Software representa toda la parte inmaterial o intangible que hace funcionar a un ordenador para que realice una serie de tareas especficas, coloquialmente conocidos como programas el software engloba a toda la informacin digital que hace al conjunto de elementos fsicos y materiales que componen el computador trabajar de manera inteligente. [15]

Las funciones del software son: administrar de los recursos computacionales, proporcionar las herramientas para optimizar estos recursos y actuar como intermediario entre el usuario y la informacin almacenada.

Las caractersticas principales del software son:

a) El software se desarrolla o construye; no se manufactura en el sentido clsico. A pesar de que existen similitudes entre el desarrollo del software y la manufactura del hardware, las dos actividades son diferentes en lo fundamental. En ambas la alta calidad se alcanza por medio del buen diseo, la fase de manufactura del hardware puede incluir problemas de calidad existentes en el software.b) El software no se desgasta. El software es inmune a los males ambientales que desgasten el hardware. Por lo tanto la curva de tasas de fallas para el software debe tener la forma de la curva idealizada. Los defectos sin descubrir causan tasas de fallas altas en las primeras etapas de vida de un programa. Sin embargo, los errores se corrigen y la curva se aplana, el software no se desgasta, pero si se deteriora.c) A pesar de que la industria tiene una tendencia hacia la construccin por componentes, la mayora del software an se construye a la medida. Un componente de software se debe disear e implementar de forma que puede utilizarse en muchos programas diferentes. Los componentes reutilizables modernos encapsulan tanto los datos como el proceso se aplican a estos, lo que permite al ingeniero de software crear nuevas aplicaciones nuevas a partir de partes reutilizables.

1.2.7.1. PROGRAMAS.-

Programa es un conjunto de argumentos o instrucciones para la computadora, almacenado en la memoria primaria de la computadora junto con los datos requeridos para ser ejecutado, en otras palabras hace que las instrucciones sean realizadas por la computadora. [16] Para desarrollar un programa informtico, se necesita apelar a los lenguajes de programacin que posibilitan el control de las mquinas. Los lenguajes de programacin, se encargan a travs de diversas reglas semnticas y sintcticas a especificar los datos que transmite el software. Con las mencionadas reglas semnticas y sintcticas, y con los datos especificados, tienen la capacidad para hacer que la computadora entre en operacin.

Un programa de computadora, debe cumplir con ciertos requisitos para que sea vlido:

Primero, tiene que verificar si el programa hace lo que verdaderamente debe realizar. Segundo, debe ser claro y legible y de esta manera permitir un fcil mantenimiento y actualizacin. Tercero, debe ser econmico en el sentido de consumir la menor cantidad de recursos posibles, es decir tiempo y memoria, ms an cuando en la actualidad el tiempo de los programadores, se ha vuelto muy caro. En la jerga de los programadores se dice que un programa de computadora debe tener un cdigo limpio, es decir un formato que respete los espacios y convenciones formales, y que adems no repita cosas innecesarias o duplique instrucciones ya realizadas.

1.2.7.2. TIPOS DE SOFTWARE.-

1.2.7.2.1. SOFTWARE DE APLICACIN.-

Entendido como un conjunto de programas que han sido escritos para servir a otros programas, se caracterizan por una fuerte iteracin con el hardware.

1.2.7.2.2. SOFTWARE DE TIEMPO REAL.-

Que mide, analiza y controla sucesos del mundo real, conforme a lo que ocurran, entre sus elementos estn: el de adquisicin de datos; el de anlisis; el de control y salida; el de monitoreo, como por ejemplo un sistema meteorolgico.

1.2.7.2.3. SOFTWARE DE GESTIN.-

Los sistemas discretos han evolucionado hacia los sistemas de informacin de gestin, las aplicaciones en esta rea reestructuran los datos existentes en orden para facilitar las operaciones comerciales o gestionar la toma de decisiones.

1.2.7.2.4. SOFTWARE DE INGENIERA Y CIENTFICO.-

Est caracterizado por los algoritmos de manejo de nmeros. Como su nombre indica son los ms utilizados en ingeniera, ya que representan numeracin.

1.2.7.2.5. SOFTWARE EMPOTRADO.-

Reside en memoria de slo lectura, se utiliza para controlar productos y sistemas de los mercados industriales y de consumo; pueden ejecutar funciones muy limitadas y curiosas. Es por esta razn que a este tipo de software, por estar empotrado a un sistema se le da el denominativo mencionado.1.2.7.2.6. SOFTWARE DE COMPUTADORAS PERSONALES.-

Es aquel software de aplicacin, o de utilidad, como por ejemplo un paquete.

1.2.7.2.7. SOFTWARE DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL.-

Este tipo de software hace uso de algoritmos no numricos para resolver problemas complejos, para los cuales no son adecuados el clculo o el anlisis directo, por ejemplo un sistema experto para medicina.

1.2.7.3. LENGUAJE DE PROGRAMACIN.-

Un lenguaje de programacin es un lenguaje formal diseado para expresar procesos que pueden ser llevados a cabo por mquinas como las computadoras. Pueden usarse para crear programas que controlen el comportamiento fsico y lgico de una mquina, para expresar algoritmos con precisin, o como modo de comunicacin humana. [17]

1.2.7.3.1. TIPOS DE LENGUAJES DE PROGRAMACIN.-

1.2.7.3.1.1. DE BAJO NIVEL.-

Son lenguajes totalmente dependientes de la mquina, es decir que el programa que se realiza con este tipo de lenguajes no se puede migrar o utilizar en otras mquinas. Al estar prcticamente diseados a medida del hardware, aprovechan al mximo las caractersticas del mismo.

Pertenecen a este grupo:

El lenguaje mquina, que ordena a la mquina las operaciones fundamentales para su funcionamiento. Consiste en la combinacin de ceros y unos para formar las rdenes entendibles por el hardware de la mquina.Este lenguaje es mucho ms rpido que los lenguajes de alto nivel. La desventaja es que son bastantes difciles de manejar y usar, adems de tener cdigos fuente enormes donde encontrar un fallo es casi imposible. El lenguaje ensamblador es un derivado del lenguaje mquina, est formado por abreviaturas de letras y nmeros llamadas mnemotcnicos. Con la aparicin de este lenguaje se crearon los programas traductores para poder pasar los programas escritos en lenguaje ensamblador a lenguaje mquina. Como ventaja con respecto al cdigo mquina es que los cdigos fuentes eran ms cortos y los programas creados ocupaban menos memoria. Las desventajas de este lenguaje siguen siendo prcticamente las mismas que las del lenguaje ensamblador, aadiendo la dificultad de tener que aprender un nuevo lenguaje difcil de probar y mantener.

1.2.7.3.1.2. DE ALTO NIVEL.-

Son aquellos que se encuentran ms cercanos al lenguaje natural que al lenguaje mquina. Estn dirigidos a solucionar problemas mediante el uso de EDDs.

EDDs son las abreviaturas de estructuras dinmicas de datos, que se utilizan en todos los lenguajes de programacin, y permiten cambiar de tamao durante la ejecucin del programa, adems crean estructuras de datos que se adapten a las necesidades reales de un programa. Se tratan de lenguajes independientes de la arquitectura del ordenador. Por lo que, en principio, un programa escrito en un lenguaje de alto nivel, puede ser llevado de una mquina a otra sin ningn tipo de problema.

1.2.7.3.1.3. DE MEDIO NIVEL.-

Se trata de un trmino no aceptado por todos. Estos lenguajes se encuentran en un punto medio entre los dos anteriores.

1.2.7.3.2. LENGUAJE DE PROGRAMACIN LADDER (ESCALERA).-

Es un lenguaje grfico, derivado del lenguaje de rels. Mediante smbolos representa contactos, bobinas, etc. Su principal ventaja es que los smbolos bsicos estn normalizados segn el estndar IEC (Comisin Electrotcnica Internacional) 61131-3 y son empleados por todos los fabricantes de Controladores Lgicos Programables (PLCs). [18]Los diagramas de escalera son esquemas de uso comn para representar la lgica de control de sistemas industriales. Se le llama diagrama "escalera" porque se asemejan a una escalera, con dos rieles verticales (de alimentacin) y "escalones" (lneas horizontales), en las que hay circuitos de control que definen la lgica a travs de funciones. Est basado en los esquemas de control clsicos, de este modo tambin, con los conocimientos que todo tcnico electricista posee, es muy fcil adaptarse a la programacin en este tipo de lenguaje.

Con este tipo de diagramas se describe normalmente la operacin elctrica de distintos tipos de mquinas, y puede utilizarse para sintetizar un sistema de control y, con las herramientas de software adecuadas, realizar la programacin. En el diagrama elctrico todas las acciones ocurren simultneamente, en el programa se realizan en forma secuencial, siguiendo el orden en el que los "escalones" fueron escritos, y que a diferencia de los rels y contactos reales (cuyo nmero est determinado por la implementacin fsica de estos elementos), en el Controlador Lgico Programable (PLC), se puede considerar que existen infinitos contactos auxiliares para cada entrada, salida, rel auxiliar o interno, etc.

Para programar un PLC con LADDER, adems de estar familiarizado con las reglas de los circuitos de conmutacin, es necesario conocer cada uno de los elementos de que consta este lenguaje. Una vez conocidos los elementos que LADDER proporciona para su programacin, resulta importante resaltar cmo se estructura un programa y cul es el orden de ejecucin. El orden de ejecucin es generalmente de arriba hacia abajo y de izquierda a derecha, primero los contactos y luego las bobinas, de manera que al llegar a stas ya se conoce el valor de los contactos y se activan si procede. El orden de ejecucin puede variar de un PLC a otro, pero siempre se respetar el orden de introduccin del programa, de manera que se ejecuta primero lo que primero se introduce.

1.2.7.3.2.1. VARIABLES INTERNAS Y BITS DEL SISTEMA.-

Las variables internas son bits auxiliares que pueden ser usados segn convenga, sin necesidad de que representen ningn elemento del PLC. Se suele indicar mediante los caracteres B o M, que son rels internos o marcas, y tienen tantas bobinas como contactos, asociados a las mismas. Su nmero de identificacin suele oscilar, en general, entre 0 y 255. Su utilidad fundamental es la de almacenar informacin intermedia para simplificar esquemas y programacin. Los bits de sistema son contactos que el propio PLC activa, cuando conviene o cuando se dan unas circunstancias determinadas. Existe una gran variedad, siendo los ms importantes los de arranque y los de reloj, que permiten que empiece la ejecucin desde un sitio en concreto y forman una base de tiempos respectivamente. Su nomenclatura es muy diversa, dependiendo siempre del tipo de PLC y el fabricante.

1.2.7.3. SISTEMA SCADA.-

SCADA,acrnimodeSupervisoryControlAndDataAcquisition (Supervisin, Control y Adquisicin de Datos) es unsoftwarepara ordenadores que permite controlar y supervisar procesos industriales a distancia. Facilita retroalimentacin en tiempo real con los dispositivos de campo (sensores y actuadores), y controla el proceso automticamente. Provee de toda la informacin que se genera en el proceso productivo (supervisin, control calidad, control de produccin, almacenamiento de datos, etc.) y permite su gestin e intervencin. [19]

La realimentacin, tambin denominada retroalimentacin o feedback es, en una organizacin, el proceso de compartir observaciones, preocupaciones y sugerencias, con la intencin de recabar informacin, a nivel individual o colectivo, para mejorar o modificar diversos aspectos del funcionamiento de una organizacin. La realimentacin tiene que ser bidireccional de modo que la mejora continua sea posible, en el escalafn jerrquico, de arriba para abajo y de abajo para arriba.

1.2.8. HARDWARE.-

El trmino hardware se refiere a todas las partes fsicas de un sistema informtico; sus componentes son: elctricos, electrnicos, electromecnicos y mecnicos. Son cables, gabinetes o cajas, perifricos de todo tipo y cualquier otro elemento fsico involucrado. [20]

El trmino es propio del idioma ingls (literalmente traducido: partes duras), su traduccin al espaol no tiene un significado acorde, por tal motivo se la ha adoptado tal cual es y suena. El vocablo, aunque sea lo ms comn, no solamente se aplica a las computadoras; del mismo modo, tambin un robot, un telfono mvil, una cmara fotogrfica, un reproductor multimedia, un controlador PLC, o cualquier otro dispositivo electrnico que procese datos poseen hardware.

1.2.8.1. CONTROLADOR LGICO PROGRAMABLE (PLC).-

Un PLC o autmata, es un dispositivo electrnico programable por el usuario que se utiliza para controlar, dentro de un entorno industrial mquinas o procesos lgicos y/o secuenciales. [21]

Bsicamente un PLC es el cerebro de un proceso industrial de produccin o fabricacin, que reemplaza a los sistemas de control de rels y temporizadores cableados. Se puede pensar en un PLC como una computadora desarrollada para soportar las severas condiciones a las que puede ser sometida en un ambiente industrial, as sea en una planta automotriz, en una imprenta, en una planta procesadora de minerales o en una factora de cerveza, solo por nombrar algunos ejemplos.

A diferencia de las computadoras de propsito general, est diseado para mltiples seales de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido elctrico y resistencia a la vibracin y al impacto. Los programas para el control de funcionamiento de la mquina se suelen almacenar en bateras, copia de seguridad o en memorias no voltiles. Un PLC es un ejemplo de un sistema de tiempo real duro, donde los resultados de salida deben ser producidos en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado, de lo contrario no producir el resultado deseado.

Para que un PLC logre cumplir con su funcin de controlar, es necesario programarlo con cierta informacin acerca de los procesos que se quiere secuenciar. Esta informacin es recibida por captadores, que gracias al programa lgico interno, logran implementarla a travs de los accionadores de la instalacin. Es decir, a travs de los dispositivos de entradas, formados por los sensores (transductores de entradas) se logran captar los estmulos del exterior que son procesados por la lgica digital programada para tal secuencia de proceso que a su vez enva respuestas a travs de los dispositivos de salidas (transductores de salidas, llamados actuadores).1.2.8.1.1. PARTES DE UN CONTROLADOR LGICO PROGRAMABLE (PLC).-

Est compuesto por dos elementos bsicos: la CPU (Central Processing Unit) o Unidad Central de Procesamiento y la interfaz de Entradas y Salidas.

Las partes principales del CPU son: el procesador, la memoria y la fuente de alimentacin. Este conjunto de componentes le otorgan la inteligencia necesaria al controlador. El CPU lee la informacin de las entradas provenientes de distintos dispositivos de sensado (pulsadores, finales de carrera, sensores inductivos, medidores de presin, etc.), ejecuta el programa almacenado en la memoria y enva los comandos a las salidas para los dispositivos de control (pilotos luminosos, contactores, vlvulas, solenoides, etc.). El proceso de entradas, ejecucin del programa y control de las salidas se realizan en forma repetitiva y se conoce como SCAN o scanning. Finalmente la fuente de alimentacin suministra todas las tensiones necesarias para la correcta operacin del CPU y el resto de los componentes. Esta fuente de alimentacin es imprescindible para la prestacin de servicio del PLC.

1.2.8.1.2. CICLO DE FUNCIONAMIENTO.-

El funcionamiento del autmata es, salvo el proceso inicial que sigue a un reinicio, de tipo secuencial y cclico, es decir, las operaciones tienen lugar una tras otra, y se van repitiendo continuamente mientras el autmata est bajo tensin.

El ciclo de funcionamiento se divide en dos partes: Proceso Inicial y Ciclo de Operacin.

En el proceso inicial, el PLC realiza una serie de acciones comunes, que tratan fundamentalmente de inicializar los estados del mismo y chequear el hardware. Estas rutinas de chequeo, incluidas en el programa monitor ROM, comprueban: el bus de conexiones de las unidades de entradas y salidas, el nivel de la batera si sta existe y la conexin de las memorias internas del sistema.

El ciclo de operacin, como su nombre lo indica es el que hace que entre el PLC en servicio. Se divide en tres bloques que son: proceso comn, ejecucin del programa y servicio a perifricos.1.2.8.2. TRANSDUCTORES.-

El transductor es un dispositivo que tiene la misin de traducir o convertir una seal fsica en otra distinta entendible por el sistema, es decir convierte una seal no interpretable por el sistema, en otra variable interpretable por dicho sistema. [22]

Los transductores son especialmente importantes para que los medidores puedan detectar magnitudes fsicas. Normalmente, estas magnitudes, como por ejemplo: temperatura, presin, humedad del aire, presin sonora o luz, se convierten en una seal normalizada (por ejemplo de 4 a 20 mA). Las ventajas de la transformacin son por un lado la flexibilidad, ya que muchos medidores soportan la transformacin de seales normalizadas. Por otro lado, las magnitudes medidas pueden ser ledas a grandes distancias sin prcticamente prdida alguna. Cuando se usan transductores, la unidad de evaluacin debe recibir slo el rango de medicin, pues a partir de all se calcula desde las seales elctricas las magnitudes elctricas. Algunos transductores ofrecen adicionalmente una separacin galvnica (aislacin de los circuitos), entre las seales de entrada y salida, de manera que las faltas o defectos no causen problemas que podran ocurrir, al no tener la separacin mencionada.

1.2.8.2.1. TRANSDUCTORES DE TEMPERATURA.-

Son los dispositivos con los cuales se puede convertir la variacin de valor hmico de un sensor trmico en una seal proporcional de corriente. [23] La seal sirve para activar: instrumentos indicadores convencionales de bobina mvil, indicadores digitales de temperatura, registradores de temperatura, y centros de control y procesamiento de datos.

Bajo el aspecto elctrico, los transductores de temperatura, fueron especialmente concebidos y desarrollados para atender las severas condiciones de valores de tensin normalmente presentes en las subestaciones elctricas y plantas generadoras de energa elctrica; y bajo el aspecto mecnico, fueran proyectados y construidos para garantizar gran robustez y resistencia a los choques y vibraciones, lo que los hace apropiados para instalacin directa en grandes transformadores y generadores, o cualquier aplicacin sujeta a solicitaciones mecnicas rudas.

1.2.8.3. SISTEMA DIGITAL.-

Un sistema digital es un conjunto de dispositivos destinados a la generacin, transmisin, manejo, procesamiento o almacenamiento de seales digitales. Tambin, y a diferencia de un sistema analgico, un sistema digital es una combinacin de dispositivos diseados para manipular cantidades fsicas o informacin que estn representadas en forma digital; es decir, que slo puedan tomar valores discretos. [24]

Para el anlisis y la sntesis de sistemas digitales binarios se utiliza como herramienta el lgebra de Boole, que es una estructura algebraica que esquematiza las operaciones lgicas Y, O, NO y SI (AND, OR, NOT, IF), as como el conjunto de operaciones unin, interseccin y complemento.

En s, es un sistema de lgica matemtica que expresa las relaciones entre ideas u objetos mediante smbolos. Esta lgica se puede aplicar a dos campos: al anlisis, por que describe cmo funcionan los circuitos y el diseo para poder desarrollar una implementacin de la funcin.

1.2.8.3.1. TIPOS DE SISTEMAS DIGITALES.-

1.2.8.3.1.1. COMBINACIONALES.-

Son aquellos cuyas salidas solo dependen del estado de sus entradas en un momento dado, por lo que no necesitan mdulos de memoria, ya que las salidas no dependen de los estados previos de las entradas.

1.2.8.3.1.2. SECUENCIALES.-

Son aquellos cuyas salidas dependen adems del estado de sus entradas en un momento dado, de estados previos. Esta clase de sistemas necesitan elementos de memoria que recojan la informacin de la historia pasada del sistema.1.2.8.3.2. SISTEMAS DIGITALES ON/OFF.-

Los sistemas digitales ON/OFF desde el punto de vista matemtico operan con seales binarias que se representan mediante 0 y 1. En este tipo de sistemas toda la informacin se procesa mediante la combinacin de esos valores. En consecuencia constituyen una codificacin binaria.

A nivel de todo tipo de circuitos, representan solamente dos estados. Pueden estar abiertos o cerrados, lo que indica que en ningn momento puedan presentar ambos estados.

Los sistemas digitales ON/OFF, son de importancia muy particular para el trabajo de los controladores lgicos programables (PLCs).