Tema 2- Conceptos Basicos

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Automatización de Procesos de Fabricación Dpto. de Ingeniería Electrónica y Automática. Área de Ingeniería de Sistemas y Automática Tema 2: Conceptos básicos 2 Tema 2 - Conceptos básicos Índice Sistemas de eventos discretos Concepto de estado y transición Automatismos Definición y componentes Automatismos combinacionales Automatismos secuenciales Diseño de automatismos (cableados vs programados) Conclusiones
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    10-Nov-2015
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  • Automatizacin de Procesos de FabricacinDpto. de Ingeniera Electrnica y Automtica. rea de Ingeniera de Sistemas y Automtica

    Tema 2:Conceptos bsicos

    2Tema 2 - Conceptos bsicos

    ndice

    Sistemas de eventos discretos

    Concepto de estado y transicin

    Automatismos Definicin y componentes Automatismos combinacionales Automatismos secuenciales

    Diseo de automatismos (cableados vs programados)

    Conclusiones

  • 3Tema 2 - Conceptos bsicos

    Sistemasdeeventosdiscretos Definicin:Sistema cuyos estados son discretos y cuyo cambio de estados tienen lugar solamentecomo respuesta a eventos que ocurren en intervalos de tiempo discretos eirregulares.

    ON ON

    OFF OFF

    4Tema 2 - Conceptos bsicos

    Sistemasdeeventosdiscretos Ejemplos:

  • 5Tema 2 - Conceptos bsicos

    ndice

    Sistemas de eventos discretos

    Concepto de estado y transicin

    Automatismos Definicin y componentes Automatismos combinacionales Automatismos secuenciales

    Diseo de automatismos (cableados vs programados)

    Conclusiones

    6Tema 2 - Conceptos bsicos

    Conceptodeestadoytransicin

    La posicin del interruptordetermina el estado de la seal

    Estado:Situacin estable de un sistema.

    Transicin:Condicin que permite la evolucin entre estados.

  • 7Tema 2 - Conceptos bsicos

    ndice

    Sistemas de eventos discretos

    Concepto de estado y transicin

    Automatismos Definicin y componentes Automatismos combinacionales Automatismos secuenciales

    Diseo de automatismos (cableados vs programados)

    Conclusiones

    8Tema 2 - Conceptos bsicos

    Interfacedeentradas

    Sensores

    Actuadores

    PROCESO

    Interfacedesalidas

    Sistemadecontrol

    conjunto de sensores, actuadores y controladores, conectados convenientementepor medio de circuitos y/o buses de comunicacin, para que un determinadoproceso funcione con una mmima intervencin humana.

    Automatismo

    Definicin:

  • 9Tema 2 - Conceptos bsicos

    Sensores:electrnica,neumtica Actuadores: elctrica,electromecnica,neumtica,hidrulica Controladores:elctrica,electrnica,informtica,neumtica Circuitos:elctrica,neumtica Buses:electrnica,informtica

    Con las tecnologas Elctrica y Neumtica es posible construirautomatismos completos

    Automatismo

    Componentes.Tecnologasderealizacin:

    10Tema 2 - Conceptos bsicos

    AutomatismoscombinacionalesAutomatismocuyassalidasdependennicamentedelestadodesusentradas,contotalindependenciadecualseaelestadoinicialdepartida.

    Losvaloresdelassalidasenelinstantet slodependendelosvaloresqueenesemismoinstantetenganlasentradas

    A.C...

    .

    .

    .

    u1(t)

    u2(t)

    up(t)

    y1(t)

    y2(t)

    yp(t)

    Funcindetransferenciadelsistema SonfuncioneslgicasquerelacionanlassalidasconlasentradasmedianteCOMBINACINdelosoperadoresY,OyNO

    Deahderivaelnombredecombinacional

    Definicin:

  • 11Tema 2 - Conceptos bsicos

    &

    >1

    1

    Producto lgico Funcin AND

    Tabladeverdad Smilelctrico

    +

    -

    xy

    z

    X Y Z0 0 00 1 01 0 01 1 1

    Suma lgica Funcin OR

    Negacin Funcin NOT

    X Y Z0 0 00 1 11 0 11 1 1

    X Z0 11 0

    +

    -

    x y

    z

    +

    -

    x

    z

    Automatismoscombinacionales Operadoreslgicos:

    12Tema 2 - Conceptos bsicos

    Funcin NAND X Y Z0 0 10 1 11 0 11 1 0

    Funcin NOR

    Funcin XOR

    X Y Z0 0 10 1 01 0 01 1 0

    X Y Z0 0 00 1 11 0 11 1 0

    Operadoreslgicos:Automatismoscombinacionales

  • 13Tema 2 - Conceptos bsicos

    Ejemplo:Automatismoscombinacionales

    F=(A+B)CA B C F

    0 0 0 0

    0 0 1 0

    0 1 0 1

    0 1 1 0

    1 0 0 1

    1 0 1 0

    1 1 0 1

    1 1 1 0

    Encendido de bombilla segn el estadode tres interruptores

    14Tema 2 - Conceptos bsicos

    Automatismossecuencialesautomatismocuyassalidasdependendelasvariablesdeentradaydelpropioestadoinicialdelsistema

    Elcomportamientodelsistema,eninstantesanterioresat,sememorizaenvariablesinternasvariablesdeestado x1(t),x2(t),,xn(t)

    Elvalordelassalidasdependedelosestadosdelasentradasydelasecuenciaanteriordeestadosendichasentradas.

    .

    .

    .

    .

    .

    .

    u1(t)

    u2(t)

    un(t)

    y1(t)

    y2(t)

    yn(t)

    x1(t)x2(t)...

    xn(t)

    A.S

    Mtodosgrficospararepresentarautomatismossecuenciales: mquinasdeestados redesdePetri GRAFCET

    Definicin:

  • 15Tema 2 - Conceptos bsicos

    Biestable R-S

    Automatismossecuenciales Operadoreslgicos:

    16

    Sensor ActuadoresPulsador Leds rojos

    Leds ambar

    Leds verdes

    Estados Descripcin0 Leds verdes ON1 Leds ambar ON2 Leds rojos ON

    0

    1

    2

    Leds ambar

    LedsRojos

    Pulsador

    tiempo

    tiempo

    Ledsverdes

    Automatismossecuenciales Ejemplo:Semforo

  • 17Tema 2 - Conceptos bsicos

    0

    1

    2

    Avance cilindro

    Retroceso cilindro

    Pieza presente

    Cilindro adelante

    Cilindro hacia atrs

    Estado Descripcin0 Cilindro replegado1 Cilindro avanzando2 Cilindro replegndose

    Sensores ActuadoresPresencia Avance cilindroAvance Retroceso cilindroRetroceso

    CINTA PIEZA

    CILINDR

    OPresencia

    Avance

    Retroceso

    Automatismossecuenciales Ejemplo:Marcajeautomticodeunapieza

    18Tema 2 - Conceptos bsicos

    ndice

    Sistemas de eventos discretos

    Concepto de estado y transicin

    Automatismos Definicin y componentes Automatismos combinacionales Automatismos secuenciales

    Diseo de automatismos (cableados vs programados)

    Conclusiones

  • 19Tema 2 - Conceptos bsicos

    Diseo de automatismos

    seimplementapormediodeunionesfsicasentreelementosqueformanelsistemadecontrol.Sedistinguentrestecnologas:

    Fludica (neumticaohidrulica) Elctrica(relsocontactores) Electrnicaesttica(puertaslgicasybiestables) Puedensermuyrobustos Bajocosteparasistemasmuysencillos Esunatecnologamuyfcildeentenderporcualquieroperariox Ocupanmuchoespaciox Sonmuypocoflexibles.Lamodificacinoampliacinesdifcilx Slopermitenfuncioneslgicassimples.

    Ventajas

    Inconvenientes

    Automatismocableado

    20Tema 2 - Conceptos bsicos

    Diseo de automatismos

    se implementa por medio de un programa que se ejecuta en unmicroprocesador. Las instrucciones de este programa determinan la funcinlgica que relaciona las entradas y salidas. Formas de implementacin: Automta programable industrial Ordenador (PC industrial) Microcontrolador

    Permitengranflexibilidadpararealizarmodificacionesoampliaciones Permitenimplementarfuncionesdecontrolycomunicacincomplejas Ocupanpocoespaciox Mayorcostex Mayorcomplejidaddelatecnologa

    AutomatismoProgramado

    Ventajas

    Inconvenientes

  • 21Tema 2 - Conceptos bsicos

    ndice

    Sistemas de eventos discretos

    Concepto de estado y transicin

    Automatismos Definicin y componentes Automatismos combinacionales Automatismos secuenciales

    Diseo de automatismos (cableados vs programados)

    Conclusiones

    22Tema 2 - Conceptos bsicos

    Conclusiones Un sistema cuyo cambio de estado se produce comorespuesta a un evento discreto sistema de eventosdiscretos

    Unautomatismopermitecontrolarunsistemasin,oconlamnima,intervencindeloperario

    SISTEMA

    Medicin(sensores)

    Actuacin(actuadores)

    AUTOMATISMO

  • 23Tema 2 - Conceptos bsicos

    Enunautomatismocombinacional,lasalidadependesloyexclusivamentedelacombinacinlgicadelasentradas

    Enunautomatismosecuencial,lasalidadependedeestadodelaentradasydelasecuenciaanteriordedichasentradas

    Enfuncindelatecnologaempleadaparaimplementarelsistemadecontrolsedistingueentreautomatismoscableadosyprogramados CABLEADOS:seimplementapormediodeunionesfsicasentre

    elementosqueformanelsistemadecontrol PROGRAMADOS:seimplementapormediodeunprogramaquese

    ejecutaenunmicroprocesador.

    Conclusiones

    24Tema 2 - Conceptos bsicos

    ENGENERAL Losautomatismoscableadosslotienenutilidadpararesolverproblemasmuysencillos

    Conclusiones