Cap VIII - Automatización Industrial

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TECNOLOGÍA ELÉCTRICA 2
Principios de automatización industrial
Ingeniería Industrial y de Sistemas
Facultad de Ingeniería
Prof: Ing. Marcoantonio Alamo
1
Señal analógica
Señal digital
Muestreo de señales
Aliasing
Almacenamiento y sensores
Representación en espacios de memoria 
Tipos de variable
Sistemas combinacionales – Puertas lógicas
Compuertas lógicas
Ejemplo
Se pide diseñar un sistema para controlar el llenado automático de unos recipientes. Sólo se cuenta con dos operarios, el que coloca los recipientes al inicio y el que los debe recoger llenos al final. Para este proceso es necesario:
Encender la alarma A, si hay alguna combinación extraña en los sensores de entrada.
El circuito debe construirse con los circuitos integrados: NOT, AND y OR.
EL ingreso de fluido a los recipientes es controlado por la válvula V.
El avance de la cinta transportadora es accionado con el motor M.
EL sensor S1 detecta cuando hay presencia de un fluido a una altura H del recipiente.
El sensor S2 detecta la presencia del recipiente, debajo de la válvula de llenado.
Ejemplo
Ejemplo
	S1	S2	M	V	A
	0	0	1	0	0
	0	1	0	1	0
	1	0	0	0	1
	1	1	1	0	0
Diagrama - Ejemplo
Sistemas secuenciales: uso de microcontroladores
Microcontroladores vs Microprocesadores 
Microcontroladores vs Microprocesadores 
		Microprocesadores	Microcontroladores
	CPU	Solamente realiza sus funciones con lo que tiene (datos) y su algoritmo o programa establecida.	Es una de sus funciones principales, la cual se encarga de dirigir sus operaciones.
	Memorias RAM y ROM	Son dispositivos externos que lo complementan para su óptimo funcionamiento.	Las incluye en un solo circuito integrado.
	Velocidad de Operación 	 Rápida	Lenta en comparación con la de un microprocesador 
	Tamaño	La configuración mínima básica de un Microprocesador está constituida por un Micro de 40 Pines, Una memoria RAM, una memoria ROM y un decodificador , lo cual lo convierte en un circuito bastante engorroso	El Microcontrolador incluye todo estos elementos en un solo Circuito Integrado por lo que implica una gran ventaja en varios factores,  como por ejemplo, la disminución en el tamaño del circuito impreso por la reducción de los circuitos externos.
	Costos	Para el Microprocesador, el costo es muy alto en la actualidad.	El costo para un sistema basado en Microcontrolador es mucho menor.
Automatización - Control
CONTROL: Manipulación indirecta de un sistema llamado planta mediante otro denominado sistema de control.
AUTOMATIZACIÓN: Utilización de equipos y técnicas para el gobierno de un proceso industrial sustituyendo la intervención humana.
Modos de funcionamiento en las plantas
Manual: El operador a través de pulsadores o interruptores va ordenando operaciones a realizar en la planta.
Automático: Las operaciones realizadas por la planta son realizadas de forma automática sin intervención del operador.
Semiautomático: Parte de las operaciones se realizan de forma manual y otras en modo automático
Control lazo abierto
Control lazo cerrado Retroalimentación - Feedback
Representación
Elementos de un sistema de control
Controlador: Es el cerebro que decide las acciones a realizar para conseguir una diferencia nula entre la señal de salida de la planta y la consigna.
Actuador: Recibe la señal (normalmente eléctrica) de baja potencia del controlador y la transforma en magnitud física admisible para el proceso.
Sensor: Transforma las magnitudes físicas de la planta en señales eléctricas para ser leídas por el controlador.
Controladores
Arduino
PSOC (Programable System on Chip)
PLC (programming logic computer)
Actuadores
Sensores
Niveles de automatización
SUPERVISION
Y
MONITOREO
GESTION
Y
PLANIFICACION
DE LA PLANTA
REGULACION
Y
CONTROL DIRECTO DEL PROCESO
MEDIDA DEL PROCESO 
Y
DATOS DE ENTRADA Y SALIDA
NIVEL 4
NIVEL 3
NIVEL 2
NIVEL 1
Niveles de automatización – Nivel 1
Niveles de automatización – Nivel 2
Niveles de automatización – Nivel 3
Niveles de automatización – Nivel 4
Niveles de automatización
Planeamiento & Logistica
Planiemiento de la Producción,
Manejo de Operaciones, etc
Supervisión & Control
Detalles de la Produccion, Calidad de la Producción
Planificación, Confiabilidad,Seguridad, ...
Control
Batch
Control
Discreto
Control
Continuo
Nivel 4
Nivel 3
Niveles
1,2
ISA 95.01
ISA 95.02 
ISA 95.03
ISA SP 95
Integración de la empresa con los sistemas de control
Niveles de automatización
Level 3
Nivel 4
Level 1
Level 2
I/O, Devices, Sensors
Sistemas Logística ERP, APO,
MES, LIMS, WMS, CMM Systems
PLC, DCS, 
Packaged Systems
Business Process Information Network
Operations Information Network
Automation Network
Discrete & Process Device Communication Networks
Sistemas:
HMI, SCADA, 
FIN