1 © DANG (2015) BASICO DE PLCs PARA CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES Introducción a la Automatización Industrial Dr. Danilo Navarro [email protected] [email protected] Telf:0424-8347349
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Introducción a la Automatización Industrial
Dr. Danilo Navarro
Telf:0424-8347349
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¿Que es AUTOMATIZACIÓN?
• El diccionario define AUTOMATIZACIÓN como “Técnica para lograr que un aparato, un proceso, o un sistema opere AUTOMATICAMENTE.”
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¿Que es AUTOMATIZACIÓN?
• La federación de Automatización la define según “ La creación y aplicación de tecnología para monitorear y
controlar la producción y entrega de productos y servicios.”
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HITO de la automatización industrial
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¿Que es AUTOMATIZACIÓN?
• La AUTOMATIZACIÓN es el uso de la tecnología disponible para REDUCIR la necesidad del TRABAJO HUMANO.
La AUTOMATIZACIÓN ADEMAS disminuye en gran medida la necesidad de requisitos sensoriales y mentales en humanos.
• La AUTOMATIZACIÓN es el paso siguiente de la mecanización
La MECANIZACIÓN proporciona al operador humano la maquinaria para asistirse en los requerimientos musculares del trabajo……
No obstante …
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¿Que es AUTOMATIZACIÓN?
Incorporación de EQUIPOS y ALGORITMOS a los sistemas de forma que se garantice el CONTROL y el CORRECTO FUNCIONAMIENTO del mismo, MINIMIZANDO la INTERVENCIÓN HUMANA, y con el OBJETIVO de
Calidad
Productividad Costo mano de obraPlantao
Proceso
Garantizando Competitividad Empresarial
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¿Por qué AUTOMATIZAR?
Producir con una calidad constante.
Manufacturar las cantidades adecuadas a cada momento.
Incrementar la productividad.
Proporcionar flexibilidad en el producto.
Disminuir los costes.
Mejorar las condiciones de trabajo (tareas tediosas, iterativas, peligrosas, en exceso complejas o imposibles de realizar por un humano).
Posibilitar la reasignación del personal hacia tareas menos mecánicas y más creativas.
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Grados o Nivel de Automatización
1. Vigilancia: Responde a un objetivo de conocimiento tecnico y económico del proceso.
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Grados o Nivel de Automatización
2. Guía del operador: Una vez que se obtienen informaciones del proceso, se propone o sugiere al operador las acciones que se deberían emprender.
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Grados o Nivel de Automatización
3. Mando o control: Se refiere a la automatización completa o parcial de alguna o de todas las funciones del proceso.
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Dicotomía en el control Industrial
El PLC puede El PLC puede participar en todos participar en todos
los casoslos casos
CONTROL Industrial
CONTINUO
LÓGICO
CONDICIONALSECUENCIAL
LINEAL
i.e. PID
NO LINEAL
i.e. FUZZY
TEMPORAL
i.e. SEMÁFOROS
BASADA EN EVENTOS
i.e. EMBOTELLADORA
BOLEANA
i.e. AIRE ACONDICIONADO
SIST. EXPERTOS
i.e. SEMÁFORO INTELIGENTE
Autómata o PLC
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Control lógico de procesos: secuencial & condicional
• En general se caracterizan porque la variables a controlar se pueden describir en forma discreta con dos estados:
ON – OFF
Motor:
En marcha o Parado
Depósito:
Lleno o Vacio
Válvula:
Abierta o cerrada
• Los valores de las variables no cambian de forma continua en el tiempo, sino en instantes determinados
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Sistemas de Lógica Combinacional
f ( )u t ( )y t
( ) ( )y t f u t
En este tipo de lógica, el estado de la salida depende únicamente de la combinación del estado de las entradas.
En lógica combinacional existe "reproducibilidad" absoluta de las situaciones. A toda combinación u de las variables de entrada le corresponde, de forma única, una variación de las variables de salida y.
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Ejemplo de sistemas de lógica combinacional
TSX1
LS
CIERRA la válvula de vapor si el nivel o la temperatura están fuera de límites
Reactor
TT
T
Vapor
Producto
TC
u ReactanteTS
X1
LS
Supongamos se activa sensor bajo nivel de reactante
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Sistemas de lógica secuencial
Para conocer el estado de la salida, no basta con conocer la entrada, sino que además hay que conocer el estado de la salida
Presenta relaciones entre el vector de entradas u(t), el vector de estados x(t), y el vector de salida y(t), según:
( ) , ,y t g x u t ( ) , ,x t t f x u t
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Ejemplo 1 de Sistemas de lógica secuencial
Un portón eléctrico a control remoto, responde al control de forma distinta en función de si está cerrado, abierta, abriendo o cerrando.
1
3
24
5
6
Cerrado
Abierto
Abriendocerrando
Detenido al abrir
Detenido al cerrar
Control ON
Control ON
Control ON
Control ON
Tiempo 4 seg
Swich Porton Abierto
Swich Porton Cerrado
Tiempo 10 seg
S3
S2
S1: Control Remoto
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Ejemplo 2 de Sistemas de lógica secuencial
AB
Descarga
Sucesión de etapas de operación con acciones específicas y condiciones de transición entre ellas
1 Espera 2 Carga 3 Operación 4 Descarga
M
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Ejemplo 2 de Sistemas de lógica secuencial
A BM
1
2
3
4
Arranque
Tanque lleno
Operación terminada
Tanque vacio
Estados
Transiciones
Espera
Carga
Operación
Descarga
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Automatización industrial basada en PLCs
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Automatización industrial basada en PLCs
Detectores o sensores
Máquina o Proceso Operativo
Automatismo u Órgano de Control
Pre accionadores
Diálogo Hombre-Máquina (HMI)
VARIABLES FÍSICAS
MEDIDASCOMANDOS
ACCIONES
INFORMACIÓN AJUSTES
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Automatización con PLCs: Ventajas e Inconvenientes
Modificaciones a la lógica sin recablear ni introducir otras equipos o dispositivos
Ocupa mínimo espacio.
Posibilidad de controlar varias máquinas o procesos con un solo PLC.
Menor tiempo de puesta en funcionamiento y reparación de averías.
Mayor costo inicial de la instalación
Necesidad de especialista de mantenimiento y programación de PLCs.
INCONVENIENTES
VENTAJAS