Automatización Industrial (AIS7201)

1. Automatización Industrial (AIS7201) Prof. Christian Nievas Grondona.

2. Sesión 3: Control en tiempo real.

3. Introducción • Control en tiempo real. • Lógicas de control. • Controladores (CPU’s).

4. Control en tiempo real. • Para automatizar un proceso se puede utilizar cualquier sistema que nos permita actuar sobre las salidas. • El control de procesos ha evolucionado con el tiempo y las nuevas herramientas. • A lo largo de la historia ha habido diversas formas de implantación de control industrial.

5. C.P.U. Entradas Salidas Lógica de control Actuadores y Sensores Procesos Control en tiempo real.

6. C.P.U. Entradas Salidas Lógica de control Actuadores y Sensores Procesos Control en tiempo real.

7. Control en tiempo real. C.P.U. Entradas Salidas Lógica de control Actuadores y Sensores Procesos

8. Lógica de control • Lógica cableada. • Lógica neumática. • Lógica estática discreta. • Lógica estática integrada. • Lógica estática programada.

9. Lógica de control • Lógica Cableada. • Primera lógica en usarse y de mayor difusión. • Inicialmente se basa en la interconexión de Relés con los elementos de entrada y salida.

10. Lógica de control • Lógica Cableada. • Dispositivos: • Relés de conmutación. • Contactores. • Relés de funciones lógicas. • Temporizadores. • Etc.

11. Lógica de control • Lógica Cableada. • Ventajas: • Sencillez de implementación. • Sistemas de bajo costo.

12. Lógica de control • Lógica Cableada. • Desventajas: • Gran volumen ocupado por el automatismo. • Esquemas de interconexión difíciles de apreciar. • Manutención recurrente y difícil.

13. Lógica de control • Lógica Neumática. • Se basa en usar sistemas neumáticos para automatizar el proceso. • De igual manera, es reemplazable por sistemas hidráulicos, dependiendo de la potencia

14. Lógica de control • Lógica Neumática. • Dispositivos: • Válvulas distribuidoras. • Detectores. • Pulsadores. • Pilotos neumáticos. • Cilindros neumáticos. • Etc.

15. Lógica de control • Lógica Neumática. • Ventajas: • No se ve afectada por interferencias electromagnéticas.

16. Lógica de control • Lógica Neumática. • Desventajas: • Necesita mucho espacio. • Crea un nivel de ruido importante. • Distribución de aire comprimido es más compleja que distribución eléctrica. • Necesita una manutención recurrente.

17. Lógica de control • Lógica Estática Discreta. • Se utilizan circuitos electrónicos de estado sólido para el control. • Diseño y aplicación de puertas lógicas electrónicas.

18. Lógica de control • Lógica Estática Discreta. • Dispositivos: • Resistencias. • Transistores. • Diodos. • Etc.

19. Lógica de control • Lógica Estática Discreta. • Ventajas: • Simplificaron el montaje del sistema lógico de control. • Importante reducción de volumen. • Sin contactos móviles que pudiesen desgastarse.

20. Lógica de control • Lógica Estática Discreta. • Desventajas: • Se precisa un elemento intermedio para intercambiar niveles de potencia entre los actuadores/sensores y los dispositivos electrónicos.

21. Lógica de control • Lógica Estática Integrada. • Aparición de los circuitos integrados (chips) de menor volumen. • Dos familias de C.I. lógicos: • TTL (lógica de 5 volts) • CMOS (lógica de 12 volts)

22. Lógica de control • Lógica Estática Integrada. • Dispositivos. • Puertas lógicas. • Selectores. • Temporizadores. • Contadores. • Decodificadores. • Etc.

23. Lógica de control • Lógica Estática Integrada. • Ventajas: • Reducen aún más el volumen de la lógica de control. • Los costos se hacen cada vez más bajos con esta lógica. • Manutención no tan esencial como los casos anteriores.

24. Lógica de control • Lógica Estática Integrada. • Desventajas: • Necesidad de convertidores análogos a digital (ADC) y viceversa (DAC). • Imposibilidad de modificación de estos circuitos.

25. Lógica de control • Lógica Estática Programada. • Lógica final, que posee todas las ventajas de las anteriores más nuevas. • Basados en procesadores y controladores.

26. Lógica de control • Lógica Estática Programada. • Dispositivos. • procesadores y controladores. • Computadores. • PLC’s. • DSP’S. • Etc.

27. Lógica de control • Lógica Estática Programada. • Ventajas: • Volumen reducido. • Modificación de la lógica interna. • Preparados para funcionar en ambientes industriales. • Capacitado para realizar cálculos complejos.

28. Lógica de control • Lógica Estática Programada. • Desventajas: • Necesidad de convertidores análogos a digital (ADC) y viceversa (DAC). • Se necesita personal capacitado para la programación, modificación y manutención de estos equipos.

29. Lógica de control Finalmente: • Lógica cableada. • Lógica neumática. • Lógica estática discreta. • Lógica estática integrada. • Lógica estática programada.

30. Lógica de control Finalmente: • Lógica cableada. • Lógica neumática. • Lógica estática discreta. • Lógica estática integrada. • Lógica estática programada Lógica de control más utilizada: PLC + Ladder

31. Lógica cableada + programada • La utilización por largo tiempo de la lógica cableada llevó a mantener el tipo de simbología y funciones básicas.

32. Lógica cableada + programada • Por esto se llevó a implementar en los dispositivos de lógica programada, lenguajes de programación basado en esta simbología.

33. Lógica cableada + programada • Ejemplo: • Lenguaje de programación Ladder.

34. C.P.U. Entradas Salidas Lógica de control Actuadores y Sensores Procesos Control en tiempo real.

35. Control en tiempo real. C.P.U. Entradas Salidas Lógica de control Actuadores y Sensores Procesos

36. Unidad Central de Procesamiento (CPU) • Computadores (software). • Labview. • PLC’s. • Ladder. • Grafcet.

37. Computadores (software) • Utilizados mayormente en procesos de menor envergadura y sin políticas de seguridad.

38. Computadores (software) • Principal desventaja es la inestabilidad del sistema computacional o de su sistema operativo.

39. Computadores (software) • Existen diversos programas para controlar procesos, pero el más utilizado es el programa LabView de National Instruments.

40. Computadores (software) • LabView: • Es una herramienta gráfica para pruebas, control y diseño mediante la programación computacional, que permite controlar entradas y salidas digitales de un proceso. • El lenguaje que usa se llama lenguaje G.

41. Computadores (software) • LabView: • Los programas desarrollados con LabView se llaman Instrumentos Virtuales (VI), lo que da una idea de su uso en origen: el control de instrumentos.

42. Computadores (software) • LabView: • Su principal característica es la facilidad de uso, válido para programadores profesionales como para personas con pocos conocimientos en programación pueden hacer (programas) relativamente complejos.

43. Computadores (software) • LabView: • Interfaces de comunicaciones: • Puerto serie (COM y USB). • Puerto paralelo. • TCP/IP, UDP, DataSocket. • Irda . • Bluetooth.

44. Computadores (software) • LabView: • Capacidad de interactuar con otros lenguajes y aplicaciones: • DLL: librerías de funciones. • .NET • ActiveX. • MultiSim. • Matlab/Simulink. • AutoCAD, SolidWorks, etc

45. Computadores (software)

46. Computadores (software)

47. Computadores (software)

48. Controladores lógicos programables (PLC) • Diseñados para procesos de mayor envergadura industrial. • Sistemas más confiables y estables.

49. Controladores lógicos programables (PLC) • Adaptados a un amplio rango de tareas de automatización. • Aplicaciones hechos a la medida del sistema.

50. Controladores lógicos programables (PLC) • Capacidad de E/S de PLCs Modulares.