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INFORMÁTICA AUTOMATIZACIÓN

INFORMÁTICA AUTOMATIZACIÓN. INFORMÁTICA - AUTOMATIZACIÓN. 3 Áreas de aplicación: Control (Hardware) Programación (Software) Comunicación (Redes). SISTEMAS INDUSTRIALES DE CONTROL. Tradicionalmente se pueden identificar tres tipos de Sistemas de Control Control Centralizado

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INFORMÁTICA AUTOMATIZACIÓN

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  1. INFORMÁTICAAUTOMATIZACIÓN

  2. INFORMÁTICA - AUTOMATIZACIÓN • 3 Áreas de aplicación: • Control (Hardware) • Programación (Software) • Comunicación (Redes)

  3. SISTEMAS INDUSTRIALES DE CONTROL • Tradicionalmente se pueden identificar tres tipos de Sistemas de Control • Control Centralizado • Para sistemas poco complejos, donde el control se puede concentrar en un elemento, encargado de monitorear y supervisar el proceso de producción. • No es necesario una gran infraestructura de comunicación, ya que todo lo maneja el mismo elemento. • Si el sistema falla, todo el proceso queda paralizado

  4. SISTEMAS INDUSTRIALES DE CONTROL • Control Distribuido • Sistema que separa el control en procesos, subprocesos o áreas funcionales, gestionadas mediante un algoritmo de control autónomo e independiente. • A cada unidad se le asigna un autómata, o elemento de control, independiente y dimensionado de acuerdo a los requerimientos de los procesos de la unidad. • Es necesario un sistema de comunicación entre los autómatas. • Con esta separación, cada elemento de control debe gestionar un proceso más sencillo que el global, lo que disminuye la posibilidad de error en la programación y ejecución de las tareas.

  5. SISTEMAS INDUSTRIALES DE CONTROL • Control Híbrido • Es la combinación de ambos sistemas descritos anteriormente. • Aprovecha las potencialidades de cada uno y disminuye sus inconvenientes. • El grado de implementación, dependerás de las características del proceso que se esté trabajando. • Conduce a una gestión estructurada, de modo que existen elementos de control a diferentes niveles, por lo que es necesario implementar redes de comunicación.

  6. TECNOLOGÍAS DE CONTROL DE AUTOMATIZACIÓN • Esquema básico de una máquina controlada por procesador • Sistema de Control (SC) • Sistema de Actuadores y Sensores (SSA) • Sistema Eléctrico (SE) • Sistema Mecánico (SM)

  7. TECNOLOGÍAS DE CONTROL DE AUTOMATIZACIÓN Controladores de Máquina • Automata Programable (PLC) • Control Distribuido (control de procesos continuos) • Controladores de Robot • Controladores para Sistemas Automáticos de Transporte • Controladores para Sistemas de visión • Control Numérico

  8. TECNOLOGÍAS BÁSICAS DE AUTOMATIZACIÓN • Transductores: • Convierte variables físicas en un determinado nivel de tensión (señal digital) o de corriente eléctrica (señal analógica) • De Temperatura • De Presión • De Movimiento • De Fuerza • De Caudal de fluido • Detectores de Gases

  9. TECNOLOGÍAS BÁSICAS DE AUTOMATIZACIÓN • Robots Industriales: • Es un manipulador multifuncional programable cuya posición es controlada automáticamente, posee diversos grados de libertad y es capaz de coger piezas, herramientas o aparatos especializados para realizar operaciones programadas.

  10. TECNOLOGÍAS BÁSICAS DE AUTOMATIZACIÓN • Sensores: • Herramienta de automatización que convierte eventos físicos en señales electrónicas. Algunos Tipos de Sensores:

  11. TECNOLOGÍAS BÁSICAS DE AUTOMATIZACIÓN • Máquinas Herramientas de Control Numérico (NC) • Una Máquina NC esta formada por la máquina en sí y el Control Numérico. Su principal ventaja es la flexibilidad, mejora de la productividad y precisión que proporcionan en entornos medios de volumen y variedad. • Distintos niveles de CN: • CAD (Diseño Asistido por Computador) • CAM (Manufactura Asistida por Computador) • NC (Control Numérico) • CNC (Control Numérico por Computador)

  12. TECNOLOGÍAS BÁSICAS DE AUTOMATIZACIÓN • Sistemas Automáticos de Transporte • Corresponden a medios de transporte automático de materiales. • Algunos elementos: • Correas transportadoras u otros elementos de transporte fijo • AGV (Vehículos Guiados Automáticamente) • Almacenes Automáticos • Carretillas elevadoras

  13. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS • El modelo de software de programación de elementos de automatización, la podemos clasificar las siguientes categorías principales, según la norma IEC 61131-3: • Lista de Instrucciones • Texto Estructurado • Diagramas de Contactos • Diagramas de Bloques Funcionales. • Carta Funcional Secuencial • Una buena programación asegura un correcto funcionamiento del elemento.

  14. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS Lista de Instrucciones • Basado en una lista de instrucciones que se ejecutan en orden secuencial • Cada instrucción contiene una sola operación • Comparable al Assembler • Provee sólo funciones básicas • Para aplicaciones simples • Ejemplos: • AWL- Siemens • PL7-1 Schneider

  15. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS Texto Estructurado • Lenguaje de alto nivel, similar a Pascal • Facilitan funciones de control avanzadas y cálculos complejos • Esta constituida por una lista de instrucciones de los tipos: • Asignación de variables • Organización de programa • Secuencia lógica ( IF, CASE) • Iteración ( DO WHILE) • Control (END)

  16. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS Diagramas de Contactos • Lenguaje nativo del PLC • Elementos básicos: contactos y bobinas • Implementa funciones con bloques • Muy útil para aplicaciones On/Off • Ejemplos: • KOP • PL7-2

  17. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS Diagramas de Bloques Funcionales • Lenguaje gráfico basado en bloques • Funciones con variables de entrada/salida • Posee librería de bloques standard • Representa bien la interacción entre los elementos y el proceso físicos

  18. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS Carta Funcional Secuencial • Lenguaje de estructuración • Describe procesos secuenciales • Cada etapa y transición se programa en cualquiera de los otros lenguajes • Elementos Básicos: • Etapas  Acciones • Transición  Eventos • Ejemplos: • Grafcet • Graph7

  19. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS • Lenguajes de Programación • Son el medio a través del cual se realiza la comunicación con la máquina. • Posibilitan la generación de las instrucciones necesarias para que el elemento desempeñe su tarea de forma correcta

  20. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS • Modelos de Programación Básicos • Programación por Guiado • Este procedimiento consiste en hacer realizar al elemento su tarea y registrar sus movimientos y configuración, para su posterior repetición automática. • Dos tipos de guiado: • Pasivo: La persona debe realizar la fuerza para mover el elemento. • Activo: La persona no realiza la fuerza directamente sobre el elemento.

  21. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS • La enseñanza y repetición, se lleva acabo según los siguientes pasos • Se dirige al elemento con movimientos lentos sobre la trayectoria estipulada. • Se graba la trayectoria y los puntos sobre los cuales se debe actuar. • Se reproduce y repite el movimiento enseñado. • Si la trayectoria y el movimiento son los correctos, entonces se permite operar al elemento a la velocidad correcta.

  22. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS • Programación Textual • Permite programar las tareas mediante el uso de un lenguaje de programación específico, a través de una serie de instrucciones que son editadas y posteriormente ejecutadas. • Se puede clasificar en tres niveles: • Elemento • Objeto • Tarea

  23. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS • En el nivel elemento, es necesario especificar todos los movimientos que realiza el elemento (velocidad, apertura, aproximación y salida, etc.) • En el nivel de objeto, la complejidad de la programación disminuye, debido a que las instrucciones se dan en función del objeto (posición, peso, diseño, etc.) • En el nivel de tarea, la programación se reduce a especificar que realizar y como hacerlo.

  24. RED INDUSTRIAL (COMUNICACIONES) • Red de tiempo real utilizada en sistemas de producción para conectar distintos procesos.

  25. RED INDUSTRIAL (COMUNICACIONES) JERARQUÍA DE REDES

  26. RED INDUSTRIAL (COMUNICACIONES) CLASIFICACIÓN DE REDES • Bus de Campo Red Local Industrial que conecta dispositivos de campo con equipos que soportan procesos de aplicación que necesitan acceder a estos dispositivos. Equipos conectados: • Dispositivos de campo: Captadores, actuadores, etc. • Equipos: Controladores (CPU, PLC, CN, etc.) Computadores, etc.

  27. RED INDUSTRIAL (COMUNICACIONES) CLASIFICACIÓN DE REDES • Red de celda o intermediaria Conecta entre si los equipos de comando y control pertenecientes a un área de producción. Equipos conectados: • Controladores (CPU, PLC, CN, etc.)

  28. RED INDUSTRIAL (COMUNICACIONES) CLASIFICACIÓN DE REDES • Red de fábrica Interconecta todos los sectores y servicios de una fábrica. Equipos conectados: • Computadores.

  29. RED INDUSTRIAL (COMUNICACIONES) CLASIFICACIÓN DE REDES • Red sala de comando Transmite al operador los datos necesarios para conducir el proceso, y al proceso los cambios ejecutados por el operador. Equipos conectados: • PLC, Robots, CNC, CPU, etc.

  30. RED INDUSTRIAL (COMUNICACIONES) CLASIFICACIÓN DE REDES • Red de Larga Distancia Conecta sectores de producción con puntos de supervisión y control. Equipos conectados: • Computadores.

  31. RED INDUSTRIAL (COMUNICACIONES) POR EJEMPLO:

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