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Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº1 Bienvenidos... Curso de Capacitación Controladores Logicos Programables.

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1 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº1 Bienvenidos... Curso de Capacitación Controladores Logicos Programables Relator Sr. Armando Núñez Guerra

2 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº2 UNIDAD Nº 1 PRINCIPIOSDEAUTOMATIZACIÓN

3 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº3 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN OBJETIVOS: Al término de la presente unidad el alumno debe estar capacitado para: OBJETIVOS: Al término de la presente unidad el alumno debe estar capacitado para: Conocer las formas de realizar control sobre un proceso Conocer las formas de realizar control sobre un proceso Ser capaz de diferenciar los sistemas de control de lazo abierto de los sistemas de lazo cerrado. Ser capaz de diferenciar los sistemas de control de lazo abierto de los sistemas de lazo cerrado.

4 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº4 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN Comprender y discretizar los tipos de procesos industriales, en sus tres modalidades: Comprender y discretizar los tipos de procesos industriales, en sus tres modalidades: Continuos, Discretos y Discontinuos. Continuos, Discretos y Discontinuos. Saber aplicar en el caso correspondiente controladores combinacionales y/o Secuenciales, según corresponda. Saber aplicar en el caso correspondiente controladores combinacionales y/o Secuenciales, según corresponda.

5 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº5 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN CONTENIDOS: CONTENIDOS: Definición de Automatismo. Definición de Automatismo. Control sobre procesos. Control sobre procesos. Tipos de procesos. Tipos de procesos. Controladores combinacionales y secuenciales. Controladores combinacionales y secuenciales.

6 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº6 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN –INTRODUCION Muchos procesos existentes en la industria presentan una evolución secuencial con el tiempo; es decir, el estado actual en que esta el proceso depende del estado en que se encontraba en el instante anterior. Estos procesos pueden automatizarse empleando un autómata programable. Muchos procesos existentes en la industria presentan una evolución secuencial con el tiempo; es decir, el estado actual en que esta el proceso depende del estado en que se encontraba en el instante anterior. Estos procesos pueden automatizarse empleando un autómata programable.

7 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº7 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN Los autómatas programables aparecieron en los estados unidos de América a fines de la década de los 60, y mas particularmente en el sector de la industria del automóvil; fueron empleados en Europa alrededor de dos años mas tarde. Su fecha de creación coincide con el comienzo del área del microprocesador y con la generación de la lógica cableada.

8 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº8 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN El autómata es la primera maquina con lenguaje es decir, un calculador lógico cuyo juego de instrucciones se orienta hacia los sistemas de evolución secuencial. Hay que apreciar que, cada vez más, la universavilidad de los ordenadores tiende a desaparecer, el futuro parece abrirse hacia esta nueva clase de dispositivo: Maquina para proceso de señales, para la gestión de base de datos. Etc.

9 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº9 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN La creciente difusión de aplicaciones de la electrónica, la fantástica disminución del precio de los componentes, el nacimiento y el desarrollo de los microprocesadores y sobre todo la miniaturización de los circuitos de memoria permiten presagiar una introducción de los autómatas programables, cuyo precio es atractivo incluso para equipos de prestaciones modestas, en una inmensa gama de nuevos campos de aplicación.

10 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº10 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN El autómata programable satisface la exigencia tanto de procesos continuos como discontinuos. Regula presiones, temperatura, niveles y caudales así como todas las funciones asociadas de temporizacion, conteo y lógica. También incluye una tarjeta de comunicación adicional, el autómata se transforma en un poderoso satélite dentro de una red de control distribuida.

11 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº11 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN –DEFINICION DE AUTOMATIZACIÓN. La real academia de ciencias exactas físicas y naturales define la automática como el estudio de los métodos y procedimientos cuya finalidad es la sustitución del operador artificial en la generación de una tarea física o mental previamente programada, La real academia de ciencias exactas físicas y naturales define la automática como el estudio de los métodos y procedimientos cuya finalidad es la sustitución del operador artificial en la generación de una tarea física o mental previamente programada,

12 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº12 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN Partiendo de esta definición y ciñéndonos al ámbito industrial puede definirse la automatización como el estudio y aplicación de la automática al control de los procesos industriales. Partiendo de esta definición y ciñéndonos al ámbito industrial puede definirse la automatización como el estudio y aplicación de la automática al control de los procesos industriales. En función del tipo de proceso que se pretende controlar y de la forma en la que se realice En función del tipo de proceso que se pretende controlar y de la forma en la que se realice Dicho control, el operador artificial o sistema de control presentara una configuración y características determinadas Dicho control, el operador artificial o sistema de control presentara una configuración y características determinadas

13 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº13 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN –FORMAS DE REALIZAR EL CONTROL SOBRE UN PROCESO Hay dos formas básicas de realizar el control de un proceso industrial Hay dos formas básicas de realizar el control de un proceso industrial CONTROL EN LAZO ABIERTO CONTROL EN LAZO ABIERTO CONTROL EN LAZO CERRADO CONTROL EN LAZO CERRADO

14 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº14 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN CONTROL EN LAZO ABIERTO CONTROL EN LAZO ABIERTO el control en lazo abierto (figura 1.1), se caracteriza porque la información o variables que controlan el proceso circulan en una sola dirección, desde el sistema de control no recibe la confirmación de que las acciones que a través de los actuadores ha de realizar sobre el proceso se han ejecutados correctamente. el control en lazo abierto (figura 1.1), se caracteriza porque la información o variables que controlan el proceso circulan en una sola dirección, desde el sistema de control no recibe la confirmación de que las acciones que a través de los actuadores ha de realizar sobre el proceso se han ejecutados correctamente.

15 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº15 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN CONTROL EN LAZO CERRADO CONTROL EN LAZO CERRADO el control en lazo cerrado (figura 1.2 ), se caracteriza porque existe una realimentación a través de los sensores desde el proceso hacia el sistema de control que permite a este ultimo conocer si las acciones ordenadas a los actuadores que se han realizado correctamente sobre el proceso. el control en lazo cerrado (figura 1.2 ), se caracteriza porque existe una realimentación a través de los sensores desde el proceso hacia el sistema de control que permite a este ultimo conocer si las acciones ordenadas a los actuadores que se han realizado correctamente sobre el proceso.

16 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº16 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN La mayoría de los procesos existentes en la industria utilizan el control en lazo cerrado, bien, porque el producto que se pretende obtener o la variable que se controla necesita un control continuo en función de unos determinados parámetros de entrada,

17 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº17 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN o bien, porque el proceso a controlar se subdivide en una serie de acciones elementales de tal forma que, para realizar una determinada acción sobre el proceso, es necesario que previamente se hayan realizado otra serie de acciones elementales.

18 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº18 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN TIPOS DE PROCESOS INDUSTRIALES TIPOS DE PROCESOS INDUSTRIALES Los procesos industriales, en función de su evolución con el tiempo, pueden clasificarse en algunos de los grupos siguientes. Los procesos industriales, en función de su evolución con el tiempo, pueden clasificarse en algunos de los grupos siguientes. Continuos Continuos Discontinuos o por lotes. Discontinuos o por lotes. Discreto Discreto

19 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº19 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN Tradicionalmente, el concepto de automatización industrial se ha ligado al estudio y aplicación de los sistemas de control empleados en los procesos discontinuos y los procesos discretos, dejando los procesos continuos a disciplinas como regulación (utilización de algoritmos de control como PID o FUZZY) o servomecanismos.

20 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº20 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN Procesos continuos Procesos continuos Un proceso continuo se caracteriza porque las materias primas están constantemente entrando por un extremo del sistema, mientras que en el otro extremo se obtiene de forma continua un producto terminado. Un proceso continuo se caracteriza porque las materias primas están constantemente entrando por un extremo del sistema, mientras que en el otro extremo se obtiene de forma continua un producto terminado.

21 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº21 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN CASO PRÁCTICO: Un ejemplo de un proceso continuo puede ser un sistema de calefacción para mantener una temperatura constante en una determinada instalación industrial. La materia prima de entrada es la temperatura que se quiere alcanzar en la instalación; la salida será la temperatura que realmente existe.

22 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº22 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN El sistema de control consta de un comparador que proporciona una señal de error igual a la diferencia entre la temperatura deseada y la temperatura que realmente existe; la señal de error se aplica al regulador que adaptara y amplificará la señal que ha de controlar la electroválvula que permite el paso del gas hacia el quemador de la caldera.

23 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº23 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN El regulador en función de la señal de error y de las pérdidas de calor existentes en la instalación mantendrá la temperatura deseada en la instalación, controlando la cantidad de gas que pasa por la electroválvula. El actuador esta constituido por la electroválvula; se utilizan sensores: la temperatura real existente en la sala y la temperatura programada por el operario.

24 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº24 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN

25 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº25 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN

26 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº26 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN

27 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº27 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN

28 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº28 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN

29 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº29 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN

30 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº30 POR LOTES Corresponden a procesos en los que se producen lotes predefinidos de productos en cada etapa del proceso. Corresponden a procesos en los que se producen lotes predefinidos de productos en cada etapa del proceso.

31 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº31 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN POR LOTES : Algunos Ejemplo de procesos por lotes son: POR LOTES : Algunos Ejemplo de procesos por lotes son: Industria de Alimentos. Industria de Alimentos. Bebidas. Bebidas. Productos Farmacéuticos. Productos Farmacéuticos. Pinturas. Pinturas. Cementos. Cementos.

32 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº32 DISCRETOS Basados fundamentalmente en la manufactura y el ensamble de partes, subproductos y productos

33 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº33 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN DISCRETOS: ejemplos de procesos discretos son: DISCRETOS: ejemplos de procesos discretos son: Fabricación de Piezas. Fabricación de Piezas. Componentes. Componentes. Electrónica. Electrónica. Estampación. Estampación. Plásticos. Plásticos.

34 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº34 CONTINUOS: Corresponden a procesos que operan permanentemente, o por largos períodos, produciendo continuamente un producto, o conjunto de productos Corresponden a procesos que operan permanentemente, o por largos períodos, produciendo continuamente un producto, o conjunto de productos

35 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº35 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN CONTINUOS: Algunos ejemplos de procesos continuos son: CONTINUOS: Algunos ejemplos de procesos continuos son: Energía Eléctrica. Energía Eléctrica. Industria Química. Industria Química. Refinerías. Refinerías. Tratamiento de Residuos Sólidos. Tratamiento de Residuos Sólidos. Acero. Acero.

36 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº36 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN PROCESO DISCRETOS PROCESO DISCRETOS El producto de salida se obtiene a través de una serie de operaciones, muchas de ellas con gran similitud entre si. La materia prima sobre la que se trabaja es habitualmente un elemento discreto que se trabaja de forma individual.

37 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº37 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN Caso Practico Caso Practico Un ejemplo de proceso discreto es la fabricación de una pieza metálica rectangular con dos taladros. Un ejemplo de proceso discreto es la fabricación de una pieza metálica rectangular con dos taladros.

38 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº38 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN El proceso para obtener la pieza terminada puede descomponerse en una serie de estados que han de realizarse secuencialmente de forma que para realizar un estado determinado es necesario que se hayan realizado correctamente los anteriores. Para el ejemplo propuesto esto estados son : El proceso para obtener la pieza terminada puede descomponerse en una serie de estados que han de realizarse secuencialmente de forma que para realizar un estado determinado es necesario que se hayan realizado correctamente los anteriores. Para el ejemplo propuesto esto estados son :

39 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº39 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN Corte de la pieza rectangular con unas dimensiones determinadas, a partir de una barra que alimenta la sierra. Corte de la pieza rectangular con unas dimensiones determinadas, a partir de una barra que alimenta la sierra. Transporte de la pieza rectangular a la base del taladro. Transporte de la pieza rectangular a la base del taladro. Realizar el taladrado A. Realizar el taladrado A. Realizar el taladrado B. Realizar el taladrado B. Evacuar la pieza. Evacuar la pieza.

40 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº40 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN

41 Universidad de Santiago de Chile Centro de Capacitación Industrial C.A.I. Página Nº41 PRINCIPIOS DE AUTOMATIZACIÓN


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