MAQUINARIAS AGROINDUSTRIALES UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS HUMANAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL Ing. Edson Hilmer JULCA MARCELO AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS AGROINDUSTRIALES

Ciclo SCAN RS-485 ASI Profibus SCADA ETHERNET LON WORK Señal Analógica Transmisión serie HART Bloque de función BUS DE CAMPO 4-20mA CAN OPC

Introducción : Sistemas de automatización Estado actual: Automatización distribuida Nivel de planificación Nivel de control de procesos Nivel de célula Nivel de campo Nivel actuador /sensor Jerarquía descentralizada con inteligencia distribuida

Integración total en la automatización Automatización Total o Integral Una metodología de trabajo y una filosofía de diseño de los sistemas de automatización, producción y gestión orientados a la mejora de los niveles de calidad y la optimización de los procesos

Arquitectura integradora del sistema Planificación y control Automatización del sistema Análisis de la gestión Automatización Total

Visión general de sistemas abiertos Características de la solución buscada:  Alta disponibilidad y recuperación entre caídas.  Posibilidad de escalar en forma horizontal y vertical.  Administración centralizada.  Fácilmente implementable.  Alto nivel de modularidad. Desventajas: Solución de costoso crecimiento si no se acierta en la elección de los componentes

SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN AUTOMATIZACIÓN es la sustitución de la acción humana por mecanismos, movidos por una fuente de energía exterior, capaces de realizar ciclos completos de operaciones que se pueden repetir indefinidamente.

SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN  Evitar tareas tediosas para el ser humano.  Abaratar costes de producción.  Incrementar la calidad de los productos (estandarización)  Acortar los tiempos de introducción de un nuevo producto en el mercado NECESIDAD DE AUTOMATIZACIÓN

SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN Fuentes de energía Órganos de mando  ordenan el ciclo a realizar. (ordenadores, autómatas, etc.) Órganos de trabajo  ejecutan las acciones. (Motores, pistones, resistencias, etc.) La utilización correcta de estos elementos presupone el conocimiento de los elementos individuales y su funcionamiento, así como las posibilidades de unión. Un sistema automático supone la existencia de:

SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN Según la naturaleza del automatismo empleado se puede hablar de automatización: MECÁNICA NEUMÁTICA OLEOHIDRAULICA ELÉCTRICA ELECTRÓNICA MIXTA TÉCNICAS DE AUTOMATIZACIÓN

SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN AUTOMATIZACIÓN MECÁNICA Compuesta por: Ruedas Dentadas, Poleas, Cremalleras, Levas, Palancas, etc. Inconvenientes: Sistemas complicados y de escasa flexibilidad. Ventajas: Montaje y mantenimiento económico. Ejemplos típicos: Motores de combustión, relojes mecánicos, etc. TÉCNICAS DE AUTOMATIZACIÓN

SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN MÁQUINA DE VAPOR DE WATT (1819)

SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN AUTOMATIZACIÓN NEUMÁTICA Generación de movimientos lineales: Muy simple y económicos. Longitud de trabajo 1-2 m máximo. Fuerza limitada a kg debido a la baja presión utilizado en el aire comprimido (10 bares máximo). Generación de movimientos rotativos Simple y económico (eléctrica < neumática < hidráulica). Velocidad de rotación elevada. Par disponible relativamente débil. Rendimiento menor que los eléctricos equivalentes. Compite con los motores eléctricos en el accionamiento de herramientas manuales TÉCNICAS DE AUTOMATIZACIÓN

SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN

AUTOMATIZACIÓN NEUMÁTICA Inconvenientes: Mantenimiento del estado del aire. Desembolso económico grande en la instalación. Ventajas: Sencillez. Economía una vez instaladas. Seguridad (interesante en zonas ATEX) Ejemplos Típicos: Prácticamente la totalidad de las automatizaciones industriales, tienen instalaciones neumáticas. TÉCNICAS DE AUTOMATIZACIÓN

SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN AUTOMATIZACIÓN HIDRÁULICA Generación de movimientos lineales: Muy simple. Velocidad de trabajo pequeña (0,5 m/s). Fuerzas disponibles muy grandes de fácil regulación. Instalación cara. Longitud de trabajo desde algunos milímetros hasta decenas de metros. Generación de movimientos rotativos Simple. Velocidad de rotación limitada. Buen rendimiento y par elevado. No son sobrecargables. Campo definido en el cual son indiscutibles: pocas revoluciones y gran par de torsión. TÉCNICAS DE AUTOMATIZACIÓN

SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN AUTOMATIZACIÓN HIDRÁULICA Diferencias: Ejecución de las ordenes más lenta. Desarrolla más trabajo. Ejemplos Típicos: Prensas, Frenos y Dirección de Automóviles. TÉCNICAS DE AUTOMATIZACIÓN

SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN AUTOMATIZACIÓN ELÉCTRICA Fuente de energía: Transmisión fácil y rápida, coste reducido acumulación difícil. Órganos de mando: Relé, contactor, temporizador. Órganos de trabajo: Movimientos rotativos  motor  Excelente rendimiento/Velocidad limitada Movimientos lineales  electroimanes/Motores lineales Ejemplos Típicos: apagados/encendidos de luces. TÉCNICAS DE AUTOMATIZACIÓN

SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN AUTOMATIZACIÓN ELÉCTRICA – ELECTRÓNICA Fuente de energía: Transmisión fácil y rápida, coste reducido acumulación difícil Órganos de mando: Ordenador, Autómata programable. Órganos de trabajo: Movimientos rotativos  motor  Excelente rendimiento/Velocidad limitada Movimientos lineales  electroimanes/Motores lineales Ejemplos Típicos: Cualquier proceso industrial. TÉCNICAS DE AUTOMATIZACIÓN

SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN AUTOMATIZACIÓN MIXTA En un campo de actuación concreto no se encuentra una técnica de automatización en solitario, funcionan varias técnicas a la vez íntimamente relacionadas, unas como órganos de mando, otras como órganos de trabajo, siendo la propia aplicación quien efectúa la selección. TÉCNICAS DE AUTOMATIZACIÓN

SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN

Comparación de los medios de trabajo entre las diversas técnicas CriterioNeumáticaHidráulicaElectricidad Fuerza lineal Fuerzas limitadas, debido a la baja presión y al diámetro del cilindro ( N). Produce fuerza en reposo sin consumo de energía. Grandes fuerzas utilizando alta presión. Produce fuerza en reposo con consumo de energía. Mal rendimiento; gran consumo de energía en la marcha en vacío. No produce fuerza en reposo. Fuerza rotativa Par de giro en reposo también sin consumo de energía. Par de giro también en reposo, originándose consumo de energía. Par de giro más bajo en reposo. Seguridad frente a las sobrecargas Sí, se para. Vuelve a moverse cuando se elimina la sobrecarga. No, se estropea. Movimiento lineal Generación fácil; alta aceleración; alta velocidad (1,5 m/s y más). Generación fácil mediante cilindros; buena regulabilidad. Complicado y caro.

Comparación de los medios de trabajo entre las diversas técnicas CriterioNeumáticaHidráulicaElectricidad Movimiento rotativo u oscilante Motores neumáticos con muy altas revoluciones ( min-1); elevado coste de explotación; mal rendimiento; movimiento oscilante por conversión mediante cremallera y piñón. Motores hidráulicos y cilindros oscilantes con revoluciones más bajas que en la neumática; buen rendimiento. Rendimiento más favorable en accionamientos rotativos; revoluciones limitadas. Regulabilidad Fácil regulabilidad de la fuerza y de la velocidad, pero no exacta. Regulabilidad muy buena y exacta de la fuerza y la velocidad en todo caso Posible sólo limitadamente siendo el gasto considerable Acumulación de energía y transporte Posible, incluso en apreciables cantidades sin mayor gasto; fácilmente transportable en conductos (1.000 m) y botellas de aire comprimido. Acumulación posible sólo limitadamente; transportable en conductos de hasta unos 100 m. Acumulación muy difícil y costosa, fácilmente transportable por líneas a través de distancias muy grandes.