Automatización Es la tecnología utilizada para realizar procesos o procedimientos sin la ayuda de las personas.

Sistema de Producción Sistemas de control de calidad Sistemas de soporte a la manufactura Sistemas de manufactura Tecnologías de automatización y control Tecnologías de manejo de materiales Instalaciones Sistemas de soporte a la manufactura

Elementos básicos de un sistema automatizado. Energía: para completar el proceso y operar el sistema. Programa: para dirigir el proceso. Sistema de control: para ejecutar las instrucciones. Energía Proceso Sistemas de Control Programa de Instrucciones (1) (2)(3)

Energía para realizar los procesos automatizados. Un sistema automatizado es usado para operar algunos procesos. La energía se necesita para manejar el proceso así como los controladores. Tipos de energía Eléctrica. Mecánica. Térmica Fuentes alternativas: combustibles fósiles, hidráulica, solar, eólica.

Energía para el proceso En producción, el término proceso se refiere a las operaciones de manufactura que son llevadas a cabo sobre la pieza de trabajo. La energía también es requerida para las funciones de manejo de materiales. Carga y descarga de los materiales. Transportación del material entre estaciones de trabajo.

Procesos comunes de manufactura y sus requerimientos de energía

Energía para Automatización Se requiere energía para las siguientes funciones. Unidad de control: los controladores modernos emplean energía eléctrica para leer las instrucciones del programa, realizar cálculos de control y ejecutar las instrucciones al transmitir comandos a los dispositivos actuadores. Energía para activar las señales de control: los comandos enviados por la unidad de control son llevadas a cabo por dispositivos electromecánicos llamados actuadores. Los comandos comúnmente son transmitidos a través de señales de control de bajo voltaje. Recolección y procesamiento de información: la información del sistema debe ser recolectada y usada como datos de entrada en los algoritmos de control. Además, puede ser necesario llevar registro del desempeño del proceso o calidad del producto. Estas funciones necesitan energia aunque en cantidades modestas.

Programa Programas de ciclo de trabajo. Los pasos del proceso para manufacturar una pieza son llevados a cabo durante un ciclo de trabajo. Es decir, en cada ciclo de trabajo, se produce una parte (aunque en algunas operaciones se produce más de una). Estos pasos son especificados en un programa de ciclo de trabajo. Parámetros del proceso: son entradas del proceso como la temperatura de un horno, o una coordenada en un sistema de posicionamiento. Variables del proceso: son salidas del proceso como la temperatura real del horno o la posición actual en el sistema de coordenadas.

Programa. Toma de decisiones en el ciclo programado de trabajo. - Interacción del operador: aunque se intenta que el programa de instrucciones funciones sin interacción humana, la unidad de control puede requerir datos de entrada proporcionados por el operador para funcionar. - Diferentes partes o estilos de productos: un sistema automatizado puede ser programado para realizar diferentes ciclos de trabajo en partes o estilos de productos distintos. - Variaciones en las unidades de arranque de trabajo: en muchas operaciones de manufactura, las piezas iniciales de trabajo no son consistentes, por lo que pasos adicionales pueden ser necesarios.

Características de Ciclos de Programas de Trabajo usados en Sistemas Automatizados

Sistemas de Control El sistema de control de un sistema automatizado permite ejecutar el programa y lograr que el proceso realice su función definida. Los sistemas de control pueden ser de dos tipos: - Sistemas de control de ciclo cerrado. - Sistemas de control de ciclo abierto.

Ciclo Cerrado En un sistema de control de ciclo cerrado la variable de salida es comparada con un parámetro de entrada, y cualquier diferencia entre las dos es usada para lograr que la salida sea acorde con la entrada. ProcesoActuadorControlador Parámetro de entrada Variable de salida Sensor de Retroalimentación

Controlador valor dado Codificador óptico Sistema de Posicionamiento (en un eje) que consiste en un tornillo de posicionamiento operado por un servo motor de corriente directa Motor Entrada de motor Señal de retroalimentación al controlador Mesa de trabajo

Ciclo Abierto ProcesoActuadorControlador Parámetro de entrada Variable de salida Sistema de Control de Ciclo Abierto Un sistema de control de ciclo abierto opera sin el ciclo de retroalimentación, sin medir la variable de salida, de manera que no hay comparación entre el valor real de la salida y el valor deseado en el parámetro de entrada.

Funciones Avanzadas de la Automatización Funciones que conciernen a la mejora del desempeño y la seguridad del equipo, como son: Monitoreo de seguridad. Diagnóstico de mantenimiento y reparación. Detección de errores y recuperación de la falla.

Monitoreo de seguridad Respuestas del sistema de seguridad: Detención del sistema. Encendido de alarmas sonoras. Reducción de la velocidad de los procesos. Toma de acciones para corregir la violación de seguridad. Tipos de sensores: De límite. Fotoeléctricos. De temperatura. De humo. De presión. Visión.

Diagnóstico de mantenimiento y reparación Capacidad de un sistema automatizado de ayudar en la identificación de las fuentes potenciales o actuales de malfuncionamiento o falla. Monitoreo de status. Diagnóstico de falla. Recomendaciones para el procedimiento de reparación.

Detección de errores y recuperación de la falla. Uso del control computarizado en un sistema para automatizar la toma de las acciones correctivas necesarias para restaurar su operación normal después de ocurrida la falla. Pasos: Detección del error. Recuperación del error.

Detección del error Uso de los sensores disponibles en el sistema automatizado para determinar cuándo ha ocurrido una desviación o malfuncionamiento, interpretar correctamente las señales de los sensores y clasificar el error. Clasificación del error: Errores aleatorios. Errores sistemáticos. Aberraciones.

Pasos para la detección de errores en una celda integrada de manufactura: Categorías de los errores y posibles malfuncionamientos que estas causan

Recuperación del error Aplicación de las acciones correctivas necesarias para superar el error y regresar el sistema a su operación normal. Estrategias: Realizar ajustes al final del ciclo de trabajo actual. Realizar ajustes durante el ciclo actual. Detener el proceso para aplicar acciones correctivas. Detener el proceso y pedir ayuda.

Arreglo de errores en una Celda Integrada de Manufactura; Posibles acciones correctivas que deben de ser realizadas en respuesta a los errores detectados durante la operación

El concepto de sistemas automatizados puede ser aplicado a distintos niveles de las operaciones de una fábrica. Normalmente asociamos el concepto de automatización con la producción de máquinas individuales. Sin embargo la producción de máquinas por si misma está creada por subsistemas que por ellos mismos pueden ser automatizados. Podemos identificar cinco niveles posibles de automatización en una planta productiva y se explican con la siguiente figura Niveles de automatización

Nivel de la empresa Nivel 5 Descripción / ejemplos Nivel de planta Nivel de celda o sistema Nivel de maquinaria Nivel de dispositivo Sistema de información corporativo Sistema de producción Sistema de manufactura - grupos de máquinas Máquinas individuales Sensores, actuadores, otros elementos de hardware Niveles de automatización