1 Presentación del curso Filosofía de los sistemas de control y su arquitectura Diseño de sistemas de automatización industrial Métodos de programación Interfase con el operador Intercambio de información con otros sistemas Selección de equipo y programas
2 Automatización Realizar una actividad o proceso sin la necesidad de una supervisión directa
3 Dinámica Formar equipos y apuntar las ventajas de automatizar un proceso Discutir las ventajas planteadas Ahora hacer una lista con las desventajas Enlistar lo que podría hacer que no funcione la automatización realizada
4 Objetivo de la Automatización Reducir la variabilidad de un proceso. Mejorar la productividad. Mejorar la calidad. Reducir los desperdicios. Evitar riesgos a operadores. Mejorar la seguridad del personal, instalaciones y vecinos.
5 Descripción de un sistema de control Controlador. Contiene el algoritmo de control, se encarga de manejar la salida de control para obtener el valor deseado. Entrada. Medición de la variables de proceso que se quiere controlar, ésta señal proviene del sensor instalado. Salida. Señal que actúa sobre el elemento final de control. Set Point. Valor en que se desea mantener a la variable de proceso.
6 Modos de Control La salida de control solo puede estar encendida o apagada: ON-OFF La salida de control puede ser modulada en valores desde 0 a 100% PID
7 Dinámica Formar equipos y escribir la filosofía de control del sistema descrito Definir las entradas y salidas del sistema ¿Cuáles serían las perturbaciones que podrían afectar la operación del sistema?
8 Controladores Controles unilazo (una sola variable de control). Controladores Lógicos Programables (PLC). Sistemas de Control Distribuido.
9 Controles para un sólo lazo Sistemas que controlan una sóla variable Cuentan con pantalla para observar los parámetros de operación Algunos cuentan con pantalla gráfica Cuentan con salidas de alarmas
10 Controladores Lógicos Programables Aplicables a diversos procesos Reprogramables Manejo eficiente de señales On/Off Aplicaciones pequeñas hasta grandes Modulares
11 Sistemas de Control Distribuido Utilizados principalmente en procesos contínuos Altamente confiables Manejo eficiente de señales analógicas Costosos, para aplicaciones grandes a muy grandes Modulares
12 Estrategia de Control Lazo abierto El parámetro que se controla no se mide por el sistema de control. Lazo cerrado El parámetro que se controla se mide y retroalimenta al sistema de control.
13 Estrategia de Automatización ¿Qué parámetro (variable de proceso) se quiere controlar? ¿Se puede medir directa o indirectamente la variable de proceso? ¿Cómo se puede controlar la variable de proceso? Dosificar Agitar Calentar Enfriar Posicionar
14 Estrategia de Automatización ¿Se quiere controlar dentro de un rango o en un valor específico? ¿Se requiere observar el valor de la variable de proceso? ¿Qué tipo de sensor es adecuado para la aplicación específica?, ¿Se encuentra dentro de nuestro presupuesto? ¿Qué tipo de actuador es adecuado para la aplicación específica?, ¿Se encuentra dentro de nuestro presupuesto?
15 Estrategia de Automatización ¿Se instalará como un control local o cómo parte de un sistema de control de planta?
16 Dinámica Cuál sería el mejor método para solucionar el sistema que esta planteando su equipo y porqué
17 Corriente La corriente fluye por un cable para llevar la electricidad Se representa por una “I” La unidad de medida es el Amper (A ó Amp) En electrónica se utilizan normalmente miliamperes (mA). 1 A = 1000 mA 0.1 A = 100 mA
18 Voltaje El voltaje es el nivel de potencial en un punto específico El voltaje se mide en Volts (V) Si un punto tiene 5V y otro 0V y se conecta un cable entre ellos, entonces la corriente fluirá desde el punto en 5V hacia el punto en 0V 0V se conoce como Tierra (Ground)
19 Voltaje El voltaje se transmite de dos formas: Corriente Directa (CD) Corriente Alterna (CA) En la CD el voltaje se mantiene siempre constante En la CA el voltaje varía en forma senoidal cruzando por cero y la frecuencia de la onda se mide en Hertz (Hz)
20 Tierra La tierra es GND Tierra es donde no hay diferencia de potencial con 0V Todos los dispositivos deben compartir la misma tierra Aunque se utilizan fuentes de diferentes voltajes todas deben compartir la misma tierra Cuando se utilizan baterías (CD), el negativo es la tierra
21 Resistencia Es la cantidad de resistencia que encuentra la electricidad La unidad de medida es el Ohm (O) Se utiliza la nomenclatura de K (kilo-1,000), M (Mega-1,000,000) 4700 O = 4.7 KO
22 Circuito Abierto Cuando un circuito se encuentra abierto no puede fluir a través de él la energía eléctrica y no sucede nada
23 Circuito Cerrado Un circuito cerrado permite el flujo eléctrico entre los elementos La corriente circula y el foco se enciende
24 Conexión en Serie Cuando dos o más elementos se unen sin derivación entre ellos En el ejemplo hay tres luces en serie conectados a la batería
25 Conexión en Paralelo Cuando dos o más elementos se unen con la misma polaridad En el ejemplo hay tres luces en paralelo conectados a la batería
26 Ley de Ohm La ley de Ohm describe la relación que existe entre corriente, voltaje y resistencia V = I R Resolviendo para I y R obtenemos: I = V / R R = V / I
27 Ley de Ohm El voltaje de alimentación es de 12 VCD La corriente que fluye por el led es de 200mA Encontrar la resistencia utilizando la fórmula R = V / I R = 12 / 0.2 R = 60 O
28 Potencia La potencia es la cantidad de energía que se utiliza para operar un equipo La potencia se mide en Watts y se representa por con la letra W ó P P = V I ó P = I2 R Despejando para V y para I V = P / I I = P / V
29 Potencia El voltaje de alimentación es de 12 VCD La corriente que fluye por el led es de 200mA Encontrar la potencia utilizando la fórmula P = V I P = 12 * 0.2 P = 2.4 W
30 Potencia El voltaje de alimentación es de 120 VCA La potencia del foco es de 100 Watts Encontrar la corriente utilizando la fórmula I = P / V I = 100 / 120 I = 0.83 A
31 Entradas y Salidas Las entradas son las señales que llegan al PLC provenientes de sensores Las salidas son señales que salen del PLC y van hacia un actuador
32 Entradas Digitales Selectores Botones Interruptores de límite Interruptores de proximidad Contacto auxiliar de motor (estado) Relevadores Encoders
33 Entradas Analógicas Transductores de temperatura Transductores de presión Celdas de carga Transductores de humedad Transductores de flujo Potenciómetros Mediciones de PH, ORP, Conductividad Corriente, Voltaje
34 Salidas Digitales Relevadores de control Solenoides Arrancadores de motor Alarmas sonoras Indicadores
35 Salidas Analógicas Válvulas de control Actuadores Variadores de velocidad
36 (Gp:) 1001110001010111 (Gp:) 1110011101010100 (Gp:) MOV A,F4E8h (Gp:) ADD A,B (Gp:) JMP (Gp:) for (i=1; i<10; i++) printf (“hello/n”); Evolución del Software Lenguaje máquina Interruptores y botones Ensamblador Lenguaje máquina Programación con nemotécnicos Lenguajes de alto nivel (Fortran, C…) Brindan portabilidad Compiladores e interpretes Diagramas escalera (LD ó RLL) Esquemático orientado al control discreto Sin lógica para estrategia de control Herramientas CASE con diagramas de flujo Orientada a la aplicación Enfasis en productividad no en programación
37 Requerimientos actuales de Software Reducir el ciclo de desarrollo Diseño, depuración, implementación, arranque Reducir el mantenimiento a largo plazo del Software Simplificar la documentación, cambios sencillos Mayor Apertura, Flexibilidad y Capacidad Integrar funciones, características y aplicaciones Integrar a todo el negocio Conectividad corporativa desde el piso de producción hasta los sistemas administrativos
38 El estándar IEC 1131 óIEC 61131-3 Una combinación de métodos de programación IL Lista de instruccionesInstruction List ST-Texto estructuradoStructured Text FBD-Bloques de funcionesFunction Blocks LD Diagramas escaleraLadder Diagram SFC-Diagramas secuencialesSequential Function Charts
39 Aplicaciones del estándarIEC 61131-3 Las principales compañías de software han desarrollado herrramientas amigables para reducir el tiempo de desarrollo y arranque (tiempo al mercado). Todos los fabricantes de software basado en diagramas escalera estan buscando la manera de mejorar sus herramientas de programación que fueron diseñadas principalmente para control digital. Aún los fabricantes de software FBD y SFC han sido forzados a modificar sus técnicas de programación para mantenerse competitivos en el mercado. Los diagramas de flujo son utilizados por muchos fabricantes de software como la herramienta de configuración más sencilla de utilizar.
ESTA PRESENTACIÓN CONTIENE MAS DIAPOSITIVAS DISPONIBLES EN LA VERSIÓN DE DESCARGA