Automatizaci n industrial ais7201
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Automatización Industrial (AIS7201). Prof. Christian Nievas Grondona. Sesión 3: Control en tiempo real. Introducción. Control en tiempo real. Lógicas de control. Controladores (CPU’s). Control en tiempo real.

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Automatización Industrial (AIS7201)

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Presentation Transcript


Automatizaci n industrial ais7201

Automatización Industrial (AIS7201)

Prof. Christian Nievas Grondona.


Automatizaci n industrial ais7201

Sesión 3:

Control en tiempo real.


Introducci n

Introducción

  • Control en tiempo real.

    • Lógicas de control.

    • Controladores (CPU’s).


Control en tiempo real

Control en tiempo real.

  • Para automatizar un proceso se puede utilizar cualquier sistema que nos permita actuar sobre las salidas.

  • El control de procesos ha evolucionado con el tiempo y las nuevas herramientas.

  • A lo largo de la historia ha habido diversas formas de implantación de control industrial.


Control en tiempo real1

C.P.U.

Entradas

Salidas

Lógica de control

Actuadores y Sensores

Procesos

Control en tiempo real.


Control en tiempo real2

C.P.U.

Entradas

Salidas

Lógica de control

Actuadores y Sensores

Procesos

Control en tiempo real.


Control en tiempo real3

Control en tiempo real.

C.P.U.

Entradas

Salidas

Lógica de control

Actuadores y Sensores

Procesos


L gica de control

Lógica de control

  • Lógica cableada.

  • Lógica neumática.

  • Lógica estática discreta.

  • Lógica estática integrada.

  • Lógica estática programada.


L gica de control1

Lógica de control

  • Lógica Cableada.

    • Primera lógica en usarse y de mayor difusión.

    • Inicialmente se basa en la interconexión de Relés con los elementos de entrada y salida.


L gica de control2

Lógica de control

  • Lógica Cableada.

    • Dispositivos:

      • Relés de conmutación.

      • Contactores.

      • Relés de funciones lógicas.

      • Temporizadores.

      • Etc.


L gica de control3

Lógica de control

  • Lógica Cableada.

    • Ventajas:

      • Sencillez de implementación.

      • Sistemas de bajo costo.


L gica de control4

Lógica de control

  • Lógica Cableada.

    • Desventajas:

      • Gran volumen ocupado por el automatismo.

      • Esquemas de interconexión difíciles de apreciar.

      • Manutención recurrente y difícil.


L gica de control5

Lógica de control

  • Lógica Neumática.

    • Se basa en usar sistemas neumáticos para automatizar el proceso.

    • De igual manera, es reemplazable por sistemas hidráulicos, dependiendo de la potencia


L gica de control6

Lógica de control

  • Lógica Neumática.

    • Dispositivos:

      • Válvulas distribuidoras.

      • Detectores.

      • Pulsadores.

      • Pilotos neumáticos.

      • Cilindros neumáticos.

      • Etc.


L gica de control7

Lógica de control

  • Lógica Neumática.

    • Ventajas:

      • No se ve afectada por interferencias electromagnéticas.


L gica de control8

Lógica de control

  • Lógica Neumática.

    • Desventajas:

      • Necesita mucho espacio.

      • Crea un nivel de ruido importante.

      • Distribución de aire comprimido es más compleja que distribución eléctrica.

      • Necesita una manutención recurrente.


L gica de control9

Lógica de control

  • Lógica Estática Discreta.

    • Se utilizan circuitos electrónicos de estado sólido para el control.

    • Diseño y aplicación de puertas lógicas electrónicas.


L gica de control10

Lógica de control

  • Lógica Estática Discreta.

    • Dispositivos:

      • Resistencias.

      • Transistores.

      • Diodos.

      • Etc.


L gica de control11

Lógica de control

  • Lógica Estática Discreta.

    • Ventajas:

      • Simplificaron el montaje del sistema lógico de control.

      • Importante reducción de volumen.

      • Sin contactos móviles que pudiesen desgastarse.


L gica de control12

Lógica de control

  • Lógica Estática Discreta.

    • Desventajas:

      • Se precisa un elemento intermedio para intercambiar niveles de potencia entre los actuadores/sensores y los dispositivos electrónicos.


L gica de control13

Lógica de control

  • Lógica Estática Integrada.

    • Aparición de los circuitos integrados (chips) de menor volumen.

    • Dos familias de C.I. lógicos:

      • TTL (lógica de 5 volts)

      • CMOS (lógica de 12 volts)


L gica de control14

Lógica de control

  • Lógica Estática Integrada.

    • Dispositivos.

      • Puertas lógicas.

      • Selectores.

      • Temporizadores.

      • Contadores.

      • Decodificadores.

      • Etc.


L gica de control15

Lógica de control

  • Lógica Estática Integrada.

    • Ventajas:

      • Reducen aún más el volumen de la lógica de control.

      • Los costos se hacen cada vez más bajos con esta lógica.

      • Manutención no tan esencial como los casos anteriores.


L gica de control16

Lógica de control

  • Lógica Estática Integrada.

    • Desventajas:

      • Necesidad de convertidores análogos a digital (ADC) y viceversa (DAC).

      • Imposibilidad de modificación de estos circuitos.


L gica de control17

Lógica de control

  • Lógica Estática Programada.

    • Lógica final, que posee todas las ventajas de las anteriores más nuevas.

    • Basados en procesadores y controladores.


L gica de control18

Lógica de control

  • Lógica Estática Programada.

    • Dispositivos.

      • procesadores y controladores.

      • Computadores.

      • PLC’s.

      • DSP’S.

      • Etc.


L gica de control19

Lógica de control

  • Lógica Estática Programada.

    • Ventajas:

      • Volumen reducido.

      • Modificación de la lógica interna.

      • Preparados para funcionar en ambientes industriales.

      • Capacitado para realizar cálculos complejos.


L gica de control20

Lógica de control

  • Lógica Estática Programada.

    • Desventajas:

      • Necesidad de convertidores análogos a digital (ADC) y viceversa (DAC).

      • Se necesita personal capacitado para la programación, modificación y manutención de estos equipos.


L gica de control21

Lógica de control

Finalmente:

  • Lógica cableada.

  • Lógica neumática.

  • Lógica estática discreta.

  • Lógica estática integrada.

  • Lógica estática programada.


L gica de control22

Lógica de control

Finalmente:

  • Lógica cableada.

  • Lógica neumática.

  • Lógica estática discreta.

  • Lógica estática integrada.

  • Lógica estática programada

Lógica de control más utilizada:

PLC + Ladder


L gica cableada programada

Lógica cableada + programada

  • La utilización por largo tiempo de la lógica cableada llevó a mantener el tipo de simbología y funciones básicas.


L gica cableada programada1

Lógica cableada + programada

  • Por esto se llevó a implementar en los dispositivos de lógica programada, lenguajes de programación basado en esta simbología.


L gica cableada programada2

Lógica cableada + programada

  • Ejemplo:

    • Lenguaje de programación Ladder.


Control en tiempo real4

C.P.U.

Entradas

Salidas

Lógica de control

Actuadores y Sensores

Procesos

Control en tiempo real.


Control en tiempo real5

Control en tiempo real.

C.P.U.

Entradas

Salidas

Lógica de control

Actuadores y Sensores

Procesos


Unidad central de procesamiento cpu

Unidad Central de Procesamiento (CPU)

  • Computadores (software).

    • Labview.

  • PLC’s.

    • Ladder.

    • Grafcet.


Computadores software

Computadores (software)

  • Utilizados mayormente en procesos de menor envergadura y sin políticas de seguridad.


Computadores software1

Computadores (software)

  • Principal desventaja es la inestabilidad del sistema computacional o de su sistema operativo.


Computadores software2

Computadores (software)

  • Existen diversos programas para controlar procesos, pero el más utilizado es el programa LabView de National Instruments.


Computadores software3

Computadores (software)

  • LabView:

    • Es una herramienta gráfica para pruebas, control y diseño mediante la programación computacional, que permite controlar entradas y salidas digitales de un proceso.

    • El lenguaje que usa se llama lenguaje G.


Computadores software4

Computadores (software)

  • LabView:

    • Los programas desarrollados con LabView se llaman Instrumentos Virtuales (VI), lo que da una idea de su uso en origen: el control de instrumentos.


Computadores software5

Computadores (software)

  • LabView:

    • Su principal característica es la facilidad de uso, válido para programadores profesionales como para personas con pocos conocimientos en programación pueden hacer (programas) relativamente complejos.


Computadores software6

Computadores (software)

  • LabView:

    • Interfaces de comunicaciones:

      • Puerto serie (COM y USB).

      • Puerto paralelo.

      • TCP/IP, UDP, DataSocket.

      • Irda .

      • Bluetooth.


Computadores software7

Computadores (software)

  • LabView:

    • Capacidad de interactuar con otros lenguajes y aplicaciones:

      • DLL: librerías de funciones.

      • .NET

      • ActiveX.

      • MultiSim.

      • Matlab/Simulink.

      • AutoCAD, SolidWorks, etc


Computadores software8

Computadores (software)


Computadores software9

Computadores (software)


Computadores software10

Computadores (software)


Controladores l gicos programables plc

Controladores lógicos programables (PLC)

  • Diseñados para procesos de mayor envergadura industrial.

  • Sistemas más confiables y estables.


Controladores l gicos programables plc1

Controladores lógicos programables (PLC)

  • Adaptados a un amplio rango de tareas de automatización.

  • Aplicaciones hechos a la medida del sistema.


Controladores l gicos programables plc2

Controladores lógicos programables (PLC)

  • Capacidad de E/S de PLCs Modulares.


Controladores l gicos programables plc3

Controladores lógicos programables (PLC)

  • Capacidad de E/S de PLCs Modulares.


Controladores l gicos programables plc4

Controladores lógicos programables (PLC)

  • Comunicaciones.

    • RS232.

    • RS485.

    • RS422.

    • Ethernet.

      • ModBus.

      • CANBus.

      • ProfiBus.


Controladores l gicos programables plc5

Controladores lógicos programables (PLC)

  • Algunas Marcas.

    • ABB.

    • Koyo.

    • Honeywell.

    • Siemens.

    • Schneider Electric.

    • Omron.

    • Rockwell (Allen-Bradley).

    • General Electric.

    • Panasonic (Matsushita).

    • Mitsubishi


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Christian Nievas Grondona.

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