Historia de la automatizacion industrial pdf

Niveles de un sistema de control distribuido. Buses de campo. Ethernet como red de campo: Ethernet conmutada. Ejercicios sobre sensores y actuadores B. Producir las cantidades necesarias en el momento preciso. Mejorar la productividad y reducir costes. Nivel de planta. Nivel de empresa. Automatismos cableados. Los inconvenientes fundamentales de los automatismos cableados son: Ocupan mucho espacio. Las ventajas de los automatismos cableados son: Pueden ser muy robustos.

Bajo coste para sistemas muy sencillos. Se implementan por medio de un programa que se ejecuta en un micropro- cesador. Ordenador PC industrial. Ocupan poco espacio. Figura 1. Un automatismo secuencial es aquel en el que el valor de las salidas en un instante depende del valor de las entradas no solo en el instante actual, sino del valor que han ido tomando en instantes anteriores, es decir, las salidas actuales dependen de la historia del proceso.

En esencia se trata de describir el automatismo mediante un diagrama de estados. El valor de los estados sirve para memorizar la historia pasada del proceso. El circuito combinacional tiene, por tanto dos partes. Los automatismos secuenciales implementados habitualmente en la indus- tria son programados.

En concreto, estos elementos son los sensores, los actua- dores y el sistema de control. Son los sensores que proporcionan una salida binaria activa o inactiva.

Los captadores se utilizan en los sistemas de control continuo como los PID , en los que se controla una variable continua. En los tres casos se distingue entre preactuadores y actuadores. Pueden tener un solo contacto, o varios de ellos. Es habitual que tengan un contacto normalmente cerrado y otro normalmente abierto. Pulsador con roldana. Palanca con roldana. Form A 1 Figura 2. Es el movimiento del objeto detectado el que direc- tamente produce el movimiento de los contactos provocando su apertura o cierre.

Funciona bien si el objeto no se mueve a una velocidad dema- siado baja. Cuando el objeto ha desplazado al elemento de mando una distancia B, el Con- tacto 1 se abre, y el 2 permanece abierto. Cuando el objeto desplaza al elemento de mando una distancia C, el Contacto 2 se cierra, permane- ciendo abierto el Contacto 1. Funcionan bien aunque el objeto a detectar se mueva muy despacio. Normalmente suele ser NO. En ese caso el transistor satura cuando se detecta el objeto, estando en corte cuando no se detecta.

Otro inconveniente es el elevado tiempo de retardo, que es del orden de 15 ms. Vcc L Figura 2. Esta salida se puede utilizar para distinguir si se trata de un objeto u otro. Se utilizan menos. Por ejemplo, dos salidas NPN se pueden conectar en paralelo sin problemas, ya que el emisor de las dos se conecta a masa, y los colectores pueden unirse sin problemas.

Cuando se encuentran en estado ce- rrado, las tensiones residuales se suman. Por este motivo, hay que tener en cuenta el retardo a la disponibilidad. Esto implica que hay que tener en cuenta el retardo a la disponibilidad. Constan de un emisor de luz, y un receptor que detecta la luz emitida.

De barrera Se tiene por una parte el emisor y por otra el receptor. En funcionamiento normal el haz emitido llega al receptor. Si se interpone un objeto entre ellos interrumpiendo el haz de luz, el receptor deja de recibir, y se detecta el objeto. Ventajas: Muy largo alcance los hay de hasta m.

Necesita poner un elemento a cada lado del objeto a detectar. Inconvenientes: Alcance menor que el de barrera aunque puede ser de varios metros. El cableado es sencillo. Se observa que es bastante inferior para papel gris que para papel blanco. En distancias superiores o inferiores, el objeto no es detectado. Emisor Receptor Figura 2.

Curva de respuesta. Tiempo de respuesta. Es el tiempo que tarda en activarse o desacti- varse la salida desde que se detecta o deja de detectarse el objeto.

Depen- de fundamentalmente del tipo de salida. Distancia Y mm Distancia X m Figura 2. Tipo de salida. Es el tipo de salida que da el detector. Puede ser de cualquiera de las ya descritas. Pueden ser de cual- quier tipo. Figura 2. Ajuste de sensibilidad. Cuando se acerca, el objeto es detectado a una distancia. Se basan en el cambio en la inductancia producido por la presencia del metal en las proximidades del detector. Esto produce un aumento de la inductancia. Cuando se acerca el objeto, la salida se activa a una distancia determinada.

Es una curva que se obtiene acercando lateral- mente el objeto a detectar el cuadrado de acero a distintas distancias del sensor. Hay dos tipos fundamentales: magnetorresistivos y contactos reed.

Detectores de proximidad por ultrasonidos Sirven para detectar todo tipo de objetos. El inconveniente es que la velocidad del sonido depende de muchos factores, especialmente de la temperatura. Hay de varios tipos: Boya con contacto.

En esencia, consta de dos conductores situados a distinta altura. Detectores de temperatura Sirven para saber si la temperatura es o no superior a una determinada temperatura. Constan de un transformador con un bobinado primario y dos secundarios.

Si el eje da varias vueltas el motor ataca un engranaje o una banda transportadora , no se puede distinguir en princi- pio entre una vuelta y otra.

Un ejemplo es el inductosyn. El inconveniente de tener un solo emisor y un solo receptor es que no se distingue si el eje gira en un sentido o en el otro.

La diferencia es que el disco ranurado tiene varias franjas de ranuras, cada una de las cuales es detectada por un par emisor-receptor. Otros Temperatura. Existen multitud de sensores para medir la temperatu- ra. Se puede distinguir entre preactuadores y actuadores. Existen cilindros de muchos tipos. A P Figura 2. Las salidas A y B se conectan a las dos partes del cilindro de doble efecto. Son mucho menos frecuentes, y producen el giro de un eje.

En cuanto a los cilindros son siempre de doble efecto. Pue- den ser de paletas, de engranajes o de pistones. Pueden ser unidireccionales o bidireccionales. Motores brushless de imanes permanentes. Motores paso a paso. Son motores que avanzan a pasos, es decir, a incrementos angulares determinados.

Motores de continua. Resistencias calefactoras. Regulador de alterna. Variador de frecuencia. De esta forma, se logra cambiar a voluntad la velocidad de giro del motor. Equipo de control de motor brushless.

Es similar al variador de fre- cuencia pero sirve para atacar motores brushless. De hecho, algunos equipos sirven para los dos tipos de motores. Equipos de control de motores paso a paso. Sirven para actuar sobre los motores paso a paso. Equipos de control de motores de continua.

En las proporcionales, la apertura intermedia se consigue regulando la corriente por la bobina. Figura 3. Cuando M se pone a 1, el motor se pone en marcha, y cuando se pone a 0, se para. Estas variables son las que determinan el paso de un estado al otro del controlador. Los cambios en esas variables son los eventos discretos que hacen evolucionar al controlador.

Por otra parte, el controlador tiene una serie de variables de salida. Sin embargo, tienen algunos inconvenientes importantes. Cuando se pulsa P, se ponen en marcha hacia la derecha hasta llegar a B y D. Las velocidades de cada carro no se saben en principio, por lo que hay que tener en cuenta todas las posibilidades. Si se intenta dibujar el diagrama de estados se obtiene un esquema muy complicado. Este sencillo ejemplo muestra que el diagrama de estados no es una buena herramienta cuando hay acciones paralelas o concurrentes.

En un momento determinado cada lugar puede tener una o varias marcas representadas por puntos. En la red de Petri puede haber varios lugares activos al mismo tiempo. Al igual que en el diagrama de estados, las condiciones asociadas a las transiciones suelen depender de las entradas. En realidad, es como una red de Petri en la que los lugares solo pueden tener una marca.

Los lugares se llaman etapas. Se puede unir etapas con transiciones y vi- ceversa, pero nunca elementos iguales. La gran ventaja del Grafcet respecto del diagrama de estados se aprecia, sin embargo, en el ejemplo de las vagonetas, en el que hay actividades que transcurren en paralelo.

La diferencia fundamental con los diagramas de estados son las bifurcacio- nes. En el Grafcet puede haber varias etapas activas al mismo tiempo. Nivel 2. Nivel 3. Puede estar activa o inactiva con marca o sin ella. Si es una etapa inicial tiene doble cuadrado. En ese caso, se activa cuando se inicializa por primera vez el Grafcet.

Puede haber varias acciones a la vez. Sin embargo, puede haber acciones impulsionales, que se ejecutan una sola vez cuando se activa la etapa. Entre las acciones impulsionales se pueden encontrar: Poner a 1 una variable Set.

Poner a 0 una variable Reset. Incrementar un contador. Decrementar un contador. El sentido es siempre de arriba abajo. Representa una serie de operaciones secuenciales. Solo se puede activar al inicializar o mediante forzado. Una vez activada no se puede desactivar salvo por forzado. En ese caso, las dos notaciones tienen un efecto similar: Figura 3. Por ejemplo: Figura 3. Se activa cuando se activa la etapa, y dura un pulso muy corto. Tienen siempre una sola etapa de entrada y una sola etapa de salida.

El Grafcet, por tanto, debe evolucionar siempre desde un estado estable hasta otro estado estable. El dilema aparece con las acciones asociadas a esa etapa. La etapa 1 es en este caso, estable. Para evolucionar a la etapa 2, la variable a debe bajar a 0 y volver a subir a 1. Inicialmente se supone el disco en el punto C. Cuando se pulsa P el disco empieza a girar. Eso s Figura 3. Por una cinta accionada por el motor M circulan palets espaciados regu- larmente, de forma que cuando hay un palet en A, hay otro en B.

Desde uno de ellos se puede forzar a activar o desactivar una etapa de otro. El forzado por nivel, sin embargo, mantiene forzado el Grafcet subordinado mientras no se desactive la etapa. El forzado de Grafcets cumple las siguientes reglas: 1. Cuando se utilizan varios Grafcets jerarquizados con acciones de forzado Figura 3.

Se puede utilizar, por ejemplo, un Grafcet maestro que controla el modo en el que se encuentra el proceso, y varios Grafcets subordinados que implementan el control del proceso en esos modos. Una macroetapa no es un Grafcet diferente, sino una forma condensada de representar una secuencia dentro de un Grafcet.

El Grafcet maestro es el que controla los modos de marcha y parada y la emergencia. Grupo F. F3 - Marcha de cierre. F6 - Marchas de test. Grupo A. Procedimiento de paradas y puestas en marcha A1 - Paradas en el estado inicial.

A3 - Parada solicitada en un estado determinado. A4 - Parada obtenida. A6 - Puesta del sistema en el estado inicial. En este estado se realiza el re- torno del sistema al estado inicial reinicio. A7 - Puesta del sistema en un estado determinado. Procedimientos de defecto D1 - Parada de emergencia. Corresponde a aquellos casos en que se deba continuar produciendo a pesar de los defectos.

Finalmente, de forma parecida a como se indican las transiciones en GRAFCET, se marcan las condiciones necesarias para poder seguir un determinado camino. En algunos casos, el operador tiene mandos adecuados en el panel para ordenar los movimientos deseados mientras que en otros, hay que actuar directamente en los mandos locales de los preaccionadores.

Al desenclavar el pulsador de emergencia se pasa a preparar la puesta en marcha A5. Se debe presionar el pulsador de arranque para que el sistema siga funcio- nando F1 a partir del punto de parada. En el hardware, porque utiliza componentes robustos que soportan condiciones de trabajo adversas, como las que se dan en ambientes industriales polvo, temperatura, vibraciones, etc.

Como computador que es, tiene un procesador que es el que ejecuta el programa almacenado en la memoria de programa.

Figura 5. Tipos de memoria. No se puede borrar. Una vez programada no se puede borrar. Bloques de memoria en un API. Contiene el programa instrucciones que se ejecutan en el procesador.

Memoria interna. Memoria de datos. En ella se almacenan variables tipo byte 8 bits o word 16 bits. Cada ciclo de scan, ese temporizador se borra, por lo que vuelve a empezar a contar desde cero. Todas estas instrucciones se ejecutan utilizando los valores almacenados en la memoria interna de entradas, y dan como resultado un cambio en la memoria interna de salidas.

En ese caso, se ejecuta un ciclo de programa completo en el que el nuevo valor de esa entrada no es tenido en cuenta. Las interrupciones temporizadas se utilizan cuando el periodo de la tarea que se quiere realizar cada cierto tiempo es muy bajo del orden de ms o menos.

Normalmente, van aisladas por medio de optoacopladores. Realiza el control PID de un proceso. Puede aceptar entradas de termopar o de PT Introducir programas mediante la consola resulta engorroso y lento. Hay 3 tipos de elementos fun- damentales. Representa el valor de una variable.

Cada salida tiene asociada una bobina. Hay una serie de reglas que se debe seguir para dibujar correctamente un diagrama de contactos. Algunas de ellas son: A la derecha de la bobina no puede haber contactos. En una red puede haber varias bobinas en paralelo. Bobina de enclavamiento. Para desactivar la variable tiene que utilizarse una bobina de desenclavamiento con la letra U Unlatch o R Reset.

Instrucciones de salto. Operaciones binarias mover bytes, sumar, multiplicar, comparar, etc. Control de interrupciones. Otro lenguaje muy utilizado es la lista de instrucciones. LD NOT xxxx: abre una red de contactos con el contacto xxxx cerrado. Hay diagramas cuyas ecuaciones no se pueden expresar con las instrucciones anteriores.

Cuando se ejecuta un segundo LD se mueve el valor del registro 0 al registro 1. Se pueden encadenar estas instrucciones hasta un nivel de 8. Temporizadores y contadores Unas de esas funciones de importancia especial son los temporizadores y contadores. De esta forma se pueden medir tiempos se puede activar una salida durante un tiempo determinado, o esperar un tiempo determinado hasta activar una salida, o medir el tiempo transcurrido entre las activaciones de dos entradas, etc. Cuando llega a cero se activa la variable binaria asociada al temporizador TIM , que en este ejemplo se utiliza para activar la salida Diagrama de bloque de funciones.

Los lenguajes basados en texto son: Lista de instrucciones. Es similar a un lenguaje ensamblador. Texto estructurado. Diagrama secuencial de funciones modo texto. Introducir el programa diagrama de contactos. Comprobar el programa. Ejecutar el programa en el PLC en modo monitor y comprobar el fun- cionamiento correcto. Memoria de programa. Posibilidad de ampliaciones futuras. Posibilidad de ciclo de scan con salida directa. Cuando se programan los contactos y las funciones hay que utilizar la sintaxis correcta de direccio- namiento para referirse a una variable de memoria concreta.

Por ejemplo, el bit Hay bits que cambian a frecuencia constante cada 0. Se direccionan igual que los IR. Si no se utilizan para esto se pueden utilizar como bits internos.

Se direccionan como TC a TC Estos operandos pueden ser bits individuales o canales de 16 bits. Activa una variable de un bit. Desactiva una variable de un bit. El tiempo se cuenta en periodos de ms. El tiempo se cuenta en periodos de 10 ms. Explora Audiolibros.

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