capitulo 1 - dispositivos de sensado y actuacion
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DISPOSITIVOS DE SENSADO Y ACTUACION
CONCEPTOS BASICOS Y DEFINICIONES
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CAPITULO 1
INTRODUCCION AL CONTROL
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3 Copyright © 2006 Rockwell Automation,
Inc. All rights reserved.
Tendencias de Fabricación – Historia Predicciones Tecnológicas: Mecánica Popular 1954
Científicos de la RAND
Corp han creado este
modelo para ilustrar como
un
“computador de casa”
podría verse en el año
2004. Sin embargo, la
tecnología necesaria no
será económicamente
factible para un hogar
medio.
Con la interfaz de teletipo
y el lenguaje Fortran, el
computador será fácil de
usar.
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HISTORIA
• El primer equipo automático data del año 1745 (controlador centrifugo).
• La lógica relé se inicia en 1900, en sistemas eléctricos básicos.
• La automatización industrial formalmente tiene su origen el año 1947 en General Electric (USA).
• En 1959 se tiene la primera fabrica con sistemas automatizados (Refinería Texaco – Port Arthur).
• En 1973 se da origen al primer PLC de control electromecánico.
• Desde 1975 los microprocesadores impulsan el desarrollo de la automatizacion.
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•QUE ÁREA COMPRENDE LOS DISPOSITIVOS DE
SENSADO Y ACTUACION?
LA AUTOMATIZACION
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•PARA QUE AUTOMATIZAR?
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• la productividad
• la confiabilidad
• En los procesos industriales, mediante el control y monitoreo de procesos, equipos y dispositivos.
•La automatización industrial es el
uso de sistemas o elementos
para mejorar:
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•Mecánica
•Eléctrica
•Electrónica
•Química
•Mediante la aplicación
y uso de tecnologías e ingeniería aplicada de las áreas:
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CONCEPTOS
• Condiciones de un sistema automatizado:
– Operación con autonomía (automático) en condiciones pre definidas.
– Limitada participación humana, en condiciones pre definidas.
– Procesos, equipos o dispositivos dedicados.
– Condiciones de respuesta controlables, no aleatorias.
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• Aumento de producción.
• Calidad controlable (por tanto mejor calidad).
• Estandarización de productos.
• Mejor control de tiempos en producción.
• Mejoras en costos de producción.
• Mayor seguridad.
• Flexibilidad de la producción.
• Integración con las plataformas de gestión empresarial.
•Ventajas:
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• Inversión inicial elevada.
• Mano de obra calificada requerida.
• Resultados no garantizados.
• Obsolescencia de tecnologías.
• Resistencia al cambio.
•Desventajas:
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CONCEPTOS
• La automatización industrial se aplica en distintas industrias como ser: – Energía Eléctrica – Química – Telecomunicaciones – Alimentos – Petróleo y Gas – Transporte – Construcción – Maquinaria pesada – Domestico/Residencial
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TECNOLOGIAS DE AUTOMATIZACION
Tecnologias Automatizacion
Cableadas y Fisicas
Neumatica Hidraulica Electrica Electronica
Programables
Controladores Lógicos
Programables
Instrumentación Inteligente
SCADA/HMI Comunicaciones
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CONCEPTO
• Por que automatizar?
• Cual es el contexto a tomarse en cuenta?
• Cuales son los drivers que impulsan o detienen la incorporación de tecnologías de automatización industrial?
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La Fábrica
Tendencias de Fabricación
Costo / Eficacia en el Uso de Energía
Seguridad / Protección
Cumplimiento de las Normas / Mandatos
Productividad / Calidad
Integración de la Cadena de Abastecimiento
Fabricación Flexible Demanda del
Cliente
La Integración de la Cadena de Abastecimiento & la Fabricación Flexible están Impulsando la Integración de las Fábricas con los Sistemas Comerciales de la Empresa
Sistemas Comerciales de la Empresa
Proveedores
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Tendencias de Fabricación y Motivadores
De A
Producción en Serie Personalización en Serie
Cadena de Abastecimiento
Discreta
Sincronización de la Cadena de
Abastecimiento
Diseño & Sistema Conectados
Ilógicamente Sistema Integrado
Local Global
Activos Físicos Activos Funcionales
Costo de Adquisición Más Bajo Costo Total del “Sistema”
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Motivadores de Fabricación Actuales FLEXIBILIDAD: Puesta en Servicio Más Rápida, Reconfiguración INTEGRACIÓN:
Control, Seguridad, Información/IT
Servicios de SOPORTE GLOBAL
COSTO: Costo del Ciclo Vital
Usuarios Finales Optimizar la Operación de la Línea de Producción
FLEXIBILIDAD: Puesta en Servicio Más Rápida, Reconfiguración INTEGRACIÓN:
Control, Seguridad, Información/IT
COSTO: Costo del Producto & Componentes Reutilizables
Servicios de SOPORTE GLOBAL
OEMs Optimizar la Eficacia de la Construcción de la Máquina
Muchos Motivadores Comunes para OEMs y Usuarios Finales
Soluciones
ÓPTIMA Utilización
de los Activos
RENDIMIENTO: Eficacia de la Máquina
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Rango de automatización industrial Acceso a Datos de Producción Esenciales; Reducción del Tiempo de Inactividad
Productos Ensamblaje Soluciones Componentes Empaquetados de Sistemas de Sistema
Continuo con Valor Agregado
Rendimiento de la Máquina Rendimiento del Proceso
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CONCEPTO
• La automatización no esta asociada solamente a entregar mejoras operativas y logísticas.
• La automatización debe ser incorporada como una herramienta o recurso de gestión empresarial.
• Lograr incrementar la productividad y rentabilidad: – El consolidar la información en toda la planta o empresa
reduce significativamente el tiempo de toma de decisiones.
– Utilizar información de sistema para mejorar la calidad & la consistencia y cumplir con los requisitos reglamentarios .
– Optimizar los activos de la planta con dispositivos e instrumentos de campo inteligentes que proporcionen control de procesos e información de producción.
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Automatización Integrada a la empresa
Solución Unificada para Automatización & Información Integrando la Planta & los Sistemas Comerciales
Control de Procesos
Control de Lotes
Sistemas de Manejo
Control de Movimientos
Control Discreto
Seguridad
Diseño & Configuración
Manejo de la Producción
Manejo de Datos
Calidad & Cumplimiento
Manejo de Activos
Rendimiento & Visibilidad
Sistemas de Información en Toda la Planta
Sistemas de Automatización en Toda la Planta
Arquitectura Integrada
Disciplinas de Producción
Disciplinas de Control
Manejo de la Cadena
de Abastecimiento
Planificación de los
Recursos de la Empresa
Manejo de las Relaciones
con los Clientes
Manejo del Ciclo Vital del
Producto
Sistemas Comerciales de la Empresa
Equipo de Terceros & Patrimonio
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CONCEPTO
• La razón estructural de incorporar sistemas automatizados a los procesos de la empresa es:
GANAR COMPETITIVIDAD
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CONCEPTO
• La ganancia de competitividad se mide por:
Tiempo de Salida al Mercado Más Rápido Costos de Integración Más Bajos
Costo de Propiedad Total Más Bajo
Optimización del Rendimiento Cumplimiento de las Normas
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23
Costos Operacionales Inferiores
Costo de
Propiedad Total Más Bajo
Cumplimiento
de las Normas & Estándares
Mejor
Información Decisiones
Más Rápidas Mayor
Productividad
Automatización para el control e información en toda la planta
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PIRAMIDE DE AUTOMATIZACION
Nivel 1: Campo : Instrumentación, Medición y Actuación
Nivel 2: Control Local y toma de datos
Nivel 3: Nivel de Supervisión
Nivel 4: Integracion y
Gestion
Pla
nif
icac
ión
de
l sis
tem
a Im
plem
en
tación
de
l sistema
OPERACIONES DEL PROCESO
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CONCEPTO Nivel 1: Instrumentación, medición y actuación
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CONCEPTO
• Nivel 2: Control
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CONCEPTO
• Nivel 3: Supervisión
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Arquitectura de Control de una Estación de Bombeo
Válvulas Motorizadas Computadoras de Caudal Otros dispositivos
Modbus
Devicenet
CCM
Ethernet I/P Al sistema de supervisión
Series Monitor •Vibración •Protección
VFD
E/S Distribuidas EEX Clase 1 Div 1
Instrumentación En Fieldbus Foundation
Controlador
SIL 2
Controlador
SIL 2