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MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
CUADRO HISTORICO
Control:
-Comprobar, intervenir, inspeccionar, dirigir regularalgo.
Desde el punto de vista de la ingeniera:
- Regulacin de energa en forma predeterminada hacialos elementos o dispositivos que la demanden.
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MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
Objetivo
Producir un objeto terminado que cumpla con unasdeterminadas especificaciones de diseo.
Se requiere transformacin de cierta materia prima mediante elconcurso de maquinaria diseada para ejecutar las tareas quedemanda el proceso.
El proceso es realizado por maquinas que demandan energa y
esta evidentemente debe ser regulada para que se transformeeficientemente y puedan ser cumplidas las tareas exigidas.
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Prensado Soldado
PintadoEnsamble
Lineas alternas
Los pasos de la
produccin
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MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
Controladores un dispositivo conformadopor un conjunto de elementos interconectadosque interactan convenientemente para regularla energa que demanda un rgano receptor
cuya funcin es la de consumir dicha energaen forma til y aprovechable.
A estos rganos receptores tambin se le
conoce como elementos finales de control cargas del proceso.
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AnalogiaHombre-Mquina
(Mecanismo)
Cuerpo
(Instalacion)
Sistemas(Actuadores)Msculos
(Energia)
Alimento
(Sensores)
Sentidos
(Procesador)Cerebro
(Software)Conocimiento
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7/23MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
Un elemento final de control o cargarequiere de undispositivo controladorque regulela energasuministrada para realizar la tarea de control que debecumplir.
Primeros sistemas controlados:
- regulador de temperatura (1600)
- regulador de presin para caldera de vapor(1681)- regulador de nivel de agua tipo flotador(1765)
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8/23MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
Mquina de Newcomen
Entre 1705 y 1725, el inventor Thomas Newcomen desarroll una mquina
de vapor que bombeaba agua. Este ingenio qued obsoleto a finales de ese
mismo siglo por la mquina de vapor de James Watt.
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9/23MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
Revolucin Industrial:
- Maquina de hilar
- Regulador de velocidad centrifugo (James Watt-1769)
- Controladores neumticos
Hasta la mitad del siglo XIX el desarrollo de dispositivosy sistemas de control automtico se realizaba en formaintuitiva. Maxwell desarrolla un sistema matemtico con
el fin de aumentar la exactitud de los sistemas de control,incluso a sistemas inestables.
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10/23MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
Mquina de hilar de James Hargreaves
La mquina de hilar inventada en 1764 por James Hargreaves, y a la quedio el nombre de "Jenny" en honor a su hija, hizo posible la produccin
automtica de hilo de algodn, con lo que revolucion la industria textil.
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11/23MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
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12/23MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
A finales del siglo XIX con la aparicin de la electricidad yposteriormente del motor se desarrollaron loscontroladores por levas
Caractersticas:
- Eficiente para la poca
- Da robustez al sistema
- Mantenimiento permanente
- Desgaste mecnico
- Ruidoso- Ocupa mucho espacio
- Solo permite operaciones sencillas
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13/23MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
Levas de disco, cilndrica y de traslacin
Las levas son un componente crucial en muchos procesos automatizados, porque determinanel movimiento repetido que realiza otra pieza de la mquina. Por ejemplo, las levas puedencontrolar el movimiento de la cuchilla de una picadora de carne o de las vlvulas de unautomvil. Estas figuras muestran tres tipos de levas y las piezas que transmiten sumovimiento, llamadas palpadores.
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14/23MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
A principios del siglo XX se desarrollan los relais y elcontrol elctrico.
Caractersticas:
- Vida til mas larga
- Menor desgaste mecnico
- Ocupaban menor espacio
- Cableado complicado
- Menor ruido
En 1932 Nyquist desarrolla un procedimiento para determinar la estabilidad de lossistemas de lazo cerrados sobre la base de los sistemas de lazo abierto con exitacionsenoidal.
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15/23MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
En 1934 Hazen introduce el termino deSERVOMECANISMOS para los sistemas de control
de posicin, el estudio el diseo de servomecanismos
repetidores capaces de seguir estrechamente una
entrada cambiante
Seal
Posicin
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16/23MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
Termostato automtico
Un termostato emplea un bucle de realimentacin (indicado por las flechas rojas)
para controlar la temperatura. El termostato compara la temperatura deseada con la
temperatura real y enva las instrucciones adecuadas a la caldera (en este caso, el
termostato indica a la caldera que se conecte). Mediante repeticiones continuas de
este bucle de realimentacin, la temperatura real acaba siendo la deseada y se
mantiene en ese nivel.
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17/23MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
A mediados del siglo XX con la aparicin de los semiconductores se
desarrollo el control electrnico.
Caractersticas:
- Aumenta la velocidad de
conmutacin
- Sin ruido- Pequeos
- Vida casi ilimitada
Aparece la teora de control moderna gracias al desarrollo de los computadoresanalgicos y digitales que proporcionan una mayor capacidad para calcular conprecisin y rapidez sistemas multivariables, lo que era difcil de lograr con la teorade control clsica
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18/23MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
Con el desarrollo de la eraespacial se dio un nuevoimpulso en la ingeniera decontrol y se hizo necesariodiseos de controles mascomplejos y altamente
precisos para proyectiles ypruebas espaciales. Asimismo, la necesidad de minimizar el
peso de los satlites y
controlarlos muy exactamenteha permitido logrossignificativos en el importantecampo del control optimo.
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19/23MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
Otro logros mas recientesen las teoras de controlmoderna estn apuntando
a sistemas ptimos ysistemas de controlcomplejos con adaptaciny aprendizaje aplicandotcnicas de lgica difusa y
sistemas de multimaestros.
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20/23MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
PLC
PROGRAMMABLE
LOGICCONTROL
Programacion Sencilla
Cambios de Programa Sencillos
Eliminacion de la Logica Cableada
Mejoras en tamao de implementacin
APARICIN DEL PLC
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21/23MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
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22/23MODULO 2: AUTOMATAS PROGRAMABLES NOVIEMBRE 2005
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PROGRAMACABLEADO
PROGRAMADO
ALMACENAMIENTO
EN MEMORIA