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INGENIERÍA DE AUTOMATIZACIÓN
INGENIERÍA DE AUTOMATIZACIÓN
D. Felipe Mateos Martín
Universidad de Oviedo
Campus de Viesques,
Viesques, s/n
33204 – Gijó
Gijón (Asturias)
Tfno:
Tfno: 985182084
E-mail: [email protected]
www.isa.uniovi.es/~felipe
Sistemas Automatizados – Felipe Mateos
Esquema general de un sistema automatizado (II)
Parte de
Supervisión
y Explotación
• Panel de mando
• PC+SCADA
Parte de
Control
• Lógica cableada ...
• PLC´
PLC´s
• PC+Tarjeta E/S
• Microcontroladores
• Reguladores Digitales
• Etc...
Preaccionadores
Accionadores
Proceso
Sensores
Interface S-C
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Interface S-P
Elección de la tecnología para la parte de control
Equipos
Equipos fabricados en SERIE
Ambiente
AMBIENTE EXPLOSIVO
Señales
SEÑALES TODO-NADA
Función
Tratamiento LOGICO
Accionadores
Accionadores
neumáticos
Accionadores
hidráulicos
SEÑALES TODO-NADA y/o
NUMERICAS y/o ANALÓGICAS
Tratamiento
LOGICO y
NUMÉRICO
MANDO
DE EJES
REGULACIÓN
Accionadores
eléctricos
Tecnologías de control
Automatismos eléctricos
Mando neumático
PLC´s sin trat. numérico
PLC´s con trat. numérico
PC´s industriales
Reguladores digitales
Tarjetas electrónicas
Campos específicos
Mando
hidráulico
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Control
numérico
Cubierta
antidefrag.
Seguridad-i
Circuitos
bajo pedido
Tecnología eléctrica
Emplea componentes eléctricos del tipo contactos auxiliares
de contactores y relés térmicos, temporizadores, telerruptores,
relés de impulso, contadores ... unidos eléctricamente con
elementos como pulsadores, interruptores y sensores.
VENTAJAS:
• Amplia gama de componentes.
• Sencillez de los sistemas de mando
•Muy extendida, experiencia en el sector
INCONVENIENTES:
• Mantenimiento complejo.
• Requiere espacio considerable en cuadro eléctrico y abundante
mano de obra.
• Para aplicaciones sencillas.
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Componentes para automatismos eléctricos
Algunos símbolos
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Ejemplo de automatismo eléctrico (III)
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Tecnología neumática
La neumática es la utilización del aire comprimido para
la realización de cualquier tipo de trabajo.
VENTAJAS:
• Sencillez de los sistemas de mando: válvulas, cilindros, etc.
• Rapidez de respuesta del sistema neumático.
• Economía de los sistemas neumáticos una vez instalados.
INCONVENIENTES:
• Instalaciones caras en general.
• El mantenimiento del aire en buenas condiciones es costoso.
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Actuadores: Cilindros
Cilindro de simple efecto
Actuador de giro
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Cilindro sin vástago
Pinza angular
Válvulas de control direccional (I)
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Ejemplo de sistema neumático
Diagrama movimiento-fase
Esquema neumático
Esquema
de proceso
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Ejemplo de aplicación de electroneumática
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Tecnología hidráulica
La hidráulica en la industria emplea el aceite a presión
para la realización de cualquier tipo de trabajo. En esencia
esta tecnología es similar a la neumática.
VENTAJAS:
• Puede desarrollar grandes fuerzas.
• Sencillez de operación.
INCONVENIENTES:
• Instalaciones muy caras en general.
• Suciedad de las instalaciones.
• Velocidad de respuesta muy lenta.
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Ejemplo de aplicación de hidráulica
Tecnología hidráulica
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Ejemplo de aplicación de hidráulica
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Tecnología electrónica
Uso de componentes electrónicos digitales y/o analógicos sobre
placas de circuito impreso sin elementos microprocesadores.
VENTAJAS:
• Gran cantidad de componentes en el mercado.
• Velocidad de respuesta muy rápida.
• Adecuado para grandes series.
INCONVENIENTES:
• Requiere diseño y construcción.
• Difícil mantenimiento y escalabilidad.
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Ejemplo de automatismo electrónico
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Controladores programables
Autómatas programables
PC´s con tarjetas de adquisición de datos
Microcontroladores
Reguladores digitales
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Comparativa de controladores programables
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¿Qué es un autómata programable?
Definición IEC 61131
Un autómata programable (AP) es un sistema electrónico programable
diseñado para ser utilizado en un entorno industrial, que utiliza una
memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones
orientadas al usuario, para implantar unas soluciones específicas tales
como funciones lógicas, secuencia, temporización, recuento y funciones
aritméticas con el fin de controlar mediante entradas y salidas, digitales
y analógicas diversos tipos de máquinas o procesos.
AP Autómata programable
PLC Programmable Logic Controller
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Gama de PLCs en distintos fabricantes
Gama de autómatas TSX (Schneider) y Siemens
TSX Premium
Aplicaciones
jas
e
l
mp
o
C
le
p
m
Si
S7-300
S7-400
S7-200
TSX Micro
s
Nº E/S
TSX Nano
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300
2000
Cuadro eléctrico con PLC
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Lenguajes de programación
S_01
S_02
S_01
S_03
Manual
( )
LD
Start
S_01
SFC
Paso_1
Transición_02
Paso_2
Programación con lenguajes
conocidos de PLC
... y lenguaje de alto nivel
IL
LD Entrada_Manual
OR Entrada_Automática
AND Desbloqueo
ST Funcionamiento
LD
Entrada_01
Transición_Fin
IF Data = "EOF" THEN
FOR Index:=1 TO 128 DO
X:=Read_Data(Datenfeld[index]);
IF X > 2500 THEN Alarma:=TRUE;
END_IF;
END_FOR;
END_IF;
ST
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S_01
XOR
S_02
S_03
Tiempo_01
TON
Lámpara
T#12s400ms
FBD
Tiempo actual
Algunos programas de diseño y explotación
Herramientas de simulación
Diseño e instalación de aplicaciones
Desarrollo de funciones C
Tratamiento en lógica difusa
Puesta a punto de programas de autómata
Software SCADA, Servidor OPC
Visualizar, ajustar y gobernar la instalación
Aplicaciones para terminales de operador
Software de comunicaciones
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