Automatización Industrial: Protocolos, Robots y Sistemas de Control

Comunicaciones Industriales

Protocolos

• CAN BUS
• MOD BUS
• ETHERNET
• AS-I

Requisitos

Los sistemas de comunicación industrial deben funcionar en terrenos hostiles, garantizar el tiempo de trabajo, elevar la fiabilidad de la comunicación, permitir el intercambio estructurado de información y realizar tareas como programación, alarmas y monitorización.

Ventajas

Visualización, toma de datos, mejora del rendimiento, intercambio de datos, programación, control de calidad, comunicación entre hombre y máquina, cambios para la evolución, lenguajes de alto nivel.

Bus de Datos

Grupo de procesos que operan de forma autónoma. Cada unidad tiene su propio autómata, lo que permite las comunicaciones.

Ventajas

La máquina no se detiene por un problema en otra línea, y cada unidad es más sencilla y económica.

Desventajas

Es necesario realizar un estudio previo.

Pirámide de Automatización

1. Nivel de sensores y actuadores (sensores, actuadores, redes de comunicación)
2. Nivel de campo y procesos (PLC, elementos que gestionan lo anterior)
3. Nivel de control (SCADA)
4. Nivel de gestión (ordenadores)

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)

Supervisa, es un conjunto de hardware y software, comparte datos, mejora la comunicación y es una parte integral. Maneja datos analógicos, digitales y de impulsos.

Requisitos

Deben ser sistemas de arquitectura abierta, comunicarse fácilmente y tener un programa sencillo.

Programas SCADA más conocidos

Aimax, CUBE, FIX, Lookout.

Módulos de un SCADA

1. Configuración
2. Interface gráfica del ordenador
3. Módulo de proceso (visualización y operación de mando)
4. Gestión y archivo de datos

Procesos de Supervisión y Mantenimiento

Humano, con herramientas, proceso de trabajo y redes de comunicación.

Tipos de Procesos Automáticos

Lineales, cíclicos, manipulador, robot y robot industriales.

Aspectos Fundamentales de un Robot

Grados de libertad, espacio, precisión, capacidad, velocidad, tipos de actuadores y especialidad.

Robot

Elementos: sistema de control, conjunto de mecanismo, software, herramientas y entorno.

Características

Flexibilidad, capacidad y sistema de control.

Atributos

Movilidad, gobernabilidad y autonomía.

Tipos de Actuadores

Hidráulico, neumático y eléctrico.

Características

Potencia, contabilidad, peso, precisión, movimiento y velocidad.

Sensores

Internos y externos.

Funciones de los Robots Industriales

Desplazamiento, ensamblaje, pinturas, adhesivos, cortes, transportes…

Sistemas de Regulación Programable

Microordenadores, PLC (fiabilidad, mejora de control, introducir cambios, controla, protege, reduce el riesgo y aumenta la seguridad), microprocesadores.

Controladores de Procesos

Secuenciales y PID. La acción de control es realizada de tres tipos: proporcional, integral y derivativo.

Clasificación de Mando

Pulsadores, interruptores, selectores y potenciómetros.

Sensores

Finales de carrera, de color, proximidad, temperatura, posición, velocidad, nivel, código de barras y visión artificial.

Tipos de Sensores

• Detectores electrónicos de proximidad:
  • Magnéticos y reed
  • Detectores inductivos
  • Capacitivos
  • Ópticos
  • De color y marcas
• Electrónicos a distancias:
  • Posición
  • Posición óptico
  • Por ultrasonido
• Sensores de presión y fuerza:
  • Presostato
  • Presión
  • Fuerza
  • Piezoeléctrico
• Sensores de temperatura:
  • Sonda de temperatura
  • Termistores
  • Termopares
  • Termostato
• Sensores de velocidad:
  • Encoder
  • Resolver
• Detector de nivel:
  • Medición de nivel límite
  • Medición continua

Se clasifican en actuadores y preactuadores.

Estructura de un PLC

CPU, memoria, unidades de entrada y salida de datos, interfaces, equipos o unidades de control, ciclo de trabajo de los PLCs.

Tipos de Lenguajes

LD o KOP / IL o AWL

Sistema de Control

Propio, accionadores, sistemas E/S.

Conjunto Mecánico

Accionadores, cinemática, sensores internos.

Herramientas y Accionamiento

Presión, soldadura, corte, succión, mecanizado.

Entorno Inmediato

Coordinación, sensores y seguridad.

Software de Configuración y Programación