Sistemas Automatizados: Conceptos Clave, PLCs y SCADA

Sistema Automatizado

Aquel que es capaz de forma automática, dando lugar a las acciones adecuadas para la cual ha sido diseñada.

Objetivos de la Automatización

La automatización busca:

• Mejorar la productividad, reduciendo los costes de producción y mejorando la calidad.
• Mejorar las condiciones de trabajo del personal, suprimiendo los trabajos penosos y mejorando la seguridad.
• Realizar operaciones imposibles de controlar intelectual o manualmente.
• Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo proveer las cantidades necesarias en el momento preciso.
• Simplificar el mantenimiento, de forma que el operario no requiera grandes conocimientos para la manipulación del proceso productivo.
• Integrar la gestión y producción.

Componentes Clave de un Sistema Automatizado

• Máquina: Donde se produce el proceso.
• Elementos de Mando y Control: Elementos de cálculo y control que supervisan el proceso.
• Actuadores: Elementos capaces de producir un efecto sobre el proceso.
• Sensores: Elementos que captan la parte física del proceso y producen una señal eléctrica en función de estas propiedades.

Definición de Autómata Programable (PLC)

Es un equipo electrónico diseñado para controlar en tiempo real y en un ambiente industrial procesos secuenciales.

Ventajas del Autómata

• Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos.
• Posibilidad de modificaciones sin necesidad de cambiar el cableado.
• Mínimo espacio de ocupación.
• Economía de mantenimiento.
• Posibilidad de gobernar varias máquinas con un solo autómata.
• Menor tiempo para la puesta en marcha del proceso.
• El autómata sigue siendo útil para otra máquina.

Inconvenientes del Autómata

• Hace falta un programador.
• Requiere un estudio de los costes iniciales.

Partes Principales de un Autómata

• Parte de Mando: Suele ser el autómata mismo.
• Parte Operativa: Es la parte que actúa sobre la máquina.

Tipos de Sensores

Según su salida:

• Binarios: Detectores de dos posibles valores (ej. encendido/apagado).
• Continuos: Salida proporcional a la magnitud que miden (ej. temperatura, presión).

Funciones Básicas del Autómata

• Detección
• Mando
• Diálogo
• Programación

Estructura Interna de un Autómata

• CPU (Unidad Central de Procesamiento)
• Módulos de Entradas y Salidas
• Memoria Operativa
• Fuente de Alimentación
• Interfaz
• Consola de Programación
• Dispositivos Periféricos

CPU (Unidad Central de Procesamiento)

Es la parte inteligente del sistema. Sus funciones incluyen:

• Controla el proceso.
• Consulta el estado de las entradas.
• Interpreta las instrucciones del programa de usuario.
• En función de las entradas, ejecuta las salidas.

Conceptos de Sistemas Automatizados

Se distinguen dos tecnologías principales:

• Tecnología Cableada:
  • Relés
  • Módulo Lógico
  • Tarjeta Electrónica
• Tecnología Centralizada:
  • Ordenadores Industriales
  • Autómatas Programables (PLCs)

Control en Bucle Cerrado

Este tipo de control incorpora sensores, lo que le permite corregir sus acciones basándose en la retroalimentación del proceso.

Tipos de Control de Sistema

• Sistema Secuencial: Utiliza variables binarias, sensores binarios y actuadores de tipo "todo o nada".
• Sistema Continuo: Los detectores y actuadores toman valores arbitrarios, permitiendo valores intermedios para un control más preciso.

Módulos de un Sistema SCADA

• Configuración: Permite al usuario definir el entorno de trabajo.
• Interfaz Gráfica del Operador: Proporciona las funciones de control y supervisión.
• Módulo de Proceso: Ejecuta las acciones de mando programadas.
• Gestión y Archivo de Datos: Se encarga de archivar y guardar los datos históricos y en tiempo real.
• Comunicación: Se encarga de la transferencia de la información entre los diferentes componentes del sistema.

¿Qué es un Sistema SCADA?

Es una aplicación software diseñada para funcionar sobre ordenadores. Sus características principales son:

• Proporciona comunicación con los dispositivos de campo.
• Controla el proceso de forma automática desde la pantalla del ordenador.
• Todo se ejecuta en tiempo real.