Automatizacin Industrial (AIS7201)Prof. Christian Nievas Grondona.

Sesin 3:

Control en tiempo real.

IntroduccinControl en tiempo real.Lgicas de control.Controladores (CPUs).

Control en tiempo real.Para automatizar un proceso se puede utilizar cualquier sistema que nos permita actuar sobre las salidas.El control de procesos ha evolucionado con el tiempo y las nuevas herramientas.A lo largo de la historia ha habido diversas formas de implantacin de control industrial.

Control en tiempo real.

Control en tiempo real.

Control en tiempo real.Lgica de controlC.P.U.EntradasSalidasActuadores y SensoresProcesos

Lgica de controlLgica cableada.Lgica neumtica.Lgica esttica discreta.Lgica esttica integrada.Lgica esttica programada.

Lgica de controlLgica Cableada. Primera lgica en usarse y de mayor difusin.

Inicialmente se basa en la interconexin de Rels con los elementos de entrada y salida.

Lgica de controlLgica Cableada. Dispositivos:Rels de conmutacin.Contactores.Rels de funciones lgicas.Temporizadores.Etc.

Lgica de controlLgica Cableada. Ventajas:Sencillez de implementacin.

Sistemas de bajo costo.

Lgica de controlLgica Cableada. Desventajas:Gran volumen ocupado por el automatismo.Esquemas de interconexin difciles de apreciar.Manutencin recurrente y difcil.

Lgica de controlLgica Neumtica. Se basa en usar sistemas neumticos para automatizar el proceso.De igual manera, es reemplazable por sistemas hidrulicos, dependiendo de la potencia

Lgica de controlLgica Neumtica. Dispositivos:Vlvulas distribuidoras.Detectores.Pulsadores.Pilotos neumticos.Cilindros neumticos.Etc.

Lgica de controlLgica Neumtica.

Ventajas:No se ve afectada por interferencias electromagnticas.

Lgica de controlLgica Neumtica.

Desventajas:Necesita mucho espacio.Crea un nivel de ruido importante.Distribucin de aire comprimido es ms compleja que distribucin elctrica.Necesita una manutencin recurrente.

Lgica de controlLgica Esttica Discreta.

Se utilizan circuitos electrnicos de estado slido para el control.

Diseo y aplicacin de puertas lgicas electrnicas.

Lgica de controlLgica Esttica Discreta.

Dispositivos:Resistencias.Transistores.Diodos.Etc.

Lgica de controlLgica Esttica Discreta.

Ventajas:Simplificaron el montaje del sistema lgico de control.Importante reduccin de volumen.Sin contactos mviles que pudiesen desgastarse.

Lgica de controlLgica Esttica Discreta.

Desventajas:Se precisa un elemento intermedio para intercambiar niveles de potencia entre los actuadores/sensores y los dispositivos electrnicos.

Lgica de controlLgica Esttica Integrada.

Aparicin de los circuitos integrados (chips) de menor volumen.Dos familias de C.I. lgicos:TTL (lgica de 5 volts)CMOS (lgica de 12 volts)

Lgica de controlLgica Esttica Integrada.

Dispositivos.Puertas lgicas.Selectores.Temporizadores.Contadores.Decodificadores.Etc.

Lgica de controlLgica Esttica Integrada.

Ventajas:Reducen an ms el volumen de la lgica de control.Los costos se hacen cada vez ms bajos con esta lgica.Manutencin no tan esencial como los casos anteriores.

Lgica de controlLgica Esttica Integrada.

Desventajas:Necesidad de convertidores anlogos a digital (ADC) y viceversa (DAC).Imposibilidad de modificacin de estos circuitos.

Lgica de controlLgica Esttica Programada.

Lgica final, que posee todas las ventajas de las anteriores ms nuevas.Basados en procesadores y controladores.

Lgica de controlLgica Esttica Programada.

Dispositivos.procesadores y controladores.Computadores.PLCs.DSPS.Etc.

Lgica de controlLgica Esttica Programada.

Ventajas:Volumen reducido.Modificacin de la lgica interna.Preparados para funcionar en ambientes industriales.Capacitado para realizar clculos complejos.

Lgica de controlLgica Esttica Programada.

Desventajas:Necesidad de convertidores anlogos a digital (ADC) y viceversa (DAC).Se necesita personal capacitado para la programacin, modificacin y manutencin de estos equipos.

Lgica de controlFinalmente:Lgica cableada.Lgica neumtica.Lgica esttica discreta.Lgica esttica integrada.Lgica esttica programada.

Lgica de controlFinalmente:Lgica cableada.Lgica neumtica.Lgica esttica discreta.Lgica esttica integrada.Lgica esttica programadaLgica de control ms utilizada:PLC + Ladder

Lgica cableada + programadaLa utilizacin por largo tiempo de la lgica cableada llev a mantener el tipo de simbologa y funciones bsicas.

Lgica cableada + programadaPor esto se llev a implementar en los dispositivos de lgica programada, lenguajes de programacin basado en esta simbologa.

Lgica cableada + programadaEjemplo:Lenguaje de programacin Ladder.

Control en tiempo real.

Control en tiempo real.Lgica de controlC.P.U.EntradasSalidasActuadores y SensoresProcesos

Unidad Central de Procesamiento (CPU)Computadores (software).Labview.

PLCs.Ladder.Grafcet.

Computadores (software)Utilizados mayormente en procesos de menor envergadura y sin polticas de seguridad.

Computadores (software)Principal desventaja es la inestabilidad del sistema computacional o de su sistema operativo.

Computadores (software)Existen diversos programas para controlar procesos, pero el ms utilizado es el programa LabView de National Instruments.

Computadores (software)LabView: Es una herramienta grfica para pruebas, control y diseo mediante la programacin computacional, que permite controlar entradas y salidas digitales de un proceso. El lenguaje que usa se llama lenguaje G.

Computadores (software)LabView: Los programas desarrollados con LabView se llaman Instrumentos Virtuales (VI), lo que da una idea de su uso en origen: el control de instrumentos.

Computadores (software)LabView: Su principal caracterstica es la facilidad de uso, vlido para programadores profesionales como para personas con pocos conocimientos en programacin pueden hacer (programas) relativamente complejos .

Computadores (software)LabView: Interfaces de comunicaciones: Puerto serie (COM y USB).Puerto paralelo.TCP/IP, UDP, DataSocket.Irda .Bluetooth.

Computadores (software)LabView: Capacidad de interactuar con otros lenguajes y aplicaciones:DLL: libreras de funciones..NETActiveX.MultiSim.Matlab/Simulink.AutoCAD, SolidWorks, etc

Computadores (software)

Computadores (software)

Computadores (software)

Controladores lgicos programables (PLC)Diseados para procesos de mayor envergadura industrial.Sistemas ms confiables y estables.

Controladores lgicos programables (PLC)Adaptados a un amplio rango de tareas de automatizacin. Aplicaciones hechos a la medida del sistema.

Controladores lgicos programables (PLC)Capacidad de E/S de PLCs Modulares.

Controladores lgicos programables (PLC)Capacidad de E/S de PLCs Modulares.

Controladores lgicos programables (PLC)Comunicaciones.RS232.RS485.RS422.Ethernet.ModBus.CANBus.ProfiBus.

Controladores lgicos programables (PLC)Algunas Marcas.ABB.Koyo. Honeywell. Siemens. Schneider Electric.Omron.Rockwell (Allen-Bradley). General Electric.Panasonic (Matsushita).Mitsubishi

Consultas y Contacto

Christian Nievas Grondona.cnievas@ing.uchile.cl