Facultad de Ingeniera - Universidad Rafael Landvar Boletn Electrnico No. 10

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AUTOMATIZACIN INDUSTRIAL: REAS DE APLICACIN PARA INGENIERA [1]

Por Ing. Carlos Ruedas, cruedas@intecap.org.gt

RESUMEN Dentro del campo de la produccin industrial, desde los inicios de la era industrial hasta la actualidad, la automatizacin ha pasado de ser una herramienta de trabajo deseable a una herramienta indispensable para competir en el mercado globalizado. Ningn empresario puede omitir la automatizacin de sus procesos para aumentar la calidad de sus productos, reducir los tiempos de produccin, realizar tareas complejas, reducir los desperdicios o las piezas mal fabricadas y especialmente aumentar la rentabilidad. El autor, experto en el tema, present a los estudiantes de ingeniera de la Universidad Rafael Landvar los principales aspectos que el control y automatizacin de procesos conlleva enfatizando en la posibilidad de realizar investigacin aplicada en cada uno de los diversos campos que esta disciplina incluye. DESCRIPTORES Automatizacin. Niveles de automatizacin. Dispositivos de control. Controladores. Sistema SCADA. ABSTRACT Industrial production, since industrial era beginning up to our days, includes automation of processes which has become from a merely wish to an indispensable tool to be used for competing in globalize markets. No one industrial investor can skip automation from all his production processes to increase product quality, processing time reduction, complex tasks achievement, waste or bad manufactured pieces reduction and specially increasing profitability. Author, an expert on automation field, presented to students of School of Engineer of Universidad Rafael Landvar main aspects control and automation of processes include, emphasising on applied research possibilities could be realized on any of multiple aspects control include. KEYWORDS Automation. Automation levels. Control devices. Controller. SCADA System.

[1] Conferencia dictada por el autor el 12 de agosto en el Auditorio de la Universidad Rafael Landvar,

dentro del ciclo preparatorio para el Congreso de Estudiantes de Ingeniera Industrial y Mecnica Industrial 2008 (EMI-2008).

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CONFERENCISTA: Carlos Ruedas

AUTOMATIZACION INDUSTRIALAREAS DE APLICACIN PARA LA

CARRERA DE INGENIERIA

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OBJETIVOS

Fortalecer acadmicamente al estudiante en los temas de automatizacin creando nuevos conceptos y desarrollando en los estudiantes nuevas herramientas de aplicacin en la carrera de Ingeniera

CONTENIDO A DESARROLLAR

Automatizacin Industrial Tecnologa utilizadas Nuevos conceptos reas de aplicacin

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INTRODUCCION A LA AUTOMATIZACION INDUSTRIAL

Dentro del campo de la produccin industrial, la automatizacinha pasado de ser una herramienta de trabajo deseable a unaherramienta indispensable para competir en el mercadoglobalizado. Ningn empresario toma a la ligera la automatizacin de sus procesos para aumentar la calidad de susproductos, reducir los tiempos de produccin, realizar tareascomplejas, reducir los desperdicios o las piezas mal fabricadas ysobre todo AUMENTAR LA RENTABILIDAD.

la historia de la automatizacin comienza con la introduccin delas mquinas (mecanizacin) para producir grandes cantidades,para lo cual era imprescindible dividir el trabajo en tareas mspequeas y sencillas. La mecanizacin a gran escala dio lugar alcomienzo de la automatizacin.

PREHISTORIA: invencin de herramientas para la caza, la confeccin, la construccin, la agricultura, etc.

EDAD MEDIA: invencin de mquinas simples

REVOLUCIN INDUSTRIAL: Divisin del trabajo en tareas simples

ORIGENES

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ORIGENES

Sustituir una forma de esfuerzo en otra que fuera manejada por el ser humano

Sustituir formas naturales de energa renovable por energa humana

Introduccin de mecanismos como fuentes de poder artificiales

Computadoras digitales Robtica Industrial Sistemas Integrados (Mecatrnica)

DEFINICION DE AUTOMATIZACION INDUSTRIAL

Uso de sistemas o elementos computarizados para controlar maquinarias y/o procesos industriales substituyendo a operadores humanos

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CLASIFICACION DE LA AUTOMATIZACION

Automatizacin de fabrica Empaquetadoras Clasificadoras Ensambladoras

Automatizacin de procesos Ingenios azucareros Petroleras Explotacin de minas

OBJETIVOS DE LA AUTOMATIZACION

Reducir la mano de obra Simplificar el trabajo Mayor eficiencia Disminucin de piezas defectuosas Mayor Calidad Incremento de la productividad y competitividad Control de calidad mas estrecho Integracin con sistemas empresariales

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NIVELES DE AUTOMATIZACION

Operacin manual: Se elaboran piezas sin recurrir a mquinas. El ser humano realiza las operaciones usando herramientas. Es responsable de seguir el orden correcto de operaciones.

Dar forma a una pieza con lima.

NIVELES DE AUTOMATIZACION

Mecanizado: La mquina realiza la operacin, sin embargo el ser humano opera la mquina y es responsable de seguir la secuencia de operaciones.

Mecanizado de piezas con torno convencional.

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NIVELESAutomatizacin parcial:

La mquina realiza varias operaciones en secuencia y de forma autnoma, pero necesita de la intervencin humana para poner y retirar piezas.

Dobladora automtica.

NIVELESAutomatizacin total:

la mquina es totalmente autnoma. No necesita intervencin humana. El operador realiza tareas de supervisin y

mantenimiento preventivo.

Centro de maquinado con alimentador automtico.

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NIVELES

Integracin:

Todas las mquinas estn interconectadas y trabajan cooperativamente. La intervencin humana es requerida a nivel gestin y planeacin estratgica.

TECNOLOGIAS EN LA AUTOMATIZACION INDUSTRIAL

Elctrica y Electrnica Neumtica Hidrulica Control automtico Informtica Industrial Comunicacin

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PIRAMIDE DE LA AUTOMATIZACION

DISEO

DISEO ASISTIDO POR COMPUTADORA (CAD)Actividad de diseo que involucra el usoeficiente de la computadora para crear, modificary documentar un diseo y esta asociado con eluso de sistema de grficos computarizadosinteractivos para realizar el proceso de diseo.

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DISEO, MANUFACTURA E INGERIERIA ASISTIDA POR COMPUTADORA

MANUFACTURA ASISTIDA POR COMPUTADORA (CAM)

Uso eficiente de la tecnologa computacional para planear, manejar y controlar la funcin de manufactura.

SENSORES Y TRANSDUCTORES

TIPOS Inductivos Capacitivos pticos Magnticos Ultrasnico

APLICACIONES Presencia Nivel Presin Temperatura Flujo PH

Elementos que convierten magnitudes fsicas en magnitudes elctricas, que luego son transferidas a la parte de mando, para as conocer el estado del sistema.

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ACTUADORESNeumticos Hidrulicos - Elctricos

Transforman la energa en trabajo Fuerza lineal o giratoria Movimiento lineal o giratorio Capacidad de regulacin Acumulacin de energa y

transporte Aspectos ambientales Costes de energa

CONTROLADORES

La tecnologa de Control Industrial es una de laspartes fundamentales para llevar a cabo lo que sellama Automatizacin Industrial

Integrando elementos como:Sensores (electrnica)Actuadores (hidrulicos o neumticos)PLC (Controladores Lgicos Programables)o dispositivos de control automtico con lasmaquinas, herramientas y el recurso humano enuna planta productiva se llega a desarrollar lo quese llama un proceso productivo automatizado

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PLCControlador Lgico

Programable Entradas Proceso Salida Almacenamiento

Temporizadores Contadores Comparadores Operaciones

numricas Funciones especiales Comunicacin

PROCESO PRODUCTIVO AUTOMATIZADO

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Sistemas SCADASupervisory Control And Data Adquisition

Por medio de PCs o Paneles de Operador HMI (Human Machine

Interfase) Alarmas Tendencias Seguridad Bases de datos

COMUNICACIN INDUSTRIAL

Topologas de red Bus, estrella, anillo, etc.

Protocolos de comunicacin Protocolos propietarios (CC Link) Protocolos abiertos (Profibus, AS-I, ControlNet)

Estndares elctricos y de comunicacin RS-232, RS-485

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COMUNICACIN INDUSTRIAL

Station MMI

Modular I/O

Block I/O Micro Drive Motor Starter

Maintenance PC

Nivel de Informacin

Nivel de dispositivos

24vdc

509 -BOD

Nivel de control

Gateway or Linking Device

Programmable Device Support PC

Micro PLC

Operator Interface

Drive

Servo

Gateway or Linking Device

Desktop PC

Controller

INFORMATICA INDUSTRIAL

El movimiento eficiente de la informacin que se genere sobre el proceso:La captura Su procesamiento Almacenamiento

y la utilizacin en tiempo real de esta, al tener lainformacin disponible y con la evolucin de lastecnologas de comunicacin nos permiten llegar aaplicar el concepto de manufactura en Internet

(emanufacturing) que esta ligado al proceso denegocios en Internet (e-bussines).

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SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA

Un sistema flexible de manufactura consiste en ungrupo de estaciones de trabajo interconectadas enforma fsica y lgica por medio de sistemasautomticos de manejo de materiales e integradapor una red de procesadores digitales .El sistema regularmente tiene un procesador querealiza la funcin de supervisor del mismo con lafinalidad de tomar decisiones, para que produzcalas metas para las que fue creado a travs de flujode informacin digital y red de computadoras.

CAMPOS DE APLICACION

Embotelladoras Empacadoras Cementeras Industria azucarera Generadoras Ensambladoras de partes Industrial del plstico Plantas de produccin en general

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MECATRONICA Y AUTOMATIZACION INDUSTRIALNuevo concepto de ingeniera

Ingeniera Mecnica

Electrnica

Informtica

Definicin comn:

Mecnica Electrnica

Informtica

Mecatrnica

Ms preciso...

ROBOTICA INDUSTRIAL

DEFINICIONESUn robot es un artefacto mecnico diseado

para mover materiales, partes, herramientas, o artefactos especiales, los movimientos son programados por medio de un procesador digital, para el desempeo de una variedad de tareas.

Un robot es un artefacto automtico que realiza las funciones normalmente atribuido a humanos o una mquina en la forma de un humano.

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IMPORTANCIA EN LA CARRERA DE INGENIERIA

Diseo e implementacin de sensores y actuadores elctricos electrnicos y mecatrnicos para sistemas de medicin y control de parmetros tecnolgicos y magnitudes fsicos de sistemas reales industriales.

Diseo de circuitos Electroneumticos o Electrohidraulicos usados en la industria.

Estudio de los controladores lgicos programables, arquitectura, programacin, conexin, interfaces. Aplicaciones en la industria.

Configuracin de los software de adquisicin de datos para el diseo de sistemas SCADA.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS

Carlos RuedasLaboratorios de Automatizacin Industrial

INTECAP Santa Luca78280100 ext 320

cruedas@intecap.org.gt

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REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS MONOGRAFIAS.COM (2008). Sistemas de

Control. Consultado en: http://www.monografias.com/trabajos11/sisco/sisco.shtml

PYSSA. (2008). Automatizacin Integral de Procesos Industrial. Consultado en: http://www.pyssa.com/es/

WIKIPEDIA. (2008). Controlador lgico

programable. Consultado en: http://es.wikipedia.org/wiki/Controlador_l%C3%B3gico_programable.

UNIVERSIDAD MIGUEL HERNNDEZ. (2008). Introduccin a las redes de comunicacin industriales. Consultado en: http://isa.umh.es/asignaturas/ci/Tema%201.pdf

RUEDAS ESCOBAR, CARLOS MIGUEL

Licenciado en Adminis-tracin de Empresas de del CUNOC-USAC, con especializacin en Au-tomatizacin Industrial del SENA-Colombia, FESTO-Mxico y LAB-VOLT Guatemala y en

Sistemas Informticos de la Universi-dad Politcnica de Hashimoto y la Empresa Hitachi de Japn. Ha sido docente universitario y en instituciones de educacin media, con formacin pedaggica del Instituto Tcnico de Capacitacin INTECAP de Guatemala. Actualmente es Jefe del rea de infor-mtica y laboratorios de automatizacin industrial del Centro de Capacitacin del INTECAP Santa Lucia Cotzumalguapa.

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