28/10/2016 1

Introducción a la

Automatización

Ing. Fredy Borjas Zúñiga

fborjasz@usmp.pe

CONCEPTO DE AUTOMATIZACION

Automatización es el procedimiento por el

cual un sistema trabaja óptimamente y sin

intervención del ser humano, de acuerdo a

un diseño .

¿POR QUÉ

AUTOMATIZAMOS?

EVITAR TAREAS TEDIOSAS PARA EL SER

HUMANO.

ABARATAR COSTOS DE PRODUCCIÓN.

INCREMENTAR LA CALIDAD DE LOS

PRODUCTOS (ESTANDARIZACIÓN).

ACORTAR LOS TIEMPOS DE INTRODUCCIÓN

DE UN NUEVO PRODUCTO EN EL MERCADO.

¿DESDE CUANDO

AUTOMATIZAMOS?

• Un magnifico ejemplo de la época fue el Gallo de Estrasburgo que

funciono desde 1352 hasta 1789. Este es el autómata mas antiguo

que se conserva en la actualidad, formaba parte del reloj de la

catedral de Estrasburgo y al dar las horas movía el pico y las alas.

• El relojero suizo Pierre Jaquet Droz (1721-1790) y sus hijos Henri-Louis y

Jaquet construyeron diversos muñecos capaces de escribir (1770), dibujar

(1772) y tocar diversas melodías en un órgano (1773). Estos se conservan

en el museo de Arte e Historia de Neuchatel, Suiza.

PROCESO ACTUADORES

SENSORES

CONTROL

IHM ESQUEMA DE UN

SISTEMA DE

AUTOMATIZACION

SENSORES

SENSORES

Concepto de Sensor

Un sensor es un dispositivo que capta magnitudes físicas, y entrega una señal de salida eléctrica que es proporcional de la variable medida.

TIPOS DE SENSORES

TIPOS DE SENSORES

Sensores de temperatura : bimetales

TIPOS DE SENSORES

Sensores termoeléctricos: Termopares.

TERMOPAR

TIPOS DE SENSORES

Detectores de temperatura resistivos (RTD).

TIPOS DE SENSORES

Termistores.

Temperatura del μP

TIPOS DE SENSORES

Fotorresistencias (LDR).

Símbolo.

Modelo económico, encapsulado de plástico.

LDR

TIPOS DE SENSORES

Sensores capacitivos.

TIPOS DE SENSORES

Sensores inductivos.

INDUCTIVO Reluctancia Foucault

LVDT

SENSORES TODO O NADA

Detectores Fotoeléctricos: Aplicaciones

SENSORES TODO O NADA

Detectores Fotoeléctricos: Aplicaciones

SENSORES TODO O NADA

Finales de Carrera:

TIPOS DE SENSORES

• Sensores Fotovoltaicos.

Los detectores fotovoltaicos se emplean tanto en aplicaciones donde se mide la luz como en implicaciones donde la luz se emplea como medio para detectar otra magnitud. Se aplica a instrumentación analítica: fotómetros de llama, espectrofotómetros, colorímetros, etc.

TIPOS DE SENSORES

Sensores electroquímicos.

ELECTROQUIMICO

TIPOS DE SENSORES

• Codificadores de posición.

ACTUADORES

ASPECTOS GENERALES

Accionadores o Actuadores

Están acoplados a maquinas para realizar movimientos, calentamientos, etc.; son por ejemplo motores de corriente continua, motores de corriente alterna, cilindros neumáticos y otros.

MOTOR CILINDRO RESISTENCIAS LAMPARAS

ASPECTOS GENERALES

Principales tipos de Accionamientos: Accionamientos eléctricos.

Utilizan como fuente de energía la eléctrica y toman muy diferentes formas como son: válvulas eléctricas, motores eléctricos de velocidad variable, motores de velocidad fija, resistencias de calentamiento, cabezas de soldadura, cabeza de corte por láser. Los motores eléctricos son adecuados para movimientos angulares y en el control de velocidad de ejes.

Accionamientos neumáticos.

Utilizan como fuente de energía el aire comprimido. El aire comprimido se obtiene por medio de un grupo comprensor, y luego se distribuye por la fabrica a las maquinas que lo utilicen. Los accionamientos neumáticos son principalmente cilindros. Son adecuados para aplicarlos en movimientos lineales cortos que se producen, por ejemplo, en operaciones de transferencia, ensamblajes, aprietes, marcados.

Accionamientos hidráulicos.

Solo se utilizan cuando los esfuerzos a desarrollar son muy importantes (prensa de corte, etc.) o cuando velocidades lentas deben ser controladas con precisión.

INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL

Computadora

Dispositivo DAQ

Bloque de Terminales

Sensores

INSTRUMENTACION VIRTUAL

INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL

INSTRUMENTACION VIRTUAL

LabVIEW

Tecnología Electrónica aplicada en la

Automatización

• Controlador Lógico Programable (PLC).

• Microcontrolador.

El PLC como alternativa

al automatismo

PLC

Controlador Lógico Programable

PLC

PLC: Equipo electrónico inteligente diseñado en base a

microprocesadores, que consta de unidades o módulos

que cumplen funciones especificas, tales como, una

unidad central de procesamiento que se encarga de casi

todo el control del sistema, módulos que permiten

recibir información de todos los sensores y comandar

todos los actuadores del sistema.

El PLC es utilizado para automatizar sistemas electricos,

electrónicos,neumáticos e hidráulicos de control discreto y análogo. Posee

la capacidad para integrarse con otros equipos a través de redes de comunicación

Edificios

privados

Construcción

Industria

Aplicaciones vista general

Sistema de llenado

de tanques

ej. bebidas , Granos

Capacidad de contaje

Control de nivel.

APLICACIONES

LENGUAJES DE PROGRAMACION

MARCAS DE PLC

GERARQUIA PLC SIEMENS

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Qué es un Microcontrolador ?

Es un circuito integrado programable que

contiene todos los componentes de un

computador. Se emplea para controlar el

funcinamiento de una tarea determinada y,

debido a su reducido tamaño, suele ir

incorporado en el propio dispositivo que lo

gobierna.

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Automatización con

Microcontroladores

Si no se tiene presupuesto necesario

para automatizar un proceso

determinado o porque dicha

aplicación no requiere de sistemas

avanzados como son los PLCs, el

sistema encargado del proceso puede

ser un Microcontrolador. Con estos

dispositivos es posible implementar

desde sistemas automáticos sencillos

hasta sistemas complejos.

43

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Microcontrolador PIC 16F877

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UCP

BUS DE

DIRECCIONES

BUS DE DATOS

MEMORIA DE

INSTRUCCIONES

MEMORIA DE

DATOS BUS DE DIRECCION

DE INSTRUCCIONES

BUS DIRECCION

DE DATOS

1K x 14 512 x 8

ARQUITECTURA HARVARD

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30%

15%

10%

27%

18%

AUTOMOCION

INDUSTRIA

COMPUTADORES

COMUNICACIONES

CONSUMO

USO DE MICROCONTROLADORES POR SECTORES

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HERRAMIENTAS DE DESARROLLO

•SOFTWARE

•HARDWARE

48

SOFTWARE - MPLAB

49

SOFTWARE - MPLAB

50

HARDWARE

PROGRAMADOR DE

MICROCONTROLADORES

51

HARDWARE

SIMULADORES EN TIEMPO REAL

EMULADOR

DEPURADORES

52

Procesadores ActuadoresSensores

SISTEMA BASICO DE AUTOMATIZACIÓN

53

AUTOMATIZACIÓN DE UN DESTILADOR

54

PLANO ESQUEMÁTICO DEL

PROYECTO DESTILADOR

55

DIAGRAMA DE FLUJO

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57

EDICIÓN

PROGRAMA FUENTE

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SET DE INSTRUCCIONES

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SIMULACIÓN

61

INTERFACE HOMBRE - MAQUINA

62

SENSORES

SENSOR DE GRADOS ALCOHÓLICOS

SENSOR DE PH

63

ACTUADORES

64

DESTILADOR AUTOMATIZADO

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“ LA IMAGINACIÓN ES EL LIMITE ..... ”

MUCHAS GRACIAS