VICTOR HUGO IBARRA ORTIZ.ING. EN SISTEMAS COMPUTACIONALES.MATRICULA: 25113172.PROFESOR: DR. JOSÉ BENITO FRANCO URREA.HORARIO: 1-3 HRS.UNIDAD: CENTRO.CUATRIMESTRE: 8VO.

CD. OBREGON, SONORA A 10 DE FEBRERO DE 2014.

INDICE.

1. INTRODUCCIÓN.2. PERFIL DESCRIPTIVO.3. INFORMACIÓN INSTITUCIONAL.4. PRACTICAS EN CLASE.5. TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN.6. EXPOSICIONES EN CLASE.7. REPORTES DE LECTURA.8. CONCEPTOS.9. CONCLUSIÓN.10.BIBLIOGRAFIA.

INTRODUCCIÓN.

La automatización de sistemas es un proceso industrial (máquina, conjunto oequipo industrial) consiste en la incorporación al mismo, de un conjunto deelementos y dispositivos tecnológicos que aseguren su control y buencomportamiento.

Dicho automatismo, en general, ha de ser capaz de reaccionar frente a lassituaciones previstas de antemano, y por el contrario, frente a imponderables,tener como objetivo situar al proceso y a los recursos humanos que lo asisten enuna situación más favorable.

Históricamente, los objetivos de la automatización han sido el procurar lareducción de costes de fabricación, la calidad constante en los medios deproducción, y liberar al ser humano de las tareas tediosas, peligrosas o insalubres.

Sin embargo, desde los años 60, debido a la alta competitividad empresarial y a lainternacionalización creciente de los mercados, estos objetivos han sidoampliamente incrementados.

Téngase en cuenta que como resultado de dicha competencia, cualquier empresaactualmente se ve sometida a grandes y rápidos procesos de cambio en búsquedade su adecuación a las demandas del mercado, neutralización de los avances desu competencia, o, simplemente como maniobra de cambio de estrategia al verseacortado el ciclo de vida de alguno de sus productos.

Esto obliga a mantener medios de producción adecuados que posean una granflexibilidad y puedan modificar oportunamente la estrategia de producción.

La aparición de la microelectrónica y el computador, ha tenido como consecuenciael que sea posible lograr mayores niveles de integración entre el SistemaProductivo y los centros de decisión y política empresarial, permitiendo que laproducción pueda ser contemplada como un flujo de material a través del SistemaProductivo y que interacciona con todas las áreas de la empresa.

Este concepto es la base de la Automatización Integrada - CIM- (ComputerIntegrated Manufacturing ), que tiene como objetivos:

• Reducir los niveles de stock y aumentar su rotación.• Disminuir los costes directos.• Control de los niveles de stock en tiempo real.• Reducir los costes de material.• Aumentar la disponibilidad de las máquinas mediante la reducción de los

tiempos de preparación y puesta a punto * Incrementar la productividad.• Mejorar el control de calidad.• Permitir la rápida introducción de nuevos productos.

• Mejorar el nivel de servicio.En este contexto, lo que se pretende, es que las denominadas islas deautomatización, tales como PLC's, máquinas de control numérico, robots etc. seintegren en un sistema de control jerarquizado que permita la conversión dedecisiones de política empresarial en operaciones de control de bajo nivel.

PERFIL DESCRIPTIVO.

UNIVERSIDAD DEL DESARROLLO PROFESIONAL

Perfil Descriptivo de Clase

Materia: AUTOMATIZACIÓN DE SISTEMAS Ciclo: 2014-2

Maestro: Dr. José Benito Franco Urrea Horario: 13:00-15:00

Objetivo delCurso:

El alumno será capaz de aplicar los principios básicos de programación de dispositivosconfigurables para la automatización de sistemas electromecánicos.

Bibliografía:TIPO TITULO AUTOR EDITORIAL/REVISTA AÑO

.

Libro ATÓMATASPROGRAMABLES YSISTEMAS DEAUTOMATIZACIÓN

EnriqueMandadoPérezJorge MarcosAcevedo

EditorialMarcombo, S.A.

2009

Libro Autómatasprogramables

EduardoGarcía DunnaJosep Balcells

EditorialMarcombo, S.A.

1997

Artículo La automatizacióngarantiza laproductividad y lacalidad.

Douglas C.Montgomery

Artículo 2006

Artículo SISTEMA DEAUTOMATIZACIÓNPARA UNA PLANTAPRODUCTORA DEJABÓN LÍQUIDO

AndrésMauricioZapataGallego

Artículo 2011

Artículo Metodología pararealizar unaautomatizaciónutilizando PLC

JoséGuadalupeCastro Lugo,Juan JoséPadillaYbarra,EduardoRomero A.

Artículo 2003

criterios parala Evaluación

CALIFICACIÓN ORDINARIA (PONDERACIÓN)

Actividadessemanales

30% Examen primer parcial. 15%

Portafolioreaprendizaje

10%Examen segundo

parcial.25%

Trabajosindependientes

20% T O T A L100%

Reglas

1. El alumno es responsable de enterarse de su número de faltas y retardos.

2. El alumno debe contar con un mínimo del 80% de asistencia para tener derecho a su calificación final.

3. El alumno que se sorprenda incurriendo en actos desleales en la elaboración de exámenes, tareas o trabajos, obtendrá cero (0) decalificación en el trabajo, tarea y/o examen

4. Es responsabilidad del estudiante hablar inmediatamente con el maestro cuando tenga problemas con el material de clase, suscalificaciones, etc. De esta manera evitaremos problemas en el fin del ciclo.

5. Sólo se justifican inasistencias si son autorizadas por la coordinación académica bajo el procedimiento correspondiente

6. Se tomara asistencia al iniciar la clase.

7. Prohibido utilizar teléfonos celulares y/o aparatos electrónicos dentro del aula.

8. La clase es de 100 minutos efectivos.

9. La clase inicia a la hora en punto

10. No se permiten alimentos ni bebidas dentro del aula.

11. Deberá presentar su Carnet de Pago, expedido por su coordinador administrativo, para la autorización de recepción detrabajos finales y la aplicación de exámenes en la última semana del módulo.

Calendarización

Sesión Fecha Tema

1 13/10/2014

1. Presentación del programa de curso.2. Inducción a la materia.3. Formación de equipos y asignación de los temas para exposición de losalumnos.4. Exposición en PowerPoint de los temas (Maestro).5. Análisis y reflexión de los temas por parte del alumno, dudas de clase.6. Directrices para elaborar el portafolio de alumno y el proyecto final.7. Instalación del software TLP LogixPro Simulator versión 1.61. En equipos dellaboratorio y/o de estudiantes.

2 14/01/20141. Introducción

1.1. Conceptos generales.

Instalación del software TLP LogixPro Simulator versión 1.61. En equipos dellaboratorio y/o de estudiantes.

3 15/01/20141.2. Definición de los conceptos básicos de la simulación.

1.3. Factores a considerar en el desarrollo del modelo de simulación.

4 16/01/2014

1.2. Finalidad de la automatización1.3. Software y HardwareExposición Equipo #1: Artículo “La automatización garantiza la productividad y lacalidad.”

5 20/01/2014

Exposición en PowerPoint de los temas (Maestro).Análisis y reflexión de los temas por parte del alumno, dudas de clase2.Servomecanismos y contactores2.1. Parámetros generales

6 21/01/2014Exposición equipo #2 “Metodología para realizar una automatización utilizando

PLC”.2.2. Símbolos y convenciones.

7 22/01/2014Exposición en PowerPoint de los temas (Maestro).Análisis y reflexión de los temas por parte del alumno, dudas de clase2.3 Clasificación.

8 23/01/2014Exposición en PowerPoint de los temas (Maestro).

Análisis y reflexión de los temas por parte del alumno, dudas de clase2.4. Conexiones básicas.

9 27/01/20143. Dispositivos de potencia.Ejercicios prácticos en el softwareLogixpro Simulator.

10 28/01/2014

Exposición en PowerPoint de los temas (Maestro).Análisis y reflexión de los temas por parte del alumno, dudas de clase3.1. Rectificador de silicio controlado (SCR)3.2. Circuitos simples.Equipo #3: Artículo “SISTEMA DE AUTOMATIZACIÓN PARA UNA PLANTAPRODUCTORA DE JABÓN LÍQUIDO”

11 29/01/2014

Exposición en PowerPoint de los temas (Maestro).Análisis y reflexión de los temas por parte del alumno, dudas de clase3.3. Control de fase del SCR.3.4. TRIAC.3.5. Circuitos básicos.

12 30/01/2014 EXAMEN PRIMER PARCIAL

13 03/02/20144. Controladores lógicos programables (PLC’s)

4.1. Configuraciones típicas de un sistema basado en PLC’s.

14 04/02/20144.2. Descripción de las diferentes gamas de PLC´s.

4.3. Harward interno de un PLC.

15 05/02/20144.5. Módulos especiales.

4.6. Instalación y mantenimiento de un PLCs.

16 06/02/2014 Revisión de portafolio

17 10/02/2014 Revisión proyecto final

18 11/02/2014 Exposición proyecto final19 12/02/2014 EXAMEN SEGUNDO PARCIAL

20 13/02/2014 ENTREGA DE CALIFICACIONES ORDINARIAS

EXAMEN EXTRAORDINARIOS

INFORMACIÓN INSTITUCIONAL.

Misión.

La misión de UNIDEP es formar profesionales de éxito que cuenten con lasactitudes, habilidades y conocimientos que demanda el sector productivo de laregión.

Visión.

La Universidad del Desarrollo Profesional es una institución de educación superiorde calidad, que ofrece programas presenciales y semis presenciales debachillerato, profesional asociado, licenciatura, posgrado, diplomados y cursos enMéxico y en el extranjero.

Se distingue por facilitar a sus egresados la incorporación al mercado de trabajo,apoyada en una estrecha vinculación con el sector productivo y en planes deestudio pertinentes y dinámicos.

Es reconocida por su modelo educativo profesionalizan te, por la flexibilidad de suoferta académica impartida en ciclos continuos y por horarios y cuotas accesibles,acordes a la disponibilidad de tiempo y recursos económicos del alumno.

Cuenta con profesores de amplia experiencia profesional y educativa. Susinstalaciones dentro de la ciudad permiten el fácil acceso.

Cuenta con un modelo de administración sistematizado, participativo, operado porpersonal que es recompensado por su desempeño efectivo que le permitemaximizar las aportaciones de sus socios y mantener finanzas sanas.

VALORES UNIDEP:

Lealtad: Los integrantes de la comunidad universitaria consideramos la fidelidadcomo un valor excelso que enaltecemos en nuestro quehacer diario.Justicia: Los integrantes de la comunidad universitaria actuamos con la constantey perpetua voluntad de dar a cada cual lo que le corresponde conforme a susméritos o actos.

Honestidad: Los integrantes de la comunidad universitaria actuamos consinceridad y honradez en nuestras tareas y en congruencia entre lospensamientos, palabras y acciones.

Responsabilidad: Los integrantes de la comunidad universitaria llevamos a cabonuestras actividades con integridad, con sentido del propósito y apegados a losobjetivos institucionales.

Esfuerzo: Los integrantes de la comunidad universitaria usamos nuestra máximaenergía para cumplir con los objetivos trazados.

Creatividad: Los integrantes de la comunidad universitaria resolvemos losproblemas con imaginación, conocimientos y con un espíritu.

PRACTICAS EN CLASE.

Practica de salida normal.

Practica Salida Tipo Bit.

Practica Salida Tipo Latch y Unlatch.

Practica Salida Tipo Relevador.

Practica Temporizador Semaforo.

Practica Temporizador.

Door Simulator.

Llenado de un Silo.

Compresor.

TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN.

TRABAJO No. 1.

PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN.

Transformación significa el resultado de un proceso de cambio de forma. Sucedecuando una cosa, hecho o idea es convertida en otra.

Es la secuencia en etapas que tiene por objeto crear un artículo, con forma ydimensiones definidas y útiles a partir de la materia prima. Las técnicas empleadaspara conseguir la forma final y el acabado por ejemplo de los plásticos dependende tres factores: tiempo, temperatura deformación.

PROCESO DE FABRICACIÓN.

Un proceso de fabricación es el conjunto de operaciones unitarias necesarias paramodificar las características de las materias primas. Dichas características puedenser de naturaleza muy variada tales como la forma, la densidad, la resistencia, eltamaño o la estética.

Para la obtención de un determinado producto serán necesarias multitud deoperaciones individuales de modo que, dependiendo de la escala de observación,puede denominarse proceso tanto al conjunto de operaciones desde la extracciónde los recursos naturales necesarios hasta la venta del producto como a lasrealizadas en un puesto de trabajo con una determinada máquina/herramienta.

PROCESOS DE DISTRIBUCIÓN.

La distribución, en este caso, es el proceso que consiste en hacer llegarfísicamente el producto al consumidor. Para que la distribución sea exitosa, elproducto debe estar a disposición del potencial comprador en el momento y en ellugar indicado.

PROCESOS DE MEDICIÓN Y VERIFICACIÓN.

En un proceso pueden aparecer distintas fuentes de variación. La variación que seobserva al final del mismo será debida al proceso de fabricación y al proceso demedición, es decir, que no se limita a los indicadores (o calibradores ), sino a todotipo de instrumentos de medición , métodos de prueba y medición de otrossistemas. Por tanto, para conocer la variación final, deberemos conocer tanto lavariación del proceso de fabricación como la debida al proceso de medición.

Es la confirmación de que los procesos de una organización cumplen con losrequisitos específicos conforme a una norma o un estándar, mediante laaportación de evidencia objetiva.

A grandes rasgos, se analizan las prácticas implantadas en los procesos de laorganización con el auxilio de cuestionarios y entrevistas acordes con losrequisitos establecidos en la norma aplicable. Con base en los resultadosobtenidos de esta investigación, se determina el nivel de madurez de capacidadesde los procesos verificados según la solicitud de la organización. Al final, se emiteun Dictamen de Conformidad formalizando el resultado obtenido.

CIRCUITO DE POTENCIA.

Circuito de potencia: es el encargado de alimentar al receptor (p.e. motor,calefacción, electro freno, iluminación, etc.). Está compuesto por el contactor(identificado con la letra K), elementos de protección (identificados con la letra Fcomo pueden ser los fusibles F1, relé térmico F2, relés magneto-térmicos, etc.) yun interruptor trifásico general (Q). Dicho circuito estará dimensionado a la tensióne intensidad que necesita el motor. En la figura se muestra el circuito de potenciadel arranque directo de un motor trifásico.

CIRCUITO DE MANDO.

Circuito de mando: es el encargado de controlar el funcionamiento del contactor.Normalmente consta de elementos de mando (pulsadores, interruptores, etc.identificados con la primera letra con una S), elementos de protección, bobinas decontactores, temporizadores y contactos auxiliares. Este circuito está separadoeléctricamente del circuito de potencia, es decir, que ambos circuitos puedentrabajar a tensiones diferentes, por ejemplo, el de potencia a 380 V de c.a. y el demando a 24 V de c.c.

TRABAJO No. 2

CONCEPTO DE ALGEBRA DE BOOLE.

Álgebra de Boole (también llamada álgebra booleana) en informática y matemática, esuna estructura algebraica que esquematiza las operaciones lógicas Y, O , NO y SI (AND, OR,NOT, IF), así como el conjunto de operaciones unión, intersección y complemento.

Los sistemas de control, tales como conectores y relés, utilizan muchos componentes quetienen dos estados muy bien diferenciados: abierto (conduce) o cerrado (no conduce).Éstos se denominan componentes todo o nada, o lógicos.

Dichos estados se representan con los números 1 y 0, lo que facilita el estudio sistemáticodel comportamiento de los componentes lógicos. A su vez, se aplica un conjunto de leyesy propiedades comunes que no tienen relación directa con el tipo de elemento encuestión (no importa si se trata de una puerta lógica, un relé o un transistor).

De acuerdo a todo esto, cualquier componente de tipo todo o nada puede serrepresentado por una variable lógica, lo cual significa queésta podrá presentar el valor 1 o 0. Se llama álgebra deBoole al grupo de leyes y reglas que se tienen en cuenta paraoperar con este tipo de variables; su denominaciónviene del apellido del creador, un matemático inglés autodidacta cuyo nombre de pila eraGeorge y que vivió en el siglo XIX.

George Boole (2 de noviembre de 1815 - 8 de diciembre de 1864) fue un matemático ylógico británico.

TRABAJO No. 3.

CONTACTORES NEUMATICOS:

Se accionan mediante la presión de aire.

CONTACTORES ELECTROMAGNETICOS:

Su accionamiento se realiza a través de un electroimán.

CONTACTORES ELECTROMECANICOS:

Se accionan con ayuda de medios mecánicos.

CONTACTORES HIDRAULICOS:

Se accionan por la presión de aceite para cargar.

CONTACTORES AL AIRE:

En ellos la separación de los polos se hace en el aire y la chispa se apagamediante un diseño especial (cámaras apaga chispas).

CONTACTORES AL ACEITE:

La apertura de los contactos se produce en el seno de un baño de aceite.

CONTACTORES DE CORRIENTE CONTINUA, CONTACTORES DECORRIENTE ALTERNA:

Cabe acotar que estos últimos requieren una construcción de sus contactos ycámaras de arco muy estudiada, pues la corriente no se anula naturalmente y laenergía almacenada magnéticamente se disipa durante el proceso de interrupcióndel circuito.

CONTACTORES DE ALTA TENSION(A PARTIR DE 1000V), CONTACTORESDE BAJA TENSION (HASTA 1000V):

Los elementos de protección se los identifica con la letra F.

EXPOSICIÓN EN CLASE.

REPORTE DE LECTURAS.

REPORTE No 1.

La automatización garantiza productividad y calidad.

La fabricación industrial puede estructurarse en diferentes niveles deautomatización: el primer nivel lo constituye la propia máquina- herramienta,de cuyo control automático es responsable el CNC (Control Numérico porComputadora). El segundo nivel está integrado en el sistema de control del CNC,se trata del PMC (del inglés Programmable Machine Control) o autómataprogramable, que posibilita el funcionamiento fluido del equipo periférico de lamáquina- herramienta. El tercer nivel abarca todo el entorno automatizado de lamáquina, la carga y descarga de la misma, así como tareas adyacentes,como el desbarbado, pulido o limpieza de los componentes. En el cuartonivel de automatización, las máquinas- herramienta, dispositivos de medida y otrosequipamientos son coordinados y monitorizados de modo centralizado. Los datosde producción son recogidos y analizados, permitiendo así optimizar laproducción.

La automatización de la máquina: tareas del CNC.

Los componentes esenciales en la industria del procesamiento del metal son lasmáquinas-herramienta y los centros de procesamiento que, hoy en día, sonprácticamente en su totalidad controlados por CNC.

Concretamente para este tipo de aplicaciones básicas, GE Fanuc Automation hadesarrollado los productos de CNC de nivel básico de la Serie 0i. Estos sistemasde control de CNC son idóneos para conseguir una utilización especialmenteeficaz de tornos, taladradoras, máquinas fresadoras y rectificadoras de pequeñotamaño, así como centros de mecanizado de hasta tres o cuatro ejes.

Por supuesto, “fiabilidad, calidad y productividad” son las cualidades principales enlos más modernos sistemas de control de la gama superior de GE Fanuc, lasSeries 30i/31i/32i. Estos productos de CNC han sido diseñados para satisfacer losrequisitos de máquinas de altas prestaciones, como las máquinas transfergiratorias, centros complejos de torneado/fresado y máquinas multifuncionales,que requieren funciones complejas y extraordinariamente rápidas, capacidad decanales múltiples y de control simultáneo de numerosos ejes. Sin los eficacesproductos de CNC no sería posible la operación de tales máquinas,utilizadas por ejemplo para la fabricación de moldes y herramientas, así como enlas industrias automovilística y aerospacial.

Estos sistemas de control de CNC de alta tecnología contienen un procesador deultra alta velocidad, así como un bus interno de alta velocidad. Además, seencuentran integrados un controlador corriente muy rápido y un encoder con

16.000.000 impulsos por revolución, junto con la interpolación en nanómetros, quese aplica a todo el contorneado.

El PMC asegura un funcionamiento rápido y fiable del equipo periférico.

El PMC es también fundamental para mantener los tiempos de producciónreducidos y, en consecuencia, la productividad elevada. Esta unidad de control dePLC integrada en el CNC se ocupa de controlar el equipo periférico en torno a lamáquina-herramienta como, por ejemplo, el cambio de herramientas, suministrode lubricante de refrigeración, etc. Los sistemas de control de GE Fanuc disponende un PMC integrado con objeto de no cargar al CNC con tareas adicionales.También aumenta la velocidad: para ejecutar los programas de PLC, el PMCsólo requiere 25 nanosegundos por instrucción, con lo que se reducen los tiemposde los procesos auxiliares y se acelera el ciclo de fabricación.

Las cada vez más rápidas y complejas operaciones de mecanizadorepresentan a su vez unas condiciones de creciente exigencia para losoperadores.

También los aspectos relativos a la seguridad cobran mayor importancia. Lafunción “Seguridad con Doble Comprobación” integrada se ocupa de “vigilar” laspuertas protectoras, defensas, cubiertas y otros mecanismos periféricos quecontribuyen a la seguridad. Esta función de seguridad integrada y programablemonitoriza el acceso a la máquina y todos los movimientos que ésta ejecuta.Compara las velocidades actuales de los componentes en movimiento de lamáquina (ejes y cabezales) con los datos de velocidad y posición guardados enlos parámetros de seguridad, que están protegidos contra el acceso no autorizado.En caso necesario y en situaciones de emergencia, el CNC para la máquina.

Los robots automatizan el entorno de la máquina.

Durante la última EMO pudo observarse una clara tendencia hacia laautomatización del entorno de la máquina. En numerosas áreas, los visitantespudieron constatar los avances en automatización por medio de sistemas demanipulación y robots.

Un robot, equipado con un sistema de visión y pinzas accionadas por unservomotor, toma las piezas provistas por el almacén y las coloca en palets que, acontinuación, se cargan en la máquina- herramienta. Tras el procesamiento, elrobot retira las piezas acabadas y las vuelve a depositar en el almacén. Toda laoperación tiene lugar de forma completamente automatizada.

En los últimos tiempos se han desarrollado proyectos de sistemas deprocesamiento consistentes en máquinas-herramienta y robots, en los queademás de FANUC han participado otras empresas.

La extrema importancia de una alta disponibilidad y utilización de la máquina, juntocon una calidad lo más uniforme posible, cuando las máquinas-herramienta seutilizan en países donde los salarios son altos. Además, la fabricación sinintervención humana es esencial para mantener la producción durante periodosprolongados.

La utilización de robots supone un gran avance para el logro de estos objetivos,especialmente si se tiene en cuenta que el coste de los robots va disminuyendo deaño en año. Al igual que los sistemas decontrol de CNC, se convertiránprogresivamente en componentes estándar de automatización en el proceso deproducción.

Los robots como componentes estándar de automatización.

La gran ventaja de los robots es su flexibilidad. Pueden utilizarse para la carga ydescarga de máquinas y, además para tareas como el desbarbado, pulido olimpieza de los componentes. Los sensores y sistemas de visión, que puedenintegrarse en el robot, le proporcionan “ojos”, de forma que puede asir piezas conprecisión e incluso eliminar aquellas que son defectuosas.

Soluciones de automatización para departamentos enteros de producción.

Los robots no sólo se utilizan para operar automáticamente las máquinas-herramienta, sino también para hacerse cargo de gran diversidad de tareascomo, por ejemplo, en los diferentes departamentos de producción de losfabricantes de automóviles y sus empresas proveedoras. Su empleo en lassecciones de ensamblaje y de pintura es sobradamente conocido. Pero los robotstambién son apropiados para conectar máquinas-herramienta con dispositivos demedida y con otras máquinas.

Soluciones de automatización de una única firma.

Otra tendencia en alza: los usuarios desean obtener todos los componentes deautomatización de una única fuente: el sistema de control, los accionamientos y, sies posible, los robots. GE Fanuc y FANUC Robotics responden a esta demanda,ya que todos los productos de FANUC se han concebido como un sistema desdesu comienzo y están óptimamente coordinados entre sí, ofreciendo una paquetede automatización. Esto evita problemas de interconexión, acelera la puesta enmarcha y garantiza un proceso de producción fiable.

REPORTE No. 2.

LOS CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES.

Las fábricas automatizadas deben proporcionar en sus sistemas, altaconfiabilidad, gran eficiencia y flexibilidad. Una de las bases principales de talesfábricas es un dispositivo electrónico llamado Controlador Lógico Programable

(PLC). Este dispositivo fue inicialmente introducido en 1970 y fue evolucionandocon nuevos componentes electrónicos, tales como Microprocesadores de altavelocidad, agregándole funciones especiales para el control de procesos máscomplejos.

Hoy los Controladores Programables son diseñados usando lo último en diseño deMicroprocesadores y circuitería electrónica lo cual proporciona una mayorconfiabilidad en su operación en aplicaciones industriales donde existen peligrosdebido al medio ambiente, alta repetibilidad, altas temperaturas, ruido ambienteo eléctrico, suministro de potencia eléctrica no confiable, vibraciones mecánicas,etc.

AUTOMATISMOS Y AUTOMATIZACIÓN.

Se define como automatismo, al dispositivoeléctrico, electrónico, hidráulico, neumáticos,etc. en una máquina o dispositivo, para lograrque funcione de forma automática.

La forma actual y general para realizar dichosprocesos, es la utilización de PLC´s, del inglés

Programmable Logic Control, dicho en castellano sería Control LógicoProgramable.

Dicho equipo es un elemento electrónico creado para el control de procesossecuenciales, y su lenguaje acapara todas las posibilidades tales como contactosserie, en paralelo, contadores, desplazamientos, temporizadores, y funcionesmuchísimo más complejas.

La visión externa del PLC es de forma robusta dado que tiene que "aguantar"situaciones industriales extremas. Generalmente se diferencian notablemente losterminales de las entradas, salidas, etc., que es de donde recibe y da lainformación necesaria. Existen dos tipos de formato, los compactos y losmodulares. Los compactos se utilizan generalmente, en instalaciones peque- ñasque requieran pocas señales.

Los modulares son conexionados entre sí, mediante cables especiales, conectoreso a través de un chasis, quedando bien diferenciado todos los componentes que loforman, como pueden ser la fuente de alimentación, la CPU, los módulos deentradas y salidas digitales, analógicas, de comunicación, especiales, etc.

HISTORIA DE LOS PLCS.

Los PLC's se introdujeron por primera vez en la industria en 1960aproximadamente. La razón principal de tal hecho fue la necesidad de eliminar elgran costo que se producía al reemplazar el complejo sistema de control basadoen relés y contactores. Bedford Associates propuso algo denominado Controlador

Digital Modular (MODICON, MOdular DIgital CONtroler) a un gran fabricante decoches. Otras compañías propusieron a la vez esquemas basados en ordenador,uno de los cuales estaba basado en el PDP-8. El MODICON 084 resultó ser elprimer PLC del mundo en ser producido comercialmente.

El problema de los relés era que cuando los requerimientos de produccióncambiaban también lo hacía el sistema de control. Esto comenzó a resultarbastante caro cuando los cambios fueron frecuentes. Dado que los relés sondispositivos mecánicos y poseen una vida limitada se requería una estrictamanutención planificada. Por otra parte, a veces se debían realizar conexionesentre cientos o miles de relés, lo que implicaba un enorme esfuerzo de diseño ymantenimiento.

Los "nuevos controladores" debían ser fácilmente programables por ingenieros deplanta o personal de mantenimiento. El tiempo de vida debía ser largo y loscambios en el programa tenían que realizarse de forma sencilla. Finalmente seimponía que trabajaran sin problemas en entornos industriales adversos. La so-lución fue el empleo de técnica de programación familiar y reemplazar los relésmecánicos por relés de estado sólido.

A mediados de los 70 las tecnologías dominantes de los PLC eran máquinas deestado secuencial y CPU basadas en desplazamiento de bit. Los AMD 2901 y2903 fueron muy populares en el Modicon y PLC's A-B.Los microprocesadores convencionales cedieron la potencia necesaria pararesolver de forma rápida y completa la lógica de los pequeños PLC's. Por cadamodelo de microprocesador había un modelo de PLC basado en el mismo. Noobstante, el 2903 fue de los más utilizados.

Las habilidades de comunicación comenzaron a aparecer en 1973aproximadamente. El primer sistema fué el bus Modicon (Modbus). El PLC podíaahora dialogar con otros PLC's y en conjunto podían estar aislados de lasmáquinas que controlaban. Tambien podían enviar y recibir señales de tensiónvariables, entrando en el mundo analógico. Desafortunadamente, la falta de unestándar acompañado con un continuo cambio ha hecho que la comunicación dePLC's sea un maremagnum de sistemas físicos y protocolos incompatibles entresí. No obstante fue una gran década para los PLC's.

En los 80 se produjo un intento deestandarización de las comunicaciones con elprotocolo MAP (Manufacturing AutomationProtocol) de General Motor's. También fue untiempo en el que se redujeron las dimensionesdel PLC y se pasó a programar conprogramación simbólica a través deordenadores personales en vez de los clásicosterminales de programación. Hoy día el PLCmás pequeño es del tamaño de un simple relé.

Los 90 han mostrado una gradual reducción en el número de nuevos protocolos,y en la modernización de las capas físicas de los protocolos más populares quesobrevivieron a los 80. El último estándar (IEC 1131-3) intenta unificar el sistemade programación de todos los PLC en un único estándar internacional. Ahoradisponemos de PLC's que pueden ser programados en diagramas de bloques,lista de instrucciones, C y texto estructurado al mismo tiempo.

Los PC están comenzando a reemplazar al PLC en algunas aplicaciones, inclusola compañía que introdujo el Modicon 084 ha cambiado al control basado en PC.Por lo cual, no sería de extrañar que en un futuro no muy lejano el PLCdesaparezca frente al cada vez más potente PC, debido a las posibilidades queeste último puede proporcionar.

¿QUÉ ES LA LÓGICA PROGRAMABLE?.

La lógica programable, es una familia de componentes que contie- nen conjuntosde elementos lógicos (AND, OR, NOT, LATCH, FLIP- FLOP, etc.) que puedenconfigurarse para que cumplan cualquier función lógica que el usuario desee y queel componente soporte.

Podríamos decir que los DLP son la “antesala” de los PLC (controladores lógicosprogramables.

Un dispositivo programable por el usuario es aquel que contiene una arquitecturageneral predefinida en la que el usuario puede programar el diseño final deldispositivo empleando un conjunto de herramientas de desarrollo. Lasarquitecturas generales pueden variar pero normalmente consisten en una o másmatrices de puertas AND y OR pa- ra implementar funciones lógicas.

Los Controladores Lógicos Programables.

Muchos dispositivos también contienen combinaciones de flip-flops y latches quepueden usarse como elementos de almacenaje para entrada y salida de undispositivo. Los dispositivos complejos contienen macrocélulas. Las macrocélulaspermiten al usuario configurar el tipo de entradas y salidas necesarias en el

diseño. Hay varias clases de dispositivos lógicos programables: ASICs, FPGAs,PLAs, PROMs, PALs, GALs, etc.

Circuitos Integrados Específicos, ASIC.

Los ASIC (Circuitos Integrados de Aplicación Específica) son dispositivosdefinibles por el usuario.

A diferencia de otros dispositivos, pueden contener funciones analógicas, digitales,y combinaciones de ambas. En general, son programables mediante máscara y noprogramables por el usuario. Esto significa que los fabricantes configurarán eldispositivo según las especificaciones del usuario.

Memorias PROM.

Las PROM son memorias programables de sólo lectura. Aunque el nombre noimplica la lógica programable, las PROM, son de hecho lógicas.

Dispositivos Programables de matriz, PAL.

La arquitectura interna de estos componentes consiste en un conjunto decompuertas AND programables que alimentan a otras OR fijas. Todas las entradasa la matriz pueden ser combinadas mediante dispositivos AND entre sí, pero lostérminos AND específicos se conectan a términos OR específicos.

Las PAL tienen una arquitectura muy popular y son probablemente el tipo dedispositivo programable por usuario más empleado.

Matriz Lógica Genérica GAL.

Las GAL son dispositivos de matriz lógica genérica. Están diseñados para emularmuchas PAL pensadas para el uso de macrocélulas. Si un usuario tiene un diseñoque se implementa usando varias PAL comunes, puede configurar varias de lasmismas GAL para emular cada uno de los otros dispositivos.

Matrices Lógicas Programables, PLA.

Las PLA son matrices lógicas programables. Estos dispositivos contienencompuertas AND y OR programables lo que permite a cualquier término ANDalimentar cualquier término OR. Las PLA probablemente tienen la mayorflexibilidad frente a otros dispositivos con respecto a la lógica funcional.Normalmente poseen realimentación desde la matriz OR hacia la matriz AND quepuede usarse para implementar máquinas de estado asíncronas.

Dispositivos Lógicos Programables Complejos.

Los PLDs complejos son lo que el nombre implica, Dispositivos Complejos deLógica Programable. Se consideran PAL muy grandes que tienen algunascaracterísticas de las PLA. La arquitectura básica es muy parecida a la PAL con lacapa de almacenamiento. La sección de lógica combinacional es capaz deimplementar cualquier función booleana de sus variables de entrada.

Cada IOB puede programarse independientemente para ser una entrada, y salidacon control triestate (de tres estados) o un pin bidireccional. También contiene flip-flops que pueden usarse como buffers de entrada y salida. Los recursos deinterconexión son una red de líneas que corren horizontalmente y verticalmentelas filas y columnas entre el CLBS.

Los interruptores programables conectan las entradas y salidas de IOBS y CLBS alíneas cercanas. Las líneas largas recorren la longitud entera del dispositivo,estableciendo intercambios para proporcionar una distribución de señales críticascon la mínima demora o distorsión.

Matrices de Compuertas Programables, FPGA.

Las FPGA son Campos de Matrices de Puertas Programables.

Se trata de matrices de compuertas eléctricamente programables que contienenmúltiples niveles de lógica.

Se caracterizan por altas densidades de compuerta, alto rendimiento, un númerogrande de entradas y salidas definibles por el usuario, un esquema deinterconexión flexible, y un entorno de diseño similar al de matriz de puertas. Noestán limitadas a la típica matriz AND-OR. Sin embargo, contienen una matrizinterna configurable de relojes lógicos (CLBs) y un anillo de circunvalación debloques de e/s (IOBs).

SOBRE LOS USOS DEL PLC.

Sus reducidas dimensiones, la facilidad de su montaje e implementación, laposibilidad de almacenar los programas para su posterior y rápida utilización, lamodificación o alteración de los mismos, etc., hace que su eficiencia se apreciefundamentalmente en procesos en que se reducen necesidades tales como:

Espacio reducido. Procesos de producción periódicamente cambiantes. Procesos secuenciales. Maquinaria de procesos variables. Instalación de procesos complejos y amplios. Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso.

Se pueden encontrar PLCs fácilmente en:

Maquinaria industrial del mueble y la madera. Maquinaria en proceso de arena y cemento. Maquinaria en la industria del plástico. Máquinas herramientas complejas Máquinas de transferencia. Instalaciones de aire acondicionado y calefacción. Instalaciones de seguridad. Instalaciones de almacenamiento y transporte. Instalaciones de plantas embotelladoras. Instalaciones en la industria automotriz. Instalación de tratamientos térmicos. Instalaciones de la industria azucarera. Instalaciones de la industria plástica.

APLICACIÓN DE LOS PLC.

El PLC por sus especiales características de diseño tiene un campo de aplicaciónmuy extenso. La constante evolución del hardware y software amplíacontinuamente este campo para poder satisfacer las necesidades que se detectanen el aspecto de sus posibilidades reales.

Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde esnecesario realizar procesos de maniobra, control, señalización, etc. Por tanto, suaplicación abarca desde procesos de fabricación industrial de cualquier tipo al detransformaciones industriales, control de instalaciones, etc.

Aunque el PLC fue originalmente diseñado como un dispositivo de reemplazo decontrol industrial, hoy se los emplea en innumerables aplicaciones para quecumplan las necesidades de los usuarios.

PERO ENTONCES, ¿QUÉ ES UN PLC?.

Se entiende por controlador lógico programable (PLC) a toda máquina electrónicadiseñada para controlar en tiempo real y en medio industrial procesossecuenciales.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS PLC'S.

Entre las ventajas del uso de los PLC’s tenemos:

Menor tiempo de elaboración de proyectos. Posibilidad de añadir modificaciones sin costo añadido en otros

componentes. Mínimo espacio de ocupación. Menor costo de mano de obra.

Mantenimiento económico. Posibilidad de gobernar varias máquinas con el mismo autómata. Menor tiempo de puesta en funcionamiento.

Si el autómata queda pequeño para el proceso industrial puede seguir siendo deutilidad en otras máquinas o sistemas de producción.

En cuanto a las desventajas, sólo podemos mencionar la necesidad deadiestramiento de personal y su “posible” costo elevado.

CONCEPTOS.

Automatización: Es el estudio de los métodos y procedimientos cuya finalidad esla sustitución del operador humano por un operador artificial en la generación deuna tarea física o mental previamente programada.

Servomecanismos: Son sistemas de control por realimentación en los cuales lavariable controlada es una posición mecánica.

Contactores: Un contactor es un componente electromecánico que tiene porobjetivo establecer o interrumpir el paso de corriente, ya sea en el circuito depotencia o en el circuito de mando, tan pronto se energice la bobina (en el caso deser contactores instantáneos).

Pulsadores, interruptores, detectores de proximidad: Son los dispositivosfísicos mediante los cuales el automatismo realiza la observación de las variablesde entrada.

Relé, contactor: Son elementos de salida deberán ser asociados a las variablesde salida de las funciones lógicas.

Lógica positiva: Cuando el estado alto coincide con el "1" lógico y el estado bajocon el "0" lógico.

Lógica negativa: Cuando el estado alto coincide con el "0" lógico y el estado bajocon el "1" lógico

Lenguaje de escalera: Es un lenguaje gráfico, derivado del lenguaje de relés, quemediante símbolos representa contactos, bobinas, etc.

Relevador de control: Es un dispositivo que consta de una bobina y de contactosnormalmente abiertos y cerrados que cambian de posición de abierto a cerrado ode cerrado a abierto al ser energizada su bobina con una fuente de corrientedirecta ó con una fuente de corriente alterna dependiendo de las característicasdel dispositivo.

Relevador Temporizador: El funcionamiento de este dispositivo es muy parecidoal del relevador con la excepción de que al energizarse la bobina, sus contactospueden cerrarse o abrirse después de un retardo o periodo de tiempo (Timer Ondelay = retardo al encender), o bien, que sus contactos ya están en una posicióndiferente y cambien de posición al instante después de un periodo de tiempo(Timer Off delay = retardo al apagar).

Relevador Contador: Es un relevador en el que cambian los estados de suscontactos, después de cierto número de cambios de la señal de entrada (de off aon).

Generador: Es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencialeléctrico entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o bornes)transformando la energía mecánica en eléctrica.

Motor: Es la parte de una máquina capaz de transformar algún tipo de energía(eléctrica, de combustibles fósiles, etc.), en energía mecánica capaz de realizar untrabajo. En los automóviles este efecto es una fuerza que produce el movimiento.

Qué es PLC: (Programable Logic Controller), significa controlador lógicoprogramable. Su nombre mismo lo define: es un dispositivo utilizado para controlary esto se realiza en base a una lógica determinada. Esta lógica se define a travésde un programa.

Módulos básicos de un PLC: Fuente de poder, CPU, interfaces de entrada ysalida.

Unidad de Entradas: Proporciona el aislamiento eléctrico necesario y realiza elacondicionamiento de las señales eléctricas de voltaje, provenientes de losswitches de contactos ON-OFF de terreno.

Módulo de comunicaciones: Permite la conexión del PLC a otros sistemas deinformación, tales como computadores y otros PLC.

Unidad de Salidas: Acepta las señales lógicas provenientes de la Unidad Lógica,en los rangos de voltaje que le son propios y proporciona la aislación eléctrica alos switches de contactos que se comandan hacia terreno.

Memoria: Almacena el código de mensajes o instrucciones que ejecuta la UnidadLógica. La memoria se divide en PROM o ROM y RAM.

Registro imagen: Es un área de memoria del PLC reservada para atender elestado de todas las entradas y salidas. Este registro se actualiza en formapermanente.

Diagramas de Escalera (Lenguaje Ladder): El LADDER, también denominadolenguaje de contactos o en escalera, es un lenguaje de programación gráfico muypopular dentro de los autómatas programables debido a que está basado en losesquemas eléctricos de control clásicos.

Temporizador TON: El temporizador TON se utiliza cuando se desea activar odesactivar una salida después de que el temporizador termino de contar.

GRAFCET: La norma IEC 60848:2002 define al GRAFCET como un lenguaje quepermite modelar el comportamiento de la parte secuencial de un sistemaautomatizado.TRISTORES: Es una estructura de cuatro capas semiconductoras en unasecuencia P-N-P-N , la cual presenta un funcionamiento biestable.

CONCLUSION.

El objetivo planteado en la introducción se cumplió, ya que se pudo observar a lolargo del desarrollo los diferentes usos de las funciones en la carrera de Ingenieríaen Sistemas, al haber también estudiado la mayoría de temas nos queda unmodelo que podemos aplicar frente a cierta problemática. Creemos que elresultado obtenido tras este portafolio fue positivo, ya que se cumple la consignaen cuanto a la información teórica, y creemos que también este nos será útil en lapráctica.

El uso de productos autómatas permitirá a las personas realizar sus actividades demanera más rápida, precisa, y con menores costos, además de brindarles mayorseguridad en hogares, industrias y cualquier lugar en que dichas máquinas sedeseen usar.

BIBLIOGRAFIA.

TIPO TITULO AUTOR EDITORIAL/REVISTA AÑO

Libro ATÓMATASPROGRAMABLES YSISTEMAS DEAUTOMATIZACIÓN

EnriqueMandado Pérez

Jorge MarcosAcevedo

Editorial Marcombo,S.A.

2009

Libro Autómatasprogramables

Eduardo GarcíaDunna JosepBalcells

Editorial Marcombo,S.A.

1997

Artículo La automatizacióngarantiza laproductividad y lacalidad.

Douglas C.Montgomery

Artículo 2006

Artículo SISTEMA DEAUTOMATIZACIÓNPARA UNA PLANTAPRODUCTORA DEJABÓN LÍQUIDO

AndrésMauricio ZapataGallego

Artículo 2011

Artículo Metodología pararealizar unaautomatizaciónutilizando PLC

José GuadalupeCastro Lugo,Juan JoséPadilla Ybarra,EduardoRomero A.

Artículo 2003