01 introducción a los sistemas automáticos

Upload: creatrios

Post on 13-Apr-2018

223 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    1/28

    Manufactura Integrada por

    Computadora(CIM)

    Docente: Patricio Corts P.

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    2/28

    Tema 1

    INTRODUCCIN A LOS SISTEMAS AUTOMTICOS

    (2 horas)

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    3/28

    Tema 1.Introduccin a los Sistemas

    Automticos.

    La Automtica.

    Automatismos industriales.

    Sistemas de faricaci!n.

    "eali#aci!n tecnol!gica del control.

    $ipos de sistemas de Automati#aci!n

    Industrial. %&emplos de sistemas de Automati#aci!n

    Industrial.

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    4/28

    Automticos.La Automtica: Defniciones y

    Terminologa. La Automtica o Control (automtico) de Sistemas

    trata de regular' con la mnima interenci!n*umana' el comportamiento dinmico de unsistema mediante !rdenes de mando.

    Sistema: con&unto de elementos' fsicos oastractos' relacionados entre s de forma +uemodi,caciones o alteraciones en determinadasmagnitudes en uno de ellos' pueden in-uir o ser

    in-uidas por los dems. ariales del sistema: magnitudes +ue

    de,nen el comportamiento de un sistema. Sunaturale#a de,ne el tipo de sistema: mecnico'

    +umico' elctrico' electr!nico' econ!mico' trmico'4

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    5/28

    Introduccin a los SistemasAutomticos.La Automtica: Defniciones yTerminologa.Control manual:

    5

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    6/28

    ariales de un Sistema:

    ariales de %stado: con&unto mnimo de arialesdel sistema tal +ue' conocido su alor en uninstante dado' permiten conocer la respuesta(ariales de salida) del mismo ante cual+uier

    se/al de entrada o perturaci!n.

    Automticos.La Automtica: Defniciones y

    Terminologa.

    6

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    7/28

    0tras de,niciones de inters.

    Planta: e+uipo con el o&etio de reali#ar unaoperaci!n o funci!n determinada. %s cual+uiere+uipo fsico +ue se desea controlar (motor' *orno'

    reactor' caldera' ...).

    Proceso: cual+uier serie de operaciones +ue sedesea controlar con un ,n determinado.

    Perturaci!n: se/al de comportamiento no

    preisile +ue tiende a afectar adersamente alalor de la salida de un sistema.

    "ealimentaci!n: operaci!n +ue' en presenciade perturaciones tiende a reducir ladiferencia entre la salida y la entrada dereferencia' utili#ando la diferencia

    entre amas como parmetro de

    control. 7

    Automticos.La Automtica: Defniciones y

    Terminologa.

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    8/28

    0tras de,niciones de inters (cont.)

    Seromecanismo: sistema de control realimentadoen el cual la salida es una magnitud de tipomecnico (posici!n' elocidad o aceleraci!n).

    Sistema de regulaci!n automtica: sistema decontrol realimentado en el +ue la entrada dereferencia 12o la salida deseada aran lentamentecon el tiempo.

    Control en ucle (la#o) aierto: sistema de controlen el +ue la salida no tiene efecto sore la acci!ndel control (%&emplo: laadora' semforos' ...).

    Control en ucle (la#o) cerrado: a+uel en el +uela salida tiene efecto directo sore la se/al de

    control 8

    Automticos.La Automtica: Defniciones y

    Terminologa.

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    9/28

    Automticos.Automatismos Industriales:

    Resea istrica.Primeros e&emplos (griegos 1 raes) de

    Control automtico:"elo& de agua' 3tesiio (-otador): 456a.C.

    Lmpara de aceite de nielconstante.' 71#antium: 486 a. C.

    P*ilonde

    9Lmpara aceite (hi!o"# 2$% a&C&) Re!o' e a*a (+tesi,io# 2-% a&C&)

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    10/28

    Automticos.Automatismos Industriales:

    Resea istrica."eoluci!n Industrial:9. att inent!' en

    ;5

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    11/28

    E! Microprocesaor ./%%/0(I"te!# 1-1)

    11

    Automticos.Automatismos Industriales:

    Resea istrica."eoluci!n >%lectr!nica?:@. P*ilric comerciali#!' en

    ;=84'elprimerAmpli,cador 0peracional (Electrnica

    Analgica).$. Bo (Intel)desarrolla' >66?(Electrnica Digital).

    en;=5;'

    elprocesador

    Amp!i3icaor Operacio"a! (hi!,ric4# 1$2)

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    12/28

    Automticos.Automatismos Industriales:

    Realimentacin.

    La se/al de entrada (o referencia) u(t) actEadirectamente sore el dispositio de control("egulador)' para producir' por medio del Actuador'

    el efecto deseado en las ariales de salida 1(t).%l regulador F0 compruea el alor +ue toma la

    salida.

    Prolema: Claramente sensible a lasperturbaciones

    +ue se produ#can sore la planta.

    roceso o

    !a"taAct*aor

    Re*!aor o

    Co"tro!aor

    5aria,!e esa!ia6(t)

    Control en la#o (o ucle) aierto:ert*r,acio"es

    7(t)

    12

    Se8a! ee"traa

    *(t)

    5aria,!ee

    co"tro!

    9c(t)

    5aria,!e eact*aci:"

    9a(t)

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    13/28

    Automticos.Automatismos Industriales:

    Realimentacin. %&emplos de Control en la#o aierto.A*a (*re7a;# presi:";# temperat*ra;#&&&)

    Ropa (ca"tia;# rao s*ciea;#co!or; &&&)

    Detere"te(ca"tia;# &&&)

    Laador

    a

    Tr3ico (ca"tia;# orie";# esti"o;# &&&)

    Cruce

    Semafori#ado

    Co"tro!aor.Ma"*a!0

    Se!ecci:"rorama

    13

    Se!ecci:"T& cic!o

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    14/28

    Automticos.Automatismos Industriales:

    Realimentacin. Control en la#o (o ucle) cerrado:

    La salida del sistema se mide por medio de unSensor' 1 se compara con el alor de la entrada dereferencia u(t).

    De manera intuitiva se deduce +ue' de estemodo el sistema de control podra responder me&or

    ante las perturaciones +ue se produ#can sore el

    roceso o

    !a"ta

    Act*aorRe*!aor o

    Co"tro!aor

    Se8a! eerrore(t)

    5aria,!ee

    co"tro!9c(t)

    5aria,!e eact*aci:"

    9a(t)

    5aria,!e esa!ia6(t)

    Se"sor

    Gu##1Lo ic?(peso ropa)16

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    17/28

    Introduccin a los SistemasAutomticos.

    Sistemas de !a"ricacin.

    Componentes de un sistema de faricaci!nindustrial:

    M+uinas

    Sistemas de manipulaci!n 12o transporte demateriales

    Sistemas de control por computador

    "ecursos *umanos

    17

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    18/28

    Introduccin a los SistemasAutomticos.

    Sistemas de !a"ricacin.

    $ipos de m+uinas de producci!n:

    Manuales: estn directamente superisadas

    por un operario. La m+uina proporciona la fuer#a1 la energa' 1 el traa&ador proporciona el control.

    Semiautomticas: un programa en la m+uinaocupa una parte del ciclo 1 el operario la otra parte

    del ciclo.

    18

    Automticas: las m+uinas operan largosperiodos de tiempo sin interenci!n deloperario. Se re+uiere su igilancia cada ciertonEmero de ciclos.

    I d i l Si

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    19/28

    Introduccin a los SistemasAutomticos.

    Sistemas de !a"ricacin.

    $iposmaterial:

    19

    de sistemas de manipulaci!n de

    Carga: mueen la unidad de traa&o *asta lasm+uinas de producci!n o e+uipamiento deproceso.

    Colocaci!n o posicionamiento: cuando se

    re+uiere precisi!n 1 eHactitud' se encargan desituar la unidad de traa&o en la m+uina con unacolocaci!n determinada.

    Descarga: una e# la operaci!n de producci!nest terminada' se retira la unidad de traa&o de la

    d l

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    20/28

    20

    Introduccin a los SistemasAutomticos.

    Sistemas de !a"ricacin.

    Gunciones de los sistemas de control porcomputador: Comunicar instrucciones a los traa&adores

    Descarga de programas de pie#as a las m+uinas

    controladas por computador

    Control 12o coordinaci!n de los sistemas de manipulaci!n 1transporte de material

    Plani,caci!n de la producci!n en planta

    Diagn!stico de aeras

    Superisi!n de seguridad en los procesos

    Control de calidad

    I d i l Si

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    21/28

    21

    Introduccin a los SistemasAutomticos.

    Sistemas de !a"ricacin.

    Gunciones de los recursos *umanos:

    0perarios

    Jue reali#an el traa&o manual o semiautomtico

    Jue controlan el proceso automtico

    0peradores informticos 12o programadores

    Personal de mantenimiento

    0tras tareas indirectas

    I t d i l Si t

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    22/28

    22

    Introduccin a los SistemasAutomticos.

    Reali#acin tecnolgica del

    $ontrol. Control $odo2Fada: L!gica de control caleada (electrotecnia).

    %lementos todo2nada: rels' termopares'etc.

    Control anal!gico: Circuitos electr!nicos anal!gicos. Aparece

    PID.

    %Histencia de derias.

    Control digital con datos muestreados:

    Kso de tecnologa digital(microprocesador).

    Ma1or -eHiilidad en el control. SistemasDCS

    Control de eentos discretos:

    "espuesta ante eentos. Se/ales inarias.

    I t d i l Si t

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    23/28

    Introduccin a los SistemasAutomticos.

    Ti%os de sistemas de

    Automati#acin Ind. Procesos industriales continuos:Jumicos' farmacuticos' metales sicos'

    petr!leo' comida' eidas' generaci!n de energa

    elctricaProcesos industriales discretos:Autom!iles' aiones' aparatos'

    computadores' ma+uinaria 1 en general otros

    componentes con los cuales estos productos sonensamlados.

    23

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    24/28

    Introduccin a los SistemasAutomticos.

    Ti%os de sistemas deAutomati#acin Ind. Planta tpica de faricaci!n: #onas

    24

    I d i l Si

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    25/28

    Introduccin a los SistemasAutomticos.

    Ti%os de sistemas deAutomati#acin Ind. Planta tpica de faricaci!n: sist. de control

    25

    I d i l Si

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    26/28

    Introduccin a los SistemasAutomticos.

    Ti%os de sistemas deAutomati#acin Ind. %&emplo de un sistema de control

    DCS.

    26

    I d i l Si

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    27/28

    Introduccin a los SistemasAutomticos.

    Ti%os de sistemas deAutomati#acin Ind. %&emplo de un sistema de control asado en

    PLC.

    27

    I d i l Si

  • 7/25/2019 01 Introduccin a Los Sistemas Automticos

    28/28

    Introduccin a los SistemasAutomticos.

    &'em%los de sistemas de Aut. Ind.

    Sistemas industriales de eentos discretos:

    Manutencin

    industrialEnsamblaje

    de piezas

    Dsi!icacin

    " embalaje#ransprte

    de prduct

    28