notas chn 1

AUTOMATIZACIÓN

"automatización es el proceso de mecanizar las actividades industriales para reducir la mano de obra,

simplificar el trabajo y producir más y con mejor calidad".

INTRODUCCIÓN

• La automatización es la facultad que poseen algunos procesos físicos para desarrollar las actividades de operación y funcionamiento en forma autónoma, es decir, por cuenta propia.

Automatización

Evolución de la Automatización

Automatización Fija

Automatización Flexible

Tipos de Automatización

Esquema General de un Automatismo

Distribución de Energía

Máquina o Proceso

Sensores

Tratamiento de

Señales

Diálogo

Hombre-Máquina

Mando de Potencia

Actuadores

Razones Para Automatizar Procesos

• Mejorar la productividad de la empresa.• Mejorar las condiciones de trabajo del

personal.• Realizar operaciones imposibles de

controlar intelectualmente.• Mejorar la disponibilidad de productos.• Simplificar el mantenimiento.• Integrar la gestión y la producción

En la neumática o en la hidráulica (que son ramas de la automatización) un problema puede tener varias soluciones, por lo cual se requiere determinar la más eficiente, es decir, la más económica y más segura; en contraste con las matemáticas, donde se requiere una solución única y exacta.

INTRODUCCIÓN

Sistemas de lazo cerrado:Neumática proporcional.Hidráulica proporcional.

La automatización se pude clasificar en:

Sistemas de lazo abierto o cadenas de mando o mando:Circuitos neumáticos.Circuitos hidráulicos.Circuitos eléctricos.Circuitos lógicos.Circuitos hidroneumáticos.Circuitos electrohidráulicos.Circuitos electroneumáticos.

La neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El aire es un material elástico y por tanto, al aplicarle una fuerza, se comprime, mantiene esta compresión y devolverá la energía acumulada cuando se le permita expandirse, según la ley de los gases ideales.

PRODUCCION DE ENERGÍA NEUMÁTICA.

Motor Compresor Actuador TrabajoEnergía Energía Energía Energía

Mecánica MecánicaHidráulicaηM ηC ηA

Ventajas de la Neumática

•El aire es de fácil captación y abunda en la tierra.•El aire no posee propiedades explosivas, por lo que no existen riesgos de chispas. •Los actuadores pueden trabajar a velocidades razonablemente altas y fácilmente regulables. •El trabajo con aire no daña los componentes de un circuito por efecto de golpes de ariete. •Las sobrecargas no constituyen situaciones peligrosas o que dañen los equipos en forma permanente. •Los cambios de temperatura no afectan en forma significativa. •Energía limpia.•Cambios instantáneos de sentido.

Desventajas de la neumática

•En circuitos muy extensos se producen pérdidas de cargas considerables.•Requiere de instalaciones especiales para recuperar el aire previamente empleado.•Las presiones a las que trabajan normalmente, no permiten aplicar grandes fuerzas.•Altos niveles de ruido generado por la descarga del aire hacia la atmósfera.•El aire a presión genera condensados que pueden dañar la maquinaria.

Presión atmosférica: Es la fuerza que ejerce la columna de atmósfera que se encuentra sobre nosotros.

Presión manométrica: Esta presión es relativa, y es la diferencia entre la presión de un recinto cerrado, ejemplo: un neumático de auto, y la presión atmosférica del lugar y el momento.

Presión absoluta: la presión real en cualquier punto de un sistema.

Presión absoluta = Presión atmosférica + Presión manométrica

Definiciones previas.

tVAvQ /

QQ

Caudal o caudal volumétrico: volumen de fluido que circula por una sección por unidad de tiempo.

Caudal másico o gasto másico: masa de un fluido que circula por una sección en la unidad de tiempo.

Definiciones previas.

s

vr m

mH

Humedad (H).Representa la cantidad de agua (en forma de vapor) que hay en el aire.

Humedad absoluta (H): Representa la cantidad total de vapor de agua que hay en el aire.

Humedad relativa (Hr): indica la relación entre la humedad

del aire (mv) y la máxima humedad que podríamos tener a

una temperatura dada, es decir, masa de vapor saturado (ms)

Definiciones previas.

.2211 CteVpVp 0T

Ecuaciones de los gases perfectos.

Ley de Boyle – Mariote. Si consideramos un gas perfecto encerrado en un cilindro en el que provocamos una expansión isotérmica, es decir, a temperatura constante, se cumple:

.2

2

1

1 CteT

V

T

V 0p

Ley de Charles-Gay-Lussac. Si consideramos un gas perfecto encerrado en un cilindro en el que provocamos una expansión isobarica, es decir a presión constante, se cumple.

Ecuación de los gases perfectos (ideales). Si consideramos al aire como gas perfecto y tenemos en cuenta las leyes anteriores, se cumple:

TRnVp

Producción del aire comprimido.

Tipos de Compresores

De Embolo Oscilante De Embolo Rotativo Turbo-Compresor

Compresor

De Pistón

Compresor

De Membrana

Compresor

Radial

Turbo-compresor

axial

Compresor

Rotativo Celular

Compresor

Helicoidal Bicelular

Compresor

Roots

Compresores de émbolo.

Compresor de membrana.

Compresor rotativo multicelular.

Compresor Roots (lóbulos).

Compresor de tornillo helicoidal de dos ejes.

Compresores axiales.

Compresor radial (centrifugo).

Final en línea muerta. Se lanza una única tubería (con una cierta pendiente de 1%) de la que se va tomando derivaciones.

Conducto principal en anillo. Se alimenta al sistema por varios puntos, lo que permite un consumo elevado y minimiza las caídas de presión.

DISTRIBUCIÓN DEL AIRE.