TEMA 3.- ANÁLISIS PARA DETERMINAR LOS REQUERIMIENTOS EN LA AUTOMATIZACION DE PROCESOS

INDUSTRIALES

Introducción.- Hasta el momento hemos estudiado los procesos industriales en forma global, para llevar a cabo un proyecto de automatización de procesos es necesario dividir el proceso en sub – procesos, para de esta manera automatizar cada sub – proceso por ello a partir de ahora trataremos como proceso al referirnos a sub – procesos. además existen procesos que constan de un solo proceso.

¿Que es la Determinación de Requerimientos?.

El aspecto fundamental del análisis es comprender los puntos importantes que se necesitan para realizar la automatización de un proceso industrial. Los ingenieros deben comprender a detalle el proceso que se va a automatizar para ello deben entender el funcionamiento.

Para automatizar un proceso industrial siempre se requiere de maquinaria o partes mecánicas y electrónicas las cuales deben ser accionadas automáticamente por el sistema de control, basados en computadoras, con el fin de realizar el proceso (por ejemplo: el trabajo de un ascensor, alarmas, mezcla de químicos, etc).

Se debe tener claro, cuales son las características, como funciona y que partes conforman el proceso. Para ello se debe dar respuesta a las siguientes preguntas:

¿Qué es lo que hace?¿Cómo funciona?¿Que partes lo conforman?¿Cómo interactua con el hombre?¿Si existen situaciones de riesgo?

Para contestar estas preguntas el ingeniero debe analizar el proceso a automatizar, las maquinas y partes mecánicas que se usarán para automatizar el proceso, para llevar a cabo este fin será necesario contar con documentación.

Los requerimientos de un proceso a automatizar varia de acuerdo a la naturaleza del mismo, por esta razón la documentación

realizada sobre el proyecto será diferente y queda a criterio del ingeniero.

Estrategias De Desarrollo Para El Análisis De Procesos

Cuando los ingenieros comienzan a trabajar en un proyecto, a menudo tienen que profundizar en áreas con la que tienen poca familiaridad. Con el fin de alcanzar resultados satisfactorios y que concluyan en mejorías es necesarios que los ingenieros hagan lo siguiente:

Aprendan a detalle el proceso involucrado en el proyecto. Tener conocimiento de los trabajos realizados

anteriormente con relación al proceso si es que existen. Documentar detalles del proceso en trabajos realizados

anteriormente para su revisión y estudio. Contar con la participación de ingenieros especialista en el

proceso a automatizar y un ingeniero electrónico para la parte de implementación física del proyecto.

Contar con documentación detallada del proceso realizada por el ingeniero especialista en el proceso.

Contar con documentación detallada de dispositivos que se utilizaran para automatizar el proceso.(pueden ser sensores de temperatura, de presión, de movimiento, de luz, etc, así como maquinaria.)

Contar con documentación de la forma de interacción del sistema de control (tarjeta de control), con las partes mecánicas que automatizan el proceso.(tipos de señales electrónicas), realizada por el ingeniero electrónico.

Documentar detalladamente las características del proceso a automatizar.

Tener documentación de la tarjeta de control que se utilizará en la automatización, así como herramientas para programar el algoritmo de control, el cual se implementará en la tarjeta.

Desarrollo de Algoritmos de Funcionamiento del Proceso

Para el desarrollo de algoritmos del funcionamiento del proceso se utiliza todas las herramientas y conocimientos de programación.

Los algoritmos deben representar de manera detallada el funcionamiento del proceso teniendo en cuenta la actividad de las diferentes maquinas y partes mecánicas involucradas en la automatización del proceso. Estos algoritmos se deben desarrollar en base a la documentación obtenida acerca del proceso.

Ejemplo : Sistema de Control de un ascensor

Descripción del proyecto: Se requiere controlar el funcionamiento de un ascensor que se encontrará en un edificio de cinco pisos.

Determinación de Requerimientos.

Para este ascensor que va ha funcionar dentro de un edificio de cinco pisos se tendrá en cuenta los siguientes requerimientos a nivel usuario:

Permita el llamado desde cualquier piso, indicando la dirección. Las puertas deberán abrirse automáticamente al llegar al piso

desde el cual fue llamado. Las puertas no se deben cerrar si existen cuerpos entre ellas. Se debe determinar el peso máximo, y si existe sobrepeso debe

dar una señal de alarma y no iniciar el movimiento. Se deberá cerrar las puertas automáticamente en caso que no

pasen cuerpos por mas de 7 segundos. Se debe indicar el piso en que se encuentra el ascensor tanto en

la parte interna del ascensor como en cada piso. Debe permitir seleccionar el piso hacia adonde se movilizara

desde el interior del ascensor. Debe permitir realizar paradas de emergencia desde el interior

del ascensor y activar una alarma. Debe permitir abrir las puertas desde el interior del ascensor.

Descripción del mecanismo. (Esta descripción se realiza con asistencia de un especialista en electrónica, el diagrama estructural del ascensor se representa en la figura 3.1)

El ascensor consta de las siguientes partes:

La cabina del ascensor.- Es la parte del ascensor que sirve para transportar a los usuarios y se moverá a través de un riel vertical a lo largo de los cinco pisos.

El riel de desplazamiento del ascensor.- Constituye un riel de hierro a través del cual se desplazará la cabina y cubre la extensión de los cinco pisos.

Mando eléctrico.- El mando eléctrico constituye un motor eléctrico conjuntamente con su dispositivos de control del motor que unido con la cabina a través de un cable permite movilizarla.

Los sensores de piso del ascensor se encontrarán fijados en el riel. Los cuales serán activados por mecanismos instalados en la cabina.

Se utilizará un sensor por piso para determinar en que piso se encuentra el ascensor. La estructura móvil del ascensor (cabina) tendrá tres muelles que servirán para activar los sensores de piso. El muelle uno (1) activará el sensor de piso en los movimientos hacia arriba para indicar el inicio del frenado, el muelle dos (2) activará el sensor para hacer la parada final y el muelle tres (3) servirá para activar los sensores de piso en los movimientos hacia abajo e indicar el inicio del frenado del ascensor.

Se contará con un sensor de último piso y un sensor de primer piso que servirán para determinar los extremos del movimiento del ascensor.

Se utilizarán 4 sensores que indicarán el estado de ¨Cerrado¨ de puertas internas y externas y cuatro sensores más que indicarán el estado de ¨Abierto¨ de puertas internas y externas.

Se usará un sensor para determinar la existencia de pasajeros en el ascensor y otro de sobrepeso que se activará cuando se sobrepase la capacidad del ascensor y el cual permitirá dar una señal de alarma.

En caso de accidentes y que se produzca una caída libre del ascensor se activará el sensor de exceso de velocidad, el cual activará un mecanismo de frenado de emergencia.

El ascensor contará con un sensor de paso de cuerpos a través de las puertas el cual permitirá detectar la existencia de cuerpos entre las puertas y las abrirá.

Para llamar el ascensor desde cada piso se utilizará dos botones en cada piso una cuando desea ir hacia arriba y otra

cuando desea ir hacia abajo. Los cuales se encuentra ubicados en cada piso.

En el panel de control interno se tendrá 5 botones para indicar el destino hacia cinco pisos. Un botón de parada de emergencia.

En cada piso existirá un display indicador de piso, de un dígito, cada dígito de siete segmentos. Un indicador del mismo tipo se encontrará en el interior del ascensor. Los cuales se ubicarán en la parte superior de la entrada de cada piso y uno en el interior de la cabina.

El mando eléctrico del ascensor será controlado por las siguientes señales:

Señal hacia arriba.- Indicando que el motor desplazará el ascensor hacia arriba.

Señal hacia abajo.- Indicando que el motor desplazará el ascensor hacia abajo.

Señal de frenado.- Indicando que el motor iniciará el frenado del movimiento del ascensor.

Señal de parada.- Indicando que el motor debe detener el movimiento del ascensor.

Algoritmo del funcionamiento del proceso.-

El diagrama de flujo que describe el funcionamiento del ascensor se muestra en la figura 3.2.