SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA

CENTRO DE ASISTENCIA TECNICA A LA INDUSTRIA ASTIN

T.G.P.I 958260

ENSAYO DE AUTOMATIZACION

TRABAJO RELIZADO POR

CARLOS EDUARDO HERRERA

SANTIAGO PAZ BALANTA

INSTRUCTOR JHON FELIX ZABALA JARAMILLO

Introducción

Este trabajo es elaborado con el fin de tener idea de cómo hace parte la

automatización en una empresa ya sea micro o macro.

Las empresas que se están adquiriendo tecnología desarrollada (automatización),

están dejando la mano de obra del ser humano atrás, así creando una tasa de

desempleo alta, ya que los trabajo que realizábamos los trabajo a mano, ya las

maquinas lo están haciendo con un tiempo de producción menor, antes una

empresa manejaba entre cien(100) y mil (1000) empleados, con la adquisición de

estas tecnologías hay empresas que redujeron su números de empleados a un

50%.

El ser humano siempre ha buscado la creación de herramientas y máquinas que le

faciliten la realización de tareas peligrosas, pesadas y repetitivas. En los últimos

tiempos, la aparición de máquinas altamente sofisticadas ha dado lugar a un gran

desarrollo del campo de la automatización y el control de las tareas, aplicado ya

en muchas máquinas que se manejan diariamente.

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Perspectiva histórica

Gracias al desarrollo e innovación de nuevas tecnologías, la automatización de

procesos industriales, a través del tiempo, ha dado lugar a avances significativos

que le han permitido a las compañías implementar procesos de producción más

eficientes, seguros y competitivos.

El origen se remonta a los años 1750, cuando surge la revolución industrial.

1745: Máquinas de tejido controladas por tarjetas perforadas.

1817-1870: Máquinas especiales para corte de metal.

1863: Primer piano automático, inventado por M. Fourneaux.

1856-1890: Sir Joseph Whitworth enfatiza la necesidad de piezas intercambiables.

1870: Primer torno automático, inventado por Christopher Spencer.

1940: Surgen los controles hidráulicos, neumáticos y electrónicos para máquinas

de corte automáticas.

1945-1948: John Parsons comienza investigación sobre control numérico.

1960-1972: Se desarrollan técnicas de control numérico directo y manufactura

computadorizada.

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El proceso productivo, tipos y ubicación de los procesos

Podemos decir que todo tiene un proceso de producción ya que para hacer algo

primero lo pensamos y después lo procesamos, un ejemplo de esto puede ser que

para comprar un elemento primero pensamos como lo queremos, donde lo

compramos y cuánto dinero tenemos para ello.

Podemos decir que toda empresa ya sea pequeña o grande tiene un proceso de

producción por montajes ya que toda empresa se divide en secciones y cada una

cumple con una función diferente que a la final será parte del producto terminado.

En los 4 procesos de producción existentes decimos que el Job shops es un

proceso el cual no se ha desarrollado muy bien en Colombia ya que requiere de

tecnología de punta.

El proceso de producción por lotes el cual es aplicado en muchas pequeñas y

medianas empresas a nivel mundial, trata de fabricar un producto en cantidad sin

perdidas.

Las líneas de producción es un claro ejemplo del proceso que utiliza la gran

mayoría de empresas ya que todo producto empieza como materia prima y va

pasando por procesos para convertirse en un producto final el cual es para la

satisfacción del consumidor, un ejemplo de ello puede una empresa de producción

de metalmecánica que solo se encarga del trabajo con metales y tiene sus líneas

de producción como forma metal que es la encargada de transformar en metal en

las diferentes partes que tiene un producto a fabricar.

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Operaciones básicas de fabricación

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MATERIA PRIMA

PROCESO PRODUCTO FINAL.

CORTE

ARMADO

TALADRADO

FRESADO

TORNEADO

INSPECCION DE

MERCADOCLIENTEDEMANDA

SOCIAL

FINANZAS

ESTUDIO DE MERCADEO

CLIENTE

El proceso en feedback

El feedback lo que se trata en palabras concretas es realizar un trabajo en menos

tiempo, mejor calidad, ahorrando dinero y sin intervención humana, un claro

ejemplo de esto lo podemos ver en las empresas que manejan tecnología

avanzada, cuyas platas cuentan con pocos operarios y las maquinas son de gran

tamaño, pero todo esto es manejado por sistemas como los CONTROLADORES

LOGICOS PROGRAMABLES (PLC) pero a su vez esto tiene una desventaja que

es el desempleo ya que es una estrategia muy buenas para el ahorro de tiempo y

dinero pero también estamos afectando enormemente a familias que dependen de

aquellos trabajos, y aquellas personas que se han desempeñado en esa función y

ahora son reemplazadas por maquinas automatizadas, también hay que saber que

no todos los procesos automatizados trabajan solos, hay procesos como el de cnc,

sensores que han sido automatizados pero son operados por seres humanos.

Estructuras de automatización

En Los procesos de automatización encontramos diferentes categorías:

Automatización fija

Automatización programable

Automatización flexible

Automatización total

En la automatización fija se trabaja con equipos que siempre están haciendo lo

mismo para dependiendo de la demanda, son equipos que siempre van a cumplir

una tarea repetitiva, ahí vemos un estilo de producción por lotes.

En la automatización programable es cuando se trabaja con diferentes productos a

fabricar un ejemplo es un torno CNC que por medio del software se puede

modificar rápidamente, dibujar otra pieza y realizarla sin afectar la producción de

la empresa.

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En la automatización flexible se trabaja un rango de producción medio ósea que

hay varios procesos unos de automatización fija y otros programada, hay personal

pero son controladas en su conjunto por una computadora.

En la automatización total vemos que son sin intervención humana ósea que las

maquinas trabajan por controladores lógicos programables PLC, donde la maquina

misma avisa a una computadora que fallas tiene, se le programa la producción, y

su software PLC solo le puede hacer mantenimiento un profesional o ya sea el

mismo creador de la maquina.

Ventajas e inconvenientes de la automatización

La automatización tiene sus ventajas y desventajas, las ventajas son que ayudan

con la producción, el tiempo, los trabajos de una maquina automatizada son con

mas precisión ya que sus ajustes y tolerancias son por micras entonces eso da un

producto de calidad el cual el cliente preferiría saldría beneficiado, se disminuye la

mano de obre ya que si antes necesitaban 10 personas para hacer un producto

ahora con una maquina automatizada solo se necesitaría 2.

Sus desventajas son el consumo de energía eléctrica para su funcionamiento, la

herramienta de una maquina es mas costosa un ejemplo de ello son las

herramientas con las que trabaja un torno CNC ya que son de tungsteno, unas con

punta diamante y eso es mucho mas dinero, otra cosa es que el mantenimiento de

una maquina automatizada es supremamente costoso y los repuesto son solo

conseguidos en el origen de aquella maquina, en el caso de las maquinas que se

les han adaptado un sistema de automatización PLC lo mas costoso es el arreglo

del software del PLC, se aumenta la gente sin empleo, se requiere de personal

mas calificado ya que son maquinas que en su totalidad se requiere de un estudio

avanzado, otra gran desventaja es que una maquina CNC tiene que ser trabajada

bajo un cierto clima por ella toca hacer un centro de mecanizado con aire

acondicionado ya que el mal uso de la maquina en climas no apropiados puede

des configurar el sistema y así generar perdidas.

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Elementos de la automatización

En los elementos de la automatización se ven las siguientes categorías

Mecánica

Eléctrica

Tecnología Electrónica

Neumática y electro-neumática

Hidráulica y electro-hidráulica

Aplicaciones de Control e Informática Industrial

La automatización tiene todo esto en común por que para mi pensar dentro de una

maquina por muy automatizada que este lleva un sistema mecánico, ya sea

piñones, ejes, que son los que hacen que se mueva la maquina, son refrigerados,

tienen sus sistemas de hidráulica, neumática y todo esto va sujeto a los procesos

eléctricos y electrónicos, la electricidad es la principal ya que es la encargada de

suministrar la energía a las maquinas mediante el cableado, motores eléctricos,

pero la electrónica es la encargada de controlar la energía, es aquella que se

encarga de decir esto para aquí, esto sigue, esto va así, esto va para allá, para

eso se usan sistemas de sensores que son programados ya sea para prevenir un

accidente o para avisar que algo esta mal, le falta refrigerante, se usa sistemas

inalámbricos, telemando y las aplicaciones de control estamos hablando de los

sistemas que controlan todo el proceso, aquí en este elemento se ve lo que es el

control numérico computarizado CNC que en sus diferentes maquinas como el

torno CNC porta unas células de mecanizado que en este caso seria las

herramientas de trabajo ya sea dependiendo de los ejes, se manejan herramientas

especiales que son de un alto costo. Todo tiene en común ya que se necesita de

los diferentes elementos para realizar cualquier trabajo, todo proceso lleva

automatización ya que para encender o apagar alguna maquina ya se esta

manejando elementos de la automatización.

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Modelos matemáticos de sistemas

Los modelos matemáticos de sistemas nos habla desde un punto mas científico,

va mas allá de la automatización, los modelos matemáticos nos explican todo

sobre como y por que se hace dicho elemento, proceso, el por que y a base de

que se mueve, sus formulas, es un tema muy complejo pero es como la base de

todo, dependiendo de la evolución los podemos clasificar así:

Sistemas de tiempo continuo

Un sistema en tiempo continuo viene caracterizado por magnitudes o señales

que toman valor en cada instante de tiempo, yo leyendo comprendí que esto se

basa mas en los sistemas como las plantas eléctricas, hidroeléctricas es como

la base, es un tiempo continuo.

Sistemas de tiempo discreto

Un sistema en tiempo discreto es un operador matemático que transforma una

señal en otra por medio de un grupo fijo de reglas y funciones, son aquellos

como por ejemplo los equipos biomédicos como los electrocardiógrafos que

por medio de operadores dan el funcionamiento del corazón.

Sistemas de eventos discretos

Estos sistemas se caracterizan por mantener un estado interno global del

sistema, que puede no obstante estar física o lógicamente distribuido, y que

cambia parcialmente debido a la ocurrencia de un evento, un claro ejemplo de

esto son como los GPS, las redes, controladores de diferentes áreas, es como

lo que necesitan los diferentes sistemas para su función es como la que

permite que eso suceda, son sistemas comandados por eventos ósea que son

un conjunto de resultados como por ejemplo con una aplicación puedes ver

donde y a que hora para el bus en la esquina de mi casa,

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Modelado y simulación de sistemas complejos

Es una información que como su nombre lo dice es complejo pero es entendible

que es como la encargada o la que hace experimentos sobre ciertos sistemas,

ponemos de ejemplo los sistemas de medición como un calibrador vernier o pie de

rey que según sus funciones viene diseñado para escala milimétrica y fracción de

pulgada, algunos son diseñados para mayor precisión como milésimas de

milímetro o milésimas de pulgada, pero todo es un experimento y cada vez va mas

allá , como decía el texto de modelado, solo refleja aquellos aspectos que han sido

medidos y analizados dentro de un determinado contexto experimental. Otros

aspectos pueden quedar ocultos en el modelo porque aun no se conocen, es claro

que siempre se va descubrir mas cosas, todo esto sale dependiendo de la realidad

que se vive en el mundo cada vez se va ir mejorando cada vez mas y esto

conlleva a experimentos de modelos y simulación.

Esta rama es muy importante ya que para empezar cualquier proceso debemos

modelarlo, estudiarlo y saber que ventajas nos trae, que desventajas y que tanto lo

necesita el mundo que nos rodea.

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Lenguaje Unificado de Modelización (UML)

Lenguaje Unificado de Modelado (UML, por sus siglas en inglés, Unified Modeling

Language) es el lenguaje de modelado de sistemas de software más conocido y

utilizado en la actualidad; está respaldado por el OMG (Object Management

Group).

El Lenguaje Unificado Modelado es una herramienta compatible, estandarizada

para escribir planos de software, Se utiliza para especificar, visualizar, construir y

documentar los artefactos de un proceso intensivo.

Es un lenguaje gráfico para visualizar, especificar, construir y documentar un

sistema. UML ofrece un estándar para describir un "plano" del sistema (modelo),

incluyendo aspectos conceptuales tales como funciones del sistema, y aspectos

concretos como expresiones de lenguajes de programación, esquemas de bases

de datos y compuestos reciclados.

Esto se ve reflejado en cuando compramos un producto viene con un libro de

instrucciones en diferentes idiomas, funciones de cada uno de los sistemas, con

que se fabrico, al UML se unen muchas compañías ya que es de gran ventaja por

eso podemos utilizar sistemas de Microsoft y poder tenerlo en diferentes idiomas

al igual que los celulares, también hay maquinas que solo trabajan con un idioma.

Es una herramienta de mucha utilidad que hace que algunas funciones sean mas

practicas.

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Características de UML

Data Types

En ciencias de la computación y de la programación de computadoras, un

tipo de datos es una clasificación de la identificación de uno de los distintos

tipos de datos, como verdadero, entero o booleano, que determina los

posibles valores de ese tipo, un ejemplo es el programa de programación

java el cual permite utilizar diferentes herramientas

Core

Core es un procesador que combina uno o mas microprocesadores y

dependiendo de ello es que se ve la velocidad o mejor funcionamiento de

un aparto electrónico, podemos ver celulares con 2 o mas núcleos que

contienen microprocesadores y esto hace que sea mas veloz un dispositivo

como por ejemplo un celular.

Extension Mechanisms

Son el mecanismo de extensión los cuales nos sirve para la ampliación de

tamaño de ciertos parámetros.

Common Behavior

Es el comportamiento común, es como ver el estado o la realidad de lo que

esta pasando.

State Machines

Máquinas de estado finito pueden modelar un gran número de problemas,

entre los que están la automatización de diseño electrónico , protocolo de

comunicación de diseño, el lenguaje de análisis sintáctico y otras

aplicaciones, nos habla de las herramientas que hay para realizar dicho

proceso, si vamos hacer un celular nuevo y de alta tecnología es lógico que

necesitamos herramientas que nos ayuden a conseguir esa tecnología y así

es que se va mejorando día a día mas.

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Activity Graphs

Para mi es encargado del estilo y gráficos del producto, aplicación a

fabricar, sistema a elaborar, todo esto es teniendo en cuenta los sistemas

en que es común operar algún elemento.

Collaborations

Aquí se ve reflejadas todas aquellas entidades o software que fueron

necesitados para la elaboración.

Use Cases

Aquí es donde nos informamos de cierta información como el título

(objetivo), actor Principal, alcance, nivel, la (Historia): el cuerpo del caso de

uso es simplemente un párrafo o dos de texto, de manera informal que

describe lo que sucede.

Model Management

Aquí es donde empieza todo por que es el modelo de gestión es donde se

habla de todo lo que se va hacer, que se necesita, es como hacer una

revisión aquí entra muchas cosas como la demanda social en el mercado,

que falta, que nos beneficia etc.

De esto aprendemos que estas características las vemos en muchos

productos como un celular que viene cumpliendo cada una de ellas, un

computador, todo trae un procesador, idiomas, cada vez los gráficos son

mas reales, hay definición HD, y todo es planeado para que sea de gran

impacto.

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Estructura del curso

El curso se estructura en 4 partes

Control de procesos continuos

Es el control de un elemento que cumple cierta función, los controles de

procesos continuos pueden ser los PLC.

Control de procesos de eventos discretos

Diagramas de estado

Es donde se representa ciertas actividades dependiendo de que se

esta tratando.

Redes de Petri

Una red de Petri está formada por lugares, transiciones, arcos dirigidos y

marcas o fichas que ocupan posiciones dentro de los lugares. Es controlado

y va cumpliendo funciones dependiendo de cómo este programado.

Grafcet

Es un diagrama funcional normalizado, que permite hacer un modelo del

proceso a automatizar, contemplando entradas, acciones a realizar, y los

procesos intermedios que provocan estas acciones.

Statecharts

Tiene mucho que ver con los diagramas de estado, estos son los

datos los cuales dan información sobre como se va realizar y que

parámetros tendrá.

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Automatización local

Captadores son los encargados de suministrar la energía o calor, un

ejemplo de ello son las empresas que han implementado captadores

solares ya sea para energía o para el calentamiento de agua que en

muchos casos es utilizada para la automatización de procesos.

Pre-actuadores y actuadores son dispositivos inherentemente mecánicos

cuya función es proporcionar fuerza para mover o actuar otro dispositivo

mecánico, la fuerza que proviene del actuador proviene de tres posibles

fuentes, presión neumática, presión hidráulica y la fuerza eléctrica y los pre

actuadores ayudan cuando no es controlado por las conexiones.

Automatismos eléctricos

Es muy relacionado con la electrónica de control, nos muestra la

manera en las que se puede utilizar los microcontroladores.

Automatismos neumáticos e hidráulicos

La neumática utiliza el aire comprimido como vehículo para

transmitir la energía, esto lo utiliza los sistemas robotizados, las

maquinas de soldadura eléctrica por puntos. La hidráulica utiliza el

aceite a presión como vehículo para transmitir energía, desarrolla

cantidades de fuerzas, es muy utilizado en las empresas de

metalmecánica como las prensas hidráulicas

Autómatas programables

Es un sistema secuencial diseñado para controlar procesos, así

como lo hacen los robots industriales, el termino autómatas se usa

para referirse a los robots.

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Controladores industriales

Son aquellos encargados de repartir efectivamente las funciones, un

ejemplo de controlador puede ser un sistema eléctrico y también una

persona, en este caso un controlador podíamos verlo como un PLA o un

CNC ya que ellos son los encargados de suministrar dicha información

como también hay controladores de energía eléctrica.

Automatización global

Esta es la ultima parte y pues generaliza muchas cosas.

Simulación de procesos productivos

Nos muestra la forma en la que se trabaja un producto va desde donde

empieza, el proceso y donde termina, en esto va incluido lo que es las 5s.

Redes locales

Son las redes por las cuales funcionan ciertos elementos los cuales

necesitan de una red para su funcionamiento.

Buses industriales

Los buses industriales son sistemas de información de datos que simplifica

enormemente la instalación y operación de máquinas y equipamientos

industriales utilizados en procesos de producción.

GEMMA

SCADA

Es un software para ordenadores que permite controlar y supervisar

procesos industriales a distancia. Facilita retroalimentación en tiempo real

con los dispositivos de campo (sensores y actuadores), y controla el

proceso automáticamente. Provee de toda la información que se genera en

el proceso productivo (supervisión, control calidad, control de producción,

almacenamiento de datos, etc.) y permite su gestión e intervención.

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Control jerárquico

Las estructuras de control jerárquicas son útiles en procesos altamente

integrados puesto que descomponen un sistema complejo en varios

subsistemas que pueden tener diferentes objetivos (estabilización,

desempeño, optimización) o escalas de tiempo.

Diseño de respuesta de frecuencia

El diseño en la respuesta de frecuencia tiene un sistema de representación

dinámica, porque sus formas son curvas y con un alto contraste. Al ser una

representación de dimensión infinita no se puede decir que haya formulas

especificas con la cual podamos relacionar la repuesta de frecuencia con los

parámetros características de la respuesta temporal, hay que adquirir una

experiencia para hacerlo en cualquiera de sus dos alternativas.

“Es importante que el sistema tenga un filtro que pase antes del mostrador de

forma que se filtren las bandas laterales en estas condiciones la repuesta del

sistema lineal en invariante en el tiempo a una entrada sinusoidal preserva la

frecuencia y modifica solo la amplitud y la fase de la señal de entrada así la

amplitud y la fase son las dos únicas cantidades que se deben tratar”.

Se habla de un diagramas de bode, el cual los métodos son convencionales de

respuesta en frecuencia se aplican a las funciones de transferencia en el plano,

mediante el uso del diagrama de bode se puede diseñar un compensador digital o

un controlador digital a través de los métodos convencionales.

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El problema del diseño de feedback

El diseño de feedback tiene una realimentación negativa como ventaja el aumento

de ancho de banda la disminución de la sensibilidad del sistema a las variaciones

de los parámetros y la obtención de función de transferencias, este tipo de diseño

es más complejo pero también confuso ya

Diseño en el espacio de estado

Se basan en la realimentación de la variable salida, por lo común en la utilización

de controladores con un reducido número de parámetros de diseño.

“se supone que se cuenta en todo momento con el valor de cada uno de los

estados de plantas a controlar y se determina la acción de control, como una

combinación lineal de los estados. Los coeficientes de esa retroalimentación de

estados”

Aquí se ve más complicado ya que existe una dificultad alta para relacionar

parámetros del controlador con las especificaciones deseadas.

Asignación de polos

“En el diseño de asignación de polos se colocan todos los polos cerrados en

posiciones que se deseen, este diseño ubica los polos cerrados de modo que las

condiciones transitorias sean llevadas a cero de forma preestablecida, sin

embargo hay costo con colocar todos los polos en lazo cerrado, porque para

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realizarlo se requiere tener buenas medidas de todas la variables de estado o bien

incluir un observador de estado en el sistema, existe un requisito por parte del

sistema para poder realizar la asignación de polos en forma arbitraria, esta

exigencia es que el sistemas sea de estado completamente controlable.”

Sintonía de controladores PID

Sintonizar un controlador PID es establecer el valor que deben tener los

parámetros de ganancia, tiempo integral y tiempo derivativo, para que el sistema

responda en una forma adecuada, la primera etapa de todo procedimiento de

sintonización consiste en obtener la información estática y dinámica del lazo

el método del lazo cerrado, la información del lazo se obtienen a partir de un

primer test realizado en lazo cerrado usualmente con un consolador con acción

proporcional pura.

El método de lazo abierto, la característica estática y dinámicas de la planta,

elemento, final de control mas proceso más transmisor. Se obtiene de un ensayo

en el lazo abierto generalmente la respuesta a un escalón.

Dispositivos lógicos

Estos dispositivos solo tiene dos estados de equilibrio los cuales reciben nombres

típicos que los identifican. Dispositivo mecánico su estado s SI/NO; válvula

ABIERTO/CERRADO.

Estos tipos de dispositivos permiten la construcción de artefactos más complejos

que se llamas automatismo. Sus modelos son los sistemas digitales hay dos

clases; sistemas combinacionales, secuenciales.

Sistemas combinacionales: también se le puede llamar lógica combinacional es

todos sistemas digitales en el que su salida son función exclusiva del valor de sus

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entradas en un momento dado, son que intervengan en ningún caso anterior de

las entradas o de las salidas.

Sistemas secuenciales: los valores de las salidas, en un momento dado, no

dependen exclusivamente de los valores de las entradas en dicho momento, sino

también dependen del estado anterior o estado interno, este sistema es más

simple es en biestable de los cuales, el tipo D “el cerrojo es el más utilizado.

Algebra de boole

Es un sistema de elementos B=(0,1) y los operadores binarios (.) y (+) y (´). La

cuales cumplen las siguientes propiedades: conmutativa, distributiva, impotentes,

asociativas, absorciones. Elementos neutros diferentes, siempre existe el complejo

de A, denominado A´.

Funciones booleanas

Es una función cuyo dominio son las palabras conformadas por los valores

binarios 0 o 1(falso o verdadero) y cuyo dominio son ambos valores 0 y 1.

Formas canónicas

Es la función lógica a toda suma en la cual aparecen todas las variables en su

forma directa o inversa, en esta forma se utilizan los términos minterm y

masxterm, todas las funciones lógicas son expresables en forma canonica, tanto

como una suma de minterms como producto de maxterms.

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Simplificación de funciones booleanas

Simplificar una función consiste en obtener otra función equivalente a f y con una

expresión más simple, la utilización de esta función hace que sea más simple de

encontrar otra, sea por un programa de ordenador o por un circuito neumático o

electrónico.

Los métodos mas utilizados para simplificar funciones booleanas son el karnaughy

el quine-mccluskey.

Método de Karnaugh: es un diagrama utilizado para la simplificación de funciones

algebraicas Booleanas. El mapa de Karnaugh fue inventado en 1950 por Maurice

Karnaugh, un físico y matemático de los laboratorios Bell.

Los mapas de Karnaugh reducen la necesidad de hacer cálculos extensos para la

simplificación de expresiones booleanas, aprovechando la capacidad del cerebro

humano para el reconocimiento de patrones y otras formas de expresión analítica,

permitiendo así identificar y eliminar condiciones muy inmensas.

Método de Quine-McCluskey: es un método de simplificación de funciones

booleanas desarrollado por Willard Van Orman Quine y Edward J. McCluskey. Es

funcionalmente idéntico a la utilización del mapa de Karnaugh, pero su forma

tabular lo hace más eficiente para su implementación en lenguajes

computacionales, y provee un método determinista de conseguir la mínima

expresión de una función booleana.

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Sistemas combinacionales

Es un sistema de control que tiene entradas y salidas, tales que para todo cada

una de ellas es una función booleana de las entradas.

En los sistemas combinacionales se asume que los valores de las salidas en un

instante determinado solo dependen de los valores que en ese mismo instante

tengan las entradas.

Funciones lógicas elementales

Se puede decir que las funciones elementales son las mas simples que pueden

construirse utilizando los operadores lógicos estas funciones se pueden realizar

físicamente mediante diferentes tecnologías, como la eléctrica y la neumática.

Cada función lógica tiene un símbolo, dado por la norma ISO, aunque se usan a

veces otros símbolos en electrónica y otras tecnologías.

Función NOT

Esta función es la negación de una variable Una variable lógica A a la cual se le

aplica la negación se pronuncia como "no A" o "A negada".

Función OR

Esta función realiza la operación de suma ordinaria en Z2, o disyunción lógica

entre v arias variables.

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Función NOR

Es el complemento en Z2, de la función or varias variables. La de verdad z=(x

nand y) para dos variables y su símbolo. DIN e ISO.

Maquinas de estados

Es un sistema secuencial que posee un numero finito q de entradas, un número

finito N de estados (n es el número de variables de estado) y un número finito p

de salidas. Tanto las señales de entrada como las de salida y las de estado,

toman valores binarios. Por ser la máquina de estados un sistema de control, las

señales de entrada pueden cambiar en su evolución en el tiempo y ´esto hace que

cambien también las señales de estado y las de salida

Autómata de Mealy

“Es un tipo de máquina de estados finitos que genera una salida basándose en su

estado actual y una entrada. Esto significa que el Diagrama de estados incluirá

ambas señales de entrada y salida para cada línea de transición. En contraste, la

salida de una máquina de Moore de estados finitos (el otro tipo) depende solo del

estado actual de la máquina, dado que las transiciones no tienen entrada

asociada. Sin embargo, para cada Máquina de Mealy hay una máquina de Moore

equivalente cuyos estados son la unión de los estados de la máquina de Mealy y

el Producto cartesiano de los estados de la máquina de Mealy y el alfabeto de

entrada.”

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Autómata de Moore

“Es un autómata de estados finitos donde las salidas están determinadas por el

estado actual únicamente (y no depende directamente de la entrada). El diagrama

de estados para una máquina Moore incluirá una señal de salida para cada

estado. Comparada con la Máquina de Mealy, la cual mapea transiciones en la

máquina a salidas.”

Diagramas de estados

“Una maquina de estados con N < 2n estados, q entradas y p salidas, es un grafo

orientado que contiene la misma información que las tablas de transición y de

salida pero que expresa de forma más clara, si cabe, la naturaleza secuencial del

sistema.”

Sistemas reactivos

“Los sistemas reactivos son sistemas de control que están comandados por

eventos: sistemas que están permanentemente reaccionando a estímulos

externos e internos. Los teléfonos, automóviles, redes de comunicación, sistemas

operativos de ordenadores, sistemas de aviación, y las interfaces hombre-máquina

de muchas clases de software ordinario son ejemplos de sistemas reactivos.

El problema del modelado de estos sistemas radica en la dificultad de describir el

comportamiento reactivo de una manera clara, realista y al mismo tiempo lo

suficientemente formal y rigurosa como para servir de base para detallada

simulación computarizada del sistema.”

Se puede decir que los sistemas reactivos son los que más utilizamos a diario.

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Modelos de sistemas productivos

Automatizar un sistema de producción consiste en reducir la intervención humana

a lo largo del proceso de fabricación, optimizar la utilización de los materiales y de

las energías empleando nuevas tecnologías y conseguir unas mejores

prestaciones y una mejor calidad del producto terminado. Aunque el modelo de un

sistema productivo es bastante complejo, para muchas

Aplicaciones de automatización local podemos admitir que está compuesto por

dos subsistemas, uno reactivo (parte de comando) y otro activo (parte operativa),

que interaccionan entre sí.

Con la automatización lo que se pretende este reemplazar la mano de obra por las

maquinas, para así tener un mejor tiempo de producción, con la llegadas de las

maquinas las empresas reemplazan la mano de obras, por algo digital.

Grafcet

Es un sistema grafico de modelado de automatismos secuenciales. Fue

introducido en Francia por P. Girauld, en su tesis doctoral. La norma IEC-848 da

una completa descripción de Grafcet y ha sido adoptada por diversos fabricantes

para crear interfaces graficas de usuario que facilitan la programación de sus de

autómatas programables. El Grafcet es aplicable, por principio, a un sistema

automatizado de producción compuesto de dos partes: una parte operativa (PO) y

una parte de comando (PC).

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Stateflow

“Stateflow es una herramienta incluida en el paquete Matlab que funciona bajo el

programa (toolbox) Simulink. Es posible ejecutar solo Stateflow (como un bloque

´único de Simulink) pero siempre bajo Simulink. Utilizando Stateflow y Simulink se

pueden realizar modelos de sistemas híbridos.”

Creación de un modelo con Stateflow–Simulink

Tras arrancar el programa Matlab, creamos un modelo nuevo (new-model) de

Simulink y colocamos en el mismo, con el ratón, el bloque Chart de Stateflow. Con

el editor grafico se pueden crear cartas Stateflow, de modo interactivo,

simplemente haciendo clic en cada elemento y arrastrándolo a la ventana de

dibujo. Una vez colocados varios estados, podemos crear transiciones haciendo

clic en un estado y arrastrando el ratón hasta otro estado. Se etiquetan los estados

y las transiciones indicando las acciones que van a ocurrir durante la ejecución y

bajo que condiciones se harán las transiciones. Finalmente se añade el historial,

uniones, y estados en paralelo para detallar las operaciones del modelo.

Los pasos para seguir una aplicación completa son: crear la carta stateflow, utilizar

el Explorer de stateflow, definir un interface de bloques de stateflow, ejecutar la

simulación y generar el código.

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Elementos de una carta de estado

Una carta de estado (statechart) es un grafico formado por elementos gráficos

sobre los que van escritos otros elementos de texto. Los elementos gráficos son

cartas, estados, transiciones y uniones mientras que los elementos de texto son

datos y eventos.

Cartas: La carta es como la hoja de papel en la que se representan los elementos

gráficos y de texto. Cada carta representa una máquina de estados y constituye un

bloque de Simulink que puede conectarse con otras cartas o con otros bloques de

Simulink.

Estados: Un estado se dibuja como un rectángulo con las esquinas redondeadas

y representa un modo de funcionamiento del sistema. Aunque tienen el mismo

nombre, no debemos confundir estos estados con los estados del “modelo de

estado” de un sistema de control de tiempo continuo o discreto. Aunque en

ocasiones ambos pudieran coincidir, los estados aquí considerados son más

generales: representan los modos o formas de funcionamiento que adquiere el

sistema al reaccionar frente a los eventos.

Automatismos eléctricos

El relé: El relé es el dispositivo fundamental para la realización de automatismos

eléctricos. Consta de un conjunto de piezas colocadas dentro de una caja, de la

forma indicada en la figura 6.1, y es esencialmente un interruptor accionado

mediante un electroimán. Al aplicar tensión entre los terminales A1 y A2, el

electroimán atrae a la armadura férrea hacia el núcleo del electroimán, con lo que

el terminal 1 se desconecta del terminal NC y se conecta con el terminal NA.

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Cuando se deja de aplicar el voltaje a la bobina, el relé, accionado por el muelle,

vuelve a su estado de reposo.

Conclusión

La automatización nos da a ver un mundo de diferente manera, posee una

cantidad de herramientas y elementos que nos ayudan a mejorar cualquier

proceso, nos hace ver todo de una manera fácil pero a la vez compleja ya que

para hacer ciertos procesos se necesita de muchas personas, cada una

desempeñada en un área.

De igual forma, como ya sabemos la tecnología día a día se va haciendo parte

fundamental de la vida humana, sin embargo, aun faltan muchos procesos por

automatizar. Existe un sinfín de cosas que facilitarán en varios sectores las

labores humanas, e incluso en algunos trabajos disminuirá el riesgo al que estos

se puedan enfrentar, tan solo es cuestión de tiempo para conseguirlo.

Por último queremos agregar que tan solo debemos darle entrada a la tecnología

en nuestra sociedad, para así permitir un desarrollo más fácil, rápido y eficaz.

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