Introducción a la Automatización - Ing. Fredy Borjas Zúñiga 28/10/2016

Introducción a la
              Automatización
               Ing. Fredy Borjas Zúñiga
                 fborjasz@usmp.pe

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CONCEPTO DE AUTOMATIZACION

Automatización es el procedimiento por el
cual un sistema trabaja óptimamente y sin
intervención del ser humano, de acuerdo a
un diseño .

¿POR QUÉ
AUTOMATIZAMOS?

EVITAR TAREAS TEDIOSAS PARA EL SER
HUMANO.

ABARATAR COSTOS DE PRODUCCIÓN.

INCREMENTAR LA CALIDAD DE LOS
PRODUCTOS (ESTANDARIZACIÓN).

ACORTAR LOS TIEMPOS DE INTRODUCCIÓN
DE UN NUEVO PRODUCTO EN EL MERCADO.

¿DESDE CUANDO
AUTOMATIZAMOS?

•   Un magnifico ejemplo de la época fue el Gallo de Estrasburgo que
    funciono desde 1352 hasta 1789. Este es el autómata mas antiguo
    que se conserva en la actualidad, formaba parte del reloj de la
    catedral de Estrasburgo y al dar las horas movía el pico y las alas.

•   El relojero suizo Pierre Jaquet Droz (1721-1790) y sus hijos Henri-Louis y
    Jaquet construyeron diversos muñecos capaces de escribir (1770), dibujar
    (1772) y tocar diversas melodías en un órgano (1773). Estos se conservan
    en el museo de Arte e Historia de Neuchatel, Suiza.

ESQUEMA DE UN
 IHM                  SISTEMA DE
                      AUTOMATIZACION

                             PROCESO
CONTROL   ACTUADORES

           SENSORES

SENSORES

SENSORES

        Concepto de Sensor

Un sensor es un dispositivo que capta magnitudes
físicas, y entrega una señal de salida eléctrica que
es proporcional de la variable medida.

TIPOS DE SENSORES

TIPOS DE SENSORES
Sensores de temperatura : bimetales

TIPOS DE SENSORES
Sensores termoeléctricos: Termopares.

                              TERMOPAR

TIPOS DE SENSORES
Detectores de temperatura resistivos (RTD).

TIPOS DE SENSORES
Termistores.

 Temperatura del μP

TIPOS DE SENSORES
Fotorresistencias (LDR).

Símbolo.                                 LDR

Modelo económico, encapsulado de plástico.

TIPOS DE SENSORES
Sensores capacitivos.

TIPOS DE SENSORES
Sensores inductivos.

Reluctancia        Foucault       INDUCTIVO

      LVDT

SENSORES TODO O NADA
Detectores Fotoeléctricos: Aplicaciones

SENSORES TODO O NADA
Detectores Fotoeléctricos: Aplicaciones

SENSORES TODO O NADA
Finales de Carrera:

TIPOS DE SENSORES
•   Sensores Fotovoltaicos.

                   Los detectores fotovoltaicos se
                   emplean tanto en aplicaciones
                   donde se mide la luz como en
                   implicaciones donde la luz se
                   emplea como medio para
                   detectar otra magnitud. Se
                   aplica a instrumentación
                   analítica: fotómetros de llama,
                   espectrofotómetros,
                   colorímetros, etc.

TIPOS DE SENSORES
Sensores electroquímicos.

   ELECTROQUIMICO

TIPOS DE SENSORES
•   Codificadores de posición.

ACTUADORES

ASPECTOS GENERALES

         Accionadores o Actuadores

Están acoplados a maquinas para realizar
   movimientos, calentamientos, etc.; son
   por ejemplo motores de corriente
   continua, motores de corriente alterna,
   cilindros neumáticos y otros.

 MOTOR       CILINDRO   RESISTENCIAS   LAMPARAS

ASPECTOS GENERALES
Principales tipos de Accionamientos:
 Accionamientos eléctricos.
 Utilizan como fuente de energía la eléctrica y toman muy
 diferentes formas como son: válvulas eléctricas, motores
 eléctricos de velocidad variable, motores de velocidad fija,
 resistencias de calentamiento, cabezas de soldadura, cabeza
 de corte por láser. Los motores eléctricos son adecuados para
 movimientos angulares y en el control de velocidad de ejes.

 Accionamientos neumáticos.
 Utilizan como fuente de energía el aire comprimido. El aire
 comprimido se obtiene por medio de un grupo comprensor, y
 luego se distribuye por la fabrica a las maquinas que lo
 utilicen. Los accionamientos neumáticos son principalmente
 cilindros. Son adecuados para aplicarlos en movimientos
 lineales cortos que se producen, por ejemplo, en operaciones
 de transferencia, ensamblajes, aprietes, marcados.

 Accionamientos hidráulicos.
 Solo se utilizan cuando los esfuerzos a desarrollar son muy
 importantes (prensa de corte, etc.) o cuando velocidades
 lentas deben ser controladas con precisión.

INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL
INSTRUMENTACION VIRTUAL
                              Dispositivo DAQ

 Sensores

       Bloque de Terminales

                                   Computadora

INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL

INSTRUMENTACION VIRTUAL

        LabVIEW

Tecnología Electrónica aplicada en la
            Automatización

• Controlador Lógico Programable (PLC).
• Microcontrolador.

El PLC como alternativa
    al automatismo

PLC

    Controlador Lógico Programable
                 PLC
PLC: Equipo electrónico inteligente diseñado en base a
microprocesadores, que consta de unidades o módulos
que cumplen funciones especificas, tales como, una
unidad central de procesamiento que se encarga de casi
todo el control del sistema, módulos que permiten
recibir información de todos los sensores y comandar
todos los actuadores del sistema.

El PLC es utilizado para automatizar sistemas electricos,
    electrónicos,neumáticos e hidráulicos de control discreto y análogo. Posee
la capacidad para integrarse con otros equipos a través de redes de comunicación

 Aplicaciones vista general

                      Construcción

                                     Industria

Edificios
privados

APLICACIONES

   Sistema de llenado
    de tanques

    ej. bebidas , Granos
     Capacidad de contaje
     Control de nivel.

LENGUAJES DE PROGRAMACION



MARCAS DE PLC



GERARQUIA PLC SIEMENS

Qué es un Microcontrolador ?
    Es un circuito integrado programable que
    contiene todos los componentes de un
    computador. Se emplea para controlar el
    funcinamiento de una tarea determinada y,
    debido a su reducido tamaño, suele ir
    incorporado en el propio dispositivo que lo
    gobierna.

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Automatización con
            Microcontroladores
Si no se tiene presupuesto necesario
para automatizar un proceso
determinado o porque dicha
aplicación no requiere de sistemas
avanzados como son los PLCs, el
sistema encargado del proceso puede
ser un Microcontrolador. Con estos
dispositivos es posible implementar
desde sistemas automáticos sencillos
hasta sistemas complejos.

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Microcontrolador PIC 16F877

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ARQUITECTURA HARVARD

  MEMORIA DE                                             MEMORIA DE
 INSTRUCCIONES BUS DE DIRECCION                            DATOS
                DE INSTRUCCIONES
                                   UCP   BUS DIRECCION
                                           DE DATOS

     1K x 14                                               512 x 8

                     BUS DE              BUS DE DATOS
                  DIRECCIONES

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USO DE MICROCONTROLADORES POR SECTORES

                                     AUTOMOCION

                                     INDUSTRIA
                       18%
       27%                           COMPUTADORES

                                     COMUNICACIONES
                               10%
                                     CONSUMO

                             15%
             30%
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HERRAMIENTAS DE DESARROLLO

       •SOFTWARE
       •HARDWARE

            47

SOFTWARE - MPLAB

      48

SOFTWARE - MPLAB

        49

HARDWARE

   PROGRAMADOR DE
MICROCONTROLADORES

        50

HARDWARE

SIMULADORES EN TIEMPO REAL

  DEPURADORES

                     EMULADOR

                51

SISTEMA BASICO DE AUTOMATIZACIÓN

  Sensores   Procesadores   Actuadores

                 52

AUTOMATIZACIÓN DE UN DESTILADOR

              53

PLANO ESQUEMÁTICO DEL
PROYECTO DESTILADOR

          54

DIAGRAMA DE FLUJO

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EDICIÓN
PROGRAMA FUENTE

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SET DE INSTRUCCIONES

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28/10/2016   59

SIMULACIÓN

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INTERFACE HOMBRE - MAQUINA

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SENSORES
SENSOR DE GRADOS ALCOHÓLICOS

       SENSOR DE PH

             62

ACTUADORES

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DESTILADOR AUTOMATIZADO

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“ LA IMAGINACIÓN ES EL LIMITE ..... ”

     MUCHAS GRACIAS

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